Hydrożele jako innowacyjne narzędzia w kosmetologii oraz dermatologii

Ostatnie lata przyniosły dynamiczny wzrost zapotrzebowania na nowe biomateriały, które będą wykorzystane w medycynie, dermatologii oraz kosmetologii. Wśród nich obiecujące wydają się m.in. opatrunki hydrożelowe – stosowane jako opatrunki aktywne, inteligentne nośniki substancji o właściwościach leczniczych, materiały implantacyjne, a także rusztowania w inżynierii tkankowej.

Hydrożele są biomateriałami składającymi się z trójwymiarowej sieci łańcuchów polimerowych oraz wody, która wypełnia przestrzenie pomiędzy makrocząsteczkami. Charakterystyczna dla hydrożeli jest ich bardzo duża chłonność oraz zdolność do pęcznienia w roztworach. Właściwość ta ma szczególnie duże znaczenie w takich aplikacjach hydrożelu, które wymagają dużej ilości wody oraz mają na celu zapewnienie odpowiedniej wilgoci w miejscu aplikacji. Cecha ta umożliwia również chłonięcie różnych wydzielin, m.in. płynów wysiękowych, co ma szczególne znaczenie w procesie gojenia się ran, również tych powstających po zabiegach kosmetycznych, wiążących się z przerwaniem ciągłości tkanek. Dzięki niezwykłej elastyczności materiałów hydrożelowych, mogą one doskonale dopasowywać się do miejsc ich aplikacji.

Ogromną zaletą jest również ich biokompatybilność, która warunkuje prawidłowe oddziaływanie tych biomateriałów z naszym organizmem i niewywoływanie odpowiedzi ze strony układu odpornościowego, co jest dużym problemem w przypadku innych typów biomateriałów. Warto również wspomnieć, że hydrożele otrzymane za pomocą metody radiacyjnej są sterylne i mogą być bezpośrednio użyte po syntezie, bez zagrożenia wystąpienia zakażenia. Dobranie odpowiednich polimerów oraz metody syntezy matryc hydrożelowych zapewnia również ich dobrą wytrzymałość mechaniczną oraz odporność na degradację przez różne czynniki środowiska zewnętrznego. Warto również wspomnieć, iż w przypadku aplikacji kosmetycznych czy dermatologicznych, w których hydrożele aplikuje się przede wszystkim na powierzchnię skóry, wytworzony hydrożel musi mieć odpowiednią konsystencję. Zbyt miękka konsystencja sprawi, że hydrożel po aplikacji spłynie, natomiast zbyt twarda utrudni w znacznym stopniu jego rozprowadzenie na powierzchni skóry. Duża zawartość wody w hydrożelach, która sięga nawet 99,9%, a także silne właściwości hamowania jej parowania, mogą przeciwdziałać utracie wody ze skóry, co jest szczególnie ważne w przypadku skóry silnie odwodnionej. Ma to również istotne znaczenie w procesie prawidłowego gojenia się ran.

Współistniejące infekcje bakteryjne oraz grzybicze są ściśle związane z wieloma schorzeniami skóry, z którymi starają się walczyć kosmetolodzy oraz dermatolodzy. Pomocne tutaj mogą okazać się właśnie hydrożele, których właściwości antymikrobiologiczne zostały potwierdzone przez wiele zespołów naukowych. Właściwości te związane są głównie z tworzeniem bariery ochronnej, zapobiegającej infekcjom oraz stwarzanie lekko kwaśnego odczynu, zapewniającego działanie bakteriostatyczne. Co więcej, hydrożele mogą stanowić pożywkę dla bakterii, które przechodząc z powierzchni skóry, zamykane są w strukturach hydrożelu. Ma to duże znaczenie również w aspekcie gojenia się ran, gdyż infekcje znacznie zaburzają prawidłowy przebieg tego procesu.

Zaletą hydrożeli jest również niska adhezja do powierzchni ich aplikacji, co w przypadku zastosowania ich w celu gojenia się ran zapewnia prawie bezbolesną zmianę opatrunku. Podczas użycia konwencjonalnych opatrunków jest to praktycznie niemożliwe, ze względu na dobrze przez wszystkich znane przyklejanie się tych opatrunków do powierzchni rany. Zdolność hydrożeli do tworzenia porowatych struktur ułatwia natomiast adhezję komórek na ich powierzchni oraz ich migrację, co w dużej mierze przyczynia się do regeneracji i powstawania nowych tkanek. Duże znaczenie w tym procesie ma zapewnienie wilgotnego środowiska, dzięki któremu proces epitelizacji znacznie przyspiesza. Jak pokazują liczne badania, hydrożele mogą stanowić podłoże do hodowli różnych typów komórek, m.in. fibroblastów oraz keratynocytów, szczególnie istotnych w tworzeniu tzw. sztucznej skóry, która jest niezwykle wartościowym wynalazkiem, mogącym poprawić regenerację ran u pacjentów po ciężkich oparzeniach czy przeszczepach skóry. W celu zapewnienia unikalnych właściwości poszczególnych hydrożeli, ich struktury są wzbogacane i modyfikowane innymi związkami czy cząstkami, które mają w znacznej mierze poszerzyć możliwości ich zastosowania. Projektowane obecnie struktury hydrożelowe są wzbogacane obecnością różnego rodzaju nanocząstek, środków przeciwdrobnoustrojowych, antybiotyków, leków przeciwnowotworowych, substancji biologicznie czynnych naturalnego pochodzenia, leków antygrzybicznych, peptydów, hormonów, czynników wzrostu, leków przeciwgrzybiczych, liposomów a także nici DNA. Mnogość substancji wbudowanych w struktury hydrożeli zapewnia im wielką unikalność, czyniąc je tym samym niezwykle wartościowymi biomateriałami.

Materiały w formie hydrożelowych matryc mogą stanowić również niezwykle wartościowe systemy, pozwalające na nieprzerwane lub kontrolowane uwalnianie zawartych w nich substancji biologicznie czynnych po ich wstrzyknięciu lub bezpośrednim nałożeniu na powierzchnię skóry. Wykorzystanie hydrożeli jak systemów dostarczania leków warunkuje ukierunkowane dostarczanie substancji, eliminację stężenia toksycznego podawanej dawki poprzez rozłożenie jej uwalniania w czasie, dużą biozgodność oraz poprawę trwałości chemicznej oraz enzymatycznej środków terapeutycznych. Bardzo obiecującymi biomateriałami wydają się być tzw. hydrożele wrażliwe na bodźce, których pęcznienie i tym samym uwalnianie substancji z ich struktur, jest skutkiem zadziałania odpowiedniego bodźca. W układach tych najczęściej stosowane są polimery czułe na temperaturę, pH środowiska, siłę jonową, zmiany pola elektrycznego lub magnetycznego, obecność przeciwciał, zmiany natężenia promieniowania świetlnego oraz ciśnienie.

W związku z powszechnie widocznym przywiązywaniem dużej uwagi do dbania o dobrą kondycję skóry oraz walki z wszelkimi jej niedoskonałościami czy schorzeniami, obserwuje się obecnie duży popyt na produkty przeznaczone do pielęgnacji i leczenia schorzeń skórnych. W związku z tym wzrasta zapotrzebowanie na innowacyjne produkty, które mają przyczynić się do sprostania temu wyzwaniu. Liczne badania dowiodły, iż materiały hydrożelowe mogą być bardzo pomocne w tej walce.

Znalazły one zastosowanie w leczeniu różnych schorzeń skórnych, takich jak: łuszczyca, trądzik, atopowe zapalenie skóry, liszajec zakaźny oraz kandydozy skóry i jamy ustnej. Są także pomocne w odzyskiwaniu funkcji przydatków skóry, dzięki czemu mogą pomóc również w walce z łysieniem, w tym również androgennym.

Dzięki swoim niezwykłym właściwościom i możliwościom zamykania w ich strukturze różnych substancji biologicznie czynnych, mogą przyczynić się do znacznej poprawy kondycji naszej skóry zmniejszając zmarszczki, stanowiąc ochronę przeciwrodnikową, niwelując obrzęki wokół oczu i poprawiając jędrność naszej skóry. Dzięki możliwości przenoszenia substancji leczniczych mogą odgrywać również istotną rolę terapeutyczną w leczeniu różnego rodzaju, bardzo często trudnych w leczeniu schorzeń. Ze względu na ich dużą chłonność, mogą one pochłaniać wysięki z rany oraz efektywniej hamować krwawienie. Dzięki swoim niezwykłym właściwościom mogą stanowić również materiał chłodzący i rozgrzewający, co wskazuje na ich potencjalne zastosowanie w zmniejszaniu opuchlizny, łagodzeniu skutków ukąszenia owadów oraz minimalizowaniu skutków oparzeń słonecznych. Mogą również przynieść ukojenie i wspomóc regenerację skóry po różnych zabiegach, zarówno kosmetycznych jak i dermatologicznych. Zastosowanie hydrożeli w przemyśle kosmetycznym obejmuje przede wszystkim materiały higieny osobistej, produkty do pielęgnacji włosów oraz skóry, wszelkiego rodzaju żele, kremy oraz maski hydrożelowe, produkty do pielęgnacji jamy ustnej oraz wybielania zębów, a także perfumy zamykane w hydrożelowych matrycach polimerowych. Jednak biorąc pod uwagę przedstawione powyżej niezwykłe właściwości tych biomateriałów, pewne jest to, iż drzemie w nich ogromny potencjał.

W związku ze stale rosnącym zainteresowaniem zabiegami mającymi na celu poprawę urody oraz stanu skóry, zasadne wydaje się opracowywanie nowych materiałów hydrożelowych, które staną się pomocne w leczeniu szerokiego wachlarza schorzeń skórnych oraz we wspomaganiu procesów naprawczych skóry po zabiegach dermatologicznych i kosmetologicznych.