Summary
El objetivo del protocolo es preparar hidrolizado de queratina de plumas de pollo por hidrólisis alcalina y enzimática y para probar si la adición de hidrolizado de queratina en una base para ungüentos cosméticos mejora la función barrera de la piel (aumentan la hidratación y disminuye la pérdida transepidérmica de agua). Las pruebas se realizan en hombres y mujeres voluntarios.
Abstract
Hidrolizados de queratina (KHs) son componentes estándar establecidos en cosmética capilar. Comprender los efectos hidratantes de KH es ventajoso para los cosméticos del cuidado de la piel. Los objetivos del protocolo son: (1) para procesar plumas de pollo en KH por hidrólisis alcalina enzimática y purificar por diálisis y (2) para comprobar si la adición de KH en una base de ungüento (OB) aumenta la hidratación de la piel y mejora la función barrera de la piel disminuyendo pérdida de agua transepidérmica (TEWL). Durante la hidrólisis alcalina enzimática plumas primero se incuban a una temperatura mayor en un ambiente alcalino y luego, en condiciones suaves, hidrolizadas con enzimas proteolíticas. La solución de KH se dializaron, vacío secado y molido a un polvo fino. Se preparan formulaciones cosméticas que comprende aceite en emulsión en agua (O/W) contiene 2, 4 y 6% de peso de KH (basado en el peso del OB). Prueba las propiedades hidratantes del KH se lleva a cabo en 10 hombres y 10 mujeres en intervalos de 1, 2, 3, 4, 24 y 48 h. comprobado formulaciones se extienden en los sitios de antebrazo volar desengrasado. La hidratación de la piel del estrato córneo (SC) se evalúa mediante la medición de la capacitancia de la piel, que es uno de los métodos usados y simples de más por todo el mundo. UREA se basa en medir la cantidad de agua transportada por un área definida y un período de tiempo de la piel. Ambos métodos son completamente no-invasivo. KH es una oclusiva excelente; dependiendo de la adición de KH en OB, trae consigo una reducción de 30% de urea después de la aplicación. KH también funciona como un humectante, como se une el agua de las capas inferiores de la epidermis a la SC; el agregado óptimo de KH en el OB, hasta 19% aumento de la hidratación en los hombres y 22% aumento en las mujeres ocurre.
Introduction
Los mataderos, la industria alimentaria y la industria del curtido producen anualmente enormes cantidades de subproductos sólidos queratina – lana, plumas, cerdas, pezuñas, garras, cuernos y similares. Según los últimos datos estadísticos, el peso vivo total de pollos, pavos, patos y otras aves de corral sacrificadas en los E.e.u.u. es 62,5 billones de libras por año1; en la UE es aproximadamente 28,7 billones de libras al año. Teniendo en cuenta que plumas hacen hasta el 8.5% del peso total de las aves de corral, los Estados Unidos solo produce anualmente aprox. 5,3 billones de libras de residuos plumas2.
La queratina es una proteína exhibe alta resistencia química debido a que es fuertemente reticulado con puentes disulfuro que hacen difícil su tratamiento. Obtención de productos solubles requiere hendiendo enlaces cruzados y posiblemente realizar la hidrólisis de los enlaces peptídicos3. Ruptura de los puentes de disulfuro se puede proceder a través de una reacción del anión tiol según el siguiente patrón4,5:
Suna– + – SbSc-↔ – Sb– + – SaSc–
Con un nivel de pH muy alto, hidrólisis de los puentes de disulfuro también aparece, según el patrón6
SS –– + → OH– – S– – SOH
Condiciones suaves (pH aprox. 8), incluso sulfitolysis tiene lugar según el siguiente patrón:
SS – – + HSO3– → – SH – SSO3–
La forma más económica de degradar queratina es descomposición microbiana, que se caracteriza por las condiciones de reacción suaves durante el proceso y alta avería eficiencia (aprox. 90%)7,8. Keratinases son producidas por algunas bacterias aisladas del suelo y la queratina residuos9. Keratinases microbianas hidrolizar queratina rígidas y fuertemente reticulado estructuras10 y el KH resultante preparado es rico en proteínas solubles, sin pérdida de aminoácidos detectados en ella11.
Para incorporar proteínas en preparaciones cosméticas (por ejemplo, emulsiones, lociones y geles), los requisitos de aseguran que estas proteínas son solubles en agua, los sistemas dados son transparentes, y la agregación de los péptidos se evita debido a interacciones hidrofóbicas. Por lo tanto, una práctica común es aplicar hidrolizados de proteínas, como el hidrolizado de colágeno, elastina y queratina. Al agregar hidrolizados en emulsiones cosméticas, son pasos para asegurar que el hidrolizado primero se disuelve en agua. En algunos casos, es deseable que las proteínas (hidrolizado) es soluble en alcohol u otros solventes orgánicos12.
KH normalmente aparece en champús, acondicionadores, lociones y sueros nutritivos para el cabello, así como máscaras, esmalte de uñas y agentes del maquillaje del ojo. Los efectos KH declarados generalmente incluyen formando una película protectora, alisa el cabello o uñas de estructura, una mayor plasticidad y aspecto de la formación tratada, regulación de la consistencia de los productos y alentar la formación de espuma13 , 14. también se ha demostrado que KH reduce la tensión superficial, por lo tanto, la suplementación en cosméticos puede facilitar la reducción en la cantidad de emulsionante agregado para estabilizar cremas. KH limitar los efectos de la irritación provocada por detergentes (surfactantes) a la piel, ojos y cabello, reduciendo así los efectos secundarios potenciales de limpieza sobre el tejido (p. ej., deshidratación de la piel, la dureza y la función de barrera disminuida de la piel). La alta capacidad de almacenamiento en búfer de hidrolizados es explotada también para estabilizar el pH de los cosméticos; péptidos de longitud más corta tienen un efecto tampón mayor15,16. Aunque KHs se han establecido como componentes estándar en el cabello y cosméticos de uñas como se utiliza en productos para el cuidado de la piel, estudios sobre los efectos hidratantes de KH no aparecen en la literatura contemporánea.
Tecnología alcalina enzimática ha sido desarrollada para el procesamiento de productos derivados de queratina en KH, y activa la prueba es en proceso sobre los efectos de una serie de aditivos cosméticos17,18,19,20 , 21 , 22. la ventaja de dos etapas hidrólisis alcalina enzimática utilizando proteasas microbianas de plumas de pollo logra alta eficiencia bajo condiciones suaves de reacción y la calidad de KH es muy alta en contraste con hidrólisis en ácidos fuertes o álcalis. En la primera etapa, las plumas se incuban a una temperatura mayor en un ambiente alcalino, que altera la estructura de queratina parcialmente y se hincha las plumas; después de ajustar el pH, las plumas son hidrolizadas con una enzima proteolítica condiciones suaves en la segunda etapa. El KH dializado posee un alto contenido de proteínas.
Los propósitos del método descrito aquí son procesar plumas de aves en un KH mediante hidrólisis alcalina enzimática y prueba el efecto de las propiedades hidratantes de KH aplicado en emulsión cosmética O/W. Las propiedades hidratantes son investigadas por métodos no invasivos instrumental en vivo. Los métodos más frecuentes para medir la función de la hidratación y la barrera de la piel de SC incluyen medición de propiedades eléctricas de la piel (conductancia o capacitancia). Diferentes métodos para la investigación de hidratación SC incluyen cerca de método imaginando multiespectral infrarrojo (NIM), espectroscopia de resonancia magnética nuclear, tomografía de coherencia óptica o transferencia térmica transitorio23. Función de barrera de SC correlaciona a la urea de SC y se mide por el método de cámara ventilada, método de ventilación de la cámara y cámara abierta método24.
Propiedades de las formulaciones del modelo se determinan usando el adaptador de sonda Multi 5 MPA con tres tipos de sondas. El primero de ellos, corneometer CM 825, hidratación de la piel de medidas mediante la evaluación de cambios en la capacidad eléctrica de la superficie de la piel; el condensador mide muestra cambios en la capacitancia de la superficie de la piel en las corneometric unidades. El corneometer da sólo una evaluación relativa de la piel hidratación25. De urea, la segunda sonda, el tewameter TM 300, se utiliza para medir el gradiente de densidad de la evaporación del agua (en un instrumento de cámara abierta basada en el derecho de difusión de Fick) de la piel indirectamente por los dos pares de sensores (temperatura y humedad relativa) indicando la cantidad de agua transportada por un área definida y un período de tiempo (g/m2/h). Este método puede detectar incluso la más leve alteración de piel barrera función26. PH de la piel es un indicador de barrera y función anti-microbiana de la SC27. La acidez de la capa de piel fue medida por un sensor de piel PH 905 (tercero) conectado a la estación de 5 MPA. Esta sonda especialmente diseñada consta de un electrodo de vidrio plana para contacto de la piel completo, conectado a un voltímetro. El sistema mide los cambios de potencial debido a la actividad de los cationes de hidrógeno que rodea la capa muy delgada de formas semi-sólidas medido en la parte superior de la sonda. Los cambios en el voltaje se muestran como pH28.
Presentamos experimentos divididos en tres secciones: (1) preparación de KH de pollo plumas por hidrólisis alcalina enzimática de dos etapas y su purificación por diálisis (eliminación de sales y las fracciones de peso molecular bajo), (2) preparación de cosméticos formulaciones que contienen 2, 4 y 6% KH y (3) pruebas de las propiedades de KH midiendo TEWL, hidratación de la piel y pH de la piel. La prueba se realizó en 10 mujeres con edad media de 27,2 años y 10 hombres con la edad media de 26,2 años. El método de selección de los voluntarios y las pruebas se realizaron con arreglo a los principios éticos internacionales de investigación bio-médica utilizando seres humanos29; todas las personas que dieron su consentimiento informado antes de la inclusión en el estudio. Antes del ensayo comenzó, los voluntarios debían completar un cuestionario sobre su estado de salud. Los voluntarios comprometidos para evitar aplicar cualquier producto cosmético a los sitios de prueba y las regiones circundantes durante las 24 h antes y durante el período de prueba; Además, sólo se les permitió la noche breve lavados con agua corriente.
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Protocol
Se reclutaron voluntarios entre empleados y estudiantes de nuestra Universidad. El método de selección se llevó a cabo según "normas eticas internacionales para biomédica investigación involucra sujetos humanos. Consejo de organizaciones internacionales de ciencias médicas, Ginebra (2002)." KH es un ingrediente cosmético común utilizado en productos de cuidado del cabello (champús, acondicionadores, etc.) y por lo tanto no es necesaria la aprobación de la Junta de revisión institucional.
1. proceso plumas de pollo en KH
- Recoger plumas de gallina de una granja de aves de corral.
- Lave cualquier impurezas insolubles y restos de sangre de las plumas de pollo con un exceso suficiente de agua corriente (fría). Poner las plumas en una placa plana y seca durante la noche a 50 ° C.
Nota: El protocolo se puede detener aquí. - Moler 50 plumas g seco en un molino de corte (apto para materiales blandos a semiduros y materiales fibrosos) en una finura final de 1,0 mm. alternativamente, la fineza final de plumas molidas puede ser más alto pero no más de 3,0 mm.
Nota: El protocolo se puede detener aquí. -
Desengrase de plumas
Nota: El método más eficaz y económico de desengrase pluma de las aves de corral está utilizando una enzima lipolítica comercial.- En un envase de 27 L caldera de acero inoxidable con control de temperatura, mezcla las plumas con agua precalentada a 40 ± 2 ° C en una relación de peso 1: 75. Agregar una enzima lipolítica (actividad 100 KLU/g) en dosis de 1.5-2.0% (relacionado con pesó en seco plumas) y suavemente mezclar los contenidos con un agitador arriba durante 5 minutos.
- Ajustar el pH de la mezcla a 9.0 ± 0.2, el valor correspondiente a la máxima actividad de la enzima lipolítica mediante la adición de NaOH o 1% H3PO4 solución al 1%. Removemos la mezcla durante 5 min con un agitador de arriba y luego Compruebe y vuelva a ajustar el nivel de pH con un medidor de pH/mV de banco de laboratorio.
- Revolver suavemente la mezcla con un agitador arriba por 24 h a 40 ± 0.5 ° C. Alternativamente, incubar la mezcla a 40 ± 0.5 ° C y durante las primeras 6 h de incubación, agregue el contenido a intervalos de 1 h.
- Filtrar la mezcla por un colador fino (tamaño de 100 μm) y lavar las plumas desengrasadas con un chorro de agua corriente (fría). Secar las plumas en una placa plana a 50 ° C en una cámara de secado durante la noche.
Nota: El protocolo se puede detener aquí.
- Llevar a cabo la primera etapa de la hidrólisis de plumas de pollo. Las plumas de la mezcla con solución de agua 0,3% KOH en un peso proporción 1:50 y revuelva suavemente con un agitador arriba a 60 ± 0,5 ° C por 24 h. El pH de la mezcla disminuye de aproximadamente 12.5 al comienzo de la incubación a 11.0 aprox. al final de la incubación. Después de terminar la primera etapa de hidrólisis, ajustar el pH de la mezcla al nivel correspondiente a la máxima actividad de la enzima proteolítica con 10% H3PO4 (en este caso, a un nivel de 9.0 ± 0,2) mediante la adición de 1% NaOH.
- Llevar a cabo la segunda etapa de la hidrólisis de plumas de pollo. Añadir a la mezcla, la enzima proteolítica en dosis de 5.0% (relacionado con la materia seca de la cantidad de plumas pesados en el inicio de la primera etapa de la hidrólisis). Suavemente mezcle con un agitador arriba a 60 ± 0,5 ° C por 8 h y la mezcla (en el mismo recipiente de la caldera 27-L de acero inoxidable) a un punto de ebullición (100 ° C) y hervir durante 10 minutos inactivar la enzima.
- Separar la solución de KH (preparado en el paso 1.6) el remanente sin disolver por filtración a través de la baja densidad papel de filtro en un embudo Buchner con leve presión al vacío; como alternativa, utilizar una centrífuga.
Nota: El protocolo puede hacer una pausa aquí para varios días si se almacena una solución de KH a 5 ± 1 ° C. - En el cubo de plástico (26 cm diámetro x 26 cm altura) dializarse el KH usando 12 K MWCO membrana para eliminar sales y pequeños péptidos. Vierta 400 mL de la solución KH en la tubería de la diálisis y dializo contra 4 L de agua destilada para 80 h a temperatura ambiente; Cambie el agua destilado después de 18, 36 y 60 h.
- Lanzar una solución de dializado de KH en una placa antiadherente (por ejemplo, de silicona) en una proporción de 500 mL a 1.000 cm2 placa zona vacío seco en una fina capa a 40 ± 0.5 ° C para toda la noche, moler para formar un polvo fino y guárdelo en un recipiente de tapa cerrada en un desecador.
Nota: El protocolo puede hacer una pausa aquí por varios meses si el polvo KH se almacena en un lugar seco.
2. preparar formulaciones cosméticas con KH
Nota: OB utilizado para las pruebas fue una base comercial de O/W crema hidrofílica y de aqua, parafina, parafina líquida, cetearyl alcohol, Laureth 4, hidróxido de sodio, carbomer, methylparaben y propylparaben.
- Preparación de formulaciones que contienen 2, 4 y 6% KH (de acuerdo con el peso base del ungüento). Pesar la cantidad de polvo KH en un vaso de polietileno (7 cm de diámetro x 10 cm de altura) y añadir el OB en una cantidad que asegura que el peso total de la formulación es igual a 50 g; Vea la receta en la tabla 1.
| Formulación cosmética | Peso de base para ungüentos [g] | Peso de hidrolizado de queratina [g] | Peso total [g] | |||||
| Base para ungüentos | 50 | 0 | 50 | |||||
| El ungüento base + 2% KH | 49 | 1 | ||||||
| El ungüento base + 4% KH | 48 | 2 | ||||||
| El ungüento base + 6% KH | 47 | 3 | ||||||
Tabla 1: Peso en cantidades de hidrolizado de base y la queratina de ungüento para preparar formulaciones cosméticas.
- Homogeneizar la mezcla con una batidora de 3 palas de laboratorio durante 10 min a 134.16 x g y mezclar con un agitador mecánico de arriba. Mantener las formulaciones preparadas a 5 ± 1 ° C y caliente a temperatura ambiente durante 2 h antes de su uso.
Nota: Homogeneización de la mezcla de OB con KH puede hacerse con un agitador no digital también. En un agitador no digital, hay también escalas con la velocidad aproximada (en rpm). Agitación suave funciona mejor para este paso.
Nota: El protocolo puede pausarse aquí hasta por 5 meses si las fórmulas se almacenan a 5 ± 1 ° C.
3. prueba de las propiedades de KH por medición de hidratación de la piel, urea y pH
Nota: Realice todas las mediciones en un ambiente acondicionado a 23 ± 2 ° C y la humedad relativa de 56 ± 3%.
- Lugar 5 tiras de papel de filtro (tamaño 2 x 4 cm) en la solución fisiológica (0.90% NaCl) y dejarlos durante aproximadamente 1 minuto en la solución.
- Dos tiras que se aplican a la parte interior del antebrazo derecho y tres en la parte interior del antebrazo izquierdo y fijarlos durante 4 h con esparadrapos. Este paso es desengrasar la piel y eliminar las características individuales de la piel en el sitio. Después de 4 h, quitar las tiras y delimitar las áreas con un rotulador permanente, vea la figura 1.
Figura 1: método para la localización de las formulaciones de prueba en el antebrazo de las extremidades izquierdas y derecha superiores. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- Aplicar 0,1 mL de las formulaciones probadas en cada punto de los sitios de desengrasado antebrazo utilizando jeringas y extenderlo por toda la superficie marcada. En el antebrazo izquierdo, no aplicar nada en el primer sitio (es el control), aplicar el OB para el segundo sitio y el OB + 2% KH a la tercera. Aplicar el OB + 4 OB + 6% y % KH KH para el brazo derecho.
- Medir cada muestra en cada sitio y cada intervalo (1, 2, 3, 4, 24 y 48 horas) y tomar lecturas de 5 con la sonda de medidor de hidratación de la piel para hidratación de la piel, 15 lecturas con la sonda medidor TEWL para piel TEWL y 1 leyendo con la sonda de medidor de pH de piel para el pH de la piel. No permita que los voluntarios para cualquier producto cosmético se aplica a los sitios de prueba y alrededores durante el período de prueba; se permite la noche breve lavados con agua corriente.
Nota: El protocolo se puede detener aquí. - Procesar las lecturas resultantes por características numéricas básicas de la estadística descriptiva, utilizando el software de hoja de cálculo. De las 5 lecturas de hidratación medidas para cada muestra, ignorar el más bajo y las lecturas más alta y calcular sólo 3 lecturas de la media aritmética y desviación estándar. Desde las 15 lecturas de TEWL medidas para cada muestra, ignorar los primeros 5 y calcular sólo 10 lecturas de media aritmética y desviación estándar.
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Representative Results
El KH preparado según el procedimiento presentado aquí (ver figura 2) es de color amarillo en el color, fácilmente soluble en agua con alto contenido de proteína (sólidos inorgánicos representan < 2.0%); el pH de la solución al 1.0% de KH es de 5.3 y cumple con los requisitos para hidrolizados de grado cosmético. El rendimiento de KH de 50 g materia prima es de aprox. 30%. La distribución de peso molecular de KH fue determinada por SDS-PAGE y se muestra en la figura 3.
