Hyaluronsäure

INCI: Hyaluronic Acid, Sodium Hyaluronate

Hyaluronsäure ist ein dreidimensional aufgebautes Polysaccharid und eine natürliche, körpereigene Substanz, die u. a. der Dermis (Lederhaut), in Knorpel und Bindegewebe, im Glaskörper des Auges und in Synovialflüssigkeit (Gelenkflüssigkeit) vorkommt. Ihre Molekülketten sind räumlich in verschiedene Richtungen orientiert und bilden in Wasser gelartige, quervernetzte Strukturen aus. In der Öffentlichkeit ist die Bezeichnung »Hyaluron« bekannt; fachlich korrekt ist die Bezeichnung »Hyaluronan«.

Wir kaufen die wasserlösliche Hyaluronsäure klassisch in Form ihres Natriumsalzes als weißes Pulver. Der Handel bietet mittlerweile Alternativen, die eine leichtere Verarbeitung ermöglichen (Hyaluronsäure Na-Salz Triple 1.5%ige Lösung) oder eine öllösliche Variante für den Einsatz in wasserfreien Produkten, Hyacolor™.

Kosmetisch genutzte Hyaluronsäure wird heute primär biotechnologisch mit Hilfe von Bakterienkulturen erzeugt. Mikroorganismen wie Streptokokken produzieren eine dem Polymer aus tierischer Herkunft analoge, gut verträgliche Hyaluronsäure ohne deren allergenes Potential. Der globale Markt wird von chinesischen Firmen dominiert, u.a. Bloomage Biotechnology Corp., Ltd; weitere bekannte Firmen sind u. a. GfN-Selco, Cosphatec und Evonik.

Wirkung und kosmetischer Einsatz

Reine Hyaluronsäure bildet, in Wasser gelöst, eine gelartige Struktur aus. Ihr Wasserbindevermögen ist enorm: Ein Milligramm Hyaluronsäure kann bis zu 6 Gramm Wasser an sich binden. Ihre Stärke spielt Hyaluronsäure bei stark ausgetrockneter Haut mit gestörter Barriereschicht, reifer Haut und Altershaut aus. Bereits 0,1%ig dosiert zeigt Hyaluronsäure eine überzeugende feuchtigkeitsbindende und hautelastizitätsfördernde Wirkung. Als »Erste-Hilfe-Maßnahme« hydratisiert sie die Hornschicht und bereitet sie für eine Pflege mit rückfettenden und restrukturierenden Lipiden vor. Die beste Verfügbarkeit weist sie in wasserreichen Gelen oder O/W-Emulsionen auf. Bei Witterungseinflüssen mit verringerter Luftfeuchtigkeit und kalten Außentemperaturen empfiehlt sich die Kombination von Hyaluronsäure mit verschiedenen feuchtigkeitsbindenden Wirkstoffen wie Urea, Glycerin und Salzen, deren feuchtigkeitsbindende Wirkung – anders als Hyaluronsäure – bei sinkender Luftfeuchtigkeit deutlich nachlässt. Hier spielt eine Kombination an Hyaluronsäuren unterschiedlicher Größenbereiche ihre Vorteile aus, da der hochmolekulare Typ zusätzlich einen feinen Film auf der Haut ausbildet und den transepidermalen Wasserverlust verringert.

Hyaluronsäure-Typen werden nach der Molekülgröße ihrer Fragmente unterschieden. Kosmetische Qualitäten werden bevorzugt enzymatisch gespalten. Die Einheit ist »Dalton«, eine atomare Einheit für Atom- und Molekülmassen, wobei 1000 Dalton (Da) einem Kilodalton (kDa) entsprechen. Üblich sind folgende Angaben zur Einordnung von Hyaluronsäure. Es handelt sich um Richtwerte, die herstellerabhängig schwanken können. Sie sollten daher nicht nur auf die Typenbezeichnung achten, sondern auf die exakte Angabe des Molekulargewichts. Auch die Dosierungsempfehlungen schwanken je nach Anbieter teilweise deutlich. Meine Angaben sind daher lediglich eine Orientierungshilfe. Grundsätzlich gilt: Je kleiner das Molekulargewicht, desto geringer sollte die Einsatzkonzentration sein.

Bezeichnung	Größenbereich	Dosierung
Hochmolekular, Typ »HW« (»high molecular weight«)	1500–2000 kDa (1,5–2 Mio. Da)	0,1–0,5 %
Mittelmolekular, Typ »MW« (»medium weight«)	1000–1500 kDa (1–1,5 Mio. Da)	0,1–0,3 %
Niedermolekular (»low molecular weight«, LMW) (»very low molecular weight«, VLMW)	100–1000 kDa (10.000–100.000 Da) 10–50 kDa (10.000–50.000 Da)	0,1–0,2 %
Oligo	≤ 10 kDalton (≤ 10.000 Da)	0,05–0,1 %
Ultra	≤ 5 kDalton (≤ 5.000 Da)	0,05–0,1 %

Hochmolekulare Hyaluronsäure

Hochmolekulare Hyaluronsäure liegt als dünner, flexibler Film auf der Haut, der jedoch deutlich weniger ausgeprägt ist als bei anderen Filmbildnern, da sie sich über Wasserstoffbrücken mit den Ceramiden der Haut verbindet. Sie bindet effektiv Feuchtigkeit im Stratum Corneum, verhindert das zu schnelle Abdampfen hauteigenen Wassers und wirkt dadurch als Moisturizer. Ihre effektivere feuchtigkeitsbindende Wirkung gegenüber anderen Hydratisierern ergibt sich daraus, dass sie ihren Hydratmantel über mehrere Stunden abgibt und auf diese Weise über einen längeren Zeitraum wirkt. Ihr optisch hautstraffender und glättender Effekt, der aus der Verdunstung von Wasser und der dadurch bedingten leichten Straffung des Gelfilms auf der Haut resultiert, ist gut, aus diesem Grund findet man sie primär in Gesichtspflege-Präparaten.

Niedermolekulare Hyaluronsäure

Niedermolekulare Hyaluronsäure weist keine filmbildenden Eigenschaften auf. Ihre feuchtigkeitsbindenden Eigenschaften sind geringer ausgeprägt als die hochmolekularer Hyaluronsäure, da das Brechen der Bindungen, durch die die kleinere Molekülgröße entsteht, einen gewissen Verlust der wasserbindenden Eigenschaften bedeutet. Da sie jedoch tiefer in die Epidermis eindringt, wird Feuchtigkeit längerfristig gespeichert und die Haut effektiv hydratisiert. Ihre Stärke liegt insbesondere in ihrer Stimulation der Keratinozyten-Proliferation, die zu einer Verdickung der Hornschicht führt und der sogenannten Hautatrophie entgegenwirkt, wie sie für Altershaut typisch ist. Niedermolekulare Hyaluronsäure mit einem Molekulargewicht um 50 kDa zeigt eine ausgeprägte faltenreduzierende Wirkung bei gleichzeitig guter Verträglichkeit. Auch die Wundheilung wird verbessert.

Oligo-Hyaluronsäure

Oligo-Hyaluronsäure weist extrem kleine Molekülketten auf und kann daher noch tiefer in die Haut eindringen. Es gibt Studien, die ihre Anwesenheit in der Epidermis belegen, während Hyaluronsäuren > 10 kDa lediglich in der Hornschicht verbleiben. Dieses Produkt wird aktuell von Kosmetikherstellern stark beworben. Ihre geringe Molekülgröße und die Fähigkeit, sehr tief in die Haut zu penetrieren, scheint jedoch auch Risiken zu beinhalten. Es gibt Hinweise darauf, dass Hyaluronsäure mit einem Molekulargewicht unter 5 kDa (»Ultra«) entzündliche Prozesse fördern kann. Bei sensibler Haut kann es daher sinnvoll sein, auf eine Anwendung extrem niedermolekularer Hyaluronsäure zu verzichten.

Verarbeitung von Hyaluronsäure

Dispergieren Sie Hyaluronsäure in etwas Ethanol (96 Vol.-%) und fügen Sie die Wasserphase bei laufendem Rührer dazu. Verbleibende Partikel lösen sich notfalls nach mehreren Stunden von alleine. Wenn Sie es einplanen können, lassen Sie das Gel gut verschlossen und gekühlt über Nacht stehen.

Als alleiniger Gelbildner ist Hyaluronsäure nicht optimal geeignet; die Konzentrationen für eine Gel-Konsistenz sind so hoch, dass das Hautgefühl deutlich leidet. Ich empfehle Ihnen, sie bei der Herstellung eines Hydrogels mit einem anderen Gelbildner wie Xanthan (mit dem es synergistisch wirkt) zu kombinieren oder einige Tropfen Öl hinzuzufügen; dieses Hydrodispersionsgel mildert das spannende Gefühl eines reinen hyaluron-stabilisierten Gels deutlich. Mit Lipodermin kombiniert verbessert sich das Einziehverhalten des Gels.

Optimal ist eine Kombination aus hochmolekularer und niedermolekularer Hyaluronsäure. Um entzündliche Hautreaktionen zu vermeiden, sollte die Molekülgröße der kleinsten Hyaluronsäurefragmente optimal über 5 kDa liegen.

Hyaluronsäure Na-Salz Triple 1.5%ige Lösung

INCI (gemäß Hersteller): Aqua, Sodium Hyaluronate 

Dieses deutsche Produkt wird von GfN Selco hergestellt und unter der Bezeichnung »Hyaluron Lösung Triple 1, 5%ig« bei Dragonspice angeboten. Drei Hyaluronsäure-Typen in verschiedenen Molekülgrößen (1.5 – 1.8 MDa, 0.25 – 0.45 MDa, 10 – 20 kDa) liegen jeweils 0,5%ig dosiert als viskose wässrige Lösung vor, die die Verarbeitung deutlich erleichtert. Ein Zusatz von 6 % Pentylenglycol wirkt mikrobiell stabilisierend und unterstützt den befeuchtenden Charakter. Die Kombination der drei HS-Typen realisiert die Senkung des TEWL durch einen feinen Biofilm auf sowie wasserbindenden Molekülen in der Hornschicht. Empfehlungen für Einsatzkonzentrationen sind 0,2–10 % in Hautpflegeprodukten, 1–4 % in Haarpflegeprodukten und 0,5–3 % in Lippenstiften. Ein Anhaltspunkt für Sie: 10 % Triple-Lösung enthalten 0,15 % reines Hyaluron.

Hyacolor™

INCI: Sodium Hyaluronate, Ricinus Communis (Castor) Seed Oil, Hydrogenated Castor Oil

Hyacolor™ wird von der chinesischen Firma Bloomage Biotechnology Corp., Ltd. hergestellt und unter der Bezeichnung »Hyacolor™ (Natrium Hyaluronat)« von Dragonspice angeboten. Es handelt sich um eine elfenbeinfarbene hochviskose, salbenartige Masse, die bei ca. 65–80 °C schmilzt. Sie enthält ca. 27–33 % Hyaluronsäure, die in Form von Mikrokugeln in Rizinusöl sowie 2–10 % hydriertem Rizinusöl dispergiert ist. Die Hyaluronsäuremoleküle profitieren von den ausgezeichneten Benetzungseigenschaften und dem ausgeprägten Penetrationsvermögen des Rizinusöls. Hyacolor™ ermöglicht die bequeme Verarbeitung in wasserfreien Produktkonzepten wie Hautbalsamen, Lippenpflegestiften, Hautölen sowie dekorativer Kosmetik, kann jedoch auch in die Fettphase von Emulsionen eingearbeitet werden.

Quellen

1. Prof. Wohlrab, Hyaluronsäure und Haut. Aachen 2004
2. Jamal Alyoussef Alkrad: Hyaluronsäurederivate: Strukturcharakterisierung, Bestimmung und Dermatologische Anwendung. Dissertation. Halle, 2003
3. Dr. Lautenschläger, Pflegende Wirkstoffe – Vitamine, Öle & Co., in: Kosmetische Praxis 05/2003, S. 14–15
4. ders., Hyaluronsäure – ein legendärer Wirkstoff. In: Kosmetische Praxis 2008 (4), 16–18
5. Tatjana Pavicic, Gerd G. Gauglitz, Peter Lersch, Khadija Schwach-Abdellaoui, Birgitte Malle, Hans Christian Korting, Mike Farwick: Efficacy of cream-based novel formulations of hyaluronic acid of different molecular weights in anti-wrinkle treatment. In: Journal of drugs in dermatology, 2011 Sep; 10(9), 990-1000.