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grediente idoneo per entrare a far parte della composizione di un cosmetico come ad esempio un deodorante. Oltre alle argille cationiche anche quelle anioniche o idrotalciti trovano oggi largo impiego in cosmetica e il moltiplicarsi degli studi sugli idrossidi lamellari doppi nell’area dell’human health, in questa ultimo decennio, lascia capire che questi materiali saranno sempre più utilizzati nel campo farmaceutico, salutistico e cosmetico (1). La loro dimensione colloidale, la struttura cristallina, la microstruttura lamellare, la notevole capacità di scambio ionico e l’elevata area superficiale conferiscono a questi materiali delle proprietà davvero interessanti. Solo le ottime caratteristiche reologiche e la capacità di assorbimento bastano da sole per renderli utili in un vasto campo di applicazione (1). Tutto ciò, unito alla stabilità e all’inerzia chimica, alla bassa o nulla tossicità (1) all’ottima biocompatibilità (2) e alla purezza, sia chimica che microbiologica nel caso di idrotalciti sintetiche (HTlc), oggi disponibili anche in commercio (Prolabin&Tefarm), aumenta notevolmente l’interesse verso questi versatili materiali che si prestano a molte applicazioni cosmetiche (1-4). In particolare le HTlc possono rappresentare un ingrediente attivo polivalente in un deodorante e, a tal proposito, ci sono già industrie cosmetiche che producono deodoranti con molte componenti inorganiche come cloridrato di alluminio, silice, talco, anche con gli stessi componenti di HTlc, e ci sono studi scientifici, come quelli riportati da alcuni autori giapponesi (5) e da Lin et al. (6), e che propongono proprio HTlc per deodoranti sottoascellari, per la pelle in generale e anche per capelli e cuoio capelluto, in quanto capace di assorbire sudore, sebo, odori e prodotti di rifiuto. HTlc per le proprietà legate alla sua struttura lamellare, per l’elevata capacità di scambio ionico, per la sua natura basica e per la presenza di metalli bivalenti e trivalenti (magnesio, zinco e alluminio in quelle più largamente impiegate) può svolgere molteplici funzioni in una formulazione deodorante. Funzione assorbente/adsorbente Le caratteristiche assorbenti di HTlc sono ampiamente conosciute e vengono descritte anche funzioni particolari come nel caso di assorbimento di sudore, detriti cellulari, steroidi volatili e sostanze di rifiuto (4, 5). Oltre a queste capacità è interessante sottolineare anche quella adsorbente acqua. Tra le lamelle di HTlc, accanto agli anioni presenti per con- Kosmetica • febbraio 2010 trobilanciare le cariche positive dei piani (Al+) ci sono anche molecole di acqua che sono libere di muoversi e il grado di idratazione è funzione dei trattamenti termici seguiti. Mano a mano che HTlc adsorbe nuove molecole di acqua, e le immagazzina tra le sue lamelle, si osserva un aumento progressivo della distanza interstrato o altezza della galleria (fig.1). Questo fenomeno è evidenziabile tramite l’analisi diffrattometrica dei raggi X che permette di misurare proprio la distanza tra le lamelle. Le argille quindi possono adsorbire naturalmente acqua meritandosi, forse per questo, l’appellativo di microspugne. Quanto descritto avviene a partire dall’uso di HTlc in forma lamellare ma le straordinarie proprietà di queste particolari argille permettono anche un altro uso idoneo a “sequestrare” contemporaneamente sia acqua che prodotti del sudore, soprattutto di natura anionica. Quando HTlc lamellari vengono calcinate, ovvero trattate in muffola con alte temperature, maggiori di 500°C, si verifica dapprima la perdita di acqua e poi dei gruppi OH - che fanno parte della struttura lamellare a cui segue la completa perdita dell’organizzazione “a strati”. Il prodotto calcinato finale che si ottiene è costituito da una miscela di ossidi, amorfa e non organizzata (7) che grazie all’ “effetto memoria” riesce a ripristinare la struttura lamellare quando si trova in presenza di acqua (fig.2). Durante questo processo, noto anche come trattamento idrotermale delle HTlc, sono necessari degli anioni che si vadano a frapporre tra gli strati per controbilanciare le cariche positive presenti sui piani e quindi consentire la riorganizzazione della struttura lamellare. In questo momento quindi, assieme a molecole di acqua, si intercaleranno tra i piani ioni OH- in quanto provvisti dell’idonea carica. Questi anioni non sono però molto affini per la struttura lamellare e tendono a sfuggire velocemente cercando di scambiarsi con altri anioni presenti nel mezzo. Se questa ricostituzione lamellare avviene ad esempio nella zona sottoascellare, o comunque in qualsiasi altro distretto corporeo ricco di acqua e sudore, il prodotto lamellare finale che si verrà Figura 1 a formare avrà intercalate molecole di acqua e molecole anioniche, spesso le responsabili del cattivo e tipico odore, normalmente presenti nel sudore (fig.2). Assorbenti, come ossido di zinco magnesio e calcio, sono già utilizzati in deodoranti in forma di polvere per la loro funzione di assorbenti degli eccessi di umidità e delle sostanze volatili maleodoranti che si formano dalla degradazione enzimatica del sudore, contrastandone l’evaporazione, senza però bloccare il meccanismo fisiologico della traspirazione e lo sviluppo della flora batterica. Per le HTlc vale la stessa cosa con il vantaggio che questi particolari ossidi catturano più tenacemente acqua e altre sostanze grazie alla ricostituzione lamellare. Le polveri assorbenti, in linea di massima, sono sempre da preferire perché non agiscono con meccanismi tossici e pericolosi e sono particolarmente indicate nei casi di eccessiva sudorazione alle mani e ai piedi. La somministrazione di deodoranti, soprattutto in polvere, deve avvenire su pelle ben depilata in modo da favorire il contatto polvere-pelle e perché la presenza di peli favorisce l’annidamento di batteri e non permette un’idonea detersione. Altra avvertenza da seguire per un corretto uso dei deodoranti è quella di non applicarli sulla pelle umida o appena depilata; nel caso delle polveri, questo non è necessario perchè esse sono in grado di assorbire l’umidità della pelle e non producono fenomeni irritativi anche se la pelle è sprovvista del film idrolipidico protettivo (dopo la depilazione). Nel caso di impiego di polveri calcinate di HTlc nella miscela di ossidi possono essere presenti ossido di alluminio, noto astringente, ossido di zinco, noto eudermico e antisudorale e ossidi di magnesio con attività rimineralizzante. Funzione di scambio ionico: assorbimento, assorbimento e rilascio. Il sudore è ricco di molecole di natura acida (anioni) spesso maleodoranti. Oltre a cloruro, acido urico e acido lattico, si formano in situ altre sostanze, generalmente responsabili dell’odore acre e pungente del sudore, a opera di batteri ed enzimi quali proteasi e lipasi (8-10). 31
32 Studio e sperimentazione Il sudore è principalmente costituito da lipidi, proteine, derivati azotati e glucidi ed è pertanto un ottimo terreno per il metabolismo batterico. Le proteasi batteriche permettono la formazione di ammoniaca, ammine e derivati solforati (idrogeno solforato e mercaptani) mentre le lipasi batteriche, degradando i trigliceridi, formano acidi grassi a corta catena quali acidi valerico, caprilico, caproico/capronico, caprico, enantico, pelargonico, butirrico e propionico [8-10]. HTlc è una base debole e, a contatto con il sudore, può innalzare leggermente il valore del suo pH favorendo la ionizzazione della funzione acida di questi prodotti che più agevolmente si possono scambiare con i controioni presenti tra le lamelle di HTlc. Molti studi, tesi a mettere a punto dei buoni deodoranti, puntano sull’importanza della profumazione di un deodorante ma se la profumazione è l’unico requisito richiesto a questo prodotto, esso avrà la sola funzione di coprire i cattivi odori e non di avere un effetto attivo nella prevenzione o rimozione di molecole maleodoranti. Sarebbe quindi molto interessante e innovativo realizzare un deodorante a base di HTlc, con molecole odorose tra le lamelle, così che il profumo in fase di applicazione, non si troverebbe a diretto contatto con la pelle e non sarebbe in grado di provocare reazioni allergiche; sarebbe rilasciato gradatamente, per scambio ionico, a seguito dell’ingresso di una molecola maleodorante (fig.3). Potrebbe dunque essere proprio la sottrazione di prodotti indesiderati che attiva il meccanismo di deodorazione del deodorante. Funzione di scambio ionico: impiego di idrotalciti con “carico misto” Nell’HTlc è possibile alloggiare anche molecole diverse tra loro (cointercalazione) e quindi sarebbe realizzabile una HTlc con “carico misto” in cui, accanto amolecole odorose si potrebbero inserire antimicrobici (es. acidi undecilenico e usnico), inibitori enzimatici (es. trietilcitrato) e sostanze assorbenti odori. L’effetto sinergico di più sostanze conferirebbe al deodorante sicuramente un’azione polivalente. Se nella cointercalazione si mettessero anche prodotti “rinfrescanti” come mentolo, o suoi simili più moderni, si potrebbe anche ottenere un “effetto fresco” prolungato. Htlc e Sicurezza di impiego L’impiego di HTlc, anche se contenenti metalli tra cui anche l’alluminio, offre garanzie dal punto di vista dell’assenza di tossicità. È importante sottolineare questo aspetto perché recentemente è nato il sospetto che l’impiego di deodoranti (antiperspiranti) a base di alluminio sia correlato all’insorgenza di irritazioni e infiammazioni e anche di tumori al seno (11). Come precedentemente accennato, l’alluminio agisce provocando un rigonfiamento parziale dei dotti di sbocco delle ghiandole sudoripare, probabilmente tramite la formazione di un “tappo gelatinoso”, che si oppone alla fuoriuscita del sudore sulla superficie cutanea. Bloccando il processo della traspirazione, si verifica un accumulo dei prodotti di scarto del metabolismo cellulare e degli organi nelle ghiandole o nell’interstizio tissutale limitrofo che può scatenare irritazioni, infiammazioni e infezioni. Sembra inoltre che i sali di alluminio siano in grado di danneggiare il DNA delle cellule del seno, stimolando la loro degenerazione in cellule cancerose, sia negli uomini che nelle donne (11); la pericolosità di questi antitraspiranti aumenterebbe in seguito ad applicazione ascellare subito dopo la depilazione (11). Sebbene gli antiperspiranti siano dei prodotti graditi per la loro efficacia è bene però che vengano utilizzati con moderazione, in maniera discontinua e alternati con altre pratiche deodoranti più semplici, delicate e meno invasive. È lecito supporre che tutti questi pericoli non esistano in caso di utilizzazione di idrotalciti perché i metalli costituenti di questo solido lamellare anche alluminio, non sono liberi ma altamente concatenati, sottoforma di idrossidi ottaedrici, nel piano delle lamelle e non sono liberi di muoversi e tantomeno di liberarsi. Htlc e miglioramento delle proprietà reologiche Le idrotalciti sintetiche, oltre a essere pure dal punto di vista chimico e microbiologico, hanno anche il vantaggio di essere delle polveri microfini facilmente incorporabili e disperdibili. La loro presenza in formulazioni Figura 2 liquide e semisolide può svolgere inoltre una funzione adiuvante che migliora l’usability del prodotto. È noto infatti che queste HTlc influiscono sulle proprietà reologiche del prodotto finito aumentandone la scorrevolezza, aspetto molto importante soprattutto per le forme rollon, stick e creme (12). Recenti studi (13, 14), infatti, hanno dimostrato che la presenza di idrotalciti in formulazioni topiche, come geli e creme-gel, migliora le loro performances sia a fini della stabilità che dell’applicazione (estrudibilità, scorrevolezza e spalmabilità). Grazie al’introduzione di HTlc infatti veicoli rigidi dal punto di vista strutturale, poco scorrevoli e con un comportamento plastico assumono un comportamento pseudoplastico. Ciò significa che si mostrano abbastanza viscosi in condizioni di riposo, proprietà desiderabile in fase di conservazione al fine di evitare fenomeni di separazione di fase o di sedimentazione, e diminuiscono la loro viscosità a seguito di sollecitazioni, caratteristica desiderabile in fase di estrusione/prelevamento e applicazione. I veicoli pseudoplastici inoltre non presentano un limite di scorrimento (al di sotto del quale non scorrono) risultando maneggevoli e gradevoli per l’utilizzatore. Deodoranti per il trattamento delle fibre (tessuti) e altri impieghi Il potere assorbente/deodorante delle idrotalciti è stato sfruttato per mettere a punto dei particolari deodoranti idonei al trattamento di fibre, calzature, rifiuti domestici (15). Questi deodoranti hanno mostrato buona efficacia ed effetto duraturo, infatti fibre di cotone deodorate con questo prodotto hanno mantenuto il profumo anche dopo 100 lavaggi, probabilmente perché l’ HTlc si è fissata intimamente al tessuto e continua a rilasciare lentamente la molecola odorosa (16-19). A proposito di tessuti “funzionalizzati”, sono state preparate anche delle fibre di lana arric- Kosmetica • febbraio 2010
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Studio e sperimentazione<br />
Il sudore è principalmente costituito da lipidi,<br />
proteine, derivati azotati e glucidi ed è pertanto<br />
un ottimo terreno per il metabolismo batterico.<br />
Le proteasi batteriche permettono la<br />
formazione di ammoniaca, ammine e derivati<br />
solforati (idrogeno solforato e mercaptani)<br />
mentre le lipasi batteriche, degradando i trigliceridi,<br />
formano acidi grassi a corta catena<br />
quali acidi valerico, caprilico, caproico/capronico,<br />
caprico, enantico, pelargonico, butirrico<br />
e propionico [8-10]. HTlc è una base debole e,<br />
a contatto con il sudore, può innalzare leggermente<br />
il valore del suo pH favorendo la ionizzazione<br />
della funzione acida di questi prodotti<br />
che più agevolmente si possono scambiare<br />
con i controioni presenti tra le lamelle di HTlc.<br />
Molti studi, tesi a mettere a punto dei buoni<br />
deodoranti, puntano sull’importanza della<br />
profumazione di un deodorante ma se la profumazione<br />
è l’unico requisito richiesto a questo<br />
prodotto, esso avrà la sola funzione di coprire<br />
i cattivi odori e non di avere un effetto attivo<br />
nella prevenzione o rimozione di molecole maleodoranti.<br />
Sarebbe quindi molto interessante<br />
e innovativo realizzare un deodorante a base<br />
di HTlc, con molecole odorose tra le lamelle,<br />
così che il profumo in fase di applicazione, non<br />
si troverebbe a diretto contatto con la pelle<br />
e non sarebbe in grado di provocare reazioni<br />
allergiche; sarebbe rilasciato gradatamente,<br />
per scambio ionico, a seguito dell’ingresso di<br />
una molecola maleodorante (fig.3). Potrebbe<br />
dunque essere proprio la sottrazione di prodotti<br />
indesiderati che attiva il meccanismo di<br />
deodorazione del deodorante.<br />
Funzione di scambio ionico: impiego di<br />
idrotalciti con “carico misto”<br />
Nell’HTlc è possibile alloggiare anche molecole<br />
diverse tra loro (cointercalazione) e quindi<br />
sarebbe realizzabile una HTlc con “carico<br />
misto” in cui, accanto amolecole odorose si<br />
potrebbero inserire antimicrobici (es. acidi<br />
undecilenico e usnico), inibitori enzimatici<br />
(es. trietilcitrato) e sostanze assorbenti odori.<br />
L’effetto sinergico di più sostanze conferirebbe<br />
al deodorante sicuramente un’azione polivalente.<br />
Se nella cointercalazione si mettessero<br />
anche prodotti “rinfrescanti” come mentolo,<br />
o suoi simili più moderni, si potrebbe anche<br />
ottenere un “effetto fresco” prolungato.<br />
Htlc e Sicurezza di impiego<br />
L’impiego di HTlc, anche se contenenti metalli<br />
tra cui anche l’alluminio, offre garanzie<br />
dal punto di vista dell’assenza di tossicità. È<br />
importante sottolineare questo aspetto perché<br />
recentemente è nato il sospetto che l’impiego<br />
di deodoranti (antiperspiranti) a base di alluminio<br />
sia correlato all’insorgenza di irritazioni<br />
e infiammazioni e anche di tumori al seno (11).<br />
Come precedentemente accennato, l’alluminio<br />
agisce provocando un rigonfiamento parziale<br />
dei dotti di sbocco delle ghiandole sudoripare,<br />
probabilmente tramite la formazione di<br />
un “tappo gelatinoso”, che si oppone alla fuoriuscita<br />
del sudore sulla superficie cutanea.<br />
Bloccando il processo della traspirazione, si<br />
verifica un accumulo dei prodotti di scarto<br />
del metabolismo cellulare e degli organi nelle<br />
ghiandole o nell’interstizio tissutale limitrofo<br />
che può scatenare irritazioni, infiammazioni e<br />
infezioni. Sembra inoltre che i sali di alluminio<br />
siano in grado di danneggiare il DNA delle cellule<br />
del seno, stimolando la loro degenerazione<br />
in cellule cancerose, sia negli uomini che nelle<br />
donne (11); la pericolosità di questi antitraspiranti<br />
aumenterebbe in seguito ad applicazione<br />
ascellare subito dopo la depilazione (11).<br />
Sebbene gli antiperspiranti siano dei prodotti<br />
graditi per la loro efficacia è bene però che<br />
vengano utilizzati con moderazione, in maniera<br />
discontinua e alternati con altre pratiche<br />
deodoranti più semplici, delicate e meno invasive.<br />
È lecito supporre che tutti questi pericoli<br />
non esistano in caso di utilizzazione di idrotalciti<br />
perché i metalli costituenti di questo solido<br />
lamellare anche alluminio, non sono liberi ma<br />
altamente concatenati, sottoforma di idrossidi<br />
ottaedrici, nel piano delle lamelle e non sono<br />
liberi di muoversi e tantomeno di liberarsi.<br />
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Le idrotalciti sintetiche, oltre a essere pure<br />
dal punto di vista chimico e microbiologico,<br />
hanno anche il vantaggio di essere delle<br />
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disperdibili. La loro presenza in formulazioni<br />
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liquide e semisolide può svolgere inoltre una<br />
funzione adiuvante che migliora l’usability del<br />
prodotto. È noto infatti che queste HTlc influiscono<br />
sulle proprietà reologiche del prodotto<br />
finito aumentandone la scorrevolezza, aspetto<br />
molto importante soprattutto per le forme rollon,<br />
stick e creme (12). Recenti studi (13, 14),<br />
infatti, hanno dimostrato che la presenza di<br />
idrotalciti in formulazioni topiche, come geli e<br />
creme-gel, migliora le loro performances sia a<br />
fini della stabilità che dell’applicazione (estrudibilità,<br />
scorrevolezza e spalmabilità). Grazie<br />
al’introduzione di HTlc infatti veicoli rigidi dal<br />
punto di vista strutturale, poco scorrevoli e<br />
con un comportamento plastico assumono un<br />
comportamento pseudoplastico. Ciò significa<br />
che si mostrano abbastanza viscosi in condizioni<br />
di riposo, proprietà desiderabile in fase<br />
di conservazione al fine di evitare fenomeni<br />
di separazione di fase o di sedimentazione, e<br />
diminuiscono la loro viscosità a seguito di sollecitazioni,<br />
caratteristica desiderabile in fase<br />
di estrusione/prelevamento e applicazione. I<br />
veicoli pseudoplastici inoltre non presentano<br />
un limite di scorrimento (al di sotto del quale<br />
non scorrono) risultando maneggevoli e gradevoli<br />
per l’utilizzatore.<br />
Deodoranti per il trattamento delle<br />
fibre (tessuti) e altri impieghi<br />
Il potere assorbente/deodorante delle idrotalciti<br />
è stato sfruttato per mettere a punto dei<br />
particolari deodoranti idonei al trattamento di<br />
fibre, calzature, rifiuti domestici (15). Questi<br />
deodoranti hanno mostrato buona efficacia<br />
ed effetto duraturo, infatti fibre di cotone deodorate<br />
con questo prodotto hanno mantenuto<br />
il profumo anche dopo 100 lavaggi, probabilmente<br />
perché l’ HTlc si è fissata intimamente<br />
al tessuto e continua a rilasciare lentamente<br />
la molecola odorosa (16-19).<br />
A proposito di tessuti “funzionalizzati”, sono<br />
state preparate anche delle fibre di lana arric-<br />
Kosmetica • febbraio 2010
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