Kosmetikrohstoffe
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Harnstoff

Rein chemisch gesehen ist Harnstoff ein stickstoffhaltiges, hygroskopisches (wasseranziehendes) alkalisches Stoffwechselprodukt, das heute synthetisch hergestellt wird und einen pH-Wert von ca. 9 aufweist. Seine dermatologische Anwendung als wundheilende Substanz weist bis in vorchristliche Zeiten zurück und wurde im ersten Drittel des letzten Jahrhunderts wieder populär. Seinen Durchbruch erlebte die Anwendung von Harnstoff als 10%ige Zubereitung in der Behandlung von Neurodermitis, Psoriasis und Ichthyosen in den 1970ern; so verdanken wir Prof. Wohlrab, Halle, viele aktuelle Erkenntnisse über seine Wirkungsweise.

Harnstoff ist Bestandteil des hauteigenen Natural Moisturizing Factor (NMF) des Stratum Corneum (er macht ca. 7 % dieser natürlichen Feuchthaltefaktoren aus). Man vermutet, dass der hauteigene Harnstoff primär das Abbauprodukt aus Proteinen der verhornenden Keratinozyten darstellt. Als hautphysiologische Substanz gilt er als unbedenklich, sehr verträglich, in geringen Dosierungen zur Hydratation nicht irritativ und nicht toxisch. Seine synthetische Herstellung ist der Grund, dass er gemäß Standard als nicht naturkosmetik-konform bewertet wird.

Wir kaufen Harnstoff in Form eines feinen, weißen Granulats oder Pulvers. Harnstoff lässt sich in einem Mörser staubfein zerreiben und steht somit für unterschiedliche Einsatzzwecke zur Verfügung, u. a. in Emulsionen, Oleogelen und Pudergrundlagen.

INCI: Urea

  • CAS-Nummer: 57-13-6
  • Funktion: Wirkstoff
  • Dosierung: 2–40 %
  • Wirkung: Als feuchtigkeitsbindender Wirkstoff in Pflegeemulsionen und Oleogelen, als juckreizstillender und verhornungsregulierender Zusatz in Produkten für atopische Hautzustände und Akne.
  • Verarbeitung: In wasserbetonten Produkten: In kaltem (zimmerwarmen) Wasser lösen und in der erkalteten Emulsion dispergieren. Optimal mit einer Natriumlaktat-Milchsäure-Kombination im pH-Wert puffern.
    In fettbasierten Produkten: Feinst zerrieben einarbeiten, eventuell in einer wässrig-alkoholischen Lösung vorlösen (Harnstoff löst sich in Wasser ca. 1:1). Gut löst es sich in Lipodermin.

Wirkung und kosmetischer Einsatz

Neben seiner wasserbindenden Wirkung weist Urea bei höherer Konzentration über 10 % eine sog. keratoplastische und, ab ca. 20 %, eine keratolytische Wirkung auf die Epidermis auf. Dies bedeutet, dass Urea die Wasserstoffbrücken des Keratin der verhornten Zellen (den Korneozyten) im Stratum Corneum aufspaltet (Keratolyse) und ihren Zusammenhalt lockert, sie also verformbarer macht (keratoplastische Wirkung); Hauttalg kann besser abfließen. Diese Wirkung ist z. B. bei starker Verhornung erwünscht, wie sie oft bei fettenden, unreinen Hautzuständen auftritt (allerdings sollte die Anwendung nicht großflächig erfolgen).

Ein sinnvoller Nebeneffekt ist die Eigenschaft von Harnstoff als so genannter Enhancer, d. h. er wirkt penetrationsfördernd, in dem er die Einlagerung von Wasser in die Barriereschicht fördert, sodass hydrophile Wirkstoffe besser passieren können. Interessanterweise beeinflusst Harnstoff auch das Einziehverhalten von reinen fettbasierten Kosmetika positiv.

Besonders schnell wird Harnstoff aus wasserbetonten O/W-Emulsionen freigesetzt. Tiefer penetriert er jedoch aus fettbetonten W/O-Emulsionen. Feinst zerrieben kann Urea z. B. in einem Oleogel dispergiert werden und bietet eine interessante Möglichkeit, barriererestrukturierende Lipide mit einer feuchtigkeitsbindenden Depotwirkung zu kombinieren, die es zeitlich verzögert auch in tiefen Schichten der Epidermis bewirkt. Es folgt demnach einem ganz anderen Wirksprinzip als dem der schnellen Freisetzung in einem wasserbasierten Präparat (10).

Verarbeitung von Harnstoff

Harnstoff ist gut wasserlöslich (1:1), jedoch wärmeempfindlich und sollte nur bei Zimmertemperatur verarbeitet werden. Bitte erwärmen Sie eine Rezeptur mit Urea nicht, da Harnstoff in wässriger Lösung zur Zersetzung (Hydrolyse) neigt. Wärme und ein pH-Wert im sauren oder basischen Bereich beschleunigen diesen Prozess, den wir an einem deutlichen Ammoniakgeruch erkennen: Zersetzungsprodukte sind Ammoniumcyanat, Ammoniak und Kohlendioxid (letzerer verrät sich oft als Schaum in der Emulsion, noch bevor wir etwas riechen). Mit der Hydrolyse verbunden ist ein Anstieg des pH-Werts im kosmetischen Produkt, und dies kann unangenehm Folgen haben: Viele Konservierungsmittel benötigen einen leicht sauren pH-Wert, um ihre konservierende Wirkung zu entfalten. Ein Zerfall von Harnstoff kann sie deaktiveren und das Konservierungskonzept unserer Rezeptur stören.

Als Optimum gilt für Harnstoff ein pH-Wert von ca. 6,2. Eine sogenannte Pufferung des kosmetischen Produkts erreichen wir durch Kombination von Natriumlaktat und MIlchsäure. Dies unterbindet die Hydrolyse zwar nicht, kann sie jedoch verzögern. Dies ist insbesondere bei Konservierungsmitteln wie Kaliumsorbat oder Rokonsal™ BSB-N notwendig, die bei einem pH-Wert-Anstieg ihre konservierende Wirkung verlieren, aber auch bei basenempfindlichen Substanzen wie Panthenol. Ratsam ist, die Rezepte in den Mengen so anzulegen, dass das Produkt innerhalb von 4 Wochen verbraucht wird.

Aufgrund seiner Temperatur-Unempfindlichkeit ist Allantoin eine gute Alternative zu Harnstoff, wenn eine keratoplastische bzw- keratolytische Wirkung gewünscht wird. Die wasserbindende Wirkung von Allantoin ist jedoch nur gering.

Dosierung

Eine 2%- bis 5%igeDosierung ist für eine feuchtigkeitsbindende Wirkung ausreichend. Als besonders wirksam gilt eine Kombination von Harnstoff mit Glycerin; ich empfehle Ihnen jeweils 3–5 %.

Bei neurodermitischen Hautzuständen arbeiten viele Rezepturen mit 10 % Harnstoffzusatz, da er nicht nur feuchtigkeitsbindend, sondern auch juckreizstillend wirkt; allerdings sollten Sie harnstoffhaltige Rezepturen nicht auf entzündeten, nässenden Hautarealen und bei Kleinkindern unter 5 Jahren anwenden, da es zu einem Brennen (»stinging«) kommen kann.

In einem im Februar 2007 erschienenen Beitrag in der Fachzeitschrift »Kosmetische Praxis« nennt Dr. Hans Lautenschläger Harnstoff u. a. als Ingredienz in Spezialpudern, der in dieser Form antibakterielle und juckreizstillende Wirkungen hat (8). Ausführlicher wurde dieser Einsatz durch ihn bereits 2006 (9) diskutiert. In dieser Einsatzform ist die Neigung von Urea zur Zersetzung nicht mehr relevant. Ich selbst setze Urea gerne in bis 5 %iger Einsatzkonzentration in einem Körperpuder und mit 1–3 % in einem Oleogel ein.

Quellen

  1. Prof J. Wohlrab (Hrsg.), Adjuvante Therapie der Atopischen Dermatitis, 2005.
  2. Empfehlung der GD Gesellschaft für Dermopharmazie e. V., Wirkstoffdossiers für externe dermatologische Rezepturen, 2005.
  3. Bundesvereinigung Deutscher Apothekerverbände: Neues Rezeptur-Formularium. Rezepturhinweise Harnstoff. Eschborn: Govi-Verlag, 2008
  4. Lebensmittelchemische Gesellschaft, Fachgruppe in der Gesellschaft Deutscher Chemiker, Harnstoff. In: Datenblätter zur Bewertung der Wirksamkeit von Wirkstoffen in kosmetischen Mitteln, 2001.
  5. Dr. med. T. Eberlein, G. Kammerlander, Übersicht über relevante (»wirksame«) Inhaltsstoffe, 2002
  6. M. Gloor, K. Thoma, J. Fluhr: Dermatologische Externatherapie. Berlin: Springer-Verlag, 2000
  7. M. Gloor, W. Gehring: Eigenwirkungen von Emulsionen auf die Hornschichtbarriere und -hydratation. In: Der Hautarzt, April 2004, Ausgabe 54
  8. Dr. H. Lautenschläger, Neues aus der Puderdose – vom Harnstoff-Puder bis zum Faltenkiller, in: Kosmetische Praxis 2007 (2), 14-16
  9. ders., Universelle talkumfreie Pudergrundlage mit Harnstoff, in: Kosmetische Medizin 2006 (2), 68-70
  10. ders., Oleogele – was wasserfreie Präparate leisten können, in: Kosmetische Praxis 2004 (4), S. 6–7
  11. Wolfgang Raab, Ursula Kindl: Pflegekosmetik. Ein Leitfaden. Stuttgart: Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft. 4. Auflage, 2004
  12. Rolf Daniels: Die richtige Galenik für kranke Haut. In: Pharmazeutische Zeitung 24/2009.

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