Czym jest emulsja?

Z fizykochemicznego punktu widzenia emulsje są to układy heterogeniczne złożone z co najmniej dwóch niemieszających się ze sobą faz. Faza zdyspergowana z fazą dyspergującą nie łączą się ze sobą w normalnych warunkach, dlatego do stworzenia emulsji używa się emulgatora. Emulgator jest substancją obniżającą napięcie międzyfazowe. Im mniejsze rozmiary kropel fazy rozproszonej w fazie ciągłej, tym większa jest stabilność emulsji. Emulsje powstają na skutek zdyspergowania jednej fazy w drugiej, a dzieje się to np. za pomocą użycia siły mechanicznej, czyli homogenizatora. Na skutek użytej siły faza rozproszona rozbijana jest na coraz mniejsze krople oraz zwiększa się powierzchnia międzyfazowa, a to powoduje połączenie dwóch niemieszających się ze sobą faz. Stabilność emulsji wzrasta wraz ze wzrostem lepkości podczas obniżania temperatury, ponieważ w czasie trwania tego procesu krople fazy rozproszonej mają mniejszą możliwość do zderzeń pomiędzy sobą.

Podział emulsji

Najprostszy podział emulsji opiera się na podziale pod kątem ilości faz. Wyróżnia się zatem emulsje proste i złożone. Emulsje proste to najczęściej występujące emulsje i dzieli się je na O/W (olej w wodzie) i W/O (woda w oleju). Emulsje wielokrotne wyróżniają się tym, iż poszczególne fazy emulsji są kilkakrotnie rozpraszane. Powstaje wówczas np. emulsja W/O/W, w której obydwie fazy wodne są oddzielone fazą olejową, dzięki czemu nie mają one ze sobą kontaktu. Mechanizm ich powstawania zazwyczaj polega na stworzeniu preemulsji, a następnie zastosowaniu jej jako fazy wewnętrznej docelowej emulsji wielokrotnej.

Zastosowanie emulsji wielokrotnych w kosmetologii

Jednym z cennych zastosowań emulsji wielokrotnych jest możliwość wprowadzenia do emulsji dwóch substancji, których nie można ze sobą łączyć z jakiegoś powodu, a mają taką samą rozpuszczalność, np. w wodzie. Wówczas faza pośrednia pełni pewnego rodzaju warstwę izolującą pomiędzy fazą najbardziej wewnętrzną i zewnętrzną. Dzięki temu do fazy wewnętrznej możemy wprowadzić substancje, które reagują z substancjami obecnymi w fazie zewnętrznej lub uwolnione razem powodują podrażnienie skóry bądź inne niekorzystne skutki. Innym cennym zastosowaniem emulsji wielokrotnych jest możliwość kontrolowanego uwalniania składników aktywnych, które z fazy wewnętrznej muszą przedostać się do naskórka, a to wymaga czasu. Ponadto umieszczenie w fazie wewnętrznej składników silnie nawilżających może wpłynąć na wydłużenie procesu nawilżania skóry poprzez zastosowanie emulsji wielokrotnej, a wynika to z faktu, iż substancje z fazy wewnętrznej przenikną do skóry dopiero po czasie, kiedy przekroczą fazę pośrednią. Cenną zaletą emulsji tego typu jest możliwość zamknięcia składników aktywnych, które łatwo ulegają rozpadowi, np. pod wpływem tlenu czy światła. Do tego rodzaju substancji można zaliczyć szereg wrażliwych składników aktywnych, takich jak retinol czy witamina C.

Zastosowanie emulsji wielokrotnych w farmacji

Co więcej, emulsje wielokrotne są również stosowane w produkcji żywności, suplementów diety czy też w farmacji. Pozwalają na jednoczesną enkapsulację substancji prozdrowotnych oraz kontrolowane uwalnianie substancji czynnej. Jedne z badań przeprowadzone w 2020 r. dotyczyły zastosowania emulsji wielokrotnych do wprowadzenia chemoterapeutyku do leczenia guza mózgu. Co ciekawe, na szybkość uwalniania tego leku z emulsji miała wpływ zmiana pH z neutralnego w zdrowej tkance mózgu na kwaśne w tkance nowotworowej. Zastosowanie emulsji wielokrotnej w tym celu pozwoliło na enkapsulację leku nowotworowego oraz kontrolę uwalniania. Inne badania przeprowadzone w roku 2018 przez naukowców z Politechniki Warszawskiej wskazują na zastosowanie emulsji wielokrotnych w leczeniu i profilaktyce chorób cywilizacyjnych, takich jak: otyłość, cukrzyca, osteoporoza, choroby sercowo-naczyniowe. W danych fazach wewnętrznych emulsji wykonanych w tym badaniu znajdowały się poszczególne nutraceutyki, których uwalnianie jest różne w zależności od pH i miejsca docelowego w organizmie (np. pH żołądka to 2, przełyku 5, a jamy ustnej – 7). Jak wykazały badania, środowisko mocno kwaśne powoduje najszybsze uwalnianie substancji aktywnej z emulsji.

Podsumowanie

Jak widać, emulsje wielokrotne niosą szeroki potencjał zastosowania zarówno w branży kosmetycznej, jak i farmaceutycznej. Innowacyjna technologia ich pozyskiwania stanowi możliwość rozwiązania wielu problemów formulacyjnych oraz leczenia różnych schorzeń.