Menu

Substancje Syntetyczne i Biologiczne

1,5-pentanodiol

1,5-pentanodiol (znany też jako pentametylenoglikol, CAS 111-29-5) to bezbarwna, lepka ciecz z grupy dioli alifatycznych – związków posiadających dwie grupy hydroksylowe. W produktach aptecznych i kosmetycznych pełni rolę substancji pomocniczej: utrzymuje wilgoć w skórze jako humektant, poprawia rozpuszczalność składników aktywnych jako rozpuszczalnik i współrozpuszczalnik, a w preparatach do stosowania na skórę może nasilać wnikanie substancji czynnych w głąb naskórka. W badaniach in vitro wykazano, że zwiększa wchłanianie hydrokortyzonu nawet 4-krotnie w porównaniu z podłożem bez wzmacniacza penetracji. Substancja jest zarejestrowana w systemie REACH (UE) i figuruje na liście TSCA (USA), a jej ostra toksyczność jest niska.

Spis treści

Z tego materiału dowiesz się:

Czym jest 1,5-pentanodiol i gdzie możesz go spotkać w produktach aptecznych?
Jaką funkcję pełni jako humektant, rozpuszczalnik i wzmacniacz penetracji?
Czy 1,5-pentanodiol jest bezpieczny i co mówią dane toksykologiczne?
Kiedy należy zachować ostrożność lub skonsultować się z lekarzem?

Czym jest 1,5-pentanodiol i gdzie go znajdziesz w aptece?

1,5-pentanodiol (synonim: pentametylenoglikol; numer CAS 111-29-5) to bezbarwna, lepka ciecz o wzorze sumarycznym C₅H₁₂O₂ i masie cząsteczkowej 104,15 g/mol⁶. Należy do grupy dioli alifatycznych – prostołańcuchowych związków organicznych z dwiema grupami hydroksylowymi (-OH) na końcach pięciowęglowego łańcucha⁷. W temperaturze pokojowej pozostaje cieczą (temperatura topnienia –18 °C, temperatura wrzenia 242 °C), miesza się z wodą oraz większością rozpuszczalników organicznych⁸.

W aptece nie znajdziesz go jako samodzielnego preparatu – to substancja pomocnicza (ekscipienty), która trafia do składów kremów, żeli, maści, preparatów do pielęgnacji skóry oraz niektórych leków do stosowania miejscowego. Jej zadaniem jest usprawnianie działania składnika aktywnego i nadawanie preparatowi odpowiedniej konsystencji, stabilności i właściwości aplikacyjnych¹⁹. Zgodnie z klasyfikacją składników kosmetycznych pełni funkcję rozpuszczalnika¹⁰.

Jaką rolę pełni 1,5-pentanodiol w preparatach – humektant, rozpuszczalnik, wzmacniacz penetracji?

1,5-pentanodiol jest substancją wielofunkcyjną – w zależności od stężenia i rodzaju preparatu może pełnić kilka ról jednocześnie¹.

Funkcje 1,5-pentanodiolu w preparatach aptecznych:

Humektant – wiąże cząsteczki wody i zapobiega odparowaniu wilgoci z preparatu oraz ze skóry. Dzięki temu kremy i żele zachowują nawilżenie przez dłuższy czas, a skóra nie wysycha po aplikacji⁹¹¹.
Rozpuszczalnik i współrozpuszczalnik – ułatwia rozpuszczenie składników aktywnych słabo rozpuszczalnych w wodzie, co poprawia ich jednorodność w preparacie i może zwiększać dostępność biologiczną¹²¹³.
Modyfikator lepkości i reologii – reguluje gęstość preparatu, zapewniając pożądaną konsystencję bez nadmiernego zagęszczania lub rozrzedzania⁹.
Wzmacniacz penetracji skórnej – ułatwia przenikanie składników aktywnych przez naskórek, co jest szczególnie ważne w preparatach dermatologicznych i transdermalnych¹¹⁴.
Stabilizator formuły – zmniejsza ryzyko rozwarstwiania się emulsji i poprawia kompatybilność składników o różnej polarności¹⁵.

Dwie grupy hydroksylowe w strukturze cząsteczki decydują o jej wszechstronności. Umożliwiają tworzenie wiązań wodorowych zarówno z wodą, jak i z innymi składnikami formuły, co pozwala substancji działać jako „pomost” między składnikami hydrofilowymi (wodnymi) a hydrofobowymi (tłuszczowymi)¹⁵. Niska prężność par (<0,01 mmHg w 20 °C) oznacza, że praktycznie nie paruje podczas przechowywania preparatu – co przekłada się na stabilność produktu i mniejsze straty substancji⁸.

Jak 1,5-pentanodiol wspomaga wnikanie leków przez skórę?

Rola wzmacniacza penetracji skórnej to jedna z bardziej interesujących właściwości tej substancji z farmaceutycznego punktu widzenia. Dane pochodzą z badań in vitro (laboratoryjnych, prowadzonych poza organizmem ludzkim), dlatego należy je traktować jako wstępne – nie jako dowód kliniczny skuteczności u pacjentów.

W eksperymencie z dyfuzją przez ludzką skórę (metoda komórek Franza) 1,5-pentanodiol zwiększył wchłanianie hydrokortyzonu 4-krotnie w porównaniu z kontrolą, zapewniając jednocześnie większą retencję substancji aktywnej w skórze niż 1,2-propanodiol². W badaniu z trójjodotyroctanem (TRIAC) zastosowanie 10% roztworu 1,5-pentanodiolu spowodowało uwolnienie 33% substancji po 30 minutach i 62% po 300 minutach – więcej niż w przypadku 1,2-propanodiolu¹⁶.

Szczególnie wyraźny efekt zaobserwowano w przypadku terbinafiny – leku przeciwgrzybiczego. W hydrożelu zawierającym 5% pentanodiolu wchłanianie terbinafiny w skórę wyniosło 52%, podczas gdy przy 1,2-propanodiolu osiągnięto jedynie 19%³. Co ciekawe, przy wyższym stężeniu (20%) efekt był mniejszy (11% wchłaniania), co sugeruje, że optymalne stężenie wzmacniacza zależy od konkretnej formuły i stosowanego składnika aktywnego³. Ponownie: to wyniki badań in vitro, a ich przełożenie na efekty kliniczne wymaga potwierdzenia w badaniach na ludziach.

1,5-pentanodiol jako budulec polimerów farmaceutycznych:

Poza rolą ekscipienty w gotowych preparatach, 1,5-pentanodiol jest stosowany jako monomer (cegiełka budulcowa) w syntezie biokompatybilnych poliestrów, poliwęglanów i poliuretanów¹⁷. Materiały te są wykorzystywane do produkcji powłok filmowych tabletek, kapsułek o modyfikowanym uwalnianiu i systemów nośnikowych dla leków. Kontrolując ilość diolu w mieszaninie reakcyjnej, technolodzy mogą regulować twardość, elastyczność i szybkość degradacji takiego polimeru¹⁸. W farmacji coraz częściej sięga się po tzw. bio-PDO – 1,5-pentanodiol pozyskiwany z surowców odnawialnych, a nie z ropy naftowej, co wpisuje się w trend „zielonej chemii” w produkcji leków¹⁹.

Jakie są właściwości fizykochemiczne 1,5-pentanodiolu istotne dla pacjenta?

Dla pacjenta korzystającego z preparatu zawierającego tę substancję pomocniczą najważniejsze cechy to: mieszalność z wodą (co sprawia, że preparaty łatwo się zmywają), higroskopijność (zdolność pochłaniania wilgoci z otoczenia, odpowiedzialna za efekt nawilżający) oraz niska lotność (substancja nie paruje szybko, więc preparat długo zachowuje wilgotność)⁷⁸.

Właściwość	Wartość
Temperatura topnienia	–18 °C
Temperatura wrzenia	242 °C
Gęstość (25 °C)	0,994 g/mL
Prężność par (20 °C)	<0,01 mmHg
Rozpuszczalność w wodzie	miesza się w każdym stosunku
LogP (25 °C)	–0,49
pH (10% w/v w wodzie)	7,5
Masa cząsteczkowa	104,15 g/mol

Wartość logP równa –0,49 oznacza, że substancja jest wyraźnie hydrofilowa (woli wodę od tłuszczu) – mimo to wykazuje zdolność do przenikania przez lipidową barierę naskórka, co tłumaczy jej aktywność jako wzmacniacza penetracji²⁰.

Profil bezpieczeństwa – co mówią dane toksykologiczne?

Dostępne dane wskazują na niską ostrą toksyczność 1,5-pentanodiolu. Doustne LD₅₀ (dawka, przy której ginie 50% badanych zwierząt) u królika wynosi 10 000 mg/kg masy ciała, a dermalne LD₅₀ u królika przekracza 19 800 mg/kg⁴. Dla porównania: u szczurów doustne LD₅₀ wynosi 2 000 mg/kg, a u myszy 6 300 mg/kg²¹. Wszystkie te wartości są wysokie, co w nomenklaturze toksykologicznej oznacza niskie ryzyko ostrego zatrucia.

Substancja jest sklasyfikowana w systemie GHS jako GHS07 (ostrzeżenie) z kodami zagrożenia: H302 (szkodliwy po połknięciu), H315 (działa drażniąco na skórę), H319 (działa drażniąco na oczy), H335 (może powodować podrażnienie dróg oddechowych)⁴. Podrażnienie skóry i oczu ma charakter łagodny i odwracalny. W UE substancja posiada aktywną rejestrację REACH (europejski system oceny bezpieczeństwa chemikaliów), a jej klasyfikacja zagrożenia dla wód (WGK) wynosi 1 – najniższy stopień⁵²².

Dane dotyczące długoterminowej toksyczności czy działania uczulającego w warunkach stosowania jako ekscipienty w produktach konsumenckich są w dostępnych źródłach ograniczone. Substancja jest wymieniana jako akceptowana w składach kosmetycznych przez Cosmetic Ingredient Review (CIR)¹⁰.

Kiedy skontaktować się z lekarzem?

1,5-pentanodiol jako substancja pomocnicza zwykle nie wywołuje reakcji niepożądanych przy zwykłym stosowaniu preparatów kosmetycznych lub dermatologicznych. Jednak w pewnych sytuacjach warto zachować ostrożność lub zasięgnąć porady specjalisty.

Skontaktuj się z lekarzem lub farmaceutą, jeśli:

Po zastosowaniu preparatu zawierającego 1,5-pentanodiol pojawi się wyraźne zaczerwienienie, świąd, pieczenie lub obrzęk skóry – mogą to być objawy podrażnienia kontaktowego lub reakcji alergicznej⁴.
Preparat przypadkowo dostanie się do oczu i po dokładnym przepłukaniu wodą przez co najmniej 15 minut dolegliwości nie ustępują²³.
Dojdzie do przypadkowego połknięcia preparatu (zwłaszcza przez dziecko) – nie wywoływać wymiotów, przepłukać usta wodą i niezwłocznie skontaktować się z lekarzem lub centrum zatruć²³.
Masz choroby skóry, otwarte rany lub przerwanie ciągłości naskórka w miejscu aplikacji – wzmacniacz penetracji może nasilać wchłanianie nie tylko substancji aktywnych, ale też potencjalnych alergenów z preparatu¹.
Jesteś w ciąży lub karmisz piersią i masz wątpliwości co do bezpieczeństwa konkretnego preparatu – skonsultuj jego skład z lekarzem lub farmaceutą, gdyż dostępne dane nie pozwalają na jednoznaczną ocenę bezpieczeństwa w tych grupach.

Jeśli stosujesz lek do stosowania miejscowego na receptę, który zawiera 1,5-pentanodiol jako wzmacniacz penetracji, stosuj go zgodnie z zaleceniami lekarza – efekt wzmocnionego wchłaniania składnika aktywnego oznacza, że przekroczenie dawki lub obszaru aplikacji może mieć kliniczne konsekwencje².

Zanim sięgniesz po preparat dermatologiczny lub kosmetyczny, sprawdź jego skład pod kątem 1,5-pentanodiolu, jeśli masz wrażliwą skórę lub historię alergii kontaktowych. Przy pierwszym użyciu nowego produktu warto wykonać test na małym fragmencie skóry i odczekać 24 godziny. Farmaceuta w aptece pomoże Ci ocenić, czy dany preparat jest odpowiedni dla Twojego typu skóry i sytuacji zdrowotnej.

Pytania i odpowiedzi

Co to jest 1,5-pentanodiol i czy to substancja czynna?

1,5-pentanodiol (pentametylenoglikol, CAS 111-29-5) to substancja pomocnicza, a nie składnik aktywny. Pojawia się w składach preparatów jako humektant, rozpuszczalnik lub wzmacniacz penetracji skórnej – jej zadaniem jest ułatwianie działania właściwego składnika leczniczego lub kosmetycznego, a nie bezpośrednie leczenie¹.

W jakich produktach aptecznych mogę znaleźć 1,5-pentanodiol?

Substancja ta trafia do kremów, żeli, maści, preparatów dermatologicznych i leków do stosowania miejscowego na skórę. Stosuje się ją też w niektórych lekach do wstrzykiwań jako stabilizator²⁴. Szukaj jej nazwy w wykazie składników (INCI lub skład) na opakowaniu.

Czy 1,5-pentanodiol jest bezpieczny dla skóry?

Dostępne dane toksykologiczne wskazują na niską ostrą toksyczność (dermalne LD₅₀ u królika >19 800 mg/kg)⁴ i łagodne, odwracalne działanie drażniące na skórę i oczy (H315, H319)⁴. Substancja jest dopuszczona jako składnik kosmetyczny przez Cosmetic Ingredient Review¹⁰. Osoby z wrażliwą skórą powinny zachować ostrożność i obserwować reakcję po pierwszym zastosowaniu.

Czym różni się 1,5-pentanodiol od 1,2-propanodiolu (glikolu propylenowego)?

Oba związki to diole stosowane jako humektanty i wzmacniacze penetracji, ale wykazują różną skuteczność w zależności od substancji aktywnej. W badaniach in vitro 1,5-pentanodiol przy stężeniu 5% w hydrożelu umożliwił 52% wchłanianie terbinafiny, podczas gdy 1,2-propanodiol – tylko 19%³. Z kolei w badaniu z TRIAC 1,5-pentanodiol wykazał lepszą retencję substancji w skórze, a 1,2-propanodiol – większy całkowity transfer¹⁶.

Czy 1,5-pentanodiol może uczulać?

Klasyfikacja GHS nie wymienia 1,5-pentanodiolu jako substancji uczulającej – kody zagrożenia (H302, H315, H319, H335) dotyczą podrażnienia, nie uczulenia⁴. Nie oznacza to jednak, że uczulenie jest niemożliwe – u osób z predyspozycją do alergii kontaktowych każda substancja pomocnicza może wywołać reakcję. W razie wątpliwości warto wykonać test płatkowy u dermatologa.

Jak działa 1,5-pentanodiol jako wzmacniacz wchłaniania przez skórę?

Substancja tworzy wewnątrzcząsteczkowe wiązania wodorowe, które modyfikują właściwości transportowe warstwy rogowej naskórka, ułatwiając przenikanie składników aktywnych¹⁴. W badaniach in vitro wykazano 4-krotny wzrost wchłaniania hydrokortyzonu w porównaniu z kontrolą². Są to jednak dane z badań laboratoryjnych, nie z badań klinicznych na ludziach.

Czy 1,5-pentanodiol ma właściwości przeciwdrobnoustrojowe?

W dostępnych źródłach pojawia się informacja o potencjalnych właściwościach przeciwdrobnoustrojowych i przeciwgrzybiczych 1,5-pentanodiolu, jednak zaznaczono, że potrzebne są dalsze badania, by w pełni zrozumieć jego wpływ na wzrost drobnoustrojów²⁵. Nie należy traktować tej substancji jako środka dezynfekującego lub leczniczego w tym zakresie.

Czy 1,5-pentanodiol jest substancją naturalną czy syntetyczną?

Tradycyjnie jest pozyskiwany z produktów utleniania cykloheksanu (proces petrochemiczny)²⁶. Istnieje jednak bio-PDO – wersja pozyskiwana z surowców odnawialnych, która jest tańszą i bardziej zrównoważoną alternatywą dla produktu petrochemicznego¹⁹. Obie wersje mają identyczną strukturę chemiczną.

Czy 1,5-pentanodiol jest dopuszczony do stosowania w UE?

Tak – substancja posiada aktywną rejestrację w systemie REACH (europejski system oceny bezpieczeństwa chemikaliów) i numer EC 203-854-4⁵²². Jest wymieniana jako składnik kosmetyczny o funkcji rozpuszczalnika¹⁰.

Co zrobić, jeśli preparat z 1,5-pentanodilem dostanie się do oczu?

Należy niezwłocznie przemywać oczy dużą ilością wody przez co najmniej 15 minut, a następnie skonsultować się z lekarzem²³. Substancja klasyfikowana jest jako drażniąca oczy (H319), ale działanie to ma charakter łagodny i odwracalny⁴.

Czy 1,5-pentanodiol jest stosowany w lekach doustnych?

Dostępne źródła wskazują na jego zastosowanie głównie w preparatach do stosowania miejscowego (skóra) i w niektórych lekach do wstrzykiwań jako stabilizator lub rozpuszczalnik¹²²⁴. Brak jest w dostępnych źródłach szczegółowych danych potwierdzających jego szerokie stosowanie w doustnych postaciach leku.

Jak przechowywać preparaty zawierające 1,5-pentanodiol?

Sam 1,5-pentanodiol należy przechowywać w szczelnie zamkniętym pojemniku w temperaturze poniżej 30 °C, w miejscu suchym i dobrze wentylowanym²⁷. Preparaty gotowe (kremy, żele) przechowuj zgodnie z zaleceniami producenta podanymi na opakowaniu.

Bio-PDO – zielona chemia w farmacji

Tradycyjny 1,5-pentanodiol pochodzi z utleniania cykloheksanu – procesu petrochemicznego. Rosnące zainteresowanie zrównoważoną produkcją skłoniło naukowców do opracowania tzw. bio-PDO – wersji pozyskiwanej z surowców odnawialnych¹⁹. Badania opublikowane w ACS Sustainable Chemistry & Engineering wykazały, że bio-PDO może z powodzeniem zastąpić petrochemiczny 1,6-heksanodiol w syntezie poliestrów stosowanych w powłokach i klejach – przy porównywalnych właściwościach mechanicznych (twardość, elastyczność, adhezja, odporność na rozpuszczalniki)¹⁹. Dla farmacji oznacza to możliwość tworzenia biokompatybilnych materiałów do powlekania tabletek i systemów nośnikowych z surowców niekopalnych.

1,5-pentanodiol a terbinafina – przykład z badań laboratoryjnych

Jednym z ciekawszych przykładów zastosowania 1,5-pentanodiolu jako wzmacniacza penetracji jest jego interakcja z terbinafiną – lekiem przeciwgrzybiczym stosowanym w grzybicach paznokci i stóp. W badaniu in vitro hydrożel zawierający zaledwie 5% pentanodiolu umożliwił wchłanianie 52% terbinafiny w skórę, podczas gdy 20% 1,2-propanodiolu osiągnął tylko 19%³. To czterokrotnie wyższy wynik przy czterokrotnie niższym stężeniu wzmacniacza – co sugeruje wysoką efektywność tej substancji pomocniczej dla leków lipofilowych. Pamiętaj jednak, że wyniki badań in vitro nie zawsze przekładają się bezpośrednio na efekty kliniczne u pacjentów.

Pentametylenoglikol – nazwy, które możesz spotkać na opakowaniu

1,5-pentanodiol kryje się pod kilkoma nazwami, które możesz napotkać czytając skład preparatu. Najczęściej spotykane to: pentametylenoglikol, 1,5-pentanediol (nazwa angielska), pentane-1,5-diol oraz numer CAS 111-29-5²²²⁶. W wykazach składników INCI (używanych na opakowaniach kosmetyków) substancja widnieje jako 1,5-PENTANEDIOL. Znajomość tych nazw może być przydatna, jeśli lekarz lub alergolog zaleci unikanie tej substancji pomocniczej.