Hümektan (Nemlendirici) Özellik Gösteren Gliserin

24.01.2019

Hümektan (Nemlendirici) Özellik Gösteren Gliserin, Propilen Glikol ve Sorbitolun Cilt Üzerindeki Etkileri ve Farkları

Özet

Nemlendiriciler kozmetik dünyasında oldukça önemli ürünlerdir. Kullanım amaçları ciltteki su kaybını engelleyip, cildin kurumasını önlemektir. Nemlendirici gruplarından hümektanlar geniş bir kullanım alanına sahiptir. Gliserin (gliserol), sorbitol ve propilen glikol önemli organik hümektanlardır. Bu üç hümektan farklı kullanım miktarlarına ve uygulama alanlarına sahiptir. Bu çalışmada üç farklı hümektanın uygulama alanları, cilt üzerindeki etkileri ve su tutma kapasiteleri incelenmiştir. Gliserin yüksek higroskopisite ve cilt gelişimi üzerindeki olumlu etkisi sebebiyle daha geniş bir kullanım alanına sahiptir.

Giriş

Nemlendiriciler üzerine ilk araştırmalar 1950’li yıllara rastlamaktadır. Nemlendiriciler cilt yüzeyini ve saçları daha nemli ve istenilen koşullara getirmeye yardımcı olan maddelerdir ve derinin en üst tabakası Stratum korneumunu nemlendirerek işlev görürler. Ancak etki mekanizması kimyasalın yapısına ve uygulanan yüzeye göre farklılık gösterebilir. Davranış mekanizmalarına göre dört farklı grupta incelenirler. Bu farklı gruplar Şekil 1’de verilmektedir [1]. Nemlendiriciler yaygın olarak yalnız kullanılsalar da gliserin (gliserol), propilen glikol, sorbitol ve kombinasyonları şeklinde formüllerde %2-10 arası kullanılmaktadırlar [2].

Şekil 1. Nemlendiricilerin sınıflandırılması

Hümektanlar cilt ve saçtaki etkilerinden farklı amaçlarla da formülasyonlarda kullanılırlar. Ürünlerin donma noktasında ve bazı bileşiklerin çözünürlüğüne de etki ederler. Ürünlerin viskozitesini artırırlar, suyun evaporasyonunu geciktirirler, koruyucu ve emülsiyon stabilizatörü gibi davranırlar. Ayrıca, belirli polimerin filmlerini plastikleştirmeye yardımcı olmalarında dolayı ürünlerin içerisine yağlar ya da esansların çözündürülmesi için kullanılır. Ancak, birçok materyal nemlendirici özellik ortaya koymasına rağmen çoğu nemlendirici ajan olarak kullanıma uygun değildir. İdeal bir hümektandan istenilen birçok özellik vardır ve bu özellikler Tablo 1’de özetlenmiştir [3].

Tablo 1. İdeal bir hümektanın özellikleri [4]

Hümektanlar inorganik, metal-organik ve organik olarak Şekil 2’deki gibi sınıflandırılırlar. İnorganikler dışında, diğer materyaller kişisel bakım formülasyonlarında kullanılmak üzere kapsamlı bir şekilde bulunurlar. Nemlendirici

Şekil 2. Hümektanların sınıflandırılması

Kozmetikte Yaygın Olarak Kullanılan Organik Hümektanlar: Gliserin, Propilen Glikol ve Sorbitol

Gliserin, propilen glikol ve sorbitolun fiziksel özellikleri Tablo 2’de özetlenmiştir.

Tablo 2. Gliserin, propilen glikol ve sorbitolun fiziksel özellikleri

Gliserin kozmetik uygulamalarda yaygın olarak kullanılan ve trihidrik alkol yapısına sahip bir hümektandır. Renksiz, kokusuz, viskoz bir sıvıdır ve çoğu koşul altında stabildir. Hoş tat ve kokusundan dolayı gıda ve kozmetik uygulamalarında kullanılmaktadır. Toksik özellik göstermez, sindirilebilir ve çevre dostudur. Çok yönlü bir kimyasal olan gliserin, hidroksil gruplarının derecesinden ve yüksek higroskopik özelliğinden dolayı iyi bir hümektandır. Ancak gliserin kullanımındaki başlıca sorun, kullanıldığı krem ve losyonlarda yapışkanlığa sebebiyet vermesidir. Bu problemi çözmek için gliserin miktarı optimum düzeyde tutulmalı ya da sorbitol ve benzeri diğer hümektanlarla kombinasyon oluşturarak kullanılmalıdır [5]. Su içermeyen makyaj ürünlerinde ise gliserinin hümektan özelliğinin yanında ürünün bütünlüğünü sağlama görevi de bulunmaktadır. Antimikrobiyal etkisi de bulunmaktadır. Dolayısıyla, kullanım alanları oldukça fazladır. Propilen glikol kişisel bakım formülasyonlarında kullanılan en yaygın ikinci nemlendiricidir. Şeffaf, kokusuz, viskoz ve gliserin gibi suda çözünür sıvı bir hammaddedir. Propilen glikol acı bir tada sahiptir, bu sebeple dudak parlatıcısı ve ağız bakım ürünlerinde kullanımı kısıtlıdır. Sorbitol heksahidrik bir alkoldür, toksik değildir, FDA tarafından gıda katkı maddesi olarak GRAS sınıfındadır. Yüz ve gözde irritasyona sebep olmaz. Gliserin, propilen glikol ve sorbitolun kimyasal yapıları Şekil 3’teki gibidir. Sorbitol krem ve losyonlarda kısmen ya da tamamen gliserin yerine kullanılabilir. Ancak sorbitolun alkolde az çözünmesi ve organik solventlerde çözünmemesinden dolayı kozmetik ürünlerde kullanımı kısıtlıdır. Nemlendirici

Şekil 3. Gliserin, propilen glikol ve sorbitolun kimyasal yapıları

Hümektanların cilt üzerindeki etkileri incelenirken bağıl nem ve sıcaklık gibi parametreler dikkate alınmalıdır. Aynı hümektanın farklı sıcaklık ve bağıl nem değerlerinde su tutma kapasitesi değişken olabilmektedir. Tablo 3’te gliserin, propilen glikol ve sorbitol için su tutma kapasiteleri verilmiştir. %76 bağıl nemde üç hümektan karşılaştırıldığında en fazla gliserinin su tutma kapasitesine sahip olduğu görülmektedir [6]. Gliserin propilen glikole göre yaklaşık 1.35 kat, sorbitole göre ise yaklaşık 4 kat daha fazla su bağlama kapasitesine sahip olduğu için krem ve losyonlarda daha fazla kullanım alanına sahiptir [7]. Yine de gliserinin cilt üzerindeki etkisi kadar eklendiği ürüne olan etkisi de önemlidir. Katı sabunda seyreltilmemiş gliserin kullanıldığında su içeriği kaybını önemli derecede azalttığı görülmektedir. Griffin ve arkadaşlarının yaptığı çalışmada ise %20 gliserin içeren o/w bir emülsiyonda %95’ten az ortam bağıl neminde su kaybının olduğu belirtilmiştir. Su bazlı ürünler hava ile temas ettiğinde, hümektanların suyu alıkoymasına etken olan şey su seviyesini dengelemesi değil, su kaybını yavaşlatması veya ertelemesidir. Sabun bazlı diğer bir krem formülasyonunda ise zayıf bir hümektan olmasına rağmen sorbitolun gliserin ve propilen glikole göre su kaybını daha fazla azalttığı ifade edilmektedir. %2 sorbitol ve %30 ortam bağıl neminde bile su kaybı 30 dakika ve 48 saat arasında değişen periyotta %10-50 oranında azalmıştır. Bu yüzden anyonik ve non-iyonik formülasyonlarda farklı sonuçlar da kimi zaman elde edilebilmektedir [8].

Tablo 3. Farklı bağıl nemlerde hümektanların su tutma kapasiteleri

Sloan ve Labuza [9] tarafından yapılan çalışmada farklı konsantrasyonlarda su ile karıştırılan hümektanların su aktivitesi Tablo 4’teki gibidir. Su aktivitesinin düşük olması su ile hümektanın kimyasal etkileşime girmiş olmasının sonucudur. Gliserinin belirli bir su aktivitesinde daha düşük konsantasyonlarda kullanımı gözlemlenmektedir. Ancak su bağlama kapasitesinin yanında hümektanların aynı zamanda suyu cilde absorbe etme kapasiteleri de önemli bir performans değerlendirme kriteri olmalıdır. Bu anlamda propilen glikol değerleri gliserine yakın görünse de gliserinin cilt yapısında da yüksek oranda bulunduğu, propilen glikolün ise sentetik ve uçucu yapıda olduğu göz önünde bulundurulmalıdır. Gliserin sentezi pilosebasöz birimde Aquaporin-3 denilen kanallarda regüle edilmektedir. Gliserin stratum korneumdaki lipitlerin sıvıdan katı hale geçmesini engeller ve bu şekilde cilt bariyer özelliklerini geliştirir.

Tablo 4. 23˚C’de farklı hümektanların su aktiviteleri(aw)

Guillot ve arkadaşlarının [10] yaptığı çalışmada 15 glikol, sorbitol ve gliserini de kapsayan 26 kozmetik ürünün oküler ve cilt irritasyonuna etkileri değerlendirilmiştir. Gliserin hem %100 hem de %20 konsantrasyonda iken oldukça düşük irritasyona sebep olmuştur. Bisset ve McBride [11] tarafından yapılan çalışmada in vivo olarak farklı gliserin konsantrasyonlarının domuz cildindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda Epidermis ve Stratum Korneum’da maksimum iyileşme %20-40 gliserin seviyelerinde meydana gelmiştir. Diğer bir çalışmalarında ise farklı gliserol konsantrasyonlarının insan cildindeki etkisi incelenmiştir. Çalışma kış ayında yapılmıştır ve 25-55 yaş aralığındaki kadınların ve erkeklerin alt bacağında kuru cilde gliserin uygulanmıştır. Çalışma sonucunda %20 gliserin düzeyine kadar maksimum bir artış meydana gelirken, sonrasında belirgin bir artış olmamıştır. Domuz ve insan cilt yapılarının benzerliği göz önünde bulundurulduğunda yapılan çalışmalarda da nemlendirme derecesi açısından benzer bir eğilim görüldüğü ise Şekil 4’te belirtilmiştir [11].

*İki haftalık uygulama sonucu ciltte gelişme oranı (referans olarak su kullanılmıştır).

Şekil 4. Gliserinin insan ve domuz cildindeki etkileri [11]

Birçok poliollerin de cilt üzerindeki nemlendirici etkisini incelemek amacıyla domuz derisinde çalışmalar yapılmıştır. Etilen glikol, propilen glikol ve 1,3-propandiol cilt üzerinde uzun ömürlü yararlı bir etki sağlamamıştır. Bunun sebebi bu sıvıların uçucu olup kolaylıkla ciltten buharlaşmasıdır. Sorbitol, ksilitol ve eritritol gibi polioller sadece marjinal bir fayda sağlamışlardır. Bu katılar su buharlaştığında cilt yüzeyinde kristalize olma eğilimindedirler [8]. Sağlıklı ve alerjik ciltlerde yapılan çalışmalarda %20 konsantrasyonunda gliserin herhangi bir irritasyon ya da hassasiyet oluşturmamaktadır. Ancak propilen glikol sağlıklı ciltlerde %10 ve alerjik ciltlerde %2 seviyesinde iken irritasyon ve hassasiyet yaratabilmektedir [6].

Sonuç

Sorbitol ve propilen glikol gibi polioller kristal ve uçucu sıvılar olduklarından dolayı uzun vadede etkili değildirler. Sorbitol cilt üzerinde tek başına kullanılmadığı gibi gliserin ile beraber kullanılmaktadır. Sorbitol, gliserin ve propilen glikole göre düşük higroskopisitiye sahip olmasından ve propilen glikolün %10 gibi düşük konsantrasyonlarda sağlıklı cilt üzerinde irritasyon ve hassasiyete sebep olabilecek olmasından dolayı gliserin bu iki hümektana göre çok daha etkili ve geniş kullanıma sahiptir. Sonuç olarak, gliserin higroskopik olması ve uçucu olmamasından dolayı cilt üzerinde çok daha etkili bir hümektandır. Merve Yılmazer / Ar-Ge Mühendisi / Evyap Sabun Yağ Gliserin Sanayi ve Ticaret A.Ş. Bahar Kafadar / Kıdemli 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.