УДК 615.838.7:613.495

РАЗРАБОТКА СОЛНЦЕЗАЩИТНОГО КРЕМА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИНЕРАЛЬНЫХ И РАСТИТЕЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ГРУЗИИ

Чурадзе Л.И.1, Чагелишвили В.А.2, Кахетелидзе М.Б.3, Явич П.А.4, Мcхиладзе Л.В.5
1Институт фармакохимии им. И. Кутателадзе Тбилисского Государственного Медицинского Университета, Тбилиси, Грузия, научный сотрудник
2Институт неорганической химии и электрохимии им. Р. Агладзе Тбилисского Государственного Университета им. И. Джавахишвили, Тбилиси, Грузия, доктор химических наук
3Институт фармакохимии им. И. Кутателадзе Тбилисского Государственного Медицинского Университета, Тбилиси, Грузия, доктор фармации
4Институт фармакохимии им. И. Кутателадзе Тбилисского Государственного Медицинского Университета, Тбилиси, Грузия, доктор фармацевтических наук, профессор
5Институт фармакохимии им. И. Кутателадзе Тбилисского Государственного Медицинского Университета, Тбилиси, Грузия, доктор фармации, профессор, корреспондирующий автор, l.mskhiladze@tsmu.edu

Аннотация
Целью проведенного исследования являлась разработка рецептуры УФ – защитного крема с использованием минеральных и растительных ресурсов Грузии.

Ключевые слова: диоксид кремния, масла, минеральные, растительные, ресурсы Грузии, солнцезащитный крем, экстракты.


DEVELOPMENT OF SUNSCREEN USING MINERAL AND PLANT RESOURCES OF GEORGIA

Churadze L.I.1, Chagelishvili V.A.2, Kakhetelidze M.B.3, Yavich P.A.4, Mskhiladze L.V.5
1Institute of Pharmacochemistry, I. Kutateladzeof Tbilisi State Medical University, Tbilisi, Georgia, Researcher
2Institute of Inorganic Chemistry and Electrochemistry, R. Agladze Tbilisi State University. I. Javakhishvili, Tbilisi, Georgia, Doctor of Chemical Sciences
3Institute of Pharmacochemistry, I. Kutateladzeof Tbilisi State Medical University, Tbilisi, Georgia, Doctor of Pharmacy
4Institute of Pharmacochemistry, I. Kutateladzeof Tbilisi State Medical University, Tbilisi, Georgia, Doctor of Pharmaceutical Sciences, Professor
5Institute of Pharmacochemistry, I. Kutateladzeof Tbilisi State Medical University, Tbilisi, Georgia, Doctor of Pharmacy, Professor, Corresponding Author, l.mskhiladze@tsmu.edu

Abstract
The purpose of the study was to develop a formulation of UV - protective cream using mineral and plant resources of Georgia.

Keywords: extracts, mineral, oils, resources of Georgia, silicon dioxide, sunscreen, vegetable


Рубрика: 15.00.00 ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Чурадзе Л.И., Чагелишвили В.А., Кахетелидзе М.Б., Явич П.А., Мcхиладзе Л.В. Разработка солнцезащитного крема с использованием минеральных и растительных ресурсов Грузии // Современные научные исследования и инновации. 2021. № 11 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/11/96911 (дата обращения: 26.11.2021).

Материалы и методы.

Для достижения этой цели использован диоксид кремния, полученный по технологии разработанной в Институте неорганической химии и электрохимии им. Р. Агладзе Тбилисского государственного университета им. Н. Джавахишвили, порошок с дисперсностью частиц менее 0,05 мм и содержанием основного вещества до 96- 97%; экстракты и масла из лекарственных растений, произрастающих на территории Грузии Cухие экстракты из листьев зеленого чая, из листьев алоэ древовидного, выжимок плодов винограда, плодов ореха грецкого; масла оливковое, облепиховое, виноградное, ореха лесного, эфирные масла плодов лимона и листа эвкалипта, а так же ряд других. Основа для крема содержала следующие компоненты: моноглицериды дистиллированные, воск эмульсионный, полисорбат-80, масло какао, стеариновая кислота, масло оливковое, цетилпальмитат, карбопол 940, перлит вспученный для аналитических работ из месторождения в районе озера Паравани (Грузия), вода обессоленная.

Результаты.

Спектроскопическое исследование получаемых кремов, проводимое с использованием спектрофотометров AVASPEC – 2048 FIBEROPTIC SPECTROMETER’’ и CECILCE9500 Aquarius’, показало наличие защитных свойств от солнечного излучения в диапазоне  180-1000нм., т.е. в достаточно широкой области. Причем, полностью защищен ультрафиолетовый диапазон в области  UVA (320–380 нм), UVB (280–320 нм) и частично UVC (100–280 нм), наряду с этим, крем предохраняет от видимого излучения. Крем по физико-химическим свойствам соответствует требованиям госта 31460-201. Изучение процесса высвобождения биологически активных веществ из крема методом диффузии из 5% агарового геля для «микробиологических целей» ,  позволяет предположить, что в течение достаточно большого времени крем находится в верхнем слое кожи, предохраняя ее от возможного раздражающего действия солнечного излучения. Действие крема на добровольцах, мужчины в возрасте 55-60 лет, свидетельствует о достаточно хорошем уровне защитной активности. Полученные данные при изучение осмотической активности крема, позволяют прогнозировать возможность достаточно быстрого и большого оттока гнойно-некротического отделяемого в случае солнечного облучения.

Заключение.

Результаты исследования предлагаемого варианта крема позволяют прогнозировать возможность его успешного применение в косметической практике.

Materials and methods.

To achieve this goal, silicon dioxide was used, obtained according to the technology developed at the Institute of Inorganic Chemistry and Electrochemistry. R. Agladze Tbilisi State University. N. Javakhishvili, powder with a particle size of less than 0.05 mm and a basic substance content of up to 96-97%; extracts and oils from medicinal plants growing on the territory of Georgia. Dry extracts from green tea leaves, from leaves of aloe tree,. Grape marc, walnut fruit; olive, sea buckthorn, grape, hazelnut oils, essential oils of lemon fruits and eucalyptus leaves, as well as a number of others. The base for the cream contained the following components: distilled monoglycerides, emulsion wax, polysorbate-80, cocoa butter, stearic acid, olive oil, cetylpalmitate, carbopol 940, expanded perlite for analytical work from a deposit near Lake Parovani (Georgia), desalted water.

Results.

Spectroscopic study of the resulting creams, carried out using spectrophotometers AVASPEC-2048 FIBER OPTIC SPECTROMETER ” and CECIL CE9500 Aquarius ”, showed the presence of protective properties from solar radiation in the range of 180-1000nm, i.e. in a fairly wide area. Moreover, the ultraviolet range is fully protected in the area of ​​UVA (320-380 nm), UVB (280-320 nm) and partially UVC (100-280 nm), along with this the cream protects against visible radiation. The cream meets the requirements of GOST 31460-201 in terms of physical and chemical properties. The study of the release of biologically active substances from the cream by diffusion from 5% agar gel for “microbiological purposes” suggests that for a sufficiently long time the cream is in the upper layer of the skin, protecting it from the possible irritating effect of solar radiation. The effect of the cream on volunteers, men aged 55-60 years, indicates a fairly good level of protective activity. The data obtained in the study of the osmotic activity of the cream, allow predicting the possibility of a sufficiently fast and large outflow of purulent-necrotic discharge in the case of solar irradiation.

Conclusion.

The results of the study of the proposed version of the cream make it possible to predict the possibility of its successful use in cosmetic practice.

Введение.

