Abstracts 2001 GD Symposium
Biokompatible
Emulsionssysteme
Henkel
KGaA, Düsseldorf
Von modernen Hautpflegeprodukten wird
heutzutage nicht nur Pflege erwartet, sondern auch eine rasche und nachvollziehbare
Verbesserung des Hautbildes und Hautzustandes. Im multifunktionellen Aufbau einer
kosmetischen Formulierung rückt neben der Wirkstoffseite auch die Cremegrundlage
immer deutlicher in den Fokus des Produktentwicklers. Cremegrundlagen werden dabei
nicht nur als Träger für Wirkstoffe verstanden, sondern sie verkörpern
zunehmend ein Wirkprinzip in sich. Die klassische Betrachtung von Cremegrundlagen
im Sinne von kosmetischer Akzeptanz wie Verteilbarkeit und Einziehvermögen
wird dadurch erweitert, und die Entwicklung intelligenter Cremebasen gewinnt zunehmend
an Bedeutung.
Am Beispiel von zwei Öl-in-Wasser-Systemen wird gezeigt,
wie die Auswahl geeigneter Emulgatorsysteme die Formulierung multifunktioneller
Cremebasen erlaubt: Die Formulierungen zeichnen sich neben einer hohen kosmetischen
Akzeptanz durch eine nachvollziehbare Verbesserung des Hautzustandes bei entsprechender
Produktverträglichkeit aus.
Ein solcher multifunktioneller Wirkstoff
sind Lipoproteine, die aus dem Samen verschiedener Pflanzen (z.B. Erbse und Hafer)
gewonnen werden. Die physikochemische Charakterisierung der Lösungs- und
Grenzflächeneigenschaften dieser Biopolymere ergab, daß sie sowohl
emulgierende als auch emulsionsstabilisierende Wirkung auf Öl-in-Wasser-Emulsionen
haben. In lipoproteinhaltigen Cremes kann daher auf die Anwesenheit konventioneller
Emulgatoren verzichtet werden. Zusätzlich entfalten die Lipoproteine auch
eine aktive Wirkung auf die Hautoberfläche; Hautglätte und Hautelastizität
werden einhergehend mit einer ausgezeichneten Hautverträglichkeit erhöht.
Ein weiteres Emulsionssystem stellen lamellare Cremes dar, die z.B. auf Zuckeremulgatoren
basieren. Diese lamellaren Formulierungen können einen ähnlichen Aufbau
wie die interzellulären Lipide im Stratum corneum besitzen. Spektroskopische
Untersuchungen zeigen, dass die Cremegrundlage dadurch diesen interzellulären
„Mörtel“ restrukturiert und die Barriereeigenschaften der Haut
verbessert. Diese Kompatibilität mit dem äußeren Bereich der Epidermis
bewirkt eine nachvollziehbare Verbesserung des Hautzustandes, wie am Beispiel
der Hautfeuchtigkeit und der Hautstraffheit gerade im Tagesverlauf gezeigt wird.
Neuartige
Gelsysteme
Institut
für Pharmazeutische Technologie, Technische Universität Braunschweig
Gele sind physikalisch-chemisch gesehen disperse Systeme, bestehend aus mindestens zwei Komponenten: einer Feststoffkomponente, die ein kohärentes dreidimensionales Gerüst bildet (Matrix, Textur, Netzwerk) und einer Flüssigkeit, die als kohärentes Medium in der Matrix immobilisiert vorliegt.
Ihre dermokosmetische Anwendung verdanken sie
speziellen Produktmerkmalen, wie z.B. ihrem rheologischen Verhalten. Ferner werden
wässrig-alkoholische Gele wegen ihrer Transparenz und ihre nicht-fettigen
Charakter geschätzt. Lipophile Gele setzt man ebenfalls wegen ihres ästhetischen
Erscheinungsbildes sowie ihrer konsistenzgebenden Eigenschaft ein.
Lipohile
und hydrophile Gele lassen sich prinzipiell in drei Klassen unterteilen:
| Kovalent verknüpfte Polymernetzwerke mit komplett ungeordneter Struktur | |
| Über Nebenvalenzen verknüpfte Polymernetzwerke mit überwiegend ungeordneter Struktur und teilweise geordneten Bereichen | |
| Geordnete Gelmesophasen |
Dermokosmetische Produkte nutzen
nahezu ausschließlich die beiden letztgenannten Formen. Hierunter fallen
auch einige aktuelle Entwicklungen auf dem Gebiet der Gele.
Die Gelbildung
in verschiedenen Lipiden mit Hilfe von Ethylene/Propylene/Styrene-Copolymer und
Butylene/Ethylene/Styrene-Copolymer führt zu transparenten, ästhetisch
anspruchsvollen Lipogelen, die je nach verwendeter Lipidphase vielseitige Grundstoffe
für kosmetische Formulierungen sind.
Wässrig-alkoholische Polymergele
– mit oder ohne dispers eingearbeiteter Lipidphase – auf der Basis von Polyacrylaten
und Polyacrylat/Polyalkylacryl-Crosspolymeren gehören seit einigen Jahren
zu den Standards bei kosmetischen Formulierungen. Neue Perspektiven eröffnen
Hydrodispersionsgele auf Basis von Hypromellose. Dieser Gelbildner erlaubt es
aufgrund spezieller Eigenschaften, Hydrodispersionsgele im Submikronbereich herzustellen,
denen sowohl Alkohol wie auch Elektrolyte problemlos zugefügt werden können.
Darüber hinaus lassen sich solche Produkte im Endbehältnis sterilisieren.
Ein besonders großes Potenzial bieten Tensidgele, z.B. auf der Basis von lamellaren und kubischen Mesophasen. Aufgrund des in den letzten Jahren enorm gewachsenen Verständnisses für das physiko-chemische Verhalten solcher Systeme lassen sich Gele mit vielfältigen Eigenschaften realisieren. Insbesondere deren Wechselwirkung mit der Haut sowie die Möglichkeit zur Beeinflussung der Wirkstoffabgabe bieten ein breite Palette von Anwendungsmöglichkeiten.
Neue
Methoden der tierversuchsfreien Kosmetikaprüfung
Zentralstelle zur
Erfassung und Bewertung von Ersatz- und Ergänzungsmethoden zum Tierversuch
(ZEBET), Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin
(BgVV) , Berlin
Aufgrund der Erwartungen der Verbraucher
in Deutschland und in den übrigen Mitgliedsstaaten der EU haben Wissenschaftler
in der Kosmetikindustrie, an Forschungsinstituten und Behörden gemeinsam
das Ziel verfolgt, sicherheitstoxikologische Verträglichkeitsprüfungen
von Kosmetika ohne Tierversuche durchzuführen. In Deutschland ist dies nach
dem geltenden Tierschutzgesetz bereits vorgeschrieben, jedoch konnte eine entsprechende
Novellierung der EU Kosmetikrichtlinie (EU Richtlinie 76/768/EEC) aus formalen
Gründen nicht verabschiedet werden. Aufgrund der Entwicklung validierter
tierversuchsfreier Prüfmethoden wurde bereits vor mehreren Jahren ein Konsens
unter den beteiligten Wissenschaftlern in Industrie und Behörden erzielt,
nach dem kosmetische Fertigprodukte in den EU-Mitgliedsstaaten nicht mehr in sicherheitstoxikologischen
Tierversuchen geprüft werden. Die Praxis hat bestätigt, dass dadurch
der Schutz der Verbraucher nicht beeinträchtigt wird. Inzwischen sind die
neuen tierversuchsfreien Prüfmethoden auch außerhalb Europas in den
toxikologischen Laboratorien der Kosmetikindustrie in den USA und in Japan etabliert.
Die Prüfung von neuen Inhaltsstoffen kosmetischer Mittel ist bisher nur bei
solchen tierversuchsfreien Prüfmethoden möglich, die generell für
die Prüfung neuer chemischer Stoffe von den Behörden der EU-Mitgliedsstaaten
akzeptiert werden.
Vor dem geschilderten rechtlichen und
wissenschaftlichen Hintergrund werden die tierversuchsfreien sicherheitstoxikologischen
Prüfmethoden vorgestellt, die von der zuständigen Expertenkommission
der EU-Kommission, dem SCCNFP (Scientific Committee on Cosmetology and Non-Food
Products), und den Mitgliedsfirmen des europäischen Verbandes der Hersteller
von Kosmetika, COLIPA, empfohlen werden. Außerdem werden die Grenzen der
neuen Methoden diskutiert.
Martina
Kerscher *
Neue Trends in der
Dermokosmetik
Fachbereich Chemie, Studiengang Kosmetik und Körperpflege, Universität Hamburg
In unserer Gesellschaft hat die durchschnittliche Lebenserwartung
stark zugenommen. Da die Haut das Organ ist, bei dem der Alterungsprozess am deutlichsten
sichtbar ist, besteht an der Prophylaxe und Therapie der Hautalterung ein großes
Interesse, und eine sehr große Vielfalt moderner Pflegeprodukte der kosmetischen
und pharmazeutischen Industrie trägt diesem Trend Rechnung.
Da die
Hautalterung bis zu 80 Prozent durch ultraviolette Strahlung hervorgerufen wird,
ist in erster Linie die Anwendung von Lichtschutzpräparaten an nicht mit
Textilien abgedeckten Hautarealen eine wichtige prophylaktische Maßnahme.
Kombinationspräparate aus physikalischen und chemischen UV-Filtern sowie
moderne UV-Filter mit minimalem Allergierisiko stehen zur Verfügung.
Weiterhin gilt die Verwendung von Feuchthaltefaktoren als wesentliches Prinzip
sowohl der Behandlung wie auch der vorbeugenden Pflege der gealterten Haut, da
sie die natürliche Barriere der Haut ergänzen und vor Austrocknung schützen.
Neben einer großen Anzahl von Feuchthaltesubstanzen, die sowohl Pflanzenextrakte
wie auch Mucopolysaccharide (Hyaluronate) einschließen, beinhalten neue
Therapieansätze die Anwendung von Vorstufen der Lipidbiosynthese.
Aufgrund der Hypothese, dass der Alterungsvorgang durch freie Radikale gefördert
wird, werden verschiedene Antioxidantien auch in Dermokosmetika eingesetzt. Antioxidantien
wie L-Ascorbinsäure (Vitamin C), alpha-Tocopherol (Vitamin E), Coenzym Q
10 und auch Melatonin können bei topischer Anwendung und unter der Voraussetzung,
dass sie in der entsprechenden Grundlage stabil sind und in einer wirksamen Konzentration
vorliegen, photoprotektiv wirken. Zu den natürlich vorkommenden Antioxidatien
gehören die polyphenolischen Epicatechine, die in Form von Grüntee-Extrakten
in zahlreichen Kosmetika eingesetzt werden. Eine topische Therapie mit Retinoiden
oder auch mit alpha-Hydroxysäuren kann bei bereits photogeschädigter
Haut zur Anwendung kommen. Studien zur topischen Anwendung von Vitamin-A-Säure
(Retinsäure) zeigen etwa, dass durch Vitamin-A-Säure nicht nur eine
Kollagenneosynthese induziert wird, sondern auch andere altersbedingte Veränderungen
der Haut, etwa Pigmentverschiebungen, verbessert werden können. Einen neuen
Trend stellt sicher auch die Therapie UV-induzierter Hautalterung mittels topischer
Applikation von DNA-reparierenden Substanzen wie Endonukleasen, Photolyase, T4N5
oder Oligonukleotiden sowie Kollagenase-hemmenden Hormonen wie Progesteron dar,
jedoch steht hier eine abschließende Beurteilung von klinischer Wirksamkeit
und Sicherheit zum Teil noch aus.
Zusammenfassend lässt sich festhalten,
dass dem Verbraucher eine Vielzahl neuer Dermokosmetika mit verschiedensten Wirkstoffen
zur Prophylaxe und auch Therapie vor allem der extrinsischen, aber auch der intrinsischen
Hautalterung zur Verfügung stehen. Die Aufgabe einer wissenschaftlichen Dermokosmetik
sollte es sein, anerkannte Richtlinien zur Wirksamkeits- und Sicherheitsprüfung
zu etablieren, um wirksame Innovationen von rein marktstrategisch gesteuerten
Neuentwicklungen abzugrenzen.
* unter Mitarbeit
von Dr. Stefanie Williams
Rationale
und Praxis der Biophotonik
Institut
Dr. Schrader, Holzminden
Seit ältesten Zeiten übt
das enzymkatalysierte Organismenleuchten (Biolumineszenz) oder das Himmelsschauspiel
der Aurora borealis (Chemolumineszenz) auf den Menschen eine magische Faszination
aus. Die rationale und wissenschaftlich korrekte Herangehensweise an Photonenemissionsvorgänge
mit Hilfe hochempfindlicher Photomultiplier eröffnet jedoch nicht minder
faszinierende Aussichten. Die Biophotonik wird sogar in den Handlungsempfehlungen
der Agenda der Bundesregierung „Optische Technologien für das 21. Jahrhundert“
als prioritäres Themenfeld herausgestellt.
Durch die single-photon-counting-Technik
konnte die messtechnische Erfassung der UV?induzierten Photonenemission der menschlichen
Haut (Induced Chemiluminescence of Human Skin, ICL-S) realisiert werden. Am Zustandekommen
der gemessenen ICL-S sind immer mehrere chemolumineszente Reaktionen beteiligt.
Durch den UV-induzierten Stress wird die fein abgestimmte Balance (Homöostase)
zwischen oxidativen Prozessen und Systemen des antioxidativen Schutzes in der
Haut empfindlich gestört. Dabei kommt es zur vermehrten Bildung reaktiver
Sauerstoffverbindungen (ROS), vor allem von Superoxidanion-Radikalen und Wasserstoffperoxid.
Die ROS reagieren spontan mit organischen und anorganischen Verbindungen und bilden
dabei immer neue Radikale oder lösen Kettenreaktionen in Form von Lipidperoxidationen
aus. Zusätzlich werden unspezifische Reaktionen mit Biomolekülen (Fette,
Kohlenhydrate, Proteine, Nukleinsäuren) initiiert, die zur Schädigung
von gesundem Gewebe und zur Selbstzerstörung von Zellen führen können.
All diese größtenteils oxidativen Vorgänge sind in Teilreaktionen
chemolumineszent.
Für die Praxis bedeutet eine Reduzierung
der UV-induzierten Chemolumineszenz der Haut, durch Wirkstoffe in kosmetischen
Formulierungen, eine unmittelbare Kopplung von wirklichkeitsnahen Stress-auslösenden
Noxen mit biologischen Vorgängen in der Zelle, was sowohl für die Entwicklung
von Präventivschutz-Präparaten, als auch für eine Kurativ-Pflege,
in Zukunft eine wichtige Kenngröße sein wird. Einer der Schwerpunkte
in der Forschung liegt dabei auf dem Einfluss von topisch applizierten Sonnenschutzmitteln,
die entweder das Eindringen schädlicher Strahlung in die Haut verhindern
(chemische, physikalische UV?Filter) oder den endogenen Pool an Abwehrmechanismen
(Antioxidantien, Reparaturenzyme) aufbessern. Vor allem die negativen Einflüsse
der UVA-Strahlung (320 – 400 nm) wurde durch in vivo Messungen bisher nur lückenhaft
untersucht. Durch eigene Studien konnte gezeigt werden, dass wirksame chemische
UVA-Filter die ICL-S um bis zu 60 Prozent reduzieren. Die Wirksamkeit von Antioxidantien
zeigt sich in einer Verminderung der ICL-S von 10 bis 20 Prozent im Vergleich
zum Placebo. Die Ergebnisse zeigen weiterhin, dass eine Zuordnung der Schutzwirkung
von chemischen UVA-Filtern in komplexen Formulierungen möglich ist.
Vorteile des neuen Verfahrens sind die direkte in-vivo-Messung an der menschlichen
Haut sowie die schnelle und einfache Versuchsdurchführung. Die applizierten
UV-Dosen liegen bei den durchgeführten ICL?S-Tests weit unterhalb der minimalen
Erythemschwelle. Hierzu wurde eigens ein neues Gerät entwickelt, das unmittelbar
nach UV-Bestrahlung eine Messung ermöglicht. Die Biophotonik eröffnet
demnach neue Möglichkeiten, Stoffwechselvorgänge nicht-invasiv und ultra-sensitiv
zu erfassen und mit dem Wirkspektrum von Hautschutzmitteln zu korrelieren.
Praxis
und Rationale der Biosensorik kosmetischer Mittel
Henkel KGaA, Düsseldorf
Unter Biosensorik versteht man die verwissenschaftlichte Bewertung der sensorischen
Eigenschaften von Konsumgütern, Nahrungsmitteln, Rohstoffen und Gegenständen
des täglichen Lebens durch ein geschultes Expertenpanel. Die Rationale für
eine moderne, systematisierte Methodik zu diesem sogenannten Sensory Assessment
wurde in der Lebensmitteltechnologie begründet.
Grundsätzlich
können in der Biosensorik alle mit den Sinnesorganen wahrnehmbaren Dinge,
also z.B. Erscheinungsbild (Farbe, Glanz, Form, Größe, Transparenz),
Geschmack, Duft, Konsistenz, Textur, Geräusche etc., erfaßt werden.
Die Beurteilung wird durch physiologische Faktoren, wie z.B. Gewöhnungseffekte
nach wiederholter Bewertung und psychologische Faktoren, wie z.B. eine bestimmte
Erwartungshaltung, Reihenfolge der Musterpräsentation, Beeinflussung durch
dritte oder die persönliche Motivationslage beeinflusst.
Wirklich
entscheidend für die Erfassung von Effekten ist, zusätzlich zu der eigentlichen
Aufnahme der Reize durch den Sinnesapparat, ihre mentale Interpretation. Die dafür
mit entscheidende Psyche ist ebenfalls von Mensch zu Mensch verschieden und hängt
z.B. von der Kultur, Zugehörigkeit zu bestimmten sozialen Gruppen, Alter,
Bildungsstand, Religion und Erziehung ab. Diese kaum noch zu systematisierenden
Unterschiede machen es erforderlich, dass im Sensory Assessment unter kontrollierten
Bedingungen bezüglich Räumlichkeiten, Testprodukten und Panel gearbeitet
wird sowie ein der Fragestellung angepasster Testaufbau zum Einsatz gelangt.
In der Praxis der Biosensorik kosmetischer Mittel spielen vor allem Tests
auf Unterschiede und die quantitative deskriptive Analyse eine Rolle. Im vorliegenden
Vortrag wird eine Methode zur sensorischen Bewertung von Hautpflegeprodukten näher
vorgestellt, die auf zwei Grundprinzipien aufbaut: der Verwendung genau definierter
sensorischer Parameter und der Durchführung als Vergleichstest gegen Referenzprodukte.
Mit diesem in einer Ringstudie validierten Testaufbau zum Sensory Assessment können
der Einfluss rezepturtechnischer Modifikationen kosmetischer Emulsionen, aber
auch reine Emollients sowie tensidbasierte hautkosmetische Produkte bewertet werden.
Zur Veranschaulichung werden zahlreiche Beispiele aus der Praxis des Sensory Assessment
gegeben.
* unter Mitarbeit von P. Busch
Targets für Haarkonditioniermittel
Hans Schwarzkopf GmbH, Produktentwicklung/Anwendungstechnik Haarpflege, Hamburg
Gepflegte und gesunde Haare sind für das Schönheitsempfinden
der Menschen von großer Bedeutung. Äußere Einflüsse wie
z.B. Kämmen, Bürsten, Fönen, Sonnenlicht und chemische Behandlungen
wie Dauerwellen und Colorationen schädigen jedoch das Haar; es wird schwer
kämmbar, glanzlos und neigt zu Spliss und Haarbruch. Konditioniermittel können
das Haar vor Schäden durch diese Einflüsse schützen und bereits
bestehende Schäden in gewissem Maße reparieren.
Das
äußere Erscheinungsbild und die taktilen Eigenschaften werden im wesentlichen
durch die Haaroberfläche (Cuticula) bestimmt, während die mechanischen
Eigenschaften wie z.B. die Reißfestigkeit durch das Haarinnere (Cortex)
bestimmt werden. Die Hauptmerkmale einer geschädigten Cuticula sind abgespreizte
oder fehlende Schuppen sowie eine negative Überschussladung an der Oberfläche.
Haarkonditioniermittel enthalten daher quaternäre Ammoniumverbindungen mit
langkettigen Alkyl-Resten, welche die negativen Ladungen neutralisieren und die
Haaroberfläche hydrophobieren.
Schädigungen des Cortex basieren
im Wesentlichen auf einer veränderten Proteinstruktur z.B. durch Spaltung
von Disulfid-Bindungen und Abbau von Aminosäuren. Sogenannte Strukturanten,
z.B. Panthenol, können in den Cortex penetrieren, die Cortex-Struktur festigen
und somit die mechanischen Eigenschaften verbessern. Die optimale Wirkung des
Konditioniermittels wird durch eine ausgewogene Abstimmung der Basisformulierung
auf die Wirkstoffe erzielt. Der Nachweis der kosmetischen Wirkung des Produktes
und der einzelnen Wirkstoffe erfolgt durch biophysikalische Messungen und Halbseitenvergleiche
an Probanden.
Targets
für Mittel gegen Haarausfall
Hautklinik
am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf
Wirksame
Mittel gegen Haarausfall müssen möglichst gezielt an einer Reihe definierter
Pathomechanismen ansetzen, die sich hinter Alopezie/Effluvium verbergen können:
| 1. | Haarzyklusstörungen |
| 2. | Termin-zu-Vellus- und Vellus-zu-Terminal-Haarkonversionsstörungen |
| 3. | irreversible) Störungen des follikulären Regenerationspotentials |
| 4. | Störungen der physiologischen „programmierten Organdeletion“ (POD) von Haarfollikeln |
| 5. | Störungen des antimikrobiellen Abwehrsystems des Haarfollikels |
| 6. | Kollaps des Haarfollikel-Immunsystems |
| 7. | Störungen der Haarschaftproduktion |
Vordringlich ist die Entwicklung
von Haarzyklus-Modulatoren, da die in der Praxis am häufigsten beobachteten
Haarwuchstörungen zumindest zu einem wesentlichen Teil Haarzyklusstörungen
repräsentieren. Dabei gilt der einfache Merksatz: Ist die Anagenphase zu
kurz und die Katagenphase setzt zu früh ein, kommt es zu Alopezie/Effluvium.
Ist umgekehrt die Anagenphase zu lang und die Katagenphase setzt zu spät
ein, treten Hirsutismus/Hypertrichose auf. Dermatopharmazeutisch ist insbesondere
die Entwicklung solcher Medikamente von besonderer klinischer Bedeutung, die effizient
und nebenwirkungsarm die Katagenphase hemmen oder induzieren können. Im Vordergrund
steht dabei die Manipulation der Apoptose von Haarfollikelkeratinozyten, da die
Katagenphase des Haarzyklus ein Apoptose-getriebener Organinvolutionsprozeß
ist. Studien aus dem Maussystem, die Glukokortikoide und Immunophilinliganden
als außerordentlich potente Katagenmanipulatoren identifiziert haben, sowie
jüngere Arbeiten, die wichtige Unterschiede in der Apoptoseregulation von
epidermalen und follikulären Keratinozyten und die Rolle bestimmter Wachstumsfaktoren
in der Katagenregulation herausgearbeitet haben, liefern wichtige Anhaltspunkte
für vielversprechende Zielgene und Signaltransduktionswege.
Weit
rudimentärer sind dagegen unsere bisherigen Kenntnisse zu den anderen Pathomechanismen.
Diese werden am Beispiel relevanter Haarwuchsstörungen kurz erläutert,
um mögliche dermatopharmazeutische Behandlungsansätze zu skizzieren.
Betont wird die klinische Bedeutung der Entwicklung von Stammzell-protektiven
Pharmaka (insbesondere bei Chemotherapie- und Radiotherapie-induzierter Alopezie
sowie bei vernarbenden Alopezien) und von Pharmaka, die ein zusammengebrochenens
follikuläres Immunprivileg wieder restituieren können (bei Alopecia
areata). Aus diesen Erwägungen lassen sich klare Strategien für die
Entwicklung effizienterer und innovativer „Trichopharmaka“ ableiten,
die idealerweise topisch applizierbar sein und bevorzugt oder gar exklusiv auf
den Haarfollikel wirken sollten (z.B. durch Einsatz von „follicle targeting“-Liposomen).
Targets
für Repairpräparate gegen Photoaging
Hautklinik
der Heinrich-Heine Universität, Düsseldorf
Die solare
ultraviolette (UV) Strahlung kann an der menschlichen Haut eine Vielzahl schädigender
Wirkungen entfalten, die unter anderem zu einem beschleunigten und vorzeitigen
Alterungsprozess der Haut, der so genannten Lichtalterung (Photoaging), führen.
Hierfür sind sowohl die kurzwelligere UVB-Strahlung (290-320 nm) als auch
die langwelligere UVA-Strahlung (320-400 nm) verantwortlich. Die Entwicklung effektiver
photoprotektiver bzw. regenerativer Ansätze zur Prophylaxe und Verminderung
der Lichtalterung der menschlichen Haut setzt präzise Kenntnisse über
die photobiologischen und molekularen Mechanismen voraus, durch die UVB- und UVA-Strahlung
ein Photoaging verursachen.
In diesem Zusammenhang ist interessant, dass
von uns und anderen in den letzten Jahren gezeigt werden konnte, dass UVB-induzierte
biologische Wirkungen an der menschlichen Haut nahezu ausschließlich auf
der Generation spezifischer DNS-Schäden, insbesondere von Cyclobutanpyrimidindimeren,
beruhen. Diese Läsionen stellen somit ein wesentliches Ziel für die
Verhinderung der UVB-induzierten Lichtalterung dar. In der Tat konnten wir zeigen,
dass es grundsätzlich möglich ist, durch die topische Applikation von
in Liposomen verpackten DNS-Reparaturenzymen auf die zuvor UVB-bestrahlte menschliche
Haut UVB-induzierte DNS-Schäden teilweise zu reparieren. Diese Reparatur
ist funktionell relevant, denn hierdurch können z.B. UVB-induzierte immunsuppressive
Effekte verhindert werden.
Neueste Arbeiten weisen zudem
darauf hin, dass auch die UVB-induzierte Expression der Matrixmetalloproteinase-1
in kultivierten dermalen Fibroblasten durch diesen Ansatz verhindert werden kann.
Da die UVB-induzierte Expression dieses Gens eine Schlüsselrolle bei der
Entstehung der klinischen Charakteristika einer lichtgealterten Haut hat, weisen
diese Ergebnisse darauf hin, dass die topische Applikation von DNS-Reparaturenzymen
auch gegen die UVB-induzierte Hautalterung schützen könnte.
Eigene Untersuchungen zur UVA-induzierten Lichtalterung haben zuvor gezeigt, dass
eine Schädigung der mitochondrialen DNS in dermalen Fibroblasten von herausragender
Bedeutung ist. Neuere Arbeiten haben nun erstmals ergeben, dass die durch chronische
UVA-Bestrahlung in der menschlichen Haut generierten mitochondrialen DNS-Mutationen
über Jahre bestehen bleiben und somit ein wichtiger Bio- bzw. Gedächtnismarker
für eine zuvor erfolgte aktinische Schädigung der menschlichen Haut
sind. Zudem hat sich gezeigt, dass nach einmaliger Induktion dieser Läsionen
durch chronische, repetitive UVA-Bestrahlung ihr Gehalt in der menschlichen Haut
weiter zunimmt, auch wenn keine zusätzlichen Bestrahlungen erfolgen. Die
Entstehung dieser DNS-Läsionen ist die Folge der Generation von oxidativem
Stress in der menschlichen Haut .
Daher kann davon ausgegangen werden, dass topische und eventuell auch systemische Antioxidantien nicht nur während der Sonnenexposition, sondern auch im bestrahlungsfreien Intervall zur Verhinderung der fortschreitenden Schädigung und gegebenenfalls zur Regeneration angezeigt sind. Mit Hilfe der von uns kürzlich entwickelten kombinierten in-vitro/in-vivo-Methoden zum Nachweis mitochondrialer DNS-Mutationen in der menschlichen Haut ist jetzt erstmals die Möglichkeit gegeben, auf molekularer Ebene einen eindeutigen Nachweis über die Effektivität von Antioxidantien hinsichtlich Prophylaxe und Regeneration der lichtgeschädigten menschlichen Haut zu führen.
Teststrategien
für Mittel gegen Hautalterung
Henkel
KGaA, Düsseldorf
Es ist augenscheinlich, dass humane
Haut mit zunehmendem Alter typischen Veränderungen unterliegt. Solche makroskopischen
Erscheinungen sind z.B. eine erhöhte Rauhigkeit der Haut, Faltenbildung,
Verlust an Hautelastizität und unregelmäßige Pigmentierung. Dabei
ist anzumerken, dass diese Alterungsphänomene nicht als alleiniges Resultat
endogener Seneszenz zu betrachten sind, sondern überwiegend als Konsequenz
aus akkumuliertem, umweltbedingtem Stress. Insbesondere das Sonnenlicht scheint
mit seinem Anteil an UV-Strahlen bei dem Prozess der sogenannten Photoalterung
eine entscheidende Rolle zu spielen.
Obwohl die degenerativen Entwicklungen,
die typischerweise in alternder Haut auftreten, im Fokus zahlreicher Untersuchungen
standen, ist heute nur relativ wenig über Alterungsprozesse der Haut auf
biochemischer Ebene bekannt. So sind bisher nur wenige Sonnenlicht-induzierte
Markerproteine der Haut (z.B. reduzierte Kollagenmenge, erhöhte Kollagenasemenge
etc.) beschrieben worden.
Wir berichten hier über die Etablierung
und Applikation moderner molekularbiologischer Techniken zur Analyse Sonnenlicht-induzierter
Alterungsprozesse. In Kombination mit dem bei Henkel entwickelten Ganzhautmodell
(1) ermöglichen es diese Techniken, Sonnenlichtinduzierte Hautalterungsprozesse
zu beschreiben und Wirkungen von Bioaktivstoffen oder komplexen kosmetischen Formulierungen
an der Haut zu ermitteln.
(1) Schlotmann K, Kaeten M, Black AF,
Damour O, Waldmann-Laue M, Förster T. (2001), Int. J. Cosmet. Sci. 23, 1
– 10
Teststrategien
für Mittel gegen trockene Haut
Institut
BioSkin, Hamburg
Trockene Haut ist meist gekennzeichnet durch
eine Verminderung von Feuchtigkeit und/oder Lipiden. Objektiv ist das Aussehen
der trockenen Haut geprägt durch Rauhigkeit, Schuppung, Glanzlosigkeit und/oder
mangelnde Elastizität. Subjektiv können Spannungsgefühle und Juckreiz
bei der trockenen Haut auftreten.
Erfolgreiche Teststrategien zur Beurteilung
der Wirksamkeit von Produkten für die Anwendung bei trockener Haut erfordern
eine genaue Definition der Zielgruppe und die Auswahl der richtigen Zielvariablen.
Diese stellen nicht zuletzt die Grundlage der Fallzahlplanung, der weiteren statistischen
Planung und damit die Aussagefähigkeit der Prüfungsergebnisse dar.
Zu einem optimalen Studiendesign mit überschaubaren Probandenzahlen
gehört die Auswahl einer möglichst homogenen Gruppe von geeigneten Probanden
mit klar definierten Einschluss- und Ausschlusskriterien (dabei vor allem klare
Definition des geforderten Hautbefundes der Hauttrockenheit beispielsweise durch
vorgegebene Messwerte für Hautfeuchtigkeit, weitere klinische Befunde wie
Schuppung etc.).
Die Zielvariablen sollten nicht nur messbare, sondern
für den späteren Anwender auch „erfahrbare“ Verbesserungen
des Hautzustandes berücksichtigen.
Zur direkten oder indirekten
Bewertung der trockenen Haut stehen neben den sichtbaren oder fühlbaren klinischen
Zeichen eine Reihe von nicht-invasiven Bioengineering-Methoden zur Verfügung.
Hierzu zählen unter anderem die Messung der elektrischen Eigenschaften der
Haut (kapazitive Messungen, Leitfähigkeitsmessungen, Impedanzverfahren etc.),
die Beurteilung der Barrierefunktion (Messung des transepidermalen Wasserverlustes,
die Bestimmung mechanischer Eigenschaften sowie die Erfassung der Topographie
der Hautoberfläche (z.B. Rauhigkeit) oder auch die computergestützte
Auswertung der Schuppigkeit der Haut (d-squame®).
Zur Planung des
Studiendesigns gehört auch die Auswahl der optimalen zu beurteilenden Hautareale,
die Art und Weise und Häufigkeit der Anwendung der Studienpräparate
sowie die Berücksichtigung von exogenen Einflüssen. Messzeitpunkte und
Abstand zur letzten Applikation vor der Messung sind ebenfalls wichtige Voraussetzungen
für reproduzierbare Ergebnisse.
Eine noch so gut durchdachte Teststrategie
mit der heute selbstverständlichen Standardisierung der Durchführung
(standard operating procedures bzw. SOP, GCP-Konformität) und der Einhaltung
kontrollierter Rahmenbedingungen ist dennoch nicht mehr als das richtige Werkzeug.
Weder Standardisierung, optimale Designs noch intensivste Qualitätskontrollen
ersetzen den erfahrenen Untersucher. Erst beide Teile bilden ein sinnvolles und
effektives „Gespann“.
Wirkstoffe gegen Hautalterung in kosmetischen Mitteln
Schwarzkopf-Henkel
Cosmetics und Zentrale Forschung Henkel, Düsseldorf
Ein für die Kosmetik wesentlicher Trend unserer Zeit ist die Herausbildung
der Bevölkerungsschicht der sogenannten „jungen Alten“. Aufgrund
gesünderer Lebensweise und höherer Einkommen werden die Menschen, vor
allem in den entwickelten Ländern, nicht nur immer älter, sondern auch
zu einer immer aktiveren Bevölkerungsgruppe. Mehr freie Zeit steht zur Verfügung,
die für zahlreiche soziale Kontakte genutzt wird. Gutes Aussehen wird zukünftig
neben sorgfältiger Körperpflege eine bedeutendere Rolle spielen. Diese
aktiven Alten akzeptieren nicht mehr, dass Falten und andere sichtbare Spuren
der Zeit Auskunft über ihr Alter geben.
Neue kosmetische Wirkstoffe
können dazu beitragen, die Haut eines Menschen um Jahre jünger erscheinen
zu lassen, als es dem biologischen Lebensalter entspricht. Schwarzkopf-Henkel
beschreitet bei der Wirkstoffforschung neue Wege, die gegenüber herkömmlichen
Methoden sehr viel schneller und effektiver zu Ergebnissen führen.
In einem künstlich gezüchteten (in vitro) Ganzhautmodell können
Alterungsexperimente wie zum Beispiel UV-Bestrahlungen durchgeführt werden
oder aber auch topische Behandlungen zum Schutz oder zur Pflege der Haut. Der
große Vorteil ist, dass diese Hautmodelle eine Hornschicht wie normale menschliche
Haut enthalten. Die Wirkstoffe können daher unter realistischen Bedingungen
in einer Creme- oder Gelgrundlage aufgetragen werden. Sie dringen durch die Hornschicht
in die Haut ein und entfalten dort ihre Wirksamkeit.
Heute ist bekannt,
dass die Hautalterung nicht nur die Dermis betrifft, hier vor allem den veränderten
Stoffwechsel der extrazellularen Matrixbestandteile, sondern auch die Epidermis
und die Basalmembran zwischen diesen beiden Hautschichten. Effiziente Antiage-Produkte
müssen daher ein breites Wirkungsspektrum auf alle relevanten Hautschichten
aufweisen.
Nach sorgfältiger Untersuchung im Ganzhautmodell wurden
mehrere Antiage-Wirkstoffe mit unterschiedlichen Antiage-Targets identifiziert.
In kontrollierten Gebrauchsstudien konnte für die fertig entwickelten Marktprodukte
die Antiage-Wirksamkeit in vivo sowohl durch quantitative Messung der Faltentiefenverteilung
als auch durch subjektive Beurteilung der Wirkstoffcremes bestätigt werden.
Die Antiage-Cremes wirken der Hautalterung entgegen und führen zu einem jüngeren
Erscheinungsbild der Haut.
*unter
Mitarbeit von C. Jassoy, D. Petersohn, K. Schlotmann , M. Kaeten und M. Waldmann-Laue
