Formulimi i produkteve të pastra të bukurisë me ultratinguj

Përbërësit natyralë, organikë (INCIs), të kombinuar me efektivitet dhe biodisponueshmëri të lartë, janë tiparet e produkteve inovative të pastra të bukurisë. Trajtimi me ultratinguj përdoret si një teknikë shumë efikase dhe e besueshme për përzierjen, kombinimin, dispergimin, nanoemulsifikimin dhe nanokapsulimin e përbërësve kozmetikë.

Pse duhet të përdorni trajtimin me ultratinguj për produktet tuaja të pastra të bukurisë?

Përzierja, kombinimi, dispergimi dhe emulsifikimi i përbërësve, si dhe kapsulimi i molekulave bioaktive, janë procese bazë në prodhimin e produkteve kozmetike, të kujdesit për lëkurën, të bukurisë dhe kozmeceutike. Kryerja e besueshme, efikase dhe homogjene e këtyre proceseve bazë është thelbësore për të përftuar produkte kozmetike me cilësi të lartë, me efekte, fuqi vepruese dhe efikasitet të shtuar të produktit përfundimtar. Përbërësit modernë të teknologjisë së lartë janë substanca shumë të zhvilluara, të cilat kërkojnë përfshirje të sofistikuar në produktin përfundimtar për të arritur efektet e dëshiruara.

Sonikimi – Një spektër i gjerë zbatimesh

Sonikimi është një teknikë shumë efikase dhe e besueshme për homogjenizimin e suspensioneve lëng–lëng dhe të ngurtë–lëng. Kapsulimi i molekulave në bartës lipidikë me përmasa nanometrike (p.sh. liposome, niozome, nanogrimca lipidike të ngurta, bartës lipidikë të nanostrukturuar, micele etj.) është një tjetër zbatim i rëndësishëm i ultratingujve me performancë të lartë.
Trajtimi me ultratinguj mund të zbatohet në shumë hapa të prodhimit të produkteve të pastra, tërësisht natyrale dhe organike për kozmetikë, bukuri dhe kujdes për lëkurën dhe të përmirësojë efikasitetin e zbatimeve të përzierjes dhe kapsulimit. Meqenëse përzierësit me ultratinguj sigurojnë kombinim intensiv dhe homogjenizim, përdorimi i aditivëve kimikë, të cilët zakonisht shtohen për të arritur qëndrueshmëri dhe jetëgjatësi të zgjatur në ruajtje, mund të minimizohet ose të shmanget plotësisht.
Sonikimi ju jep një avantazh konkurrues duke prodhuar rezultate superiore në një proces të shpejtë dhe efikas, i cili jep suspensione të njëtrajtshme dhe homogjene. Kjo ndikon pozitivisht në qëndrueshmërinë, jetëgjatësinë në ruajtje dhe biopërputhshmërinë e produktit.

Sonikimi – Një trajtim tërësisht mekanik

Trajtimi me ultratinguj është një trajtim i butë, jotermik, i cili nuk i degradon lëndët e para nëpërmjet nxehtësisë. Shumë përbërës, si lipidet, molekulat bioaktive ose vajrat esencialë, janë të ndjeshëm ndaj nxehtësisë dhe për këtë arsye përfitojnë shumë nga përpunimi i kontrolluar në temperaturë të ulët. Pajisjet e Hielscher Ultrasonics mund të kontrollohen me saktësi, rregullohen lehtësisht dhe mund të monitorohen e të përdoren nëpërmjet kontrollit në distancë përmes shfletuesit. Softueri inteligjent regjistron automatikisht parametrat e përpunimit në një kartë SD të integruar. Këto veçori lehtësojnë standardizimin e procesit dhe të cilësisë, si dhe zbatimin e Praktikave të Mira të Prodhimit (GMP).

Parimi i punës së sonikimit

Meqenëse sonikimi është një trajtim thjesht mekanik, nuk shtohen aditivë kimikë që do të binin ndesh me filozofinë e kozmetikës së pastër. Zbatimet e ultratingujve, si përzierja, bashkimi i përbërësve, emulsifikimi, kapsulimi dhe ekstraktimi, bazohen në parimin e funksionimit të kavitacionit akustik.
Valët ultrasonike me fuqi të lartë transmetohen në suspensionin e dendur përmes një procesori ultrasonik me sondë. Valët ultrasonike me energji të lartë përhapen nëpër lëng, duke krijuar cikle të alternuara me presion të lartë / presion të ulët, çka shkakton fenomenin e kavitacionit akustik. Kavitacioni akustik ose ultrasonik shkakton lokalisht temperatura, presione dhe shpejtësi ngrohjeje/ftohjeje ekstreme, diferenca presioni dhe forca të larta prerëse në mjedis. Kur flluskat e kavitacionit shemben në sipërfaqen e grimcave ose pikëzave, mikrorrymat dhe përplasjet ndërmjet grimcave krijojnë efekte si zhveshja e sipërfaqes, erozioni, copëtimi i grimcave, sonoporacioni, si dhe prishja e pikëzave dhe e qelizave. Përveç kësaj, shembja e flluskave të kavitacionit në mjedise të lëngshme krijon makroturbulenca dhe mikropërzierje. Rrezatimi ultrasonik përbën një mënyrë efikase për të përmirësuar proceset e transferimit të masës, pasi sonikimi shkakton kavitacion dhe mekanizmat e lidhur me të, si mikrolëvizjet nga rrymat e lëngut, ngjeshja dhe çngjeshja në material me prishjen pasuese të pikëzave, si dhe shpejtësi të larta ngrohjeje dhe ftohjeje.
Sonikatorët me sondë mund të gjenerojnë amplituda shumë të larta, gjë që është e nevojshme për të krijuar kavitacion me ndikim të fortë. Hielscher Ultrasonic prodhon procesorë ultrasonikë me performancë të lartë, të cilët mund të krijojnë lehtësisht amplituda prej 200µm gjatë funksionimit të vazhdueshëm 24/7. Për amplituda edhe më të larta, Hielscher ofron sonotroda (sonda) të posaçme me amplitudë të lartë.
Reaktorët ultrasonikë dhe qelizat e rrjedhjes që mund të vihen nën presion përdoren për të intensifikuar kavitacionin. Me rritjen e presionit, kavitacioni dhe forcat prerëse të shkaktuara prej tij bëhen më shkatërruese dhe, në këtë mënyrë, përmirësojnë efektet ultrasonike.

Përparësitë e përzierjes dhe emulsifikimit me ultratinguj

Prodhimi i përzierjeve homogjene, dispersioneve, emulsioneve dhe nanoemulsioneve me sonikim ka tërhequr interesin e formuluesve të produkteve kozmetike për shkak të efikasitetit të tij të jashtëzakonshëm energjetik, nevojës për pajisje të thjeshta përzierjeje, përdorimit të lehtë të sistemit dhe, mbi të gjitha, kostos së ulët të prodhimit. Përzierja, bashkimi i përbërësve dhe emulsifikimi me ultratinguj rritin fleksibilitetin në përzgjedhjen e agjentit sipërfaqësor aktiv dhe të strukturave të brendshme të emulsioneve. (shih Marzuki et al. 2019)

Madhësia e molekulave ka rëndësi

Molekulat me madhësi nënmikronike dhe nanometrike shfaqin një shpejtësi dukshëm më të lartë të permeimit transdermal. Ndërsa molekulat e mëdha qëndrojnë mbi sipërfaqen e lëkurës dhe nuk mund të depërtojnë në të për shkak të madhësisë së tyre, molekulat më të vogla mund të kalojnë përmes epidermës.
Kjo do të thotë se përbërjet bioaktive transportohen në shtresa më të thella të dermës, ku mund të kryejnë “punën” e tyre duke ushqyer ose riparuar lëkurën.
Një shembull i spikatur i rëndësisë së madhësisë molekulare është acidi hialuronik, një molekulë me zinxhir të gjatë. Nëse acidi hialuronik ka peshë molekulare të lartë, ai nuk mund të kalojë përmes barrierës së lëkurës dhe mbetet si një film mbi shtresën e saj të jashtme. Acidi hialuronik me peshë molekulare të ulët, nga ana tjetër, transportohet në shtresa më të thella të lëkurës, ku ushtron efektet e tij hidratuese.
Një shembull tjetër i rëndësisë së madhësisë së grimcave janë dioksidi i titanit dhe oksidi i zinkut. Të dy përdoren si përbërës aktivë në produkte natyrale për mbrojtjen nga dielli (p.sh. losione, hidratues, spërkatës). Një madhësi njëtrajtësisht e vogël e grimcave është e rëndësishme për të shmangur bllokimin e poreve të lëkurës dhe për të parandaluar kështu shfaqjen e puçrrave. Për më tepër, me grimca më të vogla, efekti zbardhues dhe shkëlqyes i produkteve për mbrojtjen nga dielli zvogëlohet ose shmanget.

Nanoemulsifikimi me ultratinguj përdoret për të prodhuar nanoemulsione të ngarkuara, liposome dhe nanogrimca lipidike të ngurta. Sonikimi prodhon një shpërndarje të ngushtë të madhësisë së pikëzave dhe grimca të nanostrukturuara.

Depërtim i përmirësuar në lëkurë

Përforcuesit kimikë të depërtimit në lëkurë përfshijnë materiale si l-α-lecitina, ureja, acidet yndyrore, etanoli dhe glikolet.

• Përforcuesit vezikularë të depërtimit në lëkurë përfshijnë bartës vezikularë si liposomet dhe niosomet. Bartësit vezikularë janë sisteme të fuqishme për transportimin e molekulave aktive. Falë përbërjes së tyre, ata ofrojnë avantazhin e transportimit të molekulave si hidrofile, ashtu edhe lipofile. Molekulat hidrofile enkapsulohen në bërthamën ujore, ndërsa molekulat lipofile përfshihen në membranën lipidike që rrethon bërthamën ujore. Meqenëse muret e vezikulave përbëhen përkatësisht nga shtresa të dyfishta fosfolipidike te liposomet dhe nga surfaktantë sintetikë te niosomet, vezikulat janë të tretshme në ujë dhe, si rrjedhojë, kanë biopërputhshmëri të lartë.
  Lexoni më shumë rreth liposomeve të prodhuara me ultratinguj!
• Përforcuesit enzimatikë të depërtimit në lëkurë përfshijnë enzima si reduktaza HMGCoA dhe karboksilaza e acetil CoA, të cilat frenojnë enzimat kyçe të sintezës së lipideve epidermale dhe ndryshojnë raportin molar kritik të lipideve kryesore të shtresës korneale.
• Ureja, e njohur edhe si karbamid, përdoret për të përmirësuar përthithjen e përbërësve të tjerë aktivë kozmetikë, pasi rrit përshkueshmërinë e lëkurës.

Biodisponueshmëria e përbërësve aktivë në kujdesin për lëkurën e përmirësuar me ultratinguj

Biodisponueshmëria përkufizohet si shpejtësia e depërtimit të një përbërjeje aktive për të arritur në vendin e veprimit të saj. E ashtuquajtura shpejtësi e fluksit ose sasia e përbërësit aktiv që depërton me kalimin e kohës përcaktohet në mikrogramë/cm²/orë. Për përbërësit aktivë në produktet kozmetike, vendi i synuar i veprimit të një përbërësi është zakonisht pjesa e poshtme e epidermës. Përjashtime janë përbërësit aktivë si oksidi i zinkut ose dioksidi i titanit, përbërës të zakonshëm në locionet dhe spërkatësit mbrojtës nga dielli, pasi këto substanca e kanë vendin e veprimit në sipërfaqen e lëkurës, ku grimcat mund të shpalosin kapacitetin e tyre maksimal të përthithjes së rrezatimit UV.
Biodisponueshmëria e përbërësve aktivë ndikohet fuqishëm nga llojet e formulimeve kozmetike të përdorura. Formulimet e zakonshme në produktet e bukurisë dhe të kujdesit personal janë emulsionet vaj-në-ujë (O/W), emulsionet ujë-në-vaj (W/O), emulsionet ujë-në-vaj-në-ujë (W/O/W), emulsionet poliol-në-vaj, si dhe hidrogelet. (Poliolet e përdorura në formulimet kozmetike natyrore janë sorbitoli, manitoli etj.).

Përgatitja e një emulsioni me ultratinguj (ujë i kuq / vaj i verdhë). Disa sekonda sonikimi i shndërrojnë fazat e ndara të ujit/vajit në një emulsion të imët.

Sonikimi për rritjen e përshkueshmërisë së lëkurës

Përshkueshmëria e lëkurës dhe, rrjedhimisht, biodisponueshmëria e përbërësve aktivë kozmetikë dhe e kozmeceutikëve mund të rriten ose duke ndikuar në barrierën e lëkurës, ose duke rritur tretshmërinë e molekulave aktive.
Për të ulur pengesën që paraqet barriera e lëkurës dhe për të lehtësuar transportimin e molekulave aktive në pjesën e poshtme të epidermës, substanca të shumta, si tretësit, fosfolipidet dhe vezikulat e surfaktantëve të përbëra nga fosfolipide, si dhe eksfoliantët, mund të përmirësojnë depërtimin e përbërësve aktivë në shtresat më të thella të lëkurës.

• Tretësit e përdorur përfshijnë dimetil izosorbidin, etoksidiglikolin, etanolin dhe acidin oleik. Këta tretës janë shumë të pajtueshëm me proceset e përzierjes, të bashkimit të përbërësve dhe të emulsifikimit me ultratinguj.
• Fosfolipidet njihen mirë për përmirësimin e depërtimit në lëkurë të molekulave të tretshme si në vaj, ashtu edhe në ujë. Fosfolipidet e përdorura zakonisht janë lecitina, lecitina e hidrogjenizuar, lizolecitina dhe fosfati i tokoferilit. Ato përfitojnë nga përpunimi me ultratinguj, pasi sonikimi i shpërndan fosfolipidet në mënyrë të njëtrajtshme në suspension.
• Vezikulat e surfaktantëve: Surfaktantët mund të formojnë vezikula shumështresore dhe njështresore me përbërës aktivë. Liposomet dhe nanogrimcat lipidike të ngurta janë shembuj të spikatur të vezikulave që depërtojnë në lëkurë dhe transportojnë përbërje bioaktive në vendet e synuara. Trajtimi me ultratinguj është metoda më efikase dhe më efektive për prodhimin e liposomeve, nanoliposomeve dhe nanogrimcave lipidike të ngurta (SLNs) me ngarkesë të lartë përbërësish aktivë, efikasitet të lartë kapsulimi (%EE), qëndrueshmëri dhe biodisponueshmëri të lartë.
• Eksfoliantët kimikë përfshijnë acidin laktik, glikolik, salicilik dhe N-acetil-glukozaminën. Preparatet për piling mekanik përfshijnë grimca gërryese shumë të imëta nga qymyri, petëzat e kokosit ose skrabi i kafesë. Të gjitha këto substanca mund të dispergohen me efikasitet nëpërmjet trajtimit me ultratinguj.

Tretshmëria e përbërësve aktivë në produktet kozmetike mund të rritet me anë të komplekseve të përfshirjes, kapsulimit, emulsioneve nënmikronike/nanoemulsioneve, si dhe solubilizimit efikas në formulim.

• Kompleksimi me përfshirje duke përdorur ciklodekstrina (si alfa-, gama-, hidroksipropil-beta-ciklodekstrina) arrihet nëpërmjet trajtimit me ultratinguj. Komplekset e ciklodekstrinës kanë një zgavër në të cilën kapsulohen përbërësit bioaktivë. Kapsulimi / kompleksimi i bën përbërjet aktive të tretshme në ujë dhe, rrjedhimisht, të biodisponueshme. Lexoni më shumë rreth kompleksimit me infuzion me ultratinguj!
• Fitoglikogjeni është një nanogrimcë karbohidratesh (polisakaridesh) me origjinë bimore dhe dendësi të lartë, me një zgavër që mund të kapsulojë shumë lloje të ndryshme përbërësish aktivë. Oktenilsukcinati i fitoglikogjenit (PG-OS) është një nanogrimcë amfifile karbohidratesh, shtimi i së cilës u jep emulsioneve qëndrueshmëri të lartë ndaj oksidimit të lipideve. Emulsifikimi me ultratinguj përmirëson formimin e emulsioneve homogjene dhe të qëndrueshme të fitoglikogjenit.
• Emulsionet nënmikronike dhe nanoemulsionet përdoren si sisteme shumë të imëta të transportimit, të cilat i bëjnë përbërjet të tretshme në ujë dhe mundësojnë transportimin e përbërësve aktivë në vendin e synuar. Përmasat e vogla në shkallë nanometrike të pikëzave rrisin përshkueshmërinë përmes barrierës së lëkurës drejt shtresave më të thella të saj.
• Emolientët me polaritet të lartë përdoren zakonisht në formulime për të solubilizuar përbërësit hidrofobë / të patretshëm në ujë, pasi vetëm pak substanca aktive janë jopolare. Emolientët e mëposhtëm me polaritet të lartë përdoren shpesh: lauroil-sarkozinati i izopropilit, laktati i laurilit, benzoati i feniletilit, maleati i dioktilit dhe izosorbidi i dioktilit. Edhe lloje të ndryshme produktesh mbrojtëse nga dielli njihen si përmirësues të depërtimit. Përzierja dhe dispergimi me ultratinguj sigurojnë një përzierje homogjene të emolientëve polarë dhe përbërësve aktivë.

Përzierës me ultratinguj me performancë të lartë për produkte bukurie të pastra

Si trajtim përzierjeje thjesht mekanik, trajtimi me ultratinguj mund të përdoret për prodhimin e të gjitha llojeve të produkteve kozmetike natyrale të certifikuara. Sistemet e Hielscher Ultrasonics janë pajisje të besueshme që përdoren në prodhimin e produkteve kozmetike dhe terapeutike me cilësi të lartë për të formuluar përbërje bioaktive të nanoemulsifikuara dhe të kapsuluara në liposome, me shkallë përthithjeje dhe biokompatibilitet superior. Për të përmbushur kërkesat e klientëve të saj, Hielscher ofron pajisje me ultratinguj që nga homogjenizuesi laboratorik kompakt që mbahet në dorë dhe pajisjet me ultratinguj për tavolinë pune deri te sistemet plotësisht industriale me ultratinguj për prodhimin e vëllimeve të mëdha të formulimeve kozmetike. Proceset e formulimit me ultratinguj të produkteve kozmetike dhe kozmeceutike mund të kryhen me lote ose si proces i vazhdueshëm në linjë duke përdorur një reaktor me ultratinguj me rrjedhje përmes tij. Ofrohet një gamë e gjerë sonotrodash (sondash) me ultratinguj dhe enësh reaktori për të siguruar një konfigurim optimal për prodhimin tuaj të liposomeve. Qëndrueshmëria e pajisjeve me ultratinguj të Hielscher mundëson funksionim 24/7 me ngarkesë të rëndë në mjedise kërkuese dhe siguron një jetëgjatësi të madhe të pajisjeve.
Kontrolli i saktë i të gjithë parametrave të rëndësishëm të procesit, si amplituda, presioni, temperatura dhe koha e sonikimit, e bën procesin me ultratinguj të besueshëm dhe të riprodhueshëm. Hielscher Ultrasonics e njeh rëndësinë e cilësisë vazhdimisht të lartë të produktit dhe i mbështet prodhuesit e kozmetikës në zbatimin e standardizimit të procesit dhe të GMP (Praktikave të Mira të Prodhimit) nëpërmjet softuerit inteligjent dhe regjistrimit automatik të të dhënave. Homogjenizuesit tanë digjitalë me ultratinguj i regjistrojnë automatikisht të gjithë parametrat e procesit me ultratinguj në një kartë SD të integruar. Ekranet digjitale me prekje dhe kontrolli në distancë përmes shfletuesit mundësojnë monitorimin e vazhdueshëm të procesit dhe rregullimin e saktë të parametrave të tij sa herë që kërkohet. Kjo e lehtëson ndjeshëm monitorimin e procesit dhe kontrollin e cilësisë.
Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të pajisjeve tona me ultratinguj: