МОДУЛЬ nІ: ТЕХНОЛОГІЯ ЛІКАРСЬКИХ КОСМЕТИЧНИХ ЗАСОБІВ

 

ЗМІСТОВИЙ  МОДУЛЬ 2: ТЕХНОЛОГІЯ КОСМЕТИЧНИХ КРЕМІВ, nДЕЗОДОРУЮЧИХ КОСМЕТИЧНИХ ЗАСОБІВ ТА ЗАСОБІВ ДЕКОРАТИВНОЇ КОСМЕТИКИ

 

КОСМЕТИЧНІ ЗАСОБИ nДЛЯ ДОГЛЯДУ ЗА ШКІРОЮ М’ЯКОЇ КОНСИСТЕНЦІЇ.  nКРЕМИ ЕМУЛЬСІЙНІ

Відповідно до Державного nстандарту України 2472-94 Продукція парфюмерно-косметичної промисловості n«Терміни і визначення» косметичний крем – nзасіб по догляду за обличчям та  тілом у nвигляді мазеподібної маси з додаванням активнодіючих речовин. За складом креми nподіляють на жирові й емульсійні типу вода/олія, олія/вода і змішаний тип; за nконсистенцією поділяють на рідкі і густі.

Сучасні креми nкласифікуються:

За складом:

–         nжирові (кремоподібний стан яких забезпечується комплексом nжирів і жироподібних речовин);

–         nемульсійні (кремоподібний стан визначається наявністю і nспіввідношенням жирів і води);

–         nсуспензійний (кремоподібний стан забезпечується консистенцією nдисперсійного середовища і концентрацією твердої дисперсної фази);

–         nкомбіновані (суспензійні креми в яких як дисперсійне nсередовище використовуються емульсії);

–         nбезжирові – (креми, що не містять у своїй сполуці жирів і nжироподібних речовин).

За  nпризначенням:

–         nгігієнічні (у т.ч. креми спеціального призначення);

–         nлікувально-профілактичні;

–         nдекоративні.

за консистенцією:

–         nрідкі;

–         nвласне креми;

–         nгусті.

 

Емульсійні системи складають основу більшості форм nкосметичної продукції – кремів, лосьонів, аерозолей (мусів), бальзамів, nдекоративної косметики і т.д.. , Отже, найчисельнішою, найтиповішою і  показовою у всіх відношеннях (фізіологічних, nтехнологічних) є група емульсійних КЗ у формі крему. Це пов’язано, з тим, що nзасоби по догляду за шкірою є традиційною косметичною продукцією, здатною nзадовольнити ряд споживчих вимог, а саме:

·        nвільно видавлюватися з  nтуб чи виливатися з флакона (екструзія);

·        nлегко наноситися, швидко всмоктуватися шкірою;

·        nмати цілеспрямований косметичний вплив на шкірні покриви;

·        nлегко видалятися при необхідності з поверхні шкіри.

Виконання цих вимог забезпечують структурно-механічні nпараметри косметичних форм із пружно-в”зким дисперсійним середовищем.

 Залежно від nзначень фізико-хімічних параметрів (в’язкості, пружності, текучості й ін. nреологічних характеристик) емульсійні креми розрізняють за консистенцією: рідкі nкреми; власне креми; густі креми. Як рідкі так і густі креми можуть бути nпредставлені емульсіями 1 і 2 роду, оскільки консистентні властивості емульсій nв/о і о/в регулюються за допомогою допоміжних речовин (емульгаторів,  загущувачів і т.д.).

З огляду на властивості емульсійних систем, здатність nїхнього проникнення в шкіру, за ступенем впливу на структури шкіри емульсійні nкреми можна класифікувати на:

·        nкреми поверхневої дії (епідермальні);

·        nкреми трансдермальної дії.

До першої групи відносяться КЗ, рівень впливу, яких nобмежується зовнішнім шаром епідермісу і забезпечує:

·        nочищення шкіри;

·        nзволоження шкіри;

·        nзахист від несприятливих атмосферних впливів, дії хімічних nреагентів і т.д.

Друга група характеризується наявністю високоактивних nбіологічних добавок, здатних включатися в біохімічні процеси структур,шкіри, nстимулюючи трофіку тканин, і впливати на життєдіяльність організму в nцілому.  Залежно від специфічної nспрямованості дії креми цієї групи можна класифікувати на:

·        nстимулятори водно-сольового обміну

·        nстимулятори ліпідного обміну,

·        nстимулятори білкового обміну і т.д.

Звичайно цю групу ЕКЗ називають «живильними» кремами. nОднак, і ця класифікація відносна, оскільки сучасною тенденцією при розробці nкосметичних засобів є створення поліфункціональних високоактивних рецептур, nздатних мати, комплексний вплив на структури шкіри Прикладом може служити nкосметичне молочко, яке    містить   гідратуючі, утримуючі  і біокаталізуючі добавки; креми, що захищають nвід впливу Уф-променів з біоекстрактами; губні помади, тональні креми, фарби, nополоскувачі для волосся, що містять речовини,які зволожують шкіру.

За місцем  nзастосування емульсійні креми можна поділити, як засоби по догляду:

·        n

nза шкірою;

·        nза волоссям

 

У свою чергу, враховуючи анатомічні і фізіологічні nособливості різних областей тіла (наприклад, відсутність підшкірної жирової nклітковини в області шиї, навколо очей; інтенсивність секреції сальних і nпотових залоз в області чола, носа, волосистої частини голови), що визначають nнеобхідність інтенсивного косметичного впливу а отже, вимог до складу, nдерматологічних, косметичних, споживчих характеристик кремів (м’якші, n«гіпоалергічні» засоби по догляду за областю навколо очей, шиї), засоби по догляду nза шкірою класифікують на:

–         nКЗ по догляду за шкірою обличчя (60 % усього торгового nобороту);

–         nКЗ по догляду за шкірою навколо очей;

–         nКЗ по догляду за шкірою шиї;

–         nКЗ по догляду за шкірою рук;

–         nКЗ по догляду за шкірою ніг.

Як уже відзначалося, емульсії  залежно від виду емульгатора, природи і nкількості дисперсної фази класифікують на: емульсії 1 роду типу олія/вода й nемульсії 2 роду – типу вода/олія.

Класифікація, nхарактеристика і номенклатура біологічно активних, діючих і допоміжних речовин, nякі використовуються у складі косметичних кремів

n

Створення nкосметичних кремів на основі таких потенційно хитливих дисперсних систем, якими nє емульсії, вимагає спільного використання цілого комплексу допоміжних речовин, nщо забезпечують фізичну, хімічну і мікробіологічну стабільність крему протягом nвизначеного проміжку часу. Це формотворні речовини, емульгатори, консерванти, nантиоксиданти, а також речовини, що поліпшують споживчі властивості nкосметичного препарату – барвники, ароматизатори.

Окремі nгрупи допоміжних речовин забезпечують не тільки необхідні фізико-хімічні nвластивості емульсій, але можуть володіти визначеною біологічною активністю, що nдозволяє їм включатися в ряд біохімічних процесів шкірних структур, потенціюючи nкосметичну ефективність діючих інгредієнтів. Для прикладу – високоактивні nформотворні речовини – натуральні жири й олії стимулюють обмінні процеси в nшкірі; ПАР ініціюють процеси всмоктування біологічно активних речовин і т.д.

Принципи nскладання рецептури емульсійних косметичних кремів

В nоснову складання рецептур емульсійних косметичних засобів (ЕКЗ) різних форм і nспрямованості дії покладений принцип раціонального підбора типу емульсійної nсистеми, природи і кількості складових компонентів.

Одним з основних складових компонентів емульсійних косметичних кремів є nжири і жироподібні речовини. Як уже відзначалося, ліпіди є складовою частиною nшкірного покриву і мають величезне фізіологічне значення. Це, насамперед, nпов’язано з захисними функціями, а також забезпеченням еластичності шкірних nпокривів. Очевидно, що природню  втрату nліпідних компонентів з віком при порушенні функції сальних залоз, а також nштучну – при використанні миючих засобів, якщо неможливо попередити, то варто nкомпенсувати. З цією метою в сполуки КЗ вводять різні «знежируючі» добавки, nкількість яких залежить від спрямованості дії крему. Необхідно також nвраховувати той факт, що природа гідрофобних формотворних речовин визначає nступінь косметичного впливу емульсійного крему.

Від правильного вибору олійної фази залежать не тільки nспоживчі, але і функціональні властивості косметичного препарату. Як уже відзначалося застосування як nгідрофобного компоненту високоактивних жирів натурального походження, nзабезпечує виражену трансдермальну спрямованість препарату. Використання ж вуглеводневих nпохідних забезпечує поверхневу епідермальну дію, основано на утворенні на nповерхні шкіри плівки. Це ж відноситься і до натуральних і синтетичних олій.

У косметичних емульсіях типу nо/в вміст води, що є, відповідно, дисперсійним середовищем, переважає і складає nпорядку 70-90 %. Кількість олійної фази обмежено 10-30 %.

Подібні системи становлять nбільшість усіх ЕКЗ, що обумовлено їх високою субстативністю до природного nводно-жирового змащування поверхні шкіри, широким діапазоном консистентних nвластивостей, що забезпечує легке нанесення й всмоктування шкірою. Емульсії nтипу о/в не залишають жирного сліду на шкірі, легко видаляються, змиваються nводою.

Косметичні креми по догляду nза шкірою на основі емульсій о/в використовуються як очисні засоби (косметичне nмолочко); засоби, що стимулюють водно-сольовий, білковий і інші обмінні процеси nшкірних структур (так звані «живильні» креми); засоби, що захищають від nшкідливих впливів (фотозахисні креми).

Як уже відзначалося, залежно nвід фізико-хімічних параметрів системи, розрізняють рідкі і густі емульсії о/в.

Системи в складі 60-70 % nводного дисперсійного середовища лежать в основі густих кремів.

Рідкі емульсії типу о/в n(косметичне молочко) призначені для щоденного очищення шкіри від залишків  макіяжу чи для вмивання. Кількість води в nподібних кремах складає до 90 % об”єму. З огляду на переважну кількість nгідрофільних речовин, косметичне молочко о/в рекомендується для догляду за nнормальною чи жирною шкірою обличчя.

Емульсії, що містять до n70-80 % води як дисперсійне середовище, використовуються як основа для кремів nгідратантної (зволожуючої) дії. Подібна спрямованість є переважною тенденцією в nстворенні КЗ, особливо по догляду за шкірою обличчя. Це перспективний напрямок nу косметології обумовлений зростаючим попитом на КЗ по догляду за сухою, nв”янучою шкірою.

Раціональне поєднання ПАР з nперевагою гідрофільних і гідрофобних властивостей лежить в основі створення nт.зв. емульгуючих сумішей,  стабілізуючий nефект  яких у відносно гетерогенних nсистем перевищує емульгуючу здатність ПАР одного виду. Це зв’язано, насамперед, nз тим, що поєднання ПАР різних типів дає можливість одержати сумарне значення nГЛБ суміші ПАР близьке до значення критичного ГЛБ олійної фази емульсії, що у nсвою чергу підвищує товщину адсорбційного шару і відповідно підвищує стійкість nемульсії.

Для одержання стабільної nемульсії о/в використовується суміш ПАР, що складає з 30 % емульгатора 1 роду і n70 % -2 роди.

У разі потреби підвищення nв’язкості емульсій, вміст олійної фази збільшують до 45 %, що відповідно nвимагає підвищення концентрації емульгаторів, що складає 4-10 % і підвищується nзі збільшенням кількості олійної фази.

На відміну від густих і nвласне кремів, рідкі емульсії характеризуються більшою чутливістю в плані nфізичної стабільності, яка може бути забезпечена створенням в об”ємі водного nдисперсійного середовища  гелевих nструктур які формують консистенцію. Тривимірна просторова сітка, що сприяє nстабілізації диспергованої олійної фази в об”ємі водного середовища, nзабезпечується за допомогою введення поліморфних водорозчинних сполук і nстабілізується ПАР. Як допоміжні речовини, що підвищують в’язкість і nстабільність рідких емульсій використовуються неводні розчинники: гліцерин, nпропіленгліколь і ін., а також різні ВМС, так звані гідроколоїди (карбомери, nсополімери акрилатів і т.д.) у концентрації 5-10 і 1-3 % відповідно.

Емульсійні системи типу в/о характеризуються високим nвмістом жирових компонентів – від 30 до 70 %, що є дисперсійним середовищем, nкількість водної фази обмежено 30-50 % відповідно.

КЗ по догляду за шкірою на nоснові емульсій в/о здебільшого представлені кремами, як рідкої, так і густої nконсистенції, призваними забезпечити трансдермальну дію:  живильну, стимулюючу ліпідний обмін  на дуже сухій і чутливій шкірі. Це так звані n«нічні», «живильні» креми. Виражену трансдермальну спрямованість даних кремів nобумовлює застосування в якості олійного дисперсійного середовища nвисокоактивних природних жирів, а також застосування  сприятливих стимулюванню процесів трофіки nшкірних структур, що забезпечують живлення, активізацію життєдіяльності шкірних nтканин.

До кремів поверхневої дії на nданих основах відносяться: «косметичне молочко, захисні (здебільшого nводовідштовхувальні), дитячі, фотозахисні креми.Вуглеводневі, силіконові nпохідні в рецептурах даних препаратів сприяють утворенню на шкірі поверхневої nводонепроникної плівки, що забезпечує відповідний ефект.

Тенденцією nсучасного ринку косметичних засобів є створення таких, біологічно активних nкомпозицій, що поєднують і очисну дію, і певний біологічний ефект.

Останнім nчасом відходять від традиційних рецептур емульсійних кремів з високим вмістом nліпофільних компонентів, беручи до уваги фізіологічну невиправданість nприсутності великої кількості “знежирювачів». Це пов’язано з тим, що шкіра nздатна всмоктувати всього 6-8 % ліпідів. Кількість гідрофобних речовин, що не nвсмокталася обумовлює появу «жирного» блиску на шкірі, при  тривалішому контакті зі шкірою  кількість жиру, що не всмокталася закупорює nпротоки сальних і потових залоз, порушує природний тепло- газообмін шкіри з nнавколишнім середовищем, що може стати причиною серйозних порушень функції nшкірних покривів у цілому. Тому дуже суперечливим є питання про необхідність nзастосування «жирних» кремів протягом тривалого проміжку часу (наприклад, на nніч). У  зв’язку з цим широке nзастосування знаходять емульсійні креми в/о, кількість жирового компоненту, у nяких складає 30-45 %, а вміст води обмежений 50 %. Емульсії в/о можуть складати nоснову як рідких, так і густих кремів.

З метою забезпечення стабільності емульсій типу в/о nвикористовується комплекс емульгаторів з оптимальним співвідношенням: 30 % nемульгатора 2 роду, 70 % – 1 роду. Додатковим стабілізуючим фактором, що nзабезпечує необхідні консистентні властивості косметичного засобу є nвикористання тугоплавких гідрофобних речовин, природа яких повинна відповідати nприроді середовища (приклад: рослинні олії згущують натуральними восками, nмінеральні – вазеліном, парафіном).

Технологія емульсійних косметичних кремів

Емульсійні nкосметичні креми відповідно до нормативно-технічної документації повинні мати nтривалу стабільність у температурному діапазоні (закордонного виробництва – + n40 до – 10 ^ос, вітчизняного – +25 до +5 ^ос n(ДСТ-29189-91 термін придатності вітчизняних кремів – 12 місяців, біокремів, nрідких кремів – 6 місяців.). Виконання цих вимог обумовлено наявністю nстабілізуючих добавок, що забезпечують, як було зазначено вище фізичну, хімічну nі мікробіологічну стабільність емульсій, а також багато в чому визначається nтехнологією виробництва. Одним з факторів, що забезпечують стабільність системи nє оптимальна дисперсність і гомогенність системи. Дані вимоги можуть бути nреалізовані технологічним шляхом за допомогою процесу емульгування і nгомогенізації.

Оптимальна nдисперсність часток емульсійних кремів І~2 мкм. Креми, дисперсність яких nперевищує 2-3 мкм, характеризуються матовістю, крупинчастістю, схильністю до nрозшарування. Креми, дисперсність яких значно нижче 1 мкм, відрізняються nпідвищеною чутливістю до низьких температур.

Процес nемульгування здійснюється за допомогою спеціального устаткування (реактори, nгомогенізатори), оснащені роторно-статорними, роликовими, колоїдними млинами, nрізними мішалками і шкребками. Використовуються мішалки якірного, планетарного nтипу, оснащені   додатково лопатевим nшкребком. Для виробництва більшості косметичних емульсій недостатньо однієї nлише механічної дії описаних змішувальних апаратів для одержання однорідної nстійкої емульсії з рівномірним розподілом диспергованих часток. З цією метою nвикористовують універсальні установки для емульгування, оснащені додатковими nпристроями для гомогенізації. Такі гомогенізатори, що діють звичайно по nроторно-статорному принципі, можуть вбудовуватися в реактор для емульгування. nПри необхідності в роторно-статорного гомогенізатора може регулюватися ширина зазору nдиспергуючої щілини, а також число оборотів змішувача, що дозволяє здійснювати nцілеспрямоване керування процесом гомогенізації.

Залежно nвід пристрою подрібнюючих елементів гомогенізатори звуться колоїдними млинами, nщо працюють за принципом стирання диспергованих часток; фрикційні – удару; nстирання й удару; кавітації

Ефективними nу виробництві емульсій і суспензій є пристрої для ультразвукового nдиспергування. При озвучуванні гетерогенних рідин у зонах стиску і розрідження nвиникає тиск. Надлишковий тиск, створюваний ультразвуковою хвилею, накладається nна постійний гідростатичний тиск і сумарно може складати кілька атмосфер. У nфазу розрідження у всьому об”ємі рідини, особливо на межах розмежування фаз, у nмісцях, де є пухирці газу і дрібні тверді частки, утворюються порожнини, nкавітаційні пухирці. При повторному стиску кавітаційні пухирці лопаються, nдоводячи тиск до сотень атмосфер. Утвориться ударна хвиля високої nінтенсивності, що призводить до механічного руйнування твердих часток і nвиривання з поверхні розділу фаз невеликі об”єми рідини, що розпадаються на nдрібні крапельки і знову входять в неї. У процесі озвучування системи nвідбувається не тільки диспергування часток, але і коагуляція, якщо завишена nмежа інтенсивності ультразвуку і внаслідок цього порушена цілісність захисних nшарів часток дисперсної фази. З введенням стабілізуючих речовин ефективність nемульгуючої дії ультразвуку різко зростає, підвищується і ступінь дисперсності. nІснує певна залежність між інтенсивністю ультразвуку і типом одержуваної емульсії. nПри низькій інтенсивності ультразвуку утвориться емульсія типу о/в, зі nзбільшенням її – в/о.

Для nодержання ультразвукових хвиль використовують різні апарати й установки, що nгенерують ультразвукові коливання. Джерелами ультразвуку можуть бути механічні nй електромеханічні випромінювачі, останні підрозділяються на електродинамічні, nмагнітострикційні і електрострикційні.

Варто nврахувати, що для кожного виду емульсії існують оптимальні (рівноважні) nзначення інтенсивності і тривалості гомогенізації. Для рідких емульсій о/в з nінтенсивністю перемішування зростає ступінь дисперсності часток, що сприяє nутворенню тонкої, однорідної дисперсії. Однак така високе реологічне nнавантаження негативно позначається на в’язкості, що обумовлено руйнуванням nгелевої структури полімеру,який загущує дисперсійне середовище емульсії. Для nемульсій же в/о, на противагу емульсіям о/в, зі збільшенням кількості обертів, nтобто інтенсифікацією механічного перемішування, спостерігається підвищення nв’язкості.

Для nкосметичних кремів на основі емульсій типу в/о, а також кремів на основі nсуспензій використовується стадія пластичної обробки, що досягається двома nспособами: протиранням на  ситах  чи обробкою на вальцьових машинах. Дана nстадія значно поліпшує зовнішній вигляд крему; крім того, при протиранні на nситах затримуються сторонні механічні включення, кремова маса набуває великої nрухливості, що полегшує подальшу її обробку на вальцьовій машині.

Температурний режим виробництва

Крім апаратів nдля емульгування і гомогенізації, особливе значення має температурний режим nвиробництва косметичних емульсій, що викликано необхідністю створення тонкої nоднорідної дисперсії інгредієнтів з різними температурами плавлення.

Традиційним nспособом є режим високотемпературного впливу, при якому окремо готуються олійна n(А) і водна (Б) фази при нагріванні до 80-90 ^ос; потім вводиться А к nБ чи Б к А при температурі 80 ^ос. Суміш емульгується за допомогою nгомогенізатора до  досягнення ступеня nдисперсності в середньому 1-2 мкм. На цьому безпосередній процес емульгування nзакінчується. Гомогенізація емульсій до повного охолодження служить, головним nчином, для забезпечення рівномірності теплообміну, утворення формуючих nконсистенцію структур (для систем в/о). Охолодження емульсії рекомендується nвести при постійному перемішуванні суміші, з низькою інтенсивністю nперемішування, не менше 60 хв. Цей режим є оптимальним для формування nконсистенції емульсій. Певне загущення проходить протягом наступних 1-2 днів.

Введення nтермолабільних речовин, парфумування здійснюється при 45 ^ос, фасовка n- при 30-32 ^ос. Найбільшу витрату часу складають операції по nнагріванню водної, олійної фаз, а ще в більшій мірі охолодження маси (70 % nзагальної витрати часу). Теплова енергія складає близько 70 % усієї спожитої nенергії. У цьому зв’язку запропоновані способи високо-низькотемпературного nвпливу і низько-низькотемпературного впливу, що забезпечують економію часу й nенергії.

Спосіб nнизько-низькотемпературного впливу є ідеальним для рецептур, олійна фаза яких nне містить інгредієнтів з високими температурами плавлення (наприклад, nтугоплавких гідрофобних речовин, присутність яких викликає необхідність nнагрівання до 70-80 ^ос), процес емульгування проходить при nтемпературі 15-30 ^ос. Так зване холодне емульгування можна nзастосовувати для рідких емульсій типу о/в (гідрофільного косметичного nмолочка).

Метод nвисоко-низькотемпературного емульгування полягає в тому, що в гарячу олійну nфазу подають холодну воду (15-30 ^ос), що значно скорочує тривалість nвиробничого процесу. Ця методика прийнятна для рідких емульсій типу в/о n(«жирного» косметичного молочка).

Креми nж обох типів рекомендується готувати по високо-високотемпературному режимі з nврахуванням температур плавлення «градації в’язкості».

Технологічні nстадії виробництва кремів на основі емульсій типу о/в і в/о

Технологія виробництва nемульсійних кремів типу о/в передбачає виконання наступних операцій:

–         nготування nводної фази;

–         nготування nолійної фази;

–         nемульгування;

–         nохолодження;

–         nвведення nтермолабільних БАР;

–         nпарфумування;

–         nфасовка nй упакування крему.

Технологічні nоперації процесу виробництва крему типу в/о

–         nготування nводної фази;

–         nготування nолійної фази;

–         nемульгування;

–         nохолодження;

–         nвведення термолабільних БАР;

–         nпарфумування;

–         nпластична nобробка;

–         nфасовка nй упакування крему.