Sostanze funzionali: ingredienti idratanti

Differenza tra emollienti e idratanti

Gli emollienti sono sostanze usate nei cosmetici per rendere la pelle più morbida e liscia al tatto.

Gli idratanti sono umettanti e sono in grado di trattenere acqua e mantenere l’idratazione dello strato corneo.

I prodotti per il trattamento della pelle secca sono tipicamente combinazioni di emollienti ed idratanti in un’emulsione, cioè in una crema. Ecco perchè troviamo sia grassi che idratanti nella stessa formula.

In questo articolo sono elencati alcuni degli ingredienti idratanti più usati nei prodotti cosmetici e che possiamo usare nei prodotti fai da te.


Ingredienti correlati al NMF

Acido lattico e sodio lattato

L’acido lattico e il sodio lattato aumentano la capacità cutanea di trattenere acqua. Inoltre, sembra che l’acido lattico sia in grado di stimolare la sintesi di ceramidi e migliorare la funzionalità di barriera della pelle.

Acido lattico: miscela di acido 2-idrossipropanoico, dei suoi prodotti di condensazione (acido lattil-lattico e acidi polilattici) e acqua. L’equilibrio tra l’acido lattico e gli acidi polilattici dipende dalla concentrazione e dalla temperatura. Di solito si trova come racemo (acido (RS)-lattico).
Aspetto: liquido incolore o leggermente giallo, sciropposo.
Solubilità: miscibile con acqua ed etanolo (96%).
Uso: (1) Come regolatore di pH: aggiungere a gocce fino a raggiungere il valore di pH richiesto; (2) Come agente esfoliante: fino al 10%, con pH sopra a 4. Fare attenzione quando lo si maneggia: è un acido! Usare guanti protettivi ed evitare il contatto dell’ingrediente puro con la pelle.

Soluzione di sodio lattato: soluzione di una miscela di enantiomeri del sodio 2-idrossipropanoato circa in proporzioni uguali.
Aspetto: liquido trasparente, incolore, leggermente sciropposo.
Solubilità: miscibile con acqua ed etanolo (96%).
Uso: 0,5-5% nei prodotti per il viso; fino a 10% nei prodotti per il corpo; 2-3% nei saponi. Aggiungere alla fase acquosa (non è sensibile al calore). Può inficiare la performance di modificatori reologici sensibili agli elettroliti (acrilati).

[Pagina correlata: Preparazione del sodio lattato – Neutralizzazione dell’acido lattico]


Sali di PCA

Sali di sodio e di zinco dell’acido 2-pirrolidone 5-carbossilico (acido pidolico).

Sodium PCA: può aumentare la capacità della pelle di trattenere acqua e ridurre la secchezza e desquamazione cutanea. È uno dei maggiori componenti del NMF. Usato anche nei prodotti per capelli per migliorare l’aspetto dei capelli e come antistatico.

Uso: tipicamente si trova come soluzione acquosa al 50%, che ha pH 6.8-7.4. Dosaggio fino al 5%, sciogliere in fase acquosa (non termolabile). Usare nella fase cool down se sono presenti modificatori reologici sensibili agli elettroliti (acrilati).

Zinco PCA: conosciuto per le sue proprietà seboregolatrici.
Uso: 0,1-1% (alcuni fornitori indicano non più di 0,3% in emulsioni). Aggiungere alla fase cool down e controllare che il pH sia inferiore a 7 prima dell’aggiunta (può precipitare altrimenti).


Amminoacidi e proteine

Proteine: possono legare acqua quindi fungere da umettanti. Possono essere usate anche come agenti condizionanti nei prodotti per capelli. Bisogna però tenere presente che le proteine non hanno nulla a che fare con la “ricostruzione del capello”: nulla può ricostruire il capello.

Per renderle solubili in acqua, tipicamente sono fornite come idrolizzate. La procedura di idrolisi consiste nella scissione di alcuni legami peptidici, in modo da rendere la macromolecola più idrofila. Ciò significa che le proteine che usiamo nei cosmetici non sono nella loro forma nativa.
Uso: il dosaggio dipende dalla proteina specifica. Esempi: cheratina 1-5%, proteine del riso 2-5%, collagene 0,5-2%. Alcune devono essere conservate in frigorifero. Vanno aggiunte nella fase cool down.

Amminoacidi: gli amminoacidi sono piccole molecole che costituiscono i “mattoni” che formano le proteine. Fanno parte del NMF e possono essere impiegati come agenti idratanti. Essendo piccole molecole molto idrofile, non penetrano facilmente lo strato corneo.
Uso: dipende dall’amminoacido specifico. Esempi: (1) prolina 0,5-2% (in fase acquosa, non sensibile al calore); (2) arginina 0,5-2% nei prodotti per la pelle, 1% nei prodotti per capelli. Forma soluzioni acquose basiche e può essere impiegata per neutralizzare acidi (es. agenti esfolianti) e come regolatore di pH. Controllare sempre il pH quando la si usa; (3) lisina 0,5-2%, aggiungere alla fase acquosa. Se è in forma di sale cloridrato, tenere presente che può interferire con i modificatori reologici sensibili agli elettroliti (acrilati). In questo caso, aggiungere nella fase cool down. (4) glicina 0,5-2% , aggiungere alla fase acquosa.


Urea

Componente del NMF.
Aspetto: polvere bianca o quasi bianca, cristallina, oppure cristalli trasparenti leggermente igroscopici.
Solubilità: molto solubile in acqua, solubile in alcol, praticamente insolubile in metilene cloruro.

A percentuali basse si usa come agente idratante; a percentuali maggiori (dal 10% in su) si usa nei prodotti cheratolitici. L’urea in soluzione idrolizza lentamente ad ammoniaca e anidride carbonica.
Uso: 3-10% come idratante; fino a 20% come cheratolitico. Aggiungere alla fase cool down. Mantenere il pH della formulazione sotto a 6 e aggiungere uno stabilizzante (trietil citrato 2-5%, oppure sodio lattato, oppure buffer sodio lattato/acido lattico 0,2M/0,1M nella stessa percentuale dell’urea).


Altri ingredienti idratanti comunemente usati

Glicerina (glicerolo)

Aspetto: liquido sciropposo, untuoso al tatto, incolore o quasi incolore, trasparente, molto igroscopico.
Solubilità: miscibile con acqua e con etanolo (96%), poco solubile in acetone, praticamente insolubile in oli e in oli essenziali.

Il glicerolo trova moltissimi impieghi nella tecnologia farmaceutica, dalle preparazioni oftalmiche a quelle per uso intravenoso fino alle suppositorie.

In cosmetica viene usato come umettante nei prodotti idratanti. Attrae acqua e può avere influenza nel mantenere integra la struttura lamellare dei lipidi.

Uso: il tipico intervallo è 2-5% ma si può trovare fino al 10-20% in alcune formule. Aggiungere alla fase acquosa (non sensibile al calore). A volte può essere usato come solvente per la dispersione di ingredienti specifici, ad esempio per la dispersione della gomma xanthana.


Hyaluronan (sodio ialuronato, acido ialuronico)

Il sodio ialuronato (o jaluronato) è il sale sodico dell’acido ialuronico (jaluronico), un glicosaminoglicano formato da unità disaccaridiche di acido D-glucuronico e N-acetil-D-glucosammina.

Aspetto: polvere bianca o quasi bianca, molto igroscopica, oppure aggregato fibroso.
Solubilità: moderatamente solubile o solubile in acqua, praticamente insolubile in acetone e in etanolo anidro.

È presente nella matrice extracellulare dello strato corneo. Questo polimero può avere diversi pesi molecolari a seconda del metodo e fonte di produzione. Per via dell’alto peso molecolare, non può penetrare lo strato corneo. Può essere però utilizzato come sostanza idratante perchè attrae molta acqua e forma un idro-film viscoelastico sulla pelle.

Uso:
In polvere: così com’è, 0,01-0,5% (alcuni fornitori indicano fino a 1%). Aggiungere alla fase cool down.
In gel (1% w/w): fino a 5-10%. Aggiungere alla fase cool down.

Come fare il gel 1% w/w: preparare 99 g di acqua demineralizzata conservata (conservata significa contenente il conservante scelto e al dosaggio opportuno). Disperdere il sodio ialuronato in polvere a pioggia sull’acqua. Mescolare e attendere alcune ore (ad esempio una notte): il polimero rigonfierà e il mattino dopo la preparazione sarà in forma di gel.


D-Pantenolo (Dexpanthenol)

Liquido incolore o leggermente giallo, viscoso e igroscopico, oppure polvere cristallina bianca o quasi bianca. Molto solubile in acqua, liberamente solubile in etanolo (96%).

Questo alcol viene convertito in acido D-pantotenico (vitamina B5) nei tessuti. Può accelerare la riparazione della barriera cutanea e ripristinare l’idratazione dello strato corneo dopo l’aggressione da parte di detergenti.
Uso: come soluzione al 75% (w/w), 0,5-5%. Aggiungere alla fase cool down.


D-Sorbitolo

Aspetto: polvere cristallina bianca o quasi bianca.
Solubilità: molto solubile in acqua, praticamente insolubile in etanolo (96%).

