DEMO DAY innowacji 4.0

Zbawienne właściwości kory brzozy

Tym razem chemicy z Politechniki Krakowskiej zwrócili się w swoich nowatorskich poszukiwaniach ku brzozie, roślinie znanej w medycynie naturalnej i kosmetologii, o potwierdzonych naukowo właściwościach. Zainteresowanie naukowców budzi m.in. lupeol, składnik kory brzozy o dobroczynnych właściwościach, ale ograniczonych dotąd możliwościach wykorzystania. – Zawarte w korze brzozy związki  triterpenowe mają zbawienny wpływ na skórę człowieka. To działanie, między innymi antyoksydacyjne, przeciwdrobnoustrojowe, odmładzające i stymulujące naturalne mechanizmy obronne skóry, jest jednak ograniczone przez słabe przenikanie przez barierę skórną. Ogromny potencjał tych związków nie mógł być więc w pełni wykorzystany – mówi dr inż. Magdalena Malinowska z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej PK. Temat przenikania substancji czynnych przez skórę wydał się jej na tyle inspirujący, by poświęcić mu doktorat. Jego owocem jest okrycie nowej substancji, której innowacyjność tkwi m.in. w zdolności do penetracji skóry na głębokim poziomie.

– Lupeol wybraliśmy do badań wspólnie z promotorami pracy doktorskiej – prof. Janem Ogonowskim i prof. Elżbietą Sikorą. To  triterpenowy alkohol, który, zaraz po betulinie, stanowi główny składnik ekstraktu z kory brzozy. Działanie biologiczne lupeolu jest już trochę znane, jednak brakuje badań pod kątem działania kosmetycznego – wyjaśnia dr Magdalena Malinowska. – Podjęliśmy prace nad nową jego pochodną czyli taką chemiczną modyfikacją struktury cząsteczki lupeolu, by uzyskać jeszcze lepszą efektywność działania na komórki skóry. Chodziło nam o to, by nową pochodną można było zastosować w zupełnie nowy sposób – do naturalnej stymulacji odnowy skóry, zachowania jej w dobrej kondycji i ochrony przed wolnymi rodnikami, niszczącymi struktury białkowe.

Nowa cząsteczka podwójnie aktywna

Wynalazczyni wspólnie z zespołem pracowała nad nową cząsteczką przez 5 lat doktoratu, a potem kolejne 2 lata badań przedwdrożeniowych. Prowadziła chemiczną modyfikację struktury lupeolu, otrzymując różne jego pochodne i oceniając ich aktywność pod kątem możliwości zastosowania jako nowy, wielofunkcyjny składnik preparatów kosmetycznych lub medycznych. – Spośród różnych pochodnych lupeolu ostatecznie wybraliśmy jeden związek - ester z kwasem izonikotynowym, który wykazywał wyróżniającą aktywność i w badaniach in vitro, i na komórkach skóry – mówi naukowczyni z Politechniki Krakowskiej.

Nowa pochodna lupeolu – izonikotynian lupeolu – została przebadana także pod kątem różnych mechanizmów zdolności do redukcji wolnych rodników, a także bezpieczeństwa stosowania i biodegradowalności.  – Okazało się, że nowy związek jest znacznie skuteczniejszy od samego lupeolu. Potwierdziliśmy w badaniach, że  jego aktywność w procesach regeneracji skóry, namnażania się jej komórek, ochrony ich przez czynnikami zewnętrznymi, jest znacznie wyższa. Przykładowo, w przypadku aktywności antyoksydacyjnej ta efektywność jest wyższa aż o 30 procent. Nowa cząsteczka wpływa też pozytywnie na proces odnawiania się naskórka i zasklepiania ran, czego nie obserwowano w przypadku lupeolu. Udało się nam więc odkryć zupełnie nową aktywność, której podstawowy związek nie wykazuje – mówi dr Magdalena Malinowska.  

Powered by Politechnika Krakowska

M.in. te właściwości nowej cząsteczki można wykorzystać do produkcji naturalnych produktów kosmetycznych (w przyszłości być może także preparatów lecznicznych np. do leczenia oparzeń po radioterapii). Prace przedwdrożeniowe zespołu badawczego z PK zostały sfinansowane w ramach projektu „Inkubator Innowacyjności”, realizowanego przez Centrum Transferu Technologii Politechniki Krakowskiej (CTT PK). Finałem współpracy naukowców z Zespołem ds. Komercjalizacji CTT PK była sprzedaż praw do patentu firmie Luba sp z.o.o. Będzie producentem emulsji kosmetycznej z politechnicznym wynalazkiem w składzie, którą można wykorzystać w różnych produktach. Firma planuje wprowadzić do swojego portfolio m.in. specjalistyczne produkty pielęgnacyjne z najwyższej półki.

– Podpisanie umowy z firmą Luba było dla naszego zespołu projektowego niezwykle ważne. Cieszymy się, że wynik naszej wieloletniej pracy przyniesie realne korzyści ludziom. Będzie dostępny na rynku w postaci najwyższej jakości produktów kosmetycznych przeznaczonych do pielęgnacji i ochrony skóry podrażnionej i osłabionej – mówi dr inż. Magdalena Malinowska.

Zgodnie z zapisami umowy produkty kosmetyczne oparte na odkrytej na Politechnice Krakowskiej nowej pochodnej lupeolu będą dostępne w sprzedaży z oznaczeniem „Powered by Politechnika Krakowska”. Ta unikatowa marka, stworzona przez uczelnię, po raz pierwszy będzie sygnowała produkty z politechnicznym rodowodem. Ma podkreślać ich naukowe fundamenty i innowacyjność, stanowi gwarancję jakości i skuteczności działania. Politechnika Krakowska planuje udzielać prawa do marki „Powered by Politechnika Krakowska” kolejnym swoim skomercjalizowanym rozwiązaniom.

Kosmetyczne patenty z  politechnicznych laboratoriów  

Kosmetyki oparte na pochodnej lupeolu to nie pierwsze produkty, które narodziły się w laboratoriach Katedry Chemii i Technologii Organicznej Politechniki Krakowskiej i trafiają na rynek. Wcześniej w sprzedaży znalazły się m.in. bezalkoholowe nanoperfumy czy naturalne produkty  do makijażu oparte na formulacji z ekstraktem z pestek czarnych porzeczek.

Nanoperfumy bez dodatku alkoholu, na bazie wody, z udziałem kompozycji zapachowych niezawierających alergenów zostały stworzone przez zespół naukowczyń z Wydziału Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechniki Krakowskiej (dr hab.  inż. Elżbietę Sikorę, prof. PK, dr inż. Małgorzatę Miastkowską oraz dr inż. Elwirę Lasoń) oraz specjalistki firmy Finea. Bezalkoholowe perfumy w formie nanoemulsji są dostępne na rynkach zagranicznych pod marką Tiyati. – Innowacyjnych nowych pachnideł o szerokiej gamie linii zapachowych mogą używać osoby z alergiami, uczulone na tradycyjne perfumy lub nie mogące używać perfum z alkoholem ze względów religijnych (m.in. mieszkańcy krajów arabskich) – mówi prof. PK Elżbieta Sikora.  

Z kolei opracowana przez jej zespół badawczy (zajmuje się chemią i technologią kosmetyków) formulacja z olejem z pestek czarnych porzeczek została wykorzystana do produkcji kosmetyków do makijażu linii Nanorevit (marka Paese). Na półkach polskich drogerii są podkład, puder, korektor oraz  pomadki do ust. - Narodziły się w laboratoriach naszej Katedry Chemii i Technologii Organicznej z połączenia  nauki i natury. Innowacyjność tej serii polega na połączeniu w kosmetyku do makijażu pielęgnacyjnego działania jego składników  – podkreśla prof. Sikora.

W ostatnich latach Politechnika Krakowska mocno zdynamizowała aktywność wynalazczą w obszarze chemii kosmetyków. Uzyskała patenty m.in na emulsje z kwiatostanów i owoców czeremchy oraz czarnego bzu (we współpracy z Uniwersytetem Rolniczym w Krakowie), preparaty pooparzeniowe, emulsje odżywcze i nawilżające z suchego ekstraktu z korzenia dąbrówki rozłogowe, biomaskę hydrożelową do stosowania po laseroterapii czy kompozycje kosmetyczne (w postaci kremu, serum i mleczko) na bazie ekstraktu z uczepu trójlistnego. Wszystkie te innowacyjne rozwiązania można wykorzystać w kosmetologii i medycynie. Specjalistów przygotowanych do opracowywania kosmetycznych nowości krakowska uczelni kształci w ramach specjalności chemia i technologia kosmetyków na kierunku technologia chemiczna.

Wprowadzenie produktu opartego na rozwiązaniu naukowym na rynek wymaga wsparcia ze strony specjalistów z Zespołu ds. Komercjalizacji Centrum Transferu Technologii Politechniki Krakowskiej. – Przygotowują wyceny technologii, oferty na sprzedaż prawa lub udzielenie licencji na korzystanie z wynalazku, prowadzą negocjacje z potencjalnymi nabywcami z kraju i z zagranicy – zaznacza Małgorzata Ciesielska, broker innowacji z Centrum Transferu Technologii PK. – Prowadzenie rozmów w tak specjalistycznym obszarze wymaga od brokera danej technologii głębokiej orientacji w zagadnieniach merytorycznych projektu, przygotowanego do rynkowego wykorzystania. 

dr inż. Magdalena Malinowska
mgr inż. Małgorzata Ciesielska
mgr Małgorzata Syrda-Śliwa

---------------------------------------------

Rozwój technologii był współfinansowany w ramach prjektu "Inkubator Innowacyjności+", pozakonkursowego programu MNiSW "Wsparcie zarządzania badaniami naukowymi i komercjalizacją wyników prac B+R w jednostkach naukowych i przedsiębiorstwach" w ramach działania 4.4 "Zwiększenie potencjału kadrowego sektora B+R", Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.