Formuléierung vu Clean-Beauty-Produkter mat Ultraschall

Natierlech, biologesch Inhaltsstoffer (INCIs), kombinéiert mat héijer Wierksamkeet a Bioverfügbarkeet, sinn d’Merkmale vun innovative Clean-Beauty-Produkter. D’Ultraschallbehandlung gëtt als héicheffizient an zouverlässeg Technik benotzt, fir kosmetesch Inhaltsstoffer ze mëschen, ze vermëschen, ze dispergéieren, ze nanoemulgéieren an ze nanoakapselen.

Firwat sollt Dir Ultraschall fir Är Clean-Beauty-Produkter benotzen?

D’Mëschen, d’Vermëschen, d’Dispergéieren an d’Emulgéiere vun Inhaltsstoffer souwéi d’Akapsele vu bioaktive Molekülle si Kärprozesser bei der Hierstellung vu Kosmetik-, Hautfleeg-, Schéinheets- a kosmezeutesche Produkter. Déi zouverlässeg, effizient an homogen Duerchféierung vun dëse Kärprozesser ass entscheedend, fir qualitativ héichwäerteg kosmetesch Produkter mat verstäerkte Wierkungen, méi héijer Wierkstäerkt a méi héijer Effizienz vum Endprodukt ze kréien. Modern Hightech-Inhaltsstoffer sinn héichentwéckelt Substanzen, déi op eng usprochsvoll Aart a Weis an d’Endprodukt integréiert musse ginn, fir déi gewënschte Wierkungen ze erreechen.

Ultraschallbehandlung – E breede Spektrum un Uwendungen

D’Ultraschallbehandlung ass eng héicheffizient an zouverlässeg Technik fir d’Homogeniséiere vu Flëssegkeet-Flëssegkeet- a Feststoff-Flëssegkeet-Suspensiounen. D’Akapsele vu Moleküllen a Lipidträger an Nanogréisst (z. B. Liposomen, Niosomen, Nanopartikelen aus feste Lipiden, nanostrukturéiert Lipidträger, Mizellen asw.) ass eng weider wichteg Uwendung vun Héichleeschtungsultraschall.
D’Ultraschallbehandlung ka bei ville Schrëtt an der Produktioun vu propperen, komplett natierlechen, biologesche Kosmetik-, Schéinheets- an Hautfleegprodukter agesat ginn an d’Effizienz vu Mësch- an Akapselungsuwendunge verbesseren. Well Ultraschallmëscher eng intensiv Vermëschung an Homogeniséierung erméiglechen, kann d’Benotzung vu cheemeschen Zousazstoffer, déi normalerweis fir eng méi laang Stabilitéit an Haltbarkeet bäigefüügt ginn, miniméiert oder komplett vermeit ginn.
D’Ultraschallbehandlung gëtt Iech e Konkurrenzvirdeel, well se an engem séieren an effiziente Prozess iwwerleeë Resultater liwwert, déi zu gläichméissegen, homogene Suspensioune féieren. Dëst wierkt sech positiv op d’Produktstabilitéit, d’Haltbarkeet an d’Biokompatibilitéit aus.

Ultraschallbehandlung – Eng reng mechanesch Behandlung

D’Ultraschallbehandlung ass eng schounend, net thermesch Behandlung, déi d’Réistoffer net duerch Hëtzt ofbaut. Vill Inhaltsstoffer wéi Lipiden, bioaktiv Moleküllen oder ätheresch Ueleger sinn hëtztempfindlech a profitéieren dofir staark vun enger kontrolléierter Veraarbechtung bei niddregen Temperaturen. D’Apparater vun Hielscher Ultrasonics loosse sech präzis steieren, einfach astellen an iwwer eng Fernsteierung am Browser iwwerwaachen a bedreiwen. Déi intelligent Software protokolléiert d’Veraarbechtungsparameter automatesch op enger agebauter SD-Kaart. Dës Funktiounen erliichteren d’Prozess- a Qualitéitsstandardiséierung souwéi d’Ëmsetzung vu gudden Hierstellungspraktiken (GMP).

De Wierkprinzip vun der Ultraschallbehandlung

Well d’Ultraschallbehandlung eng reng mechanesch Behandlung ass, gi keng zousätzlech Chemikalien dobäigesat, déi mat der Philosophie vun der propperer Kosmetik a Konflikt géife geroden. Ultraschallapplikatioune wéi Mëschen, Vermëschen, Emulgéieren, Akapselen an Extrahéiere baséieren um Wierkprinzip vun der akustescher Kavitatioun.
Leeschtungsstaark Ultraschallwelle ginn iwwer en Ultraschallprozessor mat Sond an d’Suspensioun agekoppelt. Héichenergetesch Ultraschallwelle beweege sech duerch d’Flëssegkeet a schafen ofwiesselnd Héichdrock- / Déifdrockzyklen, wouduerch de Phenomeen vun der akustescher Kavitatioun entsteet. Akustesch Kavitatioun oder Ultraschallkavitatioun féiert lokal zu extremen Temperaturen, Drécker, Erhëtzungs-/Ofkillraten, Drockdifferenzen an héije Schéierkräften am Medium. Wa Kavitatiounsblosen op der Uewerfläch vu Partikelen oder Drëpsen implodéieren, verursaache Mikrostralen a Kollisiounen tëscht Partikelen Effekter wéi d’Ofschiele vun der Uewerfläch, Erosioun, Partikelzerklengerung, Sonoporatioun souwéi d’Opbrieche vun Drëpsen an Zellen. Zousätzlech verursaacht d’Implosioun vu Kavitatiounsblosen a flëssege Medie Makroturbulenzen a Mikrovermëschung. D’Bestralung mat Ultraschall ass eng effizient Method fir Stofftransportprozesser ze verbesseren, well d’Ultraschallbehandlung Kavitatioun an déi domat verbonne Mechanisme bewierkt, wéi Mikrobeweegungen duerch Flëssegkeetsstralen, Kompressioun an Dekompressioun am Material mat uschléissendem Opbrieche vun Drëpsen, souwéi héich Erhëtzungs- an Ofkillraten.
Ultraschallapparater mat Sond kënne ganz héich Amplitudë generéieren, wat néideg ass, fir eng wierkungsstaark Kavitatioun ze erzeugen. Hielscher Ultrasonic fabrizéiert Héichleeschtungsultraschallprozessoren, déi am kontinuéierleche 24/7-Betrib ouni Weideres Amplitudë vun 200µm erzeuge kënnen. Fir nach méi héich Amplitudë bitt Hielscher speziell Héichamplitudesonotroden (Sonden) un.
Ultraschallreaktoren an Duerchflosszellen, déi ënner Drock gesat kënne ginn, gi benotzt, fir d’Kavitatioun ze verstäerken. Mat zouhuelendem Drock ginn d’Kavitatioun an déi duerch Kavitatioun verursaachte Schéierkräfte méi destruktiv a verbesseren doduerch d’Ultraschalleffekter.

Virdeeler vum Vermëschen an Emulgéiere mat Ultraschall

D’Hierstellung vun homogene Mëschungen, Dispersiounen, Emulsiounen an Nanoemulsiounen duerch Ultraschallbehandlung huet den Interessi vun den Entwéckler vu kosmetesche Formuléierunge geweckt, well si eng aussergewéinlech Energieeffizienz huet, nëmmen einfach Mëschapparater erfuerdert, de System einfach ze bedéngen ass a virun allem d’Produktiounskäschten niddreg sinn. Mëschen, Vermëschen an Emulgéiere mat Ultraschall erhéijen d’Flexibilitéit bei der Auswiel vum Tensid a vun den interne Strukture vun Emulsiounen. (vgl. Marzuki et al. 2019)

D’Gréisst vun de Moleküllen ass entscheedend

Moleküllen am Submikrometer- an Nanometerberäich weisen eng däitlech erhéicht transdermal Permeatiounsrat op. Wärend grouss Moleküllen op der Hautuewerfläch bleiwen a wéinst hirer Gréisst net an d’Haut andrénge kënnen, kënne méi kleng Moleküllen duerch d’Epidermis passéieren.
Dat bedeit, datt déi bioaktiv Verbindungen a méi déif dermal Schichte transportéiert ginn, wou si hir „Aarbecht“ erfëlle kënnen, andeems si d’Haut näieren oder reparéieren.
E markant Beispill fir d’Bedeitung vun der Moleküllgréisst ass Hyaluronsaier, e laangkettege Moleküll. Wann d’Hyaluronsaier en héicht Molekulargewiicht huet, kann si d’Hautbarriär net passéieren a bleift als Film op hirer baussenzeger Schicht. Hyaluronsaier mat niddregem Molekulargewiicht gëtt dogéint a méi déif Hautschichte transportéiert, wou si hir fiichtegkeetsspendend Wierkung entfaalt.
En anert Beispill fir d’Bedeitung vun der Partikelgréisst sinn Titandioxid an Zénkoxid. Béid ginn als Wierkstoffer an natierleche Sonneschutzproduite benotzt (z. B. Lotiounen, Fiichtegkeetscremen, Sprayen). Eng eenheetlech kleng Partikelgréisst ass wichteg, fir ze verhënneren, datt d’Hautpore verstoppen an doduerch Pickelen entstinn. Ausserdeem gëtt mat méi klenge Partikelen de wäissenden a glänzenden Effet vu Sonneschutzproduite reduzéiert oder verhënnert.

D’Nanoemulgéierung mat Ultraschall gëtt benotzt, fir belueden Nanoemulsiounen, Liposomen an Nanopartikelen aus feste Lipiden hierzestellen. D’Ultraschallbehandlung produzéiert eng enk Drëpsegréissteverdeelung an nanostrukturéiert Partikelen.

Verbessert Hautpenetratioun

Cheemesch Substanzen, déi d’Hautpenetratioun verbesseren, ëmfaasse Stoffer wéi l-α-Lecithin, Harnstoff, Fettsaieren, Ethanol a Glykoler.

• Vesikulär Systemer, déi d’Hautpenetratioun verbesseren, ëmfaasse vesikulär Dréier wéi Liposomen an Niosomen. Vesikulär Dréier si leeschtungsstaark Transportsystemer fir aktiv Moleküllen. Duerch hir Zesummesetzung bidden si de Virdeel, souwuel hydrophil wéi och lipophil Moleküllen ze transportéieren. Hydrophil Molekülle ginn am waasserege Kär akapselt, a lipophil Molekülle ginn an d’Lipidmembran agebaut, déi de waasserege Kär ëmgëtt. Well d’Vesikelwänn bei Liposomen aus Phospholipid-Duebelschichten a bei Niosomen aus syntheeteschen Tenside bestinn, sinn d’Vesikele waasserléislech an doduerch héich biokompatibel.
  Liest méi iwwer Liposomen, déi mat Ultraschall hiergestallt ginn!
• Enzymatesch Substanzen, déi d’Hautpenetratioun verbesseren, ëmfaassen Enzyme wéi HMGCoA-Reduktase an Acetyl-CoA-Carboxylase, déi Schlësselenzyme vun der epidermaler Lipidsynthes hemmen an dat kritescht molaart Verhältnes vun de wichtegste Lipiden am Stratum corneum veränneren.
• Harnstoff, och als Carbamid bekannt, gëtt benotzt, fir d’Absorptioun vun anere kosmetesche Wierkstoffer ze verbesseren, well en d’Hautpermeabilitéit erhéicht.

Mat Ultraschall verbessert Bioverfügbarkeet vu Wierkstoffer an der Hautfleeg

D’Bioverfügbarkeet gëtt als d’Penetratiounsrate definéiert, mat där en aktive Stoff seng Wierkplaz erreecht. Déi sougenannt Fluxrate oder d’Quantitéit u Wierkstoff, déi mat der Zäit penetréiert, gëtt a Mikrogramm/cm²/Stonn bestëmmt. Fir Wierkstoffer a kosmetesche Produkter ass déi ugestriefte Wierkplaz vun engem Inhaltsstoff normalerweis déi ënnescht Epidermis. Ausname si Wierkstoffer wéi Zénkoxid oder Titandioxid, heefeg Inhaltsstoffer vu Sonneschutzlotiounen a Sprayer, well dës Substanzen op der Hautuewerfläch wierken, wou d’Partikelen hir maximal UV-Absorptiounskapazitéit entfale kënnen.
D’Bioverfügbarkeet vu Wierkstoffer gëtt staark vun den Aarte vu kosmetesche Formuléierunge beaflosst, déi benotzt ginn. Heefeg Formuléierungen a Schéinheets- a Kierperfleegprodukter sinn Ueleg-a-Waasser-Emulsiounen (O/W), Waasser-an-Ueleg-Emulsiounen (W/O), Waasser-an-Ueleg-a-Waasser-Emulsiounen (W/O/W), Polyol-an-Ueleg-Emulsiounen an och Hydrogeler. (Polyolen, déi an natierleche kosmetesche Formuléierunge benotzt ginn, si Sorbitol, Mannitol, asw.).

Hierstellung vun enger Emulsioun mat Ultraschall (rout Waasser / gielen Ueleg). E puer Sekonnen Ultraschallbehandlung verwandelen déi getrennte Waasser-/Uelegphasen an eng fein Emulsioun.

Ultraschallbehandlung fir eng erhéicht Hautpermeabilitéit

D’Hautpermeabilitéit an domat d’Bioverfügbarkeet vu kosmetesche Wierkstoffer a Kosmezeutika kënne vergréissert ginn, andeems entweder d’Hautbarrière beaflosst oder d’Léislechkeet vun den aktive Moleküllen erhéicht gëtt.
Fir d’Hautbarrière ze reduzéieren an den Transport vun den aktive Moleküllen an déi ënnescht Epidermis ze erliichteren, kënne vill verschidde Substanze wéi Léisungsmëttel, Phospholipiden an Tensidvesikelen aus Phospholipiden an och Peelingmëttel d’Penetratioun vu Wierkstoffer a méi déif Hautschichte verbesseren.

• Zu de benotzte Léisungsmëttele gehéieren Dimethylisosorbid, Ethoxydiglykol, Ethanol an Oleinsaier. Dës Léisungsmëttel si mat Mësch-, Vermëschungs- an Emulgéierungsprozesser mat Ultraschall héich kompatibel.
• Phospholipide si bekannt dofir, datt si d’Hautpenetratioun vu souwuel ueleg- wéi och waasserléisleche Moleküllen verbesseren. Heefeg benotzt Phospholipide si Lecithin, hydréierte Lecithin, Lysolecithin an Tocopherylphosphat. Si profitéiere vun der Veraarbechtung mat Ultraschall, well d’Ultraschallbehandlung d’Phospholipide gläichméisseg an der Suspensioun verdeelt.
• Tensidvesikelen: Tenside kënne multilamellar an unilamellar Vesikele mat Wierkstoffer bilden. Liposomen a Festlipid-Nanopartikele si markant Beispiller vu Vesikelen, déi an d’Haut andréngen a bioaktiv Verbindungen op hir Zilplazen transportéieren. D’Ultraschallbehandlung ass déi effizientst a wierksaamst Method, fir Liposomen, Nanoliposomen a Festlipid-Nanopartikelen (SLNs) mat enger héijer Wierkstoffbelaaschtung, Enkapselungseffizienz (%EE), Stabilitéit a Bioverfügbarkeet hierzestellen.
• Zu de cheemeschen Exfolianten ziele Mëllechsaier, Glykolsaier, Salicylsaier an N-Acetylglucosamin. Mechanesch Peelinge enthalen winzeg abrasiv Partikelen aus Holzkuel, Kokosflacken oder Kaffispeeling. All dës Substanze kënne mat Ultraschall effizient dispergéiert ginn.

D’Opléislechkeet vu Wierkstoffer a Kosmetik kann duerch Aschlosskomplexer, Enkapselung, Submikron-/Nanoemulsiounen an duerch eng effizient Solubiliséierung an der Formuléierung erhéicht ginn.

• D’Bildung vun Aschlosskomplexer mat Cyclodextrinnen (wéi Alpha-, Gamma-, Hydroxypropyl-Beta-Cyclodextrin) gëtt duerch Ultraschallbehandlung erreecht. Cyclodextrinkomplexer hunn en Huelraum, an deem bioaktiv Inhaltsstoffer enkapselt ginn. D’Enkapselung / Komplexbildung mécht déi aktiv Verbindunge waasserléislech an domat bioverfügbar. Liest méi iwwer d’Infusiounskomplexbildung mat Ultraschall!
• Phytoglykogen ass e planzleche Kuelenhydrat-Nanopartikel (Polysaccharid) mat héijer Dicht an engem Huelraum, dee vill verschidden Aarte vu Wierkstoffer enkapsele kann. Phytoglykogen-Octenylsuccinat (PG-OS) ass en amphiphille Kuelenhydrat-Nanopartikel, deem säin Zousaz den Emulsiounen eng héich Stabilitéit géint Lipidoxidatioun gëtt. D’Emulgéierung mat Ultraschall verbessert d’Hierstellung vun homogenen, stabile Phytoglykogenemulsiounen.
• Submikron- an Nanoemulsioune ginn als winzeg Transportsystemer benotzt, déi d’Verbindunge waasserléislech maachen an et erméiglechen, d’Wierkstoffer op d’Zilplaz ze transportéieren. Déi kleng Gréisst vun den Drëpsen am Nanoberäich erhéicht d’Duerchlässegkeet duerch d’Hautbarriär bis a méi déif Hautschichten.
• Staark polar Emollientië ginn dacks a Formuléierunge benotzt, fir hydrophob / waasseronléislech Inhaltsstoffer ze solubiliséieren, well nëmme wéineg Wierkstoffer netpolar sinn. Déi follgend staark polar Emollientië ginn heefeg benotzt: Isopropyllauroylsarcosinat, Lauryllactat, Phenylethylbenzoat, Dioctylmaleat an Dioctylisosorbid. Verschidden Aarte vu Sonneschutzmëttele sinn och als Penetratiounsverstäerker bekannt. D’Mëschen an d’Dispergéiere mat Ultraschall suerge fir eng homogen Mëschung vu polaren Emollientien a Wierkstoffer.

Héichleeschtungs-Ultraschallmëscher fir Clean Beauty-Produkter

Als reng mechanesch Mëschbehandlung kann d’Ultraschallbehandlung fir d’Produktioun vun allen Aarte vun zertifizéierten Naturkosmetikprodukter benotzt ginn. D’Systemer vun Hielscher Ultrasonics sinn zouverlässeg Maschinnen, déi bei der Produktioun vu qualitativ héichwäerteger Kosmetik an Therapeutika agesat ginn, fir nanoemulgéiert a liposomal enkapselt bioaktiv Verbindunge mat enger iwwerleeëner Absorptiounsrate a Biokompatibilitéit ze formuléieren. Fir den Ufuerderunge vu senge Clientë gerecht ze ginn, liwwert Hielscher Ultraschallapparater vum kompakten handgehalene Laborhomogenisator an Dësch-Ultraschallapparater bis zu voll industrielle Ultraschallsystemer fir d’Produktioun vu grousse Volume vu kosmetesche Formuléierungen. Ultraschallgestëtzte Formuléierungsprozesser fir Kosmetik a Kosmezeutika kënnen am Chargëbetrib oder als kontinuéierlechen Inline-Prozess mat engem Ultraschall-Duerchflussreakter bedriwwe ginn. Eng breet Auswiel un Ultraschallsonotroden (Sonden) a Reaktergefässer ass disponibel, fir eng optimal Konfiguratioun fir Är Liposomeproduktioun ze garantéieren. D’Robustheet vun den Ultraschallapparater vun Hielscher erméiglecht de 24/7-Betrib ënner héijer Belaaschtung an usprochsvollen Ëmfeld a garantéiert eng laang Liewensdauer vun de Maschinnen.
Déi präzis Kontroll vun alle wichtege Prozessparameteren, wéi Amplitud, Drock, Temperatur a Beschallungsdauer, mécht den Ultraschallprozess zouverlässeg a reproduzéierbar. Hielscher Ultrasonics kennt d’Wichtegkeet vun enger kontinuéierlech héijer Produktqualitéit an ënnerstëtzt Kosmetikproduzenten dobäi, d’Prozessstandardiséierung an d’GMP (gutt Fabrikatiounspraktiken) duerch intelligent Software an automatesch Donnéeënopzeechnung ëmzesetzen. Eis digital Ultraschallhomogenisateuren zeechnen automatesch all Ultraschallprozessparameteren op enger agebauter SD-Kaart op. Digital Touchdisplayer an eng Fernsteierung iwwer de Browser erlaben eng kontinuéierlech Prozessiwwerwaachung a maachen et méiglech, d’Prozessparameteren zu all Moment präzis unzepassen, wann et néideg ass. Dat vereinfacht d’Prozessiwwerwaachung an d’Qualitéitskontroll däitlech.
Déi follgend Tabell gëtt Iech en Unhaltspunkt fir déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater: