Wstęp
Właściwości lecznicze ozonu znane są od wielu lat. Dużym zainteresowaniem cieszy się wykorzystanie ozonowanych olejów roślinnych w różnych dziedzinach medycyny, farmacji i kosmetologii. Charakteryzują się one właściwościami antybakteryjnymi i przeciwgrzybiczymi oraz bezpieczeństwem stosowania. Z biochemicznego punktu wi- dzenia najważniejszymi związkami ozonu są jego połączenia z organicznymi związkami nienasyconymi, czyli ozonki. Ozonoterapia, czyli zespół metod leczniczych, w których stosowany jest ozon, znacznie różni się od tlenoterapii [1]. Ozonoterapia po raz pierwszy została zastosowana w 1873 roku. Przez 130 lat ugruntowała swoją pozycję w medycynie. Stosowana jest między innymi w le- czeniu trudno gojących się ran, w stopie cukrzycowej, przy owrzodzeniu kończyn oraz w zakażeniach bakteryjnych. Ze względu na działanie bakteriobójcze oraz natleniające i rewitalizujące ozonoterapia z powodzeniem stosowana jest w kosmetologii.
Fizyczne i chemiczne właściwości ozonu
W atmosferze ziemskiej warstwa ozonu znajduje się na wy- sokości 17-35 km. W stratosferze w wyniku oddziaływania promieniowania słonecznego w paśmie ultrafioletu - fali o długości 280-320 nm, cząsteczka tlenu O2 zostaje roz- bita na dwa atomy tlenu O. Tlen atomowy O jest bardzo aktywny chemicznie i reaguje z tlenem cząsteczkowym O2, tworząc ozon O3. W postaci gazowej ozon jest bezbarwny, a w stanie ciekłym jest prawie nieprzezroczysty, o zabar- wieniu intensywnie ciemnoniebieskim. W stanie stałym jest prawie czarny. Temperatura topnienia wynosi 80,5 K, a temperatura wrzenia 161,66 K [2]. Ozon jest gazem cięż- szym od powietrza, nietrwałym i łatwo ulega rozkładowi. W wodzie ozon rozkłada się szybciej niż w powietrzu (ta- bela 1 i 2). Na szybkość rozkładu ma wpływ odczyn i rodzaj zanieczyszczeń .
Ciekły ozon łatwo rozkłada się na tlen (reakcja wybu- chowa). Z dwóch objętości ozonu powstają trzy objętości tlenu i wyzwalana jest duża ilość energii:
2O₃ –> 3O₂ + 28,47 x 10⁴ J
Ozon jest bardzo silnym związkiem utleniającym, znacznie silniejszym od tlenu. To sprawia, że jest gazem bakteriobójczym, grzybobójczym i wirusobójczym. Jego właściwości utleniające są związane z następującą reakcją:
O₃ × O₂ + O
Ozon rozpada się na cząsteczkę tlenu i tlen atomowy, który jest bardzo aktywny.
Budowę cząsteczkową ozonu przedstawia się za pomo- cą klasycznego wzoru kątowego. Długość wiązania po- między centralnym atomem tlenu a atomami skrajnymi jest jednakowa - wynosi 0,126 nm, kąt między wiązaniami wynosi 1170.
Produkcja ozonu oparta jest na zasadzie cichego, elek- trycznego wyładowania w zmiennym polu wysokiego na- pięcia, które oddziałuje na strumień czystego tlenu lub powietrza z otoczenia [2]. Do celów kosmetycznych i me- dycznych stosuje się generatory ozonu.
Przykład działania ozonatora - modelu ATO3, firmy Metrum Cryoflex
Gaz wytwarzany jest poprzez przepływające powietrze przy stałym objętościowym współczynniku przepływu 27 [l/h] przez ozonator. Mieszanina ozon/powietrze wprowadzana jest do reakcyjnego zbiornika, w którym ozon reaguje z ole- jem z oliwek. Wydzielony gaz zawierający nieprzereagowany ozon wprowadzany jest do zbiornika absorpcyjnego zawie- rającego 200 ml wody, kwas siarkowy i jodek potasowy. Ilość zaabsorbowanego ozonu w zbiorniku absorpcyjnym ozna- cza się metodą miareczkowania jodometrycznego [24].
Działanie bakterio-, grzybo- i wirusobójcze ozonu
Zastosowanie ozonu w kosmetologii, dermatologii i me- dycynie jest możliwe dzięki jego silnym właściwościom utleniającym. Ponadto nie odnotowano odporności drob- noustrojów na oddziaływanie ozonu, co dodatkowo kwa- lifikuje terapię do aplikacji medycznych i kosmetycznych.
Ozon jako silny utleniacz łączy się z biomolekułami za- wierającymi cysterynę, cysteinę, metioninę i histydynę, które tworzą między innymi błony komórek bakteryjnych. Głównym miejscem jego oddziaływania są grupy tiolowe aminokwasu cysteiny. Badania wykazały, że już kilkuse- kundowe działanie ozonu prowadzi do zniszczenia funkcji życiowych bakterii; roztwory oleiste ozonu osiągają ten efekt po kilku godzinach. Bakterie Gram (+) są bardziej wrażliwe na oddziaływanie ozonu niż bakterie Gram (-). Na ozon reagują również bakterie beztlenowe. Bakteriami najbardziej wrażliwymi są: Pseudomonas aeruginosa, Can- dida albicans, Staphylococcus ureus, Albus, Haemolyticus, Escherichia coli, Proteus vulgaris. Ozon łatwo oddziałuje na znajdujące się w otoczkach wirusów wielonienasycone kwasy tłuszczowe, dezaktywując wirusy.
Ozonowane oleje
W medycynie wykorzystuje się mieszaninę ozonu i tle- nu. W zależności od wyboru metody stosowania stężenie ozonu może się wahać w granicach pomiędzy 1 a 100 µg/ml (0,05-5% O3). Ozon stosowany w medycynie cechuje się własnościami silnie bakteriobójczymi, grzybobójczymi oraz wirusobójczymi. W przypadku zastosowania terapii ozonem o niskim stężeniu pobudzone zostają naturalne zdolności odpornościowe organizmu - ozon aktywuje sys- tem immunologiczny, co jest wykorzystywane w leczeniu owrzodzeń, ran otwartych, ran pooperacyjnych, opryszcz- ki i innych zakażeń skórnych. Innym przykładem zastoso- wania jest wykorzystanie wody ozonowanej w stomato- logii lub oliwy ozonowanej w przypadku egzem skórnych, trądziku, odleżyn, grzybic i liszajów. Ponadto ozon:
- poprawia metabolizm zapalnie zmienionych tkanek poprzez zwiększenie ich natlenienia
- aktywuje systemy odpowiedzi immunologicznej
- w wysokich stężeniach wywołuje efekt immunodepresyjny, w niskich - immunostymulujący
- wpływa na stan równowagi oksydacyjnej organizmu.
Ozon wykazuje powinowactwo chemiczne do tłuszczy, tworząc substancje, które pod wpływem wody uwalniają wolny tlen. W tym przypadku najczęściej stosowany jest olej z oliwek, który ma właściwości dobroczynne dla skó- ry i stanowi składnik wielu medykamentów i kosmetyków. W kontakcie oliwy z obecnym zawsze na powierzchni skó- ry potem uwalniają się substancje czynne biologicznie, które działają ochronnie, natleniająco i rewitalizująco. Jednocześnie antybakteryjne właściwości ozonu powo- dują, że ozonowana oliwa może być stosowana zarówno do poprawiania wyglądu zdrowej skóry, jak i do leczenia oraz łagodzenia różnych zmian chorobowych.
Ozonowanie nienasyconych trójglicerydów jest przed- miotem wielu badań. Autorzy prac potwierdzili antybakteryjne i antygrzybiczne właściwości ozonowa- nych olejów (głównie oliwy z oliwek i oleju słonecznikowe- go), które znajdują zastosowanie szczególnie w przemyśle spożywczym, kosmetycznym i farmaceutycznym. W reak- cji ozonu z olejami powstają związki chemiczne, m.in.: wo- doronadtlenki, ozonki, aldehydy, nadtlenki i polinadtlenki.
Ozonki są całkowicie nieszkodliwe, stabilne i nie podlegają procesowi utleniania. Ich struktura umożliwia przenikanie do najgłębszych partii skóry i pozytywne oddziaływanie na komórki. Poza tym ozonki:
- pozwalają na utlenianie kwasu mlekowego poprzez przetwarzanie go na cukry, a tym samym dostarczają energii zamiast toksycznych produktów ubocznych
- wchodzą w reakcje z innymi naturalnymi składnikami odżywczymi, zwiększając pozytywne efekty ich działania oraz ułatwiając ich wchłanianie
- powodują zwiększone dotlenienie komórek
Ozonowanie olejów roślinnych jest przedmiotem wielu prac naukowych. Większość z nich jest ukierun- kowana na ocenę chemiczną lub biologiczną produktów, natomiast nie porusza bardzo ważnego aspektu – do- kładnego określenia stężenia ozonu w ozonowanych pre- paratach. Przy zbyt krótkim czasie ozonowania mogą tworzyć się niebezpieczne dla zdrowia aldehydy.
Ozonki
Do identyfikacji zmiany składu olejów podczas kolejnych etapów ozonowania posłużono się metodą spektrosko- pii magnetycznego rezonansu jądrowego NMR (Nuclear Magnetic Resonance). Zastosowano spektrometr Bruker Avance Ultra Shield7 pracujący dla widm 1H przy często- tliwości 600 MHz. Rejestrowano widma wodoru 1H i wę- gla 13C. Jako rozpuszczalnik zastosowano etanol.
Zmiana budowy łańcuchów kwasów tłuszczowych w ozonowanych olejach wskazuje na stopniowy spadek liczby podwójnych wiązań wraz ze wzrostem cza- su ozonowania. Jest to spowodowane pojawieniem się 1,2,4-trioksanu (ozonku) jako głównego związku od- powiedzialnego za antybakteryjne właściwości olejów.
Na podstawie badań spektrometrycznych stwierdzono, że po 7 godzinach ozonowania uzyskuje się olej o największej zawartości 1,2,4-trioksanu (a więc najlepszy z punktu widzenia właściwości antybakteryjnych i antygrzybicznych).
Ozon w kosmetyce
Ozonoterapia jest obecnie uznaną na świecie metodą wspomagającą ogólnie przyjęte leczenie rutynowe, szczególnie w przypadkach gdy nie przynosi ono spodziewanych wyników [28]. Ozonoterapia normalizuje naturalne funkcje skóry i stymuluje ją do odbudowy. Najkorzystniejszą terapeutycznie, bezpieczną, a zarazem najtrwalszą formą nośników ozonu są ozonki utrzymywane w tłuszczach.
Ozonowane oleje, maści, kremy i żele na bazie tych olejów stosowane są w wielu zabiegach kosmetycznych, a także słu- żą do utrzymania efektów innych zabiegów, na przykład:
- manicure, pedicure
- redukcja cellulitu i rozstępów
- leczenie trądziku
- po depilacji
- po laseroterapii
- po oczyszczaniu twarzy
- po mikrodermabrazji
- po peelingu chemicznym, mechanicznym i ultradźwiękowym.
Źródło:
Kosmetologia Estetyczna / 3 / 2013 / vol. 2
