Čisté zloženie kozmetického produktu s ultrazvukom

Prírodné, organické zložky (INCI) v kombinácii s vysokou účinnosťou a biologickou dostupnosťou sú vlastnosti inovatívnych čistých kozmetických produktov. Ultrazvuk sa používa ako vysoko účinná a spoľahlivá technika na miešanie, miešanie, dispergovanie, nanoemulgáciu a nanozapuzdrenie kozmetických zložiek.

Prečo by ste mali používať ultrazvuk pre svoje čisté kozmetické produkty?

Miešanie, miešanie, dispergovanie, emulgovanie zložiek a zapuzdrovanie bioaktívnych molekúl sú základnými procesmi pri výrobe kozmetických výrobkov, výrobkov starostlivosti o pleť, kozmetických a kozmetických výrobkov. Spoľahlivé, efektívne a homogénne vykonávanie týchto základných procesov je nevyhnutné na získanie vysokokvalitných kozmetických výrobkov so zvýšenými účinkami, účinnosťou a účinnosťou konečného produktu. Moderné high-tech zložky sú vysoko vyvinuté látky, ktoré si vyžadujú sofistikované zapracovanie do konečného produktu, aby sa dosiahli požadované účinky.

Ultrazvukom – Široké spektrum aplikácií

Sonikácia je vysoko účinná a spoľahlivá technika homogenizácie suspenzií kvapalina-kvapalina a pevná látka-kvapalina. Zapuzdrenie molekúl do lipidových nosičov nanoveľkosti (napr. lipozómy, niozómy, nanočastice pevných lipidov, nanoštruktúrované lipidové nosiče, micely atď.) je ďalšou dôležitou aplikáciou vysokovýkonných ultrazvukov.
Ultrazvuk možno aplikovať na mnoho krokov pri výrobe čistých, prírodných, organických kozmetických a kozmetických produktov a produktov starostlivosti o pleť a zlepšiť účinnosť miešania a zapuzdrenia. Keďže ultrazvukové mixéry poskytujú intenzívne miešanie a homogenizáciu, použitie chemických prísad, ktoré sa bežne pridávajú na dosiahnutie predĺženej stability a trvanlivosti, je možné minimalizovať alebo sa mu úplne vyhnúť.
Sonikácia vám poskytuje konkurenčnú výhodu tým, že vytvára vynikajúce výsledky v rýchlom a efektívnom procese, ktorý vedie k rovnomerným, homogénnym suspenziám. To pozitívne ovplyvňuje stabilitu produktu, trvanlivosť a biokompatibilitu.

Ultrazvukom – Čisto mechanické ošetrenie

Ultrazvuk je mierne, netepelné ošetrenie, ktoré nedegraduje suroviny teplom. Mnohé zložky, ako sú lipidy, bioaktívne molekuly alebo esenciálne oleje, sú citlivé na teplo, a preto výrazne profitujú z kontrolovaného spracovania pri nízkych teplotách. Zariadenia Hielscher Ultrasonics sú presne ovládateľné, ľahko nastaviteľné a možno ich monitorovať a ovládať pomocou ovládania emócií prehliadača. Inteligentný softvér automaticky protokoluje parametre spracovania na vstavanej SD karte. Tieto vlastnosti uľahčujú štandardizáciu procesov a kvality, ako aj implementáciu správnej výrobnej praxe (GMP).

Princíp fungovania sonikácie

Keďže sonikácia je čisto mechanické ošetrenie, nepridávajú sa žiadne prísady, ktoré by zasahovali do filozofie čistej kozmetiky. Ultrazvukové aplikácie, ako je miešanie, miešanie, emulgácia, zapuzdrenie a extrakcia, sú založené na princípe fungovania akustickej kavitácie.
Vysokovýkonné ultrazvukové vlny sú spojené s ultrazvukovým procesorom typu sondy do kalu. Vysokoenergetické ultrazvukové vlny prechádzajú kvapalinou a vytvárajú striedavé vysokotlakové? nízkotlakové cykly, čo má za následok fenomén akustickej kavitácie. Akustická alebo ultrazvuková kavitácia vedie lokálne k extrémnym teplotám, tlakom, rýchlosti ohrevu/chladenia, tlakovým rozdielom a vysokým šmykovým silám v médiu. Keď kavitačné bubliny implodujú na povrchu častíc alebo kvapôčok, mikroprúdy a interpartikulárna kolízia vytvárajú efekty, ako je povrchové odlupovanie, erózia, rozpad častíc, sonoporácia, ako aj kvapôčky a narušenie buniek. Okrem toho implózia kavitačných bublín v kvapalných médiách vytvára makroturbulencie a mikromiešanie. Ultrazvukové ožarovanie predstavuje efektívny spôsob, ako zlepšiť procesy prenosu hmoty, pretože sonikácia má za následok kavitáciu a s ňou súvisiace mechanizmy, ako je mikropohyb prúdmi kvapaliny, kompresia a dekompresia v materiáli s následným narušením kvapôčok, ako aj vysoké rýchlosti zahrievania a chladenia.
Ultrazvukové sondy môžu generovať veľmi vysoké amplitúdy, ktoré sú potrebné na vytvorenie pôsobivej kavitácie. Hielscher Ultrasonic vyrába vysokovýkonné ultrazvukové procesory, ktoré dokážu ľahko vytvárať amplitúdy 200 μm v nepretržitej prevádzke 24 hodín denne, 7 dní v týždni. Pre ešte vyššie amplitúdy ponúka spoločnosť Hielscher špecifikované sonotródy (sondy) s vysokou amplitúdou.
Na zintenzívnenie kavitácie sa používajú tlakové ultrazvukové reaktory a prietokové články. So zvyšujúcimi sa tlakmi sa kavitačné a kavitačné šmykové sily stávajú deštruktívnejšími a tým zlepšujú ultrazvukové účinky.

Výhody ultrazvukového miešania a emulgácie

Výroba homogénnych zmesí, disperzií, emulzií a nanoemulzií sonifikáciou vzbudila záujem kozmetických formulátorov vďaka svojej výnimočnej energetickej účinnosti, požiadavke na low-end miešacie nástroje, ľahkej manipulácii so systémom a čo je najdôležitejšie, nízkym výrobným nákladom. Ultrazvukové miešanie, miešanie a emulgácia zvyšuje flexibilitu pri výbere povrchovo aktívnych látok a vnútorných štruktúr emulzií. (porovnaj Marzuki et al. 2019)

Na veľkosti molekúl záleží

Molekuly submikrónovej a nanoveľkosti vykazujú významne zvýšenú rýchlosť transdermálnej permeácie. Zatiaľ čo veľké molekuly sedia na vrchu pokožky a nemôžu preniknúť do pokožky kvôli svojej veľkosti, menšie molekuly sú schopné prejsť cez epidermis.
This means the bioactive compounds are transported into deeper dermal layers, where there they can fulfil their “práca” by nourishing or repairing the skin.
Významným príkladom významu molekulovej veľkosti je kyselina hyalurónová, molekula s dlhým reťazcom. Ak má kyselina hyalurónová vysokú molekulárnu hmotnosť, nemôže prejsť cez kožnú bariéru a zostáva ako film na jej vonkajšej vrstve. Nízkomolekulárna kyselina hyalurónová sa naopak transportuje do hlbších vrstiev pokožky, kde zahŕňa svoje hydratačné účinky.
Ďalším príkladom relevantnosti veľkosti častíc je oxid titaničitý a oxid zinočnatý. Obe sa používajú ako aktívne zložky v prírodných opaľovacích prípravkoch (napr. pleťové vody, hydratačné krémy, spreje). Rovnomerne malá veľkosť častíc je dôležitá, aby sa zabránilo upchávaniu pórov pokožky a aby sa zabránilo vyrážkam. Okrem toho sa pri menších časticiach zníži bieliaci a lesklý účinok opaľovacích krémov alebo sa mu zabráni.

Ultrazvuková nanoemulzifikácia sa používa na výrobu zaťažených nanoemulzií, lipozómov a nanočastíc pevných lipidov. Sonikácia vytvára úzku distribúciu kvapiek a nanoštruktúrované častice.

Zlepšené prenikanie pokožky

Chemické látky na zvýšenie penetrácie pokožky zahŕňajú materiály ako l-α-lecitín, močovina, mastné kyseliny, etanol a glykoly.

• Vezikulárne zosilňovače prenikania kože zahŕňajú vezikulárne nosiče, ako sú lipozómy a niozómy. Vezikulárne nosiče sú silné systémy dodávania aktívnych molekúl. Vďaka svojmu zloženiu ponúkajú výhodu prenášania hydrofilných aj lipofilných molekúl. Hydrofilné molekuly sú zapuzdrené do vodného jadra a lipofilné molekuly sú začlenené do lipidovej membrány obklopujúcej vodné jadro. Keďže steny vezikúl sa skladajú z fosfolipidových dvojvrstiev pre lipozómy a syntetických povrchovo aktívnych látok pre niozómy, vezikuly sú rozpustné vo vode, a preto sú vysoko biokompatibilné.
  Prečítajte si viac o ultrazvukom vyrábaných lipozómoch!
• Enzymatické zosilňovače prenikania do kože zahŕňajú enzýmy ako HMGCoA reduktáza a acetyl CoA karboxyláza, ktoré inhibujú kľúčové enzýmy syntézy epidermálnych lipidov a menia kritický molárny pomer kľúčových lipidov stratum corneum.
• Urea, tiež známa ako karbamid, sa používa na zvýšenie vstrebávania iných aktívnych kozmetických zložiek, pretože zvyšuje priepustnosť pokožky.

Ultrazvukom zlepšená biologická dostupnosť aktívnych látok v starostlivosti o pleť

Biologická dostupnosť je definovaná ako rýchlosť penetrácie aktívnej zlúčeniny, aby sa dostala do miesta účinku. Takzvaná rýchlosť toku alebo množstvo aktívnej penetrácie v priebehu času sa určuje v mikrogramoch/cm²/hodina. V prípade účinných látok v kozmetických výrobkoch je cieľovým miestom pôsobenia zložky zvyčajne dolná epidermis. Výnimkou sú účinné látky ako oxid zinočnatý alebo oxid titaničitý, bežné zložky opaľovacích krémov a sprejov, pretože tieto látky pôsobia na povrchu pokožky, kde častice môžu obklopiť svoju maximálnu absorpčnú kapacitu UV žiarenia.
Biologická dostupnosť účinných látok je výrazne ovplyvnená typmi použitých kozmetických prípravkov. Bežné formulácie v kozmetických výrobkoch a výrobkoch osobnej starostlivosti sú emulzie olej vo vode (O/W), emulzie voda v oleji (W/O), emulzie voda v oleji vo vode (W/O/W), emulzie polyol v oleji, ako aj hydrogély. (Polyoly používané v prírodných kozmetických prípravkoch sú sorbitol, manitol atď.).

Ultrazvuková príprava emulzie (červená voda? žltý olej). Niekoľko sekúnd sonikácie premení jednotlivé fázy vody? oleja na jemnú emulziu.

Sonikácia pre zvýšenú priepustnosť pokožky

Priepustnosť pokožky, a tým aj biologická dostupnosť kozmetických účinných látok a kozmeceutík, sa môže zvýšiť buď ovplyvnením kožnej bariéry, alebo zvýšením rozpustnosti aktívnych molekúl.
Na zníženie kožnej bariéry a uľahčenie transportu aktívnych molekúl do dolnej časti pokožky môžu rozmanité látky, ako sú rozpúšťadlá, fosfolipidy a povrchovo aktívne vezikuly vyrobené z fosfolipidov, ako aj exfolianty, zlepšiť prenikanie aktívnych látok do hlbších vrstiev pokožky.

• Medzi použité rozpúšťadlá patrí dimetylizosorbid, etoxydiglykol, etanol a kyselina olejová. Tieto rozpúšťadlá sú vysoko kompatibilné s ultrazvukovými procesmi miešania, miešania a emulgácie.
• Je dobre známe, že fosfolipidy zlepšujú prenikanie molekúl rozpustných v oleji aj vo vode do pokožky. Bežne používané fosfolipidy sú lecitín, hydrogenovaný lecitín, lysolecitín a tokoferylfosfát. Ťažia z ultrazvukového spracovania, pretože sonikácia distribuuje fosfolipidy rovnomerne do suspenzie.
• Vezikuly povrchovo aktívnych látok: Povrchovo aktívne látky môžu vytvárať multilamelárne a unilamelárne vezikuly s aktívnymi látkami. Lipozómy a nanočastice pevných lipidov sú významnými príkladmi vezikul prenikajúcich do pokožky, ktoré transportujú bioaktívne zlúčeniny na cieľové miesta. Ultrazvuk je najúčinnejšou a najefektívnejšou metódou na výrobu lipozómov, nanolipozómov a nanočastíc pevných lipidov (SLN) s vysokou aktívnou záťažou, účinnosťou zapuzdrenia (�), stabilitou a biologickou dostupnosťou.
• Chemické exfolianty zahŕňajú kyselinu mliečnu, glykolovú, salicylovú a N-acetyl-glukozamín. Mechanické peelingy zahŕňajú nepatrné abrazívne častice z dreveného uhlia, kokosových vločiek alebo kávového peelingu. Všetky tieto látky je možné účinne rozptýliť pomocou ultrazvuku.

Rozpustnosť účinných látok v kozmetike je možné zvýšiť inkluzívnymi komplexmi, enkapsuláciou, submikrónovými/nanoemulziami, ako aj účinnou solubilizáciou do formulácie.

• Inkluzívna komplexácia pomocou cyklodextrínov (ako je alfa-, gama-, hydroxypropylbeta-cyklodextrín) sa dosahuje ultrazvukom. Cyklodextrínové komplexy vykazujú dutinu, v ktorej sú zapuzdrené bioaktívne zložky. Vďaka zapuzdreniu? komplexácii sú účinné látky rozpustné vo vode, a tým aj biologicky dostupné. Prečítajte si viac o komplexácii ultrazvukovej infúzie!
• Fytoglykogén je rastlinná nanočastica sacharidov s vysokou hustotou a dutinou, ktorá dokáže zapuzdriť mnoho rôznych typov aktívnych látok. Fytoglykogén oktenylsukcinát (PG-OS) je amfifilná sacharidová nanočastica, ktorej prídavok dodáva emulziám vysokú oxidačnú stabilitu lipidov. Ultrazvuková emulgácia zlepšuje tvorbu homogénnych, stabilných fytoglykogénových emulzií.
• Submikrónové a nanoemulzie sa používajú ako systémy minútového dodávania, vďaka ktorým sú zlúčeniny rozpustné vo vode a umožňujú transport účinných látok na cieľové miesto. Malá nanoveľkosť kvapôčok zvyšuje priepustnosť cez kožnú bariéru do hlbších vrstiev kože.
• Vysoko polárne zmäkčovadlá sa bežne používajú vo formuláciách na rozpustenie hydrofóbnych? vo vode nerozpustných zložiek, pretože len málo účinných látok je nepolárnych. Často sa používajú nasledujúce vysoko polárne zmäkčovadlá: izopropyl lauroylsarkozinát, lauryllaktát, fenyletylbenzoát, dioktylmaleát a dioktylizosorbid. Je známe, že rôzne typy opaľovacích krémov tiež zosilňujú penetráciu. Ultrazvukové miešanie a dispergovanie zaisťuje homogénnu zmes polárnych zmäkčovadiel a účinných látok.

Vysokovýkonné ultrazvukové mixéry pre čisté kozmetické výrobky

As purely mechanical mixing treatment, sonication can used for the production of all kinds of certified natural cosmetic products. Hielscher Ultrasonics’ systems are reliable machines used in the production of high quality cosmetics and therapeutics to formulate nano-emulsified and liposomal encapsulated bioactive compounds with superior absorption rate and biocompatibility. To meet its customers’ demands, Hielscher supplies ultrasonicators from the compact hand-held lab homogenizer and bench-top ultrasonicators to fully industrial ultrasonic systems for the production of high-volumes of cosmetic formulations. Ultrasonic formulation processes of cosmetics and cosmeceuticals can be run as batch or as continuous inline process using an ultrasonic flow-through reactor. A broad range of ultrasonic sonotrodes (probes) and reactor vessels are available to ensure an optimal setup for your liposome production. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation under heavy duty in demanding environments and ensure a long machine life cycle.
Presná kontrola všetkých dôležitých parametrov procesu, ako je amplitúda, tlak, teplota a čas sonikácie, robí ultrazvukový proces spoľahlivým a reprodukovateľným. Spoločnosť Hielscher Ultrasonics si uvedomuje dôležitosť neustále vysokej kvality výrobkov a podporuje výrobcov kozmetických výrobkov pri implementácii štandardizácie procesov a GMP (Good Manufacturing Practices) pomocou inteligentného softvéru a automatického zaznamenávania údajov. Naše digitálne ultrazvukové homogenizátory automaticky zaznamenávajú všetky parametre ultrazvukového procesu na vstavanú SD kartu. Digitálne dotykové displeje a diaľkové ovládanie prehliadača umožňujú nepretržité monitorovanie procesu a umožňujú presné nastavenie parametrov procesu v prípade potreby. To výrazne uľahčuje monitorovanie procesov a kontrolu kvality.
Nasledujúca tabuľka vám poskytuje približnú kapacitu spracovania našich ultrazvukových prístrojov: