Puhdas kauneustuoteformulaatio ultraäänellä

Luonnolliset, orgaaniset ainesosat (INCI) yhdistettynä korkeaan tehokkuuteen ja biologiseen hyötyosuuteen ovat innovatiivisten puhtaiden kauneustuotteiden ominaisuuksia. Ultrasonicationia käytetään erittäin tehokkaana ja luotettavana tekniikkana kosmeettisten ainesosien sekoittamiseen, sekoittamiseen, hajottamiseen, nanoemulgointiin ja nanokapselointiin.

Miksi sinun pitäisi käyttää ultrasonicationia puhtaisiin kauneustuotteisiisi?

Bioaktiivisten molekyylien sekoittaminen, sekoittaminen, dispergointi, emulgointi ja kapselointi ovat ydinprosesseja kosmetiikka-, ihonhoito-, kauneus- ja kosmetiikkatuotteiden valmistuksessa. Näiden ydinprosessien luotettava, tehokas ja homogeeninen toteutus on välttämätöntä korkealaatuisten kosmeettisten valmisteiden saamiseksi, joilla on kohonnut vaikutus, teho ja tehokkuus lopputuotteessa. Nykyaikaiset korkean teknologian ainesosat ovat erittäin kehittyneitä aineita, jotka vaativat hienostunutta sisällyttämistä lopputuotteeseen haluttujen vaikutusten saamiseksi.

Ultraäänellä – Laaja valikoima sovelluksia

Sonikaatio on erittäin tehokas ja luotettava tekniikka nestemäisten ja kiinteiden ja nestemäisten suspensioiden homogenisoimiseksi. Molekyylien kapselointi nanokokoisiksi lipidikantajiksi (esim. liposomit, niosomit, kiinteät lipidien nanohiukkaset, nanorakenteiset lipidikantajat, misellit jne.) on toinen tärkeä korkean suorituskyvyn ultraäänisovellus.
Ultrasonicationia voidaan soveltaa moniin vaiheisiin puhtaiden, täysin luonnollisten, orgaanisten kosmeettisten tuotteiden, kauneudenhoito- ja ihonhoitotuotteiden tuotannossa ja parantaa sekoitus- ja kapselointisovellusten tehokkuutta. Koska ultraäänisekoittimet tarjoavat voimakkaan sekoittamisen ja homogenoinnin, kemiallisten lisäaineiden käyttö, joita lisätään yleisesti pitkäaikaisen stabiilisuuden ja säilyvyyden saavuttamiseksi, voidaan minimoida tai välttää kokonaan.
Sonikaatio antaa sinulle kilpailuetua tuottamalla erinomaisia tuloksia nopeassa ja tehokkaassa prosessissa, joka johtaa yhtenäisiin, homogeenisiin suspensioihin. Tämä vaikuttaa positiivisesti tuotteen stabiilisuuteen, säilyvyyteen ja biologiseen yhteensopivuuteen.

Ultraäänellä – Puhtaasti mekaaninen käsittely

Ultrasonointi on lievä, ei-lämpökäsittely, joka ei heikennä raaka-aineita lämmöllä. Monet ainesosat, kuten lipidit, bioaktiiviset molekyylit tai eteeriset öljyt, ovat lämpöherkkiä ja hyötyvät siksi suuresti kontrolloidusta käsittelystä matalissa lämpötiloissa. Hielscher Ultrasonics -laitteet ovat tarkasti hallittavissa, helposti säädettävissä ja niitä voidaan seurata ja käyttää selaimen hymiöohjauksella. Älykäs ohjelmisto protokollaa automaattisesti prosessointiparametrit sisäänrakennetulle SD-kortille. Nämä ominaisuudet helpottavat prosessien ja laadun standardointia sekä hyvien tuotantotapojen (GMP) käyttöönottoa.

Sonikoinnin toimintaperiaate

Koska sonikaatio on puhtaasti mekaaninen käsittely, lisäainekemikaaleja, jotka häiritsisivät puhtaan kosmetiikan filosofiaa, ei lisätä. Ultraäänisovellukset, kuten sekoittaminen, sekoittaminen, emulgointi, kapselointi ja uuttaminen, perustuvat akustisen kavitaation toimintaperiaatteeseen.
Suuritehoiset ultraääniaallot kytketään koetintyyppisen ultraääniprosessorin kautta lietteeseen. Erittäin energiset ultraääniaallot kulkevat nesteen läpi luoden vuorottelevia korkeapaine- / matalapainesyklejä, mikä johtaa akustisen kavitaation ilmiöön. Akustinen tai ultraäänikavitaatio johtaa paikallisesti äärimmäisiin lämpötiloihin, paineisiin, lämmitys- / jäähdytysnopeuksiin, paine-eroihin ja suuriin leikkausvoimiin väliaineessa. Kun kavitaatiokuplat luhistuvat hiukkasten tai pisaroiden pinnalle, mikrosuihkut ja partikulaariset törmäykset aiheuttavat vaikutuksia, kuten pinnan kuoriutumista, eroosiota, hiukkasten hajoamista, sonoporaatiota sekä pisaroiden ja solujen häiriöitä. Lisäksi kavitaatiokuplien luhistuminen nestemäisissä väliaineissa aiheuttaa makroturbulensseja ja mikrosekoitusta. Ultraäänisäteilytys on tehokas tapa parantaa massansiirtoprosesseja, koska sonikaatio johtaa kavitaatioon ja siihen liittyviin mekanismeihin, kuten mikros-liikkumiseen nestesuihkuilla, puristukseen ja dekompressioon materiaalissa, jolloin pisarat hajoavat sekä korkeat lämmitys- ja jäähdytysnopeudet.
Koetintyyppiset ultraäänilaitteet voivat tuottaa erittäin suuria amplitudit, mikä on välttämätöntä vaikuttavan kavitaation tuottamiseksi. Hielscher Ultrasonic valmistaa korkean suorituskyvyn ultraääniprosessoreita, jotka voivat helposti luoda 200 μm: n amplitudit jatkuvassa 24/7 toiminnassa. Vielä suuremmille amplitudille Hielscher tarjoaa määriteltyjä korkean amplitudin sonotrodeja (koettimia).
Paineistettavia ultraäänireaktoreita ja virtaussoluja käytetään kavitaation tehostamiseen. Kasvavien paineiden myötä kavitaatio- ja kavitaatioleikkausvoimat tulevat tuhoisammiksi ja parantavat siten ultraäänivaikutuksia.

Ultraäänisekoittamisen ja emulgoinnin edut

Homogeenisten seosten, dispersioiden, emulsioiden ja nanoemulsioiden valmistus sonifikaatiolla on herättänyt kosmeettisten formuloijien kiinnostuksen sen poikkeuksellisen energiatehokkuuden, halpojen sekoitusvälineiden vaatimuksen, helpon järjestelmän manipuloinnin ja mikä tärkeintä, alhaisten tuotantokustannusten vuoksi. Ultraäänisekoitus, sekoittaminen ja emulgointi lisää joustavuutta pinta-aktiivisen aineen ja emulsioiden sisäisten rakenteiden valinnassa. (vrt. Marzuki et al. 2019)

Molekyylin koolla on väliä

Submikroni- ja nanokokoisilla molekyyleillä on merkittävästi lisääntynyt transdermaalinen läpäisevyysnopeus. Vaikka suuret molekyylit istuvat ihon päällä eivätkä voi tunkeutua ihoon kokonsa vuoksi, pienemmät molekyylit pystyvät kulkemaan orvaskeden läpi.
Tämä tarkoittaa, että bioaktiiviset yhdisteet kuljetetaan syvempiin ihokerroksiin, joissa ne voivat täyttää "työnsä" ravitsemalla tai korjaamalla ihoa.
Merkittävä esimerkki molekyylikoon merkityksestä on hyaluronihappo, pitkäketjuinen molekyyli. Jos hyaluronihapolla on suuri moolipaino, se ei voi kulkea ihoesteen läpi ja pysyy kalvona sen ulkokerroksessa. Pienimolekyylinen hyaluronihappo puolestaan kulkeutuu syvempiin ihokerroksiin, joissa se peittää kosteuttavat vaikutuksensa.
Toinen esimerkki hiukkaskoon merkityksestä ovat titaanidioksidi ja sinkkioksidi. Molempia käytetään aktiivisina aineina luonnollisissa aurinkosuojatuotteissa (esim. voiteet, kosteusvoiteet, suihkeet). Tasaisen pieni hiukkaskoko on tärkeä, jotta vältetään ihohuokosten tukkeutuminen ja siten puhkeaminen. Lisäksi pienemmillä hiukkasilla aurinkovoiteiden valkaiseva ja kiiltävä vaikutus vähenee tai vältetään.

Ultraääni-nanoemulgointia käytetään ladattujen nanoemulsioiden, liposomien ja kiinteiden lipidien nanohiukkasten tuottamiseen. Sonikaatio tuottaa kapean pisarajakauman ja nanorakenteiset hiukkaset.

Parempi ihon tunkeutuminen

Kemiallisia ihon tunkeutumista tehostavia aineita ovat materiaalit, kuten l-α-lesitiini, urea, rasvahapot, etanoli ja glykolit.

• Vesikulaarisen ihon tunkeutumisen tehostajiin kuuluvat vesikulaariset kantajat, kuten liposomit ja niosomit. Vesikulaariset kantajat ovat voimakkaita syöttöjärjestelmiä aktiivisille molekyyleille. Koostumuksensa ansiosta ne tarjoavat sen edun, että ne kuljettavat sekä hydrofiilisiä että lipofiilisiä molekyylejä. Hydrofiiliset molekyylit kapseloidaan vesipitoiseen ytimeen ja lipofiiliset molekyylit sisällytetään vesipitoista ydintä ympäröivään lipidikalvoon. Koska vesikkeliseinät koostuvat fosfolipidikaksoiskerroksista liposomeja varten ja synteettisiä pinta-aktiivisia aineita niosomien osalta, vesikkelit ovat vesiliukoisia ja siten erittäin bioyhteensopivia.
  Lue lisää ultraäänellä tuotetuista liposomeista!
• Entsymaattisia ihon tunkeutumisen tehostajia ovat entsyymit, kuten HMGCoA-reduktaasi ja asetyyli-CoA-karboksylaasi, jotka estävät epidermaalisen lipidisynteesin keskeisiä entsyymejä ja muuttavat tärkeimpien sarveiskerroksen lipidien kriittistä moolisuhdetta.
• Ureaa, joka tunnetaan myös nimellä karbamidi, käytetään parantamaan muiden aktiivisten kosmeettisten ainesosien imeytymistä, koska se lisää ihon läpäisevyyttä.

Ultraäänellä parannettu aktiivisten aineiden biologinen hyötyosuus ihonhoidossa

Biologinen hyötyosuus määritellään tunkeutumisnopeudeksi, jolla aktiivinen yhdiste saavuttaa vaikutusalueensa. Ns. Vuonopeus tai aktiivisen tunkeutumisen määrä ajan myötä määritetään mikrogrammoina/cm²/tunti. Kosmeettisten valmisteiden vaikuttavien aineiden osalta ainesosan vaikutusalue on yleensä alempi orvaskesi. Poikkeuksia ovat aktiiviset aineet, kuten sinkkioksidi tai titaanidioksidi, yleiset ainesosat aurinkosuojavoiteissa ja suihkeissa, koska näiden aineiden työpaikka on ihon pinnalla, jossa hiukkaset voivat peittää maksimaalisen UV-absorptiokykynsä.
Aktiivisten ainesosien hyötyosuuteen vaikuttavat voimakkaasti käytettyjen kosmeettisten formulaatioiden tyypit. Kauneus- ja henkilökohtaisen hygienian tuotteiden yleisiä formulaatioita ovat öljy-vedessä-emulsiot (O / W), vesi-öljy-emulsiot (W / O), vesi-öljy-vedessä-emulsiot (W / O / W), polyoli-öljyssä -emulsiot sekä hydrogeelit. (Luonnonkosmeettisissa formulaatioissa käytetyt polyolit ovat sorbitoli, mannitoli jne.).

Emulsion ultraäänivalmistus (punainen vesi / keltainen öljy). Muutaman sekunnin sonikaatio muuttaa erilliset veden / öljyn faasit hienoksi emulsioksi.

Sonikaatio lisää ihon läpäisevyyttä

Kosmeettisten aktiivisten aineiden ja kosmeseuttisten aineiden ihon läpäisevyyttä ja siten hyötyosuutta voidaan lisätä joko vaikuttamalla ihon suojakerrokseen tai lisäämällä aktiivisten molekyylien liukoisuutta.
Ihon esteen alentamiseksi ja aktiivisten molekyylien kuljetuksen helpottamiseksi alempaan orvasketeen moninaiset aineet, kuten liuottimet, fosfolipidit ja fosfolipideistä valmistetut pinta-aktiiviset vesikkelit sekä kuorinta-aineet, voivat parantaa aktiivisten aineiden tunkeutumista syvempiin ihokerroksiin.

• Käytettyjä liuottimia ovat dimetyyli-isosorbidi, etoksidiglykoli, etanoli ja öljyhappo. Nämä liuottimet ovat erittäin yhteensopivia ultraäänisekoitus-, sekoitus- ja emulgointiprosessien kanssa.
• Fosfolipidien tiedetään parantavan sekä öljy- että vesiliukoisten molekyylien tunkeutumista ihoon. Yleisesti käytettyjä fosfolipidejä ovat lesitiini, hydrattu lesitiini, lysolesitiini ja tokoferyylifosfaatti. Ne hyötyvät ultraäänikäsittelystä, koska sonikaatio jakoi fosfolipidit tasaisesti suspensioon.
• Pinta-aktiiviset vesikkelit: Pinta-aktiiviset aineet voivat muodostaa multilamellaarisia ja unilamellaarisia vesikkeleitä aktiivisten aineiden kanssa. Liposomit ja kiinteät lipidien nanohiukkaset ovat merkittäviä esimerkkejä ihoon tunkeutuvista vesikkeleistä, jotka kuljettavat bioaktiivisia yhdisteitä kohdekohtiin. Ultrasonication on tehokkain ja tehokkain tapa tuottaa liposomeja, nanoliposomeja ja kiinteitä lipidien nanohiukkasia (SLN), joilla on suuri aktiivinen kuormitus, kapselointitehokkuus (% EE), stabiilisuus ja biologinen hyötyosuus.
• Kemiallisia kuorinta-aineita ovat maitohappo, glykolihappo, salisyylihapot ja N-asetyyliglukosamiini. Mekaaniset kuorinnat sisältävät vähäisiä hankaavia hiukkasia hiilestä, kookoshiutaleista tai kahvikuorinnasta. Kaikki nämä aineet voidaan dispergoida tehokkaasti ultrasonifikaation avulla.

Kosmetiikan aktiivisten ainesosien liukoisuutta voidaan lisätä sisällyttämiskomplekseilla, kapseloinnilla, submikroni-/nanoemulsioilla sekä tehokkaalla liukenemisella formulaatioon.

• Inkluusiokompleksi syklodekstriineillä (kuten alfa-, gamma-, hydroksipropyylibeeta-syklodekstriini) saavutetaan ultraäänellä. Syklodekstriinikomplekseissa on ontelo, johon bioaktiiviset ainesosat kapseloituvat. Kapselointi / kompleksointi tekee aktiivisista yhdisteistä vesiliukoisia ja siten biologisesti saatavilla. Lue lisää ultraääni-infuusion monimutkaisuudesta!
• Fytoglykogeeni on kasvipohjainen, suuritiheyksinen hiilihydraatti (polysakkaridi) nanopartikkeli, jonka ontelo voi kapseloida monia erityyppisiä aktiivisia aineita. Fytoglykogeenioktenyylisukkinaatti (PG-OS) on amfifiilinen hiilihydraattinanopartikkeli, jonka lisäys antaa emulsioille korkean lipidien oksidatiivisen stabiilin. Ultraääniemulgointi parantaa homogeenisten, stabiilien fytoglykogeeniemulsioiden muodostumista.
• Submikroni- ja nanoemulsioita käytetään minuutin annostelujärjestelminä, jotka tekevät yhdisteistä vesiliukoisia ja mahdollistavat aktiivisten ainesosien kuljettamisen kohdekohtaan. Pisaroiden pieni nanomittakaavan koko lisää läpäisevyyttä ihoesteen läpi syvempiin ihokerroksiin.
• Erittäin polaarisia pehmentäviä aineita käytetään yleisesti formulaatioissa hydrofobisten / veteen liukenemattomien ainesosien liuottamiseksi, koska vain harvat vaikuttavat aineet ovat ei-polaarisia. Usein käytetään seuraavia erittäin polaarisia pehmentäviä aineita: isopropyylilauroyylisarkosinaatti, lauryylilaktaatti, fenyylietyylibentsoaatti, dioktyylimaleaatti ja dioktyyli-isosorbidi. Erilaisten aurinkovoiteiden tiedetään olevan myös tunkeutumisen tehostajia. Ultraäänisekoitus ja dispergointi takaavat homogeenisen seoksen polaarisista pehmittävistä aineista ja vaikuttavista aineista.

Korkean suorituskyvyn ultraäänisekoittimet puhtaille kauneustuotteille

Puhtaasti mekaanisena sekoituskäsittelynä sonikaatiota voidaan käyttää kaikenlaisten sertifioitujen luonnonkosmetiikan tuotteiden valmistukseen. Hielscher Ultrasonics' järjestelmät ovat luotettavia koneita, joita käytetään korkealaatuisten kosmetiikan ja terapeuttisten aineiden valmistuksessa nanoemulgoitujen ja liposomaalisten kapseloitujen bioaktiivisten yhdisteiden formuloimiseksi, joilla on erinomainen imeytymisnopeus ja biologinen yhteensopivuus. Vastatakseen asiakkaidensa vaatimuksiin Hielscher toimittaa ultraäänilaitteita kompaktista kädessä pidettävästä laboratoriohomogenisaattorista ja penkki-top-ultraäänilaitteista täysin teollisiin ultraäänijärjestelmiin suurten kosmeettisten formulaatioiden tuottamiseksi. Kosmetiikan ja kosmeseuttisten tuotteiden ultraääniformulaatioprosessit voidaan suorittaa eränä tai jatkuvana inline-prosessina käyttäen ultraäänivirtausreaktoria. Saatavilla on laaja valikoima ultraäänisonotrodeja (koettimia) ja reaktoriastioita, jotta varmistetaan optimaalinen asennus liposomin tuotannolle. Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 toiminnan raskaassa käytössä vaativissa ympäristöissä ja varmistaa koneen pitkän elinkaaren.
Kaikkien tärkeiden prosessiparametrien, kuten amplitudin, paineen, lämpötilan ja sonikaatioajan, tarkka hallinta tekee ultraääniprosessista luotettavan ja toistettavan. Hielscher Ultrasonics tietää jatkuvasti korkean tuotteen laadun tärkeyden ja tukee kosmeettisten valmisteiden valmistajia toteuttamaan prosessien standardointia ja GMP: tä (Good Manufacturing Practices) älykkäällä ohjelmistolla ja automaattisella tietojen tallennuksella. Digitaaliset ultraäänihomogenisaattorimme tallentavat automaattisesti kaikki ultraääniprosessiparametrit sisäänrakennetulle SD-kortille. Digitaaliset kosketusnäytöt ja selaimen kaukosäädin mahdollistavat prosessien jatkuvan valvonnan ja mahdollistavat prosessiparametrien säätämisen tarkasti aina tarvittaessa. Tämä helpottaa merkittävästi prosessien seurantaa ja laadunvalvontaa.
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista: