Kosmetyki o drugorzędnych właściwościach antybakteryjnych – popularne składniki i ich specyfikacja

Aby produkt został sklasyfikowany jako kosmetyk, musi wykazywać funkcje pierwszorzędowe, takie jak oczyszczanie, korekta zapachu, perfumowanie, ochrona i utrzymanie skóry w dobrym stanie, lub inne, które podlegają definicji kosmetyku. Najpopularniejszymi produktami o drugorzędnych właściwościach antybakteryjnych są mydła, płyny do rąk, żele oraz chusteczki nawilżane.

Higiena rąk

Dbanie o higienę i dezynfekcję rąk jest bardzo ważnym aspektem życia codziennego. Odpowiednie stosowanie preparatów, takich jak mydła i żele do rąk, pozwala na utrzymanie czystości oraz zapobiega przenoszeniu bakterii i wirusów. Mydła do rąk o drugorzędnych właściwościach antybakteryjnych są produktami na bazie detergentów, najczęściej dostępnymi w formie kostki lub płynu. Główną funkcją tego typu produktów jest funkcja myjąca, która wynika z usuwania lipidów i zanieczyszczeń przylegających do skóry. Pomimo wysokiej efektywności usuwania brudu najprostsze mydła mają stosunkowo niską aktywność przeciwdrobnoustrojową. Są to jednak produkty, które w zupełności wystarczą do stosowania domowego. W innych miejscach, takich jak placówki służby zdrowia, konieczne jest dodatkowe stosowanie produktów na bazie alkoholi.

Produkty na bazie wody i detergentów

Woda ze względu na swoje właściwości jest stosowana jako rozpuszczalnik wielu związków chemicznych. Wysoka wartość napięcia powierzchniowego jest istotnym parametrem wpływającym na stopień oczyszczenia rąk. Jednak woda nie jest wystarczającym środkiem do usuwania zabrudzeń takich jak np. tłuszcze. Dlatego też środki myjące oprócz rozpuszczalnika, którym jest woda, w swoim składzie muszą zawierać odpowiednie detergenty.

Mydła w kostce to produkty zawierające sole sodowe lub potasowe wyższych kwasów tłuszczowych. W przypadku mydła w formie ciała stałego skuteczność działania wynika z pocierania i odpowiedniego spłukiwania, w wyniku których napięcie powierzchniowe na granicy faz jest odpowiednio redukowane.

Alkohole

Produkty antyseptyczne bardzo często zawierają w swoim składzie wysoką zawartość alkoholi. Są to zazwyczaj żele odkażające, mające na celu oczyszczenie i dezynfekcję rąk, kiedy nie mamy dostępu do bieżącej wody. Alkohol etylowy jest wymieniany jako najczęściej używany surowiec do produkcji środków dezynfekujących, jednak w przemyśle stosuje się również alkohol izopropylowy oraz n-propanol. Nie są to jedyne składniki aktywne nadające produktom właściwości dezynfekujące, ale są one postrzegane jako najbardziej skuteczne. Oprócz obecności alkoholu w produkcie istotne jest także jego stężenie. Zgodnie z zaleceniami WHO produkty te powinny zawierać minimum 60% alkoholu, jednak nie więcej niż 80%. Właściwości przeciwdrobnoustrojowe alkoholi polegają na denaturacji białek. Proces ten jest dużo bardziej efektywny w obecności wody. Dlatego też produkty zawierające ponad 80% alkoholu wbrew oczekiwaniom są mniej skuteczne. Denaturacja polega na nieodwracalnym niszczeniu komórek bakterii, wirusów bądź grzybów. Alkohol nie jest jednak skutecznym środkiem wobec zarodników bakterii oraz nielipofilowych wirusów. W tych przypadkach aktywność alkoholu jest bardzo niska. Przeprowadzono wiele badań, które przedstawiają, jak zmienia się aktywność przeciwdrobnoustrojowa alkoholi w stosunku do badanych mikroorganizmów. Etanol został sklasyfikowany jako skuteczny i bezpieczny składnik produktów antyseptycznych, gdy jego stężenie wynosi odpowiednio 60-95%.

Alkohole pomimo szybkiego działania przeciwdrobnoustrojowego nie wykazują aktywności trwałej. Na podstawie przeprowadzonych badań zaobserwowano efektywne działanie bakteriobójcze alkoholi po upłynięciu 10-15 sekund. Jednak powierzchnia skóry nie zostaje trwale odkażona i po jakimś czasie następuje ponowny wzrost mikroorganizmów. Dodanie odpowiednich związków chemicznych, takich jak chlorheksydyna, triklosan, oktenidyna, może prowadzić do wytworzenia trwałej aktywności preparatu. Uważa się, że większą aktywnością przeciwko wirusom w porównaniu do izopropanolu charakteryzuje się etanol, co udowodniono na podstawie licznych badań potencjału wirusobójczego.

Chlorheksydyna

Diglukonian chlorheksydyny to rozpuszczalna w wodzie substancja o aktywności przeciwdrobnoustrojowej. W porównaniu do alkoholu jest to nieco niższa wartość. Substancja ta wykazuje aktywność wobec wirusów otoczkowych i jest stosowana w wielu preparatach do mycia rąk. Produkty zawierające chloroheksydynę wykazują znaczący wzrost aktywności przeciwdrobnoustrojowej. Mechanizm działania tego związku polega na uszkadzaniu błony komórkowej mikroorganizmów. Szczególnie dobre rezultaty uzyskuje się po połączeniu tej substancji z alkoholem. Preparaty zyskują wówczas aktywność resztkową. Produkty zawierające diglukonian chlorheksydyny posiadają pozytywne właściwości z zakresu bezpieczeństwa stosowania, co wynika z niewielkiego stopnia wchłaniania przez skórę. Jest to składnik, który dla większości użytkowników nie stwarza zagrożenia wystąpienia reakcji alergicznych. Nie działa drażniąco na skórę i błony śluzowe. Jest to substancja, która znajduje zastosowanie również w produktach medycznych.

Czwartorzędowe związki amoniowe

Kolejną grupą związków o właściwościach antyseptycznych są czwartorzędowe związki amoniowe. Należą do nich m.in. kationowe surfaktanty, takie jak chlorki benzalkoniowe. Związki te wykazują działanie bakteriobójcze oraz są aktywne wobec wirusów lipofilowych, takich jak HIV i HBV. Mechanizm ich działania polega na wnikaniu do błony komórkowej mikroorganizmów. Jednak materia organiczna i anionowe detergenty wypływają negatywnie na ich działanie. Długotrwałe stosowanie produktów zawierających sole amoniowe doprowadziło do wytworzenia odporności wśród niektórych szczepów mikroorganizmów. Chlorki benzalkoniowe i benzetoniowe, stosowane w produktach do dezynfekcji rąk, charakteryzują się porównywalną skutecznością w stosunku do najprostszych mydeł i mniejszą aktywnością niż produkty zawierające alkohol. Pomimo że czwartorzędowe związki amoniowe są dosyć dobrze tolerowane, ze względu na słabą aktywność wobec bakterii Gram-ujemnych są podatne na zanieczyszczenia.

Jodofory

Związki kompleksowe jodu z substancjami powierzchniowo czynnymi znane są jako jodofory. Substancje te wykazują szeroki zakres działania wobec bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych, wirusów i grzybów. Mechanizm działania jodoforów opiera się na wnikaniu w ścianę komórkową drobnoustrojów. Ilość „wolnego” jodu wpływa na poziom aktywności preparatu wobec mikroorganizmów. Jednak jod może powodować przebarwienia i podrażnienia skóry. W porównaniu do innych surowców produktów antyseptycznych jodofory mają większy potencjał wywoływania kontaktowego zapalenia skóry, dlatego są dosyć rzadko stosowane.

Triklosan

Innym związkiem chemicznym o szerokim spektrum działania przeciwdrobnoustrojowego jest należący do grupy fenoli triklosan. Jest to substancja powszechnie stosowana w mydłach antybakteryjnych, pastach do zębów, dezodorantach i innych produktach pozostawianych na skórze. Związek ten jest efektywny podczas neutralizacji bakterii, grzybów i niektórych wirusów. W medycynie stosuje się go ze względu na aktywność wobec gronkowców. Z punktu widzenia toksykologicznego triklosan jest szybko metabolizowany i usuwany z organizmu. Natomiast w kontakcie ze skórą może powodować podrażnienie i zapalenie. Badania nie wskazały jednoznacznie, że jest to substancja toksyczna. Zaobserwowano jednak obecność triklosanu w osoczu krwi i mleku podczas karmienia piersią. Ze względów bezpieczeństwa Amerykański Urząd ds. Żywności i Leków (FDA) zakazał stosowania triklosanu w mydłach i innych środkach do dezynfekcji.

Chloroksylenol

Para-chloro-meta-ksylenol (PCMX), inaczej znany jako chloroksylenol, stosowany jest jako konserwant oraz substancja o właściwościach antyseptycznych. Związek ten charakteryzuje się wysoką aktywnością wobec bakterii Gram-dodatnich. W porównaniu do innych substancji aktywnych, np. alkoholi, wykazuje stosunkowo niską aktywność natychmiastową i trwałą wobec mikroorganizmów. Związek ten ze względu na słabą efektywność przeciwdrobnoustrojową i ryzyko wystąpienia podrażnienia skóry jest rzadziej używany niż inne dostępne na rynku surowce.

Nadtlenek wodoru

H2O2 z uwagi na właściwości utleniające jest stosunkowo rzadko stosowany w produktach, których główną funkcją jest oczyszczanie. Niewielkie ilości tego surowca pomagają wyeliminować zarodniki powodujące zanieczyszczenie produktu. Dodatek nadtlenku wodoru wpływa na czystość mikrobiologiczną preparatu – powoduje sterylizację roztworu. Związek ten nie jest jednak substancją aktywną.

Gliceryna

Glicerol jest często stosowany jako składnik produktów o właściwościach antybakteryjnych. Funkcje tego surowca to utrzymanie wilgoci i pielęgnacja skóry. Gliceryna jest substancją ułatwiającą rozprowadzenie produktu na skórze, która pozytywnie wpływa na nawilżenie. Glicerol ze względu na swoje właściwości, bezpieczeństwo stosowania i niską cenę występuje w wielu produktach kosmetycznych dostępnych na rynku. Substancja ta nie wpływa na właściwości antyseptyczne gotowego produktu.

Reakcje skórne

Wielokrotne i powtarzane stosowanie produktów o drugorzędnych właściwościach antybakteryjnych może prowadzić do wystąpienia reakcji skórnych. Najczęściej występującymi objawami są: podrażnienie, wysuszenie, swędzenie i kontaktowe zapalenie skóry. W skrajnych przypadkach może dochodzić do pękania naskórka. Znacznie rzadziej mogą  występować reakcje alergiczne związane z nadwrażliwością na wybrane składniki preparatów. Związkami najczęściej wywołującymi podrażnienie skóry są jodofory, natomiast najrzadziej – alkohole. Zanotowano pojedyncze przypadki alergii skórnej na wymienione powyżej składniki aktywne. W przypadku produktów na bazie alkoholi ryzyko to zostało ocenione jako najmniejsze.

Podsumowanie

Związki chemiczne stosowane jako substancje o potencjale przeciwdrobnoustrojowym, takie jak chloroksylenol, triklosan czy nadtlenek wodoru, są dosyć rzadko stosowane jako składniki kosmetyków o drugorzędnych właściwościach antybakteryjnych. Na podstawie właściwości i bezpieczeństwa stosowania alkohole stanowią najczęściej wykorzystywane substancje aktywne w produktach o właściwościach odkażających. Preparaty odpowiednio sformułowane mogą wykazywać zarówno funkcje myjące, jak i antybakteryjne. Istotne jest jednak dobranie składników oraz uwzględnienie ich aktywności wobec różnego rodzaju mikroorganizmów. Połączenie wybranych substancji może prowadzić do wytworzenia aktywności przeciwdrobnoustrojowej trwałej. Podczas tworzenia formuły ważne jest bezpieczeństwo stosowania i efektywność produktu wobec mikroorganizmów.

Bibliografia

[1] WHO Guidelines on Hand Hygiene in Health Care, https://www.who.int/patientsafety/information_centre/Last_April_versionHH_Guidelines%5B3%5D.pdf
[2] WHO Guidelines on Hand Hygiene in Health Care: a Summary, https://www.who.int/gpsc/5may/tools/who_guidelines-handhygiene_summary.pdf
[3] E. Obłąk, A. Gamian, Biologiczna aktywność czwartorzędowych soli amoniowych (CSA). Postepy Hig Med Dosw (online), 2010; 64: 201-211, http://www.phmd.pl/api/files/view/3464.pdf
[4] Guide to Local Production: WHO-recommended Handrub Formulations, https://www.who.int/gpsc/5may/Guide_to_Local_Production.pdf
[5] Gold NA, Avva U. Alcohol Sanitizer. In: StatPearls. Treasure Island (FL): Stat-Pearls Publishing; 2020, https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30020626

Katarzyna Sauvageot
Regulatory manager i safety assessor
w Nolichem Sp. z o.o.
mgr inż. technologii chemicznej

Artykuł został opublikowany w kwartalniku "Świat Przemysłu Kosmetycznego" 2/2020