Olej z oliwek jest jednym z lipidów wykazującym najwyższe powinowactwo do ludzkiej skóry. Ten cenny składnik owoców drzewa oliwnego jest obecnie dostępny dla nowoczesnej i bezpiecznej kosmetologii, bazującej na produktach pochodzenia naturalnego oraz charakteryzujących się doskonałą bio-zgodnością. Innowacyjnym rozwiązaniem jest połączenie cennych własności oliwy z oliwek i jego właściwości emulgujących. Budowa, stabilność, bezpieczeństwo produktu końcowego zależą w dużym stopniu od wyboru właściwego emulgatora. Dodatkowo zasadnicze znaczenie przywiązuje się do precyzyjnie wyważonych właściwości sensorycznych kremu by sprostać specyficznym zastosowaniom czy założeniom. Wprowadzając na rynek nowy produkt należy bardzo starannie dobrać takie cechy jak tekstura, rozprzestrzenianie, wchłanianie i uczucie po zastosowaniu. Stwierdzono, że frakcja kwasów tłuszczowych zawartych w oliwie z oliwek zapewnia lepsze nawilżanie, zapobiega odtłuszczeniu, odżywia i odbudowuje. Pomimo silnych właściwości emoliencyjnych - emulgatory wywodzące się z oliwy z oliwek, nie pozostawiają tłustej warstwy, szybko się wchłaniają i dlatego można je z łatwością stosować zarówno w produktach do włosów jak i skóry. Wspomniane emulgatory są jednocześnie: dobrymi emolientami, nawilżają i wygładzają skórę. Dzieje się tak głównie za sprawą podobieństwa do lipidów występujących w naskórku.Mechanizm działania na skórze polega na odbudowie warstwy lipidowej odbywającej się w najbardziej zewnętrznej warstwie naskórka wykluczając hipotezę jakiegokolwiek działania okluzyjnego czy efektu wiązania wody. Firma B&T otrzymała nowy niejonowy emulgator OLIVEM® 800 poprzez estryfikację z pre-oksyetylenowanym alkoholem cetearylowym. Produkt ten posiada własności sensoryczne charakterystyczne dla wszystkich produktów B&T: uczucie lekkości na skórze, dobre rozprowadzanie bez efektu bielenia i dobre wchłanianie. Dzięki zawartości kwasów tłuszczowych z oliwy z oliwek można docenić przyjemne odczucie po zastosowaniu, bez uczucia kleistości ale z interesującymi właściwościami emoliencyjnymi. Produkt zawiera frakcję lipidów z oliwy z oliwek wprowadza silniejszy efekt jaki tworzą na skórze emolienty w porównaniu do innych powszechnie stosowanych pochodnych cetostearylowych. Preparat ma postać białych płatków o temperaturze topnienia 60°C i bardzo delikatnym zapachu. Można go łatwo zdyspergować w wodzie lub glikolach. OLIVEMR800 może być z łatwością użyty jako jedyny emulgator w płynnych i bardzo płynnych emulsjach typu O/W. W połączeniu z koemulgatorami lub z woskami może być używany w bardziej lepkich układach tj. kremy. Jest kompatybilny z większością powszechnie stosowanych dodatków i ze składnikami aktywnymi. Produkt można zastosować jako emulgator podstawowy: • należy podgrzać fazę tłuszczową do 60°C (lub do wyższej temperatury jeśli w układzie są woski o wyższej temperaturze topnienia) • przygotować fazę wodną i podgrzać ją do tej samej temperatury • podczas emulgowania powoli, bezpośrednio dodawać fazę tłuszczową do wodnej lub odwrotnie obserwując wówczas inwersję emulsji • emulgować przez kilka minut • szybko schłodzić jednocześnie mieszając, ostateczna lepkość ustala się po 24 godzinach od zakończenia procesu. Nasze doświadczenia przy produkcji kremów wykazały, że OLIVEMR800 działa znacznie lepiej jeśli jest schłodzony szybko po zemulgowaniu a sam proces przebiega przy niskich obrotach. Lepkość przy rozładunku z maszyn produkcyjnych jest niższa niż końcowa (odchylenie lepkości procentowo zależy od konkretnej receptury). UKŁADY EMULSYJNE O NISKIEJ LEPKOŚCI (HIPERCIEKŁE) Dobra stabilność emulgatora użytego w niskim stężeniu w systemach płynnych, skłoniła nas do przeprowadzenia systematycznych badań, mających na celu określenie optymalnych warunków dla emulsji o niskiej lepkości. Tego rodzaju formulacje są idealne do takich zastosowaniach jak emulsje do opalania, po opalaniu, dezodoranty, nasączane chusteczki, produkty do demakijżu. Analizując pierwsze wyniki można było stwierdzić, że potrzebny jest pewien dodatek polimerów stabilizujących niską lepkość. Najlepsze wyniki w zakresie stabilności i konsystencji uzyskano w synergicznej kombinacji celulozy mikrokrystalicznej (karboksymetylocelulozy) (AVICEL PC 611 : 1 – 2%) i gumy ksantanowej (Rhodicare D : 0,1-0,30%) • Początkowe stężenie emulgatora OLIVEMR800 4,5% • Na podstawie naszego doświadczenia ustalono zalecany stosunek dwóch polimerów pozwalający na osiągnięcie kompromisu pomiędzy niską lepkością a stabilnością jako 10:1. Celuloza mikrokrystaliczna (karboksymetyloceluloza) 1,5% Guma ksantanowa 0,15% Całkowita zawartość fazy lipidowej powinna być zawarta w granicach od 4% do 6% tak, aby utrzymać lepkość na jak najniższym poziomie. TABELA 1.
| pH |
Składnik olejowy 5% |
Wirówka |
Lepkość t=24 h |
| 5,4 |
Izononanonian Izononylu |
Stabilny |
436,7 cPs V=60 S=2 |
| 5,44 |
Olej ze słodkich migdałów |
Stabilny |
399,3 cPs V=60 S=2 |
| 5,47 |
Olej jojoba |
Stabilny |
362 cPs V=60 S=2 |
| 5,49 |
Olej mineralny |
Stabilny |
334,3 cPs V=60 S=2 |
Wykres 1. Zależność lepkości od polarności oleju w układach o niskiej lepkości z użyciem
OLIVEMR800
• Stosując fazę lipidową o wysokiej polarności można obniżyć ilość emulgatora do 2% bez naruszania stabilności. W ten sposób uzyskuje się bardzo interesujące układy do zastosowań: aerozolowych, z pompką, bardzo lekkich, szybko wchłaniających się i bez uczucia lepkości.
| Składniki |
Zawartość % |
| OLIVEMR800 |
2% |
| Olej ze słodkich migdałów |
5% |
| Woda demineralizowana |
do 100% |
| Gliceryna |
5% |
| Pantenol |
0,5% |
| Celuloza mikrokrystaliczna, CMC |
1,5% |
| Guma ksantanowa |
0,15% |
Taki układ może służyć jako baza o konsystencji mleka do dyspergowania substancji aktywnych. Opisywany emulgator jest nadal badany pod kątem możliwych zastosowa, gdyż jesteśmy szczególnie zainteresowani rozwojem bardziej złożonych układów. Następny krok naszych poszukiwań to zbadanie zgodności z filtrami UV, ekstraktami roślinnymi, barwnikami i surowcami sypkimi. Powyższa receptura może stanowić bazę formulacji końcowej, jak przykład opisany poniżej. Emulsja słoneczna w sprayu
| |
% |
| Faza A. |
|
| 1. OLIVEMR800 |
4,00 |
| 2.Ehtylhexyl Methoxycynnamate |
5,00 |
| 3. C12-C15 Alkyl Benzoate |
3,00 |
| 4. Cyclometicone |
2,00 |
5. Benzophenone-3
|
0,50
|
| Faza B. |
|
| 1. Demineralized Water |
do 100,00 |
| 2. Glycerin |
5,00 |
| 3. Carboxymethyl cellulose |
1,50 |
| 4. Xanthan gum |
0,15 |
5. Panthenol
|
1,00
|
| Faza C. |
|
| 1. Preservative |
q.s. |
Interesującym zastosowaniem tego typu układów może być emulsja w sprayu z filtrami UV, gdzie bardzo ważna jest lekka konsystencja pozwalająca na zniwelowanie uczucia tłustości często powodowanego przez filtry chemiczne. Stale prowadzimy prace nad poszerzeniem naszego doświadczenia w celu zastosowań tego innowacyjnego surowca do pielęgnacji skóry. Celem niniejszego opracowania jest nie tylko wskazanie na stabilność, ale również ocena właściwości nawilżających i określenie profilu wrażeń sensorycznych. Firma B&T mając na uwadze silne zapotrzebowanie rynku, opracowała również emulgator na bazie roślinnej, wolny od PEG, produkowany z użyciem własnej unikalnej i opatentowanej technologii. Nowy emulgator typu O/W (OLIVEMR1000 ) jest pochodną oliwy z oliwek powstałą w wyniku zestryfikowania grup kwasów tłuszczowych sorbitolem i alkoholem cetylostearylowym. Oliwa z oliwek jest jednym z ipidów wykazującym najwyższe powinowactwo do naszej skóry a nowoopracowany produkt łączy w sobie wszystkie zalety oliwy z oliwek mając jednocześnie interesujące własności kosmetyczne. OLIVEM 1000 (Cetearyl Olivate/Sorbitan Olivate) jest funkcjonalnym samo-emulgującym układem następnej generacji, który tworzy sieć ciekłokrystaliczną i pozwala na tworzenie stabilnych emulsji. Jako pochodna oliwy z oliwek wykazuje takie własności jak: nadawanie przyjemnego, jedwabistego dotyku, właściwości nawilżających i dobrego rozpylania. Sieć żelowa stabilizuje emulsję i absorbując się na skórze redukuje transepidermalną utratę wody (TEWL) nie solubilizując protein i lipidów naturalnie zawartych w skórze. OLIVEMR1000 (Cetearyl Olivate / Sorbitan Olivate) jest produkowany z substancji naturalnych i nie zawiera mydła ani składników oksyetylenowanych. Podczas gdy pochodne Estru Cetostearylowego stabilizują układ ciekłokrystaliczny, Sorbitan Olivate wzmacnia własności nawilżające i zapewnia łatwiejsze dyspergowanie (filtry UV i pigmenty są łatwo dyspergowane nawet w wysokich stężeniach). OLIVEMR1000 łączy strukturę ciekłokrystaliczną ze składnikami olejowymi pochodzącymi z oliwy z oliwek, które pozwalają na łatwą penetrację skóry i pozostawiają uczucie miękkiego, jedwabistego dotyku. Składniki tego surowca podobne są do ludzkiego serum, dzięki czemu zapewniają zatrzymywanie wilgoci w skórze i podnoszą odporność składników aktywnych na wodę i/lub pot. OLIVEMR1000 (Cetearyl Olivate / Sorbitan Olivate) działa poprzez tworzenie ciekłych kryształów w emulsjach. Tam jego cząsteczki ustawiają się na granicy dwóch faz w preferencyjnym kierunku tj. kierując fragment polarny do fazy wodnej a niepolarny do fazy lipidowej. Organizacja post-micelarna mieszaniny (Cetearyl Olivate / Sorbitan Olivate) w wodzie wykazuje typową strukturę sieci ciekłokrystalicznej, podczas gdy dwuwarstwowe micele tworzą wielowarstwowy układ lamelarny. Wiele prac wskazuje na fakt, że emulsje na bazie ciekłokrystalicznej zwiększają zdolność nawilżenia skóry, zarówno krótkoterminowo jak i w długim okresie (1). W strukturze ciekłokrystalicznej ilość wewnątrzlamelarnej wody może osiągnąć 70% i cała ilość wody jest dostępna dla skóry tuż po zaaplikowaniu kremu i rozbiciu tych struktur. Struktura ta jest również odpowiedzialna za odczuwany przez niektórych efekt chłodzenia tuż po naniesieniu kremu na skórę. APARATURA
| KORNEOMETR CM 820 |
|
| Mierzona jednostka |
Pojemność |
| Mierzony obszar/powierzchnia |
49 mm2 |
Ciśnienie
|
3,56 N
|
| TEWAMETR TM210 |
|
| Założenia pomiarowe |
dyfuzja |
| Mierzony obszar/powierzchnia |
próbka o średnicy 1 cm |
Metody Stopień nawilżenia mierzono za pomocą korneometru, barierę integralności skóry poprzez pomiar TEWL (3). Korneometr Kosmetyczna właściwość ogólnie określana jako „nawilżenie skóry” ma oczywiście największe znaczenie przy określaniu skuteczności gotowego produktu kosmetycznego i dlatego jest najbardziej zbadaną właściwością.Korneometr jest ogólnie najczęściej stosowanym narzędziem do określenia zawartości wody w skórze. Pomiar opiera się na określeniu różnicy stałych dielektrycznych pomiędzy wodą i innymi substancjami występującymi w naskórku. Różnice pojemności rejestrowane przez czujnik pojemności, w zależności od zawartości wody, są automatycznie rejestrowane przez aparat a także i wyrażane w umownych jednostkach (Jednostki Korneometryczne zdefiniowane przez 3 wielkości) (4). Pomiaru dokonano w środowisku o stałej względnej wilgotności (RH 58%) i w stałej temperaturze (22+ 2°C ) tak aby uniknąć wpływu czynników zewnętrznych podczas pomiaru. Ocena własności funkcjonalnych emulgatorów została przeprowadzona na 10-ciu zdrowych ochotnikach, obu płci, w wieku pomiędzy 18 a 60 rokiem życia, bez oznak jakichkolwiek chorób skórnych. Emulsje aplikowane za pomocą wytarowanej strzykawki w jednakowej ilości 0.05 ml na skórę przedramienia o powierzchni ograniczonej do 3x2cm2. TEWL Spójność najbardziej zewnętrznej warstwy skóry określono poprzez pomiar odparowanej przez skórę wody (TEWL), w warunkach bez obecności potu. Zwiększony poziom wody wskazuje na osłabioną barierę naskórkową (5,6,7,8). Powyższa metoda została zastosowana w celu zbadania stanu bariery naskórkowej. Analizie poddano 3 próbki i uzyskano bardzo podobne rezultaty. Nie stwierdzono żadnego wpływu na fizjologiczny stan transepidemalnej utraty wody. Takie wyniki pokazują, że 3 badane emulgatory pochodzenia naturalnego nie powodują jakiegokolwiek uszkodzenia bariery skóry oraz nie prowadzą do okluzji na skórze. METODY Przygotowano bazę kremową – emulsję O/W z zawartością 4% emulgatora. A. Cetearyl Olivate/ Sorbitan Olivate (OLIVEMR1000 ) (INCI: CETEARYL OLIVATE, SORBITAN OLIVATE) B. Cetearyl alcohol/Cetearyl Glucoside (INCI: CETEARYL ALCOHOL, CETEARYL GLUCOSIDE) C. Polyglyceryl-3 Methyloglucose Distearate (INCI: POLYGLYCERYL-3 METHYLGLUCOSE DISTEARATE) RECEPTURA
| SKŁADNIKI |
|
Faza A. |
% |
| 1. Emulsifier |
4,00 |
| 2. Cetyl Palmitate |
2,00 |
| 3. Triticum vulgaris |
10,00 |
| 4. Isononyl Isononanoate |
5,00 |
| 5. Buxus chinensis |
5,00 |
| 6. Antiox |
0,05 |
Faza B. |
|
| 1. Water |
do 100 |
| 2. Xantan Gum |
0,40 |
| 3. Glycerin |
2,00 |
Faza C. |
|
| 1. Preservative |
q.s. |
- Cetearyl Olivate, Sorbitan Olivate (A) - Cetearyl alcohol, Cetearyl glucoside (B) - Polyglyceryl-3 methylglucose Distearate (C)
Wyniki: Wszystkie wyniki otrzymane w pomiarze korneometrem wyrażone w jednostkach korneometrycznych, przedstawiono na wykresie jako procent nawilżenia, uzyskany przez porównanie z względnymi wartościami podstawowymi (jednostki korneometryczne uzyskane po tym samym czasie z powierzni skóry nie traktowanej czymkolwiek). Obliczono również odchylenie standardowe i zastosowano test t-Studenta celem zweryfikowania jednorodności otrzymanych danych. Pomiarów dokonano po czasie 150 minut od aplikacji. Wyniki przedstawione na wykresie wskazują na całkowicie odmienny profil emulgatora A w porównaniu do profilu emulgatorów B i C, które wykazują duży pik po upływie czasu 5-10 minut. Emulgator A ma niższy profil, bardziej płaski na początku, ale z bardziej znaczącym wzrostem pomiędzy 120 a 150 minutą. Wszystkie trzy emulgatory mogą wpłynąć na profil nawilżenia podstawowej formulacji, ale różny jest tego mechanizm. Powyższe wyniki zostały również potwierdzone w badaniu TEWL. Emulgatory B i C mają również wyższy pik początkowy (za co odpowiedzialne jest złamanie emulsji), profil emulgatora A jest niższy. Żadna z trzech badanych emulsji nie powoduje uszkodzenia lub zmian bariery naskórkowej (funkcjonalne poziomy odniesienia szybko wracają do normy), żadna z nich nie powoduje efektu okluzyjnego. Profile emulgatorów B i C, zarówno w badaniu korneometrem jak i TEWL, wykazują typowe zachowanie składników nawilżających dla np. pochodnych gliceryny i glikolu. Takie zachowanie jest prawdopodobnie spowodowane obecnością szczątkowej frakcji glukozydowej, ciągle obecnej w tych emulgatorach (obydwa są pochodnymi glukozy). W rzeczywistości fragment hydrofilowy emulgatora, będącego pochodną cukrową, zawiera wiele wolnych grup hydroksylowych, które wiążą wodę i zapewniają dodatkowe nawilżenie. Efekt ten ustaje jednak już po kilku godzinach od aplikacji. Emulgator
OLIVEMR1000 wykazuje inne zachowanie, nie tak znaczące tuż po aplikacji i złamaniu emulsji, ale bardziej wydajne w długim okresie czasu. Woda dostarczana przez produkt nie jest zatrzymywana dzięki efektowi zwilżania przez grupy hydrofilowe. Hipoteza o odmiennym zachowaniu może być tłumaczona przez bardziej skomplikowaną reakcję z lipidami skóry. Działanie emulgatora zostało również potwierdzone w teście z pojedynczym emulgatorem
OLIVEMR1000 (4% wstępnie rozpuszczone w wodzie) po 8 godzinach w porównaniu do roztworu kontrolnego (placebo) zawierającego gumę ksantanową i glicerynę (w takim samym stężeniu jak w oryginalnej formulacji). Te dwa składniki zawarte w oryginalnej recepturze (wykres 3) mogą być odpowiedzialne za efekt zwilżający kremu. Porównując krzywą emulsji zawierającej
OLIVEMR1000 z krzywą kontrolną wynikają następujące wnioski: Efekt nawilżający receptury A na oryginalnej bazie nie jest spowodowany innymi składnikami nawