Công thức sản phẩm làm đẹp sạch với siêu âm

Các thành phần tự nhiên, hữu cơ (INCIs) kết hợp với hiệu quả cao và khả dụng sinh học là những tính năng của các sản phẩm làm đẹp sạch sáng tạo. Ultrasonication được sử dụng như kỹ thuật hiệu quả cao và đáng tin cậy để trộn, pha trộn, phân tán, nano-nhũ hóa và nano-đóng gói các thành phần mỹ phẩm.

Tại sao bạn nên sử dụng ultrasonication cho các sản phẩm làm đẹp sạch của bạn?

Trộn, trộn, phân tán, nhũ hóa các thành phần và đóng gói các phân tử hoạt tính sinh học là những quy trình cốt lõi trong sản xuất mỹ phẩm, chăm sóc da, làm đẹp và mỹ phẩm. Việc thực hiện đáng tin cậy, hiệu quả và đồng nhất các quy trình cốt lõi này là điều cần thiết để có được các sản phẩm mỹ phẩm chất lượng cao với hiệu quả, hiệu lực và hiệu quả cao của sản phẩm cuối cùng. Thành phần công nghệ cao hiện đại là các chất phát triển cao, đòi hỏi sự kết hợp tinh vi vào sản phẩm cuối cùng để có được hiệu quả mong muốn.

Sonication – Một loạt các ứng dụng

Sonication là một kỹ thuật hiệu quả cao và đáng tin cậy của việc đồng nhất hóa huyền phù lỏng-lỏng và rắn-lỏng. Đóng gói các phân tử thành chất mang lipid có kích thước nano (ví dụ như liposome, niosome, hạt nano lipid rắn, chất mang lipid có cấu trúc nano, micelle vv) là một ứng dụng quan trọng khác của siêu âm hiệu suất cao.
Ultrasonication có thể được áp dụng cho nhiều bước trong sản xuất các sản phẩm mỹ phẩm sạch, hoàn toàn tự nhiên, hữu cơ, làm đẹp và chăm sóc da và nâng cao hiệu quả của các ứng dụng trộn và đóng gói. Kể từ khi máy trộn siêu âm cung cấp sự pha trộn mạnh mẽ và đồng nhất, việc sử dụng các chất phụ gia hóa học thường được thêm vào để đạt được sự ổn định kéo dài và thời hạn sử dụng có thể được giảm thiểu hoặc tránh hoàn toàn.
Sonication cung cấp cho bạn một lợi thế cạnh tranh bằng cách tạo ra kết quả vượt trội trong một quá trình nhanh chóng và hiệu quả dẫn đến đình chỉ đồng nhất, đồng nhất. Điều này ảnh hưởng tích cực đến sự ổn định của sản phẩm, thời hạn sử dụng và khả năng tương thích sinh học.

Sonication – Một điều trị hoàn toàn cơ học

Ultrasonification là một xử lý nhẹ, không nhiệt, mà không làm suy giảm các nguyên liệu thô bằng nhiệt. Nhiều thành phần như lipid, phân tử hoạt tính sinh học hoặc tinh dầu nhạy cảm với nhiệt và do đó có lợi rất nhiều bằng cách xử lý nhiệt độ thấp có kiểm soát. Thiết bị siêu âm Hielscher có thể điều khiển chính xác, dễ dàng điều chỉnh và có thể được theo dõi và vận hành thông qua điều khiển biểu tượng cảm xúc của trình duyệt. Phần mềm thông minh tự động giao thức các thông số xử lý trên thẻ SD tích hợp. Các tính năng này tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiêu chuẩn hóa quy trình và chất lượng cũng như thực hiện Thực hành sản xuất tốt (GMP).

Nguyên tắc làm việc của sonication

Vì sonication là một phương pháp điều trị hoàn toàn cơ học, không có hóa chất phụ gia, sẽ can thiệp vào triết lý của mỹ phẩm sạch, được thêm vào. Các ứng dụng siêu âm như trộn, pha trộn, nhũ hóa, đóng gói và khai thác dựa trên nguyên tắc làm việc của cavitation âm thanh.
Sóng siêu âm công suất cao được ghép nối thông qua bộ xử lý siêu âm loại đầu dò vào bùn. Sóng siêu âm năng lượng cao truyền qua chất lỏng tạo ra các chu kỳ áp suất cao / áp suất thấp xen kẽ, dẫn đến hiện tượng xâm thực âm thanh. Cavitation âm thanh hoặc siêu âm dẫn cục bộ đến nhiệt độ khắc nghiệt, áp suất, tốc độ sưởi ấm / làm mát, chênh lệch áp suất và lực cắt cao trong môi trường. Khi bong bóng xâm thực nổ tung trên bề mặt của các hạt hoặc giọt, các tia vi mô và va chạm giữa các hạt tạo ra các hiệu ứng như bong tróc bề mặt, xói mòn, phân hủy hạt, sonoporation cũng như phá vỡ giọt và tế bào. Ngoài ra, sự nổ tung của bong bóng xâm thực trong môi trường lỏng tạo ra nhiễu loạn vĩ mô và trộn vi mô. Chiếu xạ siêu âm đại diện cho một cách hiệu quả để tăng cường quá trình truyền khối lượng, vì sonication dẫn đến xâm thực và các cơ chế liên quan của nó như chuyển động vi mô bằng máy bay phản lực lỏng, nén và giải nén trong vật liệu với sự gián đoạn tiếp theo của các giọt, cũng như tốc độ làm nóng và làm mát cao.
Ultrasonicators loại thăm dò có thể tạo ra biên độ rất cao, đó là cần thiết để tạo ra cavitation có tác động. Hielscher Ultrasonic sản xuất bộ vi xử lý siêu âm hiệu suất cao, có thể dễ dàng tạo biên độ 200μm trong hoạt động liên tục 24/7. Đối với biên độ cao hơn nữa, Hielscher cung cấp các sonotrodes biên độ cao được chỉ định (đầu dò).
Lò phản ứng siêu âm điều áp và tế bào dòng chảy được sử dụng để tăng cường xâm thực. Với áp lực ngày càng tăng, cavitation và cavitational lực cắt trở nên phá hoại hơn và cải thiện do đó các hiệu ứng siêu âm.

Ưu điểm của siêu âm pha trộn và nhũ tương hóa

Việc sản xuất hỗn hợp đồng nhất, phân tán, nhũ tương và nhũ tương nano bằng cách sonification đã nhận được sự quan tâm của các nhà chế tạo mỹ phẩm do hiệu quả năng lượng vượt trội, yêu cầu dụng cụ trộn cấp thấp, thao tác hệ thống dễ dàng và quan trọng nhất là chi phí sản xuất thấp. Siêu âm trộn, pha trộn và nhũ tương hóa làm tăng tính linh hoạt cho việc lựa chọn chất hoạt động bề mặt và cấu trúc bên trong của nhũ tương. (xem Marzuki và cộng sự 2019)

Vấn đề kích thước phân tử

Các phân tử có kích thước submicron và nano thể hiện tốc độ thẩm thấu qua da tăng đáng kể. Trong khi các phân tử lớn nằm trên đỉnh da và không thể xâm nhập vào da do kích thước của chúng, các phân tử nhỏ hơn có thể đi qua lớp biểu bì.
Điều này có nghĩa là các hợp chất hoạt tính sinh học được vận chuyển vào các lớp da sâu hơn, nơi chúng có thể hoàn thành "công việc" của mình bằng cách nuôi dưỡng hoặc sửa chữa da.
Một ví dụ nổi bật cho sự liên quan của kích thước phân tử là axit hyaluronic, một phân tử chuỗi dài. Nếu axit hyaluronic có trọng lượng mol cao, nó không thể đi qua hàng rào bảo vệ da và ở lại dưới dạng màng ở lớp ngoài của nó. Mặt khác, axit hyaluronic phân tử thấp được vận chuyển vào các lớp da sâu hơn, nơi nó mang lại tác dụng dưỡng ẩm của nó.
Một ví dụ khác cho sự liên quan của kích thước hạt là titanium dioxide và oxit kẽm. Cả hai đều được sử dụng làm thành phần hoạt tính trong các sản phẩm chống nắng tự nhiên (ví dụ: kem dưỡng da, kem dưỡng ẩm, thuốc xịt). Một kích thước hạt nhỏ đồng đều là rất quan trọng để tránh làm tắc nghẽn lỗ chân lông da và để ngăn ngừa do đó nổi mụn. Hơn nữa, với các hạt nhỏ hơn, hiệu quả làm trắng và sáng của kem chống nắng bị giảm hoặc tránh.

Siêu âm nano nhũ tương được sử dụng để sản xuất nhũ tương nano nạp, liposome và các hạt nano lipid rắn. Sonication tạo ra sự phân bố giọt hẹp và các hạt có cấu trúc nano.

Cải thiện sự thâm nhập của da

Các chất tăng cường thâm nhập da hóa học bao gồm các vật liệu như l-α-lecithin, urê, axit béo, ethanol và glycol.

• Các chất tăng cường thâm nhập da mụn nước bao gồm các chất mang mụn nước như liposome và niosome. Chất mang Vesicular là hệ thống phân phối mạnh cho các phân tử hoạt động. Do thành phần của chúng, chúng mang lại lợi thế là mang các phân tử ưa nước cũng như ưa mỡ. Các phân tử ưa nước được đóng gói vào lõi nước và các phân tử lipophilic được tích hợp vào màng lipid bao quanh lõi nước. Vì thành túi bao gồm các lớp kép phospholipid cho liposome và chất hoạt động bề mặt tổng hợp cho niosome tương ứng, các túi hòa tan trong nước và do đó tương thích sinh học cao.
  Đọc thêm về liposome sản xuất ultrasonically!
• Các chất tăng cường thâm nhập da bằng enzyme bao gồm các enzyme như HMGCoA reductase và acetyl CoA carboxylase, ức chế các enzyme chính của quá trình tổng hợp lipid biểu bì và làm thay đổi tỷ lệ răng hàm tới hạn của lipid lớp sừng chính.
• Urê, còn được gọi là carbamide, được sử dụng để tăng cường sự hấp thụ các thành phần mỹ phẩm hoạt tính khác vì nó làm tăng tính thấm của da.

Ultrasonically cải thiện khả dụng sinh học của các hoạt chất trong chăm sóc da

Khả dụng sinh học được định nghĩa là tỷ lệ thâm nhập cho một hợp chất hoạt động để đạt được vị trí hoạt động của nó. Cái gọi là tốc độ thông lượng hoặc lượng thâm nhập hoạt động theo thời gian được xác định bằng microgam / cm²/giờ. Đối với các thành phần hoạt tính trong các sản phẩm mỹ phẩm, vị trí hành động mục tiêu của một thành phần thường là lớp biểu bì dưới. Ngoại lệ là các hoạt chất như oxit kẽm hoặc titanium dioxide, các thành phần phổ biến trong kem chống nắng và thuốc xịt, vì các chất này có vị trí hoạt động trên bề mặt da, nơi các hạt có thể bao bọc khả năng hấp thụ tia cực tím tối đa của chúng.
Khả dụng sinh học của các thành phần hoạt tính bị ảnh hưởng nặng nề bởi các loại công thức mỹ phẩm được sử dụng. Các công thức phổ biến trong các sản phẩm làm đẹp và chăm sóc cá nhân là nhũ tương dầu trong nước (O / W), nhũ tương nước trong dầu (W / O), nhũ tương nước trong dầu (W / O / W), nhũ tương polyol trong dầu cũng như hydrogel. (Polyol được sử dụng trong các công thức mỹ phẩm tự nhiên là sorbitol, mannitol, v.v.).

Chuẩn bị siêu âm nhũ tương (nước đỏ / dầu vàng). Một vài giây sonication biến các pha nước / dầu riêng biệt thành một nhũ tương mịn.

Sonication để tăng tính thấm của da

Tính thấm của da và do đó khả dụng sinh học của các hoạt chất mỹ phẩm và mỹ phẩm có thể được tăng lên bằng cách ảnh hưởng đến hàng rào bảo vệ da hoặc bằng cách tăng độ hòa tan của các phân tử hoạt động.
Để hạ thấp hàng rào bảo vệ da và tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển các phân tử hoạt động vào lớp biểu bì dưới, các chất đa dạng như dung môi, phospholipid và túi hoạt động bề mặt làm từ phospholipid cũng như chất tẩy da chết có thể cải thiện sự xâm nhập của các hoạt chất vào các lớp da sâu hơn.

• Dung môi được sử dụng bao gồm dimethyl isosorbide, ethoxydiglycol, ethanol và axit oleic. Những dung môi này tương thích cao với quá trình trộn, pha trộn và nhũ tương hóa siêu âm.
• Phospholipid được biết đến để tăng cường sự thâm nhập của da của cả hai phân tử tan trong dầu và nước. Các phospholipid thường được sử dụng là lecithin, lecithin hydro hóa, lysolecithin và tocopheryl phosphate. Họ được hưởng lợi từ xử lý siêu âm khi sonication phân phối các phospholipid đều vào huyền phù.
• Túi hoạt động bề mặt: Chất hoạt động bề mặt có thể hình thành các túi multilamellar và unilamellar với các hoạt chất. Liposome và các hạt nano lipid rắn là những ví dụ nổi bật cho các túi thâm nhập vào da vận chuyển các hợp chất hoạt tính sinh học đến các vị trí mục tiêu. Ultrasonication là phương pháp hiệu quả và hiệu quả nhất để sản xuất liposome, nanoliposome và hạt nano lipid rắn (SLNs) với tải trọng hoạt động cao, hiệu quả đóng gói (�), ổn định và khả dụng sinh học.
• Chất tẩy da chết hóa học bao gồm axit lactic, glycolic, salicylic và N-acetyl-glucosamine. Lột vỏ cơ học bao gồm các hạt mài mòn cực nhỏ từ than củi, mảnh dừa hoặc chà cà phê. Tất cả các chất này có thể được phân tán hiệu quả thông qua siêu âm.

Độ hòa tan của các thành phần hoạt tính trong mỹ phẩm có thể được tăng lên bằng cách phức hợp bao gồm, đóng gói, nhũ tương sub-micron-/ nano cũng như hòa tan hiệu quả vào công thức.

• Bao gồm phức tạp bằng cách sử dụng cyclodextrin (chẳng hạn như alpha-, gamma-, hydroxypropyl beta-cyclodextrin) đạt được bằng siêu âm. Các phức hợp cyclodextrin thể hiện một khoang trong đó các thành phần hoạt tính sinh học được đóng gói. Việc đóng gói / phức tạp làm cho các hợp chất hoạt động hòa tan trong nước và do đó sinh khả dụng. Đọc thêm về phức tạp truyền siêu âm!
• Phytoglycogen là một hạt nano carbohydrate mật độ cao (polysacarit) có nguồn gốc thực vật với khoang có thể đóng gói nhiều loại hoạt chất khác nhau. Phytoglycogen octenyl succinate (PG-OS) là một hạt nano carbohydrate lưỡng tính, có sự bổ sung mang lại cho nhũ tương sự ổn định oxy hóa lipid cao. Nhũ tương siêu âm cải thiện việc tạo ra nhũ tương phytoglycogen đồng nhất, ổn định.
• Nhũ tương Submicron và nanoemulsion được sử dụng làm hệ thống phân phối phút, làm cho các hợp chất hòa tan trong nước và cho phép vận chuyển các thành phần hoạt tính đến vị trí mục tiêu. Kích thước kích thước nano nhỏ của các giọt làm tăng tính thấm qua hàng rào bảo vệ da vào các lớp da sâu hơn.
• Chất làm mềm phân cực cao thường được sử dụng trong các công thức để hòa tan các thành phần kỵ nước / không tan trong nước vì chỉ có một số hoạt chất không phân cực. Thường được sử dụng là các chất làm mềm phân cực cao sau đây: isopropyl lauroyl sarcosinate, lauryl lactate, phenyl ethyl benzoate, dioctyl maleate và dioctyl isosorbide. Nhiều loại kem chống nắng cũng được biết đến là chất tăng cường thâm nhập. Siêu âm trộn và phân tán đảm bảo một hỗn hợp đồng nhất của chất làm mềm cực và các thành phần hoạt tính.

Máy trộn siêu âm hiệu suất cao cho các sản phẩm làm đẹp sạch

Là xử lý trộn hoàn toàn cơ học, sonication có thể được sử dụng để sản xuất tất cả các loại sản phẩm mỹ phẩm tự nhiên được chứng nhận. Hệ thống của Hielscher Ultrasonics là máy móc đáng tin cậy được sử dụng trong sản xuất mỹ phẩm và trị liệu chất lượng cao để xây dựng các hợp chất hoạt tính sinh học đóng gói nano và liposome với tỷ lệ hấp thụ và tương thích sinh học vượt trội. Để đáp ứng nhu cầu của khách hàng, Hielscher cung cấp ultrasonicators từ máy đồng nhất phòng thí nghiệm cầm tay nhỏ gọn và ultrasonicators băng ghế dự bị để hệ thống siêu âm công nghiệp đầy đủ để sản xuất khối lượng lớn các công thức mỹ phẩm. Quá trình xây dựng siêu âm của mỹ phẩm và mỹ phẩm có thể được chạy theo lô hoặc như quá trình nội tuyến liên tục bằng cách sử dụng một lò phản ứng dòng chảy siêu âm. Một loạt các sonotrodes siêu âm (đầu dò) và tàu phản ứng có sẵn để đảm bảo một thiết lập tối ưu cho sản xuất liposome của bạn. Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 dưới nhiệm vụ nặng nề trong môi trường đòi hỏi khắt khe và đảm bảo vòng đời máy dài.
Việc kiểm soát chính xác tất cả các thông số quá trình quan trọng như biên độ, áp suất, nhiệt độ và thời gian sonication làm cho quá trình siêu âm đáng tin cậy và tái tạo. Hielscher Ultrasonics biết tầm quan trọng của chất lượng sản phẩm cao liên tục và hỗ trợ các nhà sản xuất mỹ phẩm thực hiện tiêu chuẩn hóa quy trình và GMP (Thực hành sản xuất tốt) bằng phần mềm thông minh và ghi dữ liệu tự động. Máy đồng âm siêu âm kỹ thuật số của chúng tôi tự động ghi lại tất cả các thông số quá trình siêu âm trên thẻ SD tích hợp. Màn hình cảm ứng kỹ thuật số và điều khiển từ xa của trình duyệt cho phép giám sát quá trình liên tục và cho phép điều chỉnh các thông số quy trình chính xác bất cứ khi nào được yêu cầu. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc giám sát quá trình và kiểm soát chất lượng đáng kể.
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: