La BIoingenieria de La Piel y Los Cosmeticos_ APQC
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ESTUDIOS DE EFICACIA IN VIVO PARA PRODUCTOS COSMETICOS
Documento preparado por: Martha Patricia Oviedo Salazar Científico Senior del Lab. De Evaluación de Eficacia Belcorp. Colombia-2012
Los avances tecnológicos de la bio-ingeniería cutánea le han permitido a la industria
cosmética desarrollar métodos experimentales in vivo no invasivos a través de los
cuales se obtiene información relevante y resultados confiables acerca de la eficacia de
los productos cosméticos. Estos estudios son llevados a cabo con la participación de
voluntarios humanos y anteponiendo siempre el respecto al voluntario y la ética
profesional como está establecido en la declaración de Helsinki y normativas
internacionales.
Los métodos in vivo no invasivos para la evaluación de la eficacia de un producto
cosmético, es una herramienta muy útil dentro del proceso de investigación y
desarrollo ya que le permite al formulador encontrar la ruta para desarrollar un
producto eficaz para el consumidor, así mismo constituye un soporte para el sustento
que la reglamentación o entidad sanitaria respectiva exige al momento de comunicar
un determinado claim o beneficio cosmético tales como: “disminución ó atenuación de
arrugas”, “disminución de los niveles casuales de sebo”, “aclaramiento del tono de la
piel”, “fortalecimiento de las uñas”, “efecto rizador, alargador y voluminoso de
pestañas”, “restauración de la abarrera cutánea” entre muchos otros. Todo ello,
soportado por la aplicación del método científico lo que nos permite obtener resultados
válidos y confiables.
Los métodos de evaluación no invasiva abarcan desde la caracterización de las
propiedades físicas cutáneas, propiedades mecánicas, eléctricas, térmicas, ópticas y
ultrasonográficas, hasta propiedades fisiológicas, como la pérdida transepidérmica de
agua, sudoración, secreción de sebo y flujo sanguíneo, todas estas propiedades son
evaluadas para determinar el estado ó condición inicial de la piel y su evolución con el
uso de productos cosméticos; es decir para demostrar la efectividad del producto
cosmético.
Este artículo pretende hacer una rápida revisión de algunas propiedades de la piel así
como de la tecnología comercialmente disponible para su evaluación. Entre las
diferentes propiedades y los métodos instrumentales citaremos algunas de ellas, tales
como:
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HUMECTACION CUTANEA:
La Humectación consiste en la humedad que la epidermis toma del medio exterior a
través del empleo de preparados cosméticos, a que además suelen integrar en su
composición cierta proporción de agentes higroscópicos (humectantes).
El grado de humedad cutánea y la regulación del tránsito de agua hacía la atmósfera
depende de la integridad de la epidermis y más en concreto del estrato córneo. El
estrato corneo ofrece una considerable resistencia a la conducción de la corriente
eléctrica, mientras que los queratinositos en diferenciación y la dermis son buenos
conductores. El elemento esencial para que se produzca este fenómeno, es la
presencia de agua que será directamente proporcional a la conductancia eléctrica o
capacitancia al paso de la electricidad a través de los materiales e inversa a la
resistencia.
Se ha establecido que la concentración de saturación de agua en el estrato corneo es
de 45 mg de agua por mg de SC. En condiciones predeterminadas de humedad, sobre
el 60%, el SC plantar solo retiene 0,1 mg/mg, mientras que en otras zonas pueden
alcanzar hasta 33 mg/mg, por lo que la H.R y la temperatura influyen notablemente en
la determinación del SC por cuanto es necesario trabajar en un ambiente con
condiciones controladas.
Entre los métodos para la determinación del contenido acuoso de la piel están la
conductancia eléctrica de la superficie de la piel por medio de una corriente alterna de
alta frecuencia, la resistencia a la corriente directa, espectrocopia de infrarojos,
método foto-acústico, método de microondas entre otros. Uno de los equipo más
utilizados es el Corneometro CM 825(Courage +Khazaka, Cologne; Germany) entre
otros el Skicon 200 EX (I.B.S CO. Motohama-cho; Japan), Nova DPM900, Moisturemer
SC, Moisturemeter D (Delfintech, Kuopio; Finland).
PERDIDA DE AGUA TRANSEPIDERMICA (TEWL)
El agua en forma de vapor se difunde pasivamente a través del S.C contra una
gradiente de concentración y los corneocitos juegan un papel importante en su
retención, estas células cubren la epidermis junto a las estructuras lamelares lípidicas
intercorneales. Las investigaciones han demostrado que el agua no esta ligada al S.C.
de una manera uniforme; así el 5% esta íntimamente enlazado y se denomina
constitutiva, el 40% esta débilmente enlazado y será retenido por los humectantes
naturales, el resto se encuentra libre. La TEWL es la pérdida del agua libre por
evaporación y del agua débilmente enlazada del S.C y es proporcional a la función
barrera epidérmica.
En la piel hay componentes que mediante mecanismos diversos contribuyen de
manera natural a mantener el estado óptimo de hidratación cutánea. El estado de
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hidratación condiciona las cualidades mecánicas y estéticas de la piel; siendo estas el
reflejo del equilibrio entre los aportes de agua (endógena y exógena) y las pérdidas
que se producen por evaporación (sudoración y transpiración).
De esta forma el concepto de hidratación cutánea no se puede ser aislado, sino que
depende de dos variables: la cantidad de humedad que contiene la epidermis y la
perdida de agua transepidermica (TEWL).
El SC tiene una configuración un tanto especial a base de corneocitos unidos por la
sustancia lamelar cementante, que hacen difícil el traánsito, salida y entrada de las
moléculas acuosas.
El modelo de lípidos cementantes se base en capas alternantes de agua y lípidos que
forman una estructura tipo cristal líquido. Las ceramidas forman el armazón y los
lípidos restantes se incorporan en la bicapa lipídica formada por su unión a ácidos
grasos libres.
La presencia de agua en la sustancia cementante es imprescindible para mantener la
cohesión, de forma que la estructura de cristal líquido se debe a la presencia de agua
en ella. El nivel de descamación viene determinado por la alteración de cristal líquido y
el desprendimiento de los corneocitos no cementados.
La valoración de la TEWL tiene diferentes aplicaciones desde su determinación en
pieles sanas, pieles enfermas producto de diferentes transtornos patológicos, salud
ocupacional, observación de recién nacidos y muchos otras aplicaciones.
En el campo cosmético la TEWL es empleado para la valoración de productos
humectantes y recuperadores ó restauradores de la barrera cutánea que después del
uso de detergentes o tensioactivos deterioran y alteran dicha barrera.
Algunos de los métodos para la cuantificación de la TEWL están equipos como el
Evaporimeter EP2 (Servomed, Kinna; Sweden); el Tewameter TM310 (Courage
+Khazaka, Cologne; Germany), Aquaflux/Vapometer (Delfintech, Kuopio; Finland),
entre otros.
MELANINA Y HEMOGLOBINA:
El color normal de la piel está dado por la combinación de cuatro biocromos: amarillo,
rojo, pardo y azul, los cuales son brindados a la piel por pigmentos cutáneos: el
amarillo, brindado por los carotenoides y por el estrato córneo. El pardo, dado por la
melanina. El rojo, cedido por la hemoglobina oxigenada, presente en las arteriolas y los
capilares arteriolares dérmicos. El azul, proveniente de la hemoglobina reducida de las
vénulas y capilares venosos dérmicos.
Las cantidades variables de melanina en los queratinocitos producen un amplio
espectro en coloración cutánea entre los individuos.
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El Eritema es una lesión cutánea caracterizada por enrojecimiento de la piel, limitado o
extenso, permanente o pasajero, debido a fenómenos vasculares, produciendo así
vasodilatación. Se da por ejemplo por quemaduras causadas por el sol, por procesos
irritativos ó alérgicos.
En el campo de la dermo-cosmética se cuenta con equipos no invasivos que permite la
cuantificación de dos de estos biocromos: melanina y hemoglobina. Entre los equipos
de Bio-ingeniería citaremos a equipos como el Mexameter MX300 (Courage +Khazaka,
Cologne; Germany); DermaSpectrometer (Cortex. Technology, Hadsund, Denmark);
Erythemameter (Diastron, United Kingdon).
SEBO:
El sebo es una secreción grasa amarillenta y fluida que se compone de glicéridos y
ácidos grasos, y es sintetizada por las glándulas sebáceas holocrinas. El sebo fluye
hacia la superficie de la piel por los poros de los folículos pilosos y desempeña un papel
esencial: junto con el sudor, protege la piel contra la sequedad, formando una película
hidrolipídica. Además, aporta a la epidermis lípidos para reforzar su estructura y darle
suavidad y coherencia.
La intensidad de producción de sebo depende de distintos factores: factores genéticos
constitucionales, edad (aumento en la pubertad con un máximo a los 25 años, y
posterior descenso paulatino), zona corporal (sobre todo en cara, centro del tórax y
espalda), factores hormonales (estimulación por andrógenos, inhibición por
estrógenos).
Entre las herramientas para el monitoreo de productos cosméticos que mejoran o
controlan la apariencia del brillo ó los niveles casuales de sebo están las técnicas
fotográficas como las que se obtienen con diferentes tipos de iluminación: Luz Visible,
Luz Fluorescente y Luz Polarizada cruzada, estos diferentes tipos de iluminación
permitirán imágenes para la evaluación cualitativa desde la textura de piel, detección
de la presencia de bacterias P. acnes asociado a la producción de porfirinas y
apariencia de brillo respectivamente.
Entre los métodos biofísicos para la cuantificación de los niveles casuales de sebo
están el Sebutape (Cuderm; Dallas, USA) y el Sebumeter SM810 (Courage +Khazaka,
Cologne; Germany) entre otros.
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PROPIEDADES BIOMECANICAS DE LA PIEL
Las propiedades mecánicas de la piel siempre han tenido una gran importancia en el
campo dermatológico y biofísico. Los parámetros biomecánicos de la piel tales como la
elasticidad y firmeza difieren según la zona anatómica bien sea por su fisioanatomía
como por el efecto de diversas condiciones cutáneas. A su vez la pérdida de firmeza y
de elasticidad de la piel es considerada como síntoma de envejecimiento, sin
embargo su manifestación no está asociada únicamente al paso del tiempo, es el
resultado de la interacción de varios factores que cuentan entre ellos desde los
factores genéticos hasta los hábitos de cuidado, exposición al sol y alimentación. La
tecnología cosmética ha provisto no solo de principios activos que actúa en diferentes
niveles para mejorar o ampliar el tiempo de aparición de este síntoma sino que además
se ha acompañado de las metodologías de bioingeniería no invasivas que permiten
cuantificar la variación en el tiempo de estas propiedades.
Las técnicas desarrolladas para la valoración de las propiedades biomecánicas de la
piel se clasifican en función a las fuerzas ejercidas sobre la piel entre ellas están las
que usan fuerzas paralelas y fuerzas perpendiculares; en un primer grupo podemos
mencionar métodos como propagación de ondas, de fuerza torsional, dinamómetro y
de extensión, bajo el segundo principio están los métodos de indentación, de
elevación, de impacto y de succión; a seguir algunos nombres comerciales como es el
Cutometer SEM 575 (Courage +Khazaka, Cologne; Germany) y el Dermal Torque Meter
(Dia-Stron; Hampshire, UK).
ENVEJECIMIENTO CUTANEO:
El envejecimiento cutáneo está considerado como una serie de cambios histológicos
y clínicos que hacen que su prevención o al menos la modulación de sus efectos,
mejore ostensiblemente de la calidad de vida. El envejecimiento cutáneo viene
determinado por factores intrínsecos y factores extrínsecos. El envejecimiento
intrínseco o cronológico es un conjunto de cambios clínicos, histológicos y
fisiológicos que acontecen con la edad y que afectan el recambio celular epidérmico,
al aclaramiento de varias sustancias de la dermis, al grosor y a celularidad de la
propia dermis, a la capacidad de termorregulación y de cicatrización, a la respuesta
inmunológica, a la percepción sensorial, a la producción de las glándulas sebáceas y
sudoríparas y a la síntesis de vitamina D. Existen también factores extrínsecos que
no solo afectan al envejecimiento cutáneo acelerado y exagerando los procesos
cronológicos sino introduciendo cambios cualitativos. Entre los factores extrínsecos
tenemos exposición a la radiación ultravioleta (UV). Otros factores bien definidos
son el tabaco y la contaminación. Dichos factores actúan sobre la piel provocando
alteraciones morfológicas visibles y otras que se hacen patentes a nivel funcional.
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Microtopografía de la piel:
La microtopografía del cuerpo humano varía en gran manera entre las distintas
personas. Dependiendo de factores tales como la edad, la genética, la actividad que
realizamos, la alimentación, pudiendo encontrar variantes que se toman en cuenta a
la hora del estudio. Dentro de los métodos de investigación cosmética utilizados
para estudiar la morfología humana, tenemos las técnicas imagenológicas (captura
de imágenes en 3D) que aportan el sustento para el beneficio de los productos
cosméticos.
Conclusiones:
En los últimos 20 años la Bio-ingeniería de la piel ha desarrollado y lanzado al
mercado numerosas herramientas para la valoración de parámetros cutáneos y la
respuesta de la piel frente a los múltiples tratamientos cosméticos, sin embargo la
legislación no ha avanzado en el mismo ritmo ya que escasamente se cuenta con
guías para la evaluación de eficacia de productos cosméticos y menos aún con
reglamentación especifica
Es de suma importancia darles el lugar que corresponde dentro del proceso del
diseño y desarrollo de productos cosméticos ya que permitirán
Es claro que la Bio-ingeniría juego un rol importante dentro de la estrategia para la
mejora del diseño y desarrollo de productos cosméticos, sin embargo su alto costo
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