Biopharmaceutical and pharmacodynamic study of topical niacinamide

Abstract

eng

Niacinamide is a key active ingredient in dermatology and cosmetics due to its ability to improve skin barrier function, reduce hyperpigmentation and regulate sebum, among other activities. This study aimed to characterize the biopharmaceutical and pharmacodynamic profile of topical niacinamide to determine its optimal cutaneous concentration and estab- lish a rational framework for formulation. A comprehensive literature review of in vitro, ex vivo, and in vivo studies was conducted. Effective cellular concentrations from in vitro data were quantitatively translated into target tissue concentrations (µg of niacinamide/g of skin). The synthesized evidence reveals that physiological targets for niacinamide are relatively low (e.g., < 50 µg/g for antioxidant effect and melanogenesis inhibition). Fur- thermore, clinical efficacy establishes an optimal therapeutic window for topical formu- lations between 2% and 5%. Because niacinamide’s passive diffusion is fundamentally vehicle-dependent, achieving these targets requires optimized delivery systems and val- idation through in vitro permeation testing using Franz diffusion cells, rather than mere concentration increases. Consequently, the current cosmetic market trend of 10%–20% ”megadoses” is not strongly supported by current biopharmaceutical evidence. Such con- centrations do not appear to provide additional clinical benefits, may represent inefficient use of raw materials, and increase the risk of cutaneous irritation due to pH-dependent hydrolysis to vasodilatory nicotinic acid. Future dermatological research must prioritize evidence-guided rational design, sustainable practices, and greater industry transparency regarding active ingredient percentages.

spa

La niacinamida es un ingrediente activo clave en dermatología y cosmética debido a su ca- pacidad para mejorar la función barrera de la piel, reducir la hiperpigmentación y regular el sebo, entre otras actividades. Este estudio tuvo como objetivo caracterizar el perfil biofar- macéutico y farmacodinámico de la niacinamida tópica para determinar su concentración cutánea óptima y establecer un marco racional para su formulación. Se llevó a cabo una re- visión bibliográfica exhaustiva de estudios in vitro, ex vivo e in vivo. Las concentraciones efectivas en células procedentes de datos in vitro se tradujeron cuantitativamente a con- centraciones tisulares diana (µg de niacinamida/g de piel). La evidencia sintetizada revela que las dianas fisiológicas de la niacinamida son relativamente bajas (ej., < 50 µg/g para el efecto antioxidante y la inhibición de la melanogénesis). Además, la eficacia clínica establece una ventana terapéutica óptima para las formulaciones tópicas entre el 2% y el 5%. Dado que la difusión pasiva de la niacinamida es fundamentalmente dependiente del vehículo, alcanzar estas dianas requiere sistemas de liberación optimizados y validación mediante ensayos de permeación in vitro utilizando celdas de difusión de Franz, en lugar de meros aumentos de concentración. En consecuencia, la tendencia actual del mercado cosmético de formular ”megadosis” del 10%–20% no está firmemente respaldada por la evidencia biofarmacéutica actual. Dichas concentraciones no parecen proporcionar ben- eficios clínicos adicionales, pueden representar un uso ineficiente de materias primas y pueden aumentar el riesgo de irritación cutánea debido a la hidrólisis dependiente del pH en ácido nicotínico vasodilatador. La investigación dermatológica futura debe priorizar el diseño racional guiado por la evidencia, las prácticas sostenibles y una mayor transparen- cia de la industria respecto a los porcentajes de ingredientes activos.