Özet
Silikonlar kozmetik ürünlerde yumuşak hissiyat sağlamaya yardımcı olurken aynı zamanda Si-O bağları sayesinde su geçişini engellemez; hatta su kaybını engellemeye destek olur.
Çalışmada; farklı viskozitelere sahip silikonların kullanıldığı krem bazının cilt üzerindeki etkileri korneometri ve transepidermal su kaybı ölçümleriyle analiz edilmiştir. Yüksek viskoziteye sahip silikonların nemlendirmeye olan etkisi maksimum seviyede görülmüştür.
Giriş
Silikonlar geniş bir kimyasal aile olup silisyum bazlı materyalleri ifade etmektedir. Yapıları polimeriktir; polimerin ana zincirinde metal gruplarına bağlı Si-O bağları bulunmaktadır. Genel kimyasal yapı Şekil 1’deki gibidir.
Şekil 1. Polidimetilsiloksan (dimetikon) yapısı
Farklı radikal grupların eklenmesi ve moleküler ağırlığın değişmesiyle silikon türleri fazlaca çeşitlenebilir. INCI sözlüğü dökümanlarında 500’den fazla silikon material türevleri yer almaktadır, ancak en genel haliyle farklı silikon maddelerinin sınıflandırılması Tablo 1’deki gibidir:
Tablo 1. Silikon materyalleri için en yaygın INCI isimleri
Silikonların tercih edilmesinin sebebi duyusal özellikleridir. Kozmetik ürünlerde uygulama sırasında ve sonrasında yağlılık hissi bırakmadan yumuşaklık verirler. Komodojenik özellikleri olmadığından cilt gözeneklerini tıkamaz çünkü silikonlarda Si-O bağı uzun, stabil ve kolay okside olmaz.
C-C ve C-O bağlarından daha düz bir yapıya sahiptir ve bu özellik elastik bir yapıyı sağlar. C-C bağı 0,154 nm uzuklukta ve 112˚C açıya sahipken; Si-O bağının uzunluk ve açısının 0,163 nm ve 130˚C’dir.
Bu esneklik farklı büyüklükte maddelerin difüzyonunu sağlar, nefes almaya elverişli film tabakası oluşturur. Bazı silikonların ve diğer materyallerin su buharı geçirgenlik değerleri Tablo 2‘de verilmiştir.
Tablo 2. Farklı materyallerin su geçirgenlikleri (Payne Cup metodu)
Silikon polimerlerin geçirgenliği ise in-vivo ve in-vitro olarak doğrulanmıştır. Silikonların geçirgenliğini azaltmak için alkil grupların bağlanması gibi organik fonksiyonların fazlalaştırılması gerekir. Geçirgenliğin yanı sıra, dimetikon, stearoksi simetikon, simetikon kopolioller ve siklometikonun komedojenik olmadığı belirtilmiştir.
Dimetikon ve alkildimetikon, hidroksi propildimetikon gibi türevlerinin kozmetik ve medikal/farmasötik alanlarda kullanımı güvenli olarak kabul görmüştür.
Su, ter kanalları ve sağlıklı epidermiste pasif difüzyon ile cilt yüzeyine ulaşır. Suyun epidermisten pasif difüzyon yoluyla hareketi“transepidermal su kaybı (TEWL)” ile ölçülür ve stratum corneum (SC)’un bütünlüğünün hassas bir değerlendirmesini sağlar.
Silikonlar cilde uygulandığı zaman esnek kimyasal yapılarından dolayı su geçirgenliğini engellemeyip sadece azaltan bir tabaka oluştururlar.
Bu sebeple çalışmada; silikonların stratum corneum’da neme olan etkisini araştırmak için farklı silikonları içeren formüller pH, transepidermal su kaybı (TEWL) ve cilt nemi ölçümleri ile in-vitro olarak değerlendirilmiştir.
Materyal ve Metotlar
Deneysel Tasarım
17 (10 kadın, 7 erkek) gönüllü kişinin ön kolları üzerindeki bölgelere 1 negatif kontrol, 4 silikon maddesi içeren krem formülü bir kez uygulandı. Uygulama başlangıcında, uygulamadan 30 dakika sonra, 1 saat sonra ve 2 saat sonra olmak üzere 4 ölçüm yapıldı.
Kremlerin (Emülsiyon) Hazırlanması:
Farklı silikon maddelerin %5 oranında entegre edilmesine uygun olacak şekilde bir krem bazı hazırlanmıştır. Formülasyonda nemlendirici etkisi bulunan hiçbir madde kullanılmamıştır. Dolayısıyla 3 fazdan oluşan krem formülasyonlarının içerikleri Tablo 3’teki gibidir.
Su fazı ve yağ fazı her formülde sabit olup sadece farklı silikon maddeleri %5 oranında eklenmiştir. Silikon türevlerinin kinematik viskoziteleri Tablo 3’teki gibidir.
Tablo 3. Krem formülasyonları
Enstrümental Ölçümler:
Uygulama öncesi krem formülasyonlarının pH değerleri ölçüldü. Cilt hidrasyon derecesini gösteren elektrikli kapasitans korneometre ile ölçüldü (MPA 5, Couerage and Khazaka, Cologne, Almanya). Daha sonra MPA 5 tewametre cihazı ile TEW ölçümleri sağlandı.
Sonuç
Krem Formülasyonlarının pH Değerleri
Cilt normalde 4-6 pH aralığına sahiptir ve asidiktir. Vücudun iç ortamı ise nötre yakın bir pH aralığındadır (pH 7-9). Dış etkenlere karşı savunma mekanizması yaratması sebebiyle cilt yapısının asidik olduğu düşünülmektedir.
Bu sebeple kremlerin pH değerleri ölçülmüş ve silkon türevlerinin pH’a olan etkisi araştırılmıştır. pH değerleri Tablo 4’te yer almaktadır. Silikon içermeyen 1 numaralı formül ile diğer formüllerin pH değerleri kıyaslandığında çalışmada yer alan silikon türevlerinin önemli bir pH değişimine sebep olmadığı gözlenmiştir.
Tablo 4. Krem formülasyonlarının pH değerleri
Korneometre Ölçümleri
Korneometre ölçümleri cildin nemlilik derecesini göstermektedir. Bu yüzden, 17 gönüllünün uygulama başlangıcında ve uygulamadan 30 dakika sonra, 1 saat sonra ve 2 saat sonra hem krem uygulanmış hem de uygulanmamış ciltlerde korneometre ölçümlerinin ortalama değerleri Tablo 5 ve Şekil 2’de detaylı şekilde yer almaktadır.
Tablo 5. Korneometre ölçüm sonuçları
Şekil 2. Zamana bağlı cilt nemi değişimi
Korneometre ölçümlerine göre; krem uygulaması olmadığında ve krem uygulanacak bölgelerin ilk nem değerleri 60-61 arası değerlerdedir. Ancak, 30. dakikaya gelindiğinde en fazla nemliliğin 86 ile beşinci formül ile sağlandığı görülmektedir. En az nemlilik ise birinci formül ile elde edilmiştir.
1. saat ve 2. saat ölçümlerinde de 30. dakikada görülen sıralamalar gözlemlenmiştir. 5. Formülde yer alan Dimetikon 350 en yüksek viskoziteli silikondur ve yüksek viskoziteye sahip silikonun nemlendirmeye en fazla miktarda destek olduğu tespit edilmiştir.
Birinci formüldeki siklometikonun ise en düşük viskoziteye ve en uçucu yapıya sahip olması uzun süreçte nemlilik derecesini yüksek viskoziteli silikonlara azaltmaktadır.
TEWL Ölçümleri
TEWL cilt bariyer fonksiyonlarının göstergesidir ve TEWL’deki artış cilt bariyerinin fonksiyonunun azaldığını gösterir. 17 gönüllünün uygulama başlangıcında, uygulamadan 30 dakika sonra, 1 saat sonra ve 2 saat sonra transepidermal su kaybı (TEWL) ölçümlerinin ortalama değerleri Tablo 6 ve Şekil 3’te yer almaktadır.
Tablo 6. TEWL ölçüm sonuçları
Şekil 3. Zamana bağlı TEWL değişimi
Başlangıçta krem sürülmeyen ve krem uygulanacak bölgelerde yapılan TEWL ölçümlerindeki değerler 10- 12 arasında değişmektedir. Uygulama sonrası krem uygulanmayan bölgelerin değerleri10-11 g/m2sa aralığındayken; krem uygulanan bölgelerde 30. dakika ve sonrasında TEWL değerlerinde düşüşler gözlemlenmiştir.
En az düşüş birinci formülde, en fazla düşüş de beşinci formüldedir. 120 dakika sonrasında birinci formüldeki TEWL değeri 10.3 g/m2sa iken beşinci formülde 7.8 g/m2sa’dir. Silikonların su geçişini azaltmayıp, su kaybını azaltan yapısı viskozite artışı ile birlikte formülasyonlardaki nemlendirme etkisini de artırmıştır.
Tartışma
Silikonlar kimyasal yapısında bulunan Si-O bağları sayesinde formülasyonlarda yumuşak bir hissiyat verirken aynı zamanda transepidermal su kaybını azaltır ve cilt neminin artmasına katkıda bulunurlar.
Düşük viskoziteli silikonlar daha uçucu yapıda oldukları için yüksek viskoziteli silikon türevlerinin cilt nemi ve transepidermal su kaybı üzerindeki etkileri daha fazladır.
Bahar Kafadar
Kıdemli Ar-Ge Mühendisi
Evyap Sabun Yağ Gliserin
Sanayi ve Ticaret A.Ş.
Merve Yılmazer
Ar-Ge Mühendisi
Evyap Sabun Yağ Gliserin
Sanayi ve Ticaret A.Ş.
Burak Saka
Ar-Ge Kategori Müdürü
Evyap Sabun Yağ Gliserin
Sanayi ve Ticaret A.Ş.
Özlem Esen
Ar-Ge ve Kalite Grup Müdürü
Evyap Sabun Yağ Gliserin Sanayi
ve Ticaret A.Ş.
