ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ Εργαστήριο Φαρμακευτικής Τεχνολογίας

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ Εργαστήριο Φαρμακευτικής Τεχνολογίας"

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗΣ Εργαστήριο Φαρμακευτικής Τεχνολογίας ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΣΥΜΒΟΛΗΣ ΤΩΝ ΝΑΝΟΓΑΛΑΚΤΩΜΑΤΩΝ ΣΤΗ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΝΔΟΔΕΡΜΙΚΗ ΔΙΕΙΣΔΥΣΗ ΤΟΥ ΦΙΛΤΡΟΥ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ AVOBENZONE ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΧΑΜΑΛΑΚΗ ΧΡΥΣΟΥΛΑ ΦΑΡΜΑΚΟΠΟΙΟΣ

2 ΠΑΤΡΑ, Ιούνιος 2016 ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ: Χατζηαντωνίου Σοφία Επίκουρη Καθηγήτρια, Τμήμα Φαρμακευτικής, Πανεπιστήμιο Πατρών (ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ) Αυγουστάκης Κωνσταντίνος Καθηγητής, Τμήμα Φαρμακευτικής, Πανεπιστήμιο Πατρών Κλεπετσάνης Παύλος Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Φαρμακευτικής, Πανεπιστήμιο Πατρών

3

4 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΔΕΡΜΑ 1.1 Δέρμα Γενικά στοιχεία 1.2 Δέρμα Δομή Επιδερμίδα Συστατικά στοιχεία της επιδερμίδας Η Χοριο-επιδερμική ένωση Χόριο ή κυρίως δέρμα Υποδόριος ιστός (subcutaneous tissue) 1.3 Άλλα συστατικά στοιχεία του δέρματος 1.4 Αγγεία και νεύρα Αγγεία του δέρματος Νεύρα του δέρματος 1.5 Κεράτινα όργανα του δέρματος 1.6 Αδένες του δέρματος 1.7 Λειτουργίες του δέρματος ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ 2.1 Κολλοειδείς διασπορές- Γενικά χαρακτηριστικά Ηλεκτρικές ιδιότητες των κολλοειδών σωματιδίων 2.2 Γαλακτώματα- Γενικά Βασικές αρχές δημιουργίας γαλακτωμάτων Μέθοδος παρασκευής Μορφοποίηση των γαλακτωμάτων Ελαιώδης φάση Αναλογία φάσεων Συνοχή Αντιμικροβιακό μέσο Αφρισμός 2.3 Συστατικά γαλακτωμάτων Λιπαρά Συστατικά λιπαρών Τριγλυκερίδια I

5 2.3.2 Γαλακτωματοποιητές Κατηγορίες γαλακτωματοποιητών Οι πρωτεΐνες ως γαλακτωματοποιητές Γαλακτωματοποιητές μικρού μοριακού βάρους Λεκιθίνη 2.4 Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός γαλακτωμάτων Έλεγχος τύπου γαλακτώματος Προσδιορισμοί σταθερότητας γαλακτωμάτων 2.5 Σταθερότητα γαλακτωμάτων Θερμοδυναμική σταθερότητα Κινητική σταθερότητα Μηχανισμοί αποσταθεροποίησης γαλακτωμάτων Ωρίμανση κατά Ostwald (Ostwald Ripening) Κρεμοποίηση/ Αποκορύφωση (Creaming) Κροκίδωση (Flocculation) Συνένωση (Coalescence) Αναστροφή Φάσεων (Phase Inversion) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΝΑΝΟ-ΓΑΛΑΚΤΩΜΑΤΑ 3.1 Νανοτεχνολογία 3.2 Μικρο- και νανογαλακτώματα 3.3 Νανογαλακτώματα Φυσικές Ιδιότητες Νανογαλακτωμάτων Τεχνικές σχηματισμού νανογαλακτωμάτων Υπέρηχοι Μικρορευστοποίηση (Microfluidization) Χρήση νανογαλακτωμάτων στα Καλλυντικά ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΥ ΓΑΛΑΚΤΩΜΑΤΩΝ 4.1 Οπτική Μικροσκοπία (Optical Microscopy) 4.2 Σκέδαση του φωτός (Light Scattering) Μέτρηση του μεγέθους σωματιδίων με σκέδαση του φωτός Στατική σκέδαση φωτός (Static Light Scattering, SLS) Δυναμική σκέδαση φωτός (Dynamic Light Scattering, DLS) II

6 4.2.4 Ηλεκτροφορητική σκέδαση φωτός (Electrophoretic Light Scattering, ELS) 4.3 Φασματοσκοπία μοριακής απορρόφησης υπεριώδους ορατού (UV-Vis) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΥΠΕΡΙΩΔΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΚΑΙ UV-ΦΙΛΤΡΑ 5.1 Ηλιακή ακτινοβολία 5.2 Υπεριώδης ακτινοβολία 5.3 Επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας στο δέρμα Ευεργετικές επιδράσεις υπεριώδους ακτινοβολίας Επιβλαβείς συνέπειες υπεριώδους ακτινοβολίας 5.4 Προστασία του δέρματος από την υπεριώδη ακτινοβολία Φυσικοί μηχανισμοί άμυνας του δέρματος έναντι της υπεριώδους ακτινοβολίας Τεχνητή φωτοπροστασία- Αντιηλιακά σκευάσματα Αντιηλιακά φίλτρα υπεριώδους ακτινοβολίας Οργανικά φίλτρα υπεριώδους ακτινοβολίας Μηχανισμός δράσης φίλτρων Φωτοσταθερότητα φίλτρων Συνδυασμός φίλτρων υπεριώδους ακτινοβολίας Avobenzone Μελέτη του φίλτρου Avobenzone Φωτοσταθερότητα Avobenzone και συνδυασμοί φίλτρων Octinoxate Octyl Triazone Εγκλωβισμός αντιηλιακών φίλτρων σε νανογαλακτώματα ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1.Υλικά 2. Οργανολογία 3. Παρασκευή συμβατικών γαλακτωμάτων και νανογαλακτωμάτων χωρίς UVφίλτρα (μάρτυρες) 3.1 Παρασκευή συμβατικών γαλακτωμάτων χωρίς UV-φίλτρα 3.2 Παρασκευή νανογαλακτωμάτων χωρίς UV-φίλτρα 4. Παρασκευή συμβατικού γαλακτώματος και νανογαλακτώμτος με UV-φίλτρα 4.1 Παρασκευή συμβατικού γαλακτώματος με UV-φίλτρα 4.2 Παρασκευή νανογαλακτώματος με UV-φίλτρα III

7 5. Χαρακτηρισμός γαλακτωμάτων 5.1 Έλεγχος γαλακτωματοποίησης - Παρατήρηση στο οπτικό μικροσκόπιο 5.2 Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός γαλακτωμάτων Προσδιορισμός μεγέθους σωματιδίων συμβατικών γαλακτωμάτων Προσδιορισμός μεγέθους σωματιδίων νανογαλακτωμάτων Προσδιορισμός ζ- δυναμικού νανογαλακτωμάτων Ποσοτικός προσδιορισμός του φίλτρου Avobenzone Κατασκευή πρότυπης καμπύλης αναφοράς για ποσοτικό προσδιορισμό Avobenzone 5.3 Μελέτη σταθερότητας γαλακτωμάτων 5.4 Μελέτη επίδρασης του φορέα στη χημική σταθερότητα του φίλτρου Avobenzone Ακτινοβόληση συμβατικού και νανογαλακτώματος με UV-φίλτρα 5.5 Προσδιορισμός βάθους διέλευσης Avobenzone με αυτοκόλλητες ταινίες Τεχνική αποκόλλησης ταινίας (tape stripping) Πρωτόκολλο εφαρμογής του Tape Stripping Ποσοτικός προσδιορισμός Avobenzone στις αυτοκόλλητες ταινίες ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 6.1 Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός σωματιδίων διασπορών των μαρτύρων Οπτικό μικροσκόπιο Κατανομή μεγέθους σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών γαλακτωμάτων Έλεγχος του μεγέθους και του ζ-δυναμικού των διεσπαρμένων σωματιδίων των νανογαλακτωμάτων 6.2 Μελέτη σταθερότητας Φυγοκέντρηση Επιταχυνόμενη γήρανση Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός Φύλαξη σε διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης Κατανομή μεγέθους σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών και των νανογαλακτωμάτων 6.3 Επιλογή σταθερότερης αναλογίας για τον εγκλωβισμό των φίλτρων UV ακτινοβολίας IV

8 7.1 Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός σωματιδίων διασπορών των γαλακτωμάτων με UV-φίλτρα Οπτικό μικροσκόπιο Κατανομή μεγέθους σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του συμβατικού γαλακτώματος Έλεγχος του μεγέθους και του ζ-δυναμικού των διεσπαρμένων σωματιδίων των νανογαλακτωμάτων 7.2 Ποσοτικός προσδιορισμός του φίλτρου Avobenzone 7.3 Μελέτη σταθερότητας Φυγοκέντρηση Επιταχυνόμενη γήρανση Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός Ποσοτικός προσδιορισμός Avobenzone Φύλαξη σε διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης Κατανομή μεγέθους σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών και των νανογαλακτωμάτων Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone στα γαλακτώματα Αξιολόγηση της φυσικοχημικής σταθερότητας του συμβατικού και του νανογαλακτώματος που περιέχουν το φίλτρο Avobenzone μετά από ακτινοβόληση Οπτική παρατήρηση των δειγμάτων Κατανομή μεγέθους σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του νανογαλακτώματος Ποσοτικός προσδιορισμός του φίλτρου Avobenzone 7.4 Αξιολόγηση του βάθους διέλευσης του φίλτρου Avobenzone in-vivo με αυτοκόλλητες ταινίες Ποσοτικός προσδιορισμός του φίλτρου Avobenzone στις διαφορετικές στιβάδες του δέρματος στα προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ V

9 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1. Εύρος τιμών HLB και αντίστοιχη εφαρμογή γαλακτωματοποιητών Πίνακας 2. Κύρια ταξινόμηση UV ακτινοβολίας Πίνακας 3. Κύρια Φίλτρα UV- ακτινοβολίας εγκεκριμένα στις Η.Π.Α. Πίνακας 4. Κατάλογος επιτρεπόμενων στα καλλυντικά προϊόντα UV-φίλτρων Πίνακας 5. Φίλτρα UV ακτινοβολίας σε αντιηλιακά καλλυντικά σκευάσματα και οι επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις τους σε διάφορα μέρη του κόσμου Πίνακας 6. Δοκιμαστικές αναλογίες (Ι) και (ΙΙ) των τριγλυκεριδίων για τη σύνθεση του γαλακτώματος Πίνακας 7. Δοκιμαστικές αναλογίες (Ι) και (ΙΙ) των φίλτρων για τη σύνθεση του γαλακτώματος Πίνακας 8. Αναλογίες συστατικών για τη σύνθεση των τριών γαλακτωμάτων Πίνακας 9. Συγκέντρωση και απορρόφηση του φίλτρου Avobenzone σε πρότυπα διαλύματα Οξικού Αιθυλεστέρα Πίνακας 10. Συγκέντρωση και απορρόφηση του φίλτρου Avobenzone σε πρότυπα διαλύματα Οξικού Αιθυλεστέρα Πίνακας 11. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών γαλακτωμάτων μετά από επιταχυνόμενη γήρανση Πίνακας 12. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των νανογαλακτωμάτων μετά από επιταχυνόμενη γήρανση Πίνακας 13. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών γαλακτωμάτων σε διαφορετικές συνθήκες φύλαξης Πίνακας 14. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των νανογαλακτωμάτων σε διαφορετικές συνθήκες φύλαξης Πίνακας 15. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του συμβατικού γαλακτώματος μετά από επιταχυνόμενη γήρανση Πίνακας 16. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του νανογαλακτώματος μετά από επιταχυνόμενη γήρανση Πίνακας 17. Μελέτη χημικής σταθερότητας του ενσωματωμένου φίλτρου Avobenzone στο συμβατικό και στο νανογαλάκτωμα μετά από επιταχυνόμενη γήρανση Πίνακας 18. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του συμβατικού γαλακτώματος σε διαφορετικές συνθήκες φύλαξης VI

10 Πίνακας 19. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του νανογαλακτώματος σε διαφορετικές συνθήκες φύλαξης Πίνακας 20. Μελέτη χημικής σταθερότητας του ενσωματωμένου φίλτρου Avobenzone στο συμβατικό και στο νανογαλάκτωμα σε διαφορετικές συνθήκες φύλαξης Πίνακας 21. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του νανογαλακτώματος μετά από ακτινοβόληση Πίνακας 22. Μελέτη χημικής σταθερότητας του ενσωματωμένου φίλτρου Avobenzone στο συμβατικό και στο νανογαλάκτωμα μετά από ακτινοβόληση Πίνακας 23. Ποσοτικός προσδιορισμός Avobenzone Πίνακας 24. Ποσοστό βάθους κεράτινης στιβάδας που φθάνει το φίλτρο Avobenzone του συμβατικού και του νανογαλακτώματος Πίνακας 25. Αξιολόγηση διείσδυσης του φίλτρου Avobenzone στα στρώματα της κεράτινης στιβάδας σε βάθος χρόνου 2 ωρών VII

11 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ Διάγραμμα 1. Πρότυπη καμπύλη Avobenzone σε οξικό αιθυλεστέρα Διάγραμμα 2. Πρότυπη καμπύλη Avobenzone σε οξικό αιθυλεστέρα Διάγραμμα 3. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 2/1 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Διάγραμμα 4. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Διάγραμμα 5. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Διάγραμμα 6. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 1/2 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Διάγραμμα 7. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Διάγραμμα 8. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Διάγραμμα 9. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) Διάγραμμα 10. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) Διάγραμμα 11. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Διάγραμμα 12. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) Διάγραμμα 13. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) Διάγραμμα 14. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Διάγραμμα 15. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) VIII

12 Διάγραμμα 16. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) Διάγραμμα 17. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) Διάγραμμα 18. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) Διάγραμμα 19. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Διάγραμμα 20. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Διάγραμμα 21. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) Διάγραμμα 22. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) Διάγραμμα 23. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) Διάγραμμα 24. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) Διάγραμμα 25. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Διάγραμμα 26. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Διάγραμμα 27. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Διάγραμμα 28. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Διάγραμμα 29. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Διάγραμμα 30. Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) σε συμβατικό και νανογαλάκτωμα Διάγραμμα 31. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) Διάγραμμα 32. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) IX

13 Διάγραμμα 33. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Διάγραμμα 34. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) Διάγραμμα 35. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) Διάγραμμα 36. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) Διάγραμμα 37. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) Διάγραμμα 38. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Διάγραμμα 39. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Διάγραμμα 40. Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone (φύλαξη σε Τ=25 ο C) σε συμβατικό και νανογαλάκτωμα Διάγραμμα 41. Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone (φύλαξη σε Τ= 4 ο C) σε συμβατικό και νανογαλάκτωμα Διάγραμμα 42. Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone (φύλαξη σε Τ= 45 ο C) σε συμβατικό και νανογαλάκτωμα Διάγραμμα 43. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος (κατά τη δοκιμασία της ακτινοβόλησης) Διάγραμμα 44. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος (κατά τη δοκιμασία της ακτινοβόλησης) Διάγραμμα 45. Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone (κατά τη δοκιμασία της ακτινοβόλησης) σε συμβατικό και νανογαλάκτωμα Διάγραμμα 46. Ποσοτικός προσδιορισμός Avobenzone που ενσωματώνεται στα διάφορα στρώματα της κεράτινης στοιβάδας (1 η ταινία, 2 η και 3 η ταινία, 4 η και 5 η ταινία) εθελοντών 0.5, 1 και 2h μετά την εφαρμογή συμβατικού γαλακτώματος Διάγραμμα 47. Ποσοτικός προσδιορισμός Avobenzone που ενσωματώνεται στα διάφορα στρώματα της κεράτινης στοιβάδας (1 η ταινία, 2 η και 3 η ταινία, 4 η και 5 η ταινία) εθελοντών 0.5, 1 και 2h μετά την εφαρμογή νανογαλακτώματος X

14 Διάγραμμα 48. Ποσότητα του φίλτρου Avobenzone που ενσωματώνεται στην κεράτινη στοιβάδα εθελοντών 0.5, 1 και 2h μετά την εφαρμογή συμβατικού και νανογαλακτώματος Διάγραμμα 49. % ποσοστό βάθους διέλευσης Avobenzone στην κεράτινη στιβάδα σε συμβατικό και νανογαλάκτωμα Διάγραμμα 50. Κινητική μελέτη της κατανομής του φίλτρου Avobenzone της κεράτινης στιβάδας (συμβατικό γαλάκτωμα) Διάγραμμα 51. Κινητική μελέτη της κατανομής του φίλτρου Avobenzone της κεράτινης στιβάδας (νανογαλάκτωμα) XI

15 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1. Δομή και εξαρτήματα του δέρματος Εικόνα 2. Κάθετη τομή ανθρώπινου δέρματος Εικόνα 3. Στιβάδες του δέρματος Εικόνα 4. Οι στιβάδες της επιδερμίδας και τα είδη των κυττάρων της Εικόνα 5. Τα κύρια φωσφολιπίδια που περιέχονται στην εμπορική λεκιθίνη, όπου τα R1 και R2 είναι λιπαρά οξέα. Εικόνα 6. Ο σχηματισμός ενός γαλακτώματος είναι θερμοδυναμικά δυσμενής εξαιτίας της αύξησης της επιφάνειας επαφής των δύο φάσεων Εικόνα 7. Τα γαλακτώματα είναι θερμοδυναμικά ασταθή συστήματα, όμως μπορούν να υπάρξουν σε μία μετασταθή κατάσταση που μπορούν να είναι κινητικά σταθερά. Εικόνα 8. Σχηματική απεικόνιση των μηχανισμών αποσταθεροποίησης των γαλακτωμάτων Εικόνα 9. Κρεμοποίηση γαλακτώματος λόγω της διαφοράς πυκνότητας μεταξύ διεσπαρμένης και συνεχούς φάσης Εικόνα 10. Σχηματική διάταξη τυπικής συσκευής υπερήχων με μετατροπέα Εικόνα 11. Επίδραση του χρόνου παραμονής στους υπερήχους στο μέγεθος των σταγονιδίων Εικόνα 12. Διάγραμμα των φακών και της πορείας των φωτεινών ακτίνων στο οπτικό μικροσκόπιο φωτεινού πεδίου Εικόνα 13. Αναπαράσταση των βασικών στοιχείων συσκευής στατικής σκέδασης φωτός Εικόνα 14. Τυπικό διάγραμμα Zimm Εικόνα 15. Σχηματική απεικόνιση συσκευής σκέδασης του φωτός Εικόνα 16. Μέθοδος DLS Εικόνα 17. Σχηματική απεικόνιση ενός σχήματος δυναμικής σκέδασης φωτός Εικόνα 18. Σχηματική απεικόνιση της διασποράς των ιόντων του διαλύματος γύρω από ένα φορτισμένο σωματίδιο Εικόνα 19. Χαρακτηριστική απεικόνιση τριχοειδούς κυψελίδας Εικόνα 20. Αναπαράσταση της μεθόδου προσδιορισμού του ζ- δυναμικού Εικόνα 21. Σχηματικό διάγραμμα της συσκευής μέτρησης ζ-δυναμικού με Laser Doppler Velocimetry Εικόνα 22. Διάταξη φασματοφωτόμετρου διπλής δέσμης XII

16 Εικόνα 23. Το ηλιακό φάσμα Εικόνα 24. Κατάταξη δερματικών τύπων κατά Fitzpatrick Εικόνα 25. Λεπτομερής κατάλογος ευρέως χρησιμοποιούμενων οργανικών UVφίλτρων στην Ευρώπη και στις Η.Π.Α. Εικόνα 26. Χημική δομή (α) και φάσμα απορρόφησης (β) του φίλτρου Avobenzone (Ανίχνευση στα 358 nm) Εικόνα 27. Καμπύλες απορρόφησης: φωτοσταθερός συνδυασμός 10% Octocrylene + 2% Avobenzone σε o/w αντιηλιακό σκεύασμα α) και φωτοασταθής συνδυασμός 7.5% Octinoxate + 2% Avobenzone σε o/w αντιηλιακό σκεύασμα β) πριν και μετά την ακτινοβόληση Εικόνα 28. Χημική δομή (α) και φάσμα απορρόφησης (β) του φίλτρου Octinoxate (Ανίχνευση στα 304 nm) Εικόνα 29. Χημική δομή (α) και φάσμα απορρόφησης (β) του φίλτρου Octyl Triazone (Ανίχνευση στα 314 nm) Εικόνα 30. Οπτικό μικροσκόπιο Leica, DMLB Εικόνα 31. Συσκευή Mastersizer S (Malvern, UK) Εικόνα 32. Συσκευή Zetasizer Nano-ZS (Malvern, UK) Εικόνα 33. Φάσμα απορρόφησης προτύπου διαλύματος Avobenzone συγκέντρωσης 0,01 mg/ml Εικόνα 34. Φάσμα απορρόφησης του UV-φίλτρου Octyltriazone (εγκλωβισμένο σε συμβατικό γαλάκτωμα σε αναλογία 0,5%) Εικόνα 35. Φάσμα απορρόφησης του UV-φίλτρου Octyl Methoxy Cinnamate (εγκλωβισμένο σε συμβατικό γαλάκτωμα σε αναλογία 1,5%) Εικόνα 36. Πρωτόκολλο ελέγχου σταθερότητας γαλακτωμάτων. Έλεγχος επίδρασης διαφορετικών συνθηκών αποθήκευσης στη σταθερότητα τους. Εικόνα 37. Βήματα τεχνικής tape-stripping Εικόνα 38. Απεικόνιση των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών γαλακτωμάτων χωρίς UV-φίλτρα των 2/1 α) και 1/2 β) αναλογιών Εικόνα 39. Φωτογραφία των γαλακτωμάτων των δύο αναλογιών χωρίς UV-φίλτρα αμέσως μετά τη φυγοκέντρηση: α) συμβατικά γαλακτώματα με διαχωρισμό φάσεων, β) νανογαλακτώματα σταθερά Εικόνα 40. Φωτογραφία των γαλακτωμάτων χωρίς UV-φίλτρα αμέσως μετά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης Εικόνα 41. Φωτογραφία συμβατικών γαλακτωμάτων σε Τ= 25 ο C XIII

17 Εικόνα 42. Φωτογραφία συμβατικών γαλακτωμάτων σε Τ= 4 ο C Εικόνα 43. Φωτογραφία συμβατικών γαλακτωμάτων σε Τ= 45 ο C Εικόνα 44. Φωτογραφία νανογαλακτωμάτων σε Τ= 25 ο C Εικόνα 45. Φωτογραφία νανογαλακτωμάτων σε Τ= 4 ο C Εικόνα 46. Φωτογραφία νανογαλακτωμάτων σε Τ= 45 ο C Εικόνα 47. Απεικόνιση των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του συμβατικού γαλακτώματος με UV-φίλτρα Εικόνα 48. Φωτογραφία των γαλακτωμάτων με τα τρία UV-φίλτρα αμέσως μετά τη φυγοκέντρηση με σημείωση στην περιοχή του γαλακτώματος που είναι εμφανής η τάση διαχωρισμού. Εικόνα 49. Φωτογραφία των γαλακτωμάτων με UV-φίλτρα αμέσως μετά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης: τα γαλακτώματα παρέμειναν σταθερά Εικόνα 50. Φωτογραφία συμβατικού γαλακτώματος σε Τ= 25 ο C με διαχωρισμό φάσεων στις 15 ημέρες φύλαξης Εικόνα 51. Φωτογραφία συμβατικού γαλακτώματος σε Τ= 4 ο C με διαχωρισμό φάσεων και σχηματισμό ιζήματος στις 60 ημέρες φύλαξης Εικόνα 52. Φωτογραφία συμβατικού γαλακτώματος σε Τ= 45 ο C με διαχωρισμό φάσεων στις 15 ημέρες φύλαξης Εικόνα 53: Φωτογραφία νανογαλακτώματος σε Τ= 25 ο C Εικόνα 54. Φωτογραφία νανογαλακτώματος σε Τ= 4 ο C Εικόνα 55. Φωτογραφία νανογαλακτώματος σε Τ= 45 ο C Εικόνα 56. Φωτογραφία του α) συμβατικού και β) νανογαλακτώματος μετά την ακτινοβόληση XIV

18 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: ΔΕΡΜΑ 1.1 Δέρμα Γενικά στοιχεία Το δέρμα καλύπτει όλη την εξωτερική επιφάνεια του σώματος και αποτελεί το μεγαλύτερο όργανο στον ανθρώπινο οργανισμό. Λειτουργεί σαν ελαστική ασπίδα παρέχοντας προστασία από εξωτερικούς, δυνητικά παθογόνους παράγοντες, οι οποίοι μπορούν να προκαλέσουν βλάβη στον οργανισμό. Ουσιαστικά αποτελεί ένα ελαστικό περίβλημα του σώματος, το οποίο διατηρεί την ικανότητα να αυτοαναγεννάται, ενώ παράλληλα έχει ποικίλες λειτουργίες και δρα ως διαμεσολαβητής ανάμεσα στο εξωτερικό, πολλές φορές εχθρικό περιβάλλον και το ευαίσθητο εσωτερικό του σώματος. Η εξωτερική στιβάδα του δέρματος καλείται κεράτινη στοιβάδα (stratum corneum, SC) και λειτουργεί ως φραγμός ενάντια σε οποιαδήποτε εισβολή από μικροοργανισμούς, ιούς, τοξικές χημικές ουσίες, ενάντια στη ζέστη ή σε μηχανική επίθεση. Επιπλέον, το δέρμα είναι το μέρος του σώματος που έρχεται σε άμεση επαφή με το εξωτερικό περιβάλλον και λειτουργεί ως φραγμός εμποδίζοντας την απώλεια νερού, ηλεκτρολυτών αλλά και άλλων βασικών συστατικών που αποτελούν βασική προϋπόθεση για την εύρυθμη λειτουργία και ισορροπία του οργανισμού. [1] Το βάρος του δέρματος υπολογίζεται περίπου στο 16% του ανθρώπινου βάρους και το πάχος του κυμαίνεται μεταξύ 0,5 mm στο βλέφαρο του ματιού και 3 6 mm στην παλάμη ή στο πέλμα. Το δέρμα περιέχει πλήθος νευρικών απολήξεων και υποδοχέων, πράγμα που το καθιστά αισθητήριο όργανο της αφής, του πόνου, της θερμότητας και της ηδονής. Τέλος, είναι κοινώς αποδεκτό ότι η εμφάνιση του δέρματος καθορίζει σημαντικά την κοινωνική μας συμπεριφορά και επικοινωνία. Η εξωτερική στιβάδα (SC) ανανεώνεται συνεχώς εξασφαλίζοντας την ακεραιότητα και ρύθμιση των λειτουργιών του δέρματος. [2] 1.2 Δέρμα Δομή Το δέρμα αποτελείται από δύο στιβάδες, την εξωτερική που καλείται επιδερμίδα και την εσωτερική που ονομάζεται χόριο. Τα εξαρτήματα της επιδερμίδας είναι η τριχοσμηγματογόνος συσκευή, οι αποκρινείς και ιδρωτοποιοί αδένες καθώς και οι όνυχες. Η τριχοσμηγματογόνος συσκευή σχηματίζεται από τρίχες, τον ανελκτήρα μυ 1

19 και τον σμηγματογόνο αδένα. Κάτω από το χόριο υπάρχει χαλαρός συνδετικός ιστός, το υπόδερμα ή υποδόριος ιστός, το οποίο περιέχει άφθονο λίπος (Εικ. 1 και 2). Εικόνα 1. Δομή και εξαρτήματα του δέρματος Το δέρμα είναι ένα δυναμικό όργανο που υφίσταται συνεχείς αλλαγές σε ολόκληρη τη ζωή, καθώς εξωτερικά στρώματα αποπίπτουν και αντικαθίστανται από κύτταρα εσωτερικών στιβάδων. Το δέρμα ποικίλλει επίσης σε πάχος αναλόγως την ανατομική θέση, το φύλο και την ηλικία του ατόμου. Επιπλέον, είναι πιο παχύ στις παλάμες και τα πέλματα των ποδιών (~ 1,5 mm σε πάχος), ενώ το λεπτότερο δέρμα βρίσκεται στα βλέφαρα και στην περιωτική περιοχή (~ 0,05 χιλιοστά πάχος). Το δέρμα των ανδρών είναι χαρακτηριστικά παχύτερο από το δέρμα των γυναικών σε όλες τις ανατομικές περιοχές. Τα παιδιά έχουν σχετικά λεπτό δέρμα, που πυκνώνει σταδιακά μέχρι την τέταρτη ή πέμπτη δεκαετία της ζωής όταν αρχίζει να γίνεται πιο λεπτό. Αυτή η αραίωση οφείλεται κατά κύριο λόγο σε αλλαγές στο χόριο, με απώλεια της ελαστικότητας ινών, των επιθηλιακών εξαρτημάτων και στρώματος. [3] 2

20 Εικόνα 2. Κάθετη τομή ανθρώπινου δέρματος [4] Επιδερμίδα Η επιδερμίδα αποτελεί τη λεπτότερη εξωτερική επιφανειακή στιβάδα του δέρματος και χαρακτηρίζεται από ένα μέσο πάχος στη μεγαλύτερη επιφάνειά της ίσο με 0,1 mm.. Ασκεί προστατευτική δράση στο δέρμα και περιλαμβάνει τέσσερις τύπους κυττάρων. Η επιδερμίδα μπορεί να υποδιαιρεθεί περαιτέρω στα ακόλουθα στρώματα (αρχίζοντας με το πιο ακραίο στρώμα): Η κεράτινη στιβάδα Η κοκκιώδης στιβάδα Η μαλπιγιανή ή ακανθωτή στιβάδα Η βασική ή μητρική στιβάδα (Εικ. 3) [5] i. Κεράτινη στοιβάδα (stratum corneum): Είναι η τελική εξωτερική στιβάδα της επιδερμίδας και αποτελείται από επιπεδωμένα, απύρηνα κύτταρα (πετάλια), με κεραμωτή αλληλουχία. Τα κύτταρα που συνιστούν την κεράτινη στιβάδα, συνενώνονται σταθερά μεταξύ τους δημιουργώντας ένα φραγμό προς το εξωτερικό περιβάλλον, προσδίδοντας έτσι στο δέρμα μία σημαντική ιδιότητα, την αδιαπερατότητα. [6] ii. Διαυγής στιβάδα (stratum lucidum): Τόσο στις παλάμες όσο και στα πέλματα εντοπίζεται μια επιπλέον στιβάδα μεταξύ της κεράτινης και της κοκκώδους στιβάδας. Η στιβάδα αυτή λέγεται διαυγής καθώς δε βάφεται με τις κοινές χρωστικές. Έχει μεγάλη διαθλαστική ικανότητα και τα 3

21 iii. κύτταρα που τη συνιστούν στιβάζονται ακόμα πιο πυκνά σε αυτή τη φάση. [7] Κοκκιώδης στιβάδα (Stratum granulosum): αποτελείται από κοκκία κερατοϋαλίνης, τα οποία αποτελούν την πρόδρομη ουσία της κερατίνης. Επίσης, περιέχει λιπίδια τα οποία αποβάλλονται στο μεσοκυττάριο διάστημα και συμβάλλουν στην κυτταρική συνοχή. [6] Αποτελείται από δύο έως 4 στρώματα κυττάρων και έχει πάχος συνήθως 3μm. Στη στιβάδα αυτή ξεκινά η κερατινοποίηση των κερατινοκυττάρων, κατά την οποία λύονται τα οργανίδιά τους, συμπεριλαμβανομένου του πυρήνα και των μιτοχονδρίων. Τα κύτταρα πληρώνονται με ολοένα αυξανόμενη ποσότητα ινών κερατίνης και η υγρασία μειώνεται. Τέλος, κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας το σχήμα τους και γίνονται πεπλατυσμένα. [7] iv. Μαλπιγιανή ή ακανθωτή στιβάδα (Stratum Spinosum): Εντοπίζεται κάτω από την κοκκιώδη στιβάδα. Τα κύτταρα που τη συνιστούν συνδέονται μεταξύ τους με δεσμοσώματα που μοιάζουν με άκανθες. Αποτελείται από πολλές συστοιχίες κυττάρων οι οποίες ανεβαίνουν προς την επιφάνεια του δέρματος και σχηματίζουν την κοκκώδη στιβάδα. v. Βασική ή μητρική στοιβάδα (Stratum Basale): Η βαθύτερη στιβάδα της επιδερμίδας είναι η βασική στιβάδα, η οποία αποτελείται από ένα στίχο επιθηλιακών κυττάρων ορθογωνίου σχήματος. Τα εν λόγω κύτταρα είναι διατεταγμένα το ένα δίπλα στο άλλο και συνδέονται μεταξύ τους με τονοϊνίδια που σχηματίζουν τα δεσμοσώματα. Τα κύτταρα της βασικής στιβάδας παρουσιάζουν μιτώσεις, πολλαπλασιάζονται και τελικά ανεβαίνουν προς την επιφάνεια, με τελικό σκοπό το σχηματισμό της κεράτινης στιβάδας. [6] 4

22 Εικόνα 3. Στιβάδες του δέρματος [8] Συστατικά στοιχεία της επιδερμίδας Όπως προαναφέρθηκε η επιδερμίδα περιλαμβάνει τέσσερις τύπους κυττάρων. Τα κερατινοκύτταρα είναι τα κύρια κύτταρα και αποτελούν το 95% της επιδερμίδας [9], ενώ ακολουθούν τα κύτταρα Merkel, τα μελανοκύτταρα και τα κύτταρα των νησίδων Langerhans (Εικ. 4). i. Τα κερατινοκύτταρα είναι τα κύτταρα που κατακλύζουν την επιδερμίδα. Ξεκινούν από τη βασική στιβάδα, στην οποία παρουσιάζουν τη μέγιστη μιτωτική δραστηριότητα και υποβάλλονται σε χαρακτηριστικές μεταβολές, οι οποίες τα μετατρέπουν από μη διαφοροποιημένα βασικά κύτταρα σε πλήρως διαφοροποιημένα κερατινοκύτταρα. Το κυτταρόπλασμά τους περιλαμβάνει έναν μεγάλο πυρήνα, μιτοχόνδρια, ριβοσώματα και τονοϊνίδια. Τα πολυπεπτίδια αυτά διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην κατασκευή των δεσμοσωμάτων, τα οποία είναι υπεύθυνα για τη σύνδεση των κυττάρων της επιδερμίδας. Το κάθε κερατινοκύτταρο μεταναστεύει από τα βαθύτερα στρώματα της επιδερμίδας προς την επιφάνεια των εξωτερικών στρωμάτων της κεράτινης στιβάδας ακολουθώντας διαδρομές που διαρκούν περίπου δεκατέσσερις ημέρες. [10] Τελική έκβαση της εν λόγω διαφοροποίησης του κερατινοκυττάρου και της κατάληξής του στην κεράτινη στιβάδα με τη μορφή 5

23 αποπλεπατυσμένου πεταλίου λέγεται κερατινοποίηση, που αποτελεί το σχηματισμό της κεράτινης στιβάδας, SC (περίπου 0,01 mm). Κύρια λειτουργία της κεράτινης στιβάδας είναι ο σχηματισμός ενός φραγμού, ο οποίος θα παρέχει προστασία στον ιστό έναντι μολύνσεων από εξωτερικούς παθογόνους παράγοντες, αφυδάτωσης, αλλά και μηχανικής ή χημικής καταπόνησης. Μείζονος σημασίας διαδικασία αποτελεί αυτή της απομάκρυνσης κυττάρων από την επιφάνεια της κεράτινης στιβάδας. Η διαδικασία αυτή καλείται απολέπιση και ουσιαστικά περιλαμβάνει την απομάκρυνση νεκρών κυττάρων τα οποία εντοπίζονται στις εξώτατες στιβάδες του δέρματος. [11] Μέσω της απολέπισης εξισορροπούνται τα συνεχώς πολλαπλασιαζόμενα κερατινοκύτταρα, τα οποία σχηματίζουν το βασικό στρώμα. Παράλληλα, με τη διαδικασίας αυτή επιτυγχάνεται η εξάλειψη μολυσμένων κυττάρων καθώς και κυττάρων που έχουν υποστεί βλάβη από ρύπους και μικροοργανισμούς του περιβάλλοντος. ii. iii. Τα μελανοκύτταρα είναι υπεύθυνα για την παραγωγή της καστανόχρωμης χρωστικής μελανίνης κι έτσι δίνουν χρώμα στο δέρμα. Βρίσκονται ανάμεσα στα κύτταρα της βασικής στιβάδας και τα τριχοθυλάκια. Η ποσοτική τους σχέση με τα κύτταρα της βασικής στιβάδας είναι 1:5. Επιπλέον, τα μελανοκύτταρα έχουν νευρογενή προέλευση και φέρουν δενδρίτες, οι οποίοι διακλαδίζονται μεταξύ των επιθηλιακών κυττάρων. Οι δενδρίτες αποτελούνται από μελανοσώματα, τα οποία είναι κοκκία που περιέχουν μελανίνη προερχόμενη από τη διαδικασία της μελανογένεσης. Παρόλο που σε όλες τις φυλές ο αριθμός των μελανοκυττάρων είναι ίδιος, ο αριθμός και το μέγεθος των μελανοσωμάτων ποικίλλει. Τα επιθηλιακά κύτταρα φαγοκυτταρώνουν τα μελανοσώματα, τα οποία περιβάλλουν τον πυρήνα των επιθηλιακών παρέχοντας τους έτσι προστασία έναντι των βλαβερών συνεπειών της υπεριώδους ακτινοβολίας. Τα κύτταρα του Langerhans (LC) είναι δενδριτικά κύτταρα μεσεγχυματικής προέλευσης και είναι παρούσα σε όλα τα στρώματα της επιδερμίδας, αλλά βρίσκονται κυρίως πάνω από τη βασική στιβάδα. [12] Τα κύτταρα των νησίδων Langerhans συμμετέχουν στην ανοσολογική λειτουργία του οργανισμού παρέχοντας προστασία έναντι πιθανών αλλεργιογόνων και χημικών ουσιών και είναι υπεύθυνα για την αναγνώριση και παρουσίαση των αλλεργιογόνων 6

24 iv. στα λεμφοκύτταρα. Με τον τρόπο αυτό, παρακινούν το ανοσοποιητικό σύστημα να απαντήσει, μειώνοντας ή αποτρέποντας τη φλεγμονώδη αντίδραση. Τα κύτταρα του Merkel περιλαμβάνουν ελεύθερες νευρικές απολήξεις και χρησιμεύουν ως υποδοχείς μηχανικών ερεθισμάτων, εξυπηρετώντας την αισθητική λειτουργία του δέρματος. Βρίσκονται σε αφθονία σε περιοχές μεγάλης ευαισθησίας. [6] Εικόνα 4. Οι στιβάδες της επιδερμίδας και τα είδη των κυττάρων της [13] Η Χοριο-επιδερμική ένωση Η ένωση της επιδερμίδας με το χόριο γίνεται με καταδύσεις της επιδερμίδας στο χόριο και αντίστοιχες αναδύσεις του χορίου γνωστές θηλές. Ο διαχωρισμός της επιδερμίδας από το χόριο γίνεται μέσω μιας βασικής μεμβράνης, η οποία αποτελείται από δύο λεπτά πέταλα διακριτά με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. Το λεγόμενο διαυγές πέταλο (Lamila Lucida) εφάπτεται με τη βασική στοιβάδα και το πυκνό πέταλο (Lamila densa) με το χόριο. Η σύνδεση της επιδερμίδας με το χόριο επιτυγχάνεται μέσω ινιδίων κολλαγόνου του πυκνού πετάλου, οι οποίες λειτουργούν ως άγκυρες (anchoring fibrils). 7

25 Η χοριο-επιδερμική ένωση λειτουργεί ως ημιδιαπερατό φίλτρο ρυθμίζοντας τη δίοδο ουσιών από τα έξω και προς τα μέσα και αντίστροφα και παράλληλα εξασφαλίζει μηχανική υποστήριξη της επιδερμίδας. [6] Χόριο ή κυρίως δέρμα Το χόριο είναι ο συνδετικός ιστός που υποστηρίζει και τρέφει την επιδερμίδα και παράλληλα τη συνδέει με το υποδόριο λίπος. Το χόριο περιλαμβάνει αυτόχθονα και ετερόχθονα κύτταρα. Πλειοψηφία των αυτόχθονων κυττάρων αποτελούν οι ινοβλάστες, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για σύνθεση τριών ειδών ινών. Οι βασικότερες ίνες είναι οι κολλαγόνοι ίνες οι οποίες απαντώνται σε πολλούς υποτύπους και εξασφαλίζουν τη δομική υποστήριξη του δέρματος. Είναι παχύτερες και τραχύτερες στα βαθύτερα στρώματα του χορίου (δικτυωτό στρώμα) και λεπτότερες στα πιο επιφανειακά στρώματα (θηλώδες στρώμα). Άλλα είδη συντιθέμενων από τους ινοβλάστες ινών είναι οι ελαστικές ίνες, οι οποίες εξασφαλίζουν την ελαστικότητα του δέρματος και τέλος οι δικτυωτές ίνες. Στα ετερόχθονα κύτταρα του χορίου περιλαμβάνονται τα μαστοκύτταρα, τα μακροφάγα και τα λεμφοκύτταρα. [6] i. Θηλώδης υποστιβάδα (Papillary layer): Είναι η ανώτερη στιβάδα του χόριου. Συγκροτείται από χαλαρό συνδετικό ιστό και διαθέτει πλήθος νευρικών ινών, τριχοειδή αγγεία, νερό και κύτταρα. Οι ίνες κολλαγόνου που περιλαμβάνει σχηματίζουν πιο αραιό δίκτυο σε σχέση με τη δικτυωτή υποστιβάδα. [14] ii. Δικτυωτή υποστιβάδα (Reticular layer): Είναι το κατώτερο τμήμα του χόριου και παρουσιάζει συνέχεια στη δομή με τον υποδόριο ιστό, σε αντίθεση με την επιδερμίδα η οποία δεν εμφανίζει ομοιότητες με το χόριο. Συγκροτείται από ένα πυκνότερο και λεπτότερο δίκτυο με λιγότερες νευρικές ίνες και τριχοειδή αγγεία συγκριτικά με τη θηλώδη υποστιβάδα. Στο επίπεδο αυτό οι ίνες κολλαγόνου συγκροτούν παχιά δεμάτια, τα οποία είναι διατεταγμένα παράλληλα προς την επιφάνεια του δέρματος. [14] Υποδόριος ιστός (subcutaneous tissue) Ο υποδόριος ιστός είναι γνωστός και ως υπόδερμα (που σημαίνει «κάτω από το δέρμα»). Ο υποδόριος ιστός είναι το χαμηλότερο στρώμα του δερματικού 8

26 συστήματος στα σπονδυλωτά. [15] Βρίσκεται ακριβώς κάτω από το χόριο, με το οποίο συνδέεται με τη χοριο-υποδόρια συμβολή. Οι τύποι των κυττάρων που απαντώνται στο υπόδερμα είναι οι ινοβλάστες, τα μακροφάγα και κυρίως τα λιπώδη κύτταρα, ρόλος των οποίων είναι η αποθήκευση του σωματικού λίπους και αντιπροσωπεύουν το 15% με 30% της συνολικής μάζας του σώματος. Ουσιαστικά, είναι μια ελαστική στιβάδα με μεγάλη ποσότητα λιπωδών κυττάρων τα οποία είναι υπεύθυνα για την απορρόφηση των κραδασμών, παρέχοντας προστασία στα αγγεία του δέρματος και τις νευρικές απολήξεις. Κατά μέσο όρο έχει πάχος 4mm - 9mm, το οποίο διαφέρει από άνθρωπο σε άνθρωπο και εξαρτάται από την κατανομή λίπους στο σώμα. [7] Το υποδόριο λίπος είναι το στρώμα του υποδόριου ιστού που είναι ευρύτερα κατανεμημένο. [16] Αποτελείται από λιποκύτταρα, τα οποία βρίσκονται ομαδοποιημένα σε λόβια και διαχωρίζονται μέσω συνδετικού ιστού. [17] Ο αριθμός των λιποκυττάρων ποικίλλει μεταξύ των διαφόρων περιοχών του σώματος, ενώ το μέγεθός τους ποικίλλει ανάλογα με τη διατροφική κατάσταση του οργανισμού. [18] 1.3 Άλλα συστατικά στοιχεία του δέρματος Κύτταρα Πολλά είναι τα συστατικά στοιχεία που συγκροτούν το δερματικό ιστό. Τα κύτταρα του δέρματος απαντώνται σε διαφορετικές στιβάδες και επιτελούν διαφορετικές δομές και λειτουργίες. Τέτοια είναι οι ινοβλάστες και τα ερυθροκύτταρα. i. Ινοβλάστες: Απαντώνται στο χόριο με τη μορφή μακριών και στενών κυττάρων. Παράγουν ίνες κολλαγόνου και ελαστίνης, οι οποίες αποτελούν κύρια δομικά συστατικά του χορίου. Ερυθροκύτταρα: Λέγονται και ερυθρά αιμοσφαίρια και είναι φορείς της αιμοσφαιρίνης, η οποία λειτουργεί ως χρωστική απορροφώντας το φως που προσπίπτει στο δέρμα. Χαρακτηρίζονται από αμφίκοιλες δομές και μεταφέρουν το οξυγόνο από τους πνεύμονες προς τους ιστούς και το διοξείδιο του άνθρακα από τους ιστούς στους πνεύμονες. [8] Χρωστικές Το δέρμα περιέχει διάφορες χημικές ενώσεις που απορροφούν το φως και ονομάζονται χρωστικές. Το σπουδαιότερο ρόλο στην απορρόφηση του ορατού 9

27 κυρίως φωτός καθώς και στην όψη του δέρματος διαδραματίζουν η μελανίνη και η αιμοσφαιρίνη. i. Μελανίνη: Είναι η κυρίαρχη χρωστική της επιδερμίδας και συχνά απαντάται και στα μαλλιά. Η μελανίνη συντίθεται στα μελανοσώματα, έπειτα διαχέεται στην επιδερμίδα και μετακινείται ανοδικά προς την επιφάνεια του δέρματος ενώ μετουσιώνεται. Μέσα από την ανοδική της πορεία, το χρώμα της μεταβάλλεται από μαύρο σε λευκό. Η μελανίνη υφίσταται σε δύο τύπους, την ευμελανίνη και τη φαιομελανίνη, που διαφέρουν ως προς τη χημική δομή. Η ευμελανίνη είναι έντονα καστανόχρωμη χρωστική που υπάρχει συνήθως στα σκούρα μαλλιά και μάτια, ενώ η φαιομελανίνη είναι κίτρινη ή κοκκινωπή χρωστική που βρίσκεται στις κόκκινες τρίχες. Ο κύριος ρόλος της μελανίνης είναι η προστασία του εσωτερικού του δέρματος μέσω απορρόφησης και σκεδασμού της υπεριώδους ακτινοβολίας. Όταν τα μελανοκύτταρα εκτίθενται στο ηλιακό φως, αρχίζουν να παράγουν μελανίνη. Σε αυτή τη βιολογική αντίδραση οφείλεται το μαύρισμα του δέρματος, που εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα των μελανοσωμάτων του εκάστοτε οργανισμού. Στο ανοιχτόχρωμα δέρμα των Καυκάσιων, το κλάσμα του όγκου των μελανοσωμάτων είναι μόνο μεταξύ 1 και 3 %. Στο δέρμα των Καυκάσιων πληθυσμών της Μεσογείου, το ποσοστό αυξάνεται σε 11-16%. Ενώ στο σκουρόχρωμα δέρμα των αφρικανών φτάνει στο 43%. Η μελανίνη συντίθεται μέσω της τυροσίνης, η οποία αποτελεί πρώτη ύλη για το σχηματισμό της. Τα ώριμα κοκκία μελανίνης αποθηκεύονται στα επιθηλιακά κύτταρα της επιδερμίδας. Στις επιφανειακότερες στιβάδες επιθηλιακών κυττάρων η μελανίνη μεταβολίζεται και τελικά απομακρύνεται από το δέρμα. Ωστόσο, μερικές φορές, λόγω μεταβολικών δυσλειτουργιών που προκαλούνται από το υπεριώδες φως και τη γήρανση, η μελανίνη παραμένει στην επιδερμίδα ή διεισδύει μέσα στο χόριο σχηματίζοντας χρωστικές αποθέσεις, τις φακίδες. [19] ii. Αιμοσφαιρίνη: Συντίθεται και εντοπίζεται στα ερυθροκύτταρα και ρόλος της είναι η δέσμευση και η μεταφορά οξυγόνου στους ιστούς μέσω των αιμοφόρων αγγείων. Η αιμοσφαιρίνη αποτελείται από την πρωτεΐνη σφαιρίνη που συνδέεται με τέσσερις ομάδες αίμης. Κάθε ομάδα περιέχει ένα άτομο σιδήρου (Fe2+), το οποίο θα συνδεθεί με ένα μόριο οξυγόνου. 10

28 Όταν η αιμοσφαιρίνη έχει δεσμευμένο οξυγόνο, ονομάζεται οξυαιμοσφαιρίνη (HbO2). Στην αποξυγονωμένη μορφή της, όταν δεν έχει δεσμευμένο οξυγόνο ονομάζεται δεοξυαιμοσφαιρίνη (ΗΒ). Το μεγαλύτερο ποσοστό απορρόφησης της ακτινοβολίας οφείλεται στους διάφορους τύπους της αιμοσφαιρίνης. Άλλες μορφές αιμοσφαιρίνης που απορροφούν στην περιοχή κοντά στο υπέρυθρο είναι η καρβοξυαιμοσφαιρίνη (HbCO), η μεθαιμοσφαιρίνης (methb) και η θειοαιμοσφαιρίνη (SHB). [19] 1.4 Αγγεία και νεύρα Αγγεία του δέρματος Τα αγγεία του δέρματος διακρίνονται σε αιμοφόρα και λεμφοφόρα. i. Αιμοφόρα αγγεία: Στα αιμοφόρα αγγεία του δέρματος περιλαμβάνονται οι αρτηρίες, οι φλέβες και τα τριχοειδή αγγεία, τα οποία είναι υπεύθυνα για τη δημιουργία οριζόντιων πλεγμάτων. Συγκεκριμένα, τα αρτηριακά αγγεία προέρχονται από το αγγειακό δίκτυο του υποδόριου συνδετικού ιστού και σχηματίζουν στο ανώτερο- χόριο (θηλώδες στρώμα) πολλαπλά πλέγματα. Τα πλέγματα αυτά φτάνουν μέχρι τις θηλές στις οποίες εκπέμπουν τις τριχοειδείς αγκύλες, που είναι υπεύθυνες για την αιμάτωση των ανώτερων στιβάδων του χορίου και της επιδερμίδας. Τα φλεβικά αγγεία ξεκινούν από την κεντρική φλέβα των θηλών και σχηματίζουν πλέγματα στο υπόδερμα τα οποία τροφοδοτούν τους θύλακες των τριχών και τους ιδρωτοποιούς αδένες. ii. Λεμφοφόρα αγγεία: Το λεμφικό σύστημα ξεκινά από τους μεσοκυττάριους χώρους της βλαστικής στιβάδας και σχηματίζει λεμφοφόρα τριχοειδή αγγεία στο κυρίως δέρμα και την επιδερμίδα. Σε κάθε θηλή, παράλληλα προς τη φλέβα, εντοπίζεται και ένα λεμφοφόρο τριχοειδές. Τα λεμφαγγεία δεν επικοινωνούν με τα αιμοφόρα αγγεία, αλλά υπάρχουν σε όλη την επιφάνεια του δέρματος ως ένα συνεχές δίκτυο. [20],[21] Νεύρα του δέρματος Τα νευρικά κύτταρα σχηματίζουν ένα εκτεταμένο πλέγμα στην επιδερμίδα. Το νευρικό κύτταρο με όλες τις αποφυάδες του λέγεται νευρώνας. Κάθε νευρώνας 11