Солнечное излучение характеризуется большим спектром, включающим различные его виды – видимое (380 до 800 нм), инфракрасное (в диапазоне 1–3 мкм), ультрафиолетовое (в среднем диапазон 180 – 380 нм), наиболее вредное, составляющее около 10% всего излучения, достигающего поверхности земли. Оно подразделяется на UVA (320–380 нм), UVB (280–320 нм) и UVC (100–280 нм) наиболее жесткое, но в связи тем, что UVC лучи адсорбируются озоновым слоем, их повреждающее действие не велико . Действие солнечных лучей связано с рядом неприятных последствий для кожи человека. Происходит фотостарение кожи, т.к. они при этом разрушается белок коллаген, наличие которого в необходимом количестве связано с упругостью, уровнем влаго содержания в коже и, как следствие с ее внешним видом – появляются преждевременные морщины. При действие солнечного излучения, на коже могут проявляться в острых случаях ожоги, временное подавление иммунитета, лекарственная фоточувствительность, обострение имеющегося светочувствительного заболевания (красная волчанка и др.), различные фотодерматозы наряду с фототравматическими, фототоксическими и фотоаллергическими реакциями.  В хронических случаях наряду с морщинами патологическая пигментация, предрак (актинический кератоз), нарушение иммунного контроля за предраком и раком кожи, рак кожи (95% рака кожи развивается на участках кожи, постоянно подвергающихся воздействию солнечного света -лицо и шея [1-4]. Именно с этим связана необходимость использования солнцезащитных кремов. Известны солнцезащитные фильтры двух типов – физические (минеральные) и химические (органические) [5,6]. Физические неорганические фильтры являются отражающими экранами, имеющими достаточно большой диапазон защитного действия в среднем 290-700 нм. Отрицательными качествами этой группы фильтров является – уплотнение эмульсии, и в связи с этим, трудность в равномерном нанесение на кожу. Наряду с этим появление белого цвета на коже вызывает у определенной группы лиц эстетическое невосприятие. Ряд из физических фильтров обладает высокой фотокаталитической активностью, из за чего при контакте с солнечным излучением, происходит окисление органических соединений компонентов крема и образуются свободные радикалы, разрушающие в определенной мере клетки кожи. В настоящее время в качестве экрана наиболее часто используется двуокись титана, она считается одним из лучших УФ-фильтров, но из-за высокой фотокаталитической активности используется в комбинации с другими Уф фильтрами, оксидами металлов, способными снизить ее уровень [7]. Химические фильтры – вещества природного происхождения или их синтетические аналоги, которые в большинстве случаев имеют и определенную лекарственную активность, способные так же улучшить сенсорные характеристики кожи [8]. Недостатком их является малый диапазон защитного действия. Поэтому в последнее время обычно используют комбинации химических и физических фильтров. Новая стратегия фотозащиты [9] это добавление в солнцезащитные кремы антиоксидантов, в основном растительного и животного происхождения.

Целью данного исследования была разработка рецептуры нового УФ – защитного крема с большим диапазоном защиты с использованием минеральных и растительных ресурсов Грузии.

Материалы и методы. Диоксид кремния, использованный в качестве физического фильтра, получен по технологии разработанной в Институте неорганической химии и электрохимиии им. Р. Агладзе Тбилисского государственного университета им. И. Джавахишвили под руководством доктора техн. наук В.А.Чагелишвили. Представляет собой порошок с дисперсностью частиц менее 0,05 мм и содержанием основного вещества до 96- 97%. В качестве органических Уф – фильтров использованы экстракты и масла из лекарственных растений, произрастающие на территории Грузии, которые имеют и свойства антиоксидантов [10-12]. Одновременно учитывался эффект действия как минеральной составляющей, так и использованных растительных средств на структуру кожи и заживляюще – регенерирующую способность в случае ожога или раздражения кожи при действие УФ- облучения. Cухие экстракты из листьев зеленого чая содержат таких активных компонентов, как полифенолы эпигаллокатехин-3-галлат (EGCG) и эпигаллокатехин (ЕGС), флавоноид кверцетин (Qu), витамины C и E. например, эпигаллокатехин-3-галлат в 2 раза увеличивает в них уровень супероксиддисмутазы, тем самым значительно подавляя свободнорадикальное окисление, индуцированное лучевой терапией Кроме того, эпигаллокатехи-3-галлат, эпикатехин-3-галлат, кверцетин, витамины C и E активно связывают свободные радикалы, в частности супероксидный радикал и синглетный кислород, защищая мембраны и ДНК клеток от повреждения. Полифенолы зеленого чая оказывают УФ – защитное, противовоспалительное, антибактериальное, вяжущее и смягчающее действие, обладают ранозаживляющими свойствами, способствуют проникновению биологически активных веществ в кожу. В экстрактах из листьев алоэ древовидного содержатся ферменты, витамины, фитонциды, алоин, эмодин, смолистые вещества, следы эфирных масел и др., обладают  противовоспалительным и противоожоговым свойством, бактериостатическим действием. Экстракты из выжимок плодов винограда содержат вещества фенольной природы, проявляющие антиоксидантную активность (том числе, проантоцианидины, катехины, эпигаллокатехингаллат, гиперозид, резвератрол, лютеолин, апигенин, танин, катехины и др.), азотистые и минеральные вещества, сахара, яблочную, винную, янтарную, лимонную и другие органические кислоты, полисахариды т.п. Большинство из этих соединений способны защитить кожу от ультрафиолетового излучения,  замедлять процессы старения в организме, повышать иммунитет, ускоряют заживление ожогов, порезов, ран,

Масло оливковое  состоит из олеиновой (омега-9), пальмитиновой, стеариновой кислот, содержит полифенолы, (простые фенолы, терпены, флавоны, каротиноиды, гидроксикоричные кислоты, флавоноиды, гликозиды, лигнины, гидроксибензойные кислоты и др.), витамины А, Е, D, К. Это обеспечивает защиту от ультрафиолетового излучения и антиоксиданую активность, уменьшает возможность клеточного старения. Взаимодействие витамина Е и полифенолов обеспечивает защиту организма от развития воспалительных процессов, положительно влияет на поддержание целостности клеточных мембран, кожных покровов и слизистых оболочек, защищает организм в целом от влияния свободных радикалов. Масло облепиховое (Oleum mare Lycium),  содержит сумму каротиноидов от 300 до 1000 и более мг/100 г, токоферолы, стерины, фосфолипиды, витамин K, а также глицериды олеиновой, линолевой, пальмитолеиновой, пальмитиновой и стеариновой кислот. Активные компоненты облепихового масла обладают антибактериальными свойствами и способствуют ускорению регенерации. Оно зарекомендовало себя как эффективное средство для наружного применения при порезах, ожогах и других повреждениях кожи и слизистых ,защищает кожу от ультрафиолетового излучения, свободных радикалов и преждевременного старения. Снимает раздражение и воспаление. Поддерживает природный обмен веществ, образуя естественный защитный слой. Кожа становится нежной, гладкой и упругой. Масло виноградное uva oleum, содержит наибольшее количество витамина E и линолевой кислоты, а так же витамины, антиоксиданты, хлорофил, протеин, микро – и макроэлементы, дубильные вещества, арахиновую, стеариновую, пальмитолеиновую, линоленовую, пальмитиновую кислоты. Оно проявляет УФ защитную активность, укрепляет иммунитет, регулирует потоотделение, ускоряет регенерацию кожных покровов, стимулирует кровообращение. Масло ореха лесного,  содержит олеиновую, пальмитиновую, линолевоую, стеариновую кислоты, витамины Е, РР, В и С, стерины, токоферолы, каротиноиды, белковые вещества, аминокислоты, минеральные примеси и др. Обладает УФ-защитным эффектом, успокаивающими и восстанавливающими свойствами после солнечных ванн. Оказывает освежающее, матирующее, стягивающее поры воздействие, тонизирующий и лифтинговый эффект, восстанавливает нормальный жировой баланс. Масло из семян моркови (Carota oleum) содержит сесквитерпенолы, сесквитерпены, монотерпены, монотерпенолы, эфиры, предохраняет от преждевременного старения, предотвращает появление морщин, оно улучшает цвет лица, тонизирует, омолаживает кожу, делает ее более эластичной, оказывает действие при воспаленной, сухой и жесткой коже,  антиоксидант (за счет большого количества каротола в составе), Следует отметить, что  каротиноиды легко усваиваемые антиоксиданты, защищающие клетки кожи от свободных радикалов и уменьшающие вредное воздействие ультрафиолетового излучения. В дополнение к каротиноидам масло моркови содержит и другие антиоксиданты токоферол, витамин E. Для улучшения сенсорных характеристик и повышения антибактериального эффекта использованы эфирные масла из плодов лимона и листа эвкалипта. Дополнительно использовались динатрий ЭДТА, глицерин, мочевина, бензойная кислота. Основа для крема содержала следующие компоненты: моноглицериды дистиллированные, воск эмульсионный, полисорбат-80, масло какао, стеариновую кислоту, масло оливковое, цетилпальмитат, карбопол 940, перлит вспученный для аналитических работ из месторождения в районе озера Паравани (Грузия), воду обессоленную. Спектроскопическое исследование получаемых кремов проводилось с использованием спектрофотометров AVASPEC-2048 FIBEROPTICSPECTROMETER’’ и CECILCE9500 Aquarius’.

Результаты исследования и их обсуждение.

Исходя из соответствия физико-химических свойств разработанных вариантов рецептуры кремов госту 31460-2012, наиболее целесообразным является использование крема следующего состава: Кремния диоксид 5,0 %, алюминия гидроксид 2,0 %, эфирное масло из плодов лимона 0,2 %, эфирное масло листьев эвкалипта 0,2 %, сухой экстракт из листьев зеленого чая 3,0 %, сухой экстракт из выжимок плодов винограда 2,5 %, масло облепиховое 3,0 %,  сухой экстракт из листьев алоэ древовидного 3,0 %, кислота бензойная 5,0 %, масло оливковое 3,0 %,  масло ореха лесного1-го отжима 3,0 %,   масло из плодов моркови 2,0 %,  масло виноградное  3,0 %, динатрий ЭДТА 3,0 %,  глицерин 6,0 %, мочевина 3,5%, вода обессоленная  до 100 %. Изучение его спектральных характеристик показало наличие защитных свойств от солнечного излучения в диапазоне 180-1000нм, т.е. в достаточно широкой области. Причем полностью защищен ультрафиолетовый диапазон в области UVA (320–380 нм), UVB (280–320 нм) и частично UVC (100–280 нм).

Для изучения процесса высвобождения биологически активных веществ из крема использовался метод диффузии из 5% агарового геля для «микробиологических целей». Индикаторами являлись 3% – ные водный и спиртовый растворы хлорида железа и алюминий хлорид в 70% спирте этиловом. Измерение диаметра пятна окрашенной или флюоресцирующей зоны, образовавшейся вокруг вырезанной лунки в геле показало, что уже через 2 часа он находится в пределах 1,2-1,5 см постоянно увеличиваясь во времени. Максимальная величина, порядка 3,6-4,0 см достигается через 10-11 часов. Этот результат позволяет предположить, что в течение достаточно большого времени крем находится в верхнем слое кожи, предохраняя ее от возможного раздражающего действия солнечного излучения. Данное предположение подтверждается действием крема на добровольцах – мужчины в возрасте 55-60 лет. Результат оценивался согласно ощущениям добровольцев и визуально. Использовался облучатель бытовой для загара, лампа дрш-500 мощностью 500ват, световой поток 22500лм, яркость в центре столба не менее 170 мнт, расстояние от лампы до места облучения 40см, область облучения 180- 400 нм. Облучались участки кожи в области выше локтевого сустава, контрольный и с наложением на поверхность кожи разработанного крема с толщиной слоя до 1,0-1,3см. На контрольных участках кожи, не покрытых кремом, ощущение ожога и покраснение кожи проявлялось в среднем через 18-20 минут. На участках покрытых кремом в среднем через 42-45 минут. Это свидетельствует о достаточно хорошем уровне защитной активности. Крем характеризуются хорошей намазываемостью и впитываемостью, что было установлено как визуально, при нанесение 2 г крема на кожу добровольцев в районе локтевого сустава, так и методом 2-х стекол . Величина осмотической активности крема составила 150-170% (испытание в течение 10 часов), к концу второго часа испытания, она находилась на уровне 35-40 %. Эти данные позволяют прогнозировать достаточно быстрый и большой отток гнойно-некротического отделяемого в случае солнечного ожога.

Выводы.

Результаты исследования предлагаемого варианта крема позволяют прогнозировать возможность его успешного применение в косметической практике.


Библиографический список
  1. Solano F. Photoprotection and Skin Pigmentation: Melanin-Related Molecules and Some Other New Agents Obtained from Natural Sources. Molecules. 2020. No. 3. Р. 1537-1543.
  2. Coelho SG, Yin L, Smuda C, Mahns A, Kolbe L, Hearing VJ. Photobiological implications of melanin photoprotection after UVB-induced tanning of human skin but not UVA-induced tanning. Pigment Cell Melanoma Res. 2015.№28. Р.210–216. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  3. Bais AF, McKenzie RL, Bernhard G, et al. Ozone depletion and climate change: impacts on UV radiation. Photochem Photobiol Sci. 2015.№14. Р.19–52.
  4. Gordon D, Gillgren P, Eloranta S, et al. Time trends in incidence of cutaneous melanoma by detailed anatomical location and patterns of ultraviolet radiation exposure: a retrospective population-based study. Melanoma Res. 2015.№25.Р.348–356.
  5. M.S. LathaJacintha Martis, V Shobha,  Rutuja Sham Shinde,Sudhakar Bangera, Sunscreening agents: a review . J Clin Aesthet Dermatol. 2013 .№ 6(1). Р. 16–26.
  6. V. A. Kostyuk, A. I. Potapovich, A. R. Albuhaydar, W. Mayer, C. De Luca,  L. G. Korkina. Natural substances for prevention of skin photo-ageing: screening systems in the development of sunscreen and rejuvenation cosmetics. Rejuvenation Research. 2017. vol. 21, №. 2, Р. 91–101.
  7. Yorov K.E., Kolesnik I.V., Romanova I.P., MamaevaYu.B., Sipyagina N.A., Lermontov S.A., Kopitsa G.P., Baranchikov A.E., Ivanov V.K. Tuning SiO2–TiO2 binary aerogels for sun protection and cosmetic applications  J. Supercrit. Fluids. 2021. DOI: 10.1016/j.supflu. 2020.105099 (цит. (https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/?ELEMENT_ID=25827), «РНФ» (https://rscf.ru/news/presidential-program/komponent-solntsezashchitnykh-kremov/).
  8. Гвинджилия С.А.,  Цинцадзе Т.Г., Явич П.А., Габелая М.A.  Разработка состава солнцезащитного средства с использованием сырья, произрастающего на територии Грузии. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований 2018.  № 11 (часть 2)  С. 248-252, URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=12484
  9. Steven Q Wang Uli Osterwalder Katinka Jung . Ex vivo evaluation of radical sun protection factor in popular sunscreens with antioxidants. J Am AcadDermatol. 2011. №65(3): Р. 525-530.
  10. ReenaRai, Sekar C Shanmuga, CR Srinivas. Update on Photoprotection. Indian journal of Dermatology. 2012. № 57(5)  Р. 335-342.
  11. Urias PardócimoVazDevelopment of Broad-Spectrum Natural Sunscreens using Combinations of five Plant Species. Journal of  Young Pharmacists. 2016 . № 8(2). Р. 144-148.
  12. Radava R. Korać, Kapil M. Khambholja. Potential of herbs in skin protection from ultraviolet radiation. Pharmacogn Rev. 2011. № 5(10). Р..164–173.


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Явич Павел Абрамович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация