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Tensioactivos catiónicos como nuevas soluciones conservantes sinérgicas

Los tensioactivos catiónicos son compuestos centrales de las formulaciones cosméticas y contribuyen a una amplia gama de funciones.

El uso de tensioactivos de amonio cuaternario (QAS), que se usan en productos para el cuidado del cabello, está limitado debido a posible citotoxicidad. La preservación mediante combinaciones de moléculas antibacterianas tiene varias ventajas, como reducir el nivel de uso y ampliar su espectro antimicrobiano.

Tensioactivos catiónicos

La función principal de los tensioactivos es la limpieza (principalmente mediante tensioactivos aniónicos); sin embargo, también son importantes para la formación de espuma y la viscosidad del producto. Además, los tensioactivos juegan un papel clave en el desempeño de los sistemas de solubilización y deposición utilizados para entregar moléculas activas en el cabello.

Los tensioactivos catiónicos se utilizan para fines muy diferentes a los tensioactivos aniónicos, ya que no son eficaces como detergentes aniónicos en sistemas de limpieza. Sin embargo, tienen una mayor afinidad por diversas superficies, como la piel y el cabello, que están cargadas negativamente. Por lo tanto, se encuentran principalmente en acondicionadores, típicamente cloruro de cetiltrimonio o cloruro de estearalconio. A un pH por encima del punto isoeléctrico del cabello (pH 3,67) los tensioactivos catiónicos se unen a las cargas negativas de la queratina; con sus cabezas catiónicas cerca de los sitios cargados negativamente en la superficie de la fibra y su cola hidrófoba orientada lejos de la fibra. Esto da como resultado una capa hidrófoba de la fibra, que es suave y fácil de peinar.

Propiedades antimicrobianas

Varios tensioactivos catiónicos también son reconocidos por sus propiedades antimicrobianas. Su acción se basa generalmente en su capacidad para romper la membrana bacteriana cargada negativamente a través de interacciones electrostáticas e hidrófobas. La conservación de las formulaciones cosméticas es una tarea vital para proteger el producto contra la contaminación durante la fabricación, el almacenamiento y el uso. La contaminación microbiológica puede provocar el deterioro de los productos cosméticos y, en última instancia, provocar la infección de los consumidores por los microorganismos.

Algunos de los principales tensioactivos catiónicos antimicrobianos son los tensioactivos de amonio cuaternario (QAS). Estos son moléculas anfifílicas con un grupo de cabeza polar de amonio cuaternario cargado positivamente y una o dos cadenas no polares unidas a él.
En cosmética, los QAS como el cloruro de bencetonio, el cloruro de estearalconio y el cloruro / bromuro de cetrimonio (cetrimida); se han utilizado en limpiadores faciales, tratamientos para el acné, cremas y lociones de protección solar, humectantes, acondicionadores para el cabello, tintes y productos de peinado.

La mayoría de los tensioactivos de amonio cuaternario tradicionales alteran indiscriminadamente las biomembranas, independientemente del tipo de célula, mostrando algunos efectos secundarios tóxicos. Por lo tanto, se han dedicado grandes esfuerzos a desarrollar tensioactivos antimicrobianos altamente eficientes para minimizar sus dosis y reducir la estimulación selectiva de las bacterias, reduciendo así significativamente su toxicidad.

Se encontró que la incorporación de grupos biocompatibles, como aminoácidos, amidas o ciclodextrina, reduce la citotoxicidad de los tensioactivos catiónicos.

Tensioactivos catiónicos naturales

Estudio de conservantes cosméticos

Un estudio muestra que la concentración de algunos conservantes cosméticos ampliamente utilizados puede reducirse cuando se combinan con cantidades muy pequeñas de QAS, es decir, Polyquaternium-80 (P-80) y / o cloruro de didecil dimetilamonio (DDAC). La actividad antimicrobiana de sus mezclas se evaluó primero determinando la concentración inhibitoria mínima (MIC) antes y después de la adición de QAS. Siguiendo este hallazgo y apuntando a una mezcla antimicrobiana óptima para el consumidor, pero con una seguridad óptima, se utilizó el conservante de grado alimenticio Maltol como el principal agente antimicrobiano de origen natural. Este se probó mezclado con concentraciones mínimas de QAS para mejorar sus propiedades antimicrobianas moderadas.

La susceptibilidad de Escherichia. coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Candida albicans y Aspergillus brasiliensis, se determinó utilizando el ensayo de MIC. Las moléculas catiónicas antibacterianas más eficaces se mezclaron adicionalmente con conservantes cosméticos comunes. Así se probaron en cantidades catalíticas para investigar si estas combinaciones exhiben propiedades antimicrobianas mejoradas.

Modo de acción provisional y conclusiones

Los antimicrobianos catiónicos DDAC o P-80 interactúan inicialmente con la pared celular del microorganismo desplazando estos cationes divalentes. Se supone que el maltol actúa como un quelante que puede perturbar la estructura de la membrana mediante el secuestro de los cationes metálicos estabilizadores. Otras interacciones de los tensioactivos catiónicos con la bicapa lipídica dependen de la naturaleza específica de la molécula antimicrobiana, principalmente la longitud de la cadena n-alquilo.

Las moléculas conservantes combinadas pueden romper la membrana, aumentando así su fluidez. Permitiendo además la liberación de elementos intracelulares vitales, lo que conduce a la muerte celular del microbio. Las combinaciones de conservantes y compuestos convencionales ampliamente utilizados con actividad antimicrobiana fueron menos efectivas en el ensayo de CMI en comparación con concentraciones adicionales mínimas de DDAC y / o P- 80.

Se demostró una protección antimicrobiana eficaz principalmente para las combinaciones de origen natural Maltol / QAS basadas en MIC y resultados de desafío. Las cantidades catalíticas de QAS especialmente seleccionados fueron suficientes para crear mezclas de conservantes novedosas, sinérgicas y de base natural. Estas muestran una alta eficacia antimicrobiana, mientras se mantiene un bajo nivel de uso en el producto cosmético terminado.

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