Умный санскрин для защиты кожи создали в ТГУ

Химики Томского государственного университета разработали золь на основе диоксида церия — компонент, который может увеличить солнцезащитную и антиоксидантную активность косметики. В отличие от оксидов титана и цинка, которые традиционно используются в кремах, новая разработка не только защищает кожу от ультрафиолета, но и замедляет старение, нейтрализуя свободные радикалы.

Технология уже запатентована, ученые готовятся к масштабированию, подчеркнули в пресс-службе вуза.

Проект реализуется при поддержке Программы развития Томского государственного университета (Приоритет 2030) под руководством заведующей кафедрой неорганической химии ХФ ТГУ Людмилы Борило. В рабочую группу входят профессор кафедры неорганической химии ХФ ТГУ Светлана Кузнецова и аспирант ХФ ТГУ Александр Гордеев.

«Антиоксидантный УФ-фильтр используют в основе солнцезащитного крема, который не только блокирует ультрафиолет, но и нейтрализует свободные радикалы, предотвращая фотостарение, — рассказала Светлана Кузнецова. — Диоксид церия обладает уникальными свойствами: за счет антиоксидантной активности и фотопротекторных свойств он предотвращает солнечные ожоги, возникновение кожных новообразований, размножение бактерий и замедляет процесс старения за счет рекомбинирования радикалов кислорода на поверхности частиц диоксида церия».

По словам профессора, в солнцезащитных кремах используются как органические, так и неорганические УФ-фильтры. Органические УФ-фильтры содержат бензольные кольца с амино- или метоксигруппами, а также карбоксильные группы, которые поглощают УФ-излучение в диапазоне 250-340 нм. Такие вещества достаточно стабильны, но они могут проникать глубоко в кожу, образуя побочные продукты, и вызывать аллергические реакции. 

«Неорганические УФ-фильтры, такие как наночастицы оксида цинка и диоксида титана, отражают солнечный свет, защищая эпидермис. Они не вызывают раздражения или аллергии, что делает их подходящими даже для чувствительной детской кожи. Однако и у них есть недостатки: это фотокаталитическая активность и белый налет на коже, который выглядит непривлекательно. Разработанный нами УФ-фильтр на основе диоксида церия имеет светло-желтый цвет, фотокаталитической активностью не обладает, а солнцезащитные свойства проявляет не хуже, чем УФ-фильтры на основе диоксида титана и оксида цинка. При этом содержание диоксида церия на порядок ниже содержания диоксида титана и оксид цинка в составе золя. Это важно для экологической нагрузки на водоемы. Солнцезащитными кремами активно пользуются при загаре на пляже, крема легко смываются с кожи в природные воды (озера, моря, реки) при купании. В литературе уже встречаются работы, где исследователи находят частицы оксидов титана и цинка внутри рыб», — пояснила Светлана Кузнецова.

Разработанный в ТГУ УФ-фильтр проявляет антиоксидантную активность, которая превосходит активность витамина С. Кроме того, он препятствует размножению бактерий, включая золотистый стафилококк и кишечную палочку, что предотвращает риск возникновения гнойных воспалений на коже.

«На сегодняшний день мы продолжаем исследование свойств этого фильтра и совершенствуем состав, вводя добавки других редкоземельных элементов (РЗЭ). В зависимости от природы РЗЭ в структуре диоксида церия происходит замещение ими либо трехзарядных, либо четырехзарядных ионов церия. От этого зависит кислородная нестехиометрия полученных твердых растворов и, следовательно, их антиоксидантная активность, бактерицидная устойчивость при сохранении солнцезащитных свойств», — дополнила Светлана Кузнецова. 

Технология изготовления золя получила патент (№ 2834331) и технологический регламент. По мнению ученых, полученный золь можно использовать не только в косметике, но и добавлять его в лак и краску, что позволит сохранить цвет и защитить их от разрушения под воздействием света. Теперь ученые хотят масштабировать технологию и тестировать продукт совместно с промышленными партнерами.