29 αποτελείται από το σώμα του νευρικού κυττάρου και από τις αποφυάδες του με τα περιβλήματά τους. Οι νευρώνες συνδέονται μεταξύ τους με τις συνάψεις, στις οποίες γίνεται η μεταβίβαση του ερεθίσματος από τον ένα νευρώνα στον άλλο και καταλήγουν στις νευρικές απολήξεις. [22] Τα νεύρα διακρίνονται σε αισθητικά, κινητικά και αγγειοκινητικά. Τα αισθητικά και κινητικά προέρχονται από τα εγκεφαλονωτιαία νεύρα, ενώ τα υπόλοιπα από τα νεύρα του συμπαθητικού νευρικού συστήματος. Στις ελεύθερες νευρικές απολήξεις οφείλεται η αίσθηση του πόνου και βρίσκονται στη θηλώδη στιβάδα. Στο χόριο περιέχονται: i. Απτικά σωμάτια (σωμάτια του Meissner): Εντοπίζονται στις θηλές του άτριχου δέρματος και εξυπηρετούν την αίσθηση της λεπτής αφής. Αποτελούνται από εμμύελες και αμύελες νευρικές ίνες και όλο το σωμάτιο περιβάλλεται από κάψα συνδετικού ιστού. ii. Τελικές κορύνες (σωμάτια του Krause): Εντοπίζονται στη θηλώδη στιβάδα του χορίου, ιδιαίτερα στα χείλη και τη γλώσσα. Εξυπηρετούν την αίσθηση του ψύχους. iii. Γεννητικά νευροσωμάτια: Είναι παρόμοια με τις κορύνες του Krause, αλλά πιο ογκώδη, και παραλαμβάνουν διεγέρσεις σχετικές με την αίσθηση της ηδονής. Εντοπίζονται στα γεννητικά όργανα. iv. Σωμάτια του Ruffini: Εντοπίζονται στον υποδόριο ιστό των δακτύλων και στο χόριο κι εξυπηρετούν την αίσθηση της θερμότητας. v. Περιτρίχιες απολήξεις: Εξαπλώνονται κυρίως γύρω από τον ινώδη θύλακα της τρίχας κι εξυπηρετούν την αίσθηση της πίεσης. [23] Σε όλη την επιφάνεια του δέρματος τα σωμάτια του ψύχους εκτιμώνται σε και της θερμότητας σε Αν εφαρμοστεί υψηλή θερμοκρασία σε μεγάλη επιφάνεια του δέρματος, ερεθίζονται συγχρόνως σωμάτια ψύχους και θερμότητας και παράγουν το αίσθημα της ζέστης. Τα σωμάτια Vater Pacini βρίσκονται στην επιδερμίδα και θεωρούνται όργανα για την αίσθηση της ισχυρής πίεσης πάνω στο δέρμα. Τέλος, στο υπόδερμα βρίσκονται τα σωμάτια του Golgi Mazzoni, που σχετίζονται με την ηδονή. [20] 1.5 Κεράτινα όργανα του δέρματος 12

30 Οι τρίχες και τα νύχια αποτελούν τα κεράτινα όργανα του δέρματος. Συγκεκριμένα, οι τρίχες είναι κεράτινα νημάτια, τα οποία εκφύονται από τους θύλακες των τριχών και αποτελούνται από το στέλεχος και τη ρίζα. Κάθε τρίχα περιβάλλεται εν μέρει από τον επιθηλιακό και τον ινώδη θύλακα. Το κάτω τμήμα παρουσιάζει μια πάχυνση και από αυτό γίνεται η αύξηση της τρίχας. Τα νύχια αποτελούν φάλαγγα των δακτύλων. Έχουν τετράπλευρο σχήμα κι εμφανίζουν δύο επιφάνειες και τέσσερα χείλη. Κάθε νύχι αποτελείται από τρία μέρη, το ριζονύχιο, που βρίσκεται μέσα στην ονυχιαία αύλακα, το σώμα και την κορυφή. Στο ριζονύχιο η βλαστική στοιβάδα παρουσιάζει πάχυνση, η οποία λέγεται «μητέρα του νυχιού» και από την οποία μεγαλώνει το νύχι. Το σώμα επικάθεται στην κοίτη, η δε κορυφή προβάλλει από τη ράχη του δακτύλου. [21] 1.6 Αδένες του δέρματος Οι αδένες του δέρματος είναι: i. Σμηγματογόνοι αδένες: Έχουν στενή σχέση µε τις τρίχες καθώς αποβάλλουν το έκκριμά τους στο θύλακα των τριχών και στην επιφάνεια του δέρματος. Κύρια λειτουργία των σμηγματογόνων αδένων είναι η παραγωγή του σμήγματος. Το σμήγμα είναι μια λιπαρή ουσία απαραίτητα για τη λίπανση του δέρματος και των τριχών. ii. Ιδρωτοποιοί αδένες: Οι ιδρωτοποιοί αδένες εντοπίζονται σε όλο το δέρμα εκτός από τη βάλανο του πέους και τα μικρά χείλη του αιδοίου. Το έκκριμα των αδένων αυτών είναι ο ιδρώτας. Ο ιδρώτας είναι απαραίτητος για την εύρυθμη λειτουργία του οργανισμού καθώς μέσω της εφίδρωσης αποβάλλονται διάφορες άχρηστες και δυνητικά επιβλαβείς για τον οργανισμό ουσίες και παράλληλα ρυθμίζεται η θερμοκρασία του σώματος. iii. Οσμηγόνοι αδένες: Οι οσµηγόνοι αδένες (αποκρινείς) είναι στην ουσία μια υποκατηγορία των ιδρωτοποιών αδένων που υπάρχουν σε ορισμένες περιοχές του σώματος, όπως στη μασχάλη και στην περιοχή των έξω γεννητικών οργάνων και είναι υπεύθυνοι για την οσμή του σώματος. Ο εκφορητικός πόρος των οσμηγόνων αδένων δε φθάνει στην επιφάνεια του δέρματος αλλά καταλήγει στον τριχοσμηγματογόνο θύλακα και μέσω αυτού στην επιφάνεια του δέρματος. Μετά την ήβη είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή εκκρίματος με 13

31 ιδιάζουσα και χαρακτηριστική οσμή, η οποία είναι επαφίεται στο φύλο, τη φυλή, ακόμα και στο ίδιο το άτομο. [24] 1.7 Λειτουργίες του δέρματος Το δέρμα αποτελεί το μεγαλύτερο όργανο του σώματος και επιτελεί πολλαπλές λειτουργίες. Αυτές μπορούν να συνοψιστούν στις εξής: Προστατευτική ή μηχανική: Βασίζεται στην ιδιαίτερη αντοχή που επιδεικνύουν τα κερατινοποιημένα κύτταρα, στην παρουσία ελαστικών ινών και υποδόριου λίπους. Έτσι, εξασφαλίζεται προστασία από διάφορους δυνητικά επικίνδυνους εισβολείς π.χ. μηχανική, θερμική, χημική, ηλιακή ακτινοβολία, μικροβιακή επιμόλυνση κλπ. Αναπνευστική: Οφείλεται στην ικανότητα του δέρματος να προσλαμβάνει οξυγόνο από τον αέρα και να αποβάλλει διοξείδιο του άνθρακα. Θερμορρυθμιστική: Εξασφαλίζει τη διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος μέσω της εφίδρωσης και της εξάτμισης ιδρώτα αλλά και μέσω της συστολής και διαστολής των αιμοφόρων αγγείων. Μεταβολική: Στο δέρμα μεταβολίζονται οι πρωτεΐνες, τα λίπη, οι υδατάνθρακες, το νερό, οι βιταμίνες καθώς και οι ηλεκτρολύτες που συμμετέχουν στις μεταβολικές διεργασίες του δέρματος. Εκκριτική και απεκκριτική: Περιλαμβάνει την έκκριση ιδρώτα και σμήγματος. Απορροφητική: Αποτελεί μια ημιπερατή μεμβράνη που επιτρέπει τη διέλευση ουσιών από το εξωτερικό περιβάλλον. Στην ιδιότητα αυτή βασίζεται η τεχνολογία χορήγησης φαρμάκων στο δέρμα με σκοπό τη θεραπεία τόσο τοπικών δερματικών ασθενειών όσο και συστηματικών παθήσεων. Ανοσοποιητική ή μικροβιοκτόνος: Αποτελεί την πρώτη γραμμή άμυνας έναντι εξωγενών δυνητικά παθογόνων παραγόντων. Κερατινοποίηση ή αναγεννητική: Τα κερατινοκύττρα προέρχονται από τα κύτταρα της μητρικής στιβάδας και υφίστανται τροποποιήσεις με αποτέλεσμα να χάνουν τον πυρήνα τους και να μετατρέπονται σε νεκρά κύτταρα στην επιφάνεια του δέρματος. Η εν λόγω διαδικασία λέγεται κερατινοποίηση και πραγματοποιείται τη βασική στιβάδα της επιδερμίδας, διαδραματίζοντας βασικό ρόλο στην αποκατάσταση του δέρματος σε πιθανό τραυματισμό. 14

32 Παραγωγή μελανίνης ή χρωστικής: Η μελανίνη βρίσκεται στις βαθύτερες στιβάδες της επιδερμίδας και είναι υπεύθυνη για το χρώμα του δέρματος αλλά και για την προστασία του από την υπεριώδη ακτινοβολία. Αισθητήρια: Στο δέρμα βρίσκονται οι τελικές νευρικές απολήξεις των εγκεφαλονωτιαίων νεύρων και των αγγειοκινητικών και εκκριτικών νευρώνων του συμπαθητικού συστήματος. Για το λόγο αυτό, αποτελεί το αισθητήριο όργανο της αφής, του πόνου, της πίεσης, του θερμού και του ψυχρού. Παραγωγή βιταμίνης D3: μια θετική επίδραση της έκθεσης σε ακτινοβολία UVB είναι η παραγωγή της βιταμίνης D3, η οποία, μαζί με το ασβέστιο, ενισχύει την υγεία των οστών και των μυών. Το ποσοστό έκθεσης στη UVB ακτινοβολία για την παραγωγή της απαιτούμενης ποσότητας βιταμίνης D3 ποικίλει ανάλογα με τις διαιτητικές ανάγκες του ατόμου, το χρωματικό τόνο του δέρματός του όπως επίσης και τον τόπο κατοικίας του. [25] 15

33 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ 2.1 Κολλοειδείς διασπορές- Γενικά χαρακτηριστικά Τα διαλύματα των κολλοειδών είναι ετερογενή συστήματα που αποτελούνται από δύο φάσεις. Η μία φάση είναι το μέσο διασποράς και η άλλη η διεσπαρμένη ουσία, οι οποίες αντιστοιχίζονται με τους όρους διαλύτης και διαλυμένη ουσία που χρησιμοποιούνται στα κοινά διαλύματα. Το μέσο διασποράς αποτελεί τη συνεχή φάση, ενώ η διεσπαρμένη ουσία την ασυνεχή φάση, η οποία είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη. [26] Κύριο χαρακτηριστικό των κολλοειδών διαλυμάτων αποτελεί το γεγονός ότι το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης είναι μεγαλύτερο από το μέγεθος των μορίων, χωρίς όμως να διακρίνονται με γυμνό μάτι ή με οπτικό μικροσκόπιο. Πιο συγκεκριμένα, το μέγεθος των κολλοειδών σωματιδίων κυμαίνεται από 1nm έως 1μm. Τα όρια αυτά δεν είναι αυστηρά καθώς σε ορισμένες περιπτώσεις συναντώνται σωματίδια μεγαλύτερου μεγέθους (γαλακτώματα, μερικά αιωρήματα). Αξίζει να σημειωθεί ότι δεν είναι αναγκαίο και οι τρεις διαστάσεις των σωματιδίων να βρίσκονται κάτω από το όριο του 1 μm, καθώς η κολλοειδής συμπεριφορά σημειώνεται και σε συστήματα ινών, στα οποία μόνο οι δύο διαστάσεις βρίσκονται στην περιοχή των κολλοειδών. [27] Ένα σημαντικό στοιχείο, βάσει του οποίου χαρακτηρίζονται και ταξινομούνται τα κολλοειδή διαλύματα, είναι η σχέση τους ως προς το μέσο διασποράς. Σε περίπτωση που τα σωματίδια της διεσπαρμένης ουσίας προσροφούν μόρια από το μέσο διασποράς χαρακτηρίζονται ως λυόφιλα κολλοειδή. Αντίθετα, όταν δεν προσροφούν μόρια του μέσου διασποράς λέγονται λυόφοβα κολλοειδή. Αν το μέσο διασποράς είναι το νερό, τα κολλοειδή διακρίνονται σε υδρόφιλα και υδρόφοβα, αντίστοιχα. Λαμβάνοντας υπόψη τις μικρές διαστάσεις των σωματιδίων των κολλοειδών, ο λόγος της επιφάνειας προς τον όγκο τους είναι μεγάλος, με αποτέλεσμα τα μόρια που βρίσκονται στη διαφασική επιφάνεια να εμφανίζουν διαφορετικές ιδιότητες από τις αντίστοιχες των μορίων της κύριας φάσης του αιωρήματος. Έτσι, κατά την περιγραφή ενός κολλοειδούς συστήματος, σημαντικό ρόλο διαδραματίζουν τα μόρια που βρίσκονται στη διαχωριστική επιφάνεια (μεταξύ των δύο φάσεων). Συμπερασματικά, η χημεία των κολλοειδών συνδέεται με τη χημεία των επιφανειοδραστικών ουσιών. [26] 16

34 Ενδεικτικά παραδείγματα κολλοειδών συστημάτων αποτελούν το γάλα (αιώρημα σταγονιδίων λίπους σε υδατική φάση), τα χρώματα, οι βαφές, τα πηκτώματα (αιωρήματα μακρομορίων σε υγρά), τα εκνεφώματα και ο καπνός (αιωρήματα σταγονιδίων υγρών ή στερεών σωματιδίων σε αέρια φάση). Τα διαλύματα μακρομορίων μπορούν να συμπεριληφθούν στα κολλοειδή συστήματα, με την προϋπόθεση ότι το μέγεθος ενός μακρομορίου έχει διαστάσεις μεταξύ 1nm και 1μm.Τα διαλύματα των μακρομορίων σχηματίζονται αυθόρμητα και χαρακτηρίζονται ως θερμοδυναμικά σταθερά. Μάλιστα, παρουσιάζουν ανάλογη συμπεριφορά με τα κολλοειδή συστήματα, με τη συνηθέστερα μετρούμενη ιδιότητά τους να είναι η ωσμωτική πίεση. [26] Μονοδιεσπαρμένα ή ομογενή καλούνται τα συστήματα διασποράς στα οποία όλα τα σωματίδια έχουν παρεμφερείς διαστάσεις. Αντίθετα, στην περίπτωση όπου τα σωματίδια έχουν διαφορετικά μεγέθη, τα συστήματα χαρακτηρίζονται ως πολυδιεσπαρμένα ή ετερογενή. Συχνά, παρατηρούνται καταστάσεις κατά τις οποίες, σε ένα αιώρημα τα σωματίδια ενώνονται το ένα με το άλλο, με αποτέλεσμα το σχηματισμό συσσωματωμάτων. Η φύση των συσσωματωμάτων σχετίζεται αναπόσπαστα με τον τρόπο και τις συνθήκες σχηματισμού τους, με πιθανό το ενδεχόμενο να μεταβληθεί με την πάροδο του χρόνου. Τα συσσωματώματα καθιζάνουν υπό την επίδραση της βαρύτητας. Πιο συγκεκριμένα, αν το σχηματιζόμενο συσσωμάτωμα έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το μέσο διασποράς, καθιζάνει, ενώ αν έχει μικρότερη, επιπλέει. [28] Ένα μέγεθος που χαρακτηρίζει τα κολλοειδή σωματίδια είναι η επιφάνεια ανά μονάδα μάζας, γνωστή ως ειδική επιφάνεια. Ουσιαστικά είναι η επιφάνεια που αντιστοιχεί σε μάζα στερεού, η οποία περιλαμβάνει ισομεγέθη σωματίδια και αυξάνεται με τρόπο αντίστροφο από αυτό των γραμμικών διαστάσεων των σωματιδίων. Η ειδική επιφάνεια ορίζεται ως ο λόγος δ/ρd, όπου δ είναι το εμβαδόν της επιφάνειας, ρ η πυκνότητα του υλικού και d το μήκος της ακμής, όταν πρόκειται για κυβικού σχήματος σωματίδια ή η διάμετρος για σφαιρικά σωματίδια. Συνεχίζοντας, έχει παρατηρηθεί, ότι τα κολλοειδή συστήματα εμφανίζουν μεγάλη επιφάνεια στο όριο της διαχωριστικής επιφάνειας μεταξύ της συνεχούς και ασυνεχούς φάσης. Αυτό έχει ως συνέπεια, τόσο οι θερμοδυναμικές ιδιότητες, όσο και η 17

35 ελεύθερη επιφάνειά τους, να καθορίζονται σε μεγάλο βαθμό από τα μόρια που βρίσκονται στην επιφάνεια των σωματιδίων των κολλοειδών. [27] Ηλεκτρικές ιδιότητες των κολλοειδών σωματιδίων Τα κολλοειδή σωματίδια είναι φορτισμένα, ενώ όλο το σύστημα είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Έτσι, το μέσο διασποράς θα πρέπει να φέρει φορτίο αντίθετο από εκείνο των σωματιδίων. Με την εφαρμογή ενός ηλεκτρικού πεδίου στο σύστημα, τα κολλοειδή σωματίδια μετακινούνται ανοδικά ή καθοδικά, ανάλογα με το φορτίο που αυτά φέρουν. Η μετακίνηση αυτή των σωματιδίων, υπό την επίδραση ηλεκτρικού πεδίου, αποτελεί το ευρέως γνωστό φαινόμενο της ηλεκτροφόρησης. Με τη χρήση κατάλληλων συσκευών που επιτρέπουν την εφαρμογή εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου σε κολλοειδή συστήματα καθώς και με την παρακολούθηση της κίνησης των σωματιδίων, είναι δυνατός ο πειραματικός προσδιορισμός της ηλεκτροφορητικής ευκινησίας τους, u (cm 2 V -1 s -1 ). Η ηλεκτροφορητική ευκινησία περιγράφεται από τη σχέση: u = υ / Ε (2.1) όπου υ αντιστοιχεί στην ταχύτητα με την οποία κινούνται τα σωματίδια και Ε στην ένταση του εφαρμοζόμενου εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου. Το φορτίο των κολλοειδών σωματιδίων μπορεί να είναι είτε θετικό είτε αρνητικό και προσδιορίζεται από τη διεύθυνση προς την οποία μετακινούνται τα σωματίδια. Οι ηλεκτροφορητικές ευκινησίες των κολλοειδών σωματιδίων σε υδατικά διαλύματα είναι της των 10-4 cm 2 V -1 s -1. Αν και μικρά ποσά ηλεκτρολυτών σε κολλοειδή διαλύματα σταθεροποιούν τα τελευταία, εντούτοις μεγαλύτερα ποσά από αυτά συμβάλλουν στην καταβύθισή τους. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως κροκίδωση ή καταβύθιση. Είναι πειραματικά αποδεδειγμένο ότι τα ιόντα που συμβάλλουν στη συσσωμάτωση και κατά συνέπεια στην καταβύθιση ενός κολλοειδούς συστήματος, έχουν αντίθετο φορτίο από εκείνο των κολλοειδών σωματιδίων και η ταχύτητα καταβύθισης αυξάνεται με την αύξηση του σθένους των ιόντων αυτών. Σε κάθε διεπιφάνεια στερεού- υγρού, όπως η επιφάνεια κάθε στερεού κολλοειδούς σωματιδίου που βρίσκεται σε επαφή με το υγρό μέσο διασποράς, σχηματίζεται μια 18

36 ηλεκτρική διπλοστιβάδα από θετικά και αρνητικά φορτία. Σύμφωνα με το μοντέλο της ηλεκτρικής διπλοστιβάδας του Stern, στην επιφάνεια του στερεού υπάρχει στρώμα διπόλων νερού και μη αφυδατωμένων ιόντων. Ο γεωμετρικός τόπος των κέντρων αυτών των ιόντων αποτελεί το εσωτερικό επίπεδο Helmholtz. Κοντά στην επιφάνεια του στερεού σχηματίζεται μια στιβάδα ιόντων αντίθετου φορτίου από της επιφάνειας του στερεού. Τα ιόντα αυτά εντοπίζονται στο λεγόμενο εξωτερικό επίπεδο Helmholtz (outer Helmholtz plane, OHP). Αμέσως μετά υπάρχει η κινητή στιβάδα διάχυσης, η οποία εκτείνεται μέχρι την κύρια μάζα του διαλύματος. Το ολικό φορτίο της στιβάδας διάχυσης είναι ίσο και αντίθετο με αυτό του σταθερού στρώματος. Λόγω των ηλεκτρικών φορτίων υπάρχει μια διαφορά δυναμικού μεταξύ της διαχωριστικής γραμμής του σταθερού στρώματος, της κινητής στιβάδας διάχυσης και της κύριας μάζας του διαλύματος. Το δυναμικό αυτό λέγεται ηλεκτροκινητικό δυναμικό ή δυναμικό ζήτα, ζ. Όπως προαναφέρθηκε, η κατεύθυνση προς την οποία μετακινούνται τα κολλοειδή σωματίδια καθορίζει το φορτίο τους. Στα κολλοειδή σωματίδια το σταθερό τμήμα της διπλοστιβάδας αντιστοιχεί στα ιόντα που προσροφώνται από τα σωματίδια, ενώ η κινητή στιβάδα διάχυσης αντιπροσωπεύεται από τα αντίθετα φορτισμένα ιόντα του διαλύματος. Η αμοιβαία άπωση των ηλεκτρικών διπλοστιβάδων, που περιβάλλουν όλα τα κολλοειδή σωματίδια, είναι υπεύθυνη για τη σταθερότητά τους, εφόσον τα εμποδίζει να πλησιάσουν μεταξύ τους και να συσσωματωθούν. Όταν στα κολλοειδή σωματίδια προσροφάται ένα ιόν αντίθετα φορτισμένο από τα σωματίδια, το ζ- δυναμικό ελαττώνεται. Απόρροια του γεγονότος αυτού αποτελεί η μείωση της αμοιβαίας άπωσης των σωματιδίων και η πιθανή καταβύθισή τους. Το ζ- δυναμικό συνδέεται με την ηλεκτροφορητική ευκινησία, u, των σωματιδίων σύμφωνα με τις σχέσεις: ζ = 6πηu/ε για r/κ -1 < 0,1 ζ = 4πηu/ε για r/κ -1 >100 (2.2α) (2.2β) όπου η είναι το ιξώδες, ε η διηλεκτρική σταθερά του μέσου διασποράς, r η ακτίνα των σωματιδίων και κ -1 το αντίστροφο μήκος Debye- Hückel. [27] 2.2 Γαλακτώματα- Γενικά 19

37 Τα γαλακτώματα είναι κολλοειδή συστήματα διασποράς, τα οποία προκύπτουν ύστερα από την ανάμιξη δύο μη αναμίξιμων υγρών από τα οποία το ένα βρίσκεται διεσπαρμένο υπό τη μορφή μικρότατων σταγονιδίων σφαιρικού σχήματος (ασυνεχής φάση) σε ένα άλλο υγρό (συνεχής φάση). Οι δύο μη αναμίξιμες φάσεις είναι συνήθως το έλαιο και το νερό. Έτσι, αν έλαιο και νερό αναμιχθούν και αναταραχθούν ισχυρά, το ένα υγρό διασπείρεται στη μάζα του άλλου, με αποτέλεσμα το σχηματισμό γαλακτώματος. Ένα τέτοιο γαλάκτωμα δεν είναι σταθερό, καθώς τα σταγονίδια της διεσπαρμένης (ασυνεχούς) φάσης τείνουν να συσσωματωθούν. Αυτό έχει ως συνέπεια το διαχωρισμό των δύο φάσεων και την καταστροφή του γαλακτώματος. [28],[29],[30] Ανάλογα με το ρόλο του ελαίου και του νερού, τα γαλακτώματα μπορούν να ταξινομηθούν σε διάφορες κατηγορίες. Ένα σύστημα που περιλαμβάνει σταγονίδια ελαίου διεσπαρμένα σε υδατική φάση ονομάζεται γαλάκτωμα ελαίου σε νερό (o/w), ενώ ένα σύστημα που περιλαμβάνει σταγονίδια νερού διεσπαρμένα σε ελαιώδη φάση ονομάζεται γαλάκτωμα νερού σε έλαιο (w/o). Τα γαλακτώματα o/w και w/o είναι συμβατικού τύπου, ενώ είναι επίσης δυνατή η παρασκευή διαφόρων τύπων πολλαπλών γαλακτωμάτων, όπως είναι τα γαλακτώματα ελαίου σε νερό και σε έλαιο (o/w/o) ή νερού σε έλαιο και σε νερό (o/w/o). Το γάλα και η μαγιονέζα αποτελούν παραδείγματα τροφίμων που ανήκουν στην πρώτη κατηγορία (o/w), ενώ οι μαργαρίνες και το βούτυρο είναι τρόφιμα που ανήκουν στη δεύτερη κατηγορία (w/o). [28],[29],[30] Τα πολλαπλά γαλακτώματα, τύπου w/o/w, μπορούν να σχηματιστούν από σταγονίδια νερού διεσπαρμένα σε μεγαλύτερα σταγονίδια ελαίου. Τα τελευταία διασπείρονται με τη σειρά τους σε υδατική φάση. Τα πολλαπλά γαλακτώματα έχουν ευρεία χρήση στη βιομηχανία τροφίμων και η εικόνα τους εξαρτάται από τη διάμετρο των σφαιριδίων των φάσεων που τα αποτελούν. Η εικόνα που εμφανίζει ένα γαλάκτωμα εξαρτάται από τη διάμετρο των σταγονιδίων των φάσεων που το αποτελούν. Συγκεκριμένα, αν η διάμετρός τους είναι μεταξύ 0.15 μm και 100 μm, τότε το γαλάκτωμα έχει θολή- γαλακτώδη εμφάνιση. Αντίθετα αν η διάμετρος των σταγονιδίων είναι μεταξύ μm, τα μικρογαλακτώματα είναι διαφανή αλλά και θερμοδυναμικά σταθερότερα μιας και ο ρυθμός καθίζησης και κατ επέκταση η σταθερότητά τους εξαρτάται από τη διάμετρο των σωματιδίων. 20

38 Στην πραγματικότητα, το εύρος των σωματιδίων που περιέχονται στα γαλακτώματα είναι ιδιαίτερα μεγάλο. Συνήθως ξεκινούν από 0.1 μm και φτάνουν έως και μm. Για να περιγραφεί η συγκέντρωση των σφαιριδίων (σταγονιδίων) σε ένα γαλάκτωμα χρησιμοποιούνται καμπύλες κατανομής ανάλογα με την κατ όγκο περιεκτικότητά τους και το μέγεθός τους. Η διαδικασία μείωσης του μεγέθους των σταγονιδίων σε ένα γαλάκτωμα είναι γνωστή ως ομογενοποίηση. Η μέθοδος αυτή είναι ευρέως χρησιμοποιούμενη στη βιομηχανία τροφίμων και εφαρμόζεται σε διατάξεις που λέγονται ομογενοποιητές, στους οποίους τα γαλακτώματα υποβάλλονται σε έντονη μηχανική ανάδευση με ταυτόχρονη εφαρμογή πίεσης. [31] Βασικές αρχές δημιουργίας γαλακτωμάτων Για το σχηματισμό ενός γαλακτώματος σημαντική ρόλο διαδραματίζει η διεπιφάνεια, δηλαδή η επιφάνεια (Α) που διαχωρίζει την υδατική από τη λιπαρή φάση. Στα συστήματα ελαίου σε νερό, τα μη-πολικά μόρια του ελαίου δε μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου με τα μόρια του νερού, λόγω του υψηλού υδρόφοβου χαρακτήρα τους. Το γεγονός αυτό καθιστά τα δυο υγρά είναι μη αναμίξιμα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να μειώνεται το μέγεθος των σωματιδίων του ελαίου, που είναι διασκορπισμένα στο νερό, με σκοπό να ελαττωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο η επιφάνεια επαφής τους με το νερό, δηλαδή η διεπιφάνεια, και κατ επέκταση ο αριθμός των ανεπιθύμητων αλληλεπιδράσεων μεταξύ των μορίων των δύο φάσεων. Αυτή η τάση μείωσης του μεγέθους των λιποσωματιδίων είναι το αποτέλεσμα της διεπιφανειακής τάσης, η τιμή της οποίας καθορίζεται από την έλλειψη ισορροπίας μεταξύ των μοριακών δυνάμεων. Εκφράζει το απαραίτητο ποσό ενέργειας (ΔG) που πρέπει να προσφερθεί στο σύστημα του γαλακτώματος, ώστε να αυξηθεί το εμβαδό της διεπιφάνειας μεταξύ των δυο μη αναμίξιμων υγρών και το σύστημα να επανέλθει στην κατάσταση ισορροπίας. Η σχέση ανάμεσα στην απαιτούμενη ενέργεια ΔG και τη διεπιφανειακή τάση (γ), υπολογίζεται από τη σχέση: ΔG = γ ΔΑ (2.3) Από τη σχέση (2.3) προκύπτει ότι όσο λιγότερο αναμίξιμα είναι τα δυο υγρά τόσο πιο μεγάλη είναι η διεπιφανειακή τάση και άρα τόσο μεγαλύτερη είναι η απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας για την επίτευξη της κατάστασης ισορροπίας. Η ενέργεια που απαιτείται ώστε τα σωματίδια της ασυνεχούς φάσης να διατμηθούν σε μικρότερα 21

39 σωματίδια, προκαλώντας έτσι αύξηση του εμβαδού της διεπιφάνειας ανάμεσα στα δυο μη αναμίξιμα υγρά, εξασφαλίζεται ύστερα από έντονη ανάδευση του συστήματος με τη χρησιμοποίηση κατάλληλων συσκευών, όπως είναι οι ομογενοποιητές με πίεση ή υπερήχους κ.α. Για να μειωθεί η απαιτούμενη ποσότητα ενέργειας προστίθενται κατάλληλες ουσίες στο σύστημα, οι γαλακτωματοποιητές, οι οποίοι προκαλούν μείωση της διεπιφανειακής τάσης. [32] Μέθοδος παρασκευής Η μετατροπή των δύο μη αναμίξιμων υγρών σε γαλάκτωμα είναι μια διαδικασία γνωστή ως ομογενοποίηση. Η ομογενοποίηση διακρίνεται σε δύο κατηγορίες: την πρωτογενή και τη δευτερογενή. Πρωτογενής ομογενοποίηση είναι η μετατροπή των δύο υγρών σε γαλάκτωμα (γαλακτωματοποίηση), ενώ η δευτερογενής ομογενοποίηση είναι η μείωση του μεγέθους των σωματιδίων σε ένα ήδη υπάρχον γαλάκτωμα. [33] Η γενική πορεία που ακολουθείται για την παρασκευή ενός γαλακτώματος συνοψίζεται ως εξής: 1. θέρμανση των δύο φάσεων ξεχωριστά με έλεγχο ώστε η θερμοκρασία να φτάνει μέχρι τη θερμοκρασία τήξης των λιπαρών συστατικών (5-10 ο C πάνω από το σημείο τήξης του υλικού με το υψηλότερο σημείο τήξης) 2. προσθήκη της εσωτερικής φάσης στην εξωτερική αργά και υπό ανάδευση 3. ψύξη αργά μέχρι περίπου τους 35 ο C και προσθήκη των θερμοευαίσθητων ή πτητικών ουσιών Η ποιότητα του παραγόμενου γαλακτώματος (μέγεθος, κατανομή μεγέθους, ιξώδες και σταθερότητα) επηρεάζεται από τη μέθοδο και το ρυθμό ανάμιξης των δύο φάσεων, τη θερμοκρασία που αυτές βρίσκονται, το σύστημα ανάμιξης (δαπανώμενη ενέργεια) και τέλος το ρυθμό ψύξης του παρασκευάσματος. [34] Μορφοποίηση των γαλακτωμάτων Οι παράγοντες που μονίμως εμπλέκονται στη μορφοποίηση ενός γαλακτώματος είναι οι εξής: η ελαιώδης φάση, η αναλογία φάσεων, η γαλακτωματοποιός ουσία, η συνοχή, το αντιμικροβιακό συντηρητικό, τα αντιοξειδωτικά και ο αφρισμός. Με άλλα λόγια η μορφοποίηση ενός σταθερού γαλακτώματος προϋποθέτει τη χρήση τουλάχιστον τεσσάρων επιπλέον προσθέτων, πέραν του γαλακτωματοποιητή, γεγονός 22

40 που καθιστά τη μορφοποίηση μια διαδικασία αρκετά περίπλοκη, αν ληφθεί υπ όψιν και ο έλεγχος για ασυμβατότητες και για τοξικότητα. [35] Ελαιώδης φάση Τα ευρύτερα χρησιμοποιούμενα έλαια στα καλλυντικά είναι διάφορα ορυκτέλαια, ορισμένα βρώσιμα έλαια (αραβοσιτέλαιο, αραχιδέλαιο, σησαμέλαιο και ελαιόλαδο) και κάποιες ημιστερεές ουσίες όπως βαζελίνη, λανολίνη, κηρός μελισσών, κήτειο στέαρ αλλά και οξέα και αλκοόλες υψηλού μοριακού βάρους. Επίσης, χρησιμοποιούνται ο οζοκερίτης, η παραφίνη, η μικροκρυσταλλικός κηρός και οι κηρώδεις αλκοόλες. [36] Σε περίπτωση που η δραστική ουσία είναι ελαιώδης, χρησιμοποιείται ως έχει. Ευρέως χρησιμοποιούμενος στα καλλυντικά είναι ο μυριστικός ισοπροπυλεστέρας. Η τελική επιλογή θα γίνει με κριτήρια την επιθυμητή συνεκτικότητα του παρασκευάσματος και τις πιθανές ασυμβατότητες με τα υπόλοιπα συστατικά. Πριν την τελική επιλογή θα πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπ όψιν η χημική σταθερότητα του ελαίου όπως επίσης και η αντοχή του στη θέρμανση και την οξείδωση. [35] Αναλογία φάσεων Για τα τοπικά χορηγούμενα γαλακτώματα η επιθυμητή συνεκτικότητα είναι εκείνη που καθορίζει την αναλογία των δύο φάσεων. Συγκεκριμένα, για λεπτόρρευστα γαλακτώματα η εσωτερική φάση πρέπει να αποτελεί το 40-60% του όγκου του γαλακτώματος. Υψηλότερα ποσοστά αφενός αυξάνουν το ιξώδες, πράγμα που συνεπάγεται ειδικών συνθηκών παρασκευής, αφετέρου είναι δυνατό να οδηγήσουν σε αναστροφή των φάσεων Συνοχή Το μορφοποιημένο γαλάκτωμα πρέπει να είναι αρκετά συνεκτικό, εξασφαλίζοντας σταθερότητα και επίτευξη των κατάλληλων ρεολογικών χαρακτηριστικών. Με τροποποίηση του λόγου των όγκων των φάσεων μπορεί να τροποποιηθεί σημαντικά η συνοχή επηρεάζοντας έτσι το ιξώδες του γαλακτώματος. Η προσέγγιση αυτή είναι επιθυμητή για γαλακτώματα που προορίζονται για δερματολογικά πλύματα και κρέμες, στα οποία απαιτείται υψηλή συνοχή ώστε να εξασφαλίζεται κατάλληλο κράτημα στο δέρμα και ανάλογα χαρακτηριστικά εξάπλωσης. 23

41 Αντιμικροβιακό μέσο Κατά την επιλογή ενός κατάλληλου αντιμικροβιακού μέσο θα πρέπει να λαμβάνονται υπ όψιν τα ακόλουθα: 1. χαμηλή τοξικότητα 2. χημική συμβατότητα 3. επίδραση στην οσμή και το χρώμα 4. αποτελεσματικότητα σε όσο γίνεται χαμηλότερη συγκέντρωση Αφρισμός Ο περιορισμός του αφρισμού γίνεται είτε με μηχανικά μέσα (κλειστά συστήματα, χρήση κενού, ανάδευση, πεπιεσμένος αέρας) είτε με χημικά (αντιαφριστικά). Τα χημικά είναι προτιμότερο να αποφεύγονται λόγω ασυμβατοτήτων. [35] 2.3 Συστατικά γαλακτωμάτων Τα κύρια συστατικά των γαλακτωμάτων είναι: i. Τα λιπαρά συστατικά, που περιλαμβάνουν γενικά τα λίπη και τα έλαια ii. Οι γαλακτωματοποιητές, εκ των οποίων οι κυριότεροι για τη βιομηχανία των τροφίμων είναι τα επιφανειοδραστικά συστατικά Λιπαρά Τα λιπαρά συστατικά αποκαλούνται «λίπη» και «έλαια» και αποτελούν την κατηγορία συστατικών με την υψηλότερη πηγή ενέργειας στην ανθρώπινη διατροφή. [37] Περιέχουν σημαντικά λιπαρά οξέα τα οποία δε μπορεί να συνθέσει ο ανθρώπινος οργανισμός και είναι απαραίτητα για την υγεία του ανθρώπου. Παρά το γεγονός ότι τα λιπαρά έχουν κατηγορηθεί για πρόκληση παχυσαρκίας και καρδιαγγειακών παθήσεων, προμηθεύουν το ανθρώπινο σώμα με ενέργεια και λιποδιαλυτές βιταμίνες, γεγονός που τα καθιστά απαραίτητα για την εύρυθμη λειτουργία του οργανισμού. Τα λίπη και τα έλαια προέρχονται από ποικιλία πηγών, όπου κάθε πηγή προσφέρει ένα διαφορετικό υλικό. Έλαια παράγονται από διάφορους σπόρους, φρούτα καθώς και από επίγεια ή θαλάσσια ζώα. Ορισμένες μόνο από αυτές τις πηγές τυγχάνουν 24

42 οικονομικής εκμετάλλευσης. Τα λίπη και τα έλαια είναι οργανικές ουσίες που περιλαμβάνουν κυρίως εστέρες γλυκερίνης με λιπαρά οξέα αλλά και μη γλυκερικά συστατικά σε μικρές ποσότητες. Σε θερμοκρασία περιβάλλοντος τα λίπη εμφανίζονται σε στερεή κατάσταση ενώ τα έλαια σε υγρή. Η χημική σύσταση είναι εκείνη που προσδιορίζει τα χαρακτηριστικά κάθε λίπους ή ελαίου, τα οποία με τη σειρά τους καθορίζουν την καταλληλότητά του ως προς τη χρήση του σε διάφορες διαδικασίες βιομηχανικής επεξεργασίας. [38] Τα λίπη και τα έλαια είναι αδιάλυτες στο νερό ουσίες ζωικής ή φυτικής προέλευσης, που αποτελούνται κυρίως από εστέρες της τριυδροξυλικής αλκοόλης, γλυκερίνης με τα λιπαρά οξέα. Οι εστέρες είναι γνωστοί ως τριγλυκερίδια. [39] Δεν υπάρχει σαφής διαχωρισμός μεταξύ των όρων λίπος και έλαιο. Παρ όλα αυτά, ο όρος λίπος χρησιμοποιείται για τα τριγλυκερίδια τα οποία είναι στερεά ή ημιστερεά σε θερμοκρασία δωματίου, ενώ ο όρος έλαιο χρησιμοποιείται για τα τριγλυκερίδια που βρίσκονται σε υγρή μορφή κάτω από τις ίδιες συνθήκες. Η ευαισθησία της ορολογίας αυτής γίνεται φανερή από το γεγονός ότι μια λιπαρή ύλη που συναντάται σε μορφή λίπους σε μια θερμή κλιματική περιοχή, είναι δυνατό να εμφανίζεται ως έλαιο σε περιβάλλον με τροπικές θερμοκρασίες. Εκτός από τους όρους λίπη και έλαια υπάρχει και ο όρος λιπίδια. Ο όρος αυτός περιλαμβάνει μια ευρύτερη ομάδα λιπαρών ουσιών που συναντώνται στη φύση. Εδώ ανήκουν εκτός από τα τριγλυκερίδια, τα μονο- και δι- γλυκερίδια, τα φωσφατίδια, οι κερεβροζίτες, οι στερόλες, οι τερπενικές ενώσεις, οι λιπαρές αλκοόλες, τα λιπαρά οξέα, οι λιποδιαλυτές βιταμίνες και ορισμένες άλλες ενώσεις. [40] Συστατικά λιπαρών Τριγλυκερίδια Όπως προαναφέρθηκε, τα λίπη και τα έλαια είναι μίγματα τριγλυκεριδίων. Το μόριο της γλυκερίνης αποτελείται από τρία άτομα άνθρακα, πέντε άτομα υδρογόνου και τρεις υδροξυλομάδες. Σε κάθε ένα από τα άτομα άνθρακα υπάρχουν τέσσερις δεσμοί ή σημεία σύνδεσης. Όταν τρία λιπαρά οξέα είναι συνδεδεμένα με ένα μόριο γλυκερίνης, τότε προκύπτει ένα μόριο τριγλυκεριδίου. Σε ένα τριγλυκερίδιο, οι τρεις υδροξυλομάδες μπορεί να είναι εστεροποιημένες με το ίδιο λιπαρό οξύ, οπότε πρόκειται για απλά τριγλυκερίδια, ή με διάφορα λιπαρά οξέα, οπότε μιλάμε για μικτά τριγλυκερίδια. Στη φύση σχεδόν όλα τα γλυκερίδια περιέχουν μίγμα λιπαρών οξέων εστεροποιημένων με τη γλυκερίνη, δηλαδή είναι μικτά τριγλυκερίδια. 25

43 Στα μικτά τριγλυκερίδια ο τρόπος σύνδεσης των λιπαρών οξέων στις θέσεις 1,2,3 ή α, β, α' της γλυκερίνης οδηγεί στο σχηματισμό ισομερών θέσης. Έλαια και λίπη από διάφορες πηγές εμφανίζουν σημαντικές διαφορές σε ότι αφορά τη σχετική θέση των κορεσμένων και ακόρεστων λιπαρών οξέων στα μόρια των τριγλυκεριδίων τους. Στα φυτικά λιπαρά σώματα, τα κορεσμένα λιπαρά οξέα παρουσιάζουν μία προτίμηση προς την 1 (α) θέση σε σχέση με τη 2 (β) θέση, ενώ στα ζωικά λιπαρά σώματα μπορεί να συμβεί το αντίθετο. Σε σχέση με την ονομασία των γλυκεριδίων ισχύουν ορισμένοι γενικοί κανόνες, όπως: Το όνομα των λιπαρών οξέων με μικρότερο μήκος αλυσίδας προηγείται του ονόματος των λιπαρών οξέων με μεγαλύτερο μήκος αλυσίδας, π.χ. παλμιτοδιστεατίνη. Αν κορεσμένα και ακόρεστα λιπαρά οξέα έχουν το ίδιο μήκος αλυσίδας, τότε προηγείται το κορεσμένο λιπαρό οξύ, π.χ. παλμιτοστεατοελαΐνη. Αν τα ακόρεστα λιπαρά οξέα έχουν το ίδιο μήκος αλυσίδας, αλλά διαφέρουν στο βαθμό ακορεστότητας, προηγείται το ποιο κορεσμένο οξύ. Τα τριγλυκερίδια, τα οποία προέρχονται από σπόρους τροπικών φυτών, συνήθως δεν έχουν μεγάλη αναλογία κορεσμένων έναντι ακόρεστων λιπαρών οξέων. Για το λόγο αυτό είναι στερεά σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, αλλά χαρακτηρίζονται από στενό θερμοκρασιακό εύρος τήξης, λόγω των μειωμένων ισομερών θέσης που περιέχουν. Ένα τέτοιο παράδειγμα αποτελεί το βούτυρο κακάο. Γενικά, τα φυτικά έλαια περιέχουν ακόρεστα λιπαρά οξέα σε μεγάλες αναλογίες. Παρόλα αυτά, τα φυτικά τριγλυκερίδια μπορεί να είναι υψηλού κορεσμού, όπως το έλαιο της καρύδας. Τα ζωικά τριγλυκερίδια κυριαρχούνται από τα C16 και C18 κορεσμένα λιπαρά οξέα, περιλαμβάνοντας σημαντικά ποσοστά πλήρως κορεσμένων λιπαρών οξέων, αυξάνοντας με αυτόν τον τρόπο τις στερεές ουσίες σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Τα ρευστά τριγλυκερίδια, όπως επίσης και τα μονο- και τα δι- γλυκερίδια έχουν την ιδιότητα να κρυσταλλώνονται σε διάφορες κρυσταλλικές μορφές. Πιστεύεται ότι αυτός ο πολυμορφισμός υπάρχει σε κάθε γλυκερίδιο με έμφαση στις μορφές α, β και β'. Από τις μορφές αυτές σταθερότερη είναι η β, ενώ οι ασταθείς α και β' μεταπίπτουν σε σταθερή μορφή β με την πάροδο του χρόνου. Με ταχεία ψύξη ρευστών γλυκεριδίων λαμβάνεται η ασταθής μορφή α, ενώ με βραδεία ψύξη λαμβάνεται η 26

44 σταθερή μορφή β. Οι διάφορες κρυσταλλικές μορφές έχουν διαφορετικά σημεία τήξης, με υψηλότερο αυτό της β μορφής και χαμηλότερο της α. [41] Γαλακτωματοποιητές Ο όρος γαλακτωματοποιητής (emulsifier) αναφέρεται σε οποιαδήποτε επιφανειοδραστική ουσία η οποία μπορεί να προσροφηθεί στη διεπιφάνεια ελαίουύδατος και να αναστείλει την αποσταθεροποίηση του γαλακτώματος. [42] Συγκεκριμένα, ως γαλακτωματοποιητής ορίζεται μία οργανική ουσία η οποία έχει την ιδιότητα να μειώνει την επιφανειακή τάση μεταξύ ελαίου-νερού, διευκολύνοντας έτσι τη γαλακτωματοποίηση και παράλληλα να αυξάνει τη σταθερότητα του γαλακτώματος. [43] Ιδανικά, ένας γαλακτωματοποιητής πρέπει να προσροφάται ταχέως στη διεπιφάνεια ελαίου-νερού κατά τη διαδικασία της ομογενοποίησης και να προκαλεί σημαντική μείωση της διεπιφανειακής τάσης, αποτρέποντας έτσι τη συσσωμάτωση των σταγονιδίων κατά την ομογενοποίηση. Επιπροσθέτως, ο ρόλος του γαλακτωματοποιητή είναι πολύ σημαντικός για τη σταθερότητα του γαλακτώματος σε συνθήκες αποθήκευσης, μεταφοράς και γενικά στις περιβαλλοντικές συνθήκες, μέσω δημιουργίας μιας «προστατευτικής» διεπιφανειακής μεμβράνης μεταξύ σταγονιδίων και μέσου διασποράς. [42] Οι γαλακτωματοποιητές είναι αμφίφιλα μόρια, αποτελούνται δηλαδή από ένα υδρόφιλο και ένα υδρόφοβο τμήμα και για το λόγο αυτό δεν είναι απόλυτα διαλυτά ούτε στη λιπαρή ούτε στην υδατική φάση. Σε ένα γαλάκτωμα, το λιπόφιλο (υδρόφοβο) τμήμα του μορίου στρέφεται προς το λιπιδικό (μη πολικό) περιβάλλον, ενώ το υδρόφιλο προς το υδατικό (πολικό). Το λιπόφιλο τμήμα είναι συνήθως μια επιμήκης αλυσίδα λιπαρών οξέων, ενώ το υδρόφιλο μπορεί να είναι ανιονικού, αμφοτερικού (π.χ. λεκιθίνη), κατιονικού ή μη ιονικού χαρακτήρα. [43] Στη βιομηχανία τροφίμων, οι πιο κοινοί γαλακτωματοποιητές που χρησιμοποιούνται είναι αμφίφιλες πρωτεΐνες και φωσφολιπίδια. Τα συστατικά αυτά χρησιμοποιούνται για να αυξήσουν το ιξώδες της συνεχούς φάσης των γαλακτωμάτων και ενισχύουν τη σταθερότητά τους με επιβράδυνση της κίνησης των σταγονιδίων. Για την αύξηση του ιξώδους της σταθερής φάσης των γαλακτωμάτων χρησιμοποιούνται πολυσακχαρίτες ως γαλακτωματοποιητές. [42] 27

45 Ένας γαλακτωματοποιητής ανάλογα με τα πολικά και τα μη πολικά τμήματα του μορίου του μπορεί να είναι υδροφιλικού ή λιποφιλικού χαρακτήρα και ως αποτέλεσμα να είναι περισσότερο διαλυτός στο νερό ή στο έλαιο αντίστοιχα. Σύμφωνα με τον κανόνα του Bancroft: η φάση στην οποία ο γαλακτωματοποιητής είναι πιο διαλυτός είναι η εξωτερική, δηλαδή η φύση του γαλακτωματοποιητή καθορίζει τον τύπο του γαλακτώματος που θα προκύψει. Υδρόφιλοι γαλακτωματοποιητές σχηματίζουν συνήθως γαλακτώματα τύπου έλαιο-σε-νερό ενώ υδρόφοβοι τύπου νερό-σε-έλαιο. Όλοι οι γαλακτωματοποιητές ανήκουν στις επιφανειοδραστικές (surface-active) ή τασιενεργές ουσίες, προσροφώνται δηλαδή στην επιφάνεια ενός υγρού και μειώνουν την επιφανειακή τάση. Ωστόσο δεν ισχύει το αντίστροφο καθώς δεν είναι όλες οι επιφανειοδραστικές ουσίες αποτελεσματικοί γαλακτωματοποιητές. Ο ρόλος ενός γαλακτωματοποιητή δε συνίσταται μόνο στην προσρόφησή του στη διεπιφάνεια και τη μείωση της διεπιφανειακής τάσης, αλλά επιβάλλει και τη δημιουργία ενός σταθερού, συνεκτικού και ιξωδοελαστικού υμενίου που θα περιβάλλει τα λιποσφαιρίδια αποτρέποντας τη συνένωσή τους όταν αυτά συγκρούονται. Ανάλογα με τη φύση του τροφίμου ένας γαλακτωματοποιητής μπορεί να εμφανίζει επιπλέον λειτουργίες, όπως τροποποίηση της κρυστάλλωσης του λίπους, αλληλεπιδράσεις με άλλες οργανικές ουσίες και συστατικά του τροφίμου, έλεγχο της μεταφοράς οξυγόνου/υγρασίας κ.α. Τα λιποσφαίρια μέσα σε ένα γαλάκτωμα βρίσκονται σε διαρκή κίνηση, κάτω από την επίδραση της βαρύτητας, της θερμικής ενέργειας ή της μηχανικής δύναμης, με αποτέλεσμα να έρχονται συνεχώς σε επαφή με τα γειτονικά τους. Η σταθερότητα και η διάρκεια ζωής (shelf life) του γαλακτώματος καθορίζεται από την ανθεκτικότητα του υμενίου του γαλακτωματοποιητή. Τα μεγάλα μακρομόρια, όπως οι πρωτεΐνες, σχηματίζουν ανθεκτικότερα υμένια και αλληλεπιδρούν με άλλες ομάδες στο ίδιο μόριο ή σε άλλα. Αντίθετα, οι μικρού μοριακού βάρους γαλακτωματοποιητές συνήθως δε σχηματίζουν σταθερά διεπιφανειακά υμένια και η χρηστική του αξία περιορίζεται στη μείωση της διεπιφανειακής τάσης. Συνοψίζοντας, ένας αποτελεσματικός γαλακτωματοποιητής θα πρέπει να πληρεί τις εξής προϋποθέσεις: i. Να προσροφάται στη διεπιφάνεια νερού/ελαίου και να προκαλεί ταχεία μείωση της διεπιφανειακής τάσης, ώστε να διευκολύνεται ο σχηματισμός του γαλακτώματος. 28

