מיקרו ספוגיות- מערכת החדרה שהתחילה בעולם הרפואה וכיום שולטת בעולם הקוסמטיקה הפעילה.
הקדמה
כדי להגיע לתוצאות טיפוליות, אנו זקוקים למספר אלמנטים טיפוליים:
- תכשירים המטפלים בשכבת הסטרטום קורניום ובשכבות האפידרמיס העליונות.
- חומרים טיפוליים שהיינו רוצים להחדיר לעומק העור, בקליניקה ניתן להיעזר במכשור, אך הטיפול היום יומי בבית הוא זה אשר יחולל את השינוי הקבוע. לצורך כך אנו זקוקים למערכות החדרה אשר יסייעו בהפיכת הקרם המיועד לשימוש ביתי, לפעיל בעומק העור.
ישנם אלמנטים רבים המשפיעים על החדירות העורית ועל כך אפרט בכתבה נפרדת.
הכתבה הזו תעסוק בחזית הטכנולוגיה- מיקרו ספוגיות- תחום המתפתח מאוד ועבר מעולם התרופות לעולם הקוסמטיקה ואפילו לתעשיית האיפור.
כמי שעוסקת במחקר ופיתוח תכשירי קוסמטיקה כבר מעל 20 שנה, אני מודה שהטכנולוגיות החדשניות הן התחום המרתק ביותר בו אני פועלת בשיתוף עם מעבדות מחקר מובילות באירופה ואוניברסיטאות שונות בארץ ובעולם. במיקרו כדוריות הפורמולטורים שלנו משתמשים כבר קרוב לעשור. יש צורך בניסיון רב כדי להגיע לפורמולה יציבה ופעילה. כשזה מתרחש התוצאה לא פחות ממדהימה.
תקציר
יכולותיה של טכנולוגיית העברת תרופות וחומרים פעילים לאזורים ספציפיים בעומק העור, נחשבת להבטחה הגדולה ביותר בתחום ומושכת תשומת לב רבה מצד חוקרים, מפתחים וכימאים רבים בתחומי הרפואה ותעשיית הקוסמטיקה. המיקרו ספוגיות משמשות במוצרים שונים, מסנני קרינה, קרמים, משחות והכנת תכשירי טיפוח עור ללא מרשם.
קצב פיתוח מערכות החדרה חדשות מואץ מאוד בשנים האחרונות. כיום יעילות של חומר פעיל נמדדת בשני מישורים, בתכונת החומר הפעיל וביכולת החדירות שלו לעומק העור וכמובן פוטנציאל הגירוי.
מטרת העל של מפתחי מערכות החדרה תוך עוריות לתחום הדרמטולוגיה, הקוסמטיקה המתקדמת P.M.E היא לוודא מוליכות של החומר הפעיל אל תוך האפידרמיס ולהישאר שם תוך הגבלת החדירות למחזור הדם ולמזער כמעט לחלוטין חדירות טרנסדרמלית לתוך הגוף.
טכנולוגיה של נשאים
הנשאים כלומר, אותם חלקיקים הנושאים בתוכם את החומר הפעיל, מגיעים בצורות שונות, מיקרו כדוריות, ליפוזומים ננו- חלקיקים ועוד, כל נשא מאפשר ספיגה שונה ושחרור שונה של החומר הפעיל.
סוג הנשא | יתרונות | חסרונות |
מיקרו כדוריות | גודל מולקולרי קטן, חדירות גבוהה | השחרור בעומק העור מיידי ולא הדרגתי (החומר משתחרר מיד כשהמעטפת החיצונית נפרצת) |
ליפוזומים | חודרים בקלות אל תוך האפידרמיס ונשארים שם | יציבות כימית מוגבלת, קושי בהכנת הפורמולה, כמעט ונעלמו מהעולם הפרמצבטיקה והקוסמטיקה |
ננו חלקיקים ליפידים | חדירה טובה בשאיפה או עיכול, חדירות מהירה למחזור הדם | מבחינת תכשיר במריחה, החדירות איטית, מאוד רגישים לפורמליזציה, הספיגה טובה לאחר פגיעה עורית או פילינג משמעותי- פחות טובה בעור בריא |
במאמר מקיף של:Jadhav N, Patel V, Mungekar S, Bhamare G, Karpe M, Kadmas V (2013) Micro sponge Delivery System: An update review, current status and future prospects.
אשר התפרסם בכתב העת למחקר מדעי וחדשני ב- Journal of Scientific and Innovative Research, 2(6): 1097-1110. , נאמר שהטכנולוגיה של המיקרו כדוריות הפולימריות המבוססות על מיקרו ספוגיות, מתגברת על החסרונות הקיימים בשאר הטכנולוגיות. המיקרו ספוגיות קטנות במיוחד, מבוססי פולימר ומגיעים בגדלים שונים, חלקם חודרים לשכבות האפידרמיס העליונות וחלקם מיועדים לאגירה בפינות זעירות בעור, שם הם נשארים. המעטפת הזעירה שלהם נפרצת והם בעצם משחררים רק את החומר הפעיל או התרופה לעומק העור, החומר הפעיל נשאר יציב.
מבנה מיקרו ספוגיות
המיקרו ספוגית שייכת למשפחת המיקרו כדוריות, אלו בעצם מערכות פולימריות, המורכבות מספוגיות קטנטנות דמויות חלקיקים כדוריים ומורכבים ממספר רב של חללים הקשורים זה לזה ומצויים בתוך מבנה עמיד, פני השטח בעלי נקבוביות שדרכם החומר הפעיל נכנס ומשתחרר בהדרגה. קוטר של מיקרו ספוגית נע בין 5 ל-300 מיקרון, כלומר הם מגיעים אומנם בגודל זעיר, אך יש מבחר גדלים. בקוטר של 25 מיקרון יש 250,000 נקבוביות. אורכו של המבנה הכימי של הנקבוביות שווה ערך ל-3,048 מטרים, המספקים נפח נקבוביות סופי של 1 מל’/גר’ המספקים ספיגה נרחבת של חומר פעיל. פני השטח נעים בין 20 לבין 500 מ”ר/ גר’, כך שהספוגיות יכולות לאגור כמות גדולה של חומר פעיל עד 6% חומר פעיל מכלל פורמולת הקרם.
טכנולוגית המיקרו ספוגיות פותחה בשנת 1987, סקירה של חלקיק מיקרו ספוגית במיקרוסקופ אלקטרוני מגלה כי מבנהו הפנימי הוא דמי שק של גולות. הנקבוביות היא תוצאה של מרווח הביניים בין הספוגיות. מרווחים אלו יכולים לקלוט מגוון חומרים כגון: תחליבים, חומרי בישום, מסנני קרינה, נוגדי זיהום ונוגדי דלקת. ניתן להרכיב מהמיקרו ספוגיות: קרמים, תרחיצים, אבקות, סבונים וגם כמוסות וטבליות בבליעה.
כאשר מוצרים אלו נמרחים על העור, החומר הלכוד מעבר לעור בתבנית של זמן שחרור מבוקר, מומלץ לעסות את החומר על העור בעזרת שפשוף מעלים את טמפרטורת פני שטח העור, חושפים את החומר הממס לחומרים לוכדי מים, מה שמסייע למעטפת להיקרע ולחומר הפעיל להשתחרר.
תכונות המיקרו ספוגיות
מיקרו ספוגיות משחררות את החומר אל תוך העור, בוא ונלמד על עוד תכונות המאפיינות אותם.
- תרכובות מיקרו ספוגיות יציבות בטווח חומציות 1-11.
- יציבות בטמפ’ עד 130 מעלות
- תואמות למרבית הנשאים והחומרים.
- תרכובות מיקרו ספוגיות מעוקרות מטבען כיוון שגודל הנקבוביות הממוצע היא 0.25 מיקרון וחיידק לא יכול לחדור לתוכה.
- בחלק מהמיקרו ספוגיות, חלקיקי המיקרו ספוגית עצמה אינה חודרת לעור, רק החומר הפעיל חודר.
- הם מספקים פעילות מתמשכת עד 12 שעות לדוג’ שחרור ארוך פעולה
- הדרך לפורמולציה מבוססת מיקרו ספוגיות
כדי לבחור שיטת קפסולציה, יש להבין את מאפייני החומר הפעיל, שיכנס לתוך הקפסולה וכן את מאפייני הפולימר העוטף את המיקרו ספוגית.
8.הדרך לפורמולציה מבוססת מיקרו ספוגיות
אחד האלמנטים המייחדים את המיקרו ספוגיות הוא היכולות של הפורמולטור (כימאי/רוקח) לשלוט על דרך
השתחררות החומר הפעיל אל תוך העור.
מנגנוני שחרור החומר הפעיל מתוך המיקרו ספוגית
- שחרור מושהה
יש אפשרות בזמן הפיתוח, להכין את הפורמולה כך שהחומר הפעיל ישתחרר בהדרגה אל תוך העור וזאת כאשר לוקחים בחשבון את כל הפרמטרים הכימיים של החומר הפעיל: הנדיפות, הצמיגות, המסיסות ואליהם מתאימים את הפרמטרים של מיקרו ספוגית, קוטר הנקבובית, נפח החרירים ועמידות הפולימר ממנו מורכבת המיקרו ספוגית.
- מסיסות- כדי לוודא שהמיקרו ספוגיות מסיסות במים, לא יתפרקו בתוך הקרם עצמו, יש להגן על הספוגיות, הכנסתם לפורמולה בשלב השומני ולא בשלב המימי של הכנת התכשיר.
לסיכום: עד כאן ברור שנושא הפורמולציה והניסיון של הפורמולטור בהכנת פורמולציות מבוססות מיקרו ספוגיות חשוב מאוד לצורך הכנת תכשיר יעיל ופעיל. פורמולציה לא נכונה, יכולה לגרום למיקרו ספוגית לא לשחרר את החומר בתוך העור או לשחרר את החומר בתוך הקרם!
מיקרו ספוגיות מיובשות המכילות חומצה היאלרונית
טכנולוגיה חדשנית בת 7 שנים לערך עושה שימוש בסוג חדשני ומרתק של ספוגיות. ספוגית העשויה מסיבים מוצלבים מיובשים, המסוגלים לספוח מים, להתנפח ועל ידי מנגנון זה לרוקן את החומר הפעיל אל תוך שכבות האפידרמיס העליונות.
מיקרו ספוגיות אלו יכולות לשאת בתוכן מולקולות של חומצה הילארונית או כל חומר היגרוסקופי אחר ועל ידי כך להחדירם אל תוך העור, כאשר מיקרו ספוגיות אלו באו במגע עם המים המשתחררים בתהליך איבוד המים הטבעי- TEWL TRANS EPIDERMAL WATER LOSS, הן מתנפחות, מעלות את נפחם בצורה משמעותית, תהליך זה בעצם אוגר לחות ומשמר לחות בעומק האפידרמיס. בנוסף להשתחררות החומר הפעיל עצמו שגם הוא היגרוסקופי וסופח מים. טכנולוגיה מתקדמת זו מאפשרת לקוסמטיקאית לשפר משמעותית את מרקם העור וזאת ללא תופעות לוואי כלל.
השימוש בחומצה הילאורנית בעלת משקל מולקולרי נמוך, הנמצאת בתוך מיקרו ספוגית, מהווה פריצת דרך טכנולוגית משמעותית ומאפשרת לקוסמטיקאית לתת טיפול עומק בעל תוצאות בטווח הקצר והטווח הארוך.
הטכנולוגיות החדשניות, הביוטכנולוגיה והפיתוחים בתחום המוליכים העוריים השונים, פותחים בפנינו אופציות חדשות שבעבר נראו דמיוניות לחלוטין. הדרך להחדרת חומרים אל עומק העור במריחה פשוטה ללא מכשור מהווה תפנית משמעותית בתפיסת הטיפול העור.
על הקוסמטיקאית/יות המתקדמ/ת לערוך היכרות לא רק עם חומרי הגלם הקלאסיים של עולם הקוסמטיקה, אלא גם עם החדשנות הטכנולוגית וזאת כדי להישאר רלוונטי/ת גם בעידן של התפתחות ושינויים.