Figura 2: cuadro representativo de hidrolizado de queratina. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3: SDS-PAGE de las normas de hidrolizado y proteína queratina. Carril 1: marcador de peso molecular de gama ultra baja (3.5-26,6 kDa). Carriles 2, 3 y 4: hidrolizados de queratina en 3 lotes. μg 120 KH resuspendida en tampón de carga μl 20 se cargó en cada pozo. Carril 5: amplia gama de peso molecular marcador (6.5-200 kDa)
La hidratación y los valores de urea se delinearon en voluntarios de diferentes y por lo tanto no podrían compararse entre sí. Por lo tanto, los valores se expresan como variación porcentual en comparación con el OB en el sitio tratado con las formulaciones, el último que contiene 2, 4 y 6% adiciones de KH a intervalos para la medición de 1, 2, 3, 4, 24 y 48 h. Los valores de pH para la piel se expresan como la media aritmética de los valores de pH de piel grabados para todos los voluntarios. Los resultados para la alteración en la hidratación y PTEA en por ciento, en relación con el OB y para valores de pH de la piel se dan en la tabla 2 para 10 hombres y en la tabla 3 para los voluntarios de mujer 10.
| Hombres | ||||||
| Tiempo | 1 h | 2 h | 3 h | 4 h | 24 h | 48 h |
| Hidratación (% de cambio vs Oitment base) ± SD | ||||||
| El ungüento base + 2% KH | + 15 16 | + ±16 14 | + ±9 12 | + 19 ±14 | + ±18 11 | + ±9 15 |
| El ungüento base + 4% KH | + ±19 6 | + ±18 1 | + ± 10 5 | + ±16 7 | + ±9 11 | + 15 14 |
| El ungüento base + 6% KH | -±25 3 | -±14 4 | -±18 7 | -±17 4 | + 11 ±14 | -±14 17 |
| UREA (% de cambio vs Oitment base) ± SD | ||||||
| El ungüento base + 2% KH | -15 20 | -±22 20 | -11 ±21 | -±21 20 | -± 20 23 | -21±17 |
| El ungüento base + 4% KH | -±12 28 | -± 20 29 | -± 20 28 | -±24 28 | -± 20 47 | -± 20 36 |
| El ungüento base + 6% KH | -±16 36 | -±21 41 | -±17 31 | -±17 36 | -± 20 53 | -±17 54 |
| pH | ||||||
| Control | ±0. 5 4.7 | 5.1 ±0, 4 | 4.9 ±0, 4 | ±0. 3 5.1 | ±0. 5 4.6 | ±0.7 4,8 |
| Base para ungüentos | ± 0,5 4,8 | ±0. 3 5.1 | 4.9 ±0. 3 | 5.0 ±0, 4 | ±0, 4 4,6 | 5.0 ±0.6 |
| El ungüento base + 2% KH | 5.0 ±0.6 | ±0, 4 4,8 | 4.9 ±0, 5 | 4.9 ±0, 5 | ±0. 3 4,7 | 5.0 ±0.6 |
| El ungüento base + 4% KH | ± 0,5 4,8 | 4.9 ±0. 3 | ±0, 4 4,8 | ±0. 3 4,8 | ±0. 5 4.7 | ± 0,5 4,8 |
| El ungüento base + 6% KH | ±0. 5 4.7 | 5.0 ±0. 2 | 4.9 ±0, 4 | ±0, 4 4,8 | ±0.6 4,8 | 5.0 ±0.6 |
Tabla 2: Resultados para cambian en hidratación, urea y pH de la piel de voluntarios de 10 hombres en los intervalos de medición de 1, 2, 3, 4, 24 y 48 h.
| Mujeres | ||||||
| Tiempo | 3 * | 2 h | 3 h | 4 h | 24 h | 48 h |
| Hidratación (% de cambio vs Oitment base) ± SD | ||||||
| El ungüento base + 2% KH | + ±7 22 | + 15 ±6 | + 15 ±8 | + ±9 12 | + ±14 14 | + ±9 18 |
| El ungüento base + 4% KH | ±4 0 | -±5 6 | -±5 2 | + ±7 1 | + ±13 10 | + 15 ±10 |
| El ungüento base + 6% KH | -±5 12 | -14 ±2 | -±7 9 | -±9 5 | + 8 ±12 | + 10 ±9 |
| UREA (% de cambio vs Oitment base) ± SD | ||||||
| El ungüento base + 2% KH | -1,6 32 | -±3.0 16 | -±1.3 12 | -±0.9 20 | -±1.9 35 | -1,6 38 |
| El ungüento base + 4% KH | -±1.1 41 | -±2.7 37 | -±0.8 24 | -±0.9 34 | -±1. 5 44 | -±1.9 38 |
| El ungüento base + 6% KH | -±1.4 50 | -±2.2 39 | -±0.7 29 | -±0.9 39 | -±2.4 16 | -±2.1 33 |
| pH | ||||||
| Control | 5.0 ±0.7 | ±0. 3 5,3 | ±0.7 4,9 | 5.0 ±0. 5 | 5.0 ±0.8 | 4.7 ±0.7 |
| Base para ungüentos | 5.2 ±0.6 | ±0. 3 5,3 | 5.2 ±0.7 | 5.0 ±0, 4 | 5.1 ±0.8 | ±0.7 4,8 |
| El ungüento base + 2% KH | 5.4 ±0.7 | 5.1 ±0, 4 | 4.9 ±0, 4 | 5.1 ±0.7 | ±0.7 4,9 | ±1. 0 5.0 |
| El ungüento base + 4% KH | 5.2 ±0.7 | ±0. 3 5.1 | 5.0 ±0, 4 | 4.9 ±0, 4 | 5.1 ±0.6 | 5.1 ±0. 2 |
| El ungüento base + 6% KH | 5.2 ±07 | 5.2 ±0. 2 | 5.0 ±0, 4 | 5.0 ±0. 3 | 5.4 ±0.6 | 5.2 ±0, 4 |
Tabla 3: Resultados para cambian en hidratación, urea y pH de la piel de 10 mujeres voluntarias en los intervalos de medición de 1, 2, 3, 4, 24 y 48 h.
Hidratación de SC para hombres voluntarios:
A cortos intervalos de medición (1-4 h), se registraron los aumentos más altos en la hidratación de la piel (12-19%) para las formulaciones que complementa el OB con el 2% de KH; la adición de 4% KH demostró un aumento más pequeño (1-7%) en la hidratación. Por el contrario, el KH en el 6% reflejado negativamente en los valores de hidratación SC (una reducción del 3-7%). Después de 24 h de la medida, un aumento de 11% en la hidratación SC fue discernir para todas las adiciones de KH al OB probado. La misma tendencia continuó incluso después de 48 h, con un ligero aumento en la hidratación que seguía siendo: un aumento del 15% para KH en 2%, un aumento de 14% para la adición de 4% de KH y el descenso del 17% para KH en 6%.
Hidratación de SC para los voluntarios de las mujeres:
Es observable que suplir el OB con KH causa un 22% aproximado del 2% en hidratación SC, con respecto a OB sola, tan temprano como a las 1 h de la medida; una adición de 4% de KH al OB, en realidad, no tiene efecto sobre la hidratación; mientras que, por el contrario, agregar 6% KH al OB se refleja en una disminución aproximada de 12% en la hidratación, en comparación con puro OB. similares tendencias se observan después de 2, 3 y 4 h de la medida en que aumenta la hidratación en un 12-15% para la suplementación con 2% KH; para adiciones más grandes de KH, la hidratación mantiene igual o disminuye. Después de 24 h de la medida, la hidratación se registró como mayor que el del OB para todas las adiciones de KH probados; el mayor incremento (14%) en la hidratación se produjo la adición de 2% KH, mientras que el aumento más bajo (8%) se observó para la suplementación en el 6% de KH. Resultados similares se obtienen después de 48 h de la medida, en donde se registró mayor hidratación que para OB puro para todas las muestras con adiciones de KH; el aumento mayor (18%) en la hidratación se produjo para la adición de KH 2%, mientras que el aumento más bajo (10%) fue observado para la suplementación de KH en 6%.
Urea para hombres voluntarios:
Los resultados de la marca TEWL claro que formulaciones complementan con KH disminuir urea, cuando se aplica a la piel, en comparación con el puro OB. Una mayor cantidad de KH ejerció un efecto positivo sobre los valores más bajos de urea. Después de 1 h después de aplicar las fórmulas, TEWL se registró 20% menor que en el puro OB, pertenecientes a una formulación con 2% KH; mientras que el KH en el 4% redujo 28% en urea; mientras que el KH en el 6% resultó en una dramática 36% disminución de la urea. De hecho, los valores de urea disminuidos también fueron observados en 2, 3 y 4 h de la medida para las formulaciones con KH. Después de 24 y 48 h, TEWL fue bajado significativamente incluso en los sitios tratados con las formulaciones de KH. Después de 24 h, urea en la piel fue 23% menor para el OB con adición de 2% de KH que en el sitio de puro OB; KH 4% cayó un 47% urea, mientras que el KH en el 6% desencadenó TEWL para caer en un 53%. Una tendencia similar es evidente incluso después de 48 h: la urea para la piel tratada con OB que contiene 2% KH fue 21% menor que en el sitio de puro OB; el KH en el 4% mostró un TEWL en 36% inferior; y el KH en el 6% propiciado una caída de 54%.
Urea para mujeres voluntarias:
Es evidente que todas las adiciones monitoreadas de KH a OB se reflejará en menor TEWL, como se ve en los voluntarios de los hombres. Después de 1 h de la aplicación, se registró una importante disminución de urea para las muestras OB que contiene todas las adiciones de KH; sobre un 32% reducción de TEWL fue vista por la adición de 2% de KH, alrededor de una disminución de 41% para 4% KH y ni una gota del 50% en urea para suplementación de 6% de KH. Después de 2, 3 y 4 h de intervalos de medición, la situación sigue siendo similar, es decir, hay una disminución de urea en esos intervalos de tiempo; se produce la caída menos urea 2% KH, mientras que el mayor es 6% KH. Después de 2 h, la TEWL disminuye un 16% para KH en 2%, 37% de KH a 4% y 39% para KH en 6%. A las 3 h, TEWL disminuye aún más en un 12% para KH en 2%, 24% para el KH en el 4% y 29% para KH en 6%. A 4 h, disminuye la TEWL más 20% 2% KH, 34% 4% KH y 39% 6% KH. Después de 24 h, la menor reducción de TEWL (16%) se produjo la adición de 6% de KH, mientras que el mayor (44%) fue considerado para la suplementación de 4% de KH; el KH en el 2% fue observado para causar una disminución de 35% en urea. A las 48 h, los resultados siguen siendo similares y relativamente equilibrado, con la menor disminución de TEWL (33%) para la adición de 6% de KH, el mayor (38%), 4% KH y 2% KH.
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Discussion
La ventaja de la hidrólisis alcalina enzimática es que puede ser modificado según las aplicaciones futuras de KH. Por ejemplo, en aplicaciones de cosméticos de cuidado del cabello donde un color ligeramente amarronado de un producto no es un obstáculo, una temperatura más alta en la hidrólisis puede aplicarse a un rendimiento superior de KH. Además, el tiempo de procesamiento durante ambas etapas del procedimiento tecnológico afecta significativamente el proceso general de eficiencia: rendimiento de KH se eleva al 85%.
Los resultados de medición de hidratación hacen evidente que, durante el intervalo de monitorizado de la medida (1-48 h), la adición de 2% KH a OB es óptimo ya que provoca un aumento de 11-19% en la hidratación SC para hombres voluntarios y un aumento de 12-22% para los voluntarios de la mujer. El KH que se agrega posee una amplia distribución de peso molecular. Sugerimos que una parte de las fracciones de bajo peso molecular (MW < 20 kDa) penetra la epidermis después de la aplicación a la piel. Mayor hidratación de la piel después de poner en una fórmula suplementada con KH se explica a través del agua de la Unión de KH de capas inferiores de la epidermis a la estructura de la CS, conduciendo a la formación de puentes de H entre el agua y las moléculas KH. Este mecanismo de acción también es adoptado por algunos autores30. El efecto hidratante de KH es comparable con cremas hidratantes convencionales (por ejemplo, glicerol, urea y ácido hialurónico) que fueron probadas en emulsión y gel formulaciones22.
Las mediciones de TEWL destacan que durante el tiempo observado de la medida (1-48 h) para los voluntarios de los hombres, todas las formulaciones con la suplementación de KH causaron PTEA a declinar después de la aplicación. La adición de 2% de KH al OB causó una reducción de TEWL de 11-23%, en comparación con el puro OB. Cuando el OB se complementó con el 4% KH, TEWL cayó por 28-47%; mientras que para el KH en 6% disminuyó en 31-54%. Para los voluntarios de mujer, que complementa el OB con 4% representa de KH la mejor opción, ya que había una disminución de 24-44% en SC TEWL. La TEWL significativamente inferior para las formulaciones con KH puede explicarse por el proceso de las fracciones de alto peso molecular de KH formando una película protectora una vez aplicada a la epidermis, evitando así la pérdida de agua epidérmica. De hecho, el efecto altamente positivo de KH de TEWL es comparable o incluso supera, por comparación, los valores de urea para cosméticos geles o emulsiones suplementados con 5-10% de glicerol y de 1-5% de sericina. Del mismo modo, al comparar KH con aceites minerales convencionales, KH había disminuido urea por aproximadamente 25-30%31. Además, las propiedades barrera de KH son mejores que, por ejemplo, urea y ácido hialurónico22.
pH de la superficie de la piel:
Para referencia, pH 3.5 a 4.3 es una superficie de piel ácida, pH 4.4 a 5.5 es neutro en este sentido, y pH 5.6 a 6.5 representa una superficie de piel básicos32. Encontramos que no hay cambios significativos se observaron en el pH de la superficie de la piel después de poner en todas las formulaciones probadas (OB + 2, 4 y 6% KH); el pH de 4.6 a 5.0 (voluntarios de los hombres) y de 4.9 a 5.4 (voluntarios de la mujer) corresponde a una superficie normal de la piel. No se logró el análisis a más largo plazo (más de 2 días).
Modificaciones y resolución de problemas:
Transformación de plumas de pollo en KH es muy fácil y funciona bajo presión atmosférica y a temperatura suave. El proceso puede transformarse favorablemente a escala de laboratorio a escala planta piloto y escala industrial. En la sección 2 del protocolo donde el KH se homogeneiza con la base de emulsión (O/W), son posibles algunas modificaciones. En industrial práctica, O/W y sin emulsiones se preparan mediante la mezcla de agua (W) (agua + ingredientes solubles en agua) y aceite (O) fase (aceite + ingredientes solubles en aceite). KH es soluble en agua, por lo que es favorable a la mezcla directamente en la fase de agua del sistema.
Limitaciones de la técnica:
Localización de cada punto de medición hidratación y PTEA y martillada presión miden con medidor de hidratación de la piel que es caro.
Pasos críticos en el protocolo son en su mayoría en la sección 3. Pueden influir en el estado de salud, las diferencias individuales, fumadores/no fumadores, género, diferencias de edad, menstruación y condición mental medición hidratación de la piel y urea. Para adquirir resultados representativos, la misma persona debe aplicar formulaciones probadas en antebrazos e hidratación de medida y valores TEWL. Es vital para llevar a cabo todas las mediciones en un sitio templado con una temperatura estable y humedad relativa. En el caso de valores de medición a intervalos de 24 y 48 h, aclimatación de los voluntarios en un sitio templado por al menos 30 min antes de la medición es necesario.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Este artículo fue escrito con el apoyo del proyecto IGA/FT/2017/007, de Universidad de Tomas Bata en Zlin.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Material or chemicals | |||
| LIPEX 100T | Novozymes | LJP30020 | Lipex - enzyme produced by submerged fermentation of a genetically-modified microorganism, activity 100 KLU/g |
| Savinase Ultra 16L | Novozymes | PXN40001 | Savinase - enzyme produced by submerged fermentation of a genetically-modified microorganism, activity 16 KNPU-S/g |
| Potassium hydroxide, KOH | Sigma-Aldrich | 302510289 | Potassium hydroxide, KOH, 97,0 %, Mr 56,11 |
| Phosphoric acid solution, H3PO4 | Sigma-Aldrich | W290017 | Phosphoric acid solution, H3PO4, 85 wt. % concentration in water, Mr 98,00 |
| Sodium chloride physiological solution | Sigma-Aldrich | 52455 | Tablets of BioUltra NaCl physiological solution; 1 tablet in 1000 mL of water yields 0.9 % NaCl |
| Sodium hydroxide, NaOH | Penta s.r.o. | 40216 | Sodium hydroxide, NaOH, 97,0 %, Mr 40,00 |
| AmiFarm (Cremor base-A) | Fagron | 608425 | Hydrophilic oil in water (O/W) cream base; the composition: aqua, paraffin, paraffin liquid, cetearyl alkohol, Laureth 4, sodium hydroxide, carbomer, methylparaben, propylparaben. |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Equipment | |||
| IKA EUROSTAR POWER control-visc stirrers | IKA-labortechnik | Z404020 | Digital laboratory stirrer, for tasks up to the high viscosity range, 230V, 1/cs |
| IKA Propeller stirrer, 3-bladed | IKA-labortechnik | R 1381 | Propeller stirrer, 3-bladed, stirrer Ø: 45 mm, shaft Ø: 8 mm, shaft length: 350 mm |
| Dialysis tubing closures | Sigma-Aldrich | Z371017-10EA | Dialysis tubing closures, red, size 110 mm |
| Dialysis tubing cellulose membrane | Sigma-Aldrich | D9402-100FT | Dialysis tubing cellulose membrane, average flat width 76 mm (3.0 in.) |
| DOMO Pot with stailess, LCD | DOMO Elektronic | DO42325PC | Preserving boiler stainless steel, 2000 W, 27-L container (diameter 37 cm, height 30 cm), temperature control 30-100 ° C, operation LCD display |
| Hettich zentrifugen Universal 32 | Gemini bv | 2770 GS1R | Mid bench centrifuge, speed 18000 rpm |
| LT 3 shaking device | Fischer Scientific | 6470.0002 | Orbital shaking device |
| KERN 440-47N | Kern | 440-47N | Laboratory balance |
| KERN 770 | Kern | 770 -N | Laboratory analytical balance |
| VENTICELL 222 - Komfort | BMT, MMM Group | C 131749 | Drying oven, temperature control 30-100 ° C, air circulation control |
| Vacucell 55 - EVO | BMT, MMM Group | B 050328 | Vacuum drying oven, temperature control 30-100 ° C |
| PULVERISETTE 19 | Fritsch | 19.1030.00 | Universal cutting mill, rotor with V-cutting edges and fixed knives |
| Multi Probe Adapter System MPA 5 | Courage & Kazaka Electronic | 10225237 | MPA 5 Station - equipment for measurement hydratation, TEWL and pH |
| Skin pH-meter PH 905 probe | Courage & Kazaka Electronic | Probe to specifically measure the pH on the skin surface or the scalp | |
| Corneometer CM 825 probe | Courage & Kazaka Electronic | Probe to determine the hydration level of the skin surface (Stratum corneum). | |
| Tewameter TM 300 | Courage & Kazaka Electronic | Probe for the assessment of the transepidermal water loss (TEWL) | |
| Heidolph RZR 2020 | Heidolph | 13-225-007-03-1 | Overhead stirrer, mechanical speed setting and stepless transmission; speed range 40-2000 rpm |
| Heidolph mechanical stirrer BR 10 | Heidolph | Z336688-1EA | Blade impeller crossed stirrer |
| Fagor FS 12 | Fagor | BTT-138 | Laboratory refrigerator with freezer space |
| WTW bench pH/mV meter | WTW | Z313165 | High-performance bench pH and pH/conductivity meters for routine and high precision laboratory measurements in research or quality control laboratories |
| Container | RPC Superfos | 13-L plastic bucket, diameter 26 cm, height 26 cm | |
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Software | |||
| Microsoft Office 2010 | Microsoft | ||
| C+K software | Courage and Khazaka Electronic GmbH | MPA 5 station operating software |
References
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