46 ii. Να σχηματίζει ένα προστατευτικό υμένιο γύρω από τα λιποσφαίρια και να αποτρέπει ή να καθυστερεί την εμφάνιση φαινομένων κροκίδωσης και συνένωσης. Για την εκτίμηση της καταλληλότητας ενός γαλακτωματοποιητή σε μια συγκεκριμένη εφαρμογή, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια χρήσιμη μέθοδος υπολογισμού της υδρόφιλης-λιποφιλικής ισορροπίας (Hydrophilic/Lipophillic Balance, HLB). (πίνακας 1) [43] Η υδρόφιλη-λιποφιλική ισορροπία μιας τασιενεργού ουσίας αποτελεί το μέτρο του βαθμού στον οποίο το συστατικό είναι υδρόφιλο ή λιπόφιλο, και προσδιορίζεται μέσω του υπολογισμού τιμών για τις διάφορες περιοχές του μορίου, όπως περιγράφεται από τον Griffin. [44] Ο Griffin, βασισμένος στη σταθερότητα των γαλακτωμάτων, εισήγαγε την έννοια της υδρόφιλης-λιπόφιλης ισορροπίας (HLB). Ο αριθμός HLB χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του μεγέθους και της δύναμης των δύο υδρόφιλων και λιπόφιλων ομάδων σε ένα μόριο γαλακτωματοποιητή. Ο αριθμός αυτός δείχνει το είδος του γαλακτώματος που θα παραχθεί. Συνίσταται η χρήση μίγματος γαλακτωματοποιητών με τον ίδιο αριθμό HLB. Οι μικτές τιμές HLB υπολογίζονται από την παρακάτω εξίσωση: HLB mix = HLB 1 W 1 % + HLB 2 W 2 % +, (2.4) όπου το W% είναι το κατά βάρος ποσοστό του κάθε γαλακτωματοποιητή. Ο αριθμός HLB επηρεάζει την αυθόρμητη γαλακτωματοποίηση και το μέγεθος των σταγονιδίων (EDS). Για τη δημιουργία γαλακτωμάτων τύπου έλαιο σε νερό, κατάλληλοι γαλακτωματοποιητές είναι εκείνοι με HLB > 10. [43] Πίνακας 1. Εύρος τιμών HLB και αντίστοιχη εφαρμογή γαλακτωματοποιητών [43] HLB ΕΦΑΡΜΟΓΗ 0-3 Αντι-αφριστικός παράγοντας 4-6 Γαλακτωματοποιητής σε γαλάκτωμα τύπου w/o 7-9 Τασιενεργή ουσία (Διαβρεκτικοί παράγοντες) 29

47 8-18 Γαλακτωματοποιητής σε γαλάκτωμα τύπου o/w Απορρυπαντικά Διαλυτοποιητές (solubilisers) Πιο αναλυτικά, ο λόγος HLB είναι μια ημιεμπειρική, ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος για την κατάταξη των επιφανειοδραστικών ουσιών και κατ επέκταση των γαλακτωματοποιητών. Κάθε γαλακτωματοποιητής χαρακτηρίζεται από μία τιμή του συστήματος HLB, σύμφωνα με τη χημική του δομή. Υψηλή τιμή HLB αντιστοιχεί σε υψηλή αναλογία των υδρόφιλων ομάδων ως προς τις λιπόφιλες, ενώ μικρή τιμή HLB χαρακτηρίζει πολύ λιπόφιλες ουσίες. Ουσιαστικά, ο λόγος HLB ενός γαλακτωματοποιητή μπορεί να υπολογιστεί γνωρίζοντας τον αριθμό των υδρόφιλων και λιπόφιλων ομάδων που περιέχει, ή μπορεί να εκτιμηθεί από πειραματικές μετρήσεις του σημείου θόλωσης. [45] Συμπερασματικά, ο λόγος HLB δίνει μια χρήσιμη ένδειξη για τη διαλυτότητα του γαλακτωματοποιητή είτε σε έλαιο είτε/και σε νερό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προβλεφθεί ο τύπος του γαλακτώματος που είναι ικανός να σταθεροποιεί: Γαλακτωματοποιητές με χαμηλή τιμή HLB (3-6) είναι κατά κύριο λόγο υδρόφοβοι, διαλύονται εκλεκτικά σε έλαιο και σταθεροποιούν γαλακτώματα w/o σχηματίζοντας αντίστροφα μικκύλια στο έλαιο. Γαλακτωματοποιητές με υψηλή τιμή HLB (10-18) είναι κατά κύριο λόγο υδρόφιλοι, διαλύονται εκλεκτικά στο νερό και σταθεροποιούν γαλακτώματα o/w σχηματίζοντας μικκύλια στο νερό. Γαλακτωματοποιητές με ενδιάμεσες τιμές HLB (7-9) δεν εμφανίζουν κάποια ιδιαίτερη προτίμηση στο νερό ή στο έλαιο και θεωρούνται καλά «μέσα διαβροχής». Γαλακτωματοποιητές με τιμές HLB μικρότερες από 3 (πολύ υδρόφοβοι) και με τιμές μεγαλύτερες από 18 (πολύ υδρόφιλοι) δεν αναπτύσσουν ιδιαίτερα χαρακτηριστικές ιδιότητες και δε συσσωρεύονται στη διεπιφάνεια ελαίουνερού. Η σταθερότητα του γαλακτώματος, με τη χρήση τέτοιου είδους γαλακτωματοποιητών, είναι περιορισμένη. 30

48 Εμπειρικά έχει αναφερθεί πως η μέγιστη σταθερότητα γαλακτώματος επιτυγχάνεται για γαλακτώματα o/w με τη χρήση γαλακτωματοποιητών με τιμή HLB περίπου 10-12, και για w/o γαλακτώματα περίπου 3-5. [46] Κατηγορίες γαλακτωματοποιητών Οι γαλακτωματοποιητές κατατάσσονται σε δύο βασικές κατηγορίες: (α) τα μακρομόρια (πρωτεΐνες) και (β) τους γαλακτωματοποιητές μικρού μοριακού βάρους (surfactants) Οι πρωτεΐνες ως γαλακτωματοποιητές Οι πρωτεΐνες είναι μεγάλα αμφίφιλα βιομόρια που αποτελούνται από επιμήκεις αλυσίδες αμινοξέων τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με αμιδικούς δεσμούς. Κατά το σχηματισμό ενός πολυπεπτιδίου (πρωτεΐνης), η αλυσίδα των αμινοξέων περιελίσσεται στο χώρο με τέτοιο τρόπο ώστε οι υδρόφοβες πλευρικές ομάδες να είναι προσανατολισμένες προς το εσωτερικό του μορίου, ενώ οι υδρόφιλες προς το εξωτερικό. Πολλές πρωτεΐνες είναι επιφανειοδραστικά μόρια που χρησιμοποιούνται ως γαλακτωματοποιητές εξαιτίας της ιδιότητάς τους να διευκολύνουν τη γαλακτωματοποίηση, να βελτιώνουν τη σταθερότητα και να προσδίδουν επιθυμητές φυσικοχημικές ιδιότητες σε γαλακτώματα τύπου έλαιο σε νερό. Συγκεκριμένα, οι πρωτεΐνες προσροφώνται στις επιφάνειες των λιποσφαιρίων που έχουν προκύψει από την ομογενοποίηση του μίγματος έλαιο-νερό-πρωτεΐνη και συμβάλλουν στην περαιτέρω διάσπαση των λιποσφαιρίων με μείωση της διεπιφανειακής τάσης. Παράλληλα, καθυστερούν τη συνένωσή τους σχηματίζοντας προστατευτικές μεμβράνες που περιβάλλουν τα λιποσφαίρια. Η φυσική δομή του μορίου της πρωτεΐνης επηρεάζει και τον τρόπο της προσρόφησής του στη διεπιφάνεια ελαίου-νερού. Η διάταξη μιας πρωτεΐνης με ευέλικτη δομή (π.χ. β-καζεΐνη), περιλαμβάνει τους συρμούς, δηλαδή το τμήμα του μορίου που είναι σε επαφή με τη διεπιφάνεια, τους βρόγχους και τα ελεύθερα άκρα που εκτείνονται προς την υδατική φάση. Οι περισσότερες πρωτεΐνες που προσροφώνται στις διεπιφάνειες υφίστανται μεταβολές στη διαμόρφωσή τους, είτε αμέσως μετά την προσρόφηση, είτε αργότερα. Ειδικότερα, η δευτεροταγής και τριτοταγής δομή των πρωτεϊνών (όσων διαθέτουν) καταστρέφεται και αναδιατάσσεται ώστε να εκτεθούν τα υδρόφοβα τμήματα στη μη πολική φάση. Οι μεταβολές αυτές αναφέρονται ως μετουσίωση 31

49 επιφάνειας (surface denaturation) και ο χρόνος ολοκλήρωσής τους διαφέρει ανάλογα με την ευελιξία και το πακετάρισμα των προσροφημένων μορίων. Παρουσία μιας διεπιφάνειας ελαίου- νερού, η πολυπεπτιδική αλυσίδα ξεδιπλώνεται και τα υδρόφοβα τμήματά της διεισδύουν στη λιπαρή φάση, ενώ τα υδρόφιλα παραμένουν στην υδατική. Παράλληλα, τα προσροφημένα στη διεπιφάνεια μόρια πρωτεΐνης αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου, δεσμούς Van der Waals και υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις, σχηματίζοντας ένα ιξωδοελαστικό υμένιο που ενισχύει τις απωστικές αλληλεπιδράσεις ανάμεσα στα λιποσφαίρια. Οι πρωτεΐνες υπερέχουν έναντι των γαλακτωματοποιητών μικρού μοριακού βάρους σε ό,τι αφορά στην ανθεκτικότητα και την ιξωδοελαστικότητα της σχηματιζόμενης μεμβράνης. [47] Γαλακτωματοποιητές μικρού μοριακού βάρους Πρόκειται για επιφανειοδραστικές (ή τασιενεργές) ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους με αμφίφιλο χαρακτήρα. Η υδρόφοβη «κεφαλή» αποτελείται από μια επιμήκη αλυσίδα λιπαρών οξέων, ενώ η υδρόφιλη «ουρά» μπορεί να είναι ανιονικού, αμφοτερικού, κατιονικού ή μη ιονικού χαρακτήρα. Ανάλογα με τη φύση του υδρόφιλου τμήματος, οι γαλακτωματοποιητές χαμηλού μοριακού βάρους διακρίνονται σε ανιονικούς, κατιονικούς και ουδέτερους. Οι κατιονικοί έχουν συνήθως βακτηριοκτόνο, τοξική δράση και δεν ενδείκνυνται ως πρόσθετα τροφίμων. Οι μη ιονικοί είναι ανθεκτικοί σε μεταβολές του ph και τη συγκέντρωση αλάτων στην υδατική φάση, ενώ η λειτουργικότητα των ιονικών επηρεάζεται από το ph και την ιονική ισχύ. Οι γαλακτωματοποιητές μπορεί να είναι φυσικοί (π.χ. λεκιθίνη), ημισυνθετικοί ή συνθετικοί, δηλαδή να είναι προϊόντα σύνθετων αντιδράσεων συμπύκνωσης και πολυμερισμού. Κατατάσσονται σε κατηγορίες με κριτήριο διάφορα χαρακτηριστικά, όπως η τιμή HLB, η προέλευσή τους, η παρουσία λειτουργικών ομάδων στο μόριό τους και ο ιονισμός. Ανάλογα με τις συνθήκες αντίδρασης της παρασκευής τους, οι γαλακτωματοποιητές χαμηλού μοριακού βάρους παρουσιάζουν διαφορές μεταξύ τους ως προς τη σύσταση αλλά κατηγοριοποιούνται με βάση την κύρια δομική τους μονάδα σε: Λεκιθίνη και παράγωγα λεκιθίνης Μονογλυκερίδια, διγλυκερίδια και παράγωγά τους 32

50 Εστέρες μονο- και δι- γλυκεριδίων Πολυγλυκερολικοί εστέρες των λιπαρών οξέων Στεατικοί εστέρες του γαλακτικού οξέος Σορβικοί εστέρες του μονοστεατικού οξέος Προπυλενογλυκολικοί εστέρες των λιπαρών οξέων Εστέρες σακχαρόζης με λιπαρά οξέα [48] Λεκιθίνη Ο όρος «λεκιθίνη» χρησιμοποιείται για την περιγραφή τόσο της φωσφατιδυλοχολίνης όσο και μιγμάτων φωσφολιπιδίων. Κύρια πηγή της λεκιθίνης είναι η σόγια. Το ακατέργαστο σογιέλαιο περιέχει από 1 μέχρι και 30% φωσφολιπίδια. Άλλες όχι τόσο σημαντικές πηγές λεκιθίνης είναι το καλαμπόκι, ο βαμβακόσπορος, η ελαιοκάμβη και τα αυγά. Η λεκιθίνη απομονώνεται από το έλαιο της ελαιοκάμβης μέσω υδατικής εξαγωγής: κατά την ενυδάτωση των φωσφολιπιδίων λαμβάνει χώρα φυγοκέντρηση με αποτέλεσμα να διαχωρίζονται οι δύο φάσεις μεταξύ τους. Το ακατέργαστο προϊόν, ύστερα από απομάκρυνση του νερού, περιέχει περίπου 35% τριγλυκερίδια κι ένα μικρότερο ποσοστό μη φωσφολιπιδικών υλικών. Το τελικό προϊόν εξάγεται κατόπιν κατεργασίας με ακετόνη. Έτσι, λαμβάνεται καθαρή λεκιθίνη χωρίς έλαιο. Τα εμπορικά σκευάσματα λεκιθίνης συχνά υφίστανται επεξεργασία ή χημική τροποποίηση με σκοπό την παραγωγή ενός προϊόντος με διαφορετικά λειτουργικά χαρακτηριστικά. Η περαιτέρω χημική τροποποίηση της λεκιθίνης έχει στόχο την παραγωγή ενός τελικού προϊόντος με βελτιωμένες γαλακτωματοποιητικές ιδιότητες σε σχέση με τη μη τροποποιημένη λεκιθίνη. Για την αξιολόγηση της λεκιθίνης κύριο κριτήριο αποτελεί το ποσοστό του μη διαλυτού στην ακετόνη υλικού. Η λεκιθίνη επίσης αξιολογείται με βάση το ποσοστό των μορίων νερού που εμπεριέχονται στη δομή της. [46] 33

51 Εικόνα 5. Τα κύρια φωσφολιπίδια που περιέχονται στην εμπορική λεκιθίνη, όπου τα R1 και R2 είναι λιπαρά οξέα. [46] 2.4 Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός γαλακτωμάτων Έλεγχος τύπου γαλακτώματος Για να προσδιοριστεί ο τύπος ενός γαλακτώματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί μία από τις παρακάτω μεθόδους: 1. Μακροσκοπικά: Προσθήκη χρωστικής στο γαλάκτωμα. Αν η χρωστική είναι υδατοδιαλυτή, το γαλάκτωμα αποκτά ομοιόμορφο χρώμα, αν είναι έλαιο σε νερό, ενώ αν είναι νερό σε έλαιο, αποκτά έγχρωμα στίγματα. 2. Μικροσκοπικά: Προσθήκη μικρής ποσότητας νερού στο γαλάκτωμα. Σε περίπτωση που το νερό ενσωματωθεί μετά από ήπια ανάδευση, το γαλάκτωμα είναι έλαιο σε νερό. Σε αντίθετη περίπτωση το γαλάκτωμα είναι νερό σε έλαιο. Μετράται η μεταβολή της αγωγιμότητας του γαλακτώματος με την προσθήκη μικρής ποσότητας NaCl και αν εντοπιστεί αύξηση της αγωγιμότητας, τότε το γαλάκτωμα είναι της μορφής o/w. [49] Προσδιορισμοί σταθερότητας γαλακτωμάτων 34

52 Τα γαλακτώματα πρέπει να διατηρούνται σταθερά καθ όλη την προβλεπόμενη διάρκεια ζωής τους (shelf-life). Γενικά, τα γαλακτώματα θεωρούνται σταθερά όταν δεν εμφανίζουν σημάδια διαχωρισμού φάσης (σχηματισμό κρέμας ή συγχώνευση σταγόνων) μετά από αποθήκευση σε διάφορες συνθήκες ή εφόσον υποβληθούν σε διάφορες δοκιμασίες. Ο περιέκτης είναι πιθανό να επηρεάζει τη σταθερότητα του γαλακτώματος. Για το λόγο αυτό ο τελικός έλεγχος της σταθερότητας πρέπει να διεξάγεται με το γαλάκτωμα συσκευασμένο στον εμπορικό περιέκτη. [34] Η σταθερότητα των γαλακτωμάτων μπορεί να εκτιμηθεί με τις ακόλουθες μεθόδους: 1. Παραμονή για μέρες στους ο C 2. Παραμονή για 5-6 μήνες στους 37 ο C 3. Παραμονή για μήνες σε θερμοκρασία δωματίου 4. Παραμονή για 1 μήνα στους 4 ο C 5. Δύο έως τρεις αλλεπάλληλες θερμοκρασιακές εναλλαγές μεταξύ -20 και 25 ο C 6. Έξι έως οκτώ αλλεπάλληλες ψύξεις-θερμάνσεις από το ψυγείο στους 45 ο C με διήμερη παραμονή σε κάθε θερμοκρασία 7. Φυγοκέντρηση στους κ.α.λ. σε θερμοκρασία δωματίου και 8. Ανατάραξη για h σε 60 κ.α.λ. σε θερμοκρασία δωματίου και στους 45 ο C [50] Επιταχυνόμενος έλεγχος σταθερότητας Με δεδομένο ότι τα σκευάσματα πρέπει να παραμένουν σταθερά για τουλάχιστον 2-3 χρόνια από την παρασκευή τους, απαιτείται η πραγματοποίηση μιας γρήγορης εκτίμησης της σταθερότητας τους. Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκαν διάφορες μέθοδοι όπως της θερμικά επαγόμενης αστάθειας και των φυγοκεντρικών μεθόδων. [35] Στις δοκιμασίες αυτές εφαρμόζονται έντονες καταπονήσεις στο γαλάκτωμα, με σκοπό την επιτάχυνση της εμφάνισης ενδείξεων αστάθειας. Αξίζει να σημειωθεί ότι τέτοιες δοκιμασίες θα πρέπει να σχεδιάζονται προσεχτικά, ώστε να μην υποβάλλεται το γαλάκτωμα σε υπερβολική καταπόνηση, με αποτέλεσμα την εμφάνιση αντιδράσεων που δεν πρόκειται να εμφανισθούν υπό φυσιολογικές συνθήκες αποθήκευσης. [34] Κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης, το γαλάκτωμα υποβάλλεται σε διαδοχικές εναλλαγές θερμοκρασίας (χαμηλές και υψηλές), αφού ενδιάμεσα πάρει τη θερμοκρασία του δωματίου. Ένας πλήρης κύκλος περιλαμβάνει 24h στο ψυγείο και 24h ώρες στο φούρνο, αφού ενδιάμεσα αφεθεί για 8h σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. 35

53 Συνήθως εκτελούνται 6-8 κύκλοι. Με τη δοκιμασία αυτή θεωρείται ότι μπορεί με αξιοπιστία να προβλεφθεί η σταθερότητα που μπορεί να έχει το γαλάκτωμα μετά από 2-3 χρόνια φύλαξης σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. [51] Η αρχική δοκιμασία σταθερότητας (Preliminary Stability Test) περιλαμβάνει την εξέταση του γαλακτώματος σε θερμοκρασία περιβάλλοντος (25 ± 2 ο C), σε χαμηλή (5 ± 1 ο C) και υψηλή θερμοκρασία (50 ± 2 ο C), εφόσον αυτό είναι αποθηκευμένο στις θερμοκρασίες αυτές για 1 μήνα μετά την παρασκευή του, καθώς και την επιταχυνόμενη γήρανση (Αccelerated Stability Test). Σε αυτές τις δοκιμασίες εξετάζονται οι οργανοληπτικές και οι φυσικοχημικές ιδιότητες του γαλακτώματος και χρησιμοποιούνται φυγοκεντρικές, μικροσκοπικές και αναλυτικές μέθοδοι. Ο οργανοληπτικός έλεγχος περιλαμβάνει την εξέταση του χρώματος, της υφής, της οσμής και του τύπου του γαλακτώματος, καθώς και την ικανότητά του να απλώνεται κατά την εφαρμογή (spreadability), την ενσωμάτωσή του στο δέρμα και την απόδοση μετά την εφαρμογή (efficiency). Η μικροσκοπική εξέταση περιλαμβάνει την παρατήρηση σε μικροσκόπιο του μεγέθους και της κατανομής των σταγονιδίων της ελαιώδους και της υδατικής φάσης. Όσο καλύτερα διεσπαρμένη είναι η μία φάση στην άλλη, τόσο μικρότερο και πιο ομοιογενές είναι το μέγεθος των διεσπαρμένων σταγονιδίων. Κατά τη φυσικοχημική εξέταση λαμβάνει χώρα μία σειρά μετρήσεων όπως είναι η μέτρηση του ph, της πυκνότητας, των ρεολογικών ιδιοτήτων (ιξώδες) καθώς επίσης και φυγοκεντρική εξέταση του γαλακτώματος. Τέλος, συχνά απαιτείται ανάλυση και προσδιορισμός των δραστικών και ειδικών παραγόντων ενός γαλακτώματος (π.χ συντηρητικού, αντιηλιακού φίλτρου κ.ά.) [49] 2.5 Σταθερότητα γαλακτωμάτων Ο όρος «σταθερότητα γαλακτωμάτων» αναφέρεται στην ικανότητα που έχουν αυτά να αντιστέκονται στις αλλαγές των φυσικοχημικών τους ιδιοτήτων, οι οποίες προκαλούνται με την πάροδο του χρόνου. Οι ιδιότητες των πιο σταθερών γαλακτωμάτων αλλάζουν με πιο αργούς ρυθμούς. Διάφοροι τύποι φυσικών και χημικών αιτιών μπορούν να καταστήσουν ασταθές ένα γαλάκτωμα. Στη φυσική αστάθεια μεταβάλλεται η κατανομή του χώρου ή η οργάνωση της δομής των μορίων, ενώ στη χημική αστάθεια λαμβάνει χώρα μετατροπή της χημικής δομής των μορίων. Παραδείγματα φυσικής αστάθειας είναι η κρεμοποίηση, η κροκίδωση, η συνένωση, ενώ η οξείδωση και η υδρόλυση είναι κοινά παραδείγματα χημικής αστάθειας. 36

54 Κατά την εξέταση της σταθερότητας ενός γαλακτώματος είναι σημαντικό να αναφερθεί η διάκριση μεταξύ της θερμοδυναμικής σταθερότητας και της κινητικής σταθερότητας. Η θερμοδυναμική σταθερότητα γενικά παρέχει πληροφορίες για το αν μία διεργασία είναι δυνατόν να λάβει χώρα. Αντίθετα, η κινητική περιγράφει το ρυθμό με τον οποίο η διεργασία αυτή συμβαίνει, δηλαδή το ρυθμό με τον οποίο θα προχωρήσει ο διαχωρισμός αλλά και την εξάρτηση της σταθερότητας με το χρόνο. [52] Θερμοδυναμική σταθερότητα Η θερμοδυναμική αστάθεια ενός γαλακτώματος είναι εύκολο να προσδιοριστεί, αν αναδευτεί ένα καθαρό έλαιο με καθαρό νερό. Με την πάροδο του χρόνου θα παρατηρηθεί μεταβολή στην εμφάνιση του συστήματος, το οποίο ενώ αρχικά φαίνεται αδιαφανές στη συνέχεια σχηματίζεται ένα στρώμα ελαίου πάνω από το στρώμα του νερού. Η εξήγηση της θερμοδυναμικής αστάθειας μπορεί να γίνει σαφέστερη συγκρίνοντας την ελεύθερη ενέργεια ενός συστήματος που αποτελείται από ένα έλαιο και μία υδατική φάση πριν και μετά τη γαλακτωματοποίηση. Εξ ορισμού η μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας διεπαφής μεταξύ της τελικής και αρχικής κατάστασης (για το σχηματισμό του γαλακτώματος) είναι ίση με την αύξηση της επιφάνειας επαφής μεταξύ των φάσεων ελαίου και νερού πολλαπλασιαζόμενη με τη διεπιφανειακή τάση (γ), δηλαδή: ΔG I = γ ΔΑ (2.5α) Οπότε: ΔG formation = γ ΔΑ - TΔS config (2.5β) όπου ΤΔS config είναι ο όρος της εντροπίας διαμόρφωσης των σταγονιδίων Στα περισσότερα γαλακτώματα η μεταβολή της εντροπίας διαμόρφωσης των σταγονιδίων είναι πολύ μικρή σε σύγκριση με τη μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας διεπαφής και θεωρείται αμελητέα. Έτσι, η συνολική μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας Gibbs για το σχηματισμό ενός γαλακτώματος δίνεται τελικά από τη σχέση: ΔG formation = γ ΔΑ (2.6) 37

55 Κατά κύριο λόγο ο σχηματισμός ενός γαλακτώματος είναι μια θερμοδυναμικά ασταθής κατάσταση λόγω της αύξησης της διεπιφάνειας επαφής μετά τη γαλακτωματοποίηση. Αξίζει να σημειωθεί ότι σε ορισμένες περιπτώσεις που η επιφανειακή τάση είναι σχετικά μικρή, ο όρος της εντροπίας διαμόρφωσης των σταγονιδίων είναι ασύγκριτα μεγαλύτερος από τον όρο της ελεύθερης ενέργειας διεπαφής. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό γαλακτωμάτων θερμοδυναμικά σταθερών (μικρογαλακτώματα). [53] Εικόνα 6. Ο σχηματισμός ενός γαλακτώματος είναι θερμοδυναμικά δυσμενής εξαιτίας της αύξησης της επιφάνειας επαφής των δύο φάσεων [53] Κινητική σταθερότητα Γενικά, η μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας (θερμοδυναμική σταθερότητα) σχετίζεται άμεσα με το σχηματισμό του γαλακτώματος και καθορίζει εάν αυτό είναι θερμοδυναμικά σταθερό ή μη. Όμως, δε δίνει καμία πληροφορία σχετικά με το ρυθμό με τον οποίο μεταβάλλονται οι ιδιότητες του γαλακτώματος με το χρόνο όπως επίσης και για το είδος αυτών των μεταβολών. Η έννοια της κινητικής σταθερότητας αναφέρεται ακριβώς σε αυτό το ρυθμό και αισθητοποιείται με σύγκριση της μακροπρόθεσμης σταθερότητας δύο γαλακτωμάτων με την ίδια σύνθεση αλλά με διαφορετικό μέγεθος σταγονιδίων. Ένα γαλάκτωμα που περιέχει μικρότερα σταγονίδια συνήθως έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής (μεγαλύτερη κινητική σταθερότητα) από το αντίστοιχο γαλάκτωμα που περιέχει μεγαλύτερα 38

56 σταγονίδια, παρότι τα μικρά σταγονίδια λόγω μεγαλύτερης διεπιφάνειας επαφής εμφανίζουν υψηλή θερμοδυναμική αστάθεια. [42] Εικόνα 7. Τα γαλακτώματα είναι θερμοδυναμικά ασταθή συστήματα, όμως μπορούν να υπάρξουν σε μία μετασταθή κατάσταση που μπορούν να είναι κινητικά σταθερά. [42] Στην πραγματικότητα τα γαλακτώματα έχουν πλήθος διαφορετικών μετασταθών καταστάσεων (με διαφορετική ενέργεια ενεργοποίησης η καθεμία). Έτσι ένα γαλάκτωμα μπορεί να μεταφερθεί από τη μία μετασταθή κατάσταση στην επόμενη, μέχρι τελικά να καταλήξει στη θερμοδυναμικά σταθερή του κατάσταση. [42] Τα σταγονίδια του γαλακτώματος βρίσκονται συνεχώς σε κίνηση μέσα στο γαλάκτωμα και συγκρούονται περιοδικά μεταξύ τους. Συμπερασματικά, η κινητική σταθερότητα των γαλακτωμάτων ερμηνεύεται από τη δυναμική των σταγονιδίων αλλά και τη φύση των μεταξύ τους αλληλεπιδράσεων Μηχανισμοί αποσταθεροποίησης γαλακτωμάτων Όπως προαναφέρθηκε, τα μικρογαλακτώματα είναι θερμοδυναμικά ασταθή συστήματα, δεδομένου ότι η ανάμιξη νερού και ελαίου δεν ευνοείται ενεργειακά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, ο συνολικός αριθμός, τα μεγέθη και η διευθέτηση στο χώρο των σταγονιδίων να μεταβάλλονται, έστω και ανεπαίσθητα, με την πάροδο του χρόνου. Η αποσταθεροποίηση των γαλακτωμάτων οφείλεται σε φυσικούς μηχανισμούς όπως η αποκορύφωση (creaming), η συσσωμάτωση (flocculation), η συνένωση (coalescence), η αναστροφή φάσης (phase inversion) και η ωρίμανση κατά 39

57 Ostwald (Ostwald ripening) (Εικ. 8). Από τα παραπάνω, η συνένωση θεωρείται μη αποδεκτή σε οποιοδήποτε βαθμό σε ένα γαλάκτωμα- τρόφιμο, ενώ η αποκορύφωση και η συσσωμάτωση είναι έως ενός βαθμού ανεκτά καθότι αποτελούν φαινόμενα αναστρέψιμα και δεν οδηγούν σε ανεπιθύμητες μεταβολές στην εμφάνιση ή στην υφή ενός προϊόντος. Εικόνα 8. Σχηματική απεικόνιση των μηχανισμών αποσταθεροποίησης των γαλακτωμάτων [54] Ωρίμανση κατά Ostwald (Ostwald Ripening) Το εν λόγω φαινόμενο παρατηρείται λόγω διαφοράς στη διεπιφανειακή ελεύθερη ενέργεια μεταξύ ενός μικρού κι ενός μεγαλύτερου λιποσφαιρίου. Συγκεκριμένα, μόρια των μικρότερων λιποσφαιρίων διαχέονται στη συνεχή φάση του γαλακτώματος και συνενώνονται με μεγαλύτερα λιποσφαίρια, τα οποία είναι ενεργειακά σταθερότερα λόγω μικρότερου λόγου επιφάνειας προς όγκο. Για να λάβει χώρα το φαινόμενο αυτό, θα πρέπει το έλαιο να είναι σε σημαντικό βαθμό διαλυτό στη συνεχή φάση. Δεδομένου ότι η διαλυτότητα των περισσότερων τριγλυκεριδίων σε υδατικά διαλύματα είναι αμελητέα, το φαινόμενο είναι σπάνιο σε γαλακτώματα τύπου o/w. [54] Κρεμοποίηση/ Αποκορύφωση (Creaming) Η αποκορύφωση οφείλεται στο διαχωρισμό των λιποσφαιρίων λόγω της βαρύτητας και παρατηρείται όταν η πυκνότητα των σταγονιδίων της ασυνεχούς φάσης είναι μικρότερη από αυτή της συνεχούς. Τα σταγονίδια o/w κινούνται ανοδικά λόγω της μικρότερης πυκνότητάς τους σε σχέση με το μέσο που τα περιβάλλει, δηλαδή τη 40

58 συνεχή φάση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ανομοιoγενή κατανομή τους στο γαλάκτωμα (Εικ. 9). Ωστόσο, το φαινόμενο αυτό είναι αντιστρεπτό καθώς το γαλάκτωμα επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση και τα σταγονίδια ανακατανέμονται ομοιόμορφα μέσω απλής ανακίνησης. Στα γαλακτώματα τύπου o/w, στα αρχικά στάδια της αποκορύφωσης εμφανίζεται μία κάθετη διαβάθμιση στη συγκέντρωση των λιποσφαιρίων, ενώ σταδιακά διακρίνονται δύο ξεχωριστές στιβάδες. Η ανώτερη στιβάδα είναι εμπλουτισμένη σε σταγονίδια ελαίου (cream layer) και η κατώτερη έχει υδατική σύσταση (serum layer). Γενικά, η ταχύτητα αποκορύφωσης είναι υψηλότερη για τα μεγαλύτερα σε μέγεθος λιποσφαίρια σε σχέση με τα μικρότερα. Αν ένα λιποσφαίριο θεωρηθεί ως ένα μεμονωμένο σφαιρικό σωματίδιο, τότε η ταχύτητα της ανοδικής τους κίνησης μέσα σε ένα ιδανικό νευτώνειο υγρό, θα υπακούει στο νόμο του Stokes, σύμφωνα με τον οποίο: U = 2 g r 2 (ρ 2 -ρ 1 )/9 n 1 (2.7) όπου r η ακτίνα του λιποσφαιρίου, ρ 2 και ρ 1 η πυκνότητα της ασυνεχούς και συνεχούς φάσης αντίστοιχα, g η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας και n 1 ο συντελεστής ιξώδους της συνεχούς φάσης. Πρακτικά, ο νόμος του Stokes μπορεί να προβλέψει το ρυθμό αποκορύφωσης μόνο σε συνθήκες άπειρης αραίωσης και απουσία φαινομένου κροκίδωσης. Με αύξηση του κλάσματος όγκου της λιπαρής φάσης (φ), η ταχύτητα αποκορύφωσης είναι μικρότερη από αυτή που υπολογίζεται από το νόμο του Stokes. Αυτό συμβαίνει κυρίως επειδή σε ένα γαλάκτωμα που περιέχεται σε συγκεκριμένο όγκο η λιπαρή φάση, κάθε ανοδική κίνηση ενός λιποσφαιρίου συνοδεύεται από καθοδική κίνηση αντίστοιχου όγκου υδατικής φάσης, γεγονός που εμποδίζει την κίνηση των λιποσφαιρίων. Από την εξίσωση αυτή προκύπτει, ότι η αποκορύφωση σε ένα γαλάκτωμα μπορεί να καθυστερήσει είτε μέσω μείωσης της διαφοράς των πυκνοτήτων μεταξύ συνεχούς και ασυνεχούς φάσης, είτε μειώνοντας το μέγεθος των λιποσφαιρίων, ή με αύξηση του ιξώδους της συνεχούς φάσης. Πέρα από την πολυδιασπορά μεγέθους των λιποσφαιρίων, σημαντικό ρόλο στην ταχύτητα αποκορύφωσης σε ένα ασταθές γαλάκτωμα παίζει και ο βαθμός συσσωμάτωσης. Ένα γαλάκτωμα που έχει υποστεί συσσωμάτωση, είναι ευπαθές στην αποκορύφωση, αφού τα συσσωματώματα σταγονιδίων κινούνται ταχύτερα από τα μεμονωμένα και μικρότερου μεγέθους σταγονίδια, συμπαρασύροντας τα τελευταία 41

59 κατά την ανοδική τους πορεία. Ταυτόχρονα όμως, η αποκορύφωση ευνοεί την εκδήλωση φαινομένων συσσωμάτωσης (κροκίδωση ή συνένωση) λόγω της κοντινής απόστασης των λιποσφαιρίων στη λιπαρή στιβάδα. [54] Εικόνα 9. Κρεμοποίηση γαλακτώματος λόγω της διαφοράς πυκνότητας μεταξύ διεσπαρμένης και συνεχούς φάσης [55] Κροκίδωση (Flocculation) Η κροκίδωση είναι ένα φαινόμενο κατά το οποίο δύο ή περισσότερα λιποσφαίρια ενώνονται χωρίς όμως να χάνουν την ατομική τους ακεραιότητα. Δηλαδή διατηρούν τόσο το σχήμα όσο και το μέγεθός τους. Κροκίδωση παρατηρείται σε ένα γαλάκτωμα όταν οι ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των λιποσφαιρίων (δυνάμεις Van der Waal s, υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις, δυνάμεις εξασθένησης, βαρύτητα, κίνηση Brown) υπερισχύουν των απωστικών (ηλεκτροστατικές, πολυμερικές δυνάμεις). Ο συγκεκριμένος μηχανισμός αποσταθεροποίησης είναι αρκετά συχνός στα γαλακτώματα τύπου o/w. Επιδρά εμφανώς στη δομή του γαλακτώματος, ευνοεί φαινόμενα αποκορύφωσης και συνένωσης και παράλληλα είναι δύσκολο να ελεγχθεί. Κάποιοι από τους παράγοντες που επηρεάζουν την έκταση της συσσωμάτωσης είναι: το κλάσμα όγκου του ελαίου, ο λόγος πρωτεΐνη/ έλαιο (για γαλακτώματα στα οποία χρησιμοποιείται πρωτεΐνη ως γαλακτωματοποιητής), η μέση διάμετρος των λιποσφαιρίων, η θερμοκρασία, το ph, η ιονική ισχύς και η συγκέντρωση ιόντων ασβεστίου. Σε ένα σταθερό γαλάκτωμα, η κροκίδωση μπορεί να αποφευχθεί είτε με ηλεκτροστατική σταθεροποίηση είτε με πολυμερική. Στην πρώτη περίπτωση τα 42

60 λιποσφαίρια διατηρούνται σε απόσταση λόγω της παρουσίας ηλεκτρικού φορτίου στην επιφάνειά τους (ή πιο συχνά στο στρώμα του προσροφημένου γαλακτωματοποιητή), πράγμα που επιτυγχάνεται σε συνθήκες χαμηλής ιονικής ισχύος και σε τιμές ph μακριά από το ισοηλεκτρικό σημείο της πρωτεΐνηςγαλακτωματοποιητή. Η πολυμερική σταθεροποίηση απαιτεί την ύπαρξη ενός πολυμερικού (steric) στρώματος στην επιφάνεια του λιποσφαιρίου, σε συγκέντρωση ικανή να καλύπτει τη διεπιφάνεια ελαίου-νερού επαρκώς και μόνιμα. Σε ένα σταθερό γαλάκτωμα, η κροκίδωση μπορεί να αποφευχθεί είτε με ηλεκτροστατική είτε με πολυμερική σταθεροποίηση. Στην πρώτη περίπτωση τα λιποσφαιρίδια διατηρούνται σε απόσταση λόγω της παρουσίας ηλεκτρικού φορτίου στην επιφάνειά τους ή στο στρώμα του προσροφημένου γαλακτωματοποιητή. Αυτό επιτυγχάνεται σε συνθήκες χαμηλής ιονικής ισχύος και σε τιμές ph μακριά από το ισοηλεκτρικό σημείο της πρωτεΐνης-γαλακτωματοποιητή. Η πολυμερική σταθεροποίηση απαιτεί την ύπαρξη ενός πολυμερικού (steric) στρώματος στην επιφάνεια του λιποσφαιρίου, σε συγκέντρωση ικανή να καλύπτει τη διεπιφάνεια ελαίου-νερού επαρκώς και μόνιμα. Στα γαλακτώματα που είναι σταθεροποιημένα με πρωτεΐνη, η συμβολή του ενός ή του άλλου μηχανισμού εξαρτάται αφενός από τη δομή της πρωτεΐνης και αφετέρου από το ph του διαλύματος. [54] Συνένωση (Coalescence) Η συνένωση είναι ένας μηχανισμός που περιλαμβάνει τη διάσπαση του διεπιφανειακού υμενίου και τη συνένωση στη συνέχεια δύο ή περισσότερων λιποσφαιριδίων προς λιποσφαιρίδια μεγαλύτερου μεγέθους. Είναι μία μη αντιστρεπτή διαδικασία η οποία οδηγεί τελικά σε ολική κατάρρευση του γαλακτώματος και διαχωρισμό των δύο φάσεων, με συνέπεια να παρατηρείται μακροσκοπικά η δημιουργία μιας ελαιώδους στιβάδας στο πάνω μέρος του γαλακτώματος. Το φαινόμενο της συνένωσης εμφανίζεται κυρίως σε γαλακτώματα με λιποσφαιρίδια που έχουν παραμείνει συσσωματωμένα για μεγάλο χρονικό διάστημα. [56] Αναστροφή Φάσεων (Phase Inversion) Η αναστροφή φάσεων είναι το φαινόμενο κατά το οποίο ένα σύστημα μετατρέπεται από γαλάκτωμα τύπου έλαιο-σε-νερό σε γαλάκτωμα τύπου νερό-σε-έλαιο, ή αντίστροφα. Η μετατροπή της διεσπαρμένης φάσης στη συνεχή (και αντίστροφα) 43

61 είναι επιθυμητή διαδικασία στην παραγωγή τροφίμων όπως το βούτυρο και η μαργαρίνη, αλλά είναι ανεπιθύμητη σε άλλα προϊόντα όταν επηρεάζει τη σταθερότητα, την υφή και την εμφάνισή τους. Η αναστροφή φάσεων προκαλείται συνήθως από κάποια μεταβολή στη σύνθεση του γαλακτώματος ή στις συνθήκες του συστήματος διασποράς, όπως για παράδειγμα στο κλάσμα όγκου της διεσπαρμένης φάσης, τον τύπο και τη συγκέντρωση του γαλακτωματοποιητή, τη θερμοκρασία ή μετά από μηχανική ανάδευση. [54] 44

62 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΝΑΝΟ-ΓΑΛΑΚΤΩΜΑΤΑ 3.1 Νανοτεχνολογία Ο όρος Νανοτεχνολογία περιλαμβάνει το σύνολο των μεθόδων χειρισμού, ελέγχου και βέλτιστης εφαρμογής των ευρημάτων των νανοεπιστημών στη σύγχρονη ζωή. Συγκεκριμένα, στις μεθόδους αυτές περιλαμβάνονται διάφορες τεχνικές για το σχεδιασμό, το χαρακτηρισμό, τη βιομηχανική παραγωγή και εφαρμογή υλικών, το μέγεθος των οποίων βρίσκεται στην κλίμακα των νανόμετρων. Ουσιαστικά, η Νανοτεχνολογία είναι το μέσο που μας βοηθά να εκμεταλλευτούμε τις ιδιαίτερες δυνατότητες που έχουν οι αλληλεπιδράσεις των υλικών στην κλίμακα των νανόμετρων, με σκοπό την ανάπτυξη εφευρέσεων με προηγμένες επιδόσεις και τη βελτίωση των χαρακτηριστικών φαρμακευτικών καλλυντικών σκευασμάτων. Η νανοτεχνολογία σήμερα, βρίσκει εφαρμογή σε διάφορους τομείς της επιστήμης, όπως της ιατρικής, των τροφίμων, της παραγωγής και αποθήκευσης ενέργειας, της χημικής βιομηχανίας, της τεχνολογίας, της κοσμητολογίας κ.ά. Μερικά παραδείγματα των εφαρμογών αυτών είναι η προσθήκη νανοϋλικών στα τρόφιμα ως χρωστικές ουσίες, σε φάρμακα, σε καλλυντικά, σε υλικά για την αύξηση της αντοχής και της αποτελεσματικότητάς τους κ.ά. Όλα τα παραπάνω βέβαια, είναι δυνατά, χάρη στην εξέλιξη και πρόοδο συσκευών και εργαλείων που επιτρέπουν τη σύνθεση, το χειρισμό και την κατασκευή δομών σε επίπεδο ατόμων, μορίων και γενικά σε υποδιαιρέσεις νάνο-κλίμακας. [57] 3.2 Μικρο- και νανογαλακτώματα Η χρήση μικρο- και νανογαλακτωμάτων ενισχύει τη διείσδυση ουσιών στο δέρμα. Και οι δύο τύποι γαλακτωμάτων χαρακτηρίζονται από μέγεθος σταγόνας μικρότερο από 100 nm σε διάμετρο. Τα μικρογαλακτώματα είναι διαφανείς διασπορές νερού και ελαίου, που σταθεροποιούνται από ένα επιφανειακό υμένιο ενός επιφανειοδραστικού. Τα μικρογαλακτώματα σχηματίζονται αυθόρμητα χωρίς να απαιτούν την εφαρμογή υψηλής ισχύος. Οι ενεργοί παράγοντες διαλυτοποιούνται κι έτσι είναι διαθέσιμοι για την άμεση διείσδυση στο δέρμα. Η αυξανόμενη θερμοδυναμική δραστικότητα, η παρουσία (συν) επιφανειοδραστικών που δρουν ως ενισχυτικά διαπέρασης και η κάλυψη βελτιώνουν τη διείσδυση στο δέρμα σε διάφορους βαθμούς. [58] Σε αντίθεση με τα μικρογαλακτώματα, τα νανογαλακτώματα είναι μετασταθή συστήματα, με τις δομές τους να είναι εξαρτώμενες από τη διαδικασία παρασκευής: 45

63 αυθόρμητη γαλακτωματοποίηση ή μηχανική ανάδευση υψηλής ισχύος. Τα νανογαλακτώματα εμφανίζονται ως υδατικά υγρά, λοσιόν ή διαφανείς γέλες. [59] 3.3 Νανογαλακτώματα Τα νανογαλακτώματα είναι συστήματα διασποράς με τα σταγονίδια της διεσπαρμένης φάσης να ανήκουν στην τάξη της νανοκλίμακας. Ο σχηματισμών τους επιτυγχάνεται με διάρρηξη η οποία προκαλείται με υψηλή διάτμηση. Σε γενικές γραμμές, η συντριπτική πλειοψηφία των σταγονιδίων έχουν ακτίνες κάτω των 100 nm. Αν και το μέγεθος των νανογαλακτωμάτων τοποθετείται στη νανο-κλίμακα, θα ήταν αδύνατο να παρασκευαστεί νανογαλάκτωμα με μέγεθος μικρότερο από το μέγεθος ενός επιφανειοδραστικού μικκυλίου, δηλαδή λίγα νανόμετρα. Πριν αρκετά χρόνια η επιστημονική κοινότητα είχε υιοθετήσει τον όρο «μινιγαλακτώματα» για τα γαλακτώματα που περιέχουν σταγονίδια στην υπομικρομετρική κλίμακα. Σε αντίθεση με τα νανογαλακτώματα τα περισσότερα μινι-γαλακτώματα αποτελούνται από σταγονίδια στην κλίμακα μεγέθους από 100 nm έως 1 μm. Έτσι τα νανογαλακτώματα αντιστοιχούν στο κατώτερο όριο των μινι-γαλακτωμάτων. Παρόλο που μερικά συστήματα μινι-γαλακτωμάτων έχουν επεκταθεί στην περιοχή μεγέθους των νανογαλακτωμάτων, υπάρχουν λίγες πληροφορίες για τις φυσικές τους ιδιότητες, γεγονός που οφείλεται στη δυσκολία σύγκρισης των νανογαλακτωμάτων με τα μικρογαλακτώματα. Τα νανογαλακτώματα μπορούν να χαρακτηριστούν προσδιορίζοντας τα μοριακά συστατικά και την περιεκτικότητα των συστατικών αυτών, καθώς και το μέγεθος των σταγονιδίων μετά το σχηματισμό με διάτμηση του γαλακτώματος. [55] Φυσικές Ιδιότητες Νανογαλακτωμάτων Τα νανογαλακτώματα εμφανίζουν σημαντικές ιδιότητες που τα διαφοροποιούν από τα συμβατικού τύπου γαλακτώματα. Στην πλειοψηφία των περιπτώσεων τα νανογαλακτώματα είναι διαφανή και άχρωμα, γεγονός που οφείλεται στη σκέδαση του φάσματος του ορατού φωτός μέσω του γαλακτώματος. Τα συμβατικά γαλακτώματα παρουσιάζουν ισχυρή και πολλαπλή σκέδαση του φωτός μέσα από τη δομή τους, με αποτέλεσμα να εμφανίζουν ένα λευκό χρώμα. Η πολλαπλή σκέδαση λαμβάνει χώρα καθώς το φως διέρχεται στο γαλάκτωμα και διαθλάται πολλές φορές μέσα από τα σταγονίδια, δημιουργώντας έτσι 46

64 σημαντική μεταβολή του δείκτη διάθλασης μεταξύ των διεσπαρμένων σταγονιδίων και της συνεχούς φάσης. Αντίθετα, το μέγεθος των σταγονιδίων των νανογαλακτωμάτων δεν επιτρέπει την πολλαπλή σκέδαση, αφού είναι αρκετά μικρότερα από τα μήκη κύματος τους ορατού φωτός. [55] Τεχνικές σχηματισμού νανογαλακτωμάτων Η απαιτούμενη ενέργεια για το σχηματισμό των νανογαλακτωμάτων μπορεί να ληφθεί από συσκευές ή από το χημικό δυναμικό των συστατικών τους. Η προετοιμασία των νανογαλακτωμάτων μπορεί να κατηγοριοποιηθεί σε δύο ομάδες: α) διασπορά ή υψηλής ενέργειας γαλακτωματοποίηση και β) συμπύκνωση ή χαμηλής ενέργειας γαλακτωματοποίηση. [60] Οι μέθοδοι γαλακτωματοποίησης υψηλής ενέργειας περιλαμβάνουν έντονες μηχανικές δυνάμεις για τη διάσπαση των σταγονιδίων σε μικρότερα και συνήθως περιλαμβάνουν συγκεκριμένες διεργασίες με τη χρήση κατάλληλων συσκευών. Οι μέθοδοι αυτής της κατηγορίας έχουν συνήθως ένα μειονέκτημα: απαιτούν μεγάλες ποσότητες ενέργειας για την προετοιμασία των νανογαλακτωμάτων και κατά συνέπεια δεν είναι συμφέρουσες για μεγάλες βιομηχανικές εφαρμογές. Αντίθετα, για μεγάλες παραγωγές μπορεί να χρησιμοποιηθούν μέθοδοι χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας όπως η αντιστροφή φάσεων. Ο σχηματισμός σταγονιδίων νανογαλακτωμάτων εξαρτάται άμεσα από την ενέργεια, την ποσότητα του γαλακτωματοποιητή και τη φύση των συστατικών του. Οι μέθοδοι υψηλής ενέργειας χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες: α) ομογενοποίηση υψηλής πίεσης (High Pressure Homogenization, HPH), β) μικρορευστοποίηση (Microfluidization) και γ) ομογενοποίηση με υπερήχους (Ultrasonic emulsification). Η ομογενοποίηση υψηλής πίεσης και η μικρορευστοποίηση μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο σε εργαστηριακή όσο και σε βιομηχανική κλίμακα, ενώ η χρήση υπερήχων χρησιμοποιείται πρωτίστως σε εργαστηριακή κλίμακα. Παρ ότι οι μέθοδοι υψηλής ενέργειας είναι αποτελεσματικές στη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων, δεν είναι επιθυμητές για ασταθή φάρμακα και μακρομόρια, όπως πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα, για τα οποία προτιμάται η χρήση μεθόδων χαμηλής ενέργειας Υπέρηχοι 47

65 Η χρήση των υπερήχων είναι πολύ αποτελεσματική για τη μείωση του μεγέθους των σταγονιδίων, όμως είναι κατάλληλη μόνο για μικρές ποσότητες δειγμάτων. Η αποτελεσματικότητα της διεργασίας εξαρτάται πολύ από το χρόνο κατεργασίας και το πλάτος ταλάντωσης. Με αυτόν τον εξοπλισμό, η ενέργεια των υπερήχων διασπά μεγάλα σταγονίδια σε μικρότερα. Η χρήση των υπερήχων έχει την ίδια συμπεριφορά με τη μικρορευστοποίηση σε μεγάλες θερμοκρασίες. Σημαντική επίδραση στο μέγεθος των σταγονιδίων έχει ο χρόνος που παραμένει το γαλάκτωμα στους υπερήχους. Όσο αυξάνεται ο χρόνος παραμονής, αυξάνεται και η ποσότητα της ενέργειας, γεγονός το οποίο οδηγεί σε μεγαλύτερη διάσπαση των σταγονιδίων και μείωση του μεγέθους τους. Αύξηση του χρόνου πάνω από το βέλτιστο όριο δεν έχει καμία επίδραση στο μέγεθος των σταγονιδίων, αλλά αποτελεί σπατάλη ενέργειας. Επομένως, αύξηση της ενέργειας δεν σημαίνει απαραίτητα αύξηση της διάσπασης των σταγονιδίων και μείωση του μεγέθους τους. Η ενέργεια που εισάγεται πρέπει να διατηρείται στο επίπεδο όπου το μέγεθος των σταγονιδίων είναι κατά δυνατόν μικρότερο. Συνήθως με τη χρήση των υπερήχων δεν υπάρχει υπερ-επεξεργασία. Αυτό συμβαίνει επειδή ο χρόνος παραμονής του γαλακτώματος στην περιοχή της γαλακτωματοποίησης, ο οποίος ισούται με το χρόνο που παραμένει στους υπερήχους, είναι μεγάλος στον εξοπλισμό αυτό, ενώ ο χρόνος παραμονής στο θάλαμο κατά τη μικρορευστοποίηση είναι ένα δέκατο του δευτερολέπτου. Παρόλο που η χρήση των υπερήχων είναι εύκολη, δεν προκαλεί τη βέλτιστη κατανομή του μεγέθους των νανο-σταγονιδίων. Επίσης, εξαιτίας της εισαγωγής ενέργειας σε μεγάλες ποσότητες, υπάρχει κίνδυνος να προκληθούν βλάβες στα συστατικά. Η κατανομή του μεγέθους των νανο-σταγονιδίων εξαρτάται από το μικρογαλάκτωμα που έχει τοποθετηθεί στη συσκευή των υπερήχων. Αν το μικρογαλάκτωμα έχει μεγάλο μέγεθος σταγονιδίων και ευρεία κατανομή, το παραγόμενο νανογαλάκτωμα θα αποτελείται από σταγονίδια μεγάλης διαμέτρου. Στην Εικόνα 11 φαίνεται η συσχέτιση του χρόνου παραμονής με το μέγεθος των σταγονιδίων. [60] 48

66 Εικόνα 10. Σχηματική διάταξη τυπικής συσκευής υπερήχων με μετατροπέα [54] Εικόνα 11. Επίδραση του χρόνου παραμονής στους υπερήχους στο μέγεθος των σταγονιδίων [61] Μικρορευστοποίηση (Microfluidization) Η μέθοδος αυτή είναι χρήσιμη για την παρασκευή ομοιόμορφων νανογαλακτωμάτων και περιλαμβάνει τη χρήση συσκευών μικρορευστοποίησης με την εφαρμογή υψηλής πίεσης για τη ρήξη των σταγονιδίων του συμπυκνωμένου γαλακτώματος. Ρεύματα από προαναμεμειγμένο γαλάκτωμα ρέουν με υψηλή ταχύτητα μέσω διαύλων ανοξείδωτου χάλυβα, δημιουργώντας μια ισχυρή εκτατική ροή. Το μέγεθος των σταγονιδίων του προαναμεμειγμένου γαλακτώματος πρέπει να είναι μικρότερο από 10 μm, ενώ οι διαστάσεις των διαύλων είναι περίπου 100 μm. Εφαρμόζεται αέρας υψηλής πίεσης (τυπικά κοντά στα 100 psi) μηχανικά μέσω εμβόλου με παλμικό 49

67 τρόπο λειτουργίας, αναπτύσσοντας υγρό υψηλής πίεσης που μπορεί να φτάνει έως και psi. Το προαναμεμειγμένο γαλάκτωμα μικροκλίμακας οδηγείται μέσω διαύλων στην περιοχή των υψηλών πιέσεων όπου αναπτύσσονται υψηλοί ρυθμοί διάτμησης, με ογκομετρική ροή της τάξης 3 ml/sec. Το βασικό πλεονέκτημα της μεθόδου αυτής είναι οι πολύ υψηλές τιμές ρυθμού διάτμησης. [55] Χρήση νανογαλακτωμάτων στα Καλλυντικά Στις μέρες μας, τα νανογαλακτώματα βρίσκουν ολοένα και αυξανόμενη εφαρμογή στην Κοσμητολογία ως πιθανά οχήματα για την ελεγχόμενη μεταφορά των καλλυντικών και τη βελτιστοποιημένη διασπορά των δραστικών τους συστατικών σε συγκεκριμένες στιβάδες του δέρματος. Εξαιτίας του λιπόφιλου χαρακτήρα τους, τα νανογαλακτώματα είναι καταλληλότερα από τα λιποσώματα για τη μεταφορά λιπόφιλων ενώσεων. Συγκεκριμένα, ενισχύουν τη διείσδυση των δραστικών συστατικών αυξάνοντας έτσι τη συγκέντρωσή τους στο δέρμα. Βασικό τους πλεονέκτημα είναι το γεγονός ότι τα σταγονίδια της διεσπαρμένης φάσης έχουν μικρό μέγεθος και υψηλό εμβαδόν επιφάνειας καθιστώντας δυνατή την αποτελεσματική μεταφορά των δραστικών συστατικών στα στρώματα του δέρματος. Επιπλέον, τα νανογαλακτώματα εμφανίζουν ολοένα και αυξανόμενο ενδιαφέρον εξαιτίας των βιοδραστικών τους αποτελεσμάτων. Δεν εμφανίζουν φαινόμενα κρεμοποίησης, καθίζησης, κροκίδωσης ή συνένωσης που παρατηρούνται στα συμβατικά γαλακτώματα και χαρακτηρίζονται ως θερμοδυναμικά σταθερά συστήματα με χαμηλό ιξώδες και μεγάλη επιφάνεια. Η νανοτεχνολογία παρέχει απλά συστήματα και διαδικασίες για την παρασκευή γαλακτωμάτων της νανο-κλίμακας, που εξασφαλίζουν ελαχιστοποίηση της διαδερμικής απώλειας ύδατος και ενισχυμένη παραγωγή και διεισδυτικότητα του δραστικού συστατικού. Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά των νανογαλακτωμάτων τα καθιστούν ιδιαίτερα ελκυστικά για εφαρμογή σε καλλυντικά σκευάσματα, όπως προϊόντα φροντίδας του ήλιου, ενυδατικές και αντιγηραντικές κρέμες κ.ά. Μάλιστα η νανοτεχνολογία έχει ήδη ενσωματωθεί σε μια σειρά προϊόντων που κυκλοφορούν στην αγορά σήμερα καθώς κατά την εφαρμογή τους αφήνουν μια καλή αίσθηση στο δέρμα, χαρακτηριστικό πολύ σημαντικό για τους παρασκευαστές. 50

68 Μερικά πλεονεκτήματα που παρέχουν τα νανογαλακτώματα έναντι των συμβατικών φορέων είναι τα εξής: Αύξηση ποσοστού απορρόφησης Εξάλειψη μεταβλητότητας στην απορρόφηση Αύξηση διαλυτοποίησης λιπόφιλων φαρμάκων Παροχή τύπου υδατικής μορφής για αδιάλυτα στο νερό φάρμακα Αύξηση βιοδιαθεσιμότητας Χρήση σε per os και ενδοφλέβιες μορφές για τη μεταφορά του φαρμάκου Ταχεία και αποτελεσματική διείσδυση του φαρμάκου Κάλυψη της δυσάρεστης γεύσης Προστασία από υδρόλυση και οξείδωση Μικρότερο ποσό απαιτούμενης ενέργειας Διαφανές επιτυγχάνοντας τη συμμόρφωση του ασθενούς Μικρότερη απαιτούμενη ποσότητα επιφανειοδραστικού [62] 51

69 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4: ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΥ ΓΑΛΑΚΤΩΜΑΤΩΝ 4.1 Οπτική Μικροσκοπία (Optical Microscopy) Το οπτικό ή φωτονικό μικροσκόπιο είναι ένα οπτικό σύστημα που χρησιμοποιείται για την παρατήρηση αντικειμένων υπό μεγέθυνση, με τη βοήθεια του φωτός, δηλαδή με το τμήμα του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος που είναι ορατό ( nm). Η παρατήρηση μπορεί να γίνεται είτε μέσω του ανακλώμενου είτε μέσω του διερχόμενου, από τα προς παρατήρηση αντικείμενα, φωτός. Το απλούστερο μικροσκόπιο είναι ο απλός μεγεθυντικός φακός, ο οποίος όμως δεν ξεπερνά μία μέγιστη μεγέθυνση της τάξης του είκοσι (20 x). Το σύνθετο μικροσκόπιο είναι ένα οπτικό όργανο που χρησιμοποιείται για την παρατήρηση υπό μεγέθυνση (μέχρι και 2000 x), αντικειμένων που βρίσκονται κοντά στον παρατηρητή (Εικ. 12) Αποτελείται από τέσσερα βασικά στοιχεία: (α) μία πηγή φωτός, (β) ένα συγκεντρωτικό φακό, (γ) έναν αντικειμενικό φακό και (δ) έναν προσοφθάλμιο φακό. Ο αντικειμενικός και ο προσοφθάλμιος φακός είναι δύο συγκλίνοντα ομοαξονικά συστήματα φακών που αποτελούν το οπτικό τμήμα του μικροσκοπίου. Ο πρώτος χαρακτηρίζεται από μικρή εστιακή απόσταση. Το αντικείμενο τοποθετείται λίγο πέρα από την εστία του φακού κι έτσι σχηματίζεται είδωλο πραγματικό και ανεστραμμένο. Ο δεύτερος είναι ο φακός με τον οποίο ο παρατηρητής βλέπει το αντικείμενο και χρησιμεύει στη μεγέθυνση της πραγματικής εικόνας που δίνει ο αντικειμενικός. Η απόσταση μεταξύ των δύο φακών πρέπει να είναι μεγαλύτερη από το άθροισμα των εστιακών τους αποστάσεων, ώστε το είδωλο του αντικειμένου να σχηματίζεται ανάμεσα στο οπτικό κέντρο και την κύρια εστία του προσοφθάλμιου. Συνεπώς, προκύπτει φανταστικό είδωλο, μεγεθυσμένο, του πρώτου ειδώλου. [63] 52

70 Εικόνα 12. Διάγραμμα των φακών και της πορείας των φωτεινών ακτίνων στο οπτικό μικροσκόπιο φωτεινού πεδίου [63] 4.2 Σκέδαση του φωτός (Light Scattering) Όταν μια δέσμη φωτός προσπέσει σε ένα υλικό, τα ηλεκτρόνια του υλικού αλληλεπιδρούν με το φως, διεγείρονται και επανεκπέμπουν την απορροφούμενη ενέργεια προς όλες τις κατευθύνσεις με το ίδιο μήκος κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Η σκέδαση του φωτός αποτελεί το διασκορπισμό των φωτεινών ακτίνων που λαμβάνει χώρα όταν αυτές προσπέσουν σε μικροσκοπικά σωματίδια, με αποτέλεσμα τη διάχυσή τους στο χώρο. Η τεχνική της σκέδασης του φωτός χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του μεγέθους σωματιδίων σε κολλοειδή συστήματα, εναιωρήματα, κτλ και διακρίνεται στη: Στατική σκέδαση φωτός (static light scattering) Δυναμική σκέδαση φωτός (dynamic light scattering) [64] Η τεχνική της σκέδασης του φωτός είναι μια μέθοδος που εμφανίζει πολλά πλεονεκτήματα καθώς είναι γρήγορη, μη καταστρεπτική για το δείγμα, δεν απαιτεί βαθμονόμηση και μπορεί να εφαρμοστεί σε συστήματα αποτελούμενα από μεγάλο αριθμό σωματιδίων. Παρ όλα αυτά, εμφανίζει δύο μειονεκτήματα: το δείγμα δεν πρέπει να είναι πολύ πυκνό ώστε να αποφευχθεί πολλαπλή σκέδαση και το σύστημα πρέπει να είναι πολύ υψηλής καθαρότητας καθώς αν υπάρξουν σωματίδια σκόνης θα αποτελέσουν κι αυτά κέντρα σκέδασης. [65] 53

71 Μέτρηση του μεγέθους σωματιδίων με σκέδαση του φωτός Όπως αναφέρθηκε, υπάρχει ισχυρή εξάρτηση του μεγέθους των σωματιδίων και της γωνίας σκέδασης του προσπίπτοντος φωτός. Έτσι, με δεδομένη τη γωνία σκέδασης και με γνωστούς τους δείκτες διάθλασης του μέσου διασποράς και των διεσπαρμένων σωματιδίων, είναι δυνατός ο υπολογισμός του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης. Σύμφωνα με τα παραπάνω, σε συστήματα πολυδιασποράς, μετρήσεις της σκέδασης του φωτός σε διαφορετικές γωνίες δίνουν πληροφορίες για την κατανομή μεγεθών των σωματιδίων που απαρτίζουν ένα κολλοειδές σύστημα. Έτσι, μία συσκευή (Εικ. 13) σχεδιασμένη να καταγράφει το μοτίβο σκέδασης του φωτός από μία κολλοειδή διασπορά, περιλαμβάνει μία πηγή φωτός, ένα θάλαμο δείγματος και έναν καταγραφέα της έντασης της σκέδασης σε διάφορες γωνίες Εικόνα 13. Αναπαράσταση των βασικών στοιχείων συσκευής στατικής σκέδασης φωτός [66] Στατική σκέδαση φωτός (Static Light Scattering, SLS) Όπως προαναφέρθηκε, η σκέδαση του φωτός λαμβάνει χώρα όταν πολωμένα μόρια ενός δείγματος βρεθούν στο ταλαντούμενο ηλεκτρικό πεδίο μιας ακτίνας φωτός. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία διπόλων στα μόρια, τα οποία με τη σειρά τους ταλαντώνονται με αποτέλεσμα τη διάχυση του φωτός προς όλες τις διευθύνσεις. Το φαινόμενο της σκέδασης έχει αξιοποιηθεί από πολλά πεδία της επιστήμης για τον καθορισμό του μεγέθους των σωματιδίων, του μοριακού τους βάρους, του σχήματός τους, των θερμοδυναμικών τους ιδιοτήτων κ.α. Στη στατική σκέδαση φωτός ο μέσος όρος της σκεδαζόμενης έντασης μελετάται συναρτήσει της γωνίας σκέδασης. Αυτό καθιστά δυνατό τον υπολογισμό της μέσης μοριακής μάζας κατά βάρος M w του μορίου, του τετραγώνου της γυροσκοπικής ακτίνας R g και του δεύτερου συντελεστή virial A 2. Γι αυτό το λόγο η σκέδαση του 54

72 φωτός είναι μία από τις αποδοτικότερες μεθόδους για τον προσδιορισμό του μεγέθους σωματιδίων μιας διασποράς. Όπως αναφέρθηκε, το ταλαντούμενο ηλεκτρικό πεδίο του φωτός δημιουργεί δίπολα οδηγώντας στη διάχυση του φωτός προς όλες τις διευθύνσεις. Η σκεδαζόμενη ακτινοβολία έχει το ίδιο μήκος κύματος με την προσπίπτουσα γι αυτό και όταν ελάχιστη ποσότητα φωτός προσπέσει σε αρκετά σκεδάζον μέσο, μπορεί να παρατηρηθεί ως «αχνή» ακτίνα φωτός (Tyndall effect). Ο Tyndall ασχολήθηκε ενεργά με το φαινόμενο το 1871 και παρατήρησε ότι τα αποτελέσματα είναι εντονότερα χρησιμοποιώντας μπλε φως αντί για κόκκινο. Μετά από λίγα χρόνια ο Rayleigh ξεκίνησε να μελετά τη σκέδαση του φωτός. Λαμβάνοντας υπόψην την τυχαία κατανομή των μορίων στο χώρο και χρησιμοποιώντας τη θεωρία Maxwell της ηλεκτροδυναμικής, βρήκε αυτό που σήμερα ονομάζεται λόγος του Rayleigh της σκεδαζόμενης έντασης. Η ένταση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας δίνεται από τη σχέση: R (θ) = (Ir 2 /I 0 ) = (8π 2 /λ 4 0 ) Σ Ν κα 2 κ (1 +cos 2 θ) (3.1) R (θ) : ο λόγος του Rayleigh ως συνάρτηση της σκεδαζόμενης γωνίας θ I: ένταση της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας Ι θ : έντασης της προσπίπτουσας ακτινοβολίας r: απόσταση μεταξύ ανιχνευτή και σκεδάζοντα όγκου λ 0 : μήκος κύματος της προσπίπτουσας ακτινοβολίας στο κενό Ν κ : αριθμός των σκεδαζόμενων κέντρων α κ : πολωσιμότητα του σκεδάζοντος κέντρου κ θ: γωνία μεταξύ προσπίπτουσας και σκεδαζόμενης ακτινοβολίας Οι Einstein και Smoluchowski εξέλιξαν την ανωτέρω θεωρία. Σύμφωνα με αυτούς η διακύμανση της πολωσιμότητας α σε ένα υγρό ή διάλυμα περιγράφεται ως παράγοντας διακύμανσης της πυκνότητας και της συγκέντρωσης λόγω των θερμικών κινήσεων των μορίων. Η σκέδαση μπορεί να λάβει χώρα μόνο εάν υπάρχουν διαφορές μεταξύ του δείκτη διάθλασης του στοιχειώδους όγκου συγκρινόμενος με αυτόν του γειτονικού. Τελικά, κατέληξαν στην εξίσωση της μορφής: Κc/R (θ) = (1/Μ + 2Α 2 c + 3A 3 c 2 + ) (3.2) με Κ = [(4π 2 n 2 0 )/(λ 4 0 Ν Α )] (dn/dc) 2 55

73 Ν Α : σταθερά Avogardro n,n 0 : δείκτης διάθλασης του διαλύματος και του διαλύτη αντίστοιχα c: συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας (dn/dc): διαφορικός δείκτης διάθλασης Μ: μοριακό βάρος της διαλυμένης ουσίας Η παραπάνω εξίσωση ισχύει μόνο για μόρια μικρού μεγέθους που είναι τυχαία κατανεμημένα στο χώρο και γι αυτό συμπεριφέρονται ως σημειακά δίπολα. Για τα πολυμερή των οποίων οι διαστάσεις είναι συγκρινόμενες με το μέγεθος του μήκους κύματοςτου φωτός παρατηρείται συμβολή του σκεδαζόμενου φωτός. Τελικά, λαμβάνοντας υπόψην και το μέγεθος των μορίων παίρνουμε τη σχέση του Zimm. Kc/R (θ) = 1/Μ w (1 + 1/3 q 2 <R 2 g > z ) + 2A 2 c + (3.3) Κάνοντας τη γραφική παράσταση του Kc/R (θ) συναρτήσει του παράγοντα q 2 + kc μπορούμε να επεκτείνουμε για c 0 και q 2 0. Από την τομή λόγω της εξάρτησης από τη συγκέντρωση c και του κυματαρίθμου q 2 μπορούμε να υπολογίσουμε τη μέση μοριακή μάζα κατά βάρος M w και από την κλίση μπορούμε να πάρουμε το τετράγωνο της γυροσκοπικής ακτίνας <R 2 g > z και το δεύτερο συντελεστή virial A 2. Εικόνα 14. Τυπικό διάγραμμα Zimm Για τη μέτρηση της έντασης της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας συναρτήσει της γωνίας σκέδασης χρησιμοποιούνται ειδικές πειραματικές διατάξεις. Λόγω της υψηλής τους 56

74 έντασης, των μικρών διαστάσεων της ακτίνας τους και της σταθερότητάς τους, τα lasers χρησιμοποιούνται ευρέως τα τελευταία χρόνια στις διατάξεις σκέδασης του φωτός. Αυτό καθιστά δυνατή τη μέτρηση δειγμάτων σε χαμηλές συγκεντρώσεις αλλά και τον καθορισμό μικρών μοριακών μαζών. Εικόνα 15. Σχηματική απεικόνιση συσκευής σκέδασης του φωτός Η ανίχνευση της σκεδαζόμενης έντασης πραγματοποιείται από έναν ανιχνευτή. Σε μια γωνιομετρικού τύπου διάταξη ο ανιχνευτής περιστρέφεται γύρω από το κέντρο της διάταξης. Σε μια διάταξη πολλών γωνιών σκέδασης φωτός (MALLS) το σκεδαζόμενο φως μετράται ταυτόχρονα σε πολλές γωνίες (συνήθως 10-20) με έναν ανιχνευτή σε κάθε γωνία. Τόσο στην περίπτωση της διάταξης γωνιομετρικού τύπου όσο και στην MALLS, το δείγμα τοποθετείται σε λουτρό τολουολίου ή δεκαλίνης, το οποίο ελαχιστοποιεί τις ανακλάσεις και χρησιμεύει και ως λουτρό καθορισμού της θερμοκρασίας. [67] Το κύριο πλεονέκτημα της SLS είναι ότι πρόκειται για μια απόλυτη μέθοδο από την οποία αντλούνται σημαντικές πληροφορίες για τα μικρογαλακτώματα και είναι μη καταστρεπτική για το δείγμα. Τα μειονεκτήματά της είναι η ιδιαίτερη ευαισθησία στη σκόνη και η έλλειψη δυνατότητα χρησιμοποίησης συστημάτων που απορροφούν στο μήκος κύματος που εκπέμπει το laser. [68] Δυναμική σκέδαση φωτός (Dynamic Light Scattering, DLS) Μια από τις δημοφιλέστερες τεχνικές που χρησιμοποιούνται σήμερα για τη μέτρηση του μεγέθους νανοσωματιδίων κολλοειδών διασπορών είναι η Δυναμική Σκέδαση Φωτός, (Dynamic Light Scattering, DLS), καθώς προσφέρει τη δυνατότητα μέτρησης 57

75 του μεγέθους σωματιδίων, σε διασπορά, ταχύτατα και απαιτώντας ελάχιστη προετοιμασία δείγματος. [69] H δυναμική σκέδαση είναι επίσης γνωστή και ως φασματοσκοπία συσχέτισης φωτονίων (photon correlation spectroscopy, PCS). [65] Η αρχή λειτουργίας της συγκεκριμένης μεθόδου στηρίζεται στο ότι, τα σωματίδια (μακρομόρια, νανοσωματίδια) βρίσκονται σε διαρκή τυχαία κίνηση μέσα στο μέσο διασποράς. Η συνεχής αυτή κίνηση είναι απόρροια της θερμικής ενέργειας που μεταβιβάζεται σε αυτά μέσω των συγκρούσεών τους με μόρια του διαλύτη (κίνηση Brown). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα η ένταση της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας από το διάλυμα να συνδέεται ποσοτικά με την κίνηση των μορίων. Η σκέδαση της μονοχρωματικής ακτινοβολίας από ένα διάλυμα οφείλεται κυρίως σε διακυμάνσεις της συγκέντρωσης, οι οποίες συνδέονται με την κίνηση Brown. Κατ επέκταση, η ένταση της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας μεταβάλλεται συναρτήσει του χρόνου. Παράλληλα, ο συντελεστής διάχυσης D περιγράφει τη δυσκολία που αντιμετωπίζει ένα σώμα να κινηθεί μέσα σε ένα διάλυμα. Είναι αντιστρόφως ανάλογος του μεγέθους του σωματιδίου και χρησιμοποιώντας την εξίσωση Stokes- Einstein είναι δυνατός ο υπολογισμός της υδροδυναμικής ακτίνας του σωματιδίου σε αραιά μέσα διασποράς (διαλύματα). Επιπρόσθετα, για τον υπολογισμό της υδροδυναμικής ακτίνας από τη συνάρτηση αυτοσυσχέτισης, πρέπει να προηγηθεί κατάλληλη μαθηματική ανάλυση. Παρακάτω αναγράφεται η εξίσωση Stokes- Einstein: D = (kt/ 6πnR h ) (3.4) k: σταθερά Boltzman T: απόλυτη θερμοκρασία n: ιξώδες διαλύματος R h : υδροδυναμική ακτίνα [70] Πιο αναλυτικά: Το δείγμα ακτινοβολείται με μονοχρωματική δέσμη φωτός με τη χρήσης ενός laser. Η ακτινοβολία σκεδάζεται από τα νανοσωματίδια του μέσου διασποράς στο δείγμα. Ο ανιχνευτής μετρά την ένταση του σκεδαζόμενου φωτός υπό μία συγκεκριμένη γωνία συναρτήσει του χρόνου (σε msec). [26],[71] Αυτό αποτελεί τη συνάρτηση αυτοσυσχέτισης (autocorrelation function): 58

76 C(t) = [A * exp (- 2Γ * t)] + B (3.5) A: σταθερά που καθορίζεται από το σχεδιασμό του οργάνου Β: γραμμή αναφοράς (baseline) Γ: συντελεστής αυτοσυσχέτισης Από την εξίσωση 3.5 υπολογίζεται το Γ. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας την εξίσωση 3.6 υπολογίζεται ο συντελεστής διάχυσης D: Γ = D*q 2 [rad*sec -1 ] (3.6) Η τιμή του q υπολογίζεται από την εξίσωση 3.7, η οποία ισχύει μόνο για σφαιρικά σωματίδια: Q = ( 2π * n / λ 0 ) * 2 sin (θ/2) (3.7) λ 0 : μήκος κύματος της ακτινοβολίας του laser θ: γωνία σκέδασης n: δείκτης διάθλασης του διαλύτη Τελικά, γνωρίζοντας το συντελεστή διάχυσης, υπολογίζεται η υδροδυναμική διάμετρος του μορίου χρησιμοποιώντας την εξίσωση 3.4 (Stokes-Einstein). [26],[71] Όπως προαναφέρθηκε, για τον υπολογισμό της υδροδυναμικής ακτίνας, πρέπει να προηγηθεί κατάλληλη μαθηματική ανάλυση. Συγκεκριμένα, υπάρχουν δύο ευρέως χρησιμοποιούμενοι μέθοδοι μαθηματικής ανάλυσης: η μέθοδος των αθροισμάτων (cummulants method) και οι τεχνικές κανονικοποίησης (regulation methods) μέσω του προγράμματος contin. Στην πρώτη μέθοδο η συνάρτηση αυτοσυσχέτισης περιγράφεται με ένα πολυώνυμο, που είναι συνήθως 2ης ή 3ης τάξης και από τους συντελεστές του πολυωνύμου προκύπτουν ο συντελεστής διάχυσης (1ος cummulant) και η πολυδιασπορά του συστήματος (2ος cummulant). Στην ανάλυση contin προκύπτει μια πληθώρα πιθανών λύσεων για τη συνάρτηση αυτοσυσχέτισης. Όσες από αυτές παρουσιάζουν πολυπλοκότητα, απορρίπτονται ως λιγότερο πιθανές να υπάρξουν σε πραγματικά συστήματα. Γενικά, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη όλες οι λύσεις που προτείνονται από το πρόγραμμα, σε συνδυασμό με τις φυσικοχημικές ιδιότητες του προς μελέτη συστήματος. [72] Πιο συγκεκριμένα, η μέθοδος DLS ανιχνεύει τη συχνότητα της ταλάντωσης του μοτίβου που καταγράφεται στον ανιχνευτή από τη σκέδαση του φωτός στα σωματίδια (Εικ. 16α). Η ενισχυτική και καταστρεπτική συμβολή του φωτός από τη σκέδαση (Εικ. 16β) είναι υπεύθυνη για την εμφάνιση σκοτεινών και φωτεινών περιοχών σε 59

77 αυτό το μοτίβο. Η συχνότητα αυτή είναι ανάλογη της θερμικής κίνησης Brown των σωματιδίων, η οποία με τη σειρά της εξαρτάται από το μέγεθος των σωματιδίων (όσο μικρότερα είναι τα σωματίδια, τόσο γρηγορότερη είναι η κίνηση Brown) και από το ιξώδες του διαλύτη. Για τη μέτρηση της κινητικότητας των σωματιδίων μέσα σε ένα διάλυμα κρίνεται απαραίτητο οι μετρήσεις να διεξάγονται κάτω από μια γνωστή και σταθερή θερμοκρασία, καθώς το ιξώδες ενός υγρού συσχετίζεται άμεσα με τη θερμοκρασία του. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η ανάλυση της χρονικής εξάρτησης της διακύμανσης/ συσχέτισης του μοτίβου ταλάντωσης- τρεμοπαίγματος δύναται να αποδώσει το συντελεστή διάχυσης των σωματιδίων. Χρησιμοποιώντας την εξίσωση Stokes- Einstein και γνωρίζοντας το ιξώδες του μέσου και το συντελεστή διάχυσης, μπορεί να υπολογιστεί η υδροδυναμική διάμετρος, η οποία στην ουσία είναι η διάμετρος μιας ιδεατής σφαίρας που έχει τον ίδιο συντελεστή διάχυσης με το σωματίδιο. [69] Εικόνα 16. Μέθοδος DLS: α) Σχηματική αναπαράσταση ενός μοτίβου τρεμοπαίγματος, β) Το παρατηρούμενο σήμα εξαρτάται από τη συμβολή των φάσεων του σκεδαζόμενου φωτός που προσπίπτει στον ανιχνευτή: β 1 ) δύο ακτίνες συμβάλουν και ακυρώνονται μεταξύ τους με αποτέλεσμα να ανιχνεύεται μειωμένη ένταση (σκοτεινή περιοχή), β 2 ) δύο ακτίνες συμβάλουν ενισχυτικά με αποτέλεσμα να ανιχνεύεται αυξημένη ένταση (φωτεινή περιοχή). Ένα τυπικό αναλυτικό σύστημα δυναμικής σκέδασης του φωτός αποτελείται από έξι κύρια τμήματα (Εικ. 17): μία πηγή φωτεινής δέσμης laser, τα φωτόνια της οποίας περνούν μέσα από κυψελίδα που περιέχει το εκάστοτε δείγμα, μία διάταξη ανιχνευτή σκεδαζόμενης ακτινοβολίας, μία πλατφόρμα ψηφιακής επεξεργασίας του σήματος από την ανιχνευτική διάταξη όπου τελικά αναλύεται και καταγράφεται η πληροφορία της έντασης της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας και το μοτίβο ταλάντωσης, 60

78 έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή σε διασύνδεση με την πλατφόρμα ψηφιακής επεξεργασίας, όπου με το κατάλληλο λογισμικό και κώδικες μοντελοποίησης αναλύονται τα δεδομένα και εξάγονται πληροφορίες για το μέγεθος των σωματιδίων. Εικόνα 17. Σχηματική απεικόνιση ενός σχήματος δυναμικής σκέδασης φωτός [69] Τα πλεονεκτήματα της τεχνικής είναι τα εξής: Επεξεργασία δεκαπλάσιου όγκου δείγματος από εκείνον των κοινών συστημάτων Δυνατότητα μέτρησης μεγάλου φάσματος συγκεντρώσεων του δείγματος Υψηλή ευαισθησία και ταχύτητα Δυνατότητα μέτρησης πιο πυκνών δειγμάτων Εξάλειψη φαινομένου πολλαπλής σκέδασης καθώς η ακτίνα laser δε χρειάζεται να διαπεράσει όλο το δείγμα Μείωση της επίδρασης της σκόνης, καθώς σκεδάζει περισσότερο φως στην αντίθετη κατεύθυνση. [69] Ηλεκτροφορητική σκέδαση φωτός (Electrophoretic Light Scattering, ELS) Ηλεκτροφόρηση (electrophoresis) ονομάζεται η κίνηση φορτισμένων κολλοειδών σωματιδίων κατόπιν εφαρμογής εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου. Το πεδίο δημιουργείται σε διάταξη που περιλαμβάνει ηλεκτρόδια υπό ρυθμιζόμενη τάση και κατάλληλο χώρο για την τοποθέτηση του υγρού δείγματος. Όταν οι φορτισμένες επιφάνειες των ηλεκτροδίων είναι ακίνητες, το ηλεκτρικό πεδίο προκαλεί κίνηση του υγρού, φαινόμενο το οποίο καλείται ηλεκτρώσμωση (electroosmosis). Το υγρό 61

79 αναγκάζεται να κινηθεί μέσω ενός τριχοειδούς σωλήνα ή ενός πορώδους υλικού, με αποτέλεσμα να επέρχεται μια διαφορά στα ηλεκτρικά δυναμικά που ονομάζεται δυναμικό ρεύματος (streaming potential). Η εξαναγκασμένη κίνηση φορτισμένων σωματιδίων εντός ενός υγρού λόγω της βαρύτητας επιφέρει μια διαφορά στο ηλεκτρικό δυναμικό, η οποία καλείται δυναμικό καθίζησης (sedimentation potential). Η ταχύτητα των φορτισμένων σωματιδίων κατά τη διάρκεια της ηλεκτροφόρησης είναι ανάλογη της έντασης του εφαρμοζόμενου ηλεκτρικού πεδίου. [73] Όταν σωματίδια διασπείρονται σε ένα υδατικό σύστημα συχνά εμφανίζουν επιφανειακό φορτίο, το οποίο οφείλεται στον ιονισμό των επιφανειακών χημικών ομάδων τους ή στην προσρόφηση φορτισμένων μορίων ή ιόντων. Η ανάπτυξη τέτοιων φορτίων έχει ως αποτέλεσμα τη μεταβολή της συγκέντρωσης των ιόντων του διαλύματος κοντά στην επιφάνεια των σωματιδίων δημιουργώντας ένα στρώμα γύρω από αυτά, με διαφορετική κατανομή ιόντων από εκείνη του κυρίου όγκου του διαλύματος, το οποίο αποτελείται από δύο μέρη (Εικ. 18). Το εσωτερικό μέρος λέγεται στρώμα Stern (Stern layer) και αποτελείται από ιόντα ισχυρά συνδεδεμένα με τα σωματίδια, λόγω των αντίθετων φορτίων τους, ενώ το εξωτερικό μέρος δημιουργείται από διάχυση ασθενέστερα συνδεδεμένων ιόντων του μίγματος. Στο διάχυτο στρώμα υπάρχει ένα νοητό όριο μέσα στο οποίο ιόντα και μόρια διαλύτη αλληλεπιδρούν ισχυρά με τη φορτισμένη επιφάνεια του σωματιδίου σχηματίζοντας μια σταθερή οντότητα με αυτό. Το όριο αυτό ονομάζεται επίπεδο ολίσθησης. Όταν ένα σωματίδιο κινείται, τα ιόντα που βρίσκονται μέσα σε αυτό το όριο κινούνται μαζί του. Το ηλεκτρικό δυναμικό το οποίο υπάρχει στο εξωτερικό μέρος αυτού του ορίου (επίπεδο ολίσθησης) λέγεται δυναμικό ζ (ζ potential) και αποτελεί ένδειξη του επιφανειακού φορτίου του σωματιδίου. Έτσι απαντάται με τον όρο «φαινόμενο επιφανειακό φορτίο». 62

80 Εικόνα 18. Σχηματική απεικόνιση της διασποράς των ιόντων του διαλύματος γύρω από ένα φορτισμένο σωματίδιο Το μέγεθος του δυναμικού ζ αποτελεί ένδειξη της δυναμικής σταθερότητας του κολλοειδούς συστήματος. Αν όλα τα σωματίδια στο μίγμα είχαν πολύ μεγάλη απόλυτη τιμή ζ (πολύ θετικό ή πολύ αρνητικό δυναμικό), θα είχαν την τάση να απομακρυνθούν το ένα από το άλλο με αποτέλεσμα να μη δημιουργούταν κολλοειδές σύστημα. Ωστόσο, αν τα σωματίδια έχουν τιμή δυναμικού ζ κοντά στο μηδέν, τότε δεν υπάρχει καμία δύναμη να τα αποτρέψει από το να έρθουν κοντά και να συσσωματωθούν. Για το λόγο αυτό σωματίδια με δυναμικό ζ πιο θετικό από +30 mv ή πιο αρνητικό από -30 mv θεωρούνται σταθερά. [74] Η μέτρηση και η γνώση του ζ δυναμικού είναι κρίσιμη για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας που θα ακολουθηθεί, την πρόβλεψη της σταθερότητας της παρασκευής και των αλληλεπιδράσεων. Επιπλέον, αποτελεί μια απλή μέθοδο για ποιοτικό έλεγχο. Οι μέθοδοι μέτρησης εξαρτώνται τόσο από τη φύση των σωματιδίων όσο και από τη σύνθεση της διασποράς. Γενικά το μέγεθος και η συγκέντρωση των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης είναι σημαντικοί παράγοντες που καθορίζουν ποια τεχνική είναι εφαρμόσιμη. Η ηλεκτροφόρηση είναι η πιο διαδεδομένη τεχνική για τη μέτρηση του ζ δυναμικού. Κατά την εφαρμογή της, προσδιορίζεται το ζ δυναμικό ως εξής: τα φορτισμένα σωματίδια σε διάλυμα τίθενται σε κίνηση από την εφαρμογή εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου ανάμεσα σε δυο σταθερά ηλεκτρόδια. Η κατεύθυνση και η ταχύτητα (ηλεκτροφορητική κινητικότητα) των σωματιδίων εξαρτώνται από το εφαρμοζόμενο 63

81 πεδίο. [73] Εναλλάσσοντας το φορτίο μεταξύ των ηλεκτροδίων, τα σωματίδια κινούνται παλινδρομικά με ταχύτητα ανάλογη του επιφανειακού τους φορτίου, της εφαρμοζόμενης τάσης, της διηλεκτρικής σταθεράς του μέσου και του ιξώδους. Με βάση αυτά, υπολογίζεται η τιμή του ζ δυναμικού των σωματιδίων σύμφωνα με την εξίσωση Henry: U E = 2εζf(K a ) / 3η (3.8) Όπου U E είναι η ηλεκτροφορητική κινητικότητα, ε η διηλεκτρική σταθερά, ζ το ζ- δυναμικό, f(k a ) ο συντελεστής Henry (δύο τιμές χρησιμοποιούνται γενικά ως προσεγγίσεις για τον προσδιορισμό του συντελεστή Henry, 1.5 ή 1.0) και η το ιξώδες. Οι ηλεκτροφορητικοί προσδιορισμοί του δυναμικού ζ γίνονται συνήθως σε υδατικά μέσα και με μέση συγκέντρωση ηλεκτρολυτών. Στην περίπτωση αυτή η τιμή του f(k a ) είναι 1,5 και ονομάζεται προσέγγιση Smoluchowski. Για μικρά σωματίδια σε μέσα χαμηλής διηλεκτρικής σταθεράς η τιμή του f(k a ) γίνεται 1,0 και ονομάζεται προσέγγιση Huckel. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται κυρίως σε μη υδατικά κολλοειδή. Οι μετρήσεις λαμβάνουν χώρα σε μία τριχοειδή κυψελίδα με ένα ηλεκτρόδιο στις δύο εισόδους της. Η κυψελίδα γεμίζεται με το προς μέτρηση δείγμα και εφαρμόζεται τάση στα ηλεκτρόδιά της (Εικ. 19). [75] Εικόνα 19. Χαρακτηριστική απεικόνιση τριχοειδούς κυψελίδας [75] Στο δείγμα προσπίπτει μια δέσμη μονοχρωματικής ακτινοβολίας (laser) και η σκεδαζόμενη από το διάλυμα ακτινοβολία συλλέγεται από έναν ανιχνευτή (Εικ. 20). Όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα των σωματιδίων της κολλοειδούς διασποράς (εξαρτάται από το φορτίο τους) τόσο μεγαλύτερη θα είναι η μεταβολή στη συχνότητα της σκεδαζόμενης ακτινοβολίας (φαινόμενο Doppler). Ένας διαχωριστής (splitter) χρησιμοποιείται ώστε ένα μέρος της ακτινοβολίας που εκπέμπει το laser να φθάνει απ ευθείας στον ανιχνευτή χωρίς να προσπίπτει πάνω στο δείγμα. Συσχετίζοντας τις 64

82 δύο διαφορετικές ακτινοβολίες που φθάνουν στον ανιχνευτή (προσπίπτουσα και σκεδαζόμενη) είναι εύκολο και προσδιοριστεί η μετατόπιση Doppler, η οποία χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της ταχύτητας των σωματιδίων (Εικ. 21). Εικόνα 20. Αναπαράσταση της μεθόδου προσδιορισμού του ζ- δυναμικού [76] Εικόνα 21. Σχηματικό διάγραμμα της συσκευής μέτρησης ζ-δυναμικού με Laser Doppler Velocimetry [77] Τα σωματίδια κινούνται προς το ηλεκτρόδιο με αντίθετο φορτίο. Όπως προαναφέρθηκε, η ταχύτητά τους μετριέται με βάση το φαινόμενο Doppler (Laser Doppler Velocimetry, LDV) κι εκφράζεται ως κινητικότητα. Η τεχνική που χρησιμοποιείται στο όργανο της Malvern, το Zetasizer Nano range, το οποίο χρησιμοποιείται στην παρούσα εργασία, είναι η ηλεκτροφόρηση laser Doppler σε συνδυασμό με την M3-PALS. [78] 4.3 Φασματοσκοπία μοριακής απορρόφησης υπεριώδους ορατού (UV-Vis) 65

83 Η φασματοφωτομετρία απορρόφησης αποτελεί μια από τις χρησιμότερες τεχνικές που βρίσκουν εφαρμογή στη χημική ανάλυση. Πολλές χημικές ουσίες απορροφούν ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, κυρίως στην υπεριώδη περιοχή του φάσματος και με τη χρήση του κατάλληλου οργάνου και τεχνικής είναι εφικτός ο ποσοτικός τους προσδιορισμός σε ένα μίγμα. Το τμήμα του μορίου το οποίο είναι υπεύθυνο για την απορρόφηση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, λέγεται χρωμοφόρο. Η εμφάνιση χαρακτηριστικών ταινιών απορρόφησης των διαφόρων χρωμοφόρων ομάδων σε ένα φάσμα απορρόφησης είναι ενδεικτική για την ύπαρξη των ομάδων αυτών στο μόριο. Η φασματοφωτομετρία ορατού-υπεριώδους ( nm) είναι ευρέως χρησιμοποιούμενη για τον ποσοτικό προσδιορισμό ουσιών. [79] Η συγκεκριμένη τεχνική στηρίζεται στην απορρόφηση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας ( nm) από τα μόρια μιας διαλυμένης ουσίας, τα οποία και υφίστανται ηλεκτρονιακές μεταπτώσεις. Ειδικότερα, τα ηλεκτρόνια που βρίσκονται στα μοριακά δεσμικά ή μη δεσμικά τροχιακά χαμηλής ενέργειας (σ, π και η τροχιακά, αντίστοιχα) μεταπίπτουν στα αντιδεσμικά τροχιακά υψηλότερης ενεργειακής στάθμης. Στην πράξη οι μετρήσεις περιορίζονται στην περιοχή nm (ορατό) και nm (εγγύς υπεριώδες), αφού στην περιοχή nm (άπω υπεριώδες) απορροφούν τόσο ο αέρας όσο και το υλικό κατασκευής των κυψελίδων (χαλαζίας). Η συγκέντρωση ενός στοιχείου σε διάλυμα μπορεί να προσδιοριστεί με μέτρηση της απορροφητικότητάς του σε συγκεκριμένο μήκος κύματος και εφαρμογή του νόμου Lambert-Beer. Στην εργαστηριακή πράξη μετράται η απορρόφηση πρότυπων διαλυμάτων γνωστής συγκέντρωσης και ακολούθως συσχετίζεται η συγκέντρωση με την απορρόφηση με μαθηματική επεξεργασία. Τελικά, σχεδιάζεται η καμπύλη αναφοράς (working curve). Έτσι, μετρώντας την απορρόφηση ενός αγνώστου διαλύματος μπορεί να προσδιοριστεί η αντίστοιχη συγκέντρωσή του από την καμπύλη αναφοράς. Ο περιορισμός της χρήσης της φασματομετρίας υπεριώδους-ορατού φωτός κυρίως στον ποσοτικό προσδιορισμό οφείλεται στο γεγονός ότι τα φάσματα δίνουν πληροφορίες για ορισμένες μόνο ομάδες ατόμων μέσα στο μόριο και δε χαρακτηρίζουν το μόριο ως σύνολο. [80] Πιο συγκεκριμένα, όταν μονοχρωματική ακτινοβολία διέρχεται από ένα διάλυμα το οποίο περιέχει μια ουσία που την απορροφά, η ισχύς της ακτινοβολίας ελαττώνεται προοδευτικά κατά μήκος της διαδρομής της μέσα στο διάλυμα. Η μείωση της ισχύος 66

84 εξαρτάται από τη συγκέντρωση της ουσίας και από την απόσταση που διήνυσε η δέσμη μέσα στο διάλυμα. Τα παραπάνω εκφράζονται από το νόμο των Lambert-Beer, που αναφέρεται ως νόμος του Beer και διατυπώνεται ως εξής: Α = log (P 0 / P) = -logt = abc g/lt = εbc mol/lt (3.9) Όπου, Α η απορρόφηση, P 0 η ισχύς της προσπίπτουσας ακτινοβολίας, P η ισχύς της ακτινοβολίας μετά τη διέλευσή της από το διάλυμα, Τ η διαπερατότητα, α μια σταθερά αναλογίας που ονομάζεται απορροφητικότητα, b το μήκος της διαδρομής που διανύθηκε από την ακτινοβολία μέσα στο διάλυμα, ε μια σταθερά αναλογίας που λέγεται μοριακή απορροφητικότητα και c η συγκέντρωση της ουσίας που απορροφά στο διάλυμα. Οι προϋποθέσεις για να ισχύει πλήρως ο νόμος του Beer απαριθμούνται ως εξής: 1. Η προσπίπτουσα ακτινοβολία είναι μονοχρωματική. 2. Ο μόνος μηχανισμός αλληλεπίδρασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και διαλυμένης ουσίας είναι η απορρόφηση. 3. Η απορρόφηση γίνεται σε έναν όγκο διαλύματος ομοιόμορφης διατομής. 4. Τα σωματίδια που απορροφούν δρουν ανεξάρτητα το ένα από το άλλο και άσχετα από τον αριθμό και το είδος τους. Οι βασικές δομικές μονάδες ενός φασματοφωτόμετρου είναι: α) μια πηγή ακτινοβολίας σταθερής ισχύος, β) ένας μονοχρωμάτορας για την απομόνωση ακτινοβολίας επιθυμητής συχνότητας, γ) μια κυψελίδα για την τοποθέτηση του προς μέτρηση δείγματος, δ) ένας ανιχνευτής ακτινοβολίας που μετατρέπει το οπτικό σήμα σε ηλεκτρικό και ε) ένα σύστημα μετρήσεως που περιλαμβάνει ενισχυτή του ηλεκτρικού σήματος και όργανο ανάγνωσης. (Εικ. 22) [79] Εικόνα 22. Διάταξη φασματοφωτόμετρου διπλής δέσμης [79] 67

85 Οι πηγές ακτινοβολίας αποτελούνται από υλικά που διεγείρονται σε υψηλές ενεργειακές καταστάσεις. Τα υλικά αυτά κατά την αποδιέγερση τους εκπέμπουν φωτόνια χαρακτηριστικής ενέργειας. Ως πηγές υπεριώδους ακτινοβολίας χρησιμοποιούνται οι λυχνίες υδρογόνου και δευτερίου ( nm) ή η λυχνία ξένου ( nm), ενώ ως πηγές ορατής ακτινοβολίας χρησιμοποιούνται η λυχνία νήματος βολφραμίου ( nm) ή το τόξο άνθρακα. Οι μονοχρωμάτορες (ή τα φίλτρα) χρησιμοποιούνται για το διαχωρισμό της συνεχούς (πολυχρωματικής) ακτινοβολίας της πηγής σε στενές ζώνες ή σε μονοχρωματική ακτινοβολία. Οι κυψελίδες στις οποίες τοποθετείται το δείγμα ή ο διαλύτης πρέπει να κατασκευάζονται από υλικό, το οποίο επιτρέπει τη διέλευση της ακτινοβολίας στην περιοχή εργασίας. Όταν η εργασία λαμβάνει χώρα στην υπεριώδη περιοχή (κάτω από 350 nm) απαιτούνται κυψελίδες από χαλαζία ή τηγμένη πυρίτια. Και τα δύο υλικά είναι διαπερατά από ορατή και υπέρυθρη ακτινοβολία μέχρι τα 3 μm. [81] 68

86 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5: ΥΠΕΡΙΩΔΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΚΑΙ UV-ΦΙΛΤΡΑ 5.1 Ηλιακή ακτινοβολία Ο ήλιος εκπέμπει ενέργεια με τη μορφή ακτινοβολίας, αποτελώντας έναν αληθινό σταθμό παραγωγής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, που εκτείνεται σε ένα ευρύ φάσμα (Εικ. 23), από την κοσμική μέχρι τα ραδιο-ηλεκτρικά κύματα. Το ηλιακό φως φιλτράρεται καθώς περνά μέσα από την ατμόσφαιρα, ενώ συγχρόνως εμποδίζεται η διέλευση των επικίνδυνων μηκών κύματος (κοσμική ακτινοβολία, ακτίνες γ, ακτίνες χ και UVC ακτινοβολία). Η εναπομείνασα ακτινοβολία διεισδύει στο δέρμα προκαλώντας διάφορες βιολογικές και μεταβολικές συνέπειες. Μόνο το 10 % της συνολικής ηλιακής ενέργειας που φτάνει στην επιδερμίδα είναι UV ακτινοβολία. Παρ όλα αυτά τα βραχέα αυτά μήκη κύματος είναι ιδιαίτερα δραστικά από βιολογικής άποψης. Η ηλιακή ακτινοβολία περιλαμβάνει πολλούς τύπους, αλλά η ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνεια της Γης και αφορά το δέρμα, συνίσταται από ηλεκτρομαγνητική ενέργεια μήκους κύματος από 290 έως 3000 nm. Το εύρος αυτό διακρίνεται σε τρία μέρη: 1. Ορατή ακτινοβολία ή φως: Εκτείνεται σε εύρος από 400 έως 700 nm. Είναι ορατή με γυμνό οφθαλμό. 2. Υπεριώδης ακτινοβολία (UltraViolet = UV): Εκτείνεται σε εύρος από 100 έως 400 nm και βρίσκεται κάτω από το ιώδες χρώμα. 3. Υπέρυθρη ακτινοβολία (IR): Εκτείνεται σε εύρος από 700 έως 10 6 nm. Βρίσκεται πάνω από το ερυθρό χρώμα και διαιρείται σε τρεις τύπους: a) Υπέρυθρη-A: 700 έως nm b) Υπέρυθρη-B: έως nm c) Υπέρυθρη-C: nm έως 1mm [20],[82] 69

87 Εικόνα 23. Το ηλιακό φάσμα [83] 5.2 Υπεριώδης ακτινοβολία Η υπεριώδης ηλιακή ακτινοβολία (UV Radiation) ανήκει στο φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας που φτάνει στην επιφάνεια της γης σε μικρή ένταση. Παρ όλα αυτά, ύστερα από παρατεταμένη έκθεση στον ήλιο, η υπεριώδης ακτινοβολία δύναται να προκαλέσει σημαντικά δυσμενείς επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Η συνηθέστερη συνέπεια είναι το έγκαυμα, που προσδίδει μια κόκκινη χροιά στο δέρμα. Όμως, η αλόγιστη και μακροχρόνια έκθεση μπορεί να προκαλέσει σοβαρές βλάβες, όπως γήρανση του δέρματος, καταρράκτη, εξασθένιση του ανοσοποιητικού συστήματος κ.ά. Ο χρόνος έκθεση που μπορεί να προκαλέσει αυτά τα αποτελέσματα διαφέρει από άτομο σε άτομο και εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, οι σημαντικότεροι των οποίων είναι: Ο τύπος του δέρματος Το όζον Τα σύννεφα Το υψόμετρο Οι ανακλάσεις Το νερό Οι κλίσεις των ηλιακών ακτίνων [84] Η υπεριώδης ακτινοβολία περιλαμβάνει τα εξής είδη: Υπεριώδης ακτινοβολία Γ ή (UVC): Εκτείνεται σε εύρος από 100 έως 280 nm. O όρος υπεριώδης προκύπτει από το γεγονός ότι η ακτινοβολία αυτή βρίσκεται σε συχνότητα υψηλότερη από το ιώδες φως με αποτέλεσμα να μην είναι ορατή στον ανθρώπινο οφθαλμό. Πολύ μικρό ποσοστό φτάνει στην επιφάνεια της γης καθώς απορροφάται καθώς διαπερνά την ατμόσφαιρα. Χαρακτηρίζεται από μικροβιοκτόνες ιδιότητες και βρίσκει εφαρμογή στη χρήση μικροβιοκτόνων λαμπτήρων. 70

88 Υπεριώδης ακτινοβολία Β ή (UVB): Εκτείνεται σε εύρος από 280 έως 315 nm. Αποκαλείται «επιβλαβής ακτινοβολία» λόγω των δυσμενών αποτελεσμάτων που μπορεί να προκαλέσει στους ζώντες οργανισμούς. Απορροφάται σε μεγάλο ποσοστό από την ατμόσφαιρα και σε συνδυασμό με τη UVC είναι υπεύθυνες για τη φωτοχημική αντίδραση που προκαλεί την παραγωγή του στρώματος του όζοντος. Ενοχοποιείται για το κάψιμο του δέρματος ύστερα από πολύωρη έκθεση στον ήλιο. Συμβάλλει επίσης στην επιτάχυνση της γήρανσης του δέρματος και την εμφάνιση καρκίνου. Υπεριώδης ακτινοβολία Α ή (UVA): Εκτείνεται σε εύρος από 315 έως 400 nm. Απορροφάται σε μικρό ποσοστό από το στρώμα του όζοντος, ενώ θεωρείται λιγότερο καταστρεπτική και επικίνδυνη για το DNA ακτινοβολία. Είναι κατά κύριο λόγο υπεύθυνη για το μαύρισμα εισχωρώντας στα βαθύτερα στρώματα του επιδερμικού ιστού. Συμβάλλει στη σταδιακή γήρανση του δέρματος και αυξάνει τον κίνδυνο πρόκλησης καρκίνου. Τέλος, εμπλέκεται στη διαδικασία έκκρισης της βιταμίνης από τον ανθρώπινο οργανισμό επηρεάζοντάς την αρνητικά. [85] 5.3 Επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας στο δέρμα Ευεργετικές επιδράσεις υπεριώδους ακτινοβολίας Όταν οι υπεριώδεις ακτίνες είναι σε μικρές ποσότητες, ασκούν ευεργετική επίδραση στο δέρμα συμβάλλοντας στην άμυνά του έναντι της ίδιας της υπεριώδους ακτινοβολίας, μέσω της πάχυνσης της κεράτινης στιβάδας και της μελάγχρωσης του δέρματος. Συγκεκριμένα, η UVB ακτινοβολία συμβάλλει στη μετατροπή των προβιταμινών της βιταμίνης D στην κύρια μορφή τους. Η βιταμίνη D συμβάλλει στην απορρόφηση του ασβεστίου και του φωσφόρου από τον οργανισμό αλλά και την ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος. Οι UVA και UVB ακτινοβολίες είναι χρήσιμες στην Ιατρική και βρίσκουν εφαρμογή στη θεραπεία δερματοπαθειών όπως η ψωρίαση, η λεύκη, ο ομαλός λειχήνας κ.ά. [86] Επιβλαβείς συνέπειες υπεριώδους ακτινοβολίας Ο ήλιος αποτελεί τη βασική αιτία ύπαρξης ζωής και προσφέρει ανεκτίμητα οφέλη. Όμως, η υπερβολική έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία ενοχοποιείται για ανεπανόρθωτες βλάβες στην ανθρώπινη υγεία. Το γεγονός αυτό καθιστά απαραίτητη 71

89 τη διαμόρφωση συνειδήσεων ώστε να υιοθετηθεί μια σωστή στάση απέναντι στην ηλιακή έκθεση λαμβάνοντας υπ όψιν τους κινδύνους που εγκυμονεί. Πρόκειται για ένα μείζονος σημασίας θέμα που απαιτεί ώριμη και με σύνεση αντιμετώπιση καθώς και επαναπροσδιορισμό των αντιλήψεων απέναντι στην αλόγιστη έκθεση ώστε να αποφευχθούν δυσμενείς για την υγεία συνέπειες. Είναι κοινώς αποδεκτό ότι η υπεριώδης ακτινοβολία επιταχύνει τη διαδικασία γήρανσης του δέρματος (φωτογήρανση). Όταν το δέρμα εκτίθεται υπερβολικά στον ήλιο, για μεγάλα χρονικά διαστήματα και χωρίς την απαραίτητη προστασία, προκαλούνται βιοχημικές αλλαγές στα συστατικά του, που συμβάλλουν στην πρόωρη γήρανσή του. Επιπλέον, σχηματίζονται πολλαπλές μικρές εστίες συσσώρευσης κολλαγόνου (μικρο-ουλές) μέσα στο χόριο, οι οποίες αθροίζονται με τα χρόνια διαταράσσοντας τη δομή των συστατικών στοιχείων του δέρματος. Τέλος, η χρόνια έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία ενοχοποιείται για καρκινογένεση και κακοήθη μελανώματα. [87] Πιο συγκεκριμένα, η υπεριώδης ακτινοβολία είναι ο κύριος περιβαλλοντικός παράγοντας που επηρεάζει τη λειτουργία και την επιβίωση πολλών τύπων κυττάρων. Μάλιστα, θεωρείται ο κύριος αιτιολογικός παράγοντας που επάγει τη δημιουργία όγκων του δέρματος, όπως καρκίνωμα βασικών κυττάρων (BCC), πλακώδες καρκίνωμα (SCC) και κακόηθες μελάνωμα. [88] Γενικά τα όργανα που υφίστανται μεγαλύτερη έκθεση στις υπεριώδεις ακτίνες είναι το δέρμα και τα μάτια. Η παρατεταμένη έκθεση μπορεί να καταλήξει σε χρόνια προβλήματα υγείας. Παρακάτω παρατίθενται ορισμένες από τις επιπτώσεις της ηλιακής ακτινοβολίας: Οφθαλμικές βλάβες: η υπεριώδης ακτινοβολία δύναται να προκαλέσει βλάβη στους οφθαλμούς, η οποία είναι αθροιστική. Το ανθρώπινο μάτι δεν έχει την ικανότητα να αφομοιώσει την υπεριώδη ακτινοβολία παράγοντας μελανίνη, γεγονός που το καθιστά ιδιαίτερα ευπαθές. Μπορεί να προκληθεί φωτοκερατίτιδα, που είναι έγκαυμα του οφθαλμού και προδιαθέτει σε επιπλοκές αργότερα στη ζωή. Στις χρόνιες συνέπειες περιλαμβάνονται ο καταρράκτης, το πτερύγιο και η κερατοπάθεια. Εξασθένιση του ανοσοποιητικού συστήματος: η υπερβολική έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία μπορεί να διαταράξει την κατανομή και τη λειτουργία των κυττάρων που εμπλέκονται στην άμυνα του οργανισμού, ενώ η 72

90 μακροχρόνια και συγχρόνως υπερβολική υπερέκθεση μπορεί να καταστείλει σημαντικά την αμυντική ικανότητα του οργανισμού. Δερματοπάθειες: παθήσεις του δέρματος που σχετίζονται με την υπεριώδη ακτινοβολία είναι η Ροδόχρους Νόσος, ο Απλούς Έρπις, η Ανεμοβλογιά, η Ψωρίαση, ο Ερυθηματώδης Λύκος κ.ά. Επίσης μπορεί να προκληθούν αλλεργικές αντιδράσεις όπως ηλιακή κνίδωση ή αντιδράσεις λόγω αλληλεπίδρασης της UV ακτινοβολίας με καλλυντικά, αρώματα, φυτά, αντιηλιακές κρέμες αλλά και φάρμακα όπως αντισυλληπτικά, αντικαταθλιπτικά, αντιφλεγμονώδη, αντιυπερτασικά κ.ά., ο συνδυασμός των οποίων μπορεί να οδηγήσει στην εμφάνιση φωτοαλλεργικού εξανθήματος. Φωτογήρανση: Η φωτογήρανση είναι ένα αθροιστικό φαινόμενο, στο οποίο σημαντικό ρόλο διαδραματίζει η UVA ακτινοβολία. Η ικανότητα του δέρματος να αποκαθιστά της προκαλούμενες από την ακτινοβολία βλάβες, μειώνεται κατά τη διάρκεια της ζωής του ατόμου. Συγκεκριμένα, η ακτινοβολία καταστέλλει τη σύνθεση κολλαγόνου αδρανοποιώντας τα γονίδια που είναι υπεύθυνα για την παραγωγής τους και ταυτόχρονα ενεργοποιεί ενζυμικές ακολουθίες που δρουν καταστρεπτικά απέναντι στο κολλαγόνο. Ουσιαστικά, προκαλείται ένα τραύμα στο δέρμα, η επούλωση του οποίου δε είναι τέλεια με αποτέλεσμα να σχηματίζεται μια μικροουλή. Οι επαναλαμβανόμενες προκλήσεις τέτοιων ουλών κατά τη διάρκεια της ζωής οδηγούν στη σταδιακή φθορά και καταστροφή του δέρματος με αποτέλεσμα να γίνεται θαμπό, χαλαρό και λεπτότερο. Στα επιβραδυνόμενα αποτελέσματα της UVB, κυρίως, ακτινοβολίας στο δέρμα ανήκουν οι φακίδες, οι δυσχρωμίες, οι βαθιές ρυτίδες, το ηλιακό ερύθημα (ποικίλλει από ήπιο κοκκίνισμα έως το σχηματισμό φυσαλίδων και η βαρύτητά του σχετίζεται με την ένταση και τη διάρκεια έκθεσης στον ήλιο καθώς και με το φωτότυπο του δέρματος). Η επιβραδυνόμενα προκαλούμενη μελάγχρωση προκαλείται κυρίως από τη UVB ακτινοβολία, ενώ παράλληλα η UVA διεγείρει την παραγωγή μελανίνης απαιτώντας 1000 φορές περισσότερη ενέργεια. Στα χρόνια και εξαιρετικά επικίνδυνα αποτελέσματα ανήκουν παθήσεις όπως διάχυτη ερυθρότητα, ευρυαγγείες, σταγονοειδής υπομελάνωση, πρόκληση σπίλων και δερματικών καρκίνων. Όπως προαναφέρθηκε, στα είδη των δερματικών καρκίνων ανήκουν το βασικοκυτταρικό καρκίνωμα (επιθιλίωμα), που αποτελεί τη συχνότερα εμφανιζόμενη 73

91 μορφή και εμφανίζεται σε υπέρ-εκτεθειμένες στον ήλιο περιοχές όπως είναι το πρόσωπο, οι πλάτη και οι ώμοι, το πλακώδες καρκίνωμα και το μελάνωμα, που αποτελεί τον πιο επικίνδυνο τύπο. [89] Μελάνωμα: Ο καρκίνος του δέρματος αντιπροσωπεύει σχεδόν το ήμισυ του συνόλου των καρκίνων στις ΗΠΑ. Το 2007 διαγνώστηκαν πάνω από 1 εκατομμύριο νέα κρούσματα και πάνω από άνθρωποι έχασαν τη ζωή τους από καρκίνο του δέρματος. [90] Είναι κοινώς αποδεκτό ότι η έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία συνδέεται με σημαντικά μακροπρόθεσμα, επιβλαβή αποτελέσματα με σοβαρότερο τον καρκίνο του δέρματος. Μία ευρέως γνωστή βραχυπρόθεσμη συνέπεια της έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία είναι η μελάγχρωση (μαύρισμα), που τείνει να θεωρείται ως φωτοπροστατευτική, καθ ότι το μελαχρινό δέρμα χαρακτηρίζεται από χαμηλότερο κίνδυνο φωτο-καρκινογένεσης σε σχέση με το ανοιχτόχρωμο. [91] Συγκεκριμένα, τα επαγόμενα από τη UV ακτινοβολία είδη καρκίνου του δέρματος, συμπεριλαμβανομένου του πλακώδους καρκινώματος, του βασικοκυτταρικού και του μελανώματος, εμφανίζονται συχνότερα σε άτομα με ανοιχτόχρωμο δέρμα από ότι σε άτομα με σκουρόχρωμο. Η μελανίνη παίζει σημαντικό ρόλο δρώντας ως προστατευτική ασπίδα του δέρματος έναντι της υπεριώδους ακτινοβολίας. Μάλιστα, τα επίπεδα της μελανίνης έχουν αντιστρόφως ανάλογη συσχέτιση με την ποσότητα και την έκταση της προκαλούμενης από τις υπεριώδεις ακτίνες βλάβης του DNA στο ανθρώπινο δέρμα διαφορετικών φυλών ή εθνοτήτων. [92] Η πιο επικίνδυνη και καταστροφική μορφή καρκίνου του δέρματος αποτελεί το μελάνωμα. Το μελάνωμα παρουσιάζει μια σταθερή αύξηση στη συχνότητα εμφάνισής του, ενώ συγχρόνως χαρακτηρίζεται από αντοχή στη χημειοθεραπεία και υψηλό δυναμικό μετάστασης. Για όλους αυτούς τους λόγους είναι σαφής η δυσκολία αποτελεσματικής αντιμετώπισης αυτής της μορφής καρκίνου, γεγονός που ενισχύει τη σημασία και κρίνει επιτακτική την ανάγκη για σωστή και έγκαιρη πρόληψη. Όπως προαναφέρθηκε, κύρια αιτία πρόκλησης είναι η υπεριώδης ακτινοβολία και παράγοντες όπως το χρώμα του δέρματος σε συνδυασμό με το περιεχόμενό του σε μελανίνη είναι καθοριστικοί. Ωστόσο, η πρόβλεψη για πρόκληση μελανώματος δε μπορεί να βασίζεται αποκλειστικά στο φωτότυπο δέρματος (Εικ. 24) καθώς δεν είναι ακριβής και αποτυγχάνει να εντοπίσει άτομα υψηλού κινδύνου με σκούρο χρώμα δέρματος. Για το λόγο αυτό, κρίνεται απαραίτητο να εξεταστούν και να προσδιοριστούν και άλλοι σημαντικοί παράγοντες πρόκλησης, που σχετίζονται 74

92 κυρίως με την ικανότητα του οργανισμού να επιδιορθώνει τις βλάβες του DNA, πράγμα που ρυθμίζεται από κατάλληλα γονίδια. [93] Εικόνα 24. Κατάταξη δερματικών φωτοτύπων κατά Fitzpatrick [91] 5.4 Προστασία του δέρματος από την υπεριώδη ακτινοβολία Φυσικοί μηχανισμοί άμυνας του δέρματος έναντι της υπεριώδους ακτινοβολίας Το ανθρώπινο δέρμα βρίσκεται συνεχώς εκτεθειμένο σε διάφορες περιβαλλοντικούς και δυνητικά επιβλαβείς για το DNA παράγοντες. Επομένως, απαιτείται η ύπαρξη πολλών ενδογενών μηχανισμών, οι οποίοι θα εξασφαλίζουν την προστασία, τη μείωση ή την αποκατάσταση των βλαβών αυτών. Στους μηχανισμούς αυτούς περιλαμβάνονται η πάχυνση της επιδερμίδας, οι μηχανισμοί επιδιόρθωσης του DNA, η κυτταρική απόπτωση, αντιοξειδωτικά ένζυμα και η μελάγχρωση του δέρματος. [88] Οι αμυντικοί αυτοί μηχανισμοί απαριθμούνται ως εξής: 1. Πάχυνση της επιδερμίδας (φωτοκάλωση): Η κεράτινη στιβάδα αποτελεί την πρώτη γραμμή άμυνας απέναντι στη διείσδυση των διαφόρων ακτινοβολιών στο δέρμα. Όταν τα κύτταρα της βασικής στιβάδας εκτίθενται σε ακτινοβόληση, πολλαπλασιάζονται με αποτέλεσμα την πάχυνση της κεράτινης στιβάδας κατά 10 φορές. Η προσπίπτουσα ακτινοβολία φιλτράρεται 75

93 με συνέπεια να εξασθενεί η υπεριώδης ακτινοβολία και να εξασφαλίζεται προστασία στα βαθύτερα επιδερμικά κύτταρα. 2. Ηλιακό ερύθημα: Όταν το δέρμα ακτινοβολείται, προκαλείται ερύθημα εξαιτίας της συγκέντρωσης των ερυθρών αιμοσφαιρίων. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της αρχικής έντασης της UVB ακτινοβολίας που συνεπάγεται προστασίας του δέρματος μέχρι αυτό να προλάβει να αναπτύξει τους άλλους μηχανισμούς του. 3. Ιδρώτας και σμήγμα: Ο ιδρώτας περιέχει το ουροκανικό οξύ που όταν συνδυαστεί με ηλιακή έκθεση, η συγκέντρωσή του δεκαπλασιάζεται με αποτέλεσμα την αύξηση της προστατευτικής του δράσης. Ασθενή προστατευτική δράση παρέχει και το σμήγμα. 4. Ενεργοποίηση ενζύμων: Η υπεριώδης ακτινοβολία προκαλεί την παραγωγή ελεύθερων ριζών οξυγόνου. Το δέρμα προστατεύεται από αυτές μέσω πυροδότησης ενζυμικών συστημάτων που απενεργοποιούν τις ελεύθερες ρίζες. 5. Αυτοεπανόρθωση: Το δέρμα διαθέτει μηχανισμούς αυτοεπανόρθωσης μέσω της εκτομής και της απομάκρυνσης, αποκαθιστώντας τις βλάβες στη δομή του DNA από την υπεριώδη ακτινοβολία και προλαμβάνοντας μεταλλάξεις και καρκινογένεση. Αξίζει να σημειωθεί ότι αφού το δέρμα προλάβει να αναπτύξει τους αμυντικούς του μηχανισμούς, εξασφαλίζεται εξαιρετικά μεγάλη προστασία έναντι της υπεριώδους ακτινοβολίας. [94] 6. Μελανογένεση: Η παραγωγή μελανίνης επιτυγχάνεται μέσω βιολογικών αντιδράσεων, στις οποίες η υπεριώδης ακτινοβολία παίζει καταλυτικό ρόλο. Είναι κοινώς αποδεκτό ότι η μελανογένεση του δέρματος είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας φωτοπροστασίας, καθώς η μελανίνη, εκτός από την ικανότητά να απορροφά ένα ευρύ φάσμα της UV ακτινοβολίας, έχει αντιοξειδωτικές ιδιότητες δρώντας αποτελεσματικά κατά των ελεύθερων ριζών. Εκτός αυτού, πολλές επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει χαμηλότερη συχνότητα εμφάνισης καρκίνου του δέρματος σε σκουρόχρωμα άτομα σε σύγκριση με άτομα ανοιχτόχρωμου δέρματος. [88] Τεχνητή φωτοπροστασία- Αντιηλιακά σκευάσματα 76

94 Η τεχνητή φωτοπροστασία του δέρματος στηρίζεται στην εφαρμογή αντιηλιακών προϊόντων, τα οποία εμποδίζουν τη διείσδυση της ηλιακής ακτινοβολίας στις στιβάδες του δέρματος, με σκοπό την πρόληψη της πρόκλησης ηλιακών ερυθημάτων (εγκαυμάτων), τη μείωση και επιβράδυνση της φωτογενούς γήρανσης και τη μακροπρόθεσμη εξασφάλιση προστασίας έναντι της καρκινογένεσης. Μάλιστα, τα ανοιχτόχρωμα δέρματα είναι πιο ευαίσθητα στις υπεριώδεις ακτίνες με αποτέλεσμα να απαιτούν μεγαλύτερου βαθμού προστασία. Το αντιηλιακό είναι μια ουσία, που εφαρμόζεται στο δέρμα κι έχει την ικανότητα είτε να απορροφά, είτε να αντανακλά τις επιβλαβείς ακτίνες του ήλιου. Τα απορροφητικά αντιηλιακά περιέχουν χημικούς παράγοντες στη σύνθεσή τους (εστέρες, PABA, βενζοφαινόνες και σαλικυλικά), ενώ τα αντανακλαστικά φυσικούς, όπως οξείδιο του τιτανίου και οξείδιο του ψευδαργύρου, τα οποία λόγω της αδιαφανούς και πυκνής τους υφής, συνήθως δεν είναι αισθητικά αποδεκτά. Σήμερα, μια πληθώρα αντιηλιακών προϊόντων είναι διαθέσιμη στην αγορά και σε κάθε σκεύασμα που κυκλοφορεί, αναγράφεται ο βαθμός της παρεχόμενης προστασίας. Παρ όλο που πλήθος μελετών έχει αποκαλύψει τη μείζονος σημασίας συνεισφορά της χρήσης τους στην προστασία του δέρματος και την πρόληψη πολλών σοβαρών επιπτώσεων της υπεριώδους ακτινοβολίας, κανένα αντιηλιακό δεν εξασφαλίζει πλήρη προστασία αφού κανένα φίλτρο δεν είναι τέλειο. Τα αντιηλιακά είναι τα πλέον διαδεδομένα καλλυντικά της καλοκαιρινής περιόδου και η παρασκευή τους οφείλει να εναρμονίζεται με την αντίστοιχη νομοθεσία που έχει θεσπιστεί για τα καλλυντικά προϊόντα. Ο καταναλωτής πριν προβεί σε οποιαδήποτε αγορά, θα πρέπει να λαμβάνει υπ όψιν του το γεγονός ότι η αποτελεσματικότητα του αντιηλιακού είναι συνιστώσα πολλών παραγόντων. Εξαρτάται από το φωτότυπο του κάθε ατόμου, τη σύνθεση και τον τρόπο παρασκευής του τελικού προϊόντος, το πάχος του αντιηλιακού και τη χρονική στιγμή που εφαρμόζεται στο δέρμα, τη συχνότητα εφαρμογής του και κυρίως τον αναγραφόμενο δείκτη προστασίας. [95] Ο σημαντικότερος παράγοντας που πρέπει να λαμβάνεται υπ όψιν κατά την επιλογή ενός αντιηλιακού, είναι ο δείκτης αντιηλιακής προστασίας S.P.F (Sun Protection Factor). Ο δείκτης SPF ορίζεται ως ο λόγος του ποσού της υπεριώδους ενέργειας που απαιτείται για την πρόκληση ενός ελάχιστου ερυθήματος (MED = Minimal Erythema Dose) σε προστατευμένο με αντιηλιακό δέρμα, προς την ποσότητα της ενέργειας που 77

95 απαιτείται για την πρόκληση του ίδιου ερυθήματος σε μη προστατευμένο δέρμα. Ο δείκτης SPF μπορεί να προσδιοριστεί με in-vivo ή in-vitro μεθόδους. [96] SPF = MED χωρίς προστασία / MED με προστασία (4.1) [95] Ο συντελεστής μπορεί να ποικίλει από 2 έως 50+. Αξίζει να σημειωθεί ότι η επεξεργασία και μορφοποίηση των αντηλιακών προϊόντων με σκοπό να αποκτήσουν υψηλές τιμές του παράγοντα αντιηλιακής προστασίας (SPF) και επαρκή προστασία από τις υπεριώδεις ακτίνες είναι δύσκολο έργο για τους χημικούς των καλλυντικών. [97] Αντιηλιακά φίλτρα υπεριώδους ακτινοβολίας Η μελανίνη απορροφά την υπεριώδη ακτινοβολία και διαχέει την ενέργεια ως αβλαβή θερμότητα. Τόσο η απόκριση της μελανίνης στις υπεριώδεις ακτίνες όσο και η μελανογένεση εξαρτώνται από το χρώμα του δέρματος και άλλους γενετικούς παράγοντες. Η ένταση της υπεριώδους ακτινοβολίας και η διάρκεια έκθεσης είναι οι κύριοι παράμετροι που εμπλέκονται στην πρόκληση ηλιακών εγκαυμάτων, ανεξάρτητα από τον τόνο του δέρματος και την ικανότητά του να παράγει μελανίνη. Η κύρια ταξινόμηση της υπεριώδους ακτινοβολίας φαίνεται στον Πίνακα 2. Πίνακας 2. Κύρια ταξινόμηση UV ακτινοβολίας [98] Είδη Μήκος Επιδράσεις υπερβολικής έκθεσης στο δέρμα ακτινοβολίας κύματος (nm) 1 UV-A I Μπορεί να προκαλέσει μαύρισμα, αλλά έχει ελάχιστη ερυθηματογόνο δράση. Μπορεί να προκαλέσει μακροχρόνιες βλάβες. Διεισδύει βαθιά. Μπορεί να συμβάλλει στην εμφάνιση καρκίνου του δέρματος μέσω έμμεσων βλαβών του DNA. 2 UV-A II Ήπια ερυθηματογόνος δράση. 3 UV-B Προκαλεί εγκαύματα και συμβάλλει σημαντικά στην ανάπτυξη καρκίνου του δέρματος. 4 UV-C Πολύ επικίνδυνη ακτινοβολία. Απορροφάται από το 78

96 στρώμα του όζοντος. Προκαλεί άμεσες βλάβες στο DNA. Τα αντιηλιακά είναι τοπικά σκευάσματα, η ελαιώδης φάση των οποίων αποτελείται από διεσπαρμένες ενώσεις που απορροφούν τη UV ακτινοβολία. Επιπλέον, μπορεί να περιέχουν μαλακτικά, ενυδατικούς για το δέρμα παράγοντες και σωματίδια οξειδίου του ψευδαργύρου που αντανακλούν το φως. Οι ενώσεις αυτές που απορροφούν ή διαχέουν τη UV ακτινοβολία είναι γνωστές με τον όρο φίλτρα υπεριώδους ακτινοβολίας ή UV-φίλτρα. Ευρέως χρησιμοποιούμενα φίλτρα που προστίθενται σε αντιηλιακά σκευάσματα (κρέμες, λοσιόν, σπρέι) περιλαμβάνουν τα: oξυβενζόνη (Benzophenone-3), Avobenzone (Butyl methoxydibenzoyl methane), octinoxate (Ethylhexyl methoxycinnamate), αμινο-βενζοϊκό οξύ (PABA), octylsalicylate (Ethylhexyl salicylate) και octocrylene (Octocrylene). [90] Τα UV-φίλτρα ταξινομούνται ως χημικοί απορροφητές ή ως φυσικοί αποκλειστές ανάλογα με το μηχανισμό δράσης τους. Τα αντιηλιακά σκευάσματα παρέχουν προστασία είτε μέσω ενσωμάτωσης χημικών απορροφητών είτε φυσικών παραγόντων που σκεδάζουν και αντανακλούν τις υπεριώδεις ακτίνες. [99] Συγκεκριμένα, τα αντιηλιακά προϊόντα, που χρησιμοποιούνται για την παροχή προστασίας ενάντια στα ηλιακά εγκαύματα, περιέχουν ένα ή περισσότερα δραστικά συστατικά. Οι τύποι των δραστικών αυτών συστατικών χωρίζονται ως εξής: 1. Ανόργανα φυσικά φίλτρα που αντανακλούν, διασπείρουν ή απορροφούν τις UV ακτίνες 2. Οργανικά χημικά φίλτρα που απορροφούν το υπεριώδες φως 3. Οργανικά σωματίδια που έχουν όλα τα παραπάνω χαρακτηριστικά. [98] Φυσικά φίλτρα: Είναι ανόργανες ενώσεις που αντανακλούν και διασπείρουν την ηλιακή ακτινοβολία. Περιλαμβάνουν το Διοξείδιο του Τιτανίου (TiO 2 ) και το Οξείδιο του Ψευδαργύρου (ZnO). Τα φυσικά φίλτρα είναι πλήρους φάσματος καθώς προσφέρουν προστασία έναντι της UVA, της UVB, του ορατού φωτός και της υπέρυθρης ακτινοβολίας. Έχουν μορφή πάστας και όταν εφαρμοστούν στο δέρμα, αφήνουν ένα αντιαισθητικό, παχύρρευστο λευκό στρώμα. Συνεπώς, για να ενισχυθεί η καλλυντική τους αποδοχή, συχνά υποβάλλονται σε μικρομοριακή επεξεργασία (micronization), η οποία οδηγεί στην παραγωγή σωματιδίων μεγέθους < 20 nm. Ωστόσο, η διαμόρφωση αυτή αμβλύνει την προστασία έναντι της UVA ακτινοβολίας 79

97 και του ορατού φωτός. Τα φυσικά φίλτρα δεν απορροφώνται διαδερμικά και είναι λιγότερο πιθανό να προκαλέσουν αλλεργικές αντιδράσεις σε σχέση με τα χημικά, γεγονός που καθιστά την εφαρμογή τους ασφαλέστερη και πιο φιλική προς το δέρμα. Χημικά φίλτρα: Είναι οργανικές ενώσεις που έχουν την ικανότητα να απορροφούν την υπεριώδη ακτινοβολία, εμποδίζοντας την εισχώρησή της στα βαθύτερα στρώματα του δέρματος, αναστέλλοντας έτσι τις καταστροφές των κυτταρικών δομών που προκαλεί. Εμφανίζουν εξαιρετική αποτελεσματικότητα κυρίως κατά των UVB ακτίνων (90% απορρόφηση) και πιο ασταθή κατά των UVA. Οι καλλυντικές τους ιδιότητες είναι ιδιαίτερα αποδεκτές, καθώς εξασφαλίζουν εύκολο, γρήγορο και ευχάριστο άπλωμα με ενυδατική δράση στο δέρμα. Τα χημικά φίλτρα χωρίζονται σε στενού φάσματος (παράγωγα κινναμωμικού οξέος, σαλικυλικού οξέος, καμφοράς και παρααμινοβενζοϊκού οξέος και των παραγώγων του) και σε ευρέως φάσματος (UV-A, UV-B), που είναι τα ευρύτερα χρησιμοποιούμενα και περιλαμβάνουν την κατηγορία των βενζοφαινονών. Η πλειοψηφία των προϊόντων ηλιακής προστασίας συνδυάζουν χημικά και φυσικά φίλτρα, επιτυγχάνοντας συνεργική δράση κατά όλων των ακτινοβολιών και παράλληλα καθιστούν τα φυσικά πιο ανεκτά στο δέρμα. [95] Τα οργανικά UV-φίλτρα είναι συνήθως αρωματικές ενώσεις συζευγμένες με καρβονυλικές ομάδες. Ο FDA έχει εγκρίνει επτά ενώσεις UV-A φίλτρων και εννέα ενώσεις UV-B φίλτρων σε αντιηλιακά παρασκευάσματα στις Η.Π.Α. (Πίν. 3), ενώ η Ευρωπαϊκή Επιτροπή έχει εγκρίνει τη χρήση δέκα επιπλέον φίλτρων στις Ευρωπαϊκές χώρες. Πίνακας 3. Κύρια Φίλτρα UV- ακτινοβολίας εγκεκριμένα στις Η.Π.Α. [100] p-aminobenzoic acid (PABA) Avobenzone Cinoxate Dioxybenzone Ensulizole Homosalate Menthyl Anthranilate Octocrylene Octyl dimethyl PABA Octyl methoxycinnamate 80

98 Octyl salicylate Oxybenzone Sulisobenzone Titanium dioxide Trolamine salicylate Zinc oxide Ωστόσο, η εκτεταμένη χρήση πολλών εγκεκριμένων φίλτρων διαθέσιμων στην αγορά, έχει προκαλέσει σοβαρές ανησυχίες. Ορισμένα αντιηλιακά συστατικά έχουν ενοχοποιηθεί για καρκινογένεση. Επιπλέον, παλιότερα και ευρέως διαδεδομένα χημικά φίλτρα δε διαθέτουν τους μηχανισμούς ώστε να μπορούν να εξαλείψουν την ενέργεια της διεγερμένης κατάστασης, στην οποία καταλήγουν τα μόρια των φίλτρων μετά την απορρόφηση της υπεριώδους ακτινοβολίας. Έτσι, η διείσδυση των διεγερμένων αντιηλιακών συστατικών στα βαθύτερα στρώματα του δέρματος μπορεί να αυξήσει την ποσότητα των ελεύθερων ριζών και των δραστικών μορφών οξυγόνου. [98] Εικόνα 25. Λεπτομερής κατάλογος ευρέως χρησιμοποιούμενων οργανικών UVφίλτρων στην Ευρώπη και στις Η.Π.Α. [98] 81

99 Οι σημαντικότερες προϋποθέσεις για να χαρακτηριστεί ένα UV-φίλτρο ως αποτελεσματικό είναι οι εξής: Πρέπει να δείχνει καλή απορρόφηση στη σχετική περιοχή του υπεριώδους ( nm), να ενσωματώνεται εύκολα σε οποιοδήποτε είδος σύνθεσης και συνεπώς να είναι διαλυτό σε διαφορετικά μαλακτικά ώστε να μορφοποιείται εύκολα και τέλος να είναι φωτοσταθερό. Ασταθή UV-φίλτρα χάνουν την αποτελεσματικότητά τους προκαλώντας ανησυχία για την ασφάλεια που παρέχουν έναντι της υπεριώδους ακτινοβολίας. [101] Η συγκέντρωση των αντιηλιακών φίλτρων ρυθμίζεται αυστηρά και καθένα πρέπει να συμμορφώνεται στη μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση του τελικού προϊόντος. Η αποτελεσματικότητα του τελικού προϊόντος χαρακτηρίζεται από τον παράγοντα αντιηλιακής προστασίας (Sun Protective Factor, SPF). [96] Όπως προαναφέρθηκε, τα UV-φίλτρα προστίθενται σε καλλυντικά σκευάσματα με σκοπό να τους προσδώσουν αντιηλιακή δράση. Ωστόσο, αν τα καλλυντικά περιέχουν υπερβολικά υψηλές συγκεντρώσεις των αντιηλιακών φίλτρων, μπορεί να αυξηθεί ο κίνδυνος ανάπτυξης δερματικών αλλεργιών στο φως και γενετικών ανωμαλιών ύστερα από παρατεταμένη επαφή τους με το δέρμα. Κατά συνέπεια, τα είδη και οι ποσότητες των αντιηλιακών παραγόντων, που ενσωματώνονται σε καλλυντικά σκευάσματα, υπόκεινται σε αυστηρούς κανονισμούς και ρυθμίσεις. Τα επιτρεπόμενα δραστικά συστατικά των αντιηλιακών προϊόντων μπορεί να διαφέρουν σε μεγάλο βαθμό μεταξύ των χωρών. Για παράδειγμα, το π- αμινοβενζοϊκό οξύ επιτρέπεται στις Η.Π.Α. και την Κίνα, αλλά απαγορεύεται στην Ε.Ε. και την Ιαπωνία. Αντίστοιχα, η 3- (4-μεθυλοβενζυλιδενο) καμφορά επιτρέπεται στην Ε.Ε. και την Κίνα, αλλά είναι απαγορευμένη στις Η.Π.Α. και την Ιαπωνία. Ωστόσο, υπάρχουν ορισμένες ενώσεις με αντιηλιακή δράση κατά της UV ακτινοβολίας, που δεν αναφέρονται στους καταλόγους των επιτρεπόμενων φίλτρων (π.χ. το φαινυλο-σαλικυλικό). Παρ όλα αυτά, εξακολουθούν να ενσωματώνονται σε αντιηλιακά προϊόντα, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει επιβλαβείς συνέπειες στην υγεία. [102] Τα επιτρεπόμενα στα καλλυντικά UV-φίλτρα που κυκλοφορούν στην Ευρωπαϊκή Ένωση αναφέρονται στο Παράρτημα VI του Κανονισμού 1223/2009 (Πίν. 4). Πίνακας 4. Παράρτημα VI του Κανονισμού 1223/2009 Κατάλογος Επιτρεπόμενων στα καλλυντικά προϊόντα UV-φίλτρων [103] 82

100 Total: 27 Substance identification Conditions Ref. Chemical name / INN / XAN Name of Common Ingredients Glossary CAS Number EC Number Product Type, body parts Maximum concentration in ready for use preparation 2 N,N,N-Trimethyl-4-(2- oxoborn-3- ylidenemethyl) CAMPHOR BENZALKONIUM METHOSULFATE % anilinium methyl sulphate 3 Benzoic acid, 2-hydroxy-, 3,3,5- trimethylcyclohexyl ester / Homosalate HOMOSALATE % 4 2-Hydroxy-4- methoxybenzophenone / Oxybenzone BENZOPHENONE % 6 2-Phenylbenzimidazole- 5-sulphonic acid and its potassium, sodium and triethanolamine salts / Ensulizole PHENYLBENZIMI DAZOLE SULFONIC ACID %(as acid) 7 3,3'-(1,4- TEREPHTHALYLI / %(as acid) Phenylenedimethylene) b DENE / - is (7,7-dimethyl-2- DICAMPHOR oxobicyclo-[2.2.1] hept- SULFONIC ACID 1-ylmethanesulfonic acid) and its salts / Ecamsule 8 1-(4-tert-Butylphenyl)-3- (4- methoxyphenyl) propane -1,3-dione / Avobenzone BUTYL METHOXYDIBEN ZOYLMETHANE % 83

101 9 alpha-(2-oxoborn-3- ylidene)toluene-4- sulphonic acid and its salts BENZYLIDENE CAMPHOR SULFONIC ACID %(as acid) 10 2-Cyano-3,3-diphenyl acrylic acid, 2-ethylhexyl ester / Octocrilene OCTOCRYLENE %(as acid) 11 Polymer of N-{(2 and 4)- POLYACRYLAMI % [(2-oxoborn-3- DOMETHYL 2 ylidene)methyl]benzyl}a BENZYLIDENE crylamide CAMPHOR 12 2-Ethylhexyl 4- methoxycinnamate / Octinoxate ETHYLHEXYL METHOXYCINN AMATE % 13 Ethoxylated Ethyl-4- Aminobenzoate PEG-25 PABA % 14 Isopentyl-4- methoxycinnamate / Amiloxate ISOAMYL P- METHOXYCINN AMATE % 15 2,4,6-Trianilino-(p- carbo-2'-ethylhexyl-1'- oxy)-1,3,5-triazine ETHYLHEXYL TRIAZONE % 16 Phenol, 2-(2H- Benzotriazol-2-yl)-4- Methyl-6-(2-Methyl-3- (1,3,3,3-Tetramethyl-1- (Trimethylsilyl)Oxy)- Disiloxanyl)Propyl DROMETRIZOLE TRISILOXANE % 17 Benzoic acid, 4,4-{[6- DIETHYLHEXYL % [[[(1,1- BUTAMIDO 5 dimethylethyl)amino]car TRIAZONE bonyl]phenyl]amino]- 1,3-5-triazine-2,4- diyl]diimino}bis-, bis(2- ethylhexyl)ester 84

102 / Iscotrizinol 18 3-(4' / % Methylbenzylidene)-dl- METHYLBENZYL / camphor / Enzacamene IDENE CAMPHOR 19 3-Benzylidene camphor 3-BENZYLIDENE CAMPHOR 20 2-Ethylhexyl salicylate ETHYLHEXYL / Octisalate) SALICYLATE % % 21 2-Ethylhexyl 4- (dimethylamino)benzoat e / Padimate O (USAN:BAN) ETHYLHEXYL DIMETHYL PABA % 22 2-Hydroxy-4- BENZOPHENONE / %(as acid) methoxybenzophenone- -4; / - 5-sulfonic acid BENZOPHENONE (Benzophenone-5) and -5 its sodium salt / Sulisobenzone 23 2,2'-Methylene bis(6- (2H-benzotriazol-2-yl)- 4-(1,1,3,3- tetramethylbutyl)phenol) /Bisoctrizole METHYLENE BIS- BENZOTRIAZOL YL TETRAMETHYLB UTYLPHENOL % 24 Sodium salt of 2,2'- DISODIUM %(as acid) bis(1,4-phenylene)-1h- PHENYL 7 benzimidazole-4,6- DIBENZIMIDAZO disulfonic acid LE /Bisdisulizole disodium TETRASULFONA (USAN) TE 25 2,2'-(6-(4- Methoxyphenyl)-1,3,5- triazine-2,4-diyl)bis(5- ((2- ethylhexyl)oxy)phenol) / BIS- ETHYLHEXYLOX YPHENOL METHOXYPHEN % 85

103 Bemotrizinol YL TRIAZINE 26 Dimethicodiethylbenzal POLYSILICONE % malonate Titanium dioxide (2) TITANIUM / % DIOXIDE / / / Benzoic acid, 2-[4- DIETHYLAMINO % (diethylamino)-2- HYDROXYBENZ 7 hydroxybenzoyl]- OYL HEXYL, hexylester BENZOATE 29 1,3,5-Triazine, 2,4,6- tris(1,1'-biphenyl)-4-yl-, including as nanomaterial TRIS-BIPHENYL TRIAZINE / TRIS- BIPHENYL TRIAZINE (NANO) % Οργανικά φίλτρα υπεριώδους ακτινοβολίας Μηχανισμός δράσης φίλτρων Το UV-φίλτρο απορροφά την ενέργεια της υπεριώδους ακτινοβολίας υπό τη μορφή φωτονίων, με αποτέλεσμα το μόριο να μεταπίπτει σε μια διεγερμένη κατάσταση. Το διεγερμένο φίλτρο συνήθως εξουδετερώνει ταχύτατα την απορροφούμενη ενέργεια σε sec, διαχέοντάς τη με τη μορφή θερμότητας ή φωτός, όπως για παράδειγμα μέσω φθορισμού ή φωσφορισμού. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το μόριο να επιστρέφει στην αρχική φυσική του κατάσταση. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες οδοί διάχυσης της απορροφούμενης ενέργειας, που μπορεί είτε να είναι καταστροφικοί για το UV-φίλτρο είτε να μειώσουν/ εξαλείψουν την ικανότητά του να απορροφά την ενέργεια μέσω ισομερισμού ή κατακερματισμού του ή μέσω αντίδρασης με άλλα μόρια και παραγωγής ελεύθερων ριζών. Ακόμη και τα πιο φωτοσταθερά UV-φίλτρα αντιηλιακών σκευασμάτων θα μπορούσαν να αποικοδομηθούν σε κάποιο βαθμό κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες ροής, θερμότητας, χρόνου, πυκνότητας εφαρμογής κ.ά. 86

104 Φωτοσταθερότητα φίλτρων Η φωτοσταθερότητα ή φωτο-αστάθεια των αντιηλιακών προϊόντων μπορεί να συσχετισθεί με ανεπιθύμητες συνέπειες στην ανθρώπινη ασφάλεια. Αντιηλιακά προϊόντα που χαρακτηρίζονται από φωτο-αστάθεια μπορούν να επιφέρουν επιβλαβείς επιπτώσεις στην υγεία, προκαλώντας φωτοτοξικότητα/ φωτο-ερεθισμό ή φωτοαλλεργικές απαντήσεις, αλλά και πιο μακροπρόθεσμα δυσμενή αποτελέσματα όπως αυξημένο κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου του δέρματος ή φωτογήρανση. Μια κοινή προσέγγιση για την εκτίμηση της φωτοσταθερότητας των φίλτρων είναι ο προσδιορισμός της απορρόφησής τους με τη βοήθεια φασματοφωτόμετρου UV/Vis πριν και μετά από ακτινοβόληση αυτών. Το προϊόν εκτίθεται σε ηλιακή UV ακτινοβολία και προσδιορίζεται η φασματική του απορρόφηση, η οποία παρέχει πληροφορίες για τα λειτουργικά αποτελέσματα της έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία στις ιδιότητες απορρόφησης του αντιηλιακού προϊόντος. Αξιολογούνται οι αλλαγές στην απορρόφηση και εξάγονται τα αντίστοιχα συμπεράσματα. Ωστόσο, η φωτοαστάθεια των UV-φίλτρων δεν αποτελεί πάντα καθοριστικό παράγοντα για τη μορφοποίηση τους σε σκευάσματα. Ένας συνδυασμός αντιηλιακών φίλτρων μπορεί να είναι φωτο-ασταθής αλλά να επιφέρει οφέλη που υπερέχουν έναντι των αποτελεσμάτων που προκύπτουν από την έλλειψη φωτοσταθερότητας. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ο συνδυασμός Avobenzone και Octinoxate, ο οποίος εξετάζεται εκτενώς παρακάτω. Ο συνδυασμός αυτός προσφέρει σημαντικά μακροπρόθεσμα οφέλη για τον άνθρωπο μειώνοντας το ποσοστό εμφάνισης καρκίνου, αντισταθμίζοντας έτσι τυχούσες αρνητικές συνέπειες της φωτοαποικοδόμησης. Τα αντιηλιακά προϊόντα σχεδιάζονται και μορφοποιούνται με τέτοιο τρόπο ώστε να επιτυγχάνουν τη μέγιστη αποτελεσματικότητα, εφαρμόζοντας μέτρα για τη βελτίωση της φωτοσταθερότητας, καθώς όλα τα οργανικά UV-φίλτρα δύνανται να υποστούν φωτοαποικοδόμηση. [104] Μια στρατηγική, που εφαρμόζεται ευρέως, περιλαμβάνει την προσθήκη ενώσεων σε συνδυασμό με τα αντιηλιακά φίλτρα με σκοπό τη βελτίωση της φωτοσταθερότητάς τους. Οι ενώσεις αυτές λέγονται σταθεροποιητές κι έχουν αναπτυχθεί με σκοπό την πρόληψη ή τη μείωση της φωτο-οξειδωτικής αποικοδόμησης των UV-φίλτρων. Υπάρχουν πολλές κατηγορίες σταθεροποιητών που λειτουργούν μέσω διαφόρων μηχανισμών ως εξής: απενεργοποιούν τα διεγερμένα φίλτρα, αναστέλλουν οξειδωτικές βλάβες που προκαλούνται από μόρια οξυγόνου 87

105 υψηλής δραστικότητας, αποσυνθέτουν το υπεροξείδιο του υδρογόνου, απορροφούν τις υπεριώδεις ακτίνες κ.ά. Ωστόσο, το γεγονός ότι ένας σταθεροποιητής δρα με έναν από τους παραπάνω μηχανισμούς δε τον καθιστά απαραίτητα αποτελεσματικό. Καθοριστικό ρόλο στην αποτελεσματικότητα του σταθεροποιητή παίζουν οι φυσικοχημικές του ιδιότητες, η συμβατότητα και η κινητικότητά του, η αντίστασή του σε χημική αποσύνθεση είτε κατά τη διάρκεια άσκησης της φωτοπροστατευτικής του δράσης είτε λόγω παράπλευρων αντιδράσεων που λαμβάνουν χώρα κατά την αποικοδόμηση του φίλτρου. Διαδικασίες που μπορεί να καταστρέψουν ένα σταθεροποιητή αποτελούν η άμεση φωτόλυση ή φωτο-οξείδωσή του όπως επίσης και η προσβολή του από δραστικές μορφές οξυγόνου (ROS), που προκύπτουν κατά τη διάρκεια της φωτο-οξείδωσης. [105] Συνδυασμός φίλτρων υπεριώδους ακτινοβολίας Η ευαισθητοποίηση και η ανησυχία για τις δυσμενείς επιπτώσεις της υπεριώδους ακτινοβολίας έχουν αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα οι καταναλωτές να αναζητούν υψηλότερα επίπεδα προστασίας μέσω της χρήσης αντιηλιακών προϊόντων υψηλού δείκτη SPF στα πλαίσια μιας στρατηγικής για εξασφάλιση αποτελεσματικής φωτοπροστασίας. Ωστόσο, ορισμένα αντιηλιακά προϊόντα φαίνεται να παρέχουν πολύ μικρότερη προστασία από την αναμενόμενη. Υπάρχουν δύο σημαντικά προβλήματα. Για τον προσδιορισμό του δείκτη SPF χρησιμοποιείται η ερυθηματογόνος UV ακτινοβολία, με αποτέλεσμα η ένδειξη SPF να αντικατοπτρίζει μόνο την προστασία έναντι της ερυθηματογόνου υπεριώδους ηλιακής ακτινοβολίας, που περιορίζεται σε μεγάλο βαθμό στη UVB ακτινοβολία ( nm) και μερικώς στο μικρού μήκους κύματος μέρος της UVA ( nm). Η τιμή SPF δεν παρέχει καμία πληροφορία σχετικά με την προστασία έναντι της περιοχής του μεγάλου μήκους κύματος της UVA ακτινοβολίας ( nm), για την οποία υπάρχουν σοβαρές υποψίες πρόκλησης επιβλαβών συνεπειών. Συγκεκριμένα, σημαντικό αποτέλεσμα αθροιστικής έκθεσης σε UVA ακτινοβολία αποτελεί η παραγωγή δραστικών μορφών οξυγόνου, που μπορεί να προκαλέσουν οξειδωτική βλάβη σε βάσεις του DNA με σοβαρές συνέπειες στην υγεία. Επιπλέον, η έλλειψη αποτελεσματικής προστασίας των αντιηλιακών προϊόντων έναντι της UV-A ακτινοβολίας δεν είναι ευρέως γνωστή, με αποτέλεσμα να υπάρχει μια ψευδή αίσθηση ασφάλειας από πλευράς καταναλωτών. Κατά συνέπεια, 88

