Формула на продукта Clean Beauty с ултразвук
Естествените, органични съставки (INCI), съчетани с висока ефективност и бионаличност, са характеристиките на продуктите за чиста красота. Ултразвукът се използва като високоефективна и надеждна техника за смесване, смесване, диспергиране, нано-емулгиране и нано-капсулиране на козметични съставки.
Защо трябва да използвате ултразвук за вашите чисти продукти за красота?
Смесването, смесването, диспергирането, емулгирането на съставки и капсулирането на биоактивни молекули са основни процеси в производството на козметични, козметични, козметични и козметични продукти. Надеждното, ефективно и хомогенно изпълнение на тези основни процеси е от съществено значение за получаване на висококачествени козметични продукти с повишени ефекти, ефикасност и ефективност на крайния продукт. Съвременните високотехнологични съставки са силно развити вещества, които изискват сложно включване в крайния продукт, за да се получат желаните ефекти.
ултразвук – Широк спектър от приложения
Соникацията е високоефективна и надеждна техника за хомогенизиране на течно-течни и твърдо-течни суспензии. Капсулирането на молекули в наноразмерни липидни носители (напр. липозоми, ниозоми, твърди липидни наночастици, наноструктурирани липидни носители, мицели и др.) е друго важно приложение на високоефективния ултразвук.
Ултразвукът може да се приложи в много стъпки в производството на чисти, изцяло натурални, органични козметични, козметични продукти и продукти за грижа за кожата и да подобри ефективността на смесването и капсулирането на приложения. Тъй като ултразвуковите смесители осигуряват интензивно смесване и хомогенизиране, използването на химически добавки, които обикновено се добавят за постигане на удължена стабилност и срок на годност, може да бъде сведено до минимум или напълно избегнато.
Sonication ви дава конкурентно предимство, като произвежда превъзходни резултати в бърз и ефективен процес, водещ до равномерни, хомогенни суспензии. Това влияе положително на стабилността на продукта, срока на годност и биосъвместимостта.
- смесване & Смесване
- емулгиране & Наноемулгиране
- намаляване на размера на частиците
- Капсулиране на молекули (липозоми, ниозоми)
- Извличане на биоактивни молекули от растителни продукти
ултразвук – Чисто механична обработка
Ултрасонификацията е лека, нетермична обработка, която не разгражда суровините от топлина. Много съставки като липиди, биоактивни молекули или етерични масла са чувствителни към топлина и следователно се възползват значително от контролирана нискотемпературна обработка. Устройствата Hielscher Ultrasonics са прецизно управляеми, лесно регулируеми и могат да се наблюдават и управляват чрез контрол на емоциите на браузъра. Интелигентният софтуер автоматично протоколира параметрите за обработка на вградена SD-карта. Тези характеристики улесняват стандартизацията на процесите и качеството, както и прилагането на добри производствени практики (GMP).
UIP1000hdT със стъклен реактор за производство на продукти за грижа за кожата като кремове, лосиони и балсами
Принципът на работа на уникирането
Тъй като ултразвукът е чисто механична обработка, не се добавят добавки, които биха попречили на философията на чистата козметика. Ултразвуковите приложения като смесване, смесване, емулгиране, капсулиране и екстракция се основават на принципа на работа на акустичната кавитация.
Ултразвуковите вълни с висока мощност се свързват чрез ултразвуков процесор тип сонда в суспензията. Високоенергийните ултразвукови вълни преминават през течността, създавайки редуващи се цикли на високо? ниско налягане, което води до явлението акустична кавитация. Акустичната или ултразвуковата кавитация води локално до екстремни температури, налягания, скорости на нагряване/охлаждане, разлики в налягането и високи сили на срязване в средата. Когато кавитационните мехурчета имплодират върху повърхността на частици или капчици, микроструите и междупартиклюларният сблъсък генерират ефекти като повърхностно отлепване, ерозия, разграждане на частиците, сонопорация, както и разрушаване на капчици и клетки. Освен това, имплозията на кавитационни мехурчета в течна среда създава макротурбуленции и микросмесване. Ултразвуковото облъчване представлява ефективен начин за подобряване на процесите на пренос на маса, тъй като ултразвукът води до кавитация и свързаните с нея механизми като микродвижение от течни струи, компресия и декомпресия в материала с последващо разрушаване на капчиците, както и високи скорости на нагряване и охлаждане.
Ултразвуковите апарати тип сонда могат да генерират много високи амплитуди, което е необходимо за генериране на въздействаща кавитация. Hielscher Ultrasonic произвежда високопроизводителни ултразвукови процесори, които могат лесно да създават амплитуди от 200 μm при непрекъсната работа 24/7. За още по-високи амплитуди Hielscher предлага определени високоамплитудни сонотроди (сонди).
Ултразвукови реактори под налягане и проточни клетки се използват за засилване на кавитацията. С увеличаване на налягането кавитационните и кавитационните сили на срязване стават по-разрушителни и по този начин подобряват ултразвуковите ефекти.
Предимства на ултразвуковото смесване и емулгиране
Производството на хомогенни смеси, дисперсии, емулсии и наноемулсии чрез сонификация привлече интереса на козметичните формулатори поради изключителната си енергийна ефективност, изискването за смесителни инструменти от нисък клас, лесната манипулация на системата и най-важното - ниските производствени разходи. Ултразвуковото смесване, смесване и емулгиране увеличава гъвкавостта при избор на повърхностноактивни вещества и вътрешни структури на емулсиите. (срв. Marzuki et al. 2019)
UIP4000hdT, мощен ултразвуков апарат с мощност 4 kW, използван за непрекъснато инлайн диспергиране и емулгиране при формулирането на козметични продукти
Размерът на молекулата има значение
Субмикронните и наноразмерните молекули показват значително повишена скорост на трансдермално проникване. Докато големите молекули седят в горната част на кожата и не могат да проникнат в кожата поради размера си, по-малките молекули могат да преминат през епидермиса.
Това означава, че биоактивните съединения се транспортират в по-дълбоките дермални слоеве, където могат да изпълнят своите “работя” чрез подхранване или възстановяване на кожата.
Виден пример за значението на молекулярния размер е хиалуроновата киселина, дълговерижна молекула. Ако хиалуроновата киселина има голямо молекулярно тегло, тя не може да премине през кожната бариера и остава като филм върху външния си слой. Хиалуроновата киселина с ниско молекулно тегло от друга страна се транспортира в по-дълбоките слоеве на кожата, където обгръща овлажняващия си ефект.
Друг пример за значението на размера на частиците са титанов диоксид и цинков оксид. И двете се използват като активни съставки в естествени слънцезащитни продукти (напр. лосиони, овлажнители, спрейове). Равномерно малкият размер на частиците е важен, за да се избегне запушването на порите на кожата и по този начин да се предотвратят пробиви. Освен това, с по-малки частици избелващият и блестящ ефект на слънцезащитните продукти се намалява или избягва.
Ултразвуковата наноемулгификация се използва за производство на натоварени наноемулсии, липозоми и твърди липидни наночастици. Сонирането произвежда тясно разпределение на капките и наноструктурирани частици.
Подобрено проникване в кожата
Химическите подобрители на проникването в кожата включват материали като l-α-лецитин, урея, мастни киселини, етанол и гликоли.
- Везикулозните подобрители на проникването в кожата включват везикулозни носители като липозоми и ниозоми. Везикуларните носители са мощни системи за доставяне на активни молекули. Поради състава си, те предлагат предимството да пренасят хидрофилни, както и липофилни молекули. Хидрофилните молекули са капсулирани във водното ядро, а липофилните молекули са включени в липидната мембрана, заобикаляща водното ядро. Тъй като стените на везикулите се състоят съответно от фосфолипидни двуслоеве за липозоми и синтетични повърхностноактивни вещества за ниозоми, везикулите са водоразтворими и по този начин са силно биосъвместими.
Прочетете повече за ултразвуково произведените липозоми! - Ензимните подобрители на проникването в кожата включват ензими като HMGCoA редуктаза и ацетил КоА карбоксилаза, които инхибират ключовите ензими на епидермалния синтез на липиди и променят критичното моларно съотношение на ключовите липиди на роговия слой.
- Уреята, известна още като карбамид, се използва за подобряване на усвояването на други активни козметични съставки, тъй като увеличава пропускливостта на кожата.
Ултразвуков хомогенизатор UIP2000hdT (2kW) с реактор с непрекъснато разбъркване
Ултразвуково подобрена бионаличност на активните вещества в грижата за кожата
Бионаличността се определя като скоростта на проникване на активно съединение, за да достигне мястото на действие. Така наречената скорост на потока или количеството активно проникване във времето се определя в микрограми/см2/час. За активните съставки в козметичните продукти целевото място на действие на дадена съставка обикновено е долният епидермис. Изключение правят активни вещества като цинков оксид или титанов диоксид, често срещани съставки в слънцезащитните лосиони и спрейове, тъй като тези вещества имат работно място на повърхността на кожата, където частиците могат да обхванат максималния си капацитет за абсорбиране на UV.
Бионаличността на активните съставки е силно повлияна от видовете използвани козметични формулировки. Често срещаните формулировки в продуктите за красота и лична хигиена са емулсии масло във вода (O/W), емулсии вода в масло (W/O), емулсии вода в масло във вода (W/O/W), емулсии на полиол в масло, както и хидрогелове. (Полиолите, използвани в естествените козметични формулировки, са сорбитол, манитол и др.).
Ултразвуково приготвяне на емулсия (червена вода? жълто масло). Няколко секунди ултразвук превръщат отделните фази вода/масло във фина емулсия.
Соникация за повишена пропускливост на кожата
Пропускливостта на кожата и по този начин бионаличността на козметичните активни вещества и козмецевтиците могат да бъдат увеличени чрез въздействие върху кожната бариера или чрез увеличаване на разтворимостта на активните молекули.
За да се понижи кожната бариера и да се улесни транспортирането на активните молекули в долния епидермис, разнообразни вещества като разтворители, фосфолипиди и повърхностноактивни везикули, направени от фосфолипиди, както и ексфолианти, могат да подобрят проникването на активни вещества в по-дълбоките слоеве на кожата.
- Използваните разтворители включват диметилизосорбид, етоксидигликол, етанол и олеинова киселина. Тези разтворители са силно съвместими с ултразвукови процеси на смесване, смесване и емулгиране.
- Фосфолипидите са добре известни с това, че подобряват проникването в кожата както на маслоразтворими, така и на водоразтворими молекули. Често използваните фосфолипиди са лецитин, хидрогениран лецитин, лизолецитин и токоферил фосфат. Те се възползват от ултразвукова обработка, тъй като ултразвукът разпределя фосфолипидите равномерно в суспензията.
- Повърхностноактивни везикули: Повърхностноактивните вещества могат да образуват мултиламеларни и униламеларни везикули с активни вещества. Липозомите и твърдите липидни наночастици са видни примери за проникващи в кожата везикули, транспортиращи биоактивни съединения до целевите места. Ултразвукът е най-ефективният и ефективен метод за производство на липозоми, нанолипозоми и твърдолипидни наночастици (SLN) с високо активно натоварване, ефективност на капсулиране (�), стабилност и бионаличност.
- Химическите ексфолианти включват млечна, гликолова, салицилова киселини и N-ацетил-глюкозамин. Механичните пилинги включват миниатюрни абразивни частици от дървени въглища, кокосови стърготини или скраб за кафе. Всички тези вещества могат да бъдат ефективно диспергирани чрез ултрасонификация.
