Vortragsprogramm

Die wissenschaftliche Absicherung kosmetischer Wirkaussagen ist eine grundlegende regulatorische Anforderung. Ex-vivo-Hautexplantate des Menschen haben sich dabei als eines der vielseitigsten und biologisch aussagekräftigsten Werkzeuge für Wirksamkeitsbewertungen etabliert. Sie bieten die Authentizität echter menschlicher Haut unter kontrollierten Laborbedingungen und bilden eine wertvolle Brücke zwischen in-vitro-Screenings und klinischen Studien.
Diese Präsentation gibt einen Überblick über aktuelle Fortschritte in Prüfprotokollen, Hautmodellen und analytischen Methoden. Dazu gehören verfeinerte Ansätze zur Bewertung von Pigmentierung, schadstoffinduziertem Stress, DNA- und oxidativem Schaden sowie der Hautregeneration. Innovative Modellsysteme wie Perfex Vivo, psoriasiforme oder atopieähnliche Haut, sensitive-Skin-Neuro-Cutaneous-Co-Cultures, Kopfhaut-Explantate und Hypodermis-Modelle erweitern das Spektrum kosmetischer Wirksamkeitstests erheblich.
Hochmoderne Verfahren wie LC-OCT, Raman-Spektroskopie, fortgeschrittene 3D-Bildgebung und Elektronenmikroskopie erhöhen zusätzlich die Präzision und quantitative Aussagekraft. Insgesamt etablieren diese Entwicklungen ex vivo-Hautexplantate als robuste, reproduzierbare und ethisch nachhaltige Plattform für die moderne kosmetische Wirksamkeitsbewertung.

Collagen ist das am häufigsten vorkommende Protein in der Haut, das sowohl strukturelle als auch funktionelle Aufgaben hat und durch seine einzigartige Dreifachhelix charakterisiert ist. Neben der allgemein bekannten Rolle in der Hautstruktur, die der Haut vor allem ihre Festigkeit verleiht, werden bei der Interaktion zwischen Fibroblasten und der Collagenmatrix biochemische Signale übertragen, die für Gewebeintegrität und Regeneration unerlässlich sind. Deshalb verursachen Schäden an den Collagenen Funktionsstörungen in allen Hautschichten, nicht nur der Dermis.

Die überwiegende Zahl kosmetischer Wirkstoffe hat zum Ziel, die Collagensynthese anzukurbeln, oder bestehendes Collagen vor Abbauprozessen zu schützen. Mit der Collagen-Hybridisierungspeptid (CHP)- Technologie steht der pflegenden Kosmetik jetzt ein völlig neues Verfahren zur Verfügung, das nicht nur vorbeugend wirkt: Vorhandene, aber durch Alterungsprozesse geschädigte Collagenfasern können repariert werden.

Die Collagen-Hybridisierungspeptid (CHP)-Technologie stammt ursprünglich aus der bio-medizinischen Diagnostik und wird durch über 650 wissenschaftliche Publikationen gestützt. Sie ermöglicht die gezielte, hochspezifische Bindung von Peptiden an geschädigte Stellen der Collagenhelix. Ursprünglich wurden CHPs als Biomarker von geschädigtem Collagen entwickelt, z. B. nach einem Herzinfarkt, Fibrosen oder Krankheiten, bei denen die Collagentypen I, III, IV, V, VII oder XVII betroffen sind. Deren beschädigte, dreifachhelikalen Domänen können hochselektiv mit der CHP-Technologie markiert werden.

Diese Plattform eignet sich auch zur Herstellung einer neuen Klasse intelligenter Peptide, die in der kosmetischen Hautpflege eingesetzt werden können.

Der erste Vertreter einer Reihe solcher CHP-Peptide für die kosmetische Anwendung enthält eine weitere, sogenannte „Zell-Integrin-bindende“ Aminosäuresequenz. Sie sorgt für die Verknüpfung der Collagenfaser mit Fibroblasten und unterstützt auf diese Weise Signalwege zur Regeneration der extrazellulären Matrix in der Dermis, trägt aber zusätzlich nachweislich auch zur Regeneration der anderen Hautschichten bei. Die Reparatur geschädigten Collagens wurde in einer klinischen Studie belegt, bei der den Probandinnen Biopsien entnommen wurden. Im Schnitt wurde über 40% des hauteigenen, geschädigten Collagens repariert.

Rekombinante Kollagene haben in topischen Anti-Aging-Anwendungen eine überzeugende Wirksamkeit gezeigt, ihre hohe Molekülmasse wird jedoch weiterhin häufig als Hinweis auf eine begrenzte Nutzbarkeit durch die Haut interpretiert. Wir schlagen daher einen kosmetikorientierten Rahmen vor, in dem nützliche Hautkommensalen eine entscheidende ermöglichende Rolle spielen: Anstatt eine vollständige Penetration des intakten Makromoleküls vorauszusetzen, kann rekombinantes humanes Kollagen Typ XXI an der Hautoberfläche nach enzymatischer Verarbeitung durch mikrobiomabgeleitete Proteasen biologisch genutzt werden, indem kurze Signalpeptide entstehen. Durch Co-Inkubation mit Staphylococcus epidermidis und ergänzenden enzymatischen Verdauungssystemen sowie anschließende LC–MS/MS-Peptidomik, Sequenz-Mapping und bioinformatisch geleitetes Motiv-Mining etablierten wir eine Bibliothek mikrobiomgenerierter Kollagenfragmente und ordneten sie mehreren anwendungsrelevanten Entwicklungsrichtungen zu. Dazu gehörten die regenerative Reparatur der extrazellulären Matrix und eine sanfte postprozedurale Erholung, ein reparaturgestütztes Brightening und Tone-Evening bei UV-assoziierter Mattigkeit, die Unterstützung des Kopfhautmikromilieus und bruchbezogener Haarpflege sowie beruhigende Ansätze für orale und gingivale Alltagsirritationen. Konzeptionell stützen die Ergebnisse die Auffassung, dass große Biomoleküle nicht ausschließlich innerhalb des klassischen Penetrationsparadigmas bewertet werden sollten. Aus Sicht des Hautökosystems können Makromoleküle über Oberflächenbiotransformation, Reservoirverhalten, Fragmentfreisetzung und nachgeschaltete zelluläre Signalkaskaden genutzt werden, die durch nützliche Mikrobiota vermittelt werden. In diesem Sinne sollte Hautnutzung funktionell definiert werden und nicht nur über die transstratum-corneale Diffusion des unveränderten Ausgangsmoleküls. Der entscheidende Prüfstein ist, ob das kutane Oberflächenökosystem einen makromolekularen Vorläufer in zugängliche biologische Information übersetzen kann. Diese Logik dürfte über rekombinantes Kollagen hinaus auf weitere hochmolekulare Wirkstoffklassen übertragbar sein, die bereits topische Hautwirksamkeit gezeigt haben, darunter synthetisch-biologisch hergestellte Proteine, entwickelte ECM-Materialien und nukleinsäurebasierte Inhaltsstoffe. Der Workflow aus Mikrobiomforschung, Peptidomik und Bioinformatik liefert damit sowohl eine mechanistische Antwort auf die Makromolekül-Debatte als auch eine allgemeine Entdeckungsstrategie zur kosmetischen Nutzbarmachung großer bioengineerter Materialien.

Hintergrund:
Während die Effekte klassischer Hautpflegeformulierungen wie Emulsionen und Cremes gut untersucht sind, liegen für ölbasierte Produkte wie Massageöle bislang nur begrenzte wissenschaftliche Daten vor, insbesondere hinsichtlich ihrer Wirkung auf die ultrastrukturelle Organisation der Hautbarriere. Gleichzeitig ermöglichen neuartige analytische Methoden erstmals eine kombinierte Bewertung von Lipidzusammensetzung und lamellarer Organisation, wurden jedoch für solche Formulierungen bisher kaum eingesetzt.
Ziel:
Ziel dieser Studie war die Untersuchung des Einflusses eines Pflanzenöl-basierten Massageöls auf epidermale Barrierefunktion, Hydratation sowie Lipidzusammensetzung und -organisation im Stratum corneum im Vergleich zu unbehandelter Haut zu evaluieren.
Methoden:
In einer randomisierten, kontrollierten intraindividuellen Studie wurden 12 gesunde Probanden (Durchschnittsalter 47 Jahre) untersucht. Die Hautbarriere wurde durch eine 7-tägige Vorbehandlung mit einem SDS-haltigen Reinigungsprodukt gezielt gestört. Anschließend wurde ein Massageöl über 2 Tage zweimal täglich auf einen Unterarm appliziert, während der kontralaterale Arm unbehandelt blieb. Die Hydratation des Stratum corneum wurde mittels Corneometrie bestimmt. Die Analyse erfolgte mittels Lipbarvis®?TEM (ultrastrukturelle Organisation) und Lipbarvis®?LIP (Lipidzusammen-setzung).“
Ergebnisse:
Die Behandlung führte zu einer signifikanten Erhöhung der Hydratation (+29,1 %, p<0,001), einer deutlichen Zunahme der interzellulären Lipidlamellen (+116,6 %, p<0,001) sowie einem signifikanten Anstieg des Gesamtlipidgehalts (+17,2 %, p<0,001). Hierbei zeigten sich folgende Zunahmen bei den einzelnen untersuchten Lipiden: Cholesterol (+12%), Freie Fettsäuren (+27%), Ceramid EOS (+17% ), Ceramid AP (15%). Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, dass die getestete Pflanzenöl-basierte Formulierung die epidermale Barrierefunktion effektiv verbessern kann. Die kombinierte Methodik erlaubt erstmals eine umfassende ultrastrukturelle Charakterisierung dieser Effekte.

Celluloseacetat wird aus Cellulose hergestellt, die aus nachhaltig bewirtschafteten Wäldern stammt (PEFC-zertifiziert), und ist eines der am weitesten verbreiteten biobasierten Polymere aus erneuerbaren Quellen. Es wird in einem geschlossenen Kreislaufsystem hergestellt, in dem die Verarbeitungsmedien kontinuierlich zurückgewonnen und wiederverwendet werden, wodurch jegliche Freisetzung in die Umwelt verhindert wird. In kosmetischen Formulierungen zeichnen sich Celluloseacetat-Mikropulver durch ihr angenehmes Hautgefühl, ihren Soft-Focus-Effekt und ihre hohe biologische Abbaubarkeit aus (über 60 % in Süßwasser innerhalb von 60 Tagen, OECD 301B).

Darüber hinaus können Celluloseacetat-Mikropulver Emulsionen unter einer Vielzahl von Formulierungsbedingungen stabilisieren und ermöglichen so den Ersatz herkömmlicher niedermolekularer Tenside oder Emulgatoren.

Der Vortrag wird sich eingehender mit den Eigenschaften und Leistungsmerkmalen von Celluloseacetat-Mikropulver in Pickering-Emulsionen befassen. Die Teilnehmer erhalten Einblicke, wie Celluloseacetat sowohl das ökologische Profil als auch die Stabilisierung unkonventioneller Formulierungen verbessern kann.

Round Table Discussion