Нанотехнологии против белой маски: ученые нашли способ сделать минеральный солнцезащитный крем невидимым на коже

Минеральные солнцезащитные кремы печально известны тем, что оставляют на коже белый налет. Но теперь ученые обнаружили, что изменение формы наночастиц оксида цинка в формуле может помочь решить эту проблему.

Новая кристаллическая структура с четырьмя ответвлениями, известная как тетрапод, была описана в декабрьском выпуске журнала ACS Materials Letters. Она предотвращает слипание отдельных наночастиц, что одновременно повышает стабильность солнцезащитной формулы и создает более теплый оттенок, который лучше соответствует разнообразным тонам кожи.

Повреждение кожи ультрафиолетовым излучением солнечного света является ведущей предотвратимой причиной рака кожи в США, и дерматологи настоятельно рекомендуют ежедневно использовать солнцезащитные средства для минимизации риска.

В отличие от минеральных, химические солнцезащитные кремы впитываются в кожу и не оставляют налета. Однако многие люди предпочитают минеральные кремы, которые остаются на поверхности кожи, но их остатки после нанесения выглядят неприятно.

«Меня раздражало, как минеральный солнцезащитный крем выглядит на моей собственной коже, — заявила в пресс-релизе ведущий автор исследования Аджоа Адди, кандидат наук в области химической биологии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. — Моя мотивация во многом исходила из личного опыта использования минерального крема и борьбы с белым налетом и другими неприглядными эстетическими проблемами. Это приводило к тому, что я просто вообще переставала пользоваться солнцезащитным кремом».

В минеральных кремах используется меловой оксид цинка для поглощения вредного УФ-излучения. Такие продукты обычно изготавливаются в виде коллоидных материалов — суспензии мелких твердых частиц в водной или масляной основе. Однако эта взвешенная структура может создавать ряд практических проблем как для производителей, так и для потребителей, пояснила Кайра Седранск Кэмпбелл, бывший профессор химического машиностроения Шеффилдского университета, а ныне генеральный директор Kingston Street Consulting.

Например, взаимодействие между отдельными частицами в суспензии со временем приводит к образованию комков, что может проявляться в виде видимых белых полос при нанесении средства на кожу. Кроме того, «у них меньше срок годности, — добавила Седранск Кэмпбелл, не участвовавшая в новой работе. — Обычно сложнее поддерживать стабильность солнцезащитного крема, и гарантированная эффективность основана на том, когда состав находится в идеальном состоянии, поэтому давать те же гарантии, что и для химического крема, гораздо сложнее».

Адди и ее коллеги решили выяснить, может ли изменение формы наночастиц оксида цинка помочь решить эти проблемы без ущерба для солнцезащитных свойств.

Они использовали метод, известный как «пламенный синтез», который заключается в нагревании цинка с этанолом в печи для создания открытого пламени. Это создает четырехлучевые наночастицы, которые затем включаются в солнцезащитную формулу. Сканирующая электронная микроскопия, использующая пучок электронов для получения изображений образцов с высоким разрешением, показала, что эти новые частицы были крупнее, чем обычные сферические наноструктуры, но проявляли меньшую склонность к слипанию.

«Благодаря своей структуре эти частицы в форме тетраподов имеют распорки и образуют пористые сетки, вместо того чтобы сжиматься в комки, — пояснила Адди. — Они не могут плотно упаковываться и агрегировать, поэтому остаются равномерно распределенными в креме».

Что важнее всего, эта альтернативная форма не повлияла на защитные свойства крема. Солнцезащитные кремы широкого спектра действия должны защищать от двух диапазонов УФ-излучения: UVA (315–400 нм) и UVB (280–315 нм). Их экспериментальная формула эффективно поглощала оба диапазона и достигла солнцезащитного фактора около 30, что является стандартом для минеральных кремов.

Тестирование стабильности продукта также показало, что новая смесь была менее склонна к загустеванию или расслоению со временем по сравнению с формулами со стандартными сферическими частицами. Это означает, что она, вероятно, дольше сохранит свою высокую эффективность.

Но ключевой элемент успешного солнцезащитного крема заключается в том, чтобы люди действительно хотели его использовать. Белый налет, вызванный скоплением частиц оксида цинка в минеральных формулах, является постоянной жалобой среди потребителей в США и называется причиной, по которой многие люди, особенно с более темными тонами кожи, избегают этих продуктов. Новые структуры-тетраподы рассеивают видимый свет иначе, чем стандартные сферические частицы, создавая более теплый тон, который, вероятно, будет более приемлем для пользователей.

«Когда я наносила это на свою кожу, у меня не было того белого налета, который я обычно вижу с оксидом цинка, — поделилась Адди. — В тот момент я поняла, что это действительно может сработать».

От лаборатории до аптеки

Ориентация этого исследования на практическое применение «действительно захватывает» и имеет потенциал для реального влияния на рынок, считает Седранск Кэмпбелл. Следующие шаги будут включать тестирование профилей безопасности для человека и окружающей среды наночастиц-тетраподов, а также изучение возможности экономически эффективного масштабирования производства. Если эти этапы пройдут успешно, через несколько лет мы можем увидеть на полках магазинов минеральные солнцезащитные кремы, которые наконец-то перестанут напоминать грим и будут защищать кожу, оставаясь незаметными.

Эта статья носит исключительно информационный характер и не предназначена для предоставления медицинских рекомендаций.