106 θεωρώντας ότι είναι προστατευμένοι, υπερβάλλουν με πολύωρη παραμονή τους στον ήλιο με αποτέλεσμα αθροιστική έκθεση στη UV-A ακτινοβολία. [106] Προκειμένου να παραχθεί ένα αντιηλιακό προϊόν με ικανοποιητικό δείκτη προστασίας, είναι αναγκαίο να συνδυαστούν παράγοντες με ευρύ φάσμα προστασίας έναντι της υπεριώδους ακτινοβολίας. Ένα ιδανικό αντιηλιακό θα πρέπει να παρέχει προστατευτική δράση σε όλο το φάσμα της UVA και της UVB ακτινοβολίας. Η αποτελεσματικότητα των αντιηλιακών προϊόντων εξαρτάται από την απορρόφηση της UV ακτινοβολίας, τη συγκέντρωση, τη μορφοποίησή τους όπως επίσης και την ικανότητά τους να διατηρούνται σταθερά ύστερα από επαφή με νερό, όπως με το κολύμπι ή την εφίδρωση. [99] Έτσι, για να εξασφαλιστεί προστασία έναντι τόσο της UVB όσο και της UVA ακτινοβολίας, η πλειοψηφία των νέων εμπορικών αντιηλιακών σκευασμάτων περιλαμβάνει συνδυασμό UV φίλτρων. Ωστόσο, έχει αποδειχθεί ότι δεν είναι όλα τα UV φίλτρα επαρκώς φωτοσταθερά. Ύστερα από έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία υπάρχει κίνδυνος να αλλάξει η φασματική τους απόδοση ή να δράσουν ως οξειδωτικοί παράγοντες δημιουργώντας ελεύθερες ρίζες και δραστικές μορφές οξυγόνου. Αυτό είναι δυνατόν να συμβεί όταν ένα φίλτρο μόνο του ή σε συνδυασμό με άλλα συστατικά, έρθει σε επαφή με το δέρμα. Υπάρχει σημαντική βιβλιογραφία σχετικά με μελέτες σταθερότητας τόσο των επιμέρους φίλτρων UV ακτινοβολίας μεμονωμένα όσο και του τελικού αντιηλιακού [107],[108],[109],[110],[111], [112],[113],[114] προϊόντος που περιέχει συνδυασμό των φίλτρων. Ένα αντηλιακό παρέχει επαρκή προστασία μόνο στην περίπτωση που τα UV-φίλτρα παραμένουν σταθερά καθ όλη τη διάρκεια της έκθεσης στο ηλιακό φως ή αν οι μεταβολίτες τους έχουν συγκρίσιμη προστατευτική δράση. Δυστυχώς, τα περισσότερα αντιηλιακά προϊόντα που κυκλοφορούν στην αγορά δεν έχουν ένδειξη φωτοσταθερότητας, καθιστώντας δύσκολη τη μεταξύ τους σύγκριση. Όταν οι άνθρωποι βρίσκονται σε εξωτερικούς χώρους, εκτίθενται στην πλήρη ηλιακή ακτινοβολία, η οποία είναι ένα μίγμα UVA, UVB, ορατής και υπεριώδους ακτινοβολίας. Κατά συνέπεια, οι επιπτώσεις της στο ανθρώπινο δέρμα είναι αποτέλεσμα όχι μόνο της δράσης του κάθε μήκους κύματος ξεχωριστά, αλλά και της συνεργιστικής ή ανταγωνιστικής αλληλεπίδρασης μεταξύ των διαφορετικών αυτών μηκών κύματος. Οι καταναλωτές επιθυμούν να προστατεύονται από τις βιολογικές επιπτώσεις που προκαλεί όλο το φάσμα της ηλιακής ακτινοβολίας. Για το σκοπό αυτό, κατά τον έλεγχο της παρεχόμενης προστασίας ενός αντηλιακού προϊόντος, 89

107 διενεργούνται μελέτες και ακολουθούνται πρωτόκολλα ακτινοβόλησης των αντιηλιακών σκευασμάτων, προκειμένου να αξιολογηθεί η φωτοσταθερότητά τους και η διατήρηση της αναγραφόμενης τιμής SPF. [106] Η επιθυμητή αποτελεσματικότητα και τα χαρακτηριστικά του τελικού σκευάσματος συμβάλλουν καθοριστικά στην επιλογή των UV-φίλτρων που θα χρησιμοποιηθούν όπως επίσης και των φορέων των δραστικών συστατικών. Ένας συνδυασμός φίλτρων με κακή φωτοσταθερότητα απαιτεί την προσθήκη περίσσειας συγκεντρώσεων των φίλτρων, ώστε να αντισταθμιστεί η απώλεια απορρόφησης που θα προκύψει ύστερα από έκθεση στη UV ακτινοβολία. [104] Avobenzone (INCI Name: Butyl methoxydibenzoyl methane) Ανήκει στα συνθετικά αντιηλιακά συστατικά (επίσης γνωστό με το εμπορικό-όνομα Parsol 1789), που παρέχουν προστασία σε όλο το φάσμα υπεριωδών ακτίνων της UVA ακτινοβολίας. Έχει χρησιμοποιηθεί από το 1981 και είναι το ευρύτερα χρησιμοποιούμενο φίλτρο στον κόσμο. Ενσωματώνεται σε διάφορα αντιηλιακά παρασκευάσματα (λοσιόν και κρέμες) και θεωρείται ως ένα από τα αποτελεσματικότερα συστατικά για τα παρασκευάσματα του είδους αυτού. Μάλιστα, οι συνθέσεις στις οποίες περιέχεται είναι οι επικρατέστερες σε πωλήσεις στην Αυστραλία, τον Καναδά και την Ευρώπη. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, ο FDA ενέκρινε τη χρήση του φίλτρου Avobenzone ως αντηλιακό παράγοντα μετά περισσότερων από επτά ετών μελέτες. [115],[116] Το φίλτρο Avobenzone (C 20 H 22 O 3 ) είναι μία λιποδιαλυτή, αρωματική β-δικετόνη, παράγωγο του διβενζοϋλομεθανίου [(C 6 H 5 COCH 2 COC 6 H 5 )-(δικετόνες που έχουν υποστεί αντικατάσταση)]. Είναι σκόνη λευκή έως υπόλευκη κρυσταλλική, αδιάλυτη στο νερό και διαλυτή στα διάφορα έλαια. Απορροφά τόσο τη UV-A όσο και τη UV-B ακτινοβολία σε συνολικά ευρύτερη περιοχή από όλες τις άλλες οργανικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στα αντιηλιακά. Για τον λόγο αυτό χρησιμοποιείται σε αντιηλιακά τα οποία χαρακτηρίζονται με τον εμπορικό όρο αντιηλιακά ευρέος φάσματος (broad spectrum sunscreens). Διατίθεται με διάφορα εμπορικά ονόματα, όπως Parsol 1789, Eusolex 9020, Escalol 517 καθώς επίσης και με διάφορες άλλες ονομασίες. [117] Το φίλτρο Avobenzone εμφανίζεις τις εξής ιδιότητες: Είναι λιπόφιλο 90

108 Δεν ερεθίζει το δέρμα Εμφανίζει μεγάλη αστάθεια και διάσπαση στο φως Τείνει να είναι ασταθές παρουσία του φίλτρου Octinoxate Μπορεί να σταθεροποιηθεί σε συνδυασμό με φίλτρα όπως το Octocrylene, 4-MBC, Tinosorb, Mexoryl SX ή φωτο-σταθεροποιητές Είναι εγκεκριμένο από τον FDA Εικόνα 26. Χημική δομή (α) και φάσμα απορρόφησης (β) του φίλτρου Avobenzone (Ανίχνευση στα 358 nm) [98] Μελέτη του φίλτρου Avobenzone Φωτοσταθερότητα Avobenzone και συνδυασμοί φίλτρων Για την εξασφάλιση της βέλτιστης δυνατής φωτοπροστασίας κρίνεται επιτακτική η ανάγκη για ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών αντιηλιακών προϊόντων. Όπως προαναφέρθηκε τα χημικά UV-φίλτρα είναι ενώσεις που έχουν ενσωματωθεί σε αντιηλιακά σκευάσματα με σκοπό την απορρόφηση συγκεκριμένων μηκών κύματος της υπεριώδους ακτινοβολίας. Η υψηλή ικανότητα των UV-φίλτρων να απορροφούν τις υπεριώδεις ακτίνες πρέπει να διατηρείται σταθερή καθ όλη τη διάρκεια έκθεσης στον ήλιο, προκειμένου να επιτευχθεί η αναμενόμενη για το εμπορικό αντιηλιακό προϊόν φωτοπροστασία. Ορισμένα UV-φίλτρα είναι φωτοχημικά ασταθή, με αποτέλεσμα μετά από έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία να περιορίζεται η ικανότητά τους να απορροφούν. Τα φίλτρα έχουν την ικανότητα να απορροφούν τις προσπίπτουσες υπεριώδεις ακτίνες καταλήγοντας σε μια διεγερμένη κατάσταση. Τα διεγερμένα αυτά σωματίδια επιστρέφουν στην αρχική τους κατάσταση μέσω διαφόρων μηχανισμών, οι οποίοι είναι δυνατό να οδηγήσουν στο σχηματισμό νέων προϊόντων. Τα τελικά προϊόντα μπορεί να είναι ανενεργά, να μειώνουν αποτελεσματική προστασία, να 91

109 αλληλεπιδρούν με συστατικά του δέρματος προκαλώντας αντιδράσεις υπερευαισθησίας και φωτοτοξικότητας ή ακόμη και να αλληλεπιδρούν με άλλα UVφίλτρα ή συστατικά που περιέχονται στα αντιηλιακά σκευάσματα οδηγώντας στο σχηματισμό ενώσεων με άγνωστη τοξικότητα. [118] Το φίλτρο Avobenzone είναι ένα από τα αποτελεσματικότερα UVA-φίλτρα που περιέχονται σε αντιηλιακά προϊόντα. Ωστόσο, ορισμένες κλινικές αναφορές επισημαίνουν τον κίνδυνο πρόκλησης φωτοαλλεργικών αντιδράσεων με τη χρήση του συγκεκριμένου φίλτρου και τη δυνητική φωτοτοξικότητά του, εξαιτίας των προϊόντων που σχηματίζονται ύστερα από έκθεση στις υπεριώδεις ακτίνες. [119],[120] Παρ όλα αυτά, το φίλτρο είναι γενικά αναγνωρισμένο ως ασφαλές και αποτελεσματικό [121], καθώς χρησιμοποιείται σε συγκεντρώσεις που είναι κάτω από το όριο που απαιτείται για την πρόκληση φωτοαλλεργικών αντιδράσεων. Είναι ευρέως γνωστό ότι το φίλτρο Avobenzone χαρακτηρίζεται από υψηλή αστάθεια στο φως και η έκθεσή του στην υπεριώδη ακτινοβολία συχνά οδηγεί σε αποικοδόμηση/διάσπαση του φίλτρου. Τα προϊόντα φωτοαποικοδόμησής του έχουν συσχετισθεί με πολλές αλλεργικές και κυτταροτοξικές αντιδράσεις. Η φωτοχημική του συμπεριφορά έχει μελετηθεί εκτεταμένα. Έχουν διερευνηθεί αρκετές στρατηγικές με σκοπό τη βελτίωση της σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone. Έτσι για την επίτευξη φωτοσταθερότητας, το φίλτρο συχνά συνδυάζεται με μια ποικιλία φωτοσταθεροποιητών συμπεριλαμβανομένων και άλλων φίλτρων, εξασφαλίζοντας έτσι μέγιστη αποδοτικότητα και ασφάλεια. Για παράδειγμα, ο συνδυασμός Avobenzone-Octocrylene (Εικ. 27α) επιτυγχάνει αύξηση της φωτοσταθερότητας του φίλτρου Avobenzone, πιο αποτελεσματικά σε σχέση με το συνδυασμό του με μεθυλοβενζυλιδενο καμφορά (4-Methylbenzylidene Camphor). Ωστόσο, το Octocrylene είναι ακριβό και παράλληλα δύσκολο να ενσωματωθεί σε αντιηλιακά. Υπάρχουν πολλές διαθέσιμες ενώσεις που μπορούν να συμβάλλουν στη βελτίωση της σταθεροποίησης του φίλτρου. Παρ όλα αυτά, οι βελτιώσεις που διενεργούνται κατά τη μορφοποίηση μπορεί να μειώνουν τη φωτοαποικοδόμηση, αλλά δεν την εξαλείφουν ολοκληρωτικά. [104],[118] Στις περισσότερες χώρες τόσο το UVA-φίλτρο Avobenzone όσο και το UVB Octylmethoxycinnamate (OMC) κυριαρχούν στην κατάταξη των δημοφιλέστερων φίλτρων της αγοράς λόγω του χαμηλού τους κόστους και της καλή συμβατότητας με καλλυντικές συνθέσεις. [101] 92

110 Για το λόγο αυτό, χρησιμοποιούνται ευρέως σε μια ποικιλία καταναλωτικών προϊόντων. Απορροφώντας τη UV ακτινοβολία, συμβάλλουν στην εξασφάλιση της ακεραιότητας άλλων συστατικών που περιέχονται στα προϊόντα, αποτρέποντας τη φωτοαποικοδόμησή τους, με αποτέλεσμα να επιτυγχάνεται η σταθεροποίηση πολύπλοκων συνθέσεων. Οι δύο αυτοί αντιηλιακοί παράγοντες εξασφαλίζουν προστασία από τις επιβλαβείς ακτίνες σε όλο το εύρος της UVA και UVB ακτινοβολίας, γεγονός που καθιστά ιδιαίτερα ενδιαφέροντα το συνδυασμό τους στο ίδιο σκεύασμα. Με άλλα λόγια, ο συνδυασμός αυτός στοχεύει στην ενίσχυση της αντιηλιακής προστασίας μέσω της διεύρυνσης του φάσματος της UV ακτινοβολίας που αυτά απορροφούν, με σκοπό την εξασφάλιση πλήρους και αποτελεσματικής φωτο-προστασίας έναντι των επιβλαβών συνεπειών της στην υγεία. [122] Μάλιστα, ο πιο αξιοσημείωτος συνδυασμός UV-φίλτρων θεωρείται αυτός των Avobenzone και Octinoxate. Το UV-B φίλτρο Octinoxate σε συνδυασμό με το UV-A φίλτρο Avobenzone παρέχουν μια ευρέως φάσματος κάλυψη έναντι της υπεριώδους ακτινοβολίας. Αποτελούν ένα ιδιαίτερα ελκυστικό και δημοφιλή συνδυασμό με υψηλή προστατευτική δράση και αποδεδειγμένη πρόληψη κατά του καρκίνου του δέρματος και της φωτογήρανσης. [104] Ωστόσο, ο συνδυασμός αυτός των αντιηλιακών φίλτρων είναι ευρέως γνωστός για τη φωτοαστάθειά του (Εικ. 27β). Μάλιστα, η φωτοχημική αδρανοποίηση που προκαλεί αποτελεί περιοριστικό παράγοντα για τη μορφοποίησή τους σε φωτοσταθερά ευρέος φάσματος αντηλιακά προϊόντα. Η πλέον ευρύτερα χρησιμοποιούμενη στρατηγική για τη μείωση της αστάθειας του συνδυασμού Avobenzone-Octinoxate ύστερα από έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία βασίζεται στην προσθήκη φωτο-σταθεροποιητικών παραγόντων. Οι σταθεροποιητές είναι ουσίες που δρουν ως καταστολείς και συμβάλλουν στη φωτοσταθεροποίηση των UV-φίλτρων. Χρήσιμοι και ιδιαίτερα δημοφιλείς φωτοσταθεροποιητές είναι οι εξής: methylbenzyliden camphor, 2,6- diethylhexyl naphthalate, diethylhexyl syringylidene malonate, bisethylhexyloxyphenol methoxyphenyltriazine, Trimethoxy Dimethyl Pentanedion καθώς και το φίλτρο octocrylene. Ωστόσο, η επίδρασή τους μειώνεται με το συνδυασμό αυτό των φίλτρων. Ως εκ τούτου, κρίνεται επιτακτική η ανάγκη για μορφοποίηση νέων συστημάτων που να παρουσιάζουν βελτιωμένη φωτοσταθερότητα του συνδυασμού των UV-φίλτρων. [104],[123] 93

111 Εικόνα 27. Καμπύλες απορρόφησης: φωτοσταθερός συνδυασμός 10% Octocrylene + 2% Avobenzone σε o/w αντιηλιακό σκεύασμα α) και φωτοασταθής συνδυασμός 7.5% Octinoxate + 2% Avobenzone σε o/w αντιηλιακό σκεύασμα β) πριν και μετά την ακτινοβόληση [104] Ένα ιδανικό σκεύασμα θα πρέπει να εξασφαλίζει τη διαλυτοποίηση του φίλτρου Avobenzone και να προσαρμόζεται στην ελαιώδη φύση του Octylmethoxycinnamate, να προστατεύει το ευαίσθητο σε φωτοαποικοδόμηση φίλτρο Avobenzone, να επιτυγχάνει ελεγχόμενη αποδέσμευση των φίλτρων και να αποτρέπει σε μεγάλο βαθμό τη διείσδυση τους μέσω του δέρματος στη συστηματική κυκλοφορία, συμβάλλοντας στην παραμονή τους στην κεράτινη στιβάδα. Για το σκοπό αυτό, συνίσταται ο εγκλωβισμός τους σε νανογαλάκτωμα. [122] Octinoxate (INCI Name: Ethylhexyl Μethoxycinnamate) Το Octinoxate, επίσης γνωστό ως μεθοξυκινναμωμικό οκτύλιο και εθυλέξυλ μεθοξυκινναμωμικό, είναι το παλαιότερο και πιο κοινό αντιηλιακό φίλτρο που χρησιμοποιείται για την εξασφάλιση προστασίας στο δέρμα έναντι της UVB ακτινοβολίας. Επειδήδεν παρέχει προστασία έναντι ολόκληρου του φάσματος της UVA ακτινοβολίας, στα αντιηλιακά σκευάσματα συνδυάζεται με φίλτρα που έχουν προστατευτική δράση έναντι της UVA ακτινοβολίας. Δεκαετίες έρευνας και χιλιάδες μελέτες αποδεικνύουν την ασφάλειά του ως αδιαμφισβήτητη για χρήση σε αντιηλιακά. Δυστυχώς, αβάσιμοι ισχυρισμοί το έχουν συνδέσει με καρκινογένεση, με αποτέλεσμα πολλοί καταναλωτές να είναι επιφυλακτικοί αποφεύγοντας τη χρήση προϊόντων που το περιέχουν. [124],[125] 94

112 Δεν υπάρχουν μελέτες που να αποδεικνύουν ότι ενοχοποιείται για πρόκληση ή αύξηση του κινδύνου ανάπτυξης καρκίνου ή άλλων ασθενειών, εφόσον χρησιμοποιείται στις αυστηρά καθορισμένες συγκεντρώσεις. Στην πραγματικότητα, το μέγιστο επιτρεπόμενο όριο χρήσης στα αντιηλιακά είναι υψηλότερο στις χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης από το αντίστοιχο στις Ηνωμένες Πολιτείες (Πίν. 5). [126],[127] Πρόκειται για το πιο διαδεδομένο και ευρύτερα χρησιμοποιούμενο φίλτρο UV ακτινοβολίας στις ΗΠΑ. Χρησιμοποιείται στο 90% των προϊόντων εξασφαλίζοντας αποτελεσματική προστασία έναντι της UVB ακτινοβολίας. Είναι ελαιοδιαλυτό φίλτρο και διασπείρεται εύκολα στην ελαιώδη φάση των καλλυντικών σκευασμάτων. Είναι συμβατό με τα περισσότερα συστατικά των καλλυντικών και εμφανίζει εξαιρετικές ιδιότητες στη διάλυση στερεών, δυσδιάλυτων UV- φίλτρων, που χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό για τη διεύρυνση του φάσματος αντιηλιακής προστασίας. [128] Το φίλτρο Octinoxate εμφανίζεις τις εξής ιδιότητες: Είναι αδιάλυτο στο νερό Δεν εμφανίζει ικανοποιητική φωτοσταθερότητα καθώς ύστερα από έκθεση στην ηλιακή ακτινοβολία υπάρχει κίνδυνος αποικοδόμησής του Μπορεί να σταθεροποιηθεί παρουσία άλλων UV-φίλτρων, όπως είναι το Tinosorb M (INCI Name: Methylene Bis-Benzotriazolyl Tetramethylbutylphenol) Υπάρχουν ανησυχίες για την ασφάλεια λόγω της απορρόφησής του στη συστηματική κυκλοφορία Είναι εγκεκριμένο από τον FDA Εικόνα 28. Χημική δομή (α) και φάσμα απορρόφησης (β) του φίλτρου Octinoxate (Ανίχνευση στα 304 nm) [98] Octyl Triazone (INCI Name: Ethylhexyltriazone) 95

113 Αποτελεί ένα εξαιρετικά αποτελεσματικό φίλτρο έναντι της UVB ακτινοβολίας με μοναδικό μειονέκτημα την περιορισμένη διαλυτότητά του στο νερό. Ωστόσο, είναι δυνατή η ενσωμάτωσή του σε νανογαλακτώματα σε σημαντικές ποσότητες. [101] Πρόκειται για ένα έλαιο-διαλυτό UVB-φίλτρο που χρησιμοποιείται σε καλλυντικά σκευάσματα σε συγκέντρωση έως και 5%. Εξαιτίας της δυσδιαλυτότητάς του στο νερό και της υψηλής συγγένειας που εμφανίζει με την κεράτινη στιβάδα, είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για μορφοποίηση σε παρασκευάσματα ανθεκτικά στο νερό. Επιδεικνύει εξαιρετική φωτοσταθερότητα και χαρακτηρίζεται από εξαιρετικά υψηλό συντελεστή απορρόφησης της UV ακτινοβολίας [100], ιδιότητες που το καθιστούν πολύτιμο συστατικό για την παρασκευή αντιηλιακών προϊόντων υψηλής τιμής SPF. Παράλληλα, είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε συνδυασμό με άλλα UV-φίλτρα που αποικοδομούνται εύκολα στο φως, καθώς η υψηλή σταθερότητά του συμβάλλει στη σταθεροποίησή τους. Εικόνα 29. Χημική δομή (α) και φάσμα απορρόφησης (β) του φίλτρου Octyl Triazone (Ανίχνευση στα 314 nm) [96],[129] Πίνακας 5. Φίλτρα UV ακτινοβολίας σε αντιηλιακά καλλυντικά σκευάσματα και οι επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις τους σε διάφορα μέρη του κόσμου Active Ingredients Avobenzone (butylmethoxydibenzoylmethane) Permitted Concentration USA EU CHN JP 3% 5% 5% 10% 2-Ethylhexyl-4-methoxycinnamate Uvinul T 150 Forbidden 5% Forbidden 3% Σημείωση: USA (ΗΠΑ), EU (Ευρωπαϊκή Ένωση), CHN (Κίνα) και JP (Ιαπωνία) [102] 96

114 5.4.4 Εγκλωβισμός αντιηλιακών φίλτρων σε νανογαλακτώματα Για την προστασία του δέρματος από τις βλαβερές επιδράσεις της UV ακτινοβολίας, έχει αναπτυχθεί μια μεγάλη ποικιλία αντιηλιακών προϊόντων τοπικής εφαρμογής. Τα δραστικά συστατικά των σκευασμάτων αυτών είναι συνήθως οργανικά UV φίλτρα. Γενικά, η πλειοψηφία των οργανικών UV-φίλτρων χαρακτηρίζονται από υψηλή συγγένεια για την κεράτινη στιβάδα (SC), λόγω λιποφιλικότητας, κι έχουν σχεδιαστεί με σκοπό να παραμένουν στις εξώτατες στιβάδες του δέρματος, εξασφαλίζοντας έτσι αποτελεσματική προστασία από τις βλαβερές ηλιακές ακτίνες και μείωση των τοξικολογικών κινδύνων που απορρέουν από τη διαδερμική απορρόφησή τους στη συστηματική κυκλοφορία. Είναι κοινώς αποδεκτό ότι η απόδοση ενός αντιηλιακού παρασκευάσματος δεν εξαρτάται αποκλειστικά από τις φυσικοχημικές ιδιότητες των φίλτρων που το απαρτίζουν, καθώς εξίσου σημαντικό ρόλο παίζει ο φορέας που χρησιμοποιείται για τη μεταφορά των δραστικών συστατικών. Μέχρι τώρα, τα περισσότερα προϊόντα προστασίας από τον ήλιο βασίζονταν σε γαλακτώματα, έλαια και πηκτώματα, τα οποία παρά τα πλεονεκτήματά τους, εμφανίζουν σημαντικούς περιορισμούς, όπως είναι η αστάθεια στο νερό και η αυξημένη διαδερμική απορρόφηση των εγκλωβισμένων φίλτρων τους. Για να ξεπεραστούν οι περιορισμοί αυτοί, έχουν αναπτυχθεί καινοτόμοι φορείς που εξασφαλίζουν επαρκή αποτελεσματικότητα των φίλτρων. Τέτοιοι φορείς είναι τα νανοσωματίδια, τα λιποσώματα, οι κυκλοδεξτρίνες και τα νανογαλακτώματα. Τα νανογαλακτώματα είναι κολλοειδείς φορείς, η χρήση των οποίων προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα. Ενισχύουν τη συσσώρευση του αντιηλιακού στις στιβάδες του δέρματος που είναι εκτεθειμένες στις υπεριώδεις ακτίνες, αυξάνουν την αντίσταση του σκευάσματος στο νερό και συγχρόνως συμβάλλουν στην αύξηση του δείκτη προστασίας (SPF) αλλά και της φωτοσταθερότητας των UV-φίλτρων. [101] 97

115 ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Η παρούσα εργασία είχε ως σκοπό τη μελέτη της επίδρασης της ενσωμάτωσης του φίλτρου Avobenzone σε νανοφορείς στη χημική του σταθερότητα, καθώς και την αξιολόγηση της ενδοδερμικής διείσδυσής του. Έτσι, παρασκευάστηκε ένα νανογαλάκτωμα καθώς και το αντίστοιχο συμβατικό γαλάκτωμα τύπου o/w στην ελαιώδη φάση των οποίων ενσωματώθηκαν τα φίλτρα Avobenzone, Octyltriazone και Octyl Methoxy Cinnamate. Ως μάρτυρας παρασκευάστηκε νανογαλάκτωμα και συμβατικό γαλάκτωμα, τα οποία δεν περιείχαν UV-φίλτρα. Ακολούθησε ο φυσικοχημικός χαρακτηρισμός των δειγμάτων καθώς και η μελέτη σταθερότητας τους. Τέλος, το βάθος διείσδυσης και η κινητική αποδέσμευσης του αντιηλιακού φίλτρου Avobenzone αξιολογήθηκε in vivo σε υγιείς εθελοντές, με την τεχνική αποκόλλησης ταινίας (tape-stripping). 98

116 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. Υλικά ΦΙΛΤΡΑ UV ΑΚΤΙΝΙΒΟΛΙΑΣ Avobenzone (Parsol 1789, DSM Nutritional Products, LLC) Octyl-triazone (Uvinul T 150, BASF Care Creations) Octyl-methoxy-cinnamate (Neo Heliopan AV, Symrise) ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ Softisan 110 (Hydrogenated Coco-Glycerides, Sasol Germany GmbH) Crodamol GTCC/ Miglyol 812 C (Caprylic/Capric Triglyceride, Croda) Emulmetik 900 (Lecithin, Lucas Meyer Cosmetics) Kolliphor HS 15 (Solutol HS 15, Basf Care Creations) Ethyl Acetate (Sigma-Aldrich) Ενέσιμο Ύδωρ (Fresenius Kabi, Hellas) / Κεκαθαρμένο Ύδωρ (Farmalabor, Chemco by syndesmos) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΑ ΣΚΕΥΗ Ποτήρια ζέσεως (25, 50, 100, 250 ml) Ογκομετρικοί κύλινδροι (50, 100 ml) Πλαστικές σιφώνια μιας χρήσης Γυάλινες σιφώνια Pasteur μιας χρήσης Αυτόματες σιφώνια (200 P, 1000 P) Πλαστικοί περιέκτες (eppendorf, falcon) Υάλινα φιαλίδια αποθήκευσης (4, 12, 25, 40 ml) Λαβίδες Μεταλλικές σπάτουλες Κυψελίδες Μαγνήτες Ταινία Parafilm Γάντια Latex Ετικέτες Υάλινες σύριγγες Μικροσυσκευές διήθησης σύριγγας Αυτοκόλλητες ταινίες (D-SQUAME skin sampling discs, CuDerm Corporation Dallas Texas, USA Κυλινδρική συσκευή άσκησης πίεσης 2. Οργανολογία Ηλεκτρονικός ζυγός ακριβείας (KERN PFB, max=200g / d=0,001g) 99

117 Θερμικός- μαγνητικός αναδευτήρας (ARE, Velp Scientifica, USA) Φυγόκεντρος (Z32HK, Germany) Απλό θερμόμετρο Ψυγείο Κλίβανος Οπτικό μικροσκόπιο (Leica, DMLB) Ακίδα υπερήχων/probe Sonicator (Sonics, Vibra CellTM, USA) Λουτρό Υπερήχων (Bath Sonicator), Tuttnauer Μηχανικός Αναδευτήρας (vortex), Labinco 456 Φασματοφωτόμετρο Υπεριώδους Ορατού (Shimadzu UV-1800) Συσκευή Μέτρησης Μεγέθους σταγονιδίων (nm) και ζ δυναμικού (Nano z- sizer, Malvern Instruments, UK) Συσκευή Μέτρησης Μεγέθους σταγονιδίων (μm) (Mastersizer S, Malvern, UK) Υδατόλουτρο (W410, Laznia Wodna, Poland) 3. Παρασκευή συμβατικών γαλακτωμάτων και νανογαλακτωμάτων χωρίς UVφίλτρα (μάρτυρες) Ως μάρτυρες παρασκευάστηκαν δύο συμβατικά γαλακτώματα διαφορετικών αναλογιών και τα αντίστοιχα νανογαλακτώματα, τα οποία δεν περιείχαν UV-φίλτρα, με σκοπό να ελεγχθεί ποια αναλογία δίνει σταθερότερο γαλάκτωμα, ώστε να χρησιμοποιηθεί για τον εγκλωβισμό των τριών UV-φίλτρων. 3.1 Παρασκευή συμβατικών γαλακτωμάτων χωρίς UV-φίλτρα Για την παρασκευή των συμβατικών γαλακτωμάτων, ανεξάρτητα από το αν περιείχαν ή όχι τα φίλτρα UV ακτινοβολίας στην ελαιώδη φάση, ακολουθήθηκε η εξής γενική πορεία: Τα συστατικά της ελαιώδους φάσης τήχθηκαν σε υδατόλουτρο ρυθμισμένο σε θερμοκρασία ο C. Η θερμοκρασία ελεγχόταν καθ όλη τη διάρκεια της θέρμανσης ώστε να μην υπερβεί τους 70 ο C, καθώς υπάρχει κίνδυνος καταστροφής των λιπιδίων. Η υδατική φάση θερμάνθηκε στην ίδια θερμοκρασία και ακολούθησε ανάμιξη των δύο φάσεων. Συγκεκριμένα, η υδατική φάση προστέθηκε αργά στην ελαιώδη υπό ανάδευση σε μαγνητικό αναδευτήρα (speed 4) με αργή συνεχή ροή, για να επιτευχθεί ομοιογένεια του γαλακτώματος. Υδατική και ελαιώδης φάση πρέπει να 100

118 βρίσκονται στην ίδια θερμοκρασία, διαφορετικά υπάρχει κίνδυνος πρόωρης πήξης των λιπιδίων. Η ανάδευση συνεχίστηκε μέχρι το γαλάκτωμα να φτάσει σε θερμοκρασία δωματίου. Το γαλάκτωμα παρέμεινε σε θερμοκρασία περιβάλλοντος για 24h με σκοπό να εξισορροπήσει προτού πραγματοποιηθούν οι δοκιμασίες σταθερότητας. [130] Για την παρασκευή του φορέα χωρίς UV-φίλτρα (μάρτυρας) δοκιμάστηκαν δύο αναλογίες στερεού, υγρού τριγλυκεριδίου (Πίν. 6): Πίνακας 6. Δοκιμαστικές αναλογίες (Ι) και (ΙΙ) των τριγλυκεριδίων για τη σύνθεση του γαλακτώματος ΥΛΙΚΑ Συνταγή Ι ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ (w/v) Συνταγή ΙΙ ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ (w/v) Softisan Miglyol 812 C 2 1 Emulmetik Kolliphor HS 15 1,44 1, Παρασκευή νανογαλακτωμάτων χωρίς UV-φίλτρα Τα νανογαλακτώματα παρασκευάστηκαν υποβάλλοντας τα αντίστοιχα συμβατικά γαλακτώματα σε υπερήχηση με ακίδα υπερήχων. Συγκεκριμένα, τα συμβατικά γαλακτώματα υποβλήθηκαν στη διαδικασία της υπερήχησης (ανά 5 ml κάθε φορά), με ακίδα υπερήχων (Amplitude: 83%). Για κάθε δείγμα πραγματοποιήθηκαν 4 κύκλοι των 30 sec με ενδιάμεσες παύσεις των 40 sec υπό έντονη ανάδευση σε κυκλοαναδευτήρα (speed 9). Με το πέρας των 4 κύκλων υπερήχησης, η ανάδευση συνεχίστηκε μέχρι το νανογαλάκτωμα να φτάσει σε θερμοκρασία δωματίου. Τέλος, το νανογαλάκτωμα παρέμεινε για 24h σε θερμοκρασία περιβάλλοντος για εξισορρόπηση. [131] 4. Παρασκευή συμβατικού γαλακτώματος και νανογαλακτώματος με UV-φίλτρα Αφού προσδιορίστηκε η αναλογία εκείνη που δίνει σταθερότερο γαλάκτωμα, χρησιμοποιήθηκε για τον εγκλωβισμό των UV-φίλτρων. Παρασκευάστηκε ένα 101

119 συμβατικό καθώς και το αντίστοιχο νανογαλάκτωμα τύπου o/w, τα οποία περιείχαν τα τρία φίλτρα UV ακτινοβολίας στη λιπαρή φάση. Επιπλέον, παρασκευάστηκαν τρία συμβατικά o/w γαλακτώματα, καθένα από τα οποία περιείχε ένα από φίλτρα υπεριώδους ακτινοβολίας στην ελαιώδη φάση, με σκοπό τη λήψη φάσματος απορρόφησης. 4.1 Παρασκευή συμβατικού γαλακτώματος με UV-φίλτρα Για την παρασκευή του γαλακτώματος δοκιμάστηκαν δύο αναλογίες φίλτρων UV ακτινοβολίας (Πίν. 7): Πίνακας 7. Δοκιμαστικές αναλογίες (Ι) και (ΙΙ) των φίλτρων για τη σύνθεση του γαλακτώματος ΥΛΙΚΑ Συνταγή Ι ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ (w/v) Συνταγή ΙΙ ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ (w/v) Softisan Miglyol 812 C 2 2 Emulmetik Kolliphor HS 15 1,44 1,44 Avobenzone 5 1,5 Octyl-methoxy-cinnamate 5 1,5 Octyl-triazone 1,5 0,5 Η Συνταγή Ι απορρίφθηκε, καθώς ούτε το συμβατικό, ούτε το νανογαλάκτωμα που παρασκευάστηκαν δεν ενσωμάτωσαν όλη την ποσότητα των φίλτρων UVακτινοβολίας. Για την παρασκευή των γαλακτωμάτων με ένα UV-φίλτρο χρησιμοποιήθηκαν οι εξής αναλογίες (Πίν. 8): Πίνακας 8. Αναλογίες συστατικών για τη σύνθεση των τριών γαλακτωμάτων ΥΛΙΚΑ ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ (w/v) ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ (w/v) ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΣΥΣΤΑΤΙΚΩΝ (w/v) Softisan Miglyol 812 C

120 Emulmetik Kolliphor HS 15 1,44 1,44 1,44 Avobenzone 1,5 - - Octyl-methoxy-cinnamate - 1,5 - Octyl-triazone - - 0,5 4.2 Παρασκευή νανογαλακτωμάτων με UV-φίλτρα Τα νανογαλακτώματα με UV-φίλτρα παρασκευάστηκαν ακολουθώντας την προαναφερθείσα διαδικασία (3.2), υποβάλλοντας τα αντίστοιχα συμβατικά γαλακτώματα σε υπερήχηση με ακίδα υπερήχων. 5. Χαρακτηρισμός γαλακτωμάτων 5.1 Έλεγχος γαλακτωματοποίησης - Παρατήρηση στο οπτικό μικροσκόπιο Αφού ολοκληρώθηκε η παρασκευή των συμβατικών γαλακτωμάτων με UV-φίλτρα και των μαρτύρων και παρέμειναν σε ηρεμία (θερμοκρασία περιβάλλοντος) για 24h, λήφθηκε μια ποσότητα δείγματος από κάθε γαλάκτωμα για παρατήρηση στο μικροσκόπιο. Συγκεκριμένα, μια σταγόνα δείγματος αραιώθηκε σε 600 μl ενέσιμο ύδωρ (water for injection) σε Eppendorf. Εικόνα 30. Οπτικό μικροσκόπιο Leica, DMLB [132] 5.2 Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός γαλακτωμάτων Προσδιορισμός μεγέθους σωματιδίων συμβατικών γαλακτωμάτων 103

121 Για τη μέτρηση του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών γαλακτωμάτων με UV-φίλτρα και των μαρτύρων χρησιμοποιήθηκε συσκευή σκέδασης φωτός (Mastersizer S, Malvern, UK) (Εικ. 31) για χρονικό διάστημα 90 ημερών. Τα σωματίδια της διεσπαρμένης φάσης χαρακτηρίστηκαν κάτω από συνθήκες υψηλής αραίωσης και υπολογίστηκαν η μέση διάμετρος σφαίρας ισοδύναμου όγκου D[4,3], ο δείκτης πολυδιασποράς (Span) και η ομοιομορφία (Uniformity). 1 ml από κάθε δείγμα αραιώθηκε με ενέσιμο ύδωρ (water for injection) μέχρι η θολερότητα να πάρει τιμή 12%-30%. Εικόνα 31. Συσκευή Mastersizer S (Malvern, UK) [133] Προσδιορισμός μεγέθους σωματιδίων νανογαλακτωμάτων Το μέγεθος, η κατανομή του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης και η πολυδιασπορά μετρήθηκαν με τη μέθοδο του δυναμικού σκεδασμού φωτός (Dynamic Light Scattering, DLS), χρησιμοποιώντας τη συσκευή Zetasizer Nano-ZS (Malvern, UK) (Εικ. 32) για χρονικό διάστημα 90 ημερών. Ο δείκτης πολυδιασποράς (PI) χρησιμοποιήθηκε ως μέτρο της ομοιογένειας των διασπορών. Ο δείκτης αυτός λαμβάνει τιμές μεταξύ 0 (για ένα μέγεθος) μέχρι 1 104

122 (πολυδιασπορά). Γενικά, οι διασπορές που έχουν PI χαμηλότερο από 0,200 ή 0,250, θεωρούνται ότι έχουν στενή διασπορά μεγέθους και είναι καλά δείγματα. Εικόνα 32. Συσκευή Zetasizer Nano-ZS (Malvern, UK) [134] Εξοπλισμός : 1. Όργανο Zetasizer Νano-ZS (Malvern, UK) 2. Ειδικές κυψελίδες τοποθέτησης δείγματος 3. Ενέσιμο Ύδωρ 4. Software οργάνου. Διαδικασία: 1. Αραίωση δειγμάτων νανογαλακτωμάτων με ενέσιμο ύδωρ (100 μl δείγματος μl Water For Injection). 2. Τοποθέτηση του διαλύματος σε ειδική κυψελίδα με τη βοήθεια αυτόματου σιφωνίου. 3. Ως δείκτης διάθλασης (Refractive Index, RI) λήφθηκε αυτός του νερού (1,33). 4. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στους 25 ο C, ενώ για κάθε δείγμα έγιναν 3 μετρήσεις (15 επαναλήψεις / μέτρηση) και λήφθηκε η μέση τιμή αυτών. Προσδιορίστηκαν οι τιμές του μέσου μεγέθους σωματιδίων (Mean size), και του δείκτη πολυδιασποράς (PDI). 105

123 5.2.3 Προσδιορισμός ζ- δυναμικού νανογαλακτωμάτων Όλα τα σωματίδια σε διαλύματα παρουσιάζουν ένα ζ-δυναμικό, ή επιφανειακό φορτίο. Η τιμή του ζ-δυναμικού αποτελεί ένδειξη για την εκτίμηση της σταθερότητας των κολλοειδών διασπορών. Είναι κοινώς αποδεκτό ότι διασπορές με μεγάλη απόλυτη τιμή ζ-δυναμικού εμφανίζουν απωστικές δυνάμεις, που εμποδίζουν τη συσσώρευση, πήξη, συσσωμάτωση και κατακρήμνιση των σωματιδίων. Μετά τη μέτρηση μεγέθους γινόταν και μέτρηση του δυναμικού ζήτα (σε mv) της κάθε διασποράς. Η μέτρηση γίνεται με τον ίδιο εξοπλισμό σε άλλο πρόγραμμα που μετράει το δυναμικό επιφάνειας με μικρο-ηλεκτροφόρηση και υπολογίζει το ζ- δυναμικό με βάση την εξίσωση του Smololowski. Όλες οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στους 25 ο C και ακολουθήθηκε η διαδικασία που αναφέρθηκε προηγουμένως στον προσδιορισμό μεγέθους νανοσωματιδίων. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στους 25 ο C, ενώ για κάθε δείγμα έγιναν 3 μετρήσεις και λήφθηκε η μέση τιμή του ζ-δυναμικού και του εύρους της κατανομής (Width) Ποσοτικός προσδιορισμός του φίλτρου Avobenzone Για τον ποσοτικό προσδιορισμό του φίλτρου Avobenzone τόσο στα συμβατικά όσο και στα νανογαλακτώματα με UV-φίλτρα ακολουθήθηκε το παρακάτω πρωτόκολλο: Από κάθε γαλάκτωμα, που ήταν φυλαγμένο σε διαφορετικές συνθήκες, ελήφθησαν 50 μl και ακολούθησε προσθήκη 500 μl οξικού αιθυλεστέρα. Η επιλογή του διαλύτη βασίστηκε στην ικανότητα του να διαλύει και τα τρία φίλτρα UV ακτινοβολίας. Ακολούθησε εκχύλιση των φίλτρων UV ακτινοβολίας από το γαλάκτωμα. Αρχικά, το μίγμα γαλάκτωμα- διαλύτης τοποθετήθηκε σε eppendorf και αφού αναδεύτηκε ισχυρά σε κυκλοαναδευτήρα για 2 λεπτά, τοποθετήθηκε στο λουτρό υπερήχων για 15 min. Στη συνέχεια το διάλυμα υποβλήθηκε σε φυγοκέντρηση για 5 min με ταχύτητα 5000 rpm. [122] Μετά τη φυγοκέντρηση ελήφθησαν προσεκτικά 50 μl από το υπερκείμενο και ακολούθησε αραίωση με οξικό αιθυλεστέρα με σκοπό την πραγματοποίηση φωτομέτρησης στο UV για τη λήψη φάσματος και έπειτα τον ποσοτικό 106

124 προσδιορισμό του φίλτρου Avobenzone. Το εύρος μηκών κύματος ήταν από nm. Το φίλτρο Avobenzone απορροφά στα nm (Εικ. 33), το Octyl triazone στα 314,5 nm (Εικ. 34) και το Octyl Methoxy Cinnamate στα nm (Εικ. 34), γεγονός που καθιστά δυνατή την παρακολούθηση της κορυφής της Avobenzone, όταν αυτή βρίσκεται σε μίγμα με τα άλλα δύο UV- [96], [98] φίλτρα. Εικόνα 33. Φάσμα απορρόφησης προτύπου διαλύματος Avobenzone συγκέντρωσης 0,01 mg/ml 107

125 Εικόνα 34. Φάσμα απορρόφησης του UV-φίλτρου Octyltriazone (εγκλωβισμένο σε συμβατικό γαλάκτωμα σε αναλογία 0,5%) Εικόνα 35. Φάσμα απορρόφησης του UV-φίλτρου Octyl Methoxy Cinnamate (εγκλωβισμένο σε συμβατικό γαλάκτωμα σε αναλογία 1,5%) Κατασκευή πρότυπης καμπύλης αναφοράς για ποσοτικό προσδιορισμό Avobenzone Για τον ποσοτικό προσδιορισμό του φίλτρου Avobenzone κατασκευάστηκε καμπύλη αναφοράς Avobenzone σε οξικό αιθυλεστέρα (Πίν. 9, Διάγραμμα 1). Πίνακας 9. Συγκέντρωση και απορρόφηση του φίλτρου Avobenzone σε πρότυπα διαλύματα Οξικού Αιθυλεστέρα Συγκεντρώση (mg/ml) V ms (ml) V EthylAcetate (ml) Απορρόφηση 0,01 3-1,041 0,005 1,5 1,5 0,521 0,0025 0,75 2,25 0,244 0,0017 0,5 2,5 0,169 0,001 0,3 2,7 0,

126 Απορρόφηση 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 y = 105,56x - 0,0128 R² = 0, ,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 [Avobenzone] (mg/ml) Διάγραμμα 1. Πρότυπη καμπύλη Avobenzone σε οξικό αιθυλεστέρα Ο ποσοτικός προσδιορισμός του φίλτρου Avobenzone τόσο στα συμβατικά όσο και στα νανογαλακτώματα σε όλες τις συνθήκες φύλαξής τους έγινε με φασματοσκοπία Υπεριώδους Ορατού (Shimadzu UV-1800), αφού ακολουθήθηκε η παραπάνω διαδικασία. Όπως προαναφέρθηκε, η τελική συγκέντρωση και κατ επέκταση η ποσότητα του φίλτρου προσδιορίστηκε με τη βοήθεια πρότυπης καμπύλης. 5.3 Μελέτη σταθερότητας γαλακτωμάτων Αφού παρασκευάστηκαν, τόσο τα συμβατικά όσο και τα νανογαλακτώματα με και χωρίς UV-φίλτρα υποβλήθηκαν στη δοκιμασία της φυγοκέντρησης. Συγκεκριμένα, 1ml από κάθε δείγμα τοποθετήθηκε σε eppendorf και φυγοκεντρήθηκε για 30 min σε θερμοκρασία 22 ο C με ταχύτητα ίση με 2000 rpm. Μετά την ολοκλήρωση της φυγοκέντρησης, ακολούθησε παρατήρηση της φυσικής κατάστασης των γαλακτωμάτων ώστε να ελεγχθεί αν παρέμειναν ή όχι σταθερά. Στα πλαίσια της μελέτης της σταθερότητας των γαλακτωμάτων, αυτά χωρίστηκαν με τη βοήθεια σιφωνίου P1000 και αποθηκεύτηκαν σε γυάλινους περιέκτες και στη συνέχεια φυλάχθηκαν σε διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας (25 ο C, 4 ο C και 45 ο C) για ορισμένο διάστημα. Συγκεκριμένα, οι μάρτυρες αποθηκεύτηκαν για διάστημα 30 ημερών, ενώ τα γαλακτώματα με UV-φίλτρα για διάστημα 90 ημερών. 109

127 Δείγματα τόσο από τα συμβατικά όσο και από το νανογαλακτώματα υποβλήθηκαν στη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης, η οποία περιελάμβανε τρεις κύκλους εναλλαγής μεταξύ θέρμανσης στους 45 ο C και ψύξης στους 25 ο C. Εικόνα 36. Πρωτόκολλο ελέγχου σταθερότητας γαλακτωμάτων. Έλεγχος επίδρασης διαφορετικών συνθηκών αποθήκευσης στη σταθερότητα τους. Οι παράμετροι που μετρήθηκαν για την αξιολόγηση της σταθερότητας των δειγμάτων ήταν το μέγεθος, η κατανομή του μεγέθους, ο δείκτης πολυδιασποράς και το ζ- δυναμικό των διασπορών σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα: 1, 8, 15, 22, 30 ημέρες για τους μάρτυρες και 1, 8, 15, 22, 30, 60 και 90 ημέρες για τα γαλακτώματα με UV-φίλτρα. Στα γαλακτώματα με UV-φίλτρα, εκτός από τη μελέτη των φυσικοχημικών χαρακτηριστικών, στα παραπάνω προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα λάμβανε χώρα μια διαδικασία ποσοτικού προσδιορισμού του φίλτρου Avobenzone, προκειμένου να ελεγχθεί αν παραμένει σταθερή με το πέρασμα του χρόνου στις διαφορετικές αυτές συνθήκες φύλαξης. 5.4 Μελέτη επίδρασης του φορέα στη χημική σταθερότητα του φίλτρου Avobenzone Ακτινοβόληση συμβατικού και νανογαλακτώματος με UV-φίλτρα 110

128 Στόχος αυτής της μελέτης ήταν ο προσδιορισμός της σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone ύστερα από έκθεση των γαλακτωμάτων σε ηλιακή ακτινοβολία (ακτινοβόληση), ώστε να ελεγχθεί η συμβολή του φορέα (συμβατικό ή νανογαλάκτωμα) στην προστασία από τη φωτοαποικοδόμηση του φίλτρου Avobenzone. Πολλά αντιηλιακά σκευάσματα περιέχουν ως συστατικό το συγκεκριμένο φίλτρο, γεγονός που καθιστά σημαντική τη μελέτη της σταθερότητάς του, ώστε να διαπιστωθεί αν διατηρείται η φωτοπροστασία που παρέχουν τα αντιηλιακά σκευάσματα έναντι της UV ακτινοβολίας, αφού πρώτα υποβληθούν σε ηλιακή έκθεση. Τα δύο γαλακτώματα (συμβατικό και νανογαλάκτωμα) τοποθετήθηκαν σε γυάλινους περιέκτες και υποβλήθηκαν σε ακτινοβόληση για διάστημα 4 ημερών. Για την αξιολόγηση της συμβολής του φορέα, συγκρίθηκαν πριν και μετά την έκθεση στο ηλιακό φως. [106] Πρωτόκολλο ακτινοβόλησης Tα δύο γαλακτώματα εκτέθηκαν σε φυσικό ηλιακό φως για το ίδιο χρονικό διάστημα (4 ημέρες). Η έκθεση αυτή πραγματοποιήθηκε σε εξωτερικό χώρο κατά τη διάρκεια τεσσάρων ηλιόλουστων ημερών στα τέλη Φεβρουαρίου, στην πόλη της Πάτρας. Η μέγιστη ημερήσια θερμοκρασία ήταν 20 ο C. Έλαβε χώρα φυσικοχημικός χαρακτηρισμός των γαλακτωμάτων (προσδιορισμός μεγέθους και ζ-δυναμικού των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης) και ποσοτικός προσδιορισμός του φίλτρου Avobenzone πριν και μετά την ακτινοβόληση. [118] 5.5 Προσδιορισμός βάθους διέλευσης Avobenzone με αυτοκόλλητες ταινίες Ο προσδιορισμός του βάθους διέλευσης καθώς και η κινητική της αποδέσμευσης του φίλτρου Avobenzone έγινε σε υγιή εθελοντή. Κατά την επιλογή του εθελοντή τηρήθηκαν οι εξής όροι αποκλεισμού. Ο εθελοντής δεν πρέπει να: παρουσιάζει (ή βρίσκεται σε θεραπεία για) καμία τοπική ή συστηματική παθολογική κατάσταση, που μπορεί να επηρεάσει την έρευνα ή να θέσει σε κίνδυνο την υγεία του. βρίσκεται σε περίοδο εγκυμοσύνης ή θηλασμού. 111

129 εμφανίζει σημάδια, ουλές ή έντονη τριχοφυΐα στα χέρια στις περιοχές που τοποθετήθηκαν τα δείγματα έχει ιστορικό υπερευαισθησίας ή παρουσιάζει αλλεργία σε οποιοδήποτε συστατικό του υπό έλεγχο προϊόντος. έχει συμμετάσχει σε άλλη μελέτη 30 ημέρες πριν την παρούσα μελέτη Τεχνική αποκόλλησης ταινίας (tape stripping) Η συγκεκριμένη τεχνική αποτελεί μια απλή και αποτελεσματική μέθοδο που βρίσκει εφαρμογή στην αξιολόγηση βάθους διέλευσης καλλυντικών και δερματολογικών σκευασμάτων. Μετά την τοπική τους εφαρμογή, τα σκευάσματα διεισδύουν στα βαθύτερα στρώματα της κερατίνης στοιβάδας και της επιδερμίδας. Στη συνέχεια, τα στρώματα των κυττάρων της κεράτινης στιβάδας απομακρύνονται διαδοχικά από την ίδια περιοχή του δέρματος με τη χρήση αυτοκόλλητων ταινιών. Οι ταινίες αυτές απομακρύνουν μια ποσότητα κερατινοκυττάρων, εξωκυττάριων λιπιδίων καθώς και το αντίστοιχο ποσό του σκευάσματος που διείσδυσε στην κεράτινη στιβάδα. Τα υλικά που συγκρατεί η αυτοκόλλητη ταινία μπορούν να προσδιοριστούν με κλασσικές αναλυτικές μεθόδους. [135] Το βάθος της κεράτινης στιβάδας που απομακρύνεται με τις αυτοκόλλητες ταινίες προσδιορίζεται από τη μάζα των κυττάρων του δέρματος που βρίσκονται πάνω στην καλά καθορισμένη επιφάνεια κάθε ταινίας. Το πάχος υπολογίζεται λαμβάνοντας υπόψη την πυκνότητα ρ της κεράτινης στιβάδας, που είναι ίση με 1 g/cm 3, με βάση την εξίσωση Anderson και Cassidy, 1973: x = m / A * ρ (3.10) όπου x είναι το πάχος της κεράτινης στιβάδας, m η μάζα της, A η επιφάνεια εφαρμογής και ρ η πυκνότητα της κεράτινης στιβάδας. [136] Πρωτόκολλο εφαρμογής του Tape Stripping Η μελέτη έγινε σε υγιή εθελοντή. Αρχικά, ο εθελοντής παρέμεινε για 20min στο χώρο ελέγχου ώστε να επιτευχθεί εξισορρόπηση του δέρματος με τις συνθήκες του χώρου (θερμοκρασία: 25 ο C) Σημαδεύτηκαν οι επιθυμητές περιοχές, οι οποίες έπρεπε να είναι καθαρές, χωρίς τρίχες ή πληγές. Συγκεκριμένα, σημαδεύτηκαν τρία σημεία εμβαδού 112

130 5,29 cm 2 σε κάθε βραχίονα του εθελοντή. Στον ένα βραχίονα εφαρμόστηκε το συμβατικό γαλάκτωμα και στον άλλο το νανογαλάκτωμα. Η ποσότητα του γαλακτώματος που εφαρμόστηκε ήταν ίση με 2 mg/cm 2 δέρματος, δηλαδή 10,86 mg σε καθεμιά από τις εν λόγω περιοχές. Η ποσότητα αυτή λήφθηκε με τη βοήθεια αυτόματου σιφωνίου και εφαρμόστηκε σε κάθε ένα από τα σημεία της προκαθορισμένης περιοχής. Με κυκλικές, προσεκτικές κινήσεις δακτύλου προστατευμένου με γάντι απλώθηκε όλη η ποσότητα του γαλακτώματος, μέχρι το γαλάκτωμα να ενσωματωθεί πλήρως στην επιδερμίδα. Στη συνέχεια, το γαλάκτωμα αφέθηκε στην επιφάνεια του δέρματος του εθελοντή για διάστημα 2 ωρών, ενώ παράλληλα έγινε δειγματοληψία σε διαστήματα t 1 = 30, t 2 = 1 h, t 3 =2 h. Τα δείγματα λήφθηκαν αφού πρώτα οι περιοχές καθαρίστηκαν απαλά με στεγνό χαρτί. Στη συνέχεια, τοποθετήθηκαν οι αυτοκόλλητες ταινίες στις οποίες ασκήθηκε ομοιόμορφη πίεση με τη βοήθεια κυλινδρικής συσκευής 10 φορές πάνω από το δέρμα για διάστημα περίπου 15 sec. Τέλος, οι ταινίες απομακρύνθηκαν με αργή κίνηση. Σε κάθε σημείο εφαρμόστηκαν διαδοχικά 5 ταινίες (Εικ. 37). Κάθε ταινία ζυγίστηκε πριν και μετά την εφαρμογή στο δέρμα του εθελοντή, με σκοπό τον υπολογισμό της διαφοράς μάζας της και κατ επέκταση τον προσδιορισμό της μάζας της κεράτινης στιβάδας που απομακρύνθηκε από την περιοχή του δέρματος. Γνωρίζοντας τη μάζα υπολογίστηκε το πάχος της κεράτινης στιβάδας με βάση την εξίσωση (3.10). Εικόνα 37. Βήματα τεχνικής tape-stripping: Σημάδεμα των περιοχών εφαρμογής των γαλακτωμάτων (1), εφαρμογή του γαλακτώματος στις σημειωμένες περιοχές του δέρματος (2), ομοιογενής κατανομή και πλήρης ενσωμάτωση του γαλακτώματος (3), 113

131 τοποθέτηση αυτοκόλλητης ταινίας (4), ομοιόμορφη πίεση της ταινίας με έναν κύλινδρο 10 φορές, αφού προηγήθηκε τοποθέτηση ενός φύλλου χαρτιού πάνω από την ταινία προς αποφυγή αποκόλλησής της (5), αφαίρεση της ταινίας (6) Στη συνέχεια, οι ταινίες τοποθετήθηκαν μέσα σε δοχεία που περιείχαν 4 ml οξικού αιθυλεστέρα. Η 1η ταινία κάθε σημαδεμένης περιοχής τοποθετήθηκε μόνη της, ενώ η 2η με την 3η στον ίδιο περιέκτη και η 4η με την 5η αντίστοιχα. Οι ταινίες παρέμειναν στους περιέκτες με το διαλύτη για μια νύχτα και ακολούθησε εκχύλιση. Συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκε φυγοκέντρηση όλων των δειγμάτων (rpm 5000, 10min). Απομακρύνθηκε το υπερκείμενο από κάθε δείγμα και φυλάχθηκε σε κατάλληλους περιέκτες. Ακολούθησε έκπλυση των ταινιών με 2 ml διαλύτη, ανάδευση σε κυκλοαναδευτήρα και φυγοκέντρηση (rpm 5000, 10 min). Tο υπερκείμενο προστέθηκε στους αντίστοιχους περιέκτες. Ο όγκος των δειγμάτων ρυθμίστηκε στα 3 ml. Το περιεχόμενο στα δείγματα φίλτρο Avobenzone προσδιορίστηκε με φασματοφωτομετρία υπεριώδους ορατού. [135],[136] Ποσοτικός προσδιορισμός Avobenzone στις αυτοκόλλητες ταινίες Για τον ποσοτικό προσδιορισμό του φίλτρου Avobenzone παρασκευάστηκαν πρότυπα διαλύματα Avobenzone σε οξικό αιθυλεστέρα για την κατασκευή πρότυπης καμπύλης (Πίν. 10), (Διάγραμμα 2). Πίνακας 10. Συγκέντρωση και απορρόφηση του φίλτρου Avobenzone σε πρότυπα διαλύματα Οξικού Αιθυλεστέρα Συγκεντρώση (mg/ml) V ms (ml) V EthylAcetate (ml) Απορρόφηση 0,01 3-1,181 0,005 1,5 1,5 0,615 0,0025 0,75 2,25 0,311 0,0017 0,5 2,5 0,206 0,001 0,3 2,7 0,

132 Απορρόφηση 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 y = 117,47x + 0,013 R² = 0, ,002 0,004 0,006 0,008 0,01 0,012 [Avobenzone] (mg/ml) Διάγραμμα 2. Πρότυπη καμπύλη Avobenzone σε οξικό αιθυλεστέρα 115

133 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 6.1 Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός σωματιδίων διασπορών των μαρτύρων Οπτικό μικροσκόπιο Μετά την παρασκευή τους, τα συμβατικά γαλακτώματα χωρίς UV-φίλτρα παρατηρήθηκαν στο οπτικό μικροσκόπιο για την παρακολούθηση της πορείας της γαλακτωματοποίησης. Από την Εικόνα 38 φαίνεται ότι τα σωματίδια της διεσπαρμένης φάσης των γαλακτωμάτων είναι κυρίως σφαιρικά. Εικόνα 38. Απεικόνιση των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών γαλακτωμάτων χωρίς UV-φίλτρα των 2/1 α) και 1/2 β) αναλογιών Κατανομή μεγέθους σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών γαλακτωμάτων Η κατανομή μεγέθους σωματιδίων θεωρείται ως το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό για την αξιολόγηση του είδους και της σταθερότητας των γαλακτωμάτων. Στα συμβατικά γαλακτώματα χρησιμοποιήθηκαν οι τιμές της μέσης διαμέτρου σφαίρας ισοδύναμου όγκου (D[4,3]) καθώς και της ομοιομορφίας των δειγμάτων (Uniformity) για το χαρακτηρισμό των δειγμάτων. Η ομοιομορφία είναι το μέτρο της απόλυτης απόκλισης από τη διάμεσο και δείχνει κατά πόσο τα σωματίδια της διασποράς έχουν κοντινές τιμές μεγέθους. Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης (D[4,3]) του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 2/1 (μετά από μία ημέρα παρασκευής) κυμάνθηκε στα 116

134 49,16 μm και η ομοιογένεια (Uniformity) στα 0,5414 και της αναλογίας 1/2 στα 20,18 μm και 0,4105 αντίστοιχα (Πίν. 11) Έλεγχος του μεγέθους και του ζ-δυναμικού των διεσπαρμένων σωματιδίων των νανογαλακτωμάτων Στην περίπτωση των νανογαλακτωμάτων οι παράμετροι που μετρήθηκαν ήταν οι τιμές του μέσου μεγέθους σωματιδίων (Mean size), του δείκτη πολυδιασποράς (PI, Polydispercity index), του ζ-δυναμικού (zeta-potential) και του εύρους της κατανομής (width). Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των νανογαλακτωμάτων (μετά από μία ημέρα παρασκευής) της αναλογίας 2/1 κυμάνθηκε στα 110,4 nm και της αναλογίας 1/2 στα 119 nm. Ο δείκτης πολυδιασποράς PI υποδεικνύει ουσιαστικά τον τρόπο με τον οποίο τα σταγονίδια διασπείρονται στη συνεχή φάση. Χαμηλό PI σημαίνει μονοδιεσπαρμένα γαλακτώματα με υψηλή σταθερότητα, ενώ υψηλό PI πολυδιεσπαρμένα γαλακτώματα με χαμηλή σταθερότητα αντίστοιχα. Η τιμή του δείκτη πολυδιασποράς της αναλογίας 2/1 ήταν ίση με 0,246 και της αναλογίας 1/2 ίση με 0,254. Τέλος, το ζ- δυναμικό κυμάνθηκε στα -66 και -39,9 αντίστοιχα (Πίν. 12). Η υψηλή απόλυτη τιμή του ζ-δυναμικού είναι θετική ένδειξη της σταθερότητας του δείγματος. 6.2 Μελέτη σταθερότητας Φυγοκέντρηση Δείγμα τόσο από τα συμβατικά όσο και από τα νανογαλακτώματα υποβλήθηκαν σε φυγοκέντρηση ύστερα από μία ημέρα παρασκευής. Μετά τη δοκιμασία αυτή παρατηρήθηκε διαχωρισμός των φάσεων των συμβατικών γαλακτωμάτων και των δύο αναλογιών, ενώ τα αντίστοιχα νανογαλακτώματα παρέμειναν σταθερά (Εικ. 39). 117

135 Εικόνα 39. Φωτογραφία των γαλακτωμάτων των δύο αναλογιών χωρίς UV-φίλτρα αμέσως μετά τη φυγοκέντρηση: α) συμβατικά γαλακτώματα με διαχωρισμό φάσεων, β) νανογαλακτώματα σταθερά Επιταχυνόμενη γήρανση Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός Τόσο τα συμβατικά όσο και τα νανογαλακτώματα παρέμειναν σταθερά μετά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης (Πίν. 11 και 12, Εικ. 40, Διαγράμματα 3-11). Πίνακας 11. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών γαλακτωμάτων μετά από επιταχυνόμενη γήρανση Δείγμα t(days) D[4,3] (μm) Uniformity Συμβατικό αναλογίας 2/1 Συμβατικό αναλογίας 1/2 1 49,16 0, ,2 0, ,18 0, ,6 0,3541 Πίνακας 12. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των νανογαλακτωμάτων μετά από επιταχυνόμενη γήρανση Νανογαλάκτωμα αναλογίας 2/1 t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 110,4 ± 2,413 0,246 ± 0, ± 2,82 15, ,7 ± 1,96 0,278 ± 0,002-59,2 ± 5 15,03 Νανογαλάκτωμα αναλογίας 1/2 118

136 D[4,3] (μm) Uniformity t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 119,3 ± 0,8327 0,254 ± 0,007-39,9 ± 1,35 14, ,8 ± 1,609 0,259 ± 0,009-50,2 ± 0,902 12,39 Εικόνα 40. Φωτογραφία των γαλακτωμάτων χωρίς UV-φίλτρα αμέσως μετά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης: τα γαλακτώματα και των δύο αναλογιών παρέμειναν σταθερά t (days) 7 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Διάγραμμα 3. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 2/1 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) 119

137 ζ -potential (mv) Width (mv) Mean size (nm) PI t (days) 7 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 4. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) t (days) Διάγραμμα 5. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) 120

138 Mean size (nm) PI D[4,3] (μm) Uniformity t (days) 7 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Διάγραμμα 6. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 1/2 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) t (days) 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 7. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) 121

139 ζ -potential (mv) Width (mv) t (days) Διάγραμμα 8. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Φύλαξη σε διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης Κατανομή μεγέθους σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών και των νανογαλακτωμάτων Οι μετρήσεις κατανομής μεγέθους και ζ-δυναμικού των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών και των νανογαλακτωμάτων έλαβαν χώρα σε καθένα από τα προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα, όπως αναφερόταν στο πρωτόκολλο (1, 8, 15, 22, 30 ημέρες), με σκοπό να προσδιοριστεί η σταθερότερη αναλογία. Τα αποτελέσματα των συμβατικών γαλακτωμάτων παρουσιάζονται στον Πίνακα 13 και στα Διαγράμματα 9 έως 14. Πίνακας 13. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών γαλακτωμάτων σε διαφορετικές συνθήκες φύλαξης Συμβατικό γαλάκτωμα αναλογίας 2/1 25 ο C 4 ο C 45 ο C t(days) D[4,3] (μm) Uniformity D[4,3] (μm) Uniformity D[4,3] (μm) Uniformity 1 49,16 0, ,16 0, ,16 0, ,51 0, ,12 0, ,13 0,

140 D[4,3] (μm) Uniformity ,34 0, ,17 0, ,07 0,3668 2,61 0, ,13 0, ,22 1,949 Συμβατικό γαλάκτωμα αναλογίας 1/2 25 ο C 4 ο C 45 ο C t(days) D[4,3] (μm) Uniformity D[4,3] (μm) Uniformity D[4,3] (μm) Uniformity 1 20,18 0, ,18 0, ,18 0, ,13 0, ,14 0, ,24 1, , ,31 0, ,71 0, ,69 0,3442 6,31 1, ,07 0, ,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 t (days) Διάγραμμα 9. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) 123

141 D[4,3] (μm) Uniformity D[4,3] (μm) Uniformity t (days) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Διάγραμμα 10. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) t (days) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Διάγραμμα 11. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) 124

142 D[4,3] (μm) Uniformity D[4,3] (μm) Uniformity t (days) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Διάγραμμα 12. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) t (days) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Διάγραμμα 13. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) 125

143 D[4,3] (μm) Uniformity t (days) ,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Διάγραμμα 14. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Στους 25 ο C: Το συμβατικό γαλάκτωμα αναλογίας 2/1 εμφάνισε διαχωρισμό φάσεων κατά τη 15 η ημέρα φύλαξης, ενώ της αναλογίας 1/2 διαχωρίστηκε την 22 η ημέρα (Εικ. 41). Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των 2/1 και 1/2 αναλογιών κυμάνθηκε σε σταθερά επίπεδα γύρω στα 50 και 25 μm αντίστοιχα. Στους 4 ο C: Τα συμβατικά γαλακτώματα παρέμειναν σταθερά σε διάστημα 30 ημερών (Εικ. 42). Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης της αναλογίας 2/1 εμφάνισε σημαντικές μεταβολές με μείωση από 50 σε 10 μm, ενώ της αναλογίας 1/2 κυμάνθηκε σε σταθερά επίπεδα (20 μm). Στους 45 ο C: Η φύλαξη στους 45 ο C οδήγησε σε σημαντικές μεταβολές της κατανομής του μεγέθους της διεσπαρμένης φάσης των γαλακτωμάτων, με μεγαλύτερη διακύμανση τιμών στο γαλάκτωμα της αναλογίας 2/1 (από 50 σε 2 μm). Τα συμβατικά 126

144 γαλακτώματα και των δύο αναλογιών εμφάνισαν ελαιώδη κορυφή και διαχωρισμό φάσεων στις 30 ημέρες φύλαξης (Εικ. 43). Εικόνα 41. Φωτογραφία συμβατικών γαλακτωμάτων σε Τ= 25 ο C: α) το γαλάκτωμα της αναλογίας 2/1 εμφάνισε διαχωρισμό φάσεων τη 15 η ημέρα φύλαξης, β) το γαλάκτωμα της αναλογίας 1/2 εμφάνισε διαχωρισμό φάσεων την 22 η ημέρα Εικόνα 42. Φωτογραφία συμβατικών γαλακτωμάτων σε Τ= 4 ο C: α) το γαλάκτωμα της αναλογίας 2/1 παρέμεινε σταθερό στις 30 ημέρες φύλαξης, β) το γαλάκτωμα της αναλογίας 1/2 παρέμεινε επίσης σταθερό στις 30 ημέρες 127

145 Εικόνα 43. Φωτογραφία συμβατικών γαλακτωμάτων σε Τ= 45 ο C: α) το γαλάκτωμα της αναλογίας 2/1 εμφάνισε ελαιώδη κορυφή στις 30 ημέρες φύλαξης, β) το γαλάκτωμα της αναλογίας 1/2 διαχωρίστηκε επίσης στις 30 ημέρες Τα αντίστοιχα αποτελέσματα των νανογαλακτωμάτων των δύο αναλογιών παρουσιάζονται στον Πίνακα 14 και στα Διαγράμματα 15 έως 26. Πίνακας 14. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των νανογαλακτωμάτων σε διαφορετικές συνθήκες φύλαξης Νανογαλάκτωμα αναλογίας 2/1 25 o C t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 110,4 ± 2,413 0,246 ± 0, ± 2,82 15, ,3 ± 1,358 0,247 ± 0,003-61,4 ± 2,74 16, ,3 ± 0,8043 0,232 ± 0, ± 2,57 15, ,59 ± 1,036 0,225 ± 0,012-60,9 ± 2,75 12, ,97 ± 0,3208 0,228 ± 0,008-31,2 ± 1,55 15,20 4 o C t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 110,4 ± 2,413 0,246 ± 0, ± 2, ,41 ± 5,505 0,272 ± 0,011-48,5 ± 4, ,8 ± 0,4509 0,257 ± 0,004-57,3 ± 0, ± 0,9539 0,261 ± 0,008-50,7 ± 0,814 15,35 12,06 7,02 5,22 128

146 30 101,3 ± 0,3606 0,258 ± 0,013-50,2 ± 0,265 9,19 45 o C t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 110,4 ± 2,413 0,246 ± 0, ± 2,82 15, ,8 ± 1,345 0,275 ± 0,008-50,9 ± 0,723 10, ,72 ± 0,5804 0,302 ± 0,004-61,4 ± 2,45 12, ,9 ± 0,8386 0,461 ± 0,006-54,7 ± 0,551 5, Νανογαλάκτωμα αναλογίας 1/2 25 o C t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 119,3 ± 0,8327 0,254 ± 0,007-39,9 ± 1,35 14, ± 3,035 0,262 ± 0,003-47,7 ± 1,75 12, ,4 ± 1,57 0,25 ± 0, ± 2,87 12, ,9 ± 1,38 0,253 ± 0,003-57,1 ± 3,2 12, o C t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 119,3 ± 0,8327 0,254 ± 0,007-39,9 ± 1,35 14, ,1 ± 1,4 0,264 ± 0, ± 2,90 13, ,4 ± 0,1528 0,261 ± 0,01-52,9 ± 2,14 12, ,4 ± 0,7506 0,258 ± 0,006-61,7 ± 7,53 12, ,48 ± 1,164 0,268 ± 0,006-55,6 ± 3,55 12,65 45 o C t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 119,3 ± 0,8327 0,254 ± 0,007-39,9 ± 1, ,7 ± 1,124 0,271 ± 0,003-50,6 ± 0, ,72 ± 0,1429 0,411 ± 0,004-47,8 ± 1, ,35 ± 1,157 0,102 ± 0,011-45,3 ± 1,70 14,82 11,97 16,91 12,95 129

147 ζ -potential (mv) Width (mv) Mean size (nm) PI , ,2 0,15 0,1 0, t (days) Διάγραμμα 15. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) t (days) Διάγραμμα 16. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) 130

148 ζ -potential (mv) Width (mv) Mean size (nm) PI t (days) ,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 17. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) t (days) Διάγραμμα 18. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) 131

149 ζ -potential (mv) Width (mv) Mean size (nm) PI t (days) ,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 19. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) t (days) Διάγραμμα 20. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 2/1 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) 132

150 ζ -potential (mv) Width (mv) Mean size (nm) PI ,25 0, t (days) 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 21. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) t (days) Διάγραμμα 22. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) 133

151 ζ -potential (mv) Width (mv) Mean size (nm) PI t (days) ,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 23. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) t (days) Διάγραμμα 24. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) 134

152 ζ -potential (mv) Width (mv) Mean size (nm) PI t (days) 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 25. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) t (days) Διάγραμμα 26. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος αναλογίας 1/2 (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Στους 25 ο C: Το νανογαλάκτωμα της αναλογίας 2/1 παρέμεινε σταθερό χωρίς να εμφανίσει μεταβολή φάσεων καθ όλη τη διάρκεια των 30 ημερών, ενώ το νανογαλάκτωμα της αναλογίας 1/2 διαχωρίστηκε την 30 η ημέρα φύλαξης (Εικ. 44). Το μέγεθος των 135

153 σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των νανογαλακτωμάτων κυμάνθηκε γύρω στα 100 nm (Πίν. 14). Στους 4 ο C: Τα νανογαλακτώματα δεν παρουσίασαν μεταβολή φάσεων στις 30 ημέρες (Εικ. 45). Στους 45 ο C: Η φύλαξη στους 45 ο C οδήγησε σε σημαντικές μεταβολές της κατανομής του μεγέθους των διεσπαρμένων σωματιδίων των νανογαλακτωμάτων (μείωση από 120 σε 60 περίπου nm) (Πίν. 14). Τα νανογαλακτώματα εμφάνισαν ελαιώδη κορυφή και διαχωρισμό φάσεων την 30 η ημέρα φύλαξης (Εικ. 46). Εικόνα 44. Φωτογραφία νανογαλακτωμάτων σε Τ= 25 ο C: α) το γαλάκτωμα αναλογίας 2/1 παρέμεινε σταθερό στις 30 ημέρες φύλαξης, β) το γαλάκτωμα της αναλογίας 1/2 εμφάνισε διαχωρισμό φάσεων την 30 η ημέρα φύλαξης 136

154 Εικόνα 45. Φωτογραφία νανογαλακτωμάτων σε Τ= 4 ο C: α) το γαλάκτωμα της αναλογίας 2/1 παρέμεινε σταθερό στις 30 ημέρες φύλαξης, β) το γαλάκτωμα της αναλογίας 1/2 παρέμεινε επίσης σταθερό στις 30 ημέρες Εικόνα 46. Φωτογραφία νανογαλακτωμάτων σε Τ= 45 ο C: α) το γαλάκτωμα της αναλογίας 2/1 εμφάνισε ελαιώδη κορυφή την 30 η ημέρα φύλαξης, β) το γαλάκτωμα της αναλογίας 1/2 εμφάνισε ελαιώδη κορυφή επίσης στις 30 ημέρες 6.3 Επιλογή σταθερότερης αναλογίας για τον εγκλωβισμό των φίλτρων UV ακτινοβολίας Λαμβάνοντας υπ όψιν τα αποτελέσματα της σταθερότητας των μαρτύρων των δύο αναλογιών καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι σταθερότερη είναι η 1/2 αναλογία. Συγκεκριμένα, τα νανογαλακτώματα και των δύο αναλογιών εμφάνισαν συγκρίσιμη σταθερότητα κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης και της φύλαξης σε διαφορετικές συνθήκες θερμοκρασίας για διάστημα 30 ημερών. Έτσι, για την επιλογή της σταθερότερης αναλογίας λήφθηκαν υπ όψιν τα αποτελέσματα της σταθερότητας των συμβατικών γαλακτωμάτων. Το συμβατικό γαλάκτωμα της αναλογίας 1/2 137

155 απέδειξε υψηλότερη σταθερότητα σε όλες τις συνθήκες φύλαξης, ενώ το γαλάκτωμα της αναλογίας 2/1 εμφάνισε μεγαλύτερη διακύμανση στην κατανομή του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης (Πίν. 13). Κατά συνέπεια, η αναλογία 1/2 επιλέχθηκε για τον εγκλωβισμό των UV-φίλτρων. 7.1 Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός σωματιδίων διασπορών των γαλακτωμάτων με UV-φίλτρα Οπτικό μικροσκόπιο Μετά την παρασκευή του, το συμβατικό γαλακτώματα παρατηρήθηκε στο οπτικό μικροσκόπιο για την παρακολούθηση της πορείας της γαλακτωματοποίησης. Από την Εικόνα 47 φαίνεται ότι τα σωματίδια της διεσπαρμένης φάσης του γαλακτώματος είναι κυρίως σφαιρικά. Εικόνα 47. Απεικόνιση των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του συμβατικού γαλακτώματος με UV-φίλτρα Κατανομή μεγέθους σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του συμβατικού γαλακτώματος Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης (D[4,3]) του συμβατικού γαλακτώματος με τα τρία UV-φίλτρα (μετά από μία ημέρα παρασκευής) κυμάνθηκε στα 50,69 μm και η ομοιογένεια (Uniformity) στα 0,6672 (Πίν. 15). 138

156 7.1.3 Έλεγχος του μεγέθους και του ζ-δυναμικού των διεσπαρμένων σωματιδίων των νανογαλακτωμάτων Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του νανογαλακτώματος (μετά από μία ημέρα παρασκευής) κυμάνθηκε στα 163,3 nm και η τιμή του δείκτη πολυδιασποράς στα 0,199. Τέλος το ζ- δυναμικό πήρε τιμή ίση με -51,3 (Πίν. 16). 7.2 Ποσοτικός προσδιορισμός του φίλτρου Avobenzone Στo συμβατικό γαλάκτωμα η συγκέντρωση του φίλτρου Avobenzone (μετά από μία ημέρα παρασκευής) κυμάνθηκε στα 0,784 mg/ml, ενώ στο νανογαλάκτωμα κυμάνθηκε στα 1,172 mg/ml (Πίν. 17). 7.3 Μελέτη σταθερότητας Φυγοκέντρηση Δείγμα τόσο από το συμβατικό όσο και από το νανογαλάκτωμα υποβλήθηκαν σε φυγοκέντρηση ύστερα από μία ημέρα παρασκευής. Μετά τη δοκιμασία αυτή παρατηρήθηκε διαχωρισμός των φάσεων του συμβατικού γαλακτώματος, ενώ το νανογαλάκτωμα παρέμεινε σταθερό (Εικ. 48). 139

157 Εικόνα 48. Φωτογραφία των γαλακτωμάτων με τα τρία UV-φίλτρα αμέσως μετά τη φυγοκέντρηση με σημείωση στην περιοχή του γαλακτώματος που είναι εμφανής η τάση διαχωρισμού Επιταχυνόμενη γήρανση Φυσικοχημικός χαρακτηρισμός Τόσο το συμβατικό όσο και το νανογαλάκτωμα παρέμειναν σταθερά μετά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης (Πίν. 15 και 16, Εικ. 41 και 42, Διαγράμματα 27-29). Πίνακας 15. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του συμβατικού γαλακτώματος μετά από επιταχυνόμενη γήρανση t(days) D[4,3] (μm) Uniformity 1 50,69 0, ,2 0,6582 Πίνακας 16. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του νανογαλακτώματος μετά από επιταχυνόμενη γήρανση t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 163,3 ± 1,305 0,199 ± 0,006 (-51,3) ± 0,300 7, ,5 ± 1,856 0,211 ± 0,006 (-65) ± 0,551 12,72 140

158 D[4,3] (μm) Uniformity Εικόνα 49. Φωτογραφία των γαλακτωμάτων με UV-φίλτρα αμέσως μετά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης: τα γαλακτώματα παρέμειναν σταθερά t (days) 7 0,68 0,66 0,64 0,62 0,6 0,58 0,56 0,54 0,52 0,5 Διάγραμμα 27. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) 141

159 ζ -potential (mv) Width (mv) Mean size (nm) PI t (days) 7 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 28. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) t (days) Διάγραμμα 29. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) Ποσοτικός προσδιορισμός Avobenzone 142

160 Avobenzone (mg/ml) Η συγκέντρωση του φίλτρου Avobenzone παρέμεινε σταθερή μετά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης και στα δύο γαλακτώματα (Πίν. 17, Διάγραμμα 30). Πίνακας 17. Μελέτη χημικής σταθερότητας του ενσωματωμένου φίλτρου Avobenzone στο συμβατικό και στο νανογαλάκτωμα κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης Δείγμα t (days) Συγκέντρωση (mg/ml) Συμβατικό 1 0, , ,172 Νανογαλάκτωμα 7 1,06 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Νανογαλάκτωμα Συμβατικό t (days) Διάγραμμα 30. Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone (κατά τη δοκιμασία της επιταχυνόμενης γήρανσης) σε συμβατικό και νανογαλάκτωμα Φύλαξη σε διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης Κατανομή μεγέθους σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών και των νανογαλακτωμάτων Οι μετρήσεις κατανομής μεγέθους και ζ-δυναμικού των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης των συμβατικών και των νανογαλακτωμάτων με τα UV-φίλτρα έλαβαν χώρα σε καθένα από τα προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα, όπως αναφερόταν στο πρωτόκολλο (1, 8, 15, 22, 30, 60, 90 ημέρες). 143

161 D[4,3] (μm) Uniformity Τα αποτελέσματα των συμβατικών γαλακτωμάτων παρουσιάζονται στον Πίνακα 18 και στα Διαγράμματα 31 έως 33. Πίνακας 18. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του συμβατικού γαλακτώματος σε διαφορετικές συνθήκες φύλαξης 25 ο C 4 ο C 45 ο C t(days) D[4,3] (μm) Uniformity D[4,3] (μm) Uniformity D[4,3] (μm) Uniformity 1 50,69 0, ,69 0, ,69 0, ,52 0, ,15 0, ,43 0, ,92 0, ,16 0, ,13 0, ,86 0, ,75 0, ,01 0, t (days) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Διάγραμμα 31. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) 144

162 D[4,3] (μm) Uniformity D[4,3] (μm) Uniformity ,9 0,8 0, ,6 0,5 0,4 20 0,3 10 0,2 0, t (days) 0 Διάγραμμα 32. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) ,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 t (days) Διάγραμμα 33. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του συμβατικού γαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) 145

163 Στους 25 ο C: Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του συμβατικού γαλακτώματος κυμάνθηκε γύρω στα 50 μm και παρέμεινε σταθερό μέχρι λίγο πριν τη 15 η ημέρα (Πίν. 18). Τότε εμφάνισε διαχωρισμό φάσεων (Εικ. 50). Στους 4 ο C: Το συμβατικό γαλάκτωμα παρέμεινε σταθερό για περίπου 50 ημέρες ενώ εμφάνισε διαχωρισμό φάσεων και ίζημα κατά την 60 η ημέρα φύλαξης (Εικ. 51). Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης κυμάνθηκε μεταξύ 45 και 55 μm (Πίν. 18). Στους 45 ο C: Η φύλαξη στους 45 ο C είναι μια επίπονη δοκιμασία για τα γαλακτώματα και αποτελεί ένδειξη της μακροπρόθεσμης σταθερότητά τους. Το συμβατικό γαλάκτωμα εμφάνισε ελαιώδη κορυφή και διαχωρισμό φάσεων κατά τη 15 η ημέρα φύλαξης (Εικ. 52). Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης κυμάνθηκε γύρω στα 50 μm (Πίν. 18). Εικόνα 50. Φωτογραφία συμβατικού γαλακτώματος σε Τ= 25 ο C με διαχωρισμό φάσεων στις 15 ημέρες φύλαξης 146

164 Εικόνα 51. Φωτογραφία συμβατικού γαλακτώματος σε Τ= 4 ο C με διαχωρισμό φάσεων και σχηματισμό ιζήματος στις 60 ημέρες φύλαξης Εικόνα 52. Φωτογραφία συμβατικού γαλακτώματος σε Τ= 45 ο C με διαχωρισμό φάσεων στις 15 ημέρες φύλαξης Τα αντίστοιχα αποτελέσματα των νανογαλακτωμάτων παρουσιάζονται στον Πίνακα 19 και στα Διαγράμματα 34 έως 39. Πίνακας 19. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του νανογαλακτώματος σε διαφορετικές συνθήκες φύλαξης 25 o C t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 163,3 ± 1,305 0,199 ± 0,006 (-51,3) ± 0,300 7, ,4 ± 0,8505 0,202 ± 0,004 (-67,6) ± 0,651 10,42 147

165 Mean size (nm) PI ,7 ± 3,134 0,179 ± 0,007 (-70,4) ± 1,240 9, ,1 ± 1,970 0,221 ± 0,008 (-44,2) ± 1,980 9, ,1 ± 0,9292 0,19 ± 0,003 (-63,8) ± 1,250 11, ,2 ± 0,8145 0,182 ± 0,007 (-61,7) ± 2,600 14, ,9 ± 0,9292 0,230 ± 0,005 (-32,2) ± 1,650 31,47 4 o C t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 163,3 ± 1,305 0,199 ± 0,006 (-51,3) ± 0,300 7, ,4 ± 0,9866 0,204 ± 0,008 (-69,9) ± 0,808 9, ,8 ± 0,6658 0,208 ± 0,009 (-67,2) ± 1,980 11, ,2 ± 1,587 0,240 ± 0,013 (-53,8) ± 2,110 10, ,2 ± 1,401 0,211 ± 0,011 (-76,1) ± 2,770 14, ,9 ± 0,3786 0,205 ± 0,004 (-68,9) ± 1,810 13, ,2 ± 4,300 0,212 ± 0,014 (-64,7) ± 4,830 11,23 45 o C t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 163,3 ± 1,305 0,199 ± 0,006 (-51,3) ± 0,300 7, ,7 ± 1,401 0,207 ± 0,006 (-63,5) ± 0,800 10, ,6 ± 1,380 0,194 ± 0,011 (-60,5) ± 1,510 8, ,6 ± 2,227 0,227 ± 0,008 (-43) ± 1,980 8, ,5 ± 0, ,183 ± 0,013 (-53,8) ± 1,850 8, ,1 ± 1,422 0,202 ± 0,010 (-49,9) ± 0,656 7, ,5 ± 5,121 0,227 ± 0,013 (-37) ± 1,230 29, t (days) 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 34. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) 148

166 Mean size (nm) PI ζ -potential (mv) Width (mv) t (days) Διάγραμμα 35. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 25 ο C) t (days) 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 36. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) 149

167 Mean size (nm) PI ζ -potential (mv) Width (mv) t (days) Διάγραμμα 37. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 4 ο C) t (days) ,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Διάγραμμα 38. Μελέτη σταθερότητας της διασποράς του μεγέθους των σωματιδίων του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) 150

168 ζ -potential (mv) Width (mv) t (days) Διάγραμμα 39. Μελέτη σταθερότητας του ζ-δυναμικού του νανογαλακτώματος (φύλαξη στους Τ= 45 ο C) Στους 25 ο C: Το νανογαλάκτωμα παρέμεινε σταθερό χωρίς να εμφανίσει μεταβολή φάσεων καθ όλη τη διάρκεια των 90 ημερών (Εικ. 53). Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης κυμάνθηκε από 140 έως 180 nm και το ζ-δυναμικό περίπου στα -60 mv. Κατά την 90 η ημέρα φύλαξης το ζ-δυναμικό κυμάνθηκε στα -30 mv συνοδευόμενο από μεγάλο εύρος (31,5), πράγμα που δείχνει αποσταθεροποίηση του γαλακτώματος (Πίν. 19). Στους 4 ο C: Το νανογαλάκτωμα παρέμεινε σταθερό χωρίς να εμφανίσει μεταβολή φάσεων καθ όλη τη διάρκεια των 90 ημερών (Εικ. 54). Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης κυμάνθηκε από 150 έως 160 nm και το ζ-δυναμικό πήρε τιμές από -50 έως -70 mv (Πίν. 19). 151

169 Στους 45 ο C: Το νανογαλάκτωμα επέδειξε εντυπωσιακή σταθερότητα κατά τη δοκιμασία της θέρμανσης εμφανίζοντας ελαιώδη κορυφή και διαχωρισμό φάσεων μετά την 60 η ημέρα φύλαξης (Εικ. 55). Το μέγεθος των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης κυμάνθηκε από 135 έως 160 nm και το ζ-δυναμικό περίπου από -50 έως -60 mv. Κατά την 90 η ημέρα φύλαξης το ζ-δυναμικού έφτασε στα -37 mv με το εύρος να κυμαίνεται σε υψηλή τιμή (30), πράγμα που δείχνει αποσταθεροποίηση. Το γεγονός αυτό δικαιολογείται καθώς το γαλάκτωμα είχε διαχωριστεί εμφανίζοντας ελαιώδη κορυφή (Πίν. 19). Εικόνα 53: Φωτογραφία νανογαλακτώματος σε Τ= 25 ο C: το γαλάκτωμα παρέμεινε σταθερό στις 90 ημέρες φύλαξης 152

170 Εικόνα 54. Φωτογραφία νανογαλακτώματος σε Τ= 4 ο C: το γαλάκτωμα παρέμεινε σταθερό στις 90 ημέρες φύλαξης 153

171 Εικόνα 55. Φωτογραφία νανογαλακτώματος σε Τ= 45 ο C: το γαλάκτωμα παρέμεινε σταθερό για διάστημα 60 ημερών, ενώ εμφάνισε ελαιώδη κορυφή στις 90 ημέρες φύλαξης 154

172 Avobenzone (mg/ml) Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone στα γαλακτώματα Πίνακας 20. Μελέτη χημικής σταθερότητας του ενσωματωμένου φίλτρου Avobenzone στο συμβατικό και στο νανογαλάκτωμα σε διαφορετικές συνθήκες φύλαξης Συμβατικά γαλακτώματα 25 ο C 4 ο C 45 ο C t (days) Avobenzone (mg/ml) Avobenzone (mg/ml) Avobenzone (mg/ml) 1 0,784 0,784 0, ,23 1,493 0, ,876 1,49 1, , , , ,381 - Νανογαλακτώματα 25 ο C 4 ο C 45 ο C t (days) Avobenzone (mg/ml) Avobenzone (mg/ml) Avobenzone (mg/ml) 1 1,172 1,172 1, ,145 1,159 1, ,405 0,927 1, ,842 1,063 1, ,043 1,063 1, ,988 0,705 1, ,401 1,063 1,309 2,0 Νανογαλάκτωμα Συμβατικό 1,5 1,0 0,5 0, t (days) Διάγραμμα 40. Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone (φύλαξη σε Τ=25 ο C) σε συμβατικό και νανογαλάκτωμα 155

173 Avobenzone (mg/ml) Avobenzone (mg/ml) 2,0 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Νανογαλάκτωμα Συμβατικό t (days) Διάγραμμα 41. Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone (φύλαξη σε Τ= 4 ο C) σε συμβατικό και νανογαλάκτωμα 2,0 Νανογαλάκτωμα Συμβατικό 1,5 1,0 0,5 0, t (days) Διάγραμμα 42. Μελέτη χημικής σταθερότητας του φίλτρου Avobenzone (φύλαξη σε Τ= 45 ο C) σε συμβατικό και νανογαλάκτωμα Στους 25 ο C: Η συγκέντρωση του φίλτρου Avobenzone ήταν περίπου ίση με 1 mg/ml τόσο στο συμβατικό όσο και στο νανογαλάκτωμα, αποδεικνύοντας ότι το φίλτρο ήταν σταθερό κατά το διάστημα που παρέμειναν φυσικοχημικώς σταθερά (15 ημέρες το συμβατικό, 90 ημέρες το νανογαλάκτωμα) (Πίν. 20), (Διάγραμμα 40). 156

174 Στους 4 ο C: Στο συμβατικό γαλάκτωμα το φίλτρο Avobenzone διατηρήθηκε σε σταθερά επίπεδα (περίπου 1 mg/ml) για διάστημα περίπου 60 ημερών, ενώ την 90 η ημέρα φύλαξης ανιχνεύθηκε μόνο το 49% της αρχικής συγκέντρωσης (0,38 mg/ml). Το γεγονός αυτό υποδηλώνει μειωμένη χημική σταθερότητα του φίλτρου στο συμβατικό γαλάκτωμα. Στις 90 ημέρες φύλαξης το συμβατικό γαλάκτωμα εμφάνισε διαχωρισμό φάσεων και ίζημα κι έτσι το αποτέλεσμα πιθανόν να οφείλεται σε αποχωρισμό του φίλτρου από το γαλάκτωμα. Αντίθετα, στο νανογαλάκτωμα το φίλτρο ήταν σταθερό (περίπου 1 mg/ml) σε όλη τη διάρκεια της φύλαξης (90 ημέρες) (Πίν. 20), (Διάγραμμα 41). Στους 45 ο C: Στο συμβατικό γαλάκτωμα το φίλτρο Avobenzone ανιχνεύθηκε σε σταθερή συγκέντρωση μέχρι τη 15 η ημέρα φύλαξης, που παρέμεινε σταθερό το γαλάκτωμα. Το φίλτρο ανιχνεύθηκε σε σταθερή συγκέντρωση στο νανογαλάκτωμα μέχρι και την 90 η ημέρα φύλαξης. Το γεγονός αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό, καθώς η φύλαξη στους 45 ο C αποτελεί ένδειξη της μακροπρόθεσμης σταθερότητάς του (Πίν. 20), (Διάγραμμα 42) Αξιολόγηση της φυσικοχημικής σταθερότητας του συμβατικού και του νανογαλακτώματος που περιέχουν το φίλτρο Avobenzone μετά από ακτινοβόληση Οπτική παρατήρηση των δειγμάτων Στο συμβατικό γαλάκτωμα παρατηρήθηκε διαχωρισμός φάσεων με παράλληλο σχηματισμό ιζήματος μετά τη δοκιμασία της ακτινοβόλησης. Αντίθετα, το νανογαλάκτωμα παρέμεινε σταθερό χωρίς να εμφανίσει τάση διαχωρισμού (Εικ. 56). 157

175 Εικόνα 56. Φωτογραφία του α) συμβατικού και β) νανογαλακτώματος μετά την ακτινοβόληση Κατανομή μεγέθους σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του νανογαλακτώματος Το νανογαλάκτωμα παρέμεινε σταθερό μετά τη δοκιμασία της ακτινοβόλησης (Πίν. 21, Διαγράμματα 43 και 44). Πίνακας 21. Μελέτη σταθερότητας του μεγέθους των σωματιδίων της διεσπαρμένης φάσης του νανογαλακτώματος πριν και μετά την ακτινοβόληση t(days) Mean Size (nm) Polydispersity Index (PI) ζ-potential (mv) Width (mv) 1 160,4 ± 2,743 0,185 ± 0,009 (-64,2) ± 1,8 8, ,8 ± 1,212 0,214 ± 0,007 (-60,4) ± 0,557 10,3 158

ρ Έλενα Κουλλαπή 2014

ρ Έλενα Κουλλαπή 2014 ρ Έλενα Κουλλαπή 2014 Το µεγαλύτερο όργανο του σώµατο Μέση επιφάνεια περίπου 2 m2 Το βάρο του δέρµατο (χωρί το υποδόριο λίπο ) είναι κατά µέσο όρο 4,85 Kgr στον ενήλικο άνδρα και 3,18 Kgr στην ενήλικη

Διαβάστε περισσότερα

ENOTHTA 11. ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΑΣΘΕΝΕΙΕΣ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΤΡΙΧΑΣ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΗΣ

ENOTHTA 11. ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΑΣΘΕΝΕΙΕΣ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΤΡΙΧΑΣ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΗΣ ENOTHTA 11. ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΑΣΘΕΝΕΙΕΣ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΤΡΙΧΑΣ ΤΗΣ ΚΕΦΑΛΗΣ 11.1 Δομή του δέρματος της κεφαλής Διδακτικοί Στόχοι: Να μπορείτε (α) να αναφέρετε τι είναι το δέρμα (β) να αναφέρετε τις στιβάδες

Διαβάστε περισσότερα

ρ Έλενα Κουλλαπή 2014

ρ Έλενα Κουλλαπή 2014 ρ Έλενα Κουλλαπή 2014 Αγγείωση του έρµατο Αρτηρίε Φλέβε Τριχοειδή Λεµφαγγεία Χρησιµεύουν για : Θερµορρύθµιση και Θρέψη του δέρµατο. Το δέρµα αιµατώνεται πολύ καλά από τα αγγεία του υποδέρµατο, τα οποία

Διαβάστε περισσότερα

ΤΟ ΔΕΡΜΑ ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΔΕΡΜΑΤΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ 09/11/2015

ΤΟ ΔΕΡΜΑ ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΔΕΡΜΑΤΟΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ 09/11/2015 ΜΑΘΗΜΑ 1 ο ΤΟ ΔΕΡΜΑ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ ΣΕ ΕΚΤΑΣΗ ΟΡΓΑΝΟ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΠΕΡΙΠΟΥ 1,8 Τ.Μ. ΕΙΝΑΙ ΜΙΑ ΕΛΑΣΤΙΚΗ, ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΠΟΥ ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΕΙ ΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ ΑΠΟ ΧΗΜΙΚΟΥΣ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥΣ ΕΡΕΘΙΣΜΟΥΣ

Διαβάστε περισσότερα

Ευστάθιος Ράλλης. Επίκ. Καθηγητής Δερματολογίας Αφροδ/γίας

Ευστάθιος Ράλλης. Επίκ. Καθηγητής Δερματολογίας Αφροδ/γίας Ευστάθιος Ράλλης Επίκ. Καθηγητής Δερματολογίας Αφροδ/γίας Το δέρμα ενός ανθρώπου: Έκταση: 2 τετραγωνικών μέτρων Βάρος: Ζυγίζει: 4 κιλά Αιμοφόρα αγγεία: Το συνολικό μήκος ξεπερνάει τα 17 χιλιόμετρα Σε κάθε

Διαβάστε περισσότερα

ΤΟ ΔΕΡΜΑ ΑΝΔΡΙΤΣΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΓΑΣΤΡΕΝΤΕΡΟΛΟΓΟΣ - ΗΠΑΤΟΛΟΓΟΣ

ΤΟ ΔΕΡΜΑ ΑΝΔΡΙΤΣΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΓΑΣΤΡΕΝΤΕΡΟΛΟΓΟΣ - ΗΠΑΤΟΛΟΓΟΣ ΤΟ ΔΕΡΜΑ ΑΝΔΡΙΤΣΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΓΑΣΤΡΕΝΤΕΡΟΛΟΓΟΣ - ΗΠΑΤΟΛΟΓΟΣ ΤΟ ΔΕΡΜΑ Το δέρμα είναι ένα λειτουργικό όργανο που καλύπτει όλη την εξωτερική επιφάνεια του σώματος και όπου υπάρχουν οπές συνεχίζεται

Διαβάστε περισσότερα

το μεγαλύτερο ανθρώπινο όργανο ως προς το βάρος του και την επιφάνεια που καλύπτει. 3 κυτταρικές στιβάδες από έξω προς τα έσω Επιδερμίδα χόριο και

το μεγαλύτερο ανθρώπινο όργανο ως προς το βάρος του και την επιφάνεια που καλύπτει. 3 κυτταρικές στιβάδες από έξω προς τα έσω Επιδερμίδα χόριο και το μεγαλύτερο ανθρώπινο όργανο ως προς το βάρος του και την επιφάνεια που καλύπτει. 3 κυτταρικές στιβάδες από έξω προς τα έσω Επιδερμίδα χόριο και υποδόριος ή λιπώδης ιστός δέρμα ενήλικα - έκταση 160 m

Διαβάστε περισσότερα

Πηγή: Life MapDiscovery

Πηγή: Life MapDiscovery ΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΜΗΜΑ ΝΟΣΗΛΕΥΤΙΚΗΣ ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: Γεράσιµος Π. Βανδώρος ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΝΑΤΟΜΙΑΣ ΤΟΥ ΕΡΜΑΤΟΣ Το δέρµα είναι το µεγαλύτερο σε έκταση και όγκο όργανο του ανθρώπινου σώµατος[1] Πριν από

Διαβάστε περισσότερα

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΜΥΝΑΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΜΥΝΑΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΜΥΝΑΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΜΥΝΑΣ Με βάση τη θέση στο ανθρώπινο σώμα Με βάση την ιδιότητα για γενικευμένη ή εξειδικευμένη δράση Εξωτερικοί εσωτερικοί μη ειδικοί μηχανισμοί ειδικοί

Διαβάστε περισσότερα

ΔΑΜΔΑΣ ΙΩΑΝΝΗΣ. Βιολογία A λυκείου. Υπεύθυνη καθηγήτρια: Μαριλένα Ζαρφτζιάν Σχολικό έτος:

ΔΑΜΔΑΣ ΙΩΑΝΝΗΣ. Βιολογία A λυκείου. Υπεύθυνη καθηγήτρια: Μαριλένα Ζαρφτζιάν Σχολικό έτος: ΔΑΜΔΑΣ ΙΩΑΝΝΗΣ Βιολογία A λυκείου Υπεύθυνη καθηγήτρια: Μαριλένα Ζαρφτζιάν Σχολικό έτος: 2013-2014 Ένα αισθητικό σύστημα στα σπονδυλωτά αποτελείται από τρία βασικά μέρη: 1. Τους αισθητικούς υποδοχείς,

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Θέμα: ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΜΟΝΙΜΩΝ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΚΑΙ ΙΣΤΩΝ Μέσος χρόνος πειράματος: 45 λεπτά Α. ΑΝΑΛΩΣΙΜΑ

Διαβάστε περισσότερα

ΙΣΤΟΙ Ως προς τη µορφή και τη λειτουργία τους. Κυτταρική διαφοροποίηση.

ΙΣΤΟΙ Ως προς τη µορφή και τη λειτουργία τους. Κυτταρική διαφοροποίηση. ΙΣΤΟΙ 1. Τα κύτταρα που αποτελούν τον οργανισµό µας, διακρίνονται σε διάφορους τύπους, παρά το γεγονός ότι όλα, τελικώς, προέρχονται από το ζυγωτό, δηλαδή το πρώτο κύτταρο µε το οποίο ξεκίνησε η ζωή µας.

Διαβάστε περισσότερα

ΤΟ ΕΡΜΑ ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Επιφάνεια = περίπου 1,6 τετ. µέτρα Βάρος = περίπου 1/10 του ολικού βάρους του σώµατος Πάχος = περίπου 0,2 χιλ.-2,8χιλ. Χ

ΤΟ ΕΡΜΑ ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Επιφάνεια = περίπου 1,6 τετ. µέτρα Βάρος = περίπου 1/10 του ολικού βάρους του σώµατος Πάχος = περίπου 0,2 χιλ.-2,8χιλ. Χ ΤΟ ΕΡΜΑ ΚΑΙ Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ Η ΑΙΣΘΗΣΗ ΤΗΣ ΑΦΗΣ Βασίλης Αργυρόπουλος Παν/µιο Θεσσαλίας vassargi@uth.gr ΤΟ ΕΡΜΑ ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Επιφάνεια = περίπου 1,6 τετ. µέτρα Βάρος = περίπου 1/10 του ολικού

Διαβάστε περισσότερα

Εργασία στο μάθημα της βιολογίας υπεύθυνη καθηγήτρια : Ζαρφτσιάν Μαρία Ελένη

Εργασία στο μάθημα της βιολογίας υπεύθυνη καθηγήτρια : Ζαρφτσιάν Μαρία Ελένη Εργασία στο μάθημα της βιολογίας υπεύθυνη καθηγήτρια : Ζαρφτσιάν Μαρία Ελένη Εισαγωγή: Το κυκλοφορικό είναι από τα πιο σημαντικά αλλά και από τα πιο ευαίσθητα συστήματα του οργανισμού μας. Τα προβλήματα

Διαβάστε περισσότερα

1. ΑΠΟ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ

1. ΑΠΟ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 1. ΑΠΟ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ ΚΥΤΤΑΡΑ ΚΑΙ ΙΣΤΟΙ Ο ανθρώπινος οργανισμός συνίσταται α- πό τρισεκατομμύρια κύτταρα. Τα κύτταρα αυτά εμφανίζουν σημαντική ποικιλομορφία, που αφορά το μέγεθος,

Διαβάστε περισσότερα

και Μαζικός αδένας Σοφία Χαβάκη,Λέκτορας Εργαστήριο Ιστολογίας Εβρυολογίας, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ

και Μαζικός αδένας Σοφία Χαβάκη,Λέκτορας Εργαστήριο Ιστολογίας Εβρυολογίας, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ έρµα και Μαζικός αδένας Σοφία Χαβάκη,Λέκτορας Εργαστήριο Ιστολογίας Εβρυολογίας, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ ΕΡΜΑ Αποτελεί ένα εκτεταµένο όργανο που επενδύει την εξωτερική επιφάνεια του σώµατος Λειτουργίες Προστασία

Διαβάστε περισσότερα

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΝΟΤΑ ΛΑΖΑΡΑΚΗ - ΙΟΡΔΑΝΗΣ ΣΑΡΑΝΤΟΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Αθήνα 2007 3 4 Π Ρ Ο Λ Ο Γ Ο Σ Η μελέτη των αλληλεπιδράσεων του ανθρώπινου οργανισμού με τον περιβάλλοντα

Διαβάστε περισσότερα

Φύλλο Εργασίας 1: Μετρήσεις μήκους Η μέση τιμή

Φύλλο Εργασίας 1: Μετρήσεις μήκους Η μέση τιμή Φύλλο Εργασίας 1: Μετρήσεις μήκους Η μέση τιμή Φυσικά μεγέθη: Ονομάζονται τα μετρήσιμα μεγέθη που χρησιμοποιούμε για την περιγραφή ενός φυσικού φαινομένου. Τέτοια μεγέθη είναι το μήκος, το εμβαδόν, ο όγκος,

Διαβάστε περισσότερα

ΚΥΤΤΑΡΑ. Καρβουντζή Ηλιάνα (Βιολόγος) 1

ΚΥΤΤΑΡΑ. Καρβουντζή Ηλιάνα (Βιολόγος) 1 ΚΥΤΤΑΡΑ ΖΥΓΩΤΟ: Το πρώτο κύτταρο του οργανισμού από το οποίο με συνεχείς κυτταρικές διαιρέσεις προκύπτουν όλα. ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ: Διαδικασία με την οποία τα κύτταρα αποκτούν διαφορετικά μορφολογικά και λειτουργικά

Διαβάστε περισσότερα

Σήμερα θα μελετήσουμε το δέρμα. Τα μέρη του. Χρησιμότητά του. Διαπερατότητα του. Την αλληλεπίδραση με τα καλλυντικά.

Σήμερα θα μελετήσουμε το δέρμα. Τα μέρη του. Χρησιμότητά του. Διαπερατότητα του. Την αλληλεπίδραση με τα καλλυντικά. Ανασκόπιση Έχουμε πει τί είναι μόρια και άτομα. Έχουμε αναγνωρίσει ποια μόρια διαλύονται στο νερό και ποια όχι βάση των πολικών θέσεων που έχουν. Έχουμε συναντήσει μόρια πολύ μεγάλου μεγέθους (πολυμερή)

Διαβάστε περισσότερα

Ειδικά Αισθητήρια Όργανα

Ειδικά Αισθητήρια Όργανα Ειδικά Αισθητήρια Όργανα Οφθαλμός Σοφία Χαβάκη Λέκτορας Εργαστήριο Ιστολογίας-Εμβρυολογίας ΟΦΘΑΛΜΟΣ ΧΙΤΩΝΕΣ ΟΦΘΑΛΜΙΚΟΥ ΒΟΛΒΟΥ 1. Σκληρός: εξωτερικός ινοκολλαγονώδης χιτώνας 2. Ραγοειδήςήμέσοςήαγγειώδης:

Διαβάστε περισσότερα

Το βάρος του αντιστοιχεί στο 1/6 του συνολικού βάρους του σώματος. Στον ενήλικα η ελεύθερη επιφάνειά του καλύπτει έκταση από 1,2 έως 2,3 m 2.

Το βάρος του αντιστοιχεί στο 1/6 του συνολικού βάρους του σώματος. Στον ενήλικα η ελεύθερη επιφάνειά του καλύπτει έκταση από 1,2 έως 2,3 m 2. Αποτελεί ένα εκτεταμένο όργανο που επενδύει την εξωτερική επιφάνεια του σώματος Το βάρος του αντιστοιχεί στο 1/6 του συνολικού βάρους του σώματος Στον ενήλικα η ελεύθερη επιφάνειά του καλύπτει έκταση από

Διαβάστε περισσότερα

Θοδωρής Μπεχλιβάνης Αναστασία Συμεωνίδου Κατερίνα Παπά

Θοδωρής Μπεχλιβάνης Αναστασία Συμεωνίδου Κατερίνα Παπά Θοδωρής Μπεχλιβάνης Αναστασία Συμεωνίδου Κατερίνα Παπά έχει σχήμα πεπλατυσμένης σφαίρας Η διάμετρος, στον ενήλικα, είναι περίπου 2,5 cm Αποτελείται από τρεις χιτώνες, το σκληρό, το χοριοειδή και τον αμφιβληστροειδή.

Διαβάστε περισσότερα

ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ - ΜΕΡΟΣ Α. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής του οργανισμού μας

ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ - ΜΕΡΟΣ Α. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής του οργανισμού μας ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ - ΜΕΡΟΣ Α Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής του οργανισμού μας Ρόλος του νευρικού συστήματος Το νευρικό σύστημα (Ν.Σ.) ελέγχει, ρυθμίζει και συντονίζει όλες τις λειτουργίες του οργανισμού ανάλογα

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ Μ. ΠΑΥΛΙ ΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ Μ. ΠΑΥΛΙ ΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ Μ. ΠΑΥΛΙ ΗΣ Hράκλειο, εκέμβριος 2011 ΤΥΠΟΙ ΙΣΤΩΝ 1. Eπιθηλιακός Πολυεδρικά κύτταρα που είναι πάρα πολύ στενά συνδεδεμένα και φέρουν ελάχιστη μεσοκυττάρια ουσία 2. Συνδετικός Κύτταρα

Διαβάστε περισσότερα

4. ΛΕΜΦΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ. περιλαμβάνονται ο σπλήνας και ο θύμος αδένας (εικ.4.1). Το λεμφικό σύστημα είναι πολύ σημαντικό γιατί:

4. ΛΕΜΦΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ. περιλαμβάνονται ο σπλήνας και ο θύμος αδένας (εικ.4.1). Το λεμφικό σύστημα είναι πολύ σημαντικό γιατί: ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 4. ΛΕΜΦΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Το λεμφικό σύστημα αποτελείται από τα λεμφαγγεία, τη λέμφο και τους λεμφαδένες. Οι λεμφαδένες είναι δομές που αποτελούνται από εξειδικευμένη μορφή συνδετικού ιστού, το λεμφικό

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Από το κύτταρο στον οργανισμό

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Από το κύτταρο στον οργανισμό ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Από το κύτταρο στον οργανισμό 1o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ - ΓΗ_Α_ΒΙΟ_0_11207, 2o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ - ΓΗ_Α_ΒΙΟ_0_11208 ΘΕΜΑ Δ Το ανθρώπινο σώμα, όπως και το σώμα κάθε πολυκύτταρου οργανισμού αποτελείται από πολλά

Διαβάστε περισσότερα

ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΠΡΟΣΛΗΨΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΑ ΦΥΤΑ

ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΠΡΟΣΛΗΨΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΑ ΦΥΤΑ ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΠΡΟΣΛΗΨΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΤΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΑ ΦΥΤΑ Θερινό εξάμηνο 2011 Ο ρόλος του νερού στο φυτό Βασικότερο συστατικό των ιστών

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΝΕΥΡΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ

Κεφάλαιο 1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΝΕΥΡΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ Κεφάλαιο 1 ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΝΕΥΡΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ 1.1. Εισαγωγή Ο ζωντανός οργανισµός έχει την ικανότητα να αντιδρά σε µεταβολές που συµβαίνουν στο περιβάλλον και στο εσωτερικό του. Οι µεταβολές αυτές ονοµάζονται

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 8 ΟΙ ΙΣΤΟΙ ΤΩΝ ΖΩΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 8 ΟΙ ΙΣΤΟΙ ΤΩΝ ΖΩΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ 75 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 8 ΟΙ ΙΣΤΟΙ ΤΩΝ ΖΩΙΚΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ 76 ΟΙ ΙΣΤΟΙ Όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα εμφανίζουν την ίδια βασική αρχιτεκτονική: εξωτερικά βρίσκεται η πλασματική μεμβράνη, η οποία περιβάλλει το

Διαβάστε περισσότερα

Φυσιολογία Δέρματος. Χριστίνα Αντωνίου. Ομότιμος Καθηγήτρια Ιατρικής Σχολής Παν/μίου Αθηνών

Φυσιολογία Δέρματος. Χριστίνα Αντωνίου. Ομότιμος Καθηγήτρια Ιατρικής Σχολής Παν/μίου Αθηνών Φυσιολογία Δέρματος Χριστίνα Αντωνίου Ομότιμος Καθηγήτρια Ιατρικής Σχολής Παν/μίου Αθηνών Το δέρμα: ένας καθρέφτης υγείας Δέρμα: ορατό όργανο Δερματικές εκδηλώσεις: κλινικά σημεία συστηματικών νόσων Υφή,

Διαβάστε περισσότερα

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ 15/9/2014. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΑΠΟ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ Κύτταρα και ιστοί Όργανα και συστήματα οργάνων

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ 15/9/2014. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΑΠΟ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ Κύτταρα και ιστοί Όργανα και συστήματα οργάνων Κύτταρα και ιστοί: Πλήθος κυττάρων ΒΙΟΛΟΓΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ Ο ανθρώπινος οργανισμός αποτελείται από τρισεκατομμύρια κύτταρα. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΑΠΟ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ Κύτταρα και ιστοί Όργανα και συστήματα οργάνων

Διαβάστε περισσότερα

EPMA & MAZIKOΣ A ENAΣ. επενδύει την εξωτερική επιφάνεια του σώµατος διαφέρει η δοµή του στις διάφορες θέσεις ανάλογα µε την λειτουργία του που είναι

EPMA & MAZIKOΣ A ENAΣ. επενδύει την εξωτερική επιφάνεια του σώµατος διαφέρει η δοµή του στις διάφορες θέσεις ανάλογα µε την λειτουργία του που είναι EPMA & MAZIKOΣ A ENAΣ Tο δέρµα > επενδύει την εξωτερική επιφάνεια του σώµατος διαφέρει η δοµή του στις διάφορες θέσεις ανάλογα µε την λειτουργία του που είναι η προστασία από εξωτερικούς επιβλαβείς παράγοντες

Διαβάστε περισσότερα

Με αφορμή την Ευρωπαϊκή Ημέρα κατά του μελανώματος την 14η Μαΐου 2001, ετοιμάσαμε ένα αφιέρωμα για την

Με αφορμή την Ευρωπαϊκή Ημέρα κατά του μελανώματος την 14η Μαΐου 2001, ετοιμάσαμε ένα αφιέρωμα για την Με αφορμή την Ευρωπαϊκή Ημέρα κατά του μελανώματος την 14η Μαΐου 2001, ετοιμάσαμε ένα αφιέρωμα για την UV ακτινοβολία. Οι δερματολόγοι λένε πως έχει αποδειχθεί μεγάλος ο ρόλος της υπεριώδους ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΤΡΙΩΡΗΣ ΔΙΑΡΚΕΙΑΣ ΣΤΟ 1 0 ΚΕΦΑΛΑΙΟ

ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΤΡΙΩΡΗΣ ΔΙΑΡΚΕΙΑΣ ΣΤΟ 1 0 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ ΤΡΙΩΡΗΣ ΔΙΑΡΚΕΙΑΣ ΣΤΟ 1 0 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΘΕΜΑ 1 0 Α. Στις ερωτήσεις 1-5 να επιλέξετε το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση: 1. Τα βακτήρια διαθέτουν: α. Μιτοχόνδρια β. Ριβοσώματα

Διαβάστε περισσότερα

Η υπεριώδης ακτινοβολία (UV), χωρίζεται στις ζώνες UVA, UVB και UVC. Όλες έχουν διαφορετικές

Η υπεριώδης ακτινοβολία (UV), χωρίζεται στις ζώνες UVA, UVB και UVC. Όλες έχουν διαφορετικές ΟΛΑ ΟΣΑ ΘΑ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΞΕΡΕΤΕ ΓΙΑ ΤΗΝ ΗΛΙΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΗΛΙΟΣ, Ο καλύτερός μας φίλος ο χειρότερός μας εχθρός. Η υπεριώδης ακτινοβολία (UV), χωρίζεται στις ζώνες UVA, UVB και UVC. Όλες έχουν διαφορετικές αρνητικές

Διαβάστε περισσότερα

Η κερατίνη είναι αυτή η οποία κάνει τις τρίχες δυνατές και ελαστικές.

Η κερατίνη είναι αυτή η οποία κάνει τις τρίχες δυνατές και ελαστικές. 11.2 Η Δομή της Τρίχας του τριχωτού της κεφαλής Διδακτικοί Στόχοι: Να μπορείτε (α) να αναφέρετε τι είναι η τρίχα. (β) να αναφέρετε τα δύο μέρη της τρίχας (γ) να αναφέρετε από τα μέρη που αποτελούν τη ρίζα

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ Μ. ΠΑΥΛΙ ΗΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ Μ. ΠΑΥΛΙ ΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑΣ Μ. ΠΑΥΛΙ ΗΣ Hράκλειο, εκέμβριος 2011 ΤΥΠΟΙ ΙΣΤΩΝ 1. Eπιθηλιακός Πολυεδρικά κύτταρα που είναι πάρα πολύ στενά συνδεδεμένα και φέρουν ελάχιστη μεσοκυττάρια ουσία 2. Συνδετικός Κύτταρα

Διαβάστε περισσότερα

Βιολογική αποτρίχωση

Βιολογική αποτρίχωση ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΝΟΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΑΙΣΘΗΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΟΣΜΗΤΟΛΟΓΙΑΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ με θέμα: Βιολογική αποτρίχωση ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ: ΛΕΟΝΤΑΡΙΔΟΥ

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΟ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ. Ένα ταξίδι στις βασικές έννοιες βιολογίας...

ΑΠΟ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ. Ένα ταξίδι στις βασικές έννοιες βιολογίας... ΑΠΟ ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΣΤΟΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟ Ένα ταξίδι στις βασικές έννοιες βιολογίας... Κύτταρο Η βασική δομική και λειτουργική μονάδα που εκδηλώνει το φαινόμενο της ζωής. Πρώτος ο Βρετανός Robert Hooke το 1665 παρατηρώντας

Διαβάστε περισσότερα

IΣTOΛOΓIA. Tα δείγµατα του βιολογικού υλικού λαµβάνονται µε > βελόνες ενδοσκοπικούς σωλήνες εύκαµπτους καθετήρες

IΣTOΛOΓIA. Tα δείγµατα του βιολογικού υλικού λαµβάνονται µε > βελόνες ενδοσκοπικούς σωλήνες εύκαµπτους καθετήρες IΣTOΛOΓIA H ιστολογία κλάδος της ιατρικής που µελετά > υφή βιολογικού υλικού και τους τρόπους που τα επιµέρους συστατικά στοιχεία σχετίζονται µεταξύ τους δοµικά & λειτουργικά Tα δείγµατα του βιολογικού

Διαβάστε περισσότερα

ΒΛΑΒΕΡΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΑΠΟ ΥΨΗΛΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ. Εμμ. Μ. Καραβιτάκης Παιδίατρος

ΒΛΑΒΕΡΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΑΠΟ ΥΨΗΛΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ. Εμμ. Μ. Καραβιτάκης Παιδίατρος ΒΛΑΒΕΡΕΣ ΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΑΠΟ ΥΨΗΛΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ Εμμ. Μ. Καραβιτάκης Παιδίατρος Στοιβάδες δέρματος Επιδερμίδα (τέσσερις στοιβάδες κυττάρων) Χόριο (άφθονα αγγεία και νεύρα) Υποδερμάτιο πέταλο (περιέχει

Διαβάστε περισσότερα

Βιολογία. Γ λυκειου ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

Βιολογία. Γ λυκειου ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Βιολογία Γ λυκειου ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Σειρά: Γενικό Λύκειο Θετικές Επιστήμες Νότα Λαζαράκη, Βιολογία Γ Λυκείου Γενικής Παιδείας Υπεύθυνος έκδοσης: Αποστόλης Αντωνόπουλος Θεώρηση κειμένου: Κυριάκος Εμμανουηλίδης

Διαβάστε περισσότερα

Μικροοργανισμοί. Οι μικροοργανισμοί διακρίνονται σε: Μύκητες Πρωτόζωα Βακτήρια Ιούς

Μικροοργανισμοί. Οι μικροοργανισμοί διακρίνονται σε: Μύκητες Πρωτόζωα Βακτήρια Ιούς Μικροοργανισμοί Οι μικροοργανισμοί διακρίνονται σε: Μύκητες Πρωτόζωα Βακτήρια Ιούς Παθογόνοι μικροοργανισμοί Παθογόνοι μικροοργανισμοί ονομάζονται οι μικροοργανισμοί που χρησιμοποιούν τον άνθρωπο ως ξενιστή

Διαβάστε περισσότερα

1.5 Υπέρυθρη Ακτινοβολία

1.5 Υπέρυθρη Ακτινοβολία 1.5 Υπέρυθρη Ακτινοβολία Το συνεχές φάσμα που παίρνουμε, όταν αναλύουμε με το φασματοσκόπιο το λευκό φως, τελειώνει στο ένα άκρο με ιώδες φως, ενώ στο άλλο με ερυθρό. Όπως φαίνεται στην Εικόνα 10, το ορατό

Διαβάστε περισσότερα

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ ΠΡΟΛΟΓΟΣ 5 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ: ΑΝΑΤΟΜΙΑ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ 7 1.1 Γενικά 8 1.2 Στιβάδες του Δέρματος 10 1.2.1 Επιδερμίδα 10 1.2.2 Χόριο 14 1.2.3 Υπόδερμα ή Υποδόριο Λίπος 17 1.3 Εξαρτήματα

Διαβάστε περισσότερα

1. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

1. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ 1. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΙΑΣΠΟΡΑΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Ως γνωστόν, οι χηµικές ενώσεις προκύπτουν από την ένωση δύο ή περισσοτέρων στοιχείων, οπότε και έχουµε σηµαντική µεταβολή του ενεργειακού περιεχοµένου του συστήµατος.

Διαβάστε περισσότερα

ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΚΟ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΚΟ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΚΛΟΦΟΡΙΚΟ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ 1ο 1. Ποιος είναι ο ρόλος των ερυθρών κυττάρων του αίματος; α. μεταφέρουν οξυγόνο σε όλο το σώμα β. μεταφέρουν θρεπτικά συστατικά, άλατα, ορμόνες και πρωτεΐνες γ. μεταφέρουν

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΥΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΥΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο : ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΥΓΕΙΑ ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΥΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ Ερώτηση 1 Τι ορίζουμε ως ομοιόσταση; Ομοιόσταση είναι η ικανότητα του

Διαβάστε περισσότερα

Αισθητήρια όργανα. Μιχάλης Ζωγραφάκης Σφακιανάκης Καθηγητής Εφαρμογών Νοσηλευτικής ΤΕΙ Κρήτης

Αισθητήρια όργανα. Μιχάλης Ζωγραφάκης Σφακιανάκης Καθηγητής Εφαρμογών Νοσηλευτικής ΤΕΙ Κρήτης Αισθητήρια όργανα Μιχάλης Ζωγραφάκης Σφακιανάκης Καθηγητής Εφαρμογών Νοσηλευτικής ΤΕΙ Κρήτης Αισθητήρια όργανα Δέρμα Γλώσσα Μύτη Μάτι Αυτί Δέρμα Μελανοκύτταρα χόριο Σμηγματογόνοι αδένες Ορθωτήρας μυς των

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ 1. Εισαγωγή. Η ενέργεια, όπως είναι γνωστό από τη φυσική, διαδίδεται με τρεις τρόπους: Α) δι' αγωγής Β) δια μεταφοράς Γ) δι'ακτινοβολίας Ο τελευταίος τρόπος διάδοσης

Διαβάστε περισσότερα

ΑΥΤΟΝΟΜΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (ΑΝΣ) ΠΑΥΛΟΣ Γ. ΚΑΤΩΝΗΣ ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ

ΑΥΤΟΝΟΜΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (ΑΝΣ) ΠΑΥΛΟΣ Γ. ΚΑΤΩΝΗΣ ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ ΑΥΤΟΝΟΜΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (ΑΝΣ) ΠΑΥΛΟΣ Γ. ΚΑΤΩΝΗΣ ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΚΡΗΤΗΣ ΑΥΤΟΝΟΜΟ ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ (ΑΝΣ) ΑΝΣ ΚΙΝΗΤΙΚΑ ΝΕΥΡΑ (λείοι μύες, καρδιακός μυς, αδένες) (Σπλαχνικά Νεύρα)

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ Οι οργανισμοί εξασφαλίζουν ενέργεια, για τις διάφορες λειτουργίες τους, διασπώντας θρεπτικές ουσίες που περιέχονται στην τροφή τους. Όμως οι φωτοσυνθετικοί

Διαβάστε περισσότερα

Βιολογία Α Λυκείου Κεφ. 3. Κυκλοφορικό Σύστημα. Καρδιά Αιμοφόρα αγγεία Η κυκλοφορία του αίματος Αίμα

Βιολογία Α Λυκείου Κεφ. 3. Κυκλοφορικό Σύστημα. Καρδιά Αιμοφόρα αγγεία Η κυκλοφορία του αίματος Αίμα Βιολογία Α Λυκείου Κεφ. 3 Κυκλοφορικό Σύστημα Καρδιά Αιμοφόρα αγγεία Η κυκλοφορία του αίματος Αίμα Η μεταφορά των θρεπτικών ουσιών στα κύτταρα και των ιστών και η απομάκρυνση από αυτά των άχρηστων γίνεται

Διαβάστε περισσότερα

Φασματοφωτομετρία. Φασματοφωτομετρία είναι η τεχνική στην οποία χρησιμοποιείται φως για τη μέτρηση της συγκέντρωσης χημικών ουσιών.

Φασματοφωτομετρία. Φασματοφωτομετρία είναι η τεχνική στην οποία χρησιμοποιείται φως για τη μέτρηση της συγκέντρωσης χημικών ουσιών. Φασματοφωτομετρία Φασματοφωτομετρία είναι η τεχνική στην οποία χρησιμοποιείται φως για τη μέτρηση της συγκέντρωσης χημικών ουσιών. Το λευκό φως που φτάνει από τον ήλιο περιέχει φωτόνια που πάλλονται σε

Διαβάστε περισσότερα

Μετωπιαίο, Σφηνοειδές, Ηθμοειδές, Δακρυϊκό, Άνω γνάθος, Ζυγωματικό, Υπερώιο

Μετωπιαίο, Σφηνοειδές, Ηθμοειδές, Δακρυϊκό, Άνω γνάθος, Ζυγωματικό, Υπερώιο Μετωπιαίο, Σφηνοειδές, Ηθμοειδές, Δακρυϊκό, Άνω γνάθος, Ζυγωματικό, Υπερώιο Οφρύς Βλέφαρα Βλεφαρίδες Βλεφαρικοί και Σμηγματογόνοι αδένες των βλεφάρων Ανελκτήρας μυς του άνω βλεφάρου Σφιγκτήρας μυς των

Διαβάστε περισσότερα

[ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΛΛΥΝΤΙΚΩΝ]

[ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΛΛΥΝΤΙΚΩΝ] 2017 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΡΙΑ ΚΑΡΑΚΑΣΙΔΟΥ ΓΙΩΤΑ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ ΒΟΗΘΟΣ ΦΑΡΜΑΚΕΙΟΥ ΤΩΝ ΔΙΕΚ [ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΛΛΥΝΤΙΚΩΝ] Οι παρούσες σημειώσεις είναι πνευματική ιδιοκτησία της συγγραφέως. H αναπαραγωγή,

Διαβάστε περισσότερα

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΡΙΣΜΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΡΙΣΜΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ΟΡΙΣΜΟΙ ΦΥΣΙΚΗΣ Β ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ Τα σημαντικότερα στοιχεία της επιστημονικής μεθόδου είναι η παρατήρηση, η υπόθεση, το πείραμα, η γενίκευση και η πρόβλεψη νέων φαινομένων. Για να μελετήσουμε πλήρως

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Θέμα: ΜΙΚΡΟΣΚΟΠΙΚΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΜΟΝΙΜΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΑΣΜΑΤΟΣ ΑΙΜΑΤΟΣ (άσκηση 4 του εργαστηριακού οδηγού) Μέσος χρόνος πειράματος:

Διαβάστε περισσότερα

Από το κύτταρο στον οργανισμό. Κεφάλαιο 1ο

Από το κύτταρο στον οργανισμό. Κεφάλαιο 1ο Από το κύτταρο στον οργανισμό Κεφάλαιο 1ο Ι. Ανάμεσα στους μεικτούς αδένες του ανθρώπινου οργανισμού περιλαμβάνεται και το πάγκρεας. α) Ποια είναι τα προϊόντα που παράγει το πάγκρεας (παγκρεατικό υγρό,

Διαβάστε περισσότερα

πρωτεΐνες πολυμερείς ουσίες δομούν λειτουργούν λευκώματα 1.Απλές πρωτεΐνες 2.Σύνθετες πρωτεΐνες πρωτεΐδια μη πρωτεϊνικό μεταλλοπρωτεΐνες

πρωτεΐνες πολυμερείς ουσίες δομούν λειτουργούν λευκώματα 1.Απλές πρωτεΐνες 2.Σύνθετες πρωτεΐνες πρωτεΐδια μη πρωτεϊνικό μεταλλοπρωτεΐνες ΠΡΩΤΕΙΝΕΣ Οι πρωτεΐνες είναι πολυμερείς ουσίες με κυρίαρχο και πρωταρχικό ρόλο στη ζωή. Πρωτεΐνες είναι οι ουσίες που κυρίως δομούν και λειτουργούν τους οργανισμούς. Λέγονται και λευκώματα λόγω του λευκού

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΣΩΜΑΤΙΚΕΣ ΑΙΣΘΗΣΕΙΣ

ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΣΩΜΑΤΙΚΕΣ ΑΙΣΘΗΣΕΙΣ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ ΣΩΜΑΤΙΚΕΣ ΑΙΣΘΗΣΕΙΣ ΑΙΣΘΗΤΙΚΟΙ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ (συγκεντρωμένοι ή διάσπαρτοι) ΝΕΥΡΙΚΕΣ ΟΔΟΙ ΕΓΚΕΦΑΛΙΚΟΣ ΦΛΟΙΟΣ Ειδικά κύτταρα - υποδοχείς, ευαίσθητα στις αλλαγές αυτές, είναι τα κύρια μέσα συλλογής

Διαβάστε περισσότερα

Κυκλοφορικό Σύστηµα. Σοφία Χαβάκη. Λέκτορας

Κυκλοφορικό Σύστηµα. Σοφία Χαβάκη. Λέκτορας Κυκλοφορικό Σύστηµα Σοφία Χαβάκη Λέκτορας Εργαστήριο Ιστολογίας Εβρυολογίας, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ Κυκλοφορικό Σύστηµα Αιµοφόροκυκλοφορικό σύστηµα Λεµφoφόροκυκλοφορικό σύστηµα Αιµοφόρο Κυκλοφορικό Σύστηµα

Διαβάστε περισσότερα

ΌΡΑΣΗ. Εργασία Β Τετράμηνου Τεχνολογία Επικοινωνιών Μαρία Κόντη

ΌΡΑΣΗ. Εργασία Β Τετράμηνου Τεχνολογία Επικοινωνιών Μαρία Κόντη ΌΡΑΣΗ Εργασία Β Τετράμηνου Τεχνολογία Επικοινωνιών Μαρία Κόντη Τι ονομάζουμε όραση; Ονομάζεται μία από τις πέντε αισθήσεις Όργανο αντίληψης είναι τα μάτια Αντικείμενο αντίληψης είναι το φως Θεωρείται η

Διαβάστε περισσότερα

Αιωρήματα & Γαλακτώματα

Αιωρήματα & Γαλακτώματα Αιωρήματα & Γαλακτώματα Εαρινό εξάμηνο Ακ. Έτους 2015-16 Μάθημα 9ο 5 May 2017 Αιωρήματα Γαλακτώματα 1 Στρατηγική δοσολογίας (Για άλατα μετάλλων τα οποία υδρολύονται ) Περιοχές δραστικότητας: Περιοχή 1:

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΝΤΡΟ ΦΥΣΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ Ν. ΜΑΓΝΗΣΙΑΣ ( Ε.Κ.Φ.Ε ) ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Θέμα: ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΣΤΟΜΑΤΩΝ ΦΥΛΛΩΝ, ΚΑΤΑΦΡΑΚΤΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΚΑΙ ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΩΝ (άσκηση 4 του εργαστηριακού οδηγού) Μέσος χρόνος

Διαβάστε περισσότερα

ρ Ελενα Κουλλαπή 2014

ρ Ελενα Κουλλαπή 2014 ρ Ελενα Κουλλαπή 2014 Κυρτέ κερατίνε πλάκε. Καλύπτουν τη ραχιαία επιφάνεια του τελευταίου τµήµατο των δακτύλων. Το χρώµα του είναι υπόλευκο ή ελαφρώ ρόδινο (οφείλεται στι αγκύλε των αγγείων του χορίου,

Διαβάστε περισσότερα

Θερμολυπόλυση από την Hydrosun

Θερμολυπόλυση από την Hydrosun Θερμολυπόλυση από την Hydrosun Η Υπερθερμική Συσκευή με Φίλτρο Νερού Το Ηydrosun Ιrradiator είναι ένα νέο σύστημα υπέρυθρης ακτινοβολίας Α με φίλτρο νερού (wira). Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τοπική

Διαβάστε περισσότερα

ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΝΟΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΑΙΣΘΗΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΟΣΜΗΤΟΛΟΓΙΑΣ ΕΝΥΔΑΤΩΣΗ

ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΝΟΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΑΙΣΘΗΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΟΣΜΗΤΟΛΟΓΙΑΣ ΕΝΥΔΑΤΩΣΗ ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΩΝ ΥΓΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΝΟΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΑΙΣΘΗΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΚΟΣΜΗΤΟΛΟΓΙΑΣ ΕΝΥΔΑΤΩΣΗ ΙΝΕΣΣΑ ΒΑΣΙΛΙΔΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2012 ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΑΝΘΡΩΠΟΥ Μάθημα 7 Το κυκλοφορικό μας σύστημα

ΒΑΣΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΑΝΘΡΩΠΟΥ Μάθημα 7 Το κυκλοφορικό μας σύστημα jk ΒΑΣΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΑΝΘΡΩΠΟΥ Μάθημα 7 Το κυκλοφορικό μας σύστημα Εισαγωγή στο Κυκλοφορικό μας Σύστημα (ΚΣ) Το ΚΣ αποτελείται από - τα αιμοφόρα αγγεία την καρδιά Αέρας που εισπνέουμε Αέρας που εκπνέουμε

Διαβάστε περισσότερα

Bιολογία γενικής παιδείας

Bιολογία γενικής παιδείας Bιολογία γενικής παιδείας Α1. 1. δ 2. α 3. β 4. δ ΘΕΜΑ Α Α2. ΟΛΑ ΚΑΠΟΙΑ Τοξίνες + Πλασματική μεμβράνη + Κυτταρικό τοίχωμα + Αποικίες + Κάψα + Πλασμίδια + Μαστίγια + Ριβοσώματα + Πυρηνοειδές + Ενδοσπόρια

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΙΚΕΣ ΔΟΜΕΣ - ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΔΟΜΕΣ - ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΤΕΙ ΠΑΤΡΑΣ ΤΜΗΜΑ ΝΟΣΗΛΕΥΤΙΚΗΣ ΑΝΑΤΟΜΙΑ I ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ : Γεράσιμος Π. Βανδώρος ΒΑΣΙΚΕΣ ΔΟΜΕΣ - ΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ Οι βασικές δομές που εξετάζουμε στην ανατομία μπορούν ιεραρχικά να ταξινομηθούν ως εξής:

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΥΓΕΙΑ. «Κάλλιον του θεραπεύειν το προλαμβάνειν». Ιπποκράτης

ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΥΓΕΙΑ. «Κάλλιον του θεραπεύειν το προλαμβάνειν». Ιπποκράτης ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΥΓΕΙΑ «Κάλλιον του θεραπεύειν το προλαμβάνειν». Ιπποκράτης 1.1 ΠΑΡAΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΗΝ ΥΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ Ο άνθρωπος περιβάλλον συνεχώς μεταβάλλεται Μηχανισμοί που διατηρούν σταθερό

Διαβάστε περισσότερα

ρ Έλενα Κουλλαπή 2014

ρ Έλενα Κουλλαπή 2014 ρ Έλενα Κουλλαπή 2014 1. Οι τρίχε 2. Τα νύχια Οι αδένε (σµηγµατογόνοι, ιδρωτοποιοί, 3. Οι αδένε (σµηγµατογόνοι, ιδρωτοποιοί, µαζικοί) Τρίχε Ελαστικά, κυλινδρικά νηµάτια από σκληρή κερατίνη ουσία Προέρχονται

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΑΣΜΕΙΟΣ ΕΛΛΗΝΟΓΕΡΜΑΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ

ΕΡΑΣΜΕΙΟΣ ΕΛΛΗΝΟΓΕΡΜΑΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΕΡΑΣΜΕΙΟΣ ΕΛΛΗΝΟΓΕΡΜΑΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ Ιδιωτικό Γενικό Λύκειο Όνομα: Ημερομηνία:././2014 ΤΑΞΗ : A Λυκείου ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Από το κύτταρο στον οργανισμό ΒΙΟΛΟΓΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟ

Διαβάστε περισσότερα

Ερωτήσεις θεωρίας. 1ο Κεφάλαιο Από το κύτταρο στον οργανισμό

Ερωτήσεις θεωρίας. 1ο Κεφάλαιο Από το κύτταρο στον οργανισμό Ερωτήσεις θεωρίας 1ο Κεφάλαιο Από το κύτταρο στον οργανισμό 1. Ποια είναι τα βασικά είδη ιστών του ανθρώπινου οργανισμού; Τα βασικά είδη ιστών του ανθρώπινου οργανισμού είναι ο επιθηλιακός, ο μυικός, ο

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 8 (ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ) ΦΑΣΜΑΤΟΦΩΤΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ Με τον όρο αυτό ονοµάζουµε την τεχνική ποιοτικής και ποσοτικής ανάλυσης ουσιών µε βάση το µήκος κύµατος και το ποσοστό απορρόφησης της ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

Επίδραση εξωγενών παραγόντων στο δέρμα

Επίδραση εξωγενών παραγόντων στο δέρμα Επίδραση εξωγενών παραγόντων στο δέρμα Επίδραση εξωγενών παραγόντων στο δέρμα Οι παράγοντες που ασκούν επίδραση στο δέρμα είναι: 1)Η τριβή και η πίεση 2)οι τραυματισμοί 3)η θερμότητα και το ψύχος 4)η ηλιακή

Διαβάστε περισσότερα

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΘΕΩΡΙΑΣ 2 ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΘΕΩΡΙΑΣ Από τι αποτελείται ο ανθρώπινος οργανισμός; Ο ανθρώπινος οργανισμός αποτελείται από περίπου 10 τρισεκατομμύρια κύτταρα, που οργανώνονται σε ιστούς, οι ιστοί σε όργανα και τα όργανα

Διαβάστε περισσότερα

Πειραµατική Εργοφυσιολογία

Πειραµατική Εργοφυσιολογία Πειραµατική Εργοφυσιολογία Θερμορύθμιση Βασίλης Πασχάλης Επίκουρος καθηγητής ΤΕΦΑΑ - ΕΚΠΑ Θερμική ισορροπία Δυναμική ισορροπία μεταξύ παραγόντων που προσδίδουν και αφαιρούν θερμότητα: Βασικός μεταβολισμός,

Διαβάστε περισσότερα

Κροκίδωση - Συσσωµάτωση

Κροκίδωση - Συσσωµάτωση ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΝΕΡΟΥ ΚΑΙ ΥΓΡΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ Αχαρνών 364 & Γλαράκι 10Β, Αθήνα, 11145 Τηλ: 211 1820 163-4-5 Φαξ: 211 1820 166 e-mail: enerchem@enerchem.gr web site: www.enerchem.gr Κροκίδωση - Συσσωµάτωση Πηγή:

Διαβάστε περισσότερα

Εγκέφαλος-Αισθητήρια Όργανα και Ορμόνες. Μαγδαληνή Γκέιτς Α Τάξη Γυμνάσιο Αμυγδαλεώνα

Εγκέφαλος-Αισθητήρια Όργανα και Ορμόνες. Μαγδαληνή Γκέιτς Α Τάξη Γυμνάσιο Αμυγδαλεώνα Εγκέφαλος-Αισθητήρια Όργανα και Ορμόνες O εγκέφαλος Ο εγκέφαλος είναι το κέντρο ελέγχου του σώματος μας και ελέγχει όλες τις ακούσιες και εκούσιες δραστηριότητες που γίνονται μέσα σε αυτό. Αποτελεί το

Διαβάστε περισσότερα

AΙΣΘΗΤΙΚΟΤΗΤΑ 1. ΑΙΣΘΗΤΙΚΟΤΗΤΑ-ΑΙΣΘΗΤΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ-ΑΙΣΘΗΤΙΚΟΙ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ- ΑΙΣΘΗΣΗ

AΙΣΘΗΤΙΚΟΤΗΤΑ 1. ΑΙΣΘΗΤΙΚΟΤΗΤΑ-ΑΙΣΘΗΤΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ-ΑΙΣΘΗΤΙΚΟΙ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ- ΑΙΣΘΗΣΗ AΙΣΘΗΤΙΚΟΤΗΤΑ 1. ΑΙΣΘΗΤΙΚΟΤΗΤΑ-ΑΙΣΘΗΤΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ-ΑΙΣΘΗΤΙΚΟΙ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ- ΑΙΣΘΗΣΗ Αισθητικότητα ονομάζεται η ικανότητα να αντιλαμβανόμαστε αφενός το εξωτερικό μας περιβάλλον και το ίδιο μας το σώμα,

Διαβάστε περισσότερα

Μυικός ιστός Συσταλτά κύτταρα. Κυκλοφορικό Σύστημα. Αθανάσιος Κοτσίνας, Επικ. Καθηγητής. Εργαστήριο Ιστολογίας Εβρυολογίας, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ

Μυικός ιστός Συσταλτά κύτταρα. Κυκλοφορικό Σύστημα. Αθανάσιος Κοτσίνας, Επικ. Καθηγητής. Εργαστήριο Ιστολογίας Εβρυολογίας, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ Μυικός ιστός Συσταλτά κύτταρα Κυκλοφορικό Σύστημα Αθανάσιος Κοτσίνας, Επικ. Καθηγητής Εργαστήριο Ιστολογίας Εβρυολογίας, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΣΥΣΤΑΛΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ 1. Μυϊκά 2. Μυοεπιθηλιακά 3. Περικύτταρα

Διαβάστε περισσότερα

ΦΑΣΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ

ΦΑΣΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ: Τα άτομα έχουν διακριτές ενεργειακές στάθμες Τα άτομα και μόρια, βρίσκονται σε διακριτές ενεργειακές στάθμες και Υφίστανται μεταβάσεις μεταξύ αυτών των ενεργειακών σταθμών όταν αλληλεπιδρούν

Διαβάστε περισσότερα

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΟΡΙΩΝ. Στοιχείο O C H N Ca P K S Na Mg περιεκτικότητα % ,5 1 0,35 0,25 0,15 0,05

ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΟΡΙΩΝ. Στοιχείο O C H N Ca P K S Na Mg περιεκτικότητα % ,5 1 0,35 0,25 0,15 0,05 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ Βιοχημεία: είναι η επιστήμη που ασχολείται με τη μελέτη των οργανικών ενώσεων που συναντώνται στον οργανισμό, καθώς και με τον μεταβολισμό τους. ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΒΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΜΟΡΙΩΝ 108 στοιχεία

Διαβάστε περισσότερα

Dectro International. Dectro International reserved.2010. www.dectro.com

Dectro International. Dectro International reserved.2010. www.dectro.com APILUX 2G APL Η Dectro,με την άριστη τεχνογνωσία στην αντιμετώπιση της τριχοφιύας,πιστεύοντας ότι η τεχνολογία της επιτρέπει πλέον να κατασκευάσει ένα αποτελεσματικό και αξιόπιστο μηχάνημα φωτόλυσης, χρηματοδότησε

Διαβάστε περισσότερα

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ: Τα άτομα έχουν διακριτές ενεργειακές στάθμες ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΦΑΣΜΑΤΑ

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ: Τα άτομα έχουν διακριτές ενεργειακές στάθμες ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΦΑΣΜΑΤΑ ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ: Τα άτομα έχουν διακριτές ενεργειακές στάθμες ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΑ ΦΑΣΜΑΤΑ Ένα σημαντικό αποτέλεσμα της κβαντομηχανικής θεωρίας είναι ότι τα μόρια, όχι μόνο βρίσκονται σε διακριτές ενεργειακές

Διαβάστε περισσότερα

Κωνσταντίνος Π. (Β 2 ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

Κωνσταντίνος Π. (Β 2 ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Κωνσταντίνος Π. (Β 2 ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ Βιοενεργητική είναι ο κλάδος της Βιολογίας που μελετά τον τρόπο με τον οποίο οι οργανισμοί χρησιμοποιούν ενέργεια για να επιβιώσουν και να υλοποιήσουν τις

Διαβάστε περισσότερα

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ. Αυτότροφοι και ετερότροφοι οργανισμοί. Καρβουντζή Ηλιάνα Βιολόγος

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ. Αυτότροφοι και ετερότροφοι οργανισμοί. Καρβουντζή Ηλιάνα Βιολόγος ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ Αυτότροφοι και ετερότροφοι οργανισμοί Η ζωή στον πλανήτη μας στηρίζεται στην ενέργεια του ήλιου. Η ενέργεια αυτή εκπέμπεται με τη μορφή ακτινοβολίας. Ένα πολύ μικρό μέρος αυτής της ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

9. ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΝΕΥΡΙΚΩΝ. Νευρώνες

9. ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΝΕΥΡΙΚΩΝ. Νευρώνες 9. ΝΕΥΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Το νευρικό σύστημα μαζί με το σύστημα των ενδοκρινών αδένων συμβάλλουν στη διατήρηση σταθερού εσωτερικού περιβάλλοντος (ομοιόσταση), ελέγχοντας και συντονίζοντας τις λειτουργίες των

Διαβάστε περισσότερα

Φλεγμονή. Α. Χατζηγεωργίου Επίκουρος Καθηγητής Φυσιολογίας Ιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ

Φλεγμονή. Α. Χατζηγεωργίου Επίκουρος Καθηγητής Φυσιολογίας Ιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ Φλεγμονή Α. Χατζηγεωργίου Επίκουρος Καθηγητής Φυσιολογίας Ιατρικής Σχολής ΕΚΠΑ Μη ειδική ανοσολογική άμυνα ΑΝΑΤΟΜΙΚΟΙ ΦΡΑΓΜΟΙ Φυσικοί: δέρμα, βλεννογόνοι, βλέννα, βήχας Χημικοί: λυσοζύμη, αντιμικροβιακά

Διαβάστε περισσότερα

Αισθητήρια όργανα Αισθήσεις

Αισθητήρια όργανα Αισθήσεις Βιολογία Α Λυκείου Κεφ. 10 Αισθητήρια όργανα Αισθήσεις Ειδικές Αισθήσεις Όραση Ακοή Δομή του οφθαλμικού βολβού Οφθαλμικός βολβός Σκληρός χιτώνας Χοριοειδής χιτώνας Αμφιβληστροειδής χιτώνας Μ.Ντάνος Σκληρός

Διαβάστε περισσότερα

Το μυϊκό σύστημα αποτελείται από τους μύες. Ο αριθμός των μυών του μυϊκού συστήματος ανέρχεται στους 637. Οι μύες είναι όργανα για τη σωματική

Το μυϊκό σύστημα αποτελείται από τους μύες. Ο αριθμός των μυών του μυϊκού συστήματος ανέρχεται στους 637. Οι μύες είναι όργανα για τη σωματική Μύες Το μυϊκό σύστημα αποτελείται από τους μύες. Ο αριθμός των μυών του μυϊκού συστήματος ανέρχεται στους 637. Οι μύες είναι όργανα για τη σωματική κινητικότητα, την σπλαχνική κινητικότητα και τη κυκλοφορία

Διαβάστε περισσότερα

ΤΟ ΔΕΡΜΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ 09/11/2015

ΤΟ ΔΕΡΜΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ ΙΣΤΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΔΕΡΜΑΤΟΣ 09/11/2015 ΜΑΘΗΜΑ 1 ο ΤΟ ΔΕΡΜΑ ΜΕΜΒΡΑΝΗ ΠΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΕΙ ΟΛΟΚΛΗΡΟ ΤΟ ΣΩΜΑ ΣΤΑ ΦΥΣΙΚΑ ΣΤΟΜΙΑ (ΣΤΟΜΑ, ΜΥΤΗ, ΜΑΤΙΑ, ΠΡΩΚΤΟΣ, ΓΕΝΝΗΤΙΚΑ ΟΡΓΑΝΑ) ΜΕΤΑΤΡΕΠΕΤΑΙ ΣΤΟΥΣ ΒΛΕΝΝΟΓΟΝΟΥΣ ΤΩΝ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΩΝ ΚΟΙΛΟΤΗΤΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ

Διαβάστε περισσότερα

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 2. ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 2. ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών Ιωάννα Δ. Αναστασοπούλου Βασιλική Δρίτσα ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ 2. ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΚΕΦΑΛΑΙΩΝ 1-7-8

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΚΕΦΑΛΑΙΩΝ 1-7-8 ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΚΕΦΑΛΑΙΩΝ 1-7-8 Α. ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΑΠΛΗΣ ΕΠΙΛΟΓΗΣ 1. Στον ανθρώπινο οργανισµό a) όλα τα κύτταρα έχουν το ίδιο σχήµα και την ίδια λειτουργία b) υπάρχουν κύτταρα µε το ίδιο σχήµα και την ίδια λειτουργία

Διαβάστε περισσότερα

8 η Παρουσίαση Εισαγωγή στο Αίμα

8 η Παρουσίαση Εισαγωγή στο Αίμα ΠΑΠΑΓΙΑΝΝΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΕΠΙΚΟΥΡΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΩΝ 8 η Παρουσίαση Εισαγωγή στο Αίμα ΠΗΓΕΣ :ADAM,AMERICAN SOCIETY OF HEMATOLOGY, www.blood.co.uk Συστατικά του κυκλοφορικού

Διαβάστε περισσότερα

ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΠΟΥ ΕΙΝΑΙ ΥΠΕΥΘΥΝΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΓΗΡΑΝΣΗ 09/11/2015. ΜΑΘΗΜΑ 3 ο

ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΠΟΥ ΕΙΝΑΙ ΥΠΕΥΘΥΝΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΓΗΡΑΝΣΗ 09/11/2015. ΜΑΘΗΜΑ 3 ο ΜΑΘΗΜΑ 3 ο ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΕΣ ΠΟΥ ΕΙΝΑΙ ΥΠΕΥΘΥΝΕΣ ΓΙΑ ΤΗ ΓΗΡΑΝΣΗ Η ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΠΡΟΔΙΑΘΕΣΗ Ο ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΒΙΟΧΗΜΙΚΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ Η ΟΞΕΙΔΩΣΗ Η ΜΕΙΩΣΗ ΤΗΣ ΕΛΑΣΤΙΝΗΣ Η ΓΛΥΚΟΖΥΛΙΩΣΗ ΠΡΩΤΕΙΝΩΝ (ΓΛΥΚΟΖΥΛΙΩΣΗ

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΟΤΗΤΑ 4: ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΜΥΝΑΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ - ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΝΟΣΙΑΣ - ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΜΗ ΕΙΔΙΚΗΣ ΑΜΥΝΑΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ 4: ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΜΥΝΑΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ - ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΝΟΣΙΑΣ - ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΜΗ ΕΙΔΙΚΗΣ ΑΜΥΝΑΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ο : ΑΝΘΡΩΠΟΣ ΚΑΙ ΥΓΕΙΑ ΕΝΟΤΗΤΑ 4: ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΑΜΥΝΑΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΙΝΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ - ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΑΝΟΣΙΑΣ - ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΜΗ ΕΙΔΙΚΗΣ ΑΜΥΝΑΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ-ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ Ερώτηση 1 Από ποιούς

Διαβάστε περισσότερα