Comunemente disponibile come soluzione acquosa al 70%. Usato normalmente in compresse farmaceutiche o in confetti e caramelle. In cosmetica si può utilizzare come umettante e idratante.
Uso: fino al 5% in prodotti leave-in; fino al 50% in prodotti a risciacquo. Aggiungere alla fase acquosa.


Niacinamide (Nicotinamide)

L’acido nicotinico e la nicotinamide/niacinamide sono le due forme principali della vitamina B3 (niacina).

La niacinamide trova applicazione in molte condizioni dermatologiche per via delle sue numerose proprietà: può essere usata nel trattamento del fotoinvecchiamento (perchè è precursore degli antiossidanti NAD/NADH e NADP/NADPH), come adiuvante della funzione di barriera cutanea stimolando la sintesi di ceramidi, come coadiuvante nel trattamento di condizioni di infiammazione cutanea e acne.

Uso: come idratante, se ne raccomanda l’uso tra 2 e 4%. Il pH del prodotto finale non deve scendere sotto a 5, perchè in ambiente acido la niacinamide converte in acido nicotinico. Glamour Cosmetics indica di aggiungerla nella cool down phase; Making Cosmetics e Lotion Crafter indicano un range di utilizzo 1-6% e aggiunta in fase acquosa; Alexmo cosmetics indica 2-5% e aggiunta in fase acquosa.


Allantoina

Polvere bianca o quasi bianca, poco solubile in acqua, molto solubile in alcol.

L’allantoina è usata nei cosmetici per le sue proprietà protettive e antinfiammatorie, ma anche come umettante.

Uso: 0,35% in emulsioni, 0,4% in soluzioni acquose; aggiungere alla fase acquosa.


Lipidi dello strato corneo

Ceramidi

Le ceramidi sono i componenti prevalenti dei lipidi dello strato corneo. Diverse strutture di ceramidi sono state identificate e vengono distinte a seconda dell’acido grasso e dello sfingolipide che le formano.

Il nome delle ceramidi è tipicamente “Cer” seguito da un acronimo che ne indica il tipo di acido grasso e il tipo di sfingolipide.

  • Sfingolipidi:
    • S = sphingosine
    • H = 6-hydroxy sphingosine
    • DS = dihydrosphingosine
    • P = phytosphingosine
    • T = dihydroxy sphinganine
  • Acidi grassi:
    • A = alpha-hydroxy acid
    • N = non-hydroxy fatty acid
    • O = omega-hydroxy fatty acid

Un esempio di ceramide che possiamo trovare per l’uso nei cosmetici fai da te è la Ceramide NP (Glamour Cosmetics), cioè composta da phytosphingosine e acido grasso non idrossilato; quella venduta da Glamour Cosmetics è una miscela di Ceramide NP e gliceridi e si può usare allo 0,5-2% (da aggiungere nella fase cool down).
Anche Dragonspice vende la Ceramide NP e ne raccomanda l’uso allo 0,5-1%.
Making Cosmetics vende una miscela di Ceramide NP, AP, EOP e altri eccipienti (uso 1-15%); Lotion Crafter vende una miscela simile con uso 3-5%.

È quindi importante controllare sempre la scheda del prodotto in questione per capirne il contenuto e il dosaggio. In ogni caso, le ceramidi di solito si aggiungono nella fase cool down e di solito si conservano in frigorifero.


Riferimenti

European Pharmacopoeia, 7th Edition (Monographs)

Lodén (2009), Hydrating Substances. In Handbook of cosmetic science and technology (eds. Paye, Barel, and Maibach)

Lodén (2016) Moisturizers: Treatment of Dry Skin Syndrome and Barrier Defects. In Cosmeceuticals and Active Cosmetics (eds. Sivamani, Jagdeo, Elsner, Maibach)

Hui and Al Dabagh (2016), Topical Niacinamide. In Cosmeceuticals and Active Cosmetics (eds. Sivamani, Jagdeo, Elsner, Maibach)

Sakamoto (2016), Amino Acids and Derivatives. In Cosmeceuticals and Active Cosmetics (eds. Sivamani, Jagdeo, Elsner, Maibach)

Moore and Rawlings (2017), The chemistry function and (pato)physiology of stratum corneum barrier ceramides, International Journal of Cosmetic Science, 39(4), 366-372

Secchi (2008), Role of protein in cosmetics, Clinics in Dermatology, 26, 321-325

Farber (2000), US patent US6329413B1

Technical sheets from suppliers: Glamour Cosmetics, Alexmo Cosmetics, Making Cosmetics, Lotion Crafter; Olionatura website.

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