Разтворимостта на активните съставки в козметиката може да бъде повишена чрез включващи комплекси, капсулиране, субмикронни-/нано-емулсии, както и ефективна разтворимост във формулата.
- Комплексирането на включване с помощта на циклодекстрини (като алфа-, гама-, хидроксипропил бета-циклодекстрин) се постига чрез ултразвук. Циклодекстриновите комплекси показват кухина, в която са капсулирани биоактивни съставки. Капсулирането? комплексирането прави активните съединения водоразтворими и по този начин бионалични. Прочетете повече за ултразвуковата инфузионна комплексация!
- Фитогликогенът е растителна въглехидратна (полизахаридна) наночастица с висока плътност с кухина, която може да капсулира много различни видове активни вещества. Фитогликоген октенил сукцинат (PG-OS) е амфифилна въглехидратна наночастица, чието добавяне придава на емулсиите висока липидна окислителна стабилност. Ултразвуковата емулгиране подобрява генерирането на хомогенни, стабилни фитогликогенни емулсии.
- Субмикрон- и наноемулсиите се използват като миниатюрни системи за доставка, които правят съединенията водоразтворими и позволяват транспортирането на активните съставки до целевото място. Малкият размер на капчиците увеличава пропускливостта през кожната бариера в по-дълбоките слоеве на кожата.
- Силно полярните емолиенти обикновено се използват във формулировките за разтваряне на хидрофобни/неразтворими във вода съставки, тъй като само няколко активни вещества са неполярни. Често се използват следните силно полярни емолиенти: изопропил лауроил саркозинат, лаурил лактат, фенил етил бензоат, диоктил малеат и диоктил изосорбид. Известно е, че различните видове слънцезащитни продукти също са подобрители на проникването. Ултразвуковото смесване и диспергиране осигурява хомогенна смес от полярни емолиенти и активни съставки.
Високоефективни ултразвукови смесители за чисти продукти за красота
Като чисто механично смесване, ултразвукът може да се използва за производството на всички видове сертифицирани натурални козметични продукти. Ултразвук на Hielscher’ Системите са надеждни машини, използвани в производството на висококачествена козметика и терапевтични средства за формулиране на нано-емулгирани и липозомен капсулирани биоактивни съединения с превъзходна степен на абсорбция и биосъвместимост. За да се срещне със своите клиенти’ Hielscher доставя ултразвукови уреди от компактния ръчен лабораторен хомогенизатор и настолни ултразвукови апарати до напълно индустриални ултразвукови системи за производство на големи обеми козметични формулировки. Процесите на ултразвуково формулиране на козметика и козмецевтика могат да се изпълняват като партиден или като непрекъснат поточни процес с помощта на ултразвуков проточен реактор. Предлага се широка гама от ултразвукови сонотроди (сонди) и реакторни съдове, за да се осигури оптимална настройка за производството на липозоми. Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки натоварвания в тежки среди и осигурява дълъг жизнен цикъл на машината.
Прецизният контрол върху всички важни параметри на процеса като амплитуда, налягане, температура и време на ултразвук прави ултразвуковия процес надежден и възпроизводим. Hielscher Ultrasonics знае за важността на непрекъснато високото качество на продуктите и подкрепя производителите на козметика да внедрят стандартизация на процесите и GMP (добри производствени практики) чрез интелигентен софтуер и автоматично записване на данни. Нашите цифрови ултразвукови хомогенизатори автоматично записват всички параметри на ултразвуковия процес на вградена SD-карта. Цифровите сензорни дисплеи и дистанционното управление на браузъра позволяват непрекъснато наблюдение на процеса и позволяват прецизно регулиране на параметрите на процеса, когато е необходимо. Това значително улеснява мониторинга на процеса и контрола на качеството.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати:
| Обем на партидата | Дебит | Препоръчителни устройства |
|---|---|---|
| 1 до 500 мл | 10 до 200 мл/мин | UP100H |
| 10 до 2000 мл | 20 до 400 мл/мин | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 до 20L | 0.2 до 4 л/мин | UIP2000hdT |
| 10 до 100L | 2 до 10 л/мин | UIP4000hdT |
| Н.А. | 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| Н.А. | Голям | Клъстер от UIP16000 |
Свържете се с нас!? Попитайте ни!
Високомощни ултразвукови хомогенизатори от лаборатория да летец и промишлен мащаб.
Литература? Препратки
- Kentish, S.; Wooster, T.; Ashokkumar, M.; Simons, L. (2008): The use of ultrasonics for nanoemulsion preparation. Innovative Food Science Emerging Technologies 9(2):170-175.
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Joanna Kopecka, Giuseppina Salzano, PharmDa, Ivana Campia, Sara Lusa, Dario Ghigo, Giuseppe De Rosa, Chiara Riganti (2013): Insights in the chemical components of liposomes responsible for P-glycoprotein inhibition. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2013.
- Harshita Krishnatreyya, Sanjay Dey, Paulami Pal, Pranab Jyoti Das, Vipin Kumar Sharma, Bhaskar Mazumder (2019): Piroxicam Loaded Solid Lipid Nanoparticles (SLNs): Potential for Topical Delivery. Indian Journal of Pharmaceutical Education and Research Vol 53, Issue 2, 2019. 82-92.
- Kiran A. Ramisetty; R. Shyamsunder (2011): Effect of Ultrasonication on Stability of Oil in Water Emulsions. International Journal of Drug Delivery 3, 2011. 133-142.
- Shabbar Abbas, Khizar Hayat, Eric Karangwa, Mohanad Bashari, Xiaoming Zhang (2013): An Overview of Ultrasound-Assisted Food-Grade Nanoemulsions. Food Engineering Reviews 2013.
- Ng Sook Han, Mahiran Basri, Mohd Basyaruddin Abd Rahman, Raja Noor Zaliha Raja Abd Rahman, Abu Bakar Salleh, Zahariah Ismail (2012): Preparation of emulsions by rotor–stator homogenizer and ultrasonic cavitation for the cosmeceutical industry. Journal of Cosmetic Science 63, September/October 2012. 333–344.
Факти, които си струва да знаете
Какво представляват продуктите за чиста красота?
Чистата козметика за красота е продукти за красота, които са направени от нетоксични, естествено срещащи се съставки. Въпреки че органичната или натуралната козметика не е еднакво дефиниран и защитен термин, натуралната козметика се фокусира върху използването на естествени, органично отгледани суровини. Веществата, които могат да бъдат вредни (напр. вещества, нарушаващи функциите на ендокринната система), се изключват от чистите козметични продукти, докато чистотата на използваните суровини е важен фактор за качество.
Според дефиниция, широко призната в Европейския съюз, натуралната козметика е продукти, които са направени от естествени вещества. За консерванти и емулгатори, съдържащи се в натурални козметични продукти, това определение е частично разтегнато. Естествените вещества се определят като вещества от растителен, животински или минерален произход, както и техните смеси и продукти на реакцията помежду си. За екстракция и по-нататъшна обработка са разрешени само физико-механични процеси, като механично разбъркване, сушене, филтриране и екстракция с определени разтворители. Освен това ензимните и микробиологичните процеси са разрешени, ако се използват само естествени ензими или микроорганизми, които не са генетично модифицирани (без ГМО).
Органичната и натуралната козметика включва продукти за красота и грижа за кожата, които са направени изключително от естествени вещества и производни или разрешени вещества за съхранение. Натуралните/органичните продукти за красота и грижа за кожата са предмет на същите законови разпоредби като другите козметични продукти.
Тези съставки (INCI? Международни номенклатурни козметични съставки) са често използвани и предпочитани суровини, използвани в чисти формулировки за красота:
- Разтворители: водна фаза: вода, инфузирана вода като розова вода и др.; органичен етанол; растителен глицерин и др.
- Повърхностноактивни вещества? стабилизатори? емулгатори: лецитин, фосфолипиди; глюкозиди като лаурил глюкозид, децил глюкозид, каприлил? децил глюкозид, кокосов глюкозид; кокамидопропил бетаин; цетеарилов алкохол и др.
- Носещи масла? маслена фаза: масла и масла като масло от сладък бадем, масло от авокадо, орехово масло, кокосово масло, конопено масло, слънчогледово масло, рициново масло, масло от органи, масло от семена на броколи, масло от черен кимион, масло от моркови, масло от семена на баобаб и др.
- Масла и восъци: масло от ший, кокосово масло, масло от манго, какаово масло, органичен пчелен восък и др.
- Растителни екстракти като вода от лайка, екстракт от цвят на арника, екстракт от невен, екстракт от корен на репей, розова вода, екстракт от първокласно розово семе, тинктура от коприва, екстракт от папая глицерол и др.
- Натурални етерични масла като лавандула, мента, чаено дърво, шипка, менте (етеричните масла, използвани в натуралните козметични продукти, трябва да бъдат извлечени от естествена суровина, а не изкуствено синтетични)
- Активните съставки са веществата, които карат козметичните продукти действително да работят, т.е. придават им овлажняващо, подмладяващо & ефекти против стареене. Активни съставки? биоактивни молекули като ресвератрол, хиалуронова киселина, урея, витамин С, CoQ10, керамиди, витамин Е? алфа-токоферол, витамини от група В, ферулова киселина, ретинол & ретиноиди, пептиди, титанов диоксид, цинков оксид, активен въглен, естествена млечна киселина, пиролидон карбоксилна киселина, минерални соли, D-пантенол, екстракт от грозде, екстракт от маслинови листа, алое вера, олигогалактоманани и др.
- Ароматите и парфюмните съставки, използвани в натуралната козметика, са предимно етерични масла, натурални масла и специфични ароматни съединения. Етеричните масла от портокал, лавандула, мента, лимон, сандалово дърво, жасмин, нероли, пачули, роза и иланг-иланг са популярни ароматни съставки в натуралните козметични продукти.
Ултразвуковата екстракция е превъзходният метод за производство на висококачествени етерични масла от растителни продукти. Прочетете повече за ултразвуковата хидродестилация на етерични масла!
Често срещани активни съставки в натуралните козметични продукти
пантенол е вещество, което се среща в природата, известно като провитамин В5, и се използва в козметични продукти като омекотяващ и овлажняващ агент. Във формулировките за грижа за косата се добавя като овлажнител, омекотяващ, гланцьор, разплитащ и овлажняващ агент. Пантенолът се предлага като D форма или като рацемична смес, DL-пантенол. D-пантенолът е предпочитаната форма, тъй като само D-пантенолът се превръща във витамин В5.
полифеноли Като ресвератрол, кверцетин и рутин са мощни естествени антиоксиданти, които могат да бъдат извлечени от растителни продукти. Те се използват в козметиката и козмецевтиката за инхибиране на окислителните верижни реакции в човешката кожа и поддържат цялостното здраве на кожата и могат да предотвратят някои кожни заболявания, както и преждевременно стареене.
Сертифицирана натурална козметика
Няма единен глобално валиден стандарт за сертифициране на органични натурални козметични и козметични продукти. Производителите на козметика могат да сертифицират своите продукти в съответствие с различни стандарти за сертифициране, които са приети в конкретни страни или региони.
Виден и международно признат сертификат е стандартът COSMOS (COSMetic Organic Standard), който прави разлика между натурална козметика (Cosmos-natural) и органична козметика (Cosmos-organic) и задава съответните изисквания за сертифициране. Козметичният продукт за грижа е сертифициран по COSMOS ORGANIC само ако минимум 95% от съдържащите се в него растения са органични и най-малко 20% от органичните съставки присъстват в общата формула (10% за продуктите с отмиване).