Fullereny

Co to je

Fulleren C60 je molekula ze šedesáti atomů uhlíku uspořádaných do duté koule, která vypadá jako fotbalový míč. Její objev přinesl v roce 1996 Nobelovu cenu za chemii.

Z kosmetického hlediska je zajímavá jednou vlastností: na svém povrchu zachytává volné radikály, a to opakovaně. Odtud pochází přezdívka „radikálová houba“, kterou nese i jeden z komerčních derivátů.

Čistý C60 je ale nerozpustný ve vodě i ve většině olejů, takže se do kosmetiky musí dostat oklikou. Používají se dvě:

LipoFullerene (LF-SQ) – C60 rozpuštěný ve squalanu z olivového oleje, u nasyceného roztoku kolem 278 ppm

Radical Sponge – C60 uzavřený v polyvinylpyrrolidonu, čímž vznikne ve vodě rozpustný derivát s částicemi kolem 688 nanometrů

Je to nejvýrazněji „nanotechnologická“ složka v celém adresáři a v japonské kosmetice je zavedená víc než v evropské.

V EU je bez zvláštního regulačního omezení, ale jako nanomateriál podléhá povinnosti uvést ve složení označení „(nano)“, pokud kritéria pro nanomateriál splňuje.

Co dělá s pletí

Fulleren působí jako antioxidant jinak než vitamin C nebo E, a rozdíl je podstatný.

Běžný antioxidant se spotřebovává. Odevzdá elektron, sám se změní a musí být regenerován nebo doplněn.

Fulleren radikály váže na svůj povrch. Uhlíková klec se přitom chemicky nemění, takže může zachytit řadu radikálů po sobě. To je důvod, proč se popisuje jako účinnější a déle působící.

Z toho ale plynou dvě otázky, které je poctivé nechat otevřené:

Kam se poděje to, co zachytil? Molekula s navázanými radikály na pleti zůstává.

Nefunguje sama jako fotosenzibilizátor? U uhlíkových nanočástic je to legitimní obava, protože některé pod světlem samy tvoří reaktivní formy kyslíku. A právě tuhle otázku citovaný výzkum řeší přímo – s příznivým výsledkem.

A třetí věc, kterou stojí za to znát dřív než výsledky: koncentrace fullerenů v produktech jsou mimořádně nízké. Jak uvidíte, měření v komerční kosmetice je našlo v řádu mikrogramů na gram.

Co ukázal výzkum

Jediná klinická studie – a její dvě různá čtení. Randomizovaná, dvojitě zaslepená studie na párovaných polovinách obličeje, publikovaná v Journal of Nanoscience and Nanotechnology, zapojila 23 japonských žen průměrného věku kolem 39 let.

Osm týdnů si dvakrát denně nanášely na jednu polovinu obličeje krém s LipoFullerenem a na druhou identický krém se squalanem, ale bez C60. To je správná kontrola.

Hodnotilo se vizuálně, fotograficky a silikonovými replikami z okolí očí, analyzovanými optickou profilometrií. Měřila se také transepidermální ztráta vody, vlhkost rohové vrstvy a viskoelasticita.

Výsledky – a je nutné je číst oddělně:

Ve čtvrtém týdnu nebyl krém účinný.

V osmém týdnu byl významně účinnější než placebo (p < 0,05), bez závažných nežádoucích účinků. Krém zlepšil vlhkost pleti a tvorbu vrásek.

A teď věta, kterou v propagaci nikdy neuvidíte, přestože je v abstraktu:

Poměr plochy s drsností se u fullerenového krému významně zlepšil oproti nultému týdnu – ale mezi fullerenovým krémem a placebem nebyl zjištěn žádný významný rozdíl.

Jak to zařadit. Tohle je přesně ta situace, o které je řeč i u kyseliny lipoové a silymarinu, jen ještě zřetelnější. Nejobjektivnější měřený ukazatel – poměr plochy s drsností z profilometrie – rozdíl proti placebu neukázal. Zlepšil se pouze proti výchozímu stavu, což by se dalo čekat i po osmi týdnech používání samotného squalanového krému.

Autoři sami formulují závěr opatrně: LipoFullerene by mohl být použit jako aktivní složka. A dvacet tři žen je malý soubor.

Fotobezpečnost – nejlépe provedená část výzkumu. Práce publikovaná v Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters zkoumala derivát Radical Sponge na lidských keratinocytech HaCaT.

Nejdřív se ptala na riziko: buňky se opakovaně ozařovaly viditelným světlem o vlnových délkách 400 až 2000 nm (asi 19 800 luxů) v přítomnosti Radical Sponge o koncentraci 25 až 75 µM. Žádná fototoxicita se neprojevila proti neozářené kontrole.

Pak se ptala na přínos: proti UVA záření 30 J/cm² vykázal Radical Sponge při dávkách 10 až 40 µM výraznou ochranu buněk.

A teď nejzajímavější detail. Ochrana byla výraznější, když se látka nanesla před ozářením a těsně před ním se opláchla, než když se podávala během ozařování nebo po něm. To znamená, že jde o preventivní účinek, ne o léčebný a ani o clonění záření. Fulleren tedy buňku připraví, nestíní ji.

Samotný polyvinylpyrrolidon účinek neměl, takže nešlo o nosič. A závislost na dávce byla výhodnější než u VC-IP, tetraalkyl-esterifikovaného provitaminu C, který nad 20 µM ochranu ztrácel.

Kolik fullerenů v produktech vlastně je. Analýza publikovaná v Environmental Pollution změřila kapalinovou chromatografií s hmotnostní spektrometrií obsah C60 a C70 v pěti komerčních kosmetických výrobcích.

C60 byl zjištěn ve čtyřech z pěti produktů, v rozmezí 0,04 až 1,1 µg/g. C70 kvalitativně ve dvou vzorcích. Elektronová mikroskopie potvrdila, že C60 je uzavřený v polyvinylpyrrolidonu.

Autoři to shrnují prakticky: jedno použití (0,5 g) může obsahovat až 0,6 µg C60.

Jak to zařadit. To je řádově milióntina gramu na jednu aplikaci. Není to argument, že fulleren nefunguje – v buněčné práci stačily nízké koncentrace. Ale je to užitečné měřítko u složky, která se prodává jako technologický průlom.

Komu sedí a komu ne

Kdo hledá antioxidant s klinickými daty: vitamin C má nesrovnatelně víc. Fulleren má jednu studii na 23 ženách, jejíž objektivní ukazatel se od placeba nelišil.

Kdo se zajímá o novinky: fulleren je z antioxidantů mechanicky nejzajímavější – radikály váže, místo aby se spotřebovával.

Citlivá pleť: v citované studii bez závažných nežádoucích účinků a bez fototoxicity pod viditelným světlem.

Kdo se obává nanočástic: legitimní otázka. V EU platí povinnost označit nanomateriál ve složení jako „(nano)“, takže se to dá poznat.

Kdo se opaluje: ochrana proti UVA byla v buněčné práci preventivní, ne cloněná – fulleren nenahrazuje filtr.

Kdo řeší cenu: měření našlo v komerčních produktech 0,04 až 1,1 µg C60 na gram. U prémiové ceny stojí za to vědět, o jakém množství je řeč.

Těhotenství a kojení: data chybí; konzultovat.

S čím kombinovat

Fulleren se snese s většinou složek a nemá známé interakce.

Co dává smysl:

• Squalan – v citované klinické studii byl přímo nosičem a placebová strana obličeje dostávala právě jeho
• Opalovací krém ráno. Fulleren podle buněčné práce působí preventivně, ne jako clona
• Nanést ho ráno před expozicí, jde-li o preventivní účinek. To odpovídá tomu, jak byl v pokusu nejúčinnější
• Ostatní antioxidanty. Mechanismus je jiný, takže se nekonkurují

Co je zbytečné:

• Kupovat ho místo doložených složek. Objektivní ukazatel v jediné klinické studii se od placeba nelišil
• Očekávat od něj UV ochranu. Preventivní působení na buňky není totéž co pohlcení záření
• Vybírat podle slova „nano“ na obale jako podle známky kvality. Je to povinné označení, ne marketingový titul

A jedna poznámka k tomu, co ta studie vlastně říká o squalanu: placebová polovina obličeje se také zlepšila – natolik, že se od fullerenové v profilometrii nelišila. Squalanový krém sám o sobě není špatná volba.

Bezpečnost a regulace

Fullereny jsou v EU bez zvláštního regulačního omezení, ale pokud splňují kritéria nanomateriálu, musí být ve složení označené jako „(nano)“.

V citované klinické studii se u 23 žen po osmi týdnech dvakrát denní aplikace neobjevily závažné nežádoucí účinky.

Nejdůležitější bezpečnostní otázku – fototoxicitu – řeší citovaná buněčná práce přímo. Keratinocyty opakovaně ozařované viditelným světlem v přítomnosti Radical Sponge o koncentraci 25 až 75 µM nevykázaly žádnou fototoxicitu proti neozářené kontrole.

To je u uhlíkových nanočástic podstatný nález, protože obava, že by látka mohla pod světlem sama tvořit reaktivní formy kyslíku, je legitimní.

Tři poznámky:

Data jsou převážně z buněčných kultur a z jedné malé klinické studie. Dlouhodobá data o opakované expozici chybí.

Nanočástice a poškozená bariéra. Studie pracovaly s neporušenými modely; o průniku poškozenou kůží data nemám.

Těhotenství a kojení: data chybí; konzultovat.

Co bezpečnostním problémem není: naměřené množství v produktech. Analýza komerční kosmetiky našla 0,04 až 1,1 µg C60 na gram, tedy až 0,6 µg na jedno použití.

Kde ji najdete

V prémiových sérech a krémech, hlavně v japonské kosmetice.

V přípravcích proti stárnutí a v antioxidačních produktech.

V očních krémech – to je oblast, kterou citovaná klinická studie měřila.

Ve vlasové kosmetice okrajově.

Ve složení stojí jako Fullerenes, případně s dovětkem (nano), pokud kritéria nanomateriálu splňuje. Obchodní názvy LipoFullerene a Radical Sponge se objevují v reklamě, ne v INCI seznamu.

Vodítko k formě: pokud je fulleren ve squalanu, jde o LipoFullerene, tedy o přesně tu formu, která se testovala klinicky. Pokud je vedle něj polyvinylpyrrolidon, jde pravděpodobně o vodorozpustnou variantu z buněčných studií.

Časté mýty

„Klinická studie prokázala účinek fullerenu na vrásky.“ Zčásti. Krém byl v osmém týdnu významně účinnější než placebo, ale poměr plochy s drsností z profilometrie – nejobjektivnější měřený ukazatel – se od placeba významně nelišil. Zlepšil se jen proti výchozímu stavu.

„Je to 172krát silnější antioxidant než vitamin C.“ Taková čísla pocházejí z laboratorních testů v konkrétním systému. V buněčné práci byla závislost na dávce výhodnější než u jednoho derivátu vitaminu C – to je konkrétní srovnání, ale ne násobek přenositelný na pleť.

„Chrání pleť před UV zářením.“ V buněčné práci byla ochrana preventivní, ne cloněná – nejúčinnější byla, když se látka nanesla před ozářením a těsně před ním opláchla. Fulleren tedy filtr nenahrazuje.

„Uhlíkové nanočástice na pleti pod světlem škodí.“ U Radical Sponge se to nepotvrdilo: keratinocyty opakovaně ozařované viditelným světlem v jeho přítomnosti nevykázaly žádnou fototoxicitu.