מיקרו ספוגיות- מערכת החדרה שהתחילה בעולם הרפואה וכיום שולטת בעולם הקוסמטיקה הפעילה.
הקדמה
כדי להגיע לתוצאות טיפוליות, אנו זקוקים למספר אלמנטים טיפוליים:
- תכשירים המטפלים בשכבת הסטרטום קורניום ובשכבות האפידרמיס העליונות.
- חומרים טיפוליים שהיינו רוצים להחדיר לעומק העור, בקליניקה ניתן להיעזר במכשור, אך הטיפול היום יומי בבית הוא זה אשר יחולל את השינוי הקבוע. לצורך כך אנו זקוקים למערכות החדרה אשר יסייעו בהפיכת הקרם המיועד לשימוש ביתי, לפעיל בעומק העור.
ישנם אלמנטים רבים המשפיעים על החדירות העורית ועל כך אפרט בכתבה נפרדת.
הכתבה הזו תעסוק בחזית הטכנולוגיה- מיקרו ספוגיות- תחום המתפתח מאוד ועבר מעולם התרופות לעולם הקוסמטיקה ואפילו לתעשיית האיפור.
כמי שעוסקת במחקר ופיתוח תכשירי קוסמטיקה כבר מעל 20 שנה, אני מודה שהטכנולוגיות החדשניות הן התחום המרתק ביותר בו אני פועלת בשיתוף עם מעבדות מחקר מובילות באירופה ואוניברסיטאות שונות בארץ ובעולם. במיקרו כדוריות הפורמולטורים שלנו משתמשים כבר קרוב לעשור. יש צורך בניסיון רב כדי להגיע לפורמולה יציבה ופעילה. כשזה מתרחש התוצאה לא פחות ממדהימה.
תקציר
יכולותיה של טכנולוגיית העברת תרופות וחומרים פעילים לאזורים ספציפיים בעומק העור, נחשבת להבטחה הגדולה ביותר בתחום ומושכת תשומת לב רבה מצד חוקרים, מפתחים וכימאים רבים בתחומי הרפואה ותעשיית הקוסמטיקה. המיקרו ספוגיות משמשות במוצרים שונים, מסנני קרינה, קרמים, משחות והכנת תכשירי טיפוח עור ללא מרשם.
קצב פיתוח מערכות החדרה חדשות מואץ מאוד בשנים האחרונות. כיום יעילות של חומר פעיל נמדדת בשני מישורים, בתכונת החומר הפעיל וביכולת החדירות שלו לעומק העור וכמובן פוטנציאל הגירוי.
מטרת העל של מפתחי מערכות החדרה תוך עוריות לתחום הדרמטולוגיה, הקוסמטיקה המתקדמת P.M.E היא לוודא מוליכות של החומר הפעיל אל תוך האפידרמיס ולהישאר שם תוך הגבלת החדירות למחזור הדם ולמזער כמעט לחלוטין חדירות טרנסדרמלית לתוך הגוף.
טכנולוגיה של נשאים
הנשאים כלומר, אותם חלקיקים הנושאים בתוכם את החומר הפעיל, מגיעים בצורות שונות, מיקרו כדוריות, ליפוזומים ננו- חלקיקים ועוד, כל נשא מאפשר ספיגה שונה ושחרור שונה של החומר הפעיל.
סוג הנשא | יתרונות | חסרונות |
מיקרו כדוריות | גודל מולקולרי קטן, חדירות גבוהה | השחרור בעומק העור מיידי ולא הדרגתי (החומר משתחרר מיד כשהמעטפת החיצונית נפרצת) |
ליפוזומים | חודרים בקלות אל תוך האפידרמיס ונשארים שם | יציבות כימית מוגבלת, קושי בהכנת הפורמולה, כמעט ונעלמו מהעולם הפרמצבטיקה והקוסמטיקה |
ננו חלקיקים ליפידים | חדירה טובה בשאיפה או עיכול, חדירות מהירה למחזור הדם | מבחינת תכשיר במריחה, החדירות איטית, מאוד רגישים לפורמליזציה, הספיגה טובה לאחר פגיעה עורית או פילינג משמעותי- פחות טובה בעור בריא |
במאמר מקיף של:Jadhav N, Patel V, Mungekar S, Bhamare G, Karpe M, Kadmas V (2013) Micro sponge Delivery System: An update review, current status and future prospects.
אשר התפרסם בכתב העת למחקר מדעי וחדשני ב- Journal of Scientific and Innovative Research, 2(6): 1097-1110. , נאמר שהטכנולוגיה של המיקרו כדוריות הפולימריות המבוססות על מיקרו ספוגיות, מתגברת על החסרונות הקיימים בשאר הטכנולוגיות. המיקרו ספוגיות קטנות במיוחד, מבוססי פולימר ומגיעים בגדלים שונים, חלקם חודרים לשכבות האפידרמיס העליונות וחלקם מיועדים לאגירה בפינות זעירות בעור, שם הם נשארים. המעטפת הזעירה שלהם נפרצת והם בעצם משחררים רק את החומר הפעיל או התרופה לעומק העור, החומר הפעיל נשאר יציב.
מבנה מיקרו ספוגיות
המיקרו ספוגית שייכת למשפחת המיקרו כדוריות, אלו בעצם מערכות פולימריות, המורכבות מספוגיות קטנטנות דמויות חלקיקים כדוריים ומורכבים ממספר רב של חללים הקשורים זה לזה ומצויים בתוך מבנה עמיד, פני השטח בעלי נקבוביות שדרכם החומר הפעיל נכנס ומשתחרר בהדרגה. קוטר של מיקרו ספוגית נע בין 5 ל-300 מיקרון, כלומר הם מגיעים אומנם בגודל זעיר, אך יש מבחר גדלים. בקוטר של 25 מיקרון יש 250,000 נקבוביות. אורכו של המבנה הכימי של הנקבוביות שווה ערך ל-3,048 מטרים, המספקים נפח נקבוביות סופי של 1 מל’/גר’ המספקים ספיגה נרחבת של חומר פעיל. פני השטח נעים בין 20 לבין 500 מ”ר/ גר’, כך שהספוגיות יכולות לאגור כמות גדולה של חומר פעיל עד 6% חומר פעיל מכלל פורמולת הקרם.
טכנולוגית המיקרו ספוגיות פותחה בשנת 1987, סקירה של חלקיק מיקרו ספוגית במיקרוסקופ אלקטרוני מגלה כי מבנהו הפנימי הוא דמי שק של גולות. הנקבוביות היא תוצאה של מרווח הביניים בין הספוגיות. מרווחים אלו יכולים לקלוט מגוון חומרים כגון: תחליבים, חומרי בישום, מסנני קרינה, נוגדי זיהום ונוגדי דלקת. ניתן להרכיב מהמיקרו ספוגיות: קרמים, תרחיצים, אבקות, סבונים וגם כמוסות וטבליות בבליעה.
כאשר מוצרים אלו נמרחים על העור, החומר הלכוד מעבר לעור בתבנית של זמן שחרור מבוקר, מומלץ לעסות את החומר על העור בעזרת שפשוף מעלים את טמפרטורת פני שטח העור, חושפים את החומר הממס לחומרים לוכדי מים, מה שמסייע למעטפת להיקרע ולחומר הפעיל להשתחרר.
תכונות המיקרו ספוגיות
המיקרו ספוגיות משחררות את החומר אל תוך העור, בוא ונלמד על עוד תכונות המאפיינות אותם.
- תרכובות מיקרו ספוגיות יציבות בטווח חומציות 1-11.
- יציבות בטמפ’ עד 130 מעלות
- תואמות למרבית הנשאים והחומרים.
- תרכובות מיקרו ספוגיות מעוקרות מטבען כיוון שגודל הנקבוביות הממוצע היא 0.25 מיקרון וחיידק לא יכול לחדור לתוכה.
- בחלק מהמיקרו ספוגיות, חלקיקי המיקרו ספוגית עצמה אינה חודרת לעור, רק החומר הפעיל חודר.
- הם מספקים פעילות מתמשכת עד 12 שעות לדוג’ שחרור ארוך פעולה
- הדרך לפורמולציה מבוססת מיקרו ספוגיות – כדי לבחור שיטת קפסולציה, יש להבין את מאפייני החומר הפעיל, שיכנס לתוך הקפסולה וכן את מאפייני הפולימר העוטף את המיקרו ספוגית.
- שליטה על מערכת ההולכה של החומר הפעיל – אחד האלמנטים המייחדים את המיקרו ספוגיות הוא היכולות של הפורמולטור (כימאי/רוקח) לשלוט על דרך השתחררות החומר הפעיל אל תוך העור.
מנגנוני שחרור החומר הפעיל מתוך המיקרו ספוגית
- שחרור מושהה
יש אפשרות בזמן הפיתוח, להכין את הפורמולה כך שהחומר הפעיל ישתחרר בהדרגה אל תוך העור וזאת כאשר לוקחים בחשבון את כל הפרמטרים הכימיים של החומר הפעיל: הנדיפות, הצמיגות, המסיסות ואליהם מתאימים את הפרמטרים של מיקרו ספוגית, קוטר הנקבובית, נפח החרירים ועמידות הפולימר ממנו מורכבת המיקרו ספוגית.
- מסיסות- כדי לוודא שהמיקרו ספוגיות מסיסות במים, לא יתפרקו בתוך הקרם עצמו, יש להגן על הספוגיות, הכנסתם לפורמולה בשלב השומני ולא בשלב המימי של הכנת התכשיר.
לסיכום: עד כאן ברור שנושא הפורמולציה והניסיון של הפורמולטור בהכנת פורמולציות מבוססות מיקרו ספוגיות חשוב מאוד לצורך הכנת תכשיר יעיל ופעיל. פורמולציה לא נכונה, יכולה לגרום למיקרו ספוגית לא לשחרר את החומר בתוך העור או לשחרר את החומר בתוך הקרם!
מיקרו ספוגיות מיובשות המכילות חומצה היאלרונית
טכנולוגיה חדשנית בת 7 שנים לערך עושה שימוש בסוג חדשני ומרתק של ספוגיות. ספוגית העשויה מסיבים מוצלבים מיובשים, המסוגלים לספוח מים, להתנפח ועל ידי מנגנון זה לרוקן את החומר הפעיל אל תוך שכבות האפידרמיס העליונות.
מיקרו ספוגיות אלו יכולות לשאת בתוכן מולקולות של חומצה הילארונית או כל חומר היגרוסקופי אחר ועל ידי כך להחדירם אל תוך העור, כאשר מיקרו ספוגיות אלו באו במגע עם המים המשתחררים בתהליך איבוד המים הטבעי- TEWL TRANS EPIDERMAL WATER LOSS, הן מתנפחות, מעלות את נפחם בצורה משמעותית, תהליך זה בעצם אוגר לחות ומשמר לחות בעומק האפידרמיס. בנוסף להשתחררות החומר הפעיל עצמו שגם הוא היגרוסקופי וסופח מים. טכנולוגיה מתקדמת זו מאפשרת לקוסמטיקאית לשפר משמעותית את מרקם העור וזאת ללא תופעות לוואי כלל.
השימוש בחומצה הילאורנית בעלת משקל מולקולרי נמוך, הנמצאת בתוך מיקרו ספוגית, מהווה פריצת דרך טכנולוגית משמעותית ומאפשרת לקוסמטיקאית לתת טיפול עומק בעל תוצאות בטווח הקצר והטווח הארוך.
הטכנולוגיות החדשניות, הביוטכנולוגיה והפיתוחים בתחום המוליכים העוריים השונים, פותחים בפנינו אופציות חדשות שבעבר נראו דמיוניות לחלוטין. הדרך להחדרת חומרים אל עומק העור במריחה פשוטה ללא מכשור מהווה תפנית משמעותית בתפיסת הטיפול העור.
על הקוסמטיקאית/יות המתקדמ/ת לערוך היכרות לא רק עם חומרי הגלם הקלאסיים של עולם הקוסמטיקה, אלא גם עם החדשנות הטכנולוגית וזאת כדי להישאר רלוונטי/ת גם בעידן של התפתחות ושינויים.