Curat Beauty Formularea produsului cu ultrasunete

Ingredientele naturale, organice (INCI), combinate cu eficiență ridicată și biodisponibilitate, sunt caracteristicile produselor inovatoare de frumusețe curată. Ultrasonication este folosit ca tehnică extrem de eficientă și fiabilă pentru a amesteca, amesteca, dispersa, nano-emulsiona și nano-încapsula ingrediente cosmetice.

De ce ar trebui să utilizați Ultrasonication pentru produsele de frumusețe curate?

Amestecarea, amestecarea, dispersarea, emulsionarea ingredientelor și încapsularea moleculelor bioactive sunt procese de bază în fabricarea produselor cosmetice, de îngrijire a pielii, de frumusețe și cosmeceutice. Executarea fiabilă, eficientă și omogenă a acestor procese de bază este esențială pentru obținerea unor produse cosmetice de înaltă calitate, cu efecte ridicate, potență și eficiență a produsului final. Ingredientele moderne de înaltă tehnologie sunt substanțe foarte dezvoltate, care necesită încorporare sofisticată în produsul final pentru a obține efectele dorite.

Sonicare – Un spectru larg de aplicații

Sonicare este o tehnică extrem de eficientă și fiabilă de omogenizare a suspensiilor lichid-lichid și solid-lichid. Încapsularea moleculelor în purtători lipidici de dimensiuni nano (de exemplu, lipozomi, niozomi, nanoparticule lipidice solide, purtători de lipide nanostructurate, micelii etc.) este o altă aplicație importantă a ultrasunetelor de înaltă performanță.
Ultrasonication poate fi aplicat la mai multe etape în producția de produse cosmetice curate, naturale, organice, de frumusețe și de îngrijire a pielii și de a îmbunătăți eficiența aplicațiilor de amestecare și încapsulare. Deoarece mixerele cu ultrasunete oferă amestecare intensă și omogenizare, utilizarea aditivilor chimici care sunt adăugați în mod obișnuit pentru a obține stabilitate prelungită și termen de valabilitate poate fi minimizată sau complet evitată.
Sonicare vă oferă un avantaj competitiv prin producerea de rezultate superioare într-un proces rapid și eficient, rezultând în suspensii uniforme, omogene. Acest lucru afectează pozitiv stabilitatea produsului, termenul de valabilitate și biocompatibilitatea.

Sonicare – Un tratament pur mecanic

Ultrasonificarea este un tratament ușor, non-termic, care nu degradează materiile prime prin căldură. Multe ingrediente, cum ar fi lipidele, moleculele bioactive sau uleiurile esențiale, sunt sensibile la căldură și, prin urmare, beneficiază foarte mult de procesarea controlată la temperaturi scăzute. Hielscher Ultrasonics dispozitive sunt controlabile cu precizie, ușor reglabile și pot fi monitorizate și operate prin intermediul controlului emote browser. Software-ul inteligent protocoalează automat parametrii de procesare pe un card SD încorporat. Aceste caracteristici facilitează standardizarea procesului și a calității, precum și implementarea bunelor practici de fabricație (GMP).

Principiul de lucru al sonicare

Deoarece sonicare este un tratament pur mecanic, nu se adaugă substanțe chimice aditive, care ar interfera cu filosofia produselor cosmetice curate. Aplicațiile cu ultrasunete, ar fi amestecarea, amestecarea, emulsionarea, încapsularea și extracția se bazează pe principiul de lucru al cavitației acustice.
Undele ultrasonice de mare putere sunt cuplate printr-un procesor cu ultrasunete de tip sondă în suspensie. Undele cu ultrasunete de înaltă energie călătoresc prin lichid creând cicluri alternative de înaltă presiune / joasă presiune, ceea ce duce la fenomenul de cavitație acustică. Cavitația acustică sau cu ultrasunete conduce local la temperaturi extreme, presiuni, rate de încălzire / răcire, diferențe de presiune și forțe mari de forfecare în mediu. Când bulele de cavitație implodează pe suprafața particulelor sau picăturilor, microjeturile și coliziunea interparticlulară generează efecte precum peelingul suprafeței, eroziunea, descompunerea particulelor, sonoporarea, precum și întreruperea picăturilor și a celulelor. În plus, implozia bulelor de cavitație în medii lichide creează macro-turbulențe și micro-amestecare. Iradierea cu ultrasunete reprezintă o modalitate eficientă de a spori procesele de transfer de masă, deoarece sonicare rezultate în cavitație și mecanismele sale conexe, ar fi micros-mișcare prin jeturi lichide, compresie și decompresie în material cu întreruperea ulterioară a picăturilor, precum și rate ridicate de încălzire și răcire.
Sonda de tip ultrasonicators poate genera amplitudini foarte mari, care este necesar pentru a genera cavitație impact. Hielscher Ultrasonic produce procesoare cu ultrasunete de înaltă performanță, care pot crea cu ușurință amplitudini de 200μm în funcționare continuă 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mari, Hielscher oferă sonotrodes specificate de mare amplitudine (sonde).
Reactoare cu ultrasunete presurizabile și celule de flux sunt folosite pentru a intensifica cavitația. Cu presiuni în creștere, cavitație și forțele de forfecare cavitaționale devin mai distructive și de a îmbunătăți astfel efectele cu ultrasunete.

Avantajele amestecului cu ultrasunete și emulsionare

Producția de amestecuri omogene, dispersii, emulsii și nano-emulsii prin sonificare a atras interesul formulatorilor cosmetici datorită eficienței sale energetice excepționale, cerinței instrumentelor de amestecare low-end, manipulării ușoare a sistemului și, cel mai important, costului redus de producție. Amestecarea cu ultrasunete, amestecarea și emulsionarea crește flexibilitatea pentru selectarea surfactantului și a structurilor interne ale emulsiilor. (cf. Marzuki et al. 2019)

Dimensiunea moleculei contează

Moleculele de dimensiuni submicronice și nano prezintă o rată de permeabilitate transdermică semnificativ crescută. În timp ce moleculele mari stau pe partea superioară a pielii și nu pot penetra pielea din cauza dimensiunii lor, moleculele mai mici sunt capabile să treacă prin epidermă.
Aceasta înseamnă că compușii bioactivi sunt transportați în straturi dermice mai profunde, unde își pot îndeplini "munca" prin hrănirea sau repararea pielii.
Un exemplu proeminent pentru relevanța dimensiunii moleculare este acidul hialuronic, o moleculă cu lanț lung. Dacă acidul hialuronic are o greutate molculară mare, acesta nu poate trece prin bariera pielii și rămâne ca o peliculă pe stratul său exterior. Acidul hialuronic molecular scăzut, pe de altă parte, este transportat în straturi mai profunde ale pielii, unde își învăluie efectele hidratante.
Un alt exemplu pentru relevanța dimensiunii particulelor sunt dioxidul de titan și oxidul de zinc. Ambele sunt utilizate ca ingrediente active în produsele naturale de protecție solară (de exemplu, loțiuni, hidratante, spray-uri). O dimensiune uniformă a particulelor este importantă pentru a evita înfundarea porilor pielii și pentru a preveni astfel erupțiile. În plus, cu particule mai mici, efectul de albire și strălucire al produselor de protecție solară este redus sau evitat.

Nano-emulsionarea cu ultrasunete este utilizată pentru a produce nano-emulsii încărcate, lipozomi și nanoparticule lipidice solide. Sonicare produce o distribuție îngustă a picăturilor și particule nano-structurate.

Penetrare îmbunătățită a pielii

Amelioratori chimici de penetrare a pielii includ materiale cum ar fi l-α-lecitina, uree, acizi grași, etanol, și glicoli.

• Amelioratorii de penetrare veziculară a pielii includ purtători veziculari, cum ar fi lipozomii și niozomii. Purtătorii veziculari sunt sisteme puternice de livrare pentru moleculele active. Datorită compoziției lor, ele oferă avantajul de a transporta molecule hidrofile și lipofile. Moleculele hidrofile sunt încapsulate în miezul apos, iar moleculele lipofile sunt încorporate în membrana lipidică care înconjoară miezul apos. Deoarece pereții veziculelor sunt alcătuiți din bistraturi fosfolipide pentru lipozomi și, respectiv, agenți tensioactivi sintetici pentru niozomi, veziculele sunt solubile în apă și, prin urmare, foarte biocompatibile.
  Citiți mai multe despre lipozomii produși ultrasonically!
• Potențiatorii enzimatici de penetrare a pielii includ enzime precum HMGCoA reductaza și acetil CoA carboxilază, care inhibă enzimele cheie ale sintezei lipidelor epidermice și modifică raportul molar critic al lipidelor stratului cornos cheie.
• Ureea, cunoscută și sub numele de carbamidă, este utilizată pentru a spori absorbția altor ingrediente cosmetice active, deoarece crește permeabilitatea pielii.

Biodisponibilitatea ultrasonically îmbunătățită a substanțelor active în îngrijirea pielii

Biodisponibilitatea este definită ca rata de penetrare pentru ca un compus activ să ajungă la locul său de acțiune. Așa-numitul flux sau cantitatea de penetrare activă în timp este determinată în micrograme / cm²/oră. Pentru ingredientele active din produsele cosmetice, locul țintă de acțiune pentru un ingredient este, de obicei, epiderma inferioară. Excepțiile sunt activele, cum ar fi oxidul de zinc sau dioxidul de titan, ingrediente comune în loțiunile și spray-urile de protecție solară, deoarece aceste substanțe își au locul de muncă pe suprafața pielii, unde particulele își pot înfășura capacitatea maximă de absorbție UV.
Biodisponibilitatea ingredientelor active este puternic influențată de tipurile de formulări cosmetice utilizate. Formulările obișnuite în produsele de înfrumusețare și îngrijire personală sunt emulsii ulei-în-apă (O / W), emulsii apă-în-ulei (W / O), emulsii apă-în-ulei-în-apă (W / O / W), emulsii poliol-în-ulei, precum și hidrogeluri. (Poliolii utilizați în formulările cosmetice naturale sunt sorbitolul, manitolul etc.).

Prepararea cu ultrasunete a unei emulsii (apă roșie / ulei galben). Câteva secunde de sonicare transforma fazele separate de apă / ulei într-o emulsie fină.

Sonicare pentru creșterea permeabilității pielii

Permeabilitatea pielii și, prin urmare, biodisponibilitatea substanțelor active cosmetice și cosmeceutice pot fi crescute fie prin influențarea barierei cutanate, fie prin creșterea solubilității moleculelor active.
Pentru a reduce bariera pielii și pentru a facilita transportul moleculelor active în epiderma inferioară, substanțele multiple, cum ar fi solvenții, fosfolipidele și veziculele tensioactive obținute din fosfolipide, precum și exfolianții pot îmbunătăți penetrarea substanțelor active în straturile mai profunde ale pielii.

• Solvenții utilizați includ izosorbidul dimetil, etoxidiglicolul, etanolul și acidul oleic. Acești solvenți sunt foarte compatibili cu procesele de amestecare cu ultrasunete, amestecare și emulsionare.
• Fosfolipidele sunt bine cunoscute pentru a spori penetrarea pielii atât a moleculelor solubile în ulei, cât și a celor solubile în apă. Fosfolipidele utilizate în mod obișnuit sunt lecitina, lecitina hidrogenată, lizolecitina și fosfatul de tocoferil. Acestea beneficiază de prelucrare cu ultrasunete ca sonicare distribuite fosfolipidele uniform în suspensie.
• Vezicule tensioactive: Surfactanții pot forma vezicule multilamelare și unilamelare cu active. Lipozomii și nanoparticulele lipidice solide sunt exemple proeminente pentru veziculele penetrante ale pielii care transportă compuși bioactivi în locurile țintă. Ultrasonication este metoda cea mai eficientă și eficientă pentru a produce lipozomi, nanolipozomi și nanoparticule lipidice solide (SLNs) cu o încărcătură activă ridicată, eficiența încapsulării (% EE), stabilitate și biodisponibilitate.
• Exfolianții chimici includ acizi lactici, glicolici, salicilici și N-acetil-glucozamină. Peelingurile mecanice includ particule abrazive minuscule din cărbune, fulgi de nucă de cocos sau scrub de cafea. Toate aceste substanțe pot fi dispersate eficient prin ultrasonificare.

Solubilitatea ingredientelor active în produsele cosmetice poate fi crescută prin complecși de includere, încapsulare, emulsii submicronice / nano, precum și solubilizarea eficientă în formulă.

• Complexarea incluziunii folosind ciclodextrine (cum ar fi alfa-, gamma-, hidroxipropil beta-ciclodextrină) se realizează prin ultrasonication. Complexele de ciclodextrină prezintă o cavitate în care sunt încapsulate ingrediente bioactive. Încapsularea / complexarea face compușii activi solubili în apă și, prin urmare, biodisponibili. Citiți mai multe despre complexarea perfuziei cu ultrasunete!
• Fitoglicogenul este o nanoparticulă de carbohidrați (polizaharidă) pe bază de plante, de înaltă densitate, cu o cavitate care poate încapsula multe tipuri diferite de active. Fitoglicogenul octenil succinat (PG-OS) este o nanoparticulă de carbohidrați amfifili, a cărei adăugare conferă emulsiilor o stabilitate oxidativă lipidică ridicată. Emulsionarea cu ultrasunete îmbunătățește generarea de emulsii omogene, stabile de fitoglicogen.
• Submicron- și nanoemulsiile sunt utilizate ca sisteme de livrare minute, care fac compușii solubili în apă și permit transportul ingredientelor active la locul țintă. Dimensiunea mică la scară nanometrică a picăturilor crește permeabilitatea prin bariera pielii în straturile mai profunde ale pielii.
• Emolienții foarte polari sunt utilizați în mod obișnuit în formulări pentru solubilizarea ingredientelor hidrofobe / insolubile în apă, deoarece doar câteva substanțe active sunt nepolare. Frecvent utilizați sunt următorii emolienți foarte polari: sarcosinat de izopropil lauroyl, lauril lactat, benzoat de fenil etil, maleat de dioctil, și izosorbid dioctil. Diferite tipuri de produse de protecție solară sunt cunoscute a fi potențiatori de penetrare, de asemenea. Amestecarea și dispersarea cu ultrasunete asigură un amestec omogen de emolienți polari și ingrediente active.

Mixere cu ultrasunete de înaltă performanță pentru produse de înfrumusețare curate

Ca tratament pur mecanic de amestecare, sonicare poate fi utilizat pentru producerea de toate tipurile de produse cosmetice naturale certificate. Hielscher Ultrasonics' sisteme sunt mașini fiabile utilizate în producția de produse cosmetice de înaltă calitate și terapeutice pentru a formula compuși bioactivi nano-emulsionați și lipozomali încapsulați cu rata superioară de absorbție și biocompatibilitate. Pentru a satisface cerințele clienților săi, Hielscher furnizează ultrasonicators de la omogenizator de laborator compact de mână și ultrasonicators banc-top la sisteme cu ultrasunete complet industriale pentru producerea de volume mari de formulări cosmetice. Procesele de formulare cu ultrasunete de produse cosmetice și cosmeceutice pot fi rulate ca lot sau ca proces continuu inline folosind un reactor cu ultrasunete flow-through. O gamă largă de sonotrodes cu ultrasunete (sonde) și vasele reactorului sunt disponibile pentru a asigura o configurare optimă pentru producția de lipozomi. Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 în condiții grele în medii solicitante și asigură un ciclu de viață lung al mașinii.
Controlul precis asupra tuturor parametrilor importanți ai procesului, ar fi amplitudinea, presiunea, temperatura și timpul de sonicare face procesul cu ultrasunete fiabil și reproductibil. Hielscher Ultrasonics știe de importanța calității continue ridicate a produselor și sprijină producătorii de produse cosmetice pentru a pune în aplicare standardizarea proceselor și GMP (Bune practici de fabricație) prin software inteligent și înregistrarea automată a datelor. Omogenizatoarele noastre digitale cu ultrasunete înregistrează automat toți parametrii procesului cu ultrasunete pe un card SD încorporat. Afișajele tactile digitale și telecomanda browserului permit monitorizarea continuă a procesului și permit ajustarea parametrilor procesului cu precizie ori de câte ori este necesar. Acest lucru facilitează semnificativ monitorizarea procesului și controlul calității.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității aproximative de procesare a ultrasonicators noastre: