Čista formulacija proizvoda za uljepšavanje s ultrazvukom

Prirodni, organski sastojci (INCI) u kombinaciji s visokom djelotvornošću i biodostupnošću su karakteristike inovativnih čistih kozmetičkih proizvoda. Ultrasonication se koristi kao visoko efikasna i pouzdana tehnika za miješanje, miješanje, dispergiranje, nano-emulgiranje i nano-kapsuliranje kozmetičkih sastojaka.

Zašto biste trebali koristiti ultrazvuk za svoje čiste kozmetičke proizvode?

Miješanje, miješanje, dispergiranje, emulgiranje sastojaka i inkapsuliranje bioaktivnih molekula ključni su procesi u proizvodnji kozmetičkih proizvoda, proizvoda za njegu kože, kozmetike i kozmetičkih proizvoda. Pouzdano, efikasno i homogeno izvođenje ovih osnovnih procesa je neophodno za dobijanje visokokvalitetnih kozmetičkih proizvoda sa povišenim efektima, potencijom i efikasnošću konačnog proizvoda. Savremeni visokotehnološki sastojak su visoko razvijene supstance, koje zahtevaju sofisticiranu ugradnju u finalni proizvod da bi se postigli željeni efekti.

sonication – Široki spektar aplikacija

Sonikacija je visoko efikasna i pouzdana tehnika homogenizacije suspenzija tečnost-tečnost i čvrsta-tečnost. Inkapsuliranje molekula u lipidne nosače nano veličine (npr. liposomi, niosomi, čvrste lipidne nanočestice, nanostrukturirani lipidni nosači, micele itd.) je još jedna važna primjena ultrazvuka visokih performansi.
Ultrazvuk se može primijeniti na mnoge korake u proizvodnji čistih, potpuno prirodnih, organskih kozmetičkih proizvoda, proizvoda za ljepotu i njegu kože i poboljšati učinkovitost miješanja i inkapsuliranja aplikacija. Budući da ultrazvučni mikseri omogućavaju intenzivno miješanje i homogenizaciju, upotreba kemijskih aditiva koji se obično dodaju kako bi se postigla produžena stabilnost i rok trajanja može se minimizirati ili potpuno izbjeći.
Sonikacija vam daje konkurentsku prednost tako što daje superiorne rezultate u brzom i efikasnom procesu koji rezultira ujednačenim, homogenim suspenzijama. Ovo pozitivno utiče na stabilnost proizvoda, rok trajanja i biokompatibilnost.

sonication – Čisto mehanički tretman

Ultrasonifikacija je blag, netermički tretman, koji ne razgrađuje sirovine toplotom. Mnogi sastojci kao što su lipidi, bioaktivne molekule ili eterična ulja su osjetljivi na toplinu i stoga imaju velike koristi od kontrolirane obrade na niskim temperaturama. Hielscher Ultrasonics uređaji su precizno kontrolisani, lako podesivi i mogu se pratiti i upravljati putem kontrole emocija u pretraživaču. Pametni softver automatski protokolira parametre obrade na ugrađenoj SD kartici. Ove karakteristike olakšavaju standardizaciju procesa i kvaliteta, kao i implementaciju dobre proizvodne prakse (GMP).

Princip rada sonikacije

Budući da je sonikacija čisto mehanički tretman, ne dodaju se nikakve aditivne hemikalije koje bi ometale filozofiju čiste kozmetike. Ultrazvučne aplikacije kao što su miješanje, miješanje, emulgiranje, kapsuliranje i ekstrakcija temelje se na principu rada akustične kavitacije.
Ultrazvučni talasi velike snage se spajaju preko ultrazvučnog procesora tipa sonde u kašu. Visokoenergetski ultrazvučni talasi putuju kroz tečnost stvarajući naizmenične cikluse visokog/niskog pritiska, što rezultira fenomenom akustične kavitacije. Akustična ili ultrazvučna kavitacija lokalno dovodi do ekstremnih temperatura, pritisaka, brzina grijanja/hlađenja, razlika tlaka i visokih sila smicanja u mediju. Kada kavitacijski mjehurići implodiraju na površini čestica ili kapljica, mikromlaznice i interčestični sudar stvaraju efekte kao što su površinsko ljuštenje, erozija, razbijanje čestica, sonoporacija, kao i razbijanje kapljica i stanica. Dodatno, implozija kavitacijskih mjehurića u tekućim medijima stvara makro-turbulencije i mikro-miješanje. Ultrazvučno zračenje predstavlja efikasan način da se poboljšaju procesi prijenosa mase, budući da sonikacija rezultira kavitacijom i povezanim mehanizmima kao što su mikro-pomicanje tečnim mlazovima, kompresija i dekompresija u materijalu s naknadnim razbijanjem kapljica, kao i visokim zagrijavanjem i hlađenjem. stope.
Ultrasonikatori tipa sonde mogu generirati vrlo velike amplitude, što je neophodno za stvaranje udarne kavitacije. Hielscher Ultrasonic proizvodi ultrazvučne procesore visokih performansi, koji lako mogu stvoriti amplitude od 200 µm u kontinuiranom radu 24 sata dnevno. Za još veće amplitude, Hielscher nudi određene sonotrode (sonde) visoke amplitude.
Ultrazvučni reaktori pod pritiskom i protočne ćelije se koriste za intenziviranje kavitacije. S povećanjem pritiska, kavitacija i kavitacijske posmične sile postaju destruktivnije i time poboljšavaju ultrazvučne efekte.

Prednosti ultrazvučnog miješanja i emulgiranja

Proizvodnja homogenih mješavina, disperzija, emulzija i nano-emulzija sonifikacijom izazvala je interes kozmetičkih formulatora zbog svoje izuzetne energetske efikasnosti, potrebe za niskim instrumentima za miješanje, lake manipulacije sistemom i što je najvažnije, niske cijene proizvodnje. Ultrazvučno miješanje, miješanje i emulgiranje povećava fleksibilnost odabira surfaktanta i unutrašnjih struktura emulzija. (usp. Marzuki et al. 2019.)

Veličina molekula je bitna

Molekuli submikronske i nano veličine pokazuju značajno povećanu brzinu transdermalne permeacije. Dok veliki molekuli sjede na vrhu kože i ne mogu prodrijeti u kožu zbog svoje veličine, manji molekuli mogu proći kroz epidermu.
To znači da se bioaktivna jedinjenja transportuju u dublje dermalne slojeve, gde mogu da obavljaju svoj „rad“ hranjenjem ili popravkom kože.
Istaknuti primjer važnosti veličine molekula je hijaluronska kiselina, dugolančana molekula. Ako hijaluronska kiselina ima veliku molekulsku masu, ne može proći kroz kožnu barijeru i ostaje kao film na njenom vanjskom sloju. Niskomolekularna hijaluronska kiselina se s druge strane transportuje u dublje slojeve kože, gde obuhvata svoje hidratantne efekte.
Drugi primjer za važnost veličine čestica su titanov dioksid i cink oksid. Oba se koriste kao aktivni sastojci u prirodnim proizvodima za zaštitu od sunca (npr. losioni, hidratanti, sprejevi). Jednako mala veličina čestica je važna kako bi se izbjeglo začepljenje pora kože i spriječilo izbijanje. Osim toga, manjim česticama smanjuje se ili izbjegava efekat izbjeljivanja i sjaja kreme za sunčanje.

Ultrazvučna nanoemulzifikacija se koristi za proizvodnju nanoemulzija, liposoma i čvrstih lipidnih nanočestica. Sonikacija proizvodi usku distribuciju kapljica i nano-strukturirane čestice.

Poboljšana penetracija u kožu

Hemijski pojačivači prodiranja kroz kožu uključuju materijale kao što su l-α-lecitin, urea, masne kiseline, etanol i glikoli.

• Pojačivači vezikularne penetracije u kožu uključuju vezikularne nosače kao što su liposomi i niosomi. Vezikularni nosači su moćni sistemi za isporuku aktivnih molekula. Zbog svog sastava, nude prednost nošenja hidrofilnih kao i lipofilnih molekula. Hidrofilni molekuli su inkapsulirani u vodeno jezgro, a lipofilni molekuli su ugrađeni u lipidnu membranu koja okružuje vodeno jezgro. Budući da se zidovi vezikula sastoje od fosfolipidnih dvoslojeva za liposome i sintetičkih surfaktanata za niosome, vezikule su topive u vodi i stoga su visoko biokompatibilne.
  Pročitajte više o ultrazvučno proizvedenim liposomima!
• Enzimski pojačivači penetracije u kožu uključuju enzime kao što su HMGCoA reduktaza i acetil CoA karboksilaza, koji inhibiraju ključne enzime sinteze epidermalnih lipida i mijenjaju kritični molarni omjer ključnih stratum corneum lipida.
• Urea, također poznata kao karbamid, koristi se za poboljšanje apsorpcije drugih aktivnih kozmetičkih sastojaka jer povećava propusnost kože.

Ultrazvučno poboljšana bioraspoloživost aktivnih tvari u njezi kože

Bioraspoloživost se definira kao stopa prodiranja aktivne tvari do mjesta djelovanja. Takozvana brzina protoka ili količina aktivnog prodiranja tokom vremena određuje se u mikrogramima/cm²/sat. Za aktivne sastojke u kozmetičkim proizvodima, ciljno mjesto djelovanja sastojka je obično donja epiderma. Izuzetak su aktivne tvari poput cink oksida ili titan dioksida, uobičajenih sastojaka u losionima i sprejevima za zaštitu od sunca, jer te tvari imaju svoje radno mjesto na površini kože, gdje čestice mogu obuhvatiti svoj maksimalni kapacitet apsorpcije UV zraka.
Na bioraspoloživost aktivnih sastojaka uvelike utiču vrste kozmetičkih formulacija koje se koriste. Uobičajene formulacije u proizvodima za ljepotu i ličnu njegu su emulzije ulje-u-vodi (O/W), emulzije voda-u-ulju (W/O), emulzije voda-u-ulju-u-vodi (W/O/W) , emulzije poliola u ulju kao i hidrogelovi. (Polioli koji se koriste u prirodnim kozmetičkim formulacijama su sorbitol, manitol, itd.).

Ultrazvučna priprema emulzije (crvena voda/žuto ulje). Nekoliko sekundi sonikacije pretvaraju odvojene faze vode/ulja u finu emulziju.

Sonication za povećanu propusnost kože

Propustljivost kože, a time i bioraspoloživost kozmetičkih aktivnih tvari i kozmeceutika može se povećati bilo utjecajem na kožnu barijeru ili povećanjem topljivosti aktivnih molekula.
Kako bi se snizila kožna barijera i olakšao transport aktivnih molekula u donji epidermis, razne supstance kao što su rastvarači, fosfolipidi i surfaktantni vezikuli napravljeni od fosfolipida kao i eksfolijanti mogu poboljšati prodiranje aktivnih tvari u dublje slojeve kože.

• Rastvarači koji se koriste uključuju dimetil izosorbid, etoksidiglikol, etanol i oleinsku kiselinu. Ova otapala su vrlo kompatibilna s ultrazvučnim procesima miješanja, miješanja i emulgiranja.
• Poznato je da fosfolipidi poboljšavaju prodiranje u kožu i molekula rastvorljivih u ulju i vodi. Obično korišteni fosfolipidi su lecitin, hidrogenirani lecitin, lizolecitin i tokoferil fosfat. Imaju koristi od ultrazvučne obrade jer ultrazvuk ravnomjerno raspoređuje fosfolipide u suspenziju.
• Surfaktantne vezikule: Surfaktanti mogu formirati multilamelarne i jednoslojne vezikule sa aktivnim sastojcima. Liposomi i nanočestice čvrstih lipida su istaknuti primjeri vezikula koji prodiru u kožu i transportuju bioaktivna jedinjenja do ciljanih mesta. Ultrazvučna obrada je najefikasnija i najefikasnija metoda za proizvodnju liposoma, nanoliposoma i čvrstih lipidnih nanočestica (SLN) sa visokim aktivnim opterećenjem, efikasnošću inkapsulacije (�), stabilnošću i biodostupnošću.
• Hemijski pilingi uključuju mliječnu, glikolnu, salicilnu kiselinu i N-acetil-glukozamin. Mehanički piling uključuje sitne abrazivne čestice drvenog uglja, kokosovih pahuljica ili pilinga od kafe. Sve ove supstance se mogu efikasno dispergovati ultrazvukom.

Rastvorljivost aktivnih sastojaka u kozmetici može se povećati inkluzijskim kompleksima, inkapsulacijom, submikronskim/nano-emulzijama kao i efikasnom solubilizacijom u formulaciji.

• Kompleksiranje inkluzije pomoću ciklodekstrina (kao što su alfa-, gama-, hidroksipropil beta-ciklodekstrin) se postiže ultrazvučnom obradom. Kompleksi ciklodekstrina pokazuju šupljinu u kojoj su inkapsulirani bioaktivni sastojci. Inkapsulacija/kompleksiranje čini aktivne spojeve topivim u vodi i time biodostupnim. Pročitajte više o kompleksiranju ultrazvučne infuzije!
• Fitoglikogen je biljna nanočestica ugljikohidrata (polisaharida) visoke gustoće sa šupljinom koja može inkapsulirati mnogo različitih vrsta aktivnih tvari. Fitoglikogen oktenil sukcinat (PG-OS) je amfifilna ugljikohidratna nanočestica, čiji dodatak daje emulzijama visoku lipidnu oksidativnu stabilnost. Ultrazvučna emulzifikacija poboljšava stvaranje homogenih, stabilnih emulzija fitoglikogena.
• Submikronske i nanoemulzije se koriste kao sistemi za sićušne isporuke, koji čine jedinjenja rastvorljivima u vodi i omogućavaju transport aktivnih sastojaka do ciljanog mesta. Mala nano veličina kapljica povećava propusnost kroz kožnu barijeru u dublje slojeve kože.
• Visoko polarni emolijensi se obično koriste u formulacijama za solubilizaciju hidrofobnih / u vodi netopivih sastojaka jer je samo nekoliko aktivnih supstanci nepolarno. Često se koriste sljedeći visoko polarni emolijensi: izopropil lauroil sarkozinat, lauril laktat, fenil etil benzoat, dioktil maleat i dioktil izosorbid. Poznato je da različite vrste krema za sunčanje pospješuju prodiranje. Ultrazvučno miješanje i dispergiranje osigurava homogenu mješavinu polarnih emolijensa i aktivnih sastojaka.

Ultrazvučni mikseri visokih performansi za čiste kozmetičke proizvode

Kao čisto mehanički tretman miješanja, sonication se može koristiti za proizvodnju svih vrsta certificiranih prirodnih kozmetičkih proizvoda. Hielscher Ultrasonics sustavi su pouzdani strojevi koji se koriste u proizvodnji visokokvalitetnih kozmetičkih i terapeutskih sredstava za formuliranje nano-emulgiranih i lipozomalno inkapsuliranih bioaktivnih spojeva s superiornom brzinom apsorpcije i biokompatibilnošću. Kako bi zadovoljio zahtjeve svojih kupaca, Hielscher isporučuje ultrasonikatore od kompaktnog ručnog laboratorijskog homogenizatora i stolnih ultrasonikatora do potpuno industrijskih ultrazvučnih sistema za proizvodnju velikih količina kozmetičkih formulacija. Ultrazvučni procesi formulacije kozmetike i kozmeceutike mogu se izvoditi kao serija ili kao kontinuirani inline proces koristeći ultrazvučni protočni reaktor. Dostupan je širok raspon ultrazvučnih sonotroda (sonda) i reaktorskih posuda kako bi se osiguralo optimalno podešavanje za vašu proizvodnju liposoma. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad u teškim uslovima u zahtjevnim okruženjima i osigurava dug životni ciklus stroja.
Precizna kontrola svih važnih parametara procesa kao što su amplituda, pritisak, temperatura i vreme ultrazvučne obrade čini ultrazvučni proces pouzdanim i ponovljivim. Hielscher Ultrasonics zna za važnost kontinuiranog visokog kvaliteta proizvoda i podržava proizvođače kozmetike da implementiraju standardizaciju procesa i GMP (Good Manufacturing Practices) putem inteligentnog softvera i automatskog snimanja podataka. Naši digitalni ultrazvučni homogenizatori automatski snimaju sve ultrazvučne parametre procesa na ugrađenu SD karticu. Digitalni ekrani na dodir i daljinsko upravljanje pretraživačem omogućavaju kontinuirano praćenje procesa i omogućavaju precizno podešavanje parametara procesa kad god je to potrebno. Ovo značajno olakšava praćenje procesa i kontrolu kvaliteta.
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata: