Формула продукта Clean Beauty с ультразвуком

Натуральные, органические ингредиенты (INCI) в сочетании с высокой эффективностью и биодоступностью являются отличительными чертами инновационных чистых косметических продуктов. Ультразвуковое исследование используется в качестве высокоэффективного и надежного метода смешивания, смешивания, диспергирования, наноэмульгирования и наноинкапсуляции косметических ингредиентов.

Почему вы должны использовать ультразвук для ваших чистых косметических средств?

Смешивание, смешивание, диспергирование, эмульгирование ингредиентов и инкапсуляция биоактивных молекул являются основными процессами в производстве косметических средств, средств по уходу за кожей, красоты и космецевтики. Надежное, эффективное и однородное выполнение этих основных процессов имеет важное значение для получения высококачественных косметических продуктов с повышенным эффектом, эффективностью и эффективностью конечного продукта. Современные высокотехнологичные ингредиенты – это высокоразвитые вещества, которые требуют сложного включения в конечный продукт для получения желаемого эффекта.

Ультразвуковая обработка – Широкий спектр применения

Ультразвуковая обработка является высокоэффективным и надежным методом гомогенизации жидкостно-жидких и твердо-жидких суспензий. Инкапсуляция молекул в наноразмерные липидные носители (например, липосомы, ниосомы, твердые липидные наночастицы, наноструктурированные липидные носители, мицеллы и т. д.) является еще одним важным применением высокоэффективного ультразвука.
Ультразвуковое исследование может применяться на многих этапах производства чистых, полностью натуральных, органических косметических средств, косметических средств и средств по уходу за кожей и повышает эффективность смешивания и инкапсуляции. Поскольку ультразвуковые смесители обеспечивают интенсивное смешивание и гомогенизацию, использование химических добавок, которые обычно добавляются для достижения длительной стабильности и срока годности, может быть сведено к минимуму или полностью исключено.
Ультразвуковая обработка дает вам конкурентное преимущество, обеспечивая превосходные результаты в быстром и эффективном процессе, что приводит к однородным, однородным суспензиям. Это положительно сказывается на стабильности продукта, сроке годности и биосовместимости.

Ультразвуковая обработка – Чисто механическая обработка

Ультразвук – это мягкая нетермическая обработка, которая не разрушает сырье под воздействием тепла. Многие ингредиенты, такие как липиды, биологически активные молекулы или эфирные масла, чувствительны к теплу и поэтому получают большую пользу от контролируемой низкотемпературной обработки. Ультразвуковые устройства Hielscher точно управляются, легко настраиваются и могут контролироваться и управляться с помощью управления эмоциями в браузере. Интеллектуальное программное обеспечение автоматически протоколирует параметры обработки на встроенной SD-карте. Эти особенности способствуют стандартизации процессов и качества, а также внедрению надлежащей производственной практики (GMP).

Принцип работы ультразвуковой обработки

Поскольку ультразвуковая обработка является чисто механической обработкой, в нее не добавляются никакие химические добавки, которые бы противоречили философии чистой косметики. Ультразвуковые приложения, такие как смешивание, смешивание, эмульгирование, инкапсуляция и экстракция, основаны на принципе работы акустической кавитации.
Мощные ультразвуковые волны связываются с помощью ультразвукового процессора зондового типа в пульпу. Высокоэнергетические ультразвуковые волны проходят через жидкость, создавая чередующиеся циклы высокого и низкого давления, что приводит к явлению акустической кавитации. Акустическая или ультразвуковая кавитация локально приводит к экстремальным температурам, давлениям, скоростям нагрева/охлаждения, перепадам давления и высоким поперечным силам в среде. Когда кавитационные пузырьки схлопываются на поверхности частиц или капель, микроструи и межчастичные столкновения вызывают такие эффекты, как отслаивание поверхности, эрозия, разрушение частиц, сонопорация, а также разрушение капель и клеток. Кроме того, схлопывание кавитационных пузырьков в жидких средах создает макротурбулентность и микроперемешивание. Ультразвуковое облучение представляет собой эффективный способ интенсификации процессов массообмена, так как ультразвук приводит к кавитации и связанным с ней механизмам, таким как микродвижение струй жидкости, сжатие и декомпрессия в материале с последующим разрушением капель, а также высокие скорости нагрева и охлаждения.
Ультразвуковые аппараты зондового типа могут генерировать очень высокие амплитуды, что необходимо для создания ударной кавитации. Hielscher Ultrasonic производит высокопроизводительные ультразвуковые процессоры, которые могут легко создавать амплитуды 200 мкм при непрерывной работе в режиме 24/7. Для еще более высоких амплитуд Hielscher предлагает специальные высокоамплитудные сонотроды (преобразователи).
Для интенсификации кавитации используются ультразвуковые реакторы под давлением и проточные ячейки. С увеличением давления кавитационные и кавитационные силы сдвига становятся более разрушительными и тем самым улучшают ультразвуковое воздействие.

Преимущества ультразвукового смешивания и эмульгирования

Производство однородных смесей, дисперсий, эмульсий и наноэмульсий методом сонификации заинтересовало разработчиков косметических рецептур благодаря своей исключительной энергоэффективности, требовательности к недорогим смесительным инструментам, простоте манипулирования системой и, самое главное, низкой стоимости производства. Ультразвуковое смешивание, смешивание и эмульгирование повышают гибкость при выборе поверхностно-активных веществ и внутренних структур эмульсий. (ср. Marzuki et al. 2019)

Размер молекулы имеет значение

Субмикронные и наноразмерные молекулы демонстрируют значительно повышенную скорость трансдермального проникновения. В то время как крупные молекулы находятся на верхней части кожи и не могут проникнуть через кожу из-за своего размера, более мелкие молекулы способны проходить через эпидермис.
Это означает, что биологически активные соединения транспортируются в более глубокие слои кожи, где они могут выполнять свою «работу», питая или восстанавливая кожу.
Ярким примером релевантности размера молекул является гиалуроновая кислота, молекула с длинной цепью. Если гиалуроновая кислота имеет высокую молекулярную массу, она не может пройти через кожный барьер и остается в виде пленки на ее внешнем слое. Низкомолекулярная гиалуроновая кислота, с другой стороны, транспортируется в более глубокие слои кожи, где она охватывает свои увлажняющие эффекты.
Еще одним примером релевантности размера частиц являются диоксид титана и оксид цинка. Оба используются в качестве активных ингредиентов в натуральных солнцезащитных продуктах (например, лосьонах, увлажняющих кремах, спреях). Равномерно малый размер частиц важен для того, чтобы избежать закупорки пор кожи и тем самым предотвратить высыпания. Кроме того, с более мелкими частицами отбеливающий и сияющий эффект солнцезащитных кремов уменьшается или исключается.

Ультразвуковая наноэмульгация используется для получения нагруженных наноэмульсий, липосом и твердо-липидных наночастиц. Ультразвуковая обработка дает узкое распределение капель и наноструктурированные частицы.

Улучшенное проникновение в кожу

К химическим усилителям проникновения кожи относятся такие вещества, как l-α-лецитин, мочевина, жирные кислоты, этанол и гликоли.

• Везикулярные усилители проникновения кожи включают везикулярные носители, такие как липосомы и ниосомы. Везикулярные носители являются мощными системами доставки активных молекул. Благодаря своему составу они обладают преимуществом переноса гидрофильных и липофильных молекул. Гидрофильные молекулы инкапсулируются в водное ядро, а липофильные молекулы встраиваются в липидную мембрану, окружающую водное ядро. Поскольку стенки везикул состоят из фосфолипидных бислоев для липосом и синтетических поверхностно-активных веществ для ниосом соответственно, везикулы растворимы в воде и, следовательно, обладают высокой биосовместимостью.
  Узнайте больше о липосомах, полученных с помощью ультразвука!
• Ферментативные усилители проникновения в кожу включают такие ферменты, как HMGCoA-редуктаза и ацетилКоА-карбоксилаза, которые ингибируют ключевые ферменты синтеза эпидермальных липидов и изменяют критическое молярное соотношение ключевых липидов рогового слоя.
• Мочевина, также известная как карбамид, используется для улучшения усвоения других активных косметических ингредиентов, поскольку она увеличивает проницаемость кожи.

Ультразвуковое улучшение биодоступности активных веществ в уходе за кожей

Биодоступность определяется как скорость проникновения активного соединения в место его действия. Так называемая скорость потока или количество активного проникновения с течением времени определяется в микрограммах/см²/час. Для активных ингредиентов в косметических продуктах целевым местом действия ингредиента обычно является нижняя часть эпидермиса. Исключение составляют активные вещества, такие как оксид цинка или диоксид титана, распространенные ингредиенты солнцезащитных лосьонов и срей, поскольку эти вещества имеют свое рабочее место на поверхности кожи, где частицы могут охватить свою максимальную способность поглощения ультрафиолета.
Биодоступность активных ингредиентов в значительной степени зависит от типов используемых косметических составов. Распространенными составами косметических средств и средств личной гигиены являются эмульсии «масло в воде» (М/В), эмульсии «вода в масле» (В/О), эмульсии «вода в масле» (W/O/W), полиол-в-масле, а также гидрогели. (Полиолами, используемыми в натуральных косметических составах, являются сорбит, маннит и т.д.).

Ультразвуковое приготовление эмульсии (красная вода/желтое масло). Несколько секунд ультразвуковой обработки превращают отдельные водно-масляные фазы в тонкую эмульсию.

Ультразвуковая обработка для повышения проницаемости кожи

Проницаемость кожи и, следовательно, биодоступность косметических активных и космецевтических средств может быть увеличена либо за счет воздействия на кожный барьер, либо за счет повышения растворимости активных молекул.
Чтобы снизить кожный барьер и облегчить транспортировку активных молекул в нижнюю часть эпидермиса, разнообразные вещества, такие как растворители, фосфолипиды и поверхностно-активные везикулы, изготовленные из фосфолипидов, а также отшелушивающие средства, могут улучшить проникновение активных веществ в более глубокие слои кожи.

• Используемые растворители включают диметилизосорбид, этоксидигликол, этанол и олеиновую кислоту. Эти растворители обладают высокой совместимостью с процессами ультразвукового смешивания, смешивания и эмульгирования.
• Хорошо известно, что фосфолипиды усиливают проникновение в кожу как жирных, так и водорастворимых молекул. Обычно используемыми фосфолипидами являются лецитин, гидрогенизированный лецитин, лизолецитин и токоферилфосфат. Они получают преимущества от ультразвуковой обработки, так как ультразвук равномерно распределяет фосфолипиды в суспензии.
• Поверхностно-активные вещества: Поверхностно-активные вещества могут образовывать многослойные и униламеллярные везикулы с активными веществами. Липосомы и твердые липидные наночастицы являются яркими примерами проникающих в кожу везикул, транспортирующих биологически активные соединения к целевым участкам. Ультразвуковое исследование является наиболее эффективным и действенным методом получения липосом, нанолипосом и твердо-липидных наночастиц (СЛН) с высокой активной нагрузкой, эффективностью инкапсуляции (% EE), стабильностью и биодоступностью.
• К химическим отшелушивающим веществам относятся молочная, гликолевая, салициловая кислоты и N-ацетилглюкозамин. Механические пилинги включают в себя мельчайшие абразивные частицы от древесного угля, кокосовой стружки или кофейного скраба. Все эти вещества могут быть эффективно диспергированы с помощью ультразвука.

Растворимость активных ингредиентов в косметике может быть увеличена за счет включения комплексов, инкапсуляции, субмикронных/наноэмульсий, а также эффективной солюбилизации в рецептуре.

• Комплексообразование включений с использованием циклодекстринов (таких как альфа-, гамма-, гидроксипропилбета-циклодекстрин) достигается ультразвуковой обработкой. Комплексы циклодекстрина демонстрируют полость, в которую инкапсулированы биологически активные ингредиенты. Инкапсуляция / комплексообразование делает активные соединения водорастворимыми и, следовательно, биодоступными. Узнайте больше об ультразвуковом инфузионном комплексообразовании!
• Фитогликоген представляет собой растительную наночастицу углеводов (полисахаридов) высокой плотности с полостью, которая может инкапсулировать множество различных типов активных веществ. Фитогликогеноктенилсукцинат (PG-OS) представляет собой амфифильные углеводные наночастицы, добавление которых придает эмульсиям высокую окислительную стабильность липидов. Ультразвуковая эмульгация улучшает образование однородных, стабильных эмульсий фитогликогена.
• Субмикронные и наноэмульсии используются в качестве систем минутной доставки, которые делают соединения водорастворимыми и позволяют транспортировать активные ингредиенты к целевому участку. Небольшой размер капель в наномасштабе увеличивает проницаемость через кожный барьер в более глубокие слои кожи.
• Высокополярные смягчающие вещества обычно используются в составах для солюбилизации гидрофобных / нерастворимых в воде ингредиентов, поскольку лишь немногие активные вещества являются неполярными. Часто используются следующие высокополярные смягчающие вещества: изопропиллауроилсаркозинат, лауриллактат, фенилэтилбензоат, диоктилмалеат и диоктилизосорбид. Известно, что различные типы солнцезащитных кремов также являются усилителями проникновения. Ультразвуковое смешивание и диспергирование обеспечивает однородную смесь полярных смягчающих и активных ингредиентов.

Высокопроизводительные ультразвуковые миксеры для чистых косметических средств

В качестве чисто механической обработки смешивания, ультразвук может использоваться для производства всех видов сертифицированных натуральных косметических продуктов. Системы Hielscher Ultrasonics представляют собой надежные машины, используемые в производстве высококачественной косметики и терапевтических средств для создания наноэмульгированных и липосомальных инкапсулированных биоактивных соединений с превосходной скоростью абсорбции и биосовместимостью. Чтобы удовлетворить потребности своих клиентов, Hielscher поставляет ультразвуковые аппараты от компактного ручного лабораторного гомогенизатора и настольных ультразвуковых аппаратов до полностью промышленных ультразвуковых систем для производства больших объемов косметических составов. Ультразвуковые процессы разработки рецептур косметики и космецевтики могут выполняться как периодический или непрерывный поточный процесс с использованием ультразвукового проточного реактора. Широкий ассортимент ультразвуковых сонотродов (зондов) и корпусов реакторов обеспечивает оптимальную настройку для производства липосом. Надежность ультразвукового оборудования Hielscher позволяет работать в режиме 24/7 в тяжелых условиях в сложных условиях и обеспечивает длительный срок службы оборудования.
Точный контроль над всеми важными параметрами процесса, такими как амплитуда, давление, температура и время ультразвуковой обработки, делает ультразвуковой процесс надежным и воспроизводимым. Hielscher Ultrasonics осознает важность постоянного высокого качества продукции и поддерживает производителей косметики во внедрении стандартизации процессов и GMP (надлежащей производственной практики) с помощью интеллектуального программного обеспечения и автоматической записи данных. Наши цифровые ультразвуковые гомогенизаторы автоматически записывают все параметры ультразвукового процесса на встроенную SD-карту. Цифровые сенсорные дисплеи и дистанционное управление через браузер обеспечивают непрерывный мониторинг процесса и позволяют точно регулировать параметры процесса при необходимости. Это значительно облегчает мониторинг процессов и контроль качества.
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов: