ヒールシャー超音波技術

超音波を用いてクリーンビューティー製品の製剤

天然有機成分(INCI)と高い有効性とバイオアベイラビリティを組み合わせることは、革新的なクリーン美容製品の特徴です。超音波は、混合、ブレンド、分散、ナノ乳化およびナノカプセル化化粧品成分に非常に効率的で信頼性の高い技術として使用されます。

あなたのクリーン美容製品のために超音波を使用する必要がある理由?

Sonication is used as potent mixing and blending technology for skin care products such a creams, lotions and ointments混合、配合、分散、乳化成分、および生物活性分子のカプセル化は、化粧品、スキンケア、美容および化粧品の製造におけるコアプロセスです。これらのコアプロセスの信頼性、効率的、均質な実行は、最終製品の高い効果、効力と効率を持つ高品質の化粧品を得るために不可欠です。現代のハイテク成分は高度に開発された物質であり、望ましい効果を得るために最終製品への高度な組み込みを必要とします。

超音波処理 – 幅広いアプリケーション

超音波処理は、液体液体と固液懸濁液を均質化する非常に効率的で信頼性の高い技術です。ナノサイズの脂質キャリア(例えばリポソーム、ニオソーム、固体脂質ナノ粒子、ナノ構造脂質担体、ミセルなど)に分子を封入することは、高性能超音波のもう一つの重要な用途です。
超音波は、クリーン、オールナチュラル、オーガニック化粧品、美容およびスキンケア製品の生産の多くのステップに適用され、混合およびカプセル化アプリケーションの効率を向上させることができます。超音波ミキサーは、強烈なブレンドと均質化を提供するので、一般的に長期の安定性と貯蔵寿命を達成するために追加される化学添加剤の使用を最小限に抑えることができるか、または完全に回避することができます。
超音波処理は、均一で均質なサスペンションをもたらす迅速かつ効率的なプロセスで優れた結果を生み出すことによって、競争上の優位性を提供します。これは製品の安定性、貯蔵寿命および生体適合性に積極的に影響を及ぼす。

超音波アプリケーション

  • 混合 & ブレンディング
  • 乳化 & ナノ乳化
  • 粒子サイズの減少
  • 分子のカプセル化(リポソーム、ニオソーム)
  • 植物から生活動分子を抽出する

超音波処理 – 純粋な機械的治療

超音波処理は、温熱によって原料を劣化させることのない、穏やかな非熱処理です。脂質、生理活性分子、エッセンシャルオイルなどの成分の多くは、熱に敏感であり、従って制御された低温処理によって大きな利益を得る。ヒールシャー超音波デバイスは、正確に制御可能で、簡単に調整可能であり、ブラウザのエモートコントロールを介して監視および操作することができます。スマートソフトウェアは、自動的に内蔵のSDカード上の処理パラメータをプロトコルします。これらの機能は、プロセスと品質の標準化だけでなく、グッド製造慣行(GMP)の実施を容易にします。

超音波乳化と UP200St
Ultrasonicemulsification is used to produce skin care products such as creams and lotions with a high load of active substances.

UIP1000hdT クリーム、ローション、バームなどのスキンケア製品の製造用ガラスフローリアクター付き

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超音波処理の作業原理

超音波処理は純粋に機械的な処理であるため、クリーンな化粧品の哲学を妨げる添加剤は添加されません。このような混合、ブレンド、乳化、カプセル化および抽出などの超音波アプリケーションは、音響キャビテーションの作業原理に基づいています。
高出力超音波は、プローブ型超音波プロセッサを介してスラリーに結合されます。非常にエネルギッシュな超音波は、液体を通って移動し、高圧/低圧サイクルを交互に発生させ、音響キャビテーションの現象をもたらします。音響または超音波キャビテーションは、極端な温度、圧力、加熱/冷却速度、圧力差および媒体の高剪断力に局所的に導く。キャビテーション気泡が粒子や液滴の表面に爆発すると、マイクロジェットや部分衝突は、表面剥離、浸食、粒子破壊、ソノポレーション、液滴や細胞破壊などの効果を生み出します。さらに、液体媒体中のキャビテーション気泡の爆発は、マクロ乱流およびマイクロ混合を作成する。超音波処理は、キャビテーションおよび液体ジェットによるマイクロ移動、液滴のその後の破壊に伴う材料の圧縮および減圧、ならびに高い加熱および冷却率をもたらすので、超音波処理は、大量移送プロセスを強化するための効率的な方法を表します。
プローブ型超音波処理器は、衝撃キャビテーションを生成するために必要な非常に高い振幅を生成することができます。ヒールシャー超音波は、簡単に連続24/7動作で200μmの振幅を作成することができ、高性能超音波プロセッサを製造しています。さらに高い振幅のために、ヒールシャーは指定された高振幅ソトロード(プローブ)を提供しています。
加圧可能な超音波反応器およびフローセルは、キャビテーションを強化するために使用されます。圧力の増加に伴い、キャビテーションおよびキャビテーションせん断力がより破壊的になり、それによって超音波効果が改善される。

超音波ブレンドと乳化の利点

均質な混合物、分散液、エマルジョン、およびソニフィケーションによるナノエマルションの製造は、その例外的なエネルギー効率、ローエンド混合機器の要件、容易なシステム操作、そして最も重要なのは、その低い生産コストのために化粧品配合物の関心を得ています。超音波混合、ブレンドおよび乳化は、エマルジョンの界面活性剤および内部構造を選択するための柔軟性を高める。(2019年マルズキら)

The UIP4000hdT is a 4000 watts powerful ultrasonic inline disperser.

UIP4000hdT、4kW強力な超音波処理器、化粧品の製剤中の連続的なインライン分散および乳化アプリケーションに使用

分子サイズの問題

サブミクロンおよびナノサイズの分子は、経皮透過率を有意に増加させる。大きな分子は皮膚の上部に座り、その大きさのために皮膚に浸透することはできませんが、より小さな分子は表皮を通過することができます。
これは、生理活性化合物が深い真皮層に輸送され、そこで皮膚に栄養を与えたり修復したりすることによって「仕事」を達成できることを意味します。
分子サイズの関連性の顕著な例は、ヒアルロン酸、長鎖分子である。ヒアルロン酸のモルクラの重さが高い場合、皮膚バリアを通過できず、その外層にフィルムとして残ります。一方、低分子ヒアルロン酸は、より深い皮膚層に運ばれ、保湿効果を包み込みます。
粒子サイズの関連性の別の例は、二酸化チタンと酸化亜鉛である。どちらも天然のサンスクリーン製品(ローション、保湿剤、スプレーなど)の有効成分として使用されています。均一に小さい粒径は、皮膚の毛穴を詰まらせることを避け、それによって抜け出すことを防ぐために重要である。さらに、小さい粒子では、太陽スクリーンの美白および輝く効果が減少または回避される。

超音波ナノ乳化は、薬物送達のためのナノ強化乳剤、リポソームおよび固体脂質ナノ粒子をもたらす。

超音波ナノ乳化は、ロードされたナノエマルジョン、リポソームおよび固体脂質ナノ粒子を生成するために使用されます。超音波処理は、狭い液滴分布とナノ構造粒子を生成します。

肌浸透の改善

化学的皮膚浸透促進剤には、l-α-レシチン、尿素、脂肪酸、エタノール、グリコールなどの材料が含まれます。
超音波は、生物活性化合物の高負荷でリポソームを形成するための好ましい技術です。

  • ベシキュラー皮膚浸透促進剤は、リポソームやニオソームなどのベシクラのキャリアを含む.車両キャリアは、活性分子のための強力な送達システムです。その組成のために、彼らは親水性と親油性分子を運ぶ利点を提供する。親水性分子は水性コアに封入され、親水性分子は水性コアを取り囲む脂質膜に取り込まれる。小胞壁は、それぞれニオソームのリポソームと合成界面活性剤のリン脂質二重層で構成されているため、小胞は水溶性であり、それにより生体適合性が高い。
    超音波で生産されたリポソームについての詳細をお読みください!
  • 酵素皮膚浸透促進剤には、表皮脂質合成の主要な酵素を阻害し、主要な角質層脂質の臨界モル比を変化させるHMGCoA還元酵素およびアセチルCoAカルボキシラーゼなどの酵素が含まれる。
  • また、カルバミドとして知られている尿素は、それが皮膚の透過性を増加させるので、他の有効な化粧品成分の吸収を高めるために使用されます。
攪拌バッチ反応器付超音波プロセッサUIP2000hdT(2kW)

超音波ホモジナイザー UIP2000hdT (2kW)連続撹拌されたバッチ反応器

皮膚ケアにおける活性物の超音波改善バイオアベイラビリティ

バイオアベイラビリティは、活性化合物が作用部位に到達するための浸透率として定義される。いわゆるフラックス率または時間経過に対するアクティブな浸透量はマイクログラム/cmで決定されます2/時間。化粧品の有効成分の場合、成分の作用のターゲット部位は通常、下表皮である。例外は、酸化亜鉛や二酸化チタンなどの活性物質であり、日焼け止めローションやスプレーの一般的な成分であり、これらの物質は皮膚の表面に作業部位を有し、粒子が最大の紫外線吸収能力を包み込むことができる。
有効成分のバイオアベイラビリティは、使用される化粧品製剤の種類に大きく影響されます。美容およびパーソナルケア製品の一般的な製剤は、水中油エマルジョン(O / W)、水中油エマルジョン(W/O)、水中油中水エマルジョン(W/O/W)、ポリオールインオイルエマルジョン、ハイドロゲルです。(天然化粧料に用いられるポリオールはソルビトール、マンニトールなど)

Ultrasonic emulsification with Hielscher's UP200Ht and sonotrode S26d14

エマルジョン(赤水/黄色油)の超音波調製。数秒の超音波処理は、別々の水/油相を微細なエマルジョンに変えます。

皮膚透過性を高める超音波処理

皮膚透過性およびそれにより化粧品活性および化粧品の生物学的利用能は、皮膚バリアに影響を与えるか、または活性分子の溶解度を高めることによって増加させることができる。
皮膚バリアを低下させ、より低い表皮への活性分子の輸送を容易にするために、溶媒、リン脂質および界面活性物質ベシクルなどの多様物質は、リン脂質および剥離剤からより深い皮膚層への活性物の浸透を改善することができる。

  • 使用される溶媒としては、ジメチルイソソルビド、エトキシディグリコール、エタノール、オレイン酸などが挙げられる。これらの溶媒は超音波混合、ブレンドおよび乳化プロセスとの互換性が高い。
  • リン脂質は、油溶性分子と水溶性分子の両方の皮膚浸透を高めるためによく知られています。一般的に使用されるリン脂質は、レシチン、水素化レシチン、リゾレシチン、およびトコフェリルリン酸である。超音波処理がリン脂質を懸濁液に均等に分散させると超音波処理の恩恵を受ける。
  • Surfactant vesicles: Surfactants can form multilamellar and unilamellar vesicles with actives. Liposomes and solid-lipid nanoparticles are prominent examples for skin penetrating vesicles transporting bioactive compounds to target sites. Ultrasonication is the most efficient and effective method to produce liposomes, nanoliposomes and solid-lipid nanoparticles (SLNs) with a high active load, encapsulation efficiency (%EE), stability and bioavailability.
  • 化学的剥離剤には、乳酸、グリコール、サリチル酸、およびN-アセチルグルコサミンが含まれる。機械的剥離には、炭、ココナッツフレーク、コーヒースクラブからのマイナスの研磨粒子が含まれます。これらの物質はすべて、超共振によって効率的に分散することができる。

化粧品中の活性成分の溶解度は、封入複合体、カプセル化、サブミクロン/ナノエマルション、ならびに製剤への効率的な可溶化によって増加することができる。

  • シクロデキストリン(例えばα−γ−、ヒドロキシプロピルβ-シクロデキストリン)を用いた包接錯体は、超音波処理によって達成される。シクロデキストリン複合体は、生物活性成分が封入される空洞を示す。カプセル化/錯化は活性化合物を水溶性にし、それによって生物利用できるようにします。 超音波注入錯化についてもっと読む!
  • 植物グリコゲンは植物ベースの高密度炭水化物(多糖)ナノ粒子で、さまざまな種類の活性物をカプセル化することができます。フィトグリコゲンオクテニルコハク酸(PG-OS)は、両親媒性炭水化物ナノ粒子であり、その添加は乳剤に高い脂質酸化安定性を与える。超音波乳化は、均質で安定したフィトグリコーゲンエマルションの生成を改善します。
  • サブミクロンおよびナノエマルジョンは、分娩システムとして使用され、化合物を水溶性にし、有効成分を標的部位に輸送することを可能にする。小さなナノスケールの小さな小さな小さな小さな小滴は、より深い皮膚層への皮膚障壁を通じて透過性を増加させる。
  • 高極性エモリエント剤は、非極性物質が少ない限り活性物質が少ないので、疎水性/水不溶性成分を可溶化する製剤に一般的に使用されています。頻繁に使用されるのは、高極性エモリエントであるイソプロピルラウロイルサルコシン酸、ラウリル乳酸、フェニルエチルベンゾエート、ジオクチルマレイン酸、ジオクチルイソソルビドである。様々なタイプの日焼け止めは、浸透促進剤であることが知られています。超音波混合および分散は、極性エモリエントおよび有効成分の均質な混合物を保証します。

クリーン美容製品用の高性能超音波ミキサー

純粋に機械的な混合処理として、超音波処理は、認定天然化粧品のすべての種類の生産に使用することができます。ヒールシャー超音波システムは、優れた吸収率と生体適合性を有するナノ乳化およびリポソームカプセル化生物活性化合物を処方するために、高品質の化粧品および治療薬の製造に使用される信頼性の高い機械です。顧客の要求を満たすために、ヒールシャーは、化粧品製剤の大量生産のための完全に工業用超音波システムにコンパクトな手持ちラボホモジナイザーとベンチトップ超音波装置から超音波装置を供給します。化粧品および化粧品の超音波製剤プロセスは、バッチとして、または超音波フロースルー反応器を使用して連続的なインラインプロセスとして実行することができます。超音波ソノトロード(プローブ)と原子炉容器の広い範囲は、あなたのリポソーム生産のための最適なセットアップを確保するために利用可能です。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、厳しい環境で重い義務の下で24時間365日の操作を可能にし、長い機械のライフサイクルを確保します。
Hielscher's industrial processors of the hdT series can be comfortable and user-friendly operated via browser remote control.振幅、圧力、温度、超音波処理時間などの重要なプロセスパラメータを正確に制御すると、超音波プロセスは信頼性が高く、再現可能になります。ヒールシャー超音波は、継続的に高い製品品質の重要性を知っており、インテリジェントなソフトウェアと自動データ記録によるプロセス標準化とGMP(良い製造慣行)を実装するために化粧品メーカーをサポートしています。当社のデジタル超音波ホモジナイザーは、自動的に内蔵のSDカード上のすべての超音波プロセスパラメータを記録します。デジタルタッチディスプレイとブラウザのリモコンは、連続的なプロセス監視を可能にし、必要なときに正確にプロセスパラメータを調整することができます。これにより、プロセスの監視と品質管理が大幅に容易になります。
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます:

バッチ容量 流量 推奨デバイス
500mLの1〜 200mL /分で10 UP100H
2000mlの10〜 20 400mLの/分 Uf200ःトンUP400St
00.1 20Lへ 04L /分の0.2 UIP2000hdT
100Lへ10 10L /分で2 UIP4000hdT
N.A。 10 100L /分 UIP16000
N.A。 大きな のクラスタ UIP16000

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ヒールシャー超音波は、分散、乳化および細胞抽出のための高性能超音波ホモジナイザーを製造しています。

から高出力超音波ホモジナイザー ラボパイロット そして 産業 規模。

文献 / 参考文献

  • 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.
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  • 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.
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  • 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.



知る価値のある事実

クリーンビューティー製品とは?

清潔な美容化粧品は、無毒で天然の成分で作られた美容製品です。有機化粧品または天然化粧品は一様に定義され、保護された用語ではないが、天然化粧品は、自然な、有機栽培の原料の使用に焦点を当てています。有害な物質(例えば内分泌かく乱物質)は、清潔な化粧品から除外され、使用される原料の純度は重要な品質要因です。
欧州連合(EU)で広く認識されている定義によると、天然化粧品は天然物質から作られた製品です。天然化粧品に含まれる防腐剤や乳化剤については、この定義は部分的に引き伸ばされています。天然物質は、植物、動物または鉱物起源の物質として定義されるだけでなく、それらの混合物と反応生成物はお互いに。抽出およびさらに処理する物理的/機械的プロセス(機械的攪拌、乾燥、フィルタリング、抽出など)は、指定溶媒で許可されます。また、遺伝子操作されていない天然酵素や微生物(非GMO)のみを使用する場合、酵素および微生物学的プロセスが許可されます。
オーガニックおよび天然化粧品には、天然物質や誘導体のみで作られた美容・スキンケア製品、保存用の物質が含まれます。天然/オーガニック美容およびスキンケア製品は、他の化粧品と同じ法的規制の対象となります。

これらの成分(INCI /国際命名化粧品成分)は、一般的に使用され、きれいな美容製剤に使用される好ましい原材料です:

  • 溶剤:水相:水、ローズウォーターなどの水を注入。有機エタノール;植物性グリセリン等
  • 界面活性剤/安定剤/乳化剤:レシチン、リン脂質;ラウリルグルコシド、デシルグルコシド、カプリリル/デシルグルコシド、ココグルコグルシドなどのグルコシド;コカミドプロピルベタイン;セテアリルアルコール等
  • キャリアオイル/油相:甘いアーモンド油、アボカド油、クルミ油、ココナッツオイル、麻油、ヒマワリ種子油、ヒマシ油、オルガンオイル、ブロッコリー種子油、黒種子油、ニンジン油、バオバブ種子油などの油とバター
  • バターとワックス:シアバター、ココナッツバター、マンゴーバター、ココアバター、有機ミツバチワックスなど
  • カモミール水、アルニカ花エキス、カレンデュラエキス、ゴボウ根エキス、ローズウォーター、プライムローズシードエキス、ネトルチンキ、パパイヤグリセロールエキスなどの植物エキス
  • ラベンダー、ペパーミント、ティーツリー、ローズヒップ、メンテなどの天然エッセンシャルオイル(天然化粧品に使用されるエッセンシャルオイルは、人工的にシンセサイジングではなく、天然原料から抽出する必要があります)
  • 有効成分は、化粧品を実際に働かせる物質、すなわち彼らに潤いを与え、若返らせる & アンチエイジング効果。有効成分 /レスベラトロール、ヒアルロン酸、尿素、ビタミンC、CoQ10、セラミド、ビタミンE/α-トコフェロール、ビタミンB群、フェルリン酸、レチノールなどの生理活性分子 & レチノイド、ペプチド、二酸化チタン、酸化亜鉛、活性炭、天然乳酸、ピロリドンカルボン酸、鉱物塩、D-パンテノール、ブドウエキス、オリーブリーフエキス、アロエベラ、オリゴガラクトマンナンなど
  • 天然化粧品に使用される香料や香料成分は、主にエッセンシャルオイル、天然油、特定の香気化合物です。オレンジ、ラベンダー、ペパーミント、レモン、サンダルウッド、ジャスミン、ネロリ、パチョリ、ローズ、イランイランのエッセンシャルオイルは、天然化粧品に人気の香り成分です。
    超音波抽出は、植物から高品質のエッセンシャルオイルを生成するための優れた方法です。 エッセンシャルオイルの超音波水蒸留についてもっと読む!

天然化粧品の一般的な有効成分

パンテノール プロビタミンB5として知られている自然界で発生する物質であり、エモリエントおよび保湿剤として化粧品材料に使用されています。ヘアケア製剤では、保湿剤、エモリエント剤、光沢剤、デタングラーおよび保湿剤として添加される。パンテノールはD形態として、またはラセミ混合物として、DL-パンテノールとして利用可能である。D-パンテノールは、D-パンテノールのみがビタミンB5に変換されるので、好ましい形態である。
ポリフェノール レスベラトロール、ケルセチン、ルチンなどの強力な天然抗酸化物質は、植物から抽出することができます。化粧品や化粧品に使用され、人間の皮膚の酸化連鎖反応を阻害し、全体的な皮膚の健康をサポートし、いくつかの皮膚疾患だけでなく、早期老化を防ぐことができます。

認定天然化粧品

オーガニックの自然の美しさと化粧品の単一のグローバルに有効な認証基準はありません。化粧品メーカーは、特定の国や地域で受け入れられている異なる認証基準に従って製品の認定を受けることができます。
国際的に認められた著名な認定は、天然化粧品(コスモスナチュラル)とオーガニック化粧品(コスモスオーガニック)を区別し、それぞれの認証要件を設定するCOSMOS規格(COSMeticオーガニックスタンダード)です。化粧品ケア製品は、含まれる植物の最低95%が有機であり、有機成分の少なくとも20%が合計式(リンスオフ製品の場合は10%)に存在する場合にのみ、COSMOS ORGANIC認定を受けています。