فرمولاسیون محصول زیبایی تمیز با اولتراسونیک

مواد طبیعی و ارگانیک (INCIs) همراه با اثربخشی بالا و فراهمی زیستی از ویژگی های محصولات زیبایی تمیز نوآورانه است. امواج فراصوت به عنوان یک روش بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای مخلوط کردن، ترکیب، پراکنده، نانو امولسیون و نانو کپسوله مواد آرایشی استفاده می شود.

چرا باید از اولتراسونیک برای محصولات زیبایی تمیز خود استفاده کنید؟

مخلوط کردن، ترکیب، پراکنده، امولسیون کردن مواد و کپسوله کردن مولکول های زیست فعال فرآیندهای اصلی در تولید محصولات آرایشی و بهداشتی، مراقبت از پوست، زیبایی و لوازم آرایشی هستند. اجرای قابل اعتماد، کارآمد و همگن این فرآیندهای اصلی برای به دست آوردن محصولات آرایشی با کیفیت بالا با اثرات، قدرت و کارایی محصول نهایی ضروری است. مواد تشکیل دهنده مدرن با تکنولوژی بالا مواد بسیار توسعه یافته هستند, که نیاز به ترکیب پیچیده در محصول نهایی به منظور به دست آوردن اثرات مورد نظر.

فراصوت – طیف گسترده ای از برنامه ها

فراصوت یک تکنیک بسیار کارآمد و قابل اعتماد برای همگن کردن سوسپانسیون مایع-مایع و جامد-مایع است. کپسوله کردن مولکول ها به حامل های لیپیدی با اندازه نانو (به عنوان مثال لیپوزوم ها، نیوزوم ها، نانوذرات لیپیدی جامد، حامل های لیپیدی نانوساختار، میسل ها و غیره) یکی دیگر از کاربردهای مهم اولتراسونیک با کارایی بالا است.
Ultrasonication را می توان به بسیاری از مراحل در تولید محصولات تمیز ، طبیعی ، آرایشی و بهداشتی ، زیبایی و مراقبت از پوست اعمال می شود و بهره وری از مخلوط کردن و کپسوله کردن برنامه های کاربردی را بهبود می بخشد. از آنجا که میکسر مافوق صوت ارائه ترکیب شدید و همگن سازی، استفاده از مواد افزودنی شیمیایی که معمولا برای دستیابی به ثبات طولانی مدت و ماندگاری اضافه می شود را می توان به حداقل رساند و یا به طور کامل اجتناب کرد.
فراصوت به شما می دهد یک مزیت رقابتی با تولید نتایج برتر در یک فرایند سریع و کارآمد و در نتیجه یکنواخت, تعلیق همگن. این امر بر پایداری محصول، ماندگاری و زیست سازگاری تأثیر مثبت می گذارد.

فراصوت – یک درمان کاملا مکانیکی

اولتراسونفیکاسیون یک درمان خفیف و غیر حرارتی است که مواد اولیه را با گرما تخریب نمی کند. بسیاری از مواد تشکیل دهنده مانند لیپیدها ، مولکول های فعال زیستی یا اسانس ها به گرما حساس هستند و بنابراین با پردازش کنترل شده در دمای پایین بسیار سود می برند. دستگاه های مافوق صوت Hielscher دقیقا قابل کنترل, آسان قابل تنظیم و می تواند تحت نظارت و عمل از طریق مرورگر کنترل شکلک است. نرم افزار هوشمند به طور خودکار پارامترهای پردازش را روی یک کارت SD داخلی پروتکل می کند. این ویژگی ها استانداردسازی فرآیند و کیفیت و همچنین اجرای شیوه های تولید خوب (GMP) را تسهیل می کند.

اصل کار فراصوت

از آنجا که فراصوت یک درمان کاملا مکانیکی است ، هیچ ماده شیمیایی افزودنی ، که با فلسفه لوازم آرایشی تمیز تداخل ایجاد می کند ، اضافه نمی شود. برنامه های کاربردی مافوق صوت مانند مخلوط کردن، ترکیب، امولسیون سازی، کپسوله سازی و استخراج بر اساس اصل کار حفره صوتی است.
امواج اولتراسونیک با قدرت بالا از طریق یک پردازنده اولتراسونیک از نوع پروب به دوغاب متصل می شوند. امواج اولتراسوند بسیار پرانرژی از طریق مایع حرکت می کنند و چرخه های متناوب فشار بالا / کم فشار ایجاد می کنند که منجر به پدیده کاویتاسیون صوتی می شود. کاویتاسیون صوتی یا اولتراسونیک به صورت محلی منجر به دماهای شدید، فشارها، نرخ گرمایش / سرمایش، اختلاف فشار و نیروهای برشی بالا در محیط می شود. هنگامی که حباب های کاویتاسیون بر روی سطح ذرات یا قطرات منفجر می شوند، میکرو جت ها و برخورد بین بخشی اثراتی مانند لایه برداری سطحی، فرسایش، تجزیه ذرات، سونوپوراسیون و همچنین اختلال قطرات و سلول ایجاد می کنند. علاوه بر این، انفجار حباب های کاویتاسیون در محیط مایع باعث ایجاد تلاطم های کلان و میکرو اختلاط می شود. تابش مافوق صوت نشان دهنده یک راه کارآمد برای افزایش فرآیندهای انتقال جرم، از آنجا که فراصوت نتایج در حفره و مکانیسم های مربوط به آن مانند میکرو حرکت توسط جت های مایع، فشرده سازی و رفع فشار در مواد با اختلال پس از آن قطرات، و همچنین نرخ گرمایش و سرمایش بالا.
مافوق صوت نوع کاوشگر می تواند دامنه بسیار بالا تولید، که لازم است برای تولید حفره تاثیرگذار. Hielscher مافوق صوت تولید پردازنده های اولتراسونیک با کارایی بالا، که به راحتی می تواند دامنه از 200μm در عملیات مداوم 24/7 ایجاد. برای دامنه های حتی بالاتر, Hielscher ارائه می دهد sonotrodes با دامنه بالا مشخص (پروب ها).
راکتورهای مافوق صوت تحت فشار و سلول های جریان برای تشدید حفره استفاده می شود. با افزایش فشار، نیروهای برشی حفره ای و حفره ای مخرب تر می شوند و در نتیجه اثرات اولتراسونیک را بهبود می بخشند.

مزایای ترکیب اولتراسونیک و امولسیون

تولید مخلوط های همگن، پراکندگی، امولسیون ها و نانو امولسیون ها با فراصوت شدن به دلیل بهره وری انرژی استثنایی، نیاز به ابزارهای اختلاط پایین پایان، دستکاری آسان سیستم و مهمتر از همه، هزینه تولید پایین، مورد توجه فرمولاسیون های آرایشی و بهداشتی قرار گرفته است. مخلوط کردن اولتراسونیک ، ترکیب و امولسیون انعطاف پذیری برای انتخاب سورفکتانت و ساختارهای داخلی امولسیون ها را افزایش می دهد. (رجوع کنید به Marzuki و همکاران 2019)

اندازه مولکول مهم است

مولکول های زیر میکرون و نانو به طور قابل توجهی افزایش میزان نفوذ از طریق پوست را نشان می دهند. در حالی که مولکول های بزرگ در بالای پوست قرار دارند و به دلیل اندازه آنها نمی توانند به پوست نفوذ کنند، مولکول های کوچکتر قادر به عبور از اپیدرم هستند.
این بدان معناست که ترکیبات فعال زیستی به لایه های پوستی عمیق تر منتقل می شوند، جایی که در آنجا می توانند "کار" خود را با تغذیه یا ترمیم پوست انجام دهند.
یک مثال برجسته برای ارتباط اندازه مولکولی، اسید هیالورونیک است که یک مولکول با زنجیره بلند است. اگر اسید هیالورونیک وزن مولکولی بالایی داشته باشد، نمی تواند از سد پوستی عبور کند و به صورت یک فیلم روی لایه بیرونی خود باقی می ماند. از سوی دیگر، اسید هیالورونیک مولکولی پایین به لایه های عمیق تر پوست منتقل می شود، جایی که اثرات مرطوب کنندگی خود را در بر می گیرد.
مثال دیگر برای ارتباط اندازه ذرات دی اکسید تیتانیوم و اکسید روی است. هر دو به عنوان مواد فعال در محصولات ضد آفتاب طبیعی (مانند لوسیون، مرطوب کننده ها، اسپری ها) استفاده می شوند. اندازه ذرات یکنواخت کوچک برای جلوگیری از گرفتگی منافذ پوست و جلوگیری از شکستن در نتیجه مهم است. علاوه بر این، با ذرات کوچکتر، اثر سفید کننده و درخشندگی کرم های ضد آفتاب کاهش می یابد یا از آن اجتناب می شود.

نانو امولسیون مافوق صوت استفاده می شود برای تولید نانو امولسیون های لودشده، لیپوزوم ها و نانوذرات چربی جامد. فراصوت توزیع قطرات باریک و ذرات نانوساختار تولید می کند.

نفوذ پوست بهبود یافته

تقویت کننده های نفوذ پوست شیمیایی شامل موادی مانند L-α-لسیتین، اوره، اسیدهای چرب، اتانول و گلیکول ها هستند.

• تقویت کننده های نفوذ پوست وزیکولار شامل حامل های وزیکولار مانند لیپوزوم ها و نیوزوم ها هستند. حامل های وزیکولار سیستم های تحویل قوی برای مولکول های فعال هستند. به دلیل ترکیب آنها ، آنها مزیت حمل مولکول های آب دوست و همچنین لیپوفیل را ارائه می دهند. مولکول های آب دوست در هسته آبی محصور می شوند و مولکول های لیپوفیل در غشای لیپیدی اطراف هسته آبی گنجانده می شوند. از آنجایی که دیواره های وزیکول به ترتیب از دو لایه فسفولیپید برای لیپوزوم ها و سورفکتانت های مصنوعی برای نیوزوم ها تشکیل شده اند، وزیکول ها محلول در آب هستند و در نتیجه بسیار زیست سازگار هستند.
  اطلاعات بیشتر در مورد لیپوزوم اولتراسونیک تولید شده!
• تقویت کننده های نفوذ آنزیمی پوست شامل آنزیم هایی مانند HMGCoA ردوکتاز و استیل CoA کربوکسیلاز هستند که آنزیم های کلیدی سنتز لیپید اپیدرمی را مهار می کنند و نسبت مولی بحرانی لیپیدهای لایه کلیدی شاخی را تغییر می دهند.
• اوره که به عنوان کاربامید نیز شناخته می شود، برای افزایش جذب سایر مواد آرایشی فعال استفاده می شود زیرا نفوذپذیری پوست را افزایش می دهد.

فراهمی زیستی التراسونیک بهبود یافته از مواد فعال در مراقبت از پوست

فراهمی زیستی به عنوان میزان نفوذ یک ترکیب فعال برای رسیدن به محل عمل خود تعریف می شود. به اصطلاح نرخ شار یا میزان نفوذ فعال در طول زمان بر حسب میکروگرم بر سانتی متر تعیین می شود^H2S/ساعت. برای مواد فعال در محصولات آرایشی و بهداشتی، محل هدف عمل برای یک ماده معمولا اپیدرم تحتانی است. استثنائات مواد فعال مانند اکسید روی یا دی اکسید تیتانیوم ، مواد رایج در لوسیون ها و اسپری های ضد آفتاب هستند ، زیرا این مواد محل کار خود را روی سطح پوست دارند ، جایی که ذرات می توانند حداکثر ظرفیت جذب اشعه ماوراء بنفش خود را در بر بگیرند.
فراهمی زیستی مواد فعال به شدت تحت تأثیر انواع فرمولاسیون های آرایشی مورد استفاده است. فرمولاسیون های رایج در محصولات زیبایی و مراقبت شخصی عبارتند از: امولسیون های روغن در آب (O/W)، امولسیون های آب در روغن (W/O)، امولسیون های آب در روغن در آب (W/O/W)، امولسیون های پلی ال در روغن و همچنین هیدروژل ها. (پلی ال های مورد استفاده در فرمولاسیون های آرایشی طبیعی سوربیتول، مانیتول و غیره هستند).

آماده سازی اولتراسونیک امولسیون (آب قرمز / روغن زرد). چند ثانیه فراصوت تبدیل فازهای جداگانه آب / روغن به یک امولسیون خوب.

فراصوت برای افزایش نفوذپذیری پوست

نفوذپذیری پوست و در نتیجه فراهمی زیستی مواد فعال آرایشی و بهداشتی را می توان با تأثیرگذاری بر سد پوستی یا با افزایش حلالیت مولکول های فعال افزایش داد.
به منظور کاهش سد پوستی و تسهیل انتقال مولکول های فعال به اپیدرم تحتانی، مواد منیفولد مانند حلال ها، فسفولیپیدها و وزیکول های سورفکتانت ساخته شده از فسفولیپیدها و همچنین لایه بردار ها می توانند نفوذ مواد فعال را به لایه های عمیق تر پوست بهبود بخشند.

• حلال های مورد استفاده شامل دی متیل ایزوسوربید ، اتوکسی دیگلیکول ، اتانول و اسید اولئیک است. این حلال ها با فرآیندهای مخلوط کردن ، ترکیب و امولسیون اولتراسونیک بسیار سازگار هستند.
• فسفولیپیدها به خوبی شناخته شده به منظور افزایش نفوذ پوست از هر دو روغن- و مولکول های محلول در آب. فسفولیپیدهای معمولا استفاده می شود لسیتین, لسیتین هیدروژنه, لیسولسیتین, و توکوفریل فسفات. آنها از پردازش اولتراسونیک به عنوان فراصوت فسفولیپیدها به طور مساوی به سیستم تعلیق توزیع می شود.
• وزیکول های سورفکتانت: سورفکتانت ها می توانند وزیکول های مولتی لایه ای و تک لایه ای را با مواد فعال تشکیل دهند. لیپوزوم ها و نانوذرات لیپید جامد نمونه های بارزی برای وزیکول های نفوذی پوست هستند که ترکیبات زیست فعال را به مکان های هدف منتقل می کنند. امواج فراصوت کارآمدترین و موثر ترین روش برای تولید لیپوزوم ها، نانولیپوزوم ها و نانوذرات لیپید جامد (SLNs) با بار فعال بالا، راندمان کپسوله سازی (٪EE)، پایداری و فراهمی زیستی است.
• لایه بردار های شیمیایی شامل اسیدهای لاکتیک، گلیکولیک و N-استیل-گلوکزامین هستند. لایه برداری مکانیکی شامل ذرات ساینده ریز از زغال چوب، تکه های نارگیل یا اسکراب قهوه است. همه این مواد را می توان به طور موثر از طریق فراصوت پراکنده شد.

حلالیت مواد موثره در لوازم آرایشی را می توان با کمپلکس های گنجاندن، کپسوله سازی، زیر میکرون/نانو امولسیون ها و همچنین حلالیت کارآمد در فرمولاسیون افزایش داد.

• کمپلکساسیون گنجاندن با استفاده از سیکلودکسترین ها (مانند آلفا-، گاما-، هیدروکسی پروپیل بتا-سیکلودکسترین) با امواج فراصوت به دست می آید. کمپلکس های سیکلودکسترین حفره ای را نشان می دهند که در آن مواد فعال زیستی کپسوله می شوند. کپسوله سازی / کمپلکساسیون باعث می شود ترکیبات فعال محلول در آب و در نتیجه زیست در دسترس باشند. اطلاعات بیشتر در مورد پیچیدگی تزریق اولتراسونیک!
• فیتوگلیکوژن یک نانوذره کربوهیدرات (پلی ساکارید) گیاهی با چگالی بالا با حفره ای است که می تواند انواع مختلفی از مواد فعال را کپسوله کند. فیتوگلیکوژن اکتنیل سوکسینات (PG-OS) یک نانوذره کربوهیدرات آمفیفیلیک است که افزودن آن به امولسیون ها پایداری اکسیداتیو لیپیدی بالایی می دهد. امولسیون اولتراسونیک تولید امولسیون های فیتوگلیکوژن همگن و پایدار را بهبود می بخشد.
• زیر میکرون و نانوامولسیون ها به عنوان سیستم های تحویل دقیقه استفاده می شوند که ترکیبات را محلول در آب می کند و امکان انتقال مواد فعال به محل مورد نظر را فراهم می کند. اندازه کوچک قطرات در مقیاس نانو نفوذپذیری را از طریق سد پوست به لایه های عمیق تر پوست افزایش می دهد.
• نرم کننده های بسیار قطبی معمولا در فرمولاسیون ها برای حل کردن مواد آبگریز / نامحلول در آب استفاده می شوند زیرا تنها تعداد کمی از مواد فعال غیر قطبی هستند. نرم کننده های بسیار قطبی زیر اغلب مورد استفاده قرار می گیرند: ایزوپروپیل لوروئیل سارکوزینات ، لوریل لاکتات ، فنیل اتیل بنزوات ، دی اکتیل مالئات و دی اکتیل ایزوسورباید. انواع مختلف کرم های ضد آفتاب نیز به عنوان تقویت کننده نفوذ شناخته شده اند. مخلوط کردن و پراکندگی اولتراسونیک مخلوط همگن از نرم کننده های قطبی و مواد فعال را تضمین می کند.

میکسرهای اولتراسونیک با کارایی بالا برای محصولات زیبایی تمیز

به عنوان درمان اختلاط صرفا مکانیکی، فراصوت می تواند برای تولید انواع محصولات آرایشی و بهداشتی طبیعی گواهی استفاده می شود. سیستم های مافوق صوت Hielscher ماشین آلات قابل اعتماد مورد استفاده در تولید لوازم آرایشی و بهداشتی با کیفیت بالا و درمان برای فرموله ترکیبات فعال زیستی نانو امولسیون شده و لیپوزومی محصور شده با میزان جذب برتر و زیست سازگاری هستند. برای پاسخگویی به خواسته های مشتریان خود، Hielscher تامین ultrasonicators از هموژنایزر آزمایشگاه دستی جمع و جور و مافوق صوت نیمکت بالا به سیستم های اولتراسونیک به طور کامل صنعتی برای تولید حجم بالایی از فرمولاسیون لوازم آرایشی و بهداشتی. فرآیندهای فرمولاسیون اولتراسونیک از لوازم آرایشی و بهداشتی و آرایشی و بهداشتی را می توان به صورت دسته ای و یا به عنوان فرایند درون خطی مداوم با استفاده از یک راکتور جریان مافوق صوت اجرا می شود. طیف گسترده ای از sonotrodes مافوق صوت (پروب ها) و عروق راکتور در دسترس هستند برای اطمینان از راه اندازی بهینه برای تولید لیپوزوم خود را. استحکام تجهیزات اولتراسونیک Hielscher اجازه می دهد تا برای عملیات 24/7 تحت وظیفه سنگین در محیط های خواستار و اطمینان از چرخه عمر دستگاه طولانی.
کنترل دقیق بر تمام پارامترهای مهم فرآیند مانند دامنه، فشار، دما و زمان فراصوت را فرآیند اولتراسونیک قابل اعتماد و قابل تکرار می کند. Hielscher مافوق صوت می داند از اهمیت به طور مداوم کیفیت محصول بالا و پشتیبانی از تولید کنندگان لوازم آرایشی و بهداشتی برای اجرای استاندارد فرآیند و GMP (شیوه های تولید خوب) توسط نرم افزار هوشمند و ضبط خودکار داده ها. هموژنایزرهای اولتراسونیک دیجیتال ما به طور خودکار تمام پارامترهای فرآیند اولتراسونیک را روی یک کارت SD داخلی ضبط می کنند. نمایشگرهای لمسی دیجیتال و کنترل از راه دور مرورگر امکان نظارت مداوم بر فرآیند را فراهم می کنند و هر زمان که لازم باشد پارامترهای فرآیند را دقیقا تنظیم می کنند. این امر نظارت بر فرآیند و کنترل کیفیت را به طور قابل توجهی تسهیل می کند.
جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد: