Hudcremer er ikke, hvad vi troede, de var

Enhver, der har været igennem stress og ubehag ved rå, irriteret hud kender den lettelse, der følger med at slibe på en cremet lotion. Topiske cremer indeholder generelt nogle få standardingredienser, men producenterne ved kun lidt om, hvordan disse komponenter interagerer for at påvirke produktets ydeevne. Nu, forskere rapporterer det første direkte glimt af, hvordan en creme eller lotion er opbygget på molekylær skala, og det er ikke helt, hvad de forventede.

Forskerne vil præsentere deres resultater i dag på American Chemical Society (ACS) National Meeting &Exposition efterår 2019.

"Den langsigtede stabilitet og kliniske egenskaber af en creme er bestemt af dens grundlæggende struktur, " siger Delaram Ahmadi, den kandidatstuderende, der udførte undersøgelsen. "Hvis vi kan forstå cremens kemiske mikrostruktur og relatere den til hudens struktur, så kan vi måske bedre reparere den kompromitterede hudbarriere."

En af Ahmadis forskningsrådgivere, David Barlow, Ph.D., tilføjer, "Vi ønskede at forbedre videnskaben omkring cremeformulering, så virksomheder kunne formulere dem mere rationelt for at få præcis, hvad de vil have. Det vigtigste, vi fandt, er, at lærebogens billede af strukturen af ​​en creme er meget naivt."

Formulatorer har for det meste udledt strukturen af ​​disse emulsioner baseret på indirekte målinger, Barlow forklarer. Men hans gruppe tog en direkte tilgang, med Ahmadi, der analyserede cremen ved hjælp af røntgen- og neutronspredningsteknikker for at bestemme, hvordan ingredienserne blev spredt. Ahmadi og Barlow er på King's College London, og deres medforsker, Jayne Lawrence, Ph.D., er på Manchester University.

Fløde opfattes normalt som stakke af lameller, eller membraner, sammensat af overfladeaktive stoffer og co-overfladeaktive stoffer, der holder oliedråber spredt i vand (eller omvendt). For at afsløre en cremes sande struktur, forskerne startede med en vandig cremeformulering fra British Pharmacopoeia, der indeholder to co-overfladeaktive stoffer og et natriumdodecylsulfat (SDS) overfladeaktivt stof. De inkorporerede også en diol kendt for at fungere som et konserveringsmiddel. En efter en, Ahmadi erstattede hver ingrediens med tungere isotopiske versioner. Forskerne spredte derefter røntgenstråler og neutroner fra de selektivt isotopmærkede prøver og, fra de resulterende spredningsmønstre, bestemte placeringen af ​​hver ingrediens og det aggregat, det dannede i cremen.

Resultaterne var overraskende. Selvom de observerede co-overfladeaktive stoffer i de lamellære lag som forudsagt, det overfladeaktive stof var der ikke. "Den overfladeaktive topprofil antydede, at molekylet dannede miceller i cremen, " siger Ahmadi. Derudover konserveringsmidlet blev ikke fundet i det vandige lag, hvor videnskabsmænd altid har antaget, at det ville være. Det var, faktisk, opholder sig i lamellerne. Konserveringsmidler har en antimikrobiel virkning, derved forlænge holdbarheden. Formulatorer havde antaget, at det var et effektivt antimikrobielt middel, konserveringsmidlet skulle opløses i vandlaget. Så, Ahmadi siger, at dette fund kan betyde, at cremerne i det væsentlige er selvbevarende.

Holdet udfører i øjeblikket computereksperimenter for at modellere konserveringsmidlernes adfærd i et dobbeltlagssystem som en creme for at forstå, hvorfor de er i membranlaget. Og de ønsker bedre at forstå strukturen af ​​de overfladeaktive miceller, der er spredt i lagene. "Jeg tror ikke, at nogen andre har overvejet, at der overhovedet ville være disse miceller i systemet, " siger Barlow. "Dette er nyt, og vi skal tænke over, hvor de er i strukturen, og hvad de laver."

De vil også studere forskellige cremer. Ahmadi siger, at formlen fra den britiske farmakopé er ret grundlæggende, med kun fem ingredienser. Ud over, personlig pleje virksomheder har udfaset SDS som et overfladeaktivt stof, så forskerne planlægger at analysere variationer uden SDS i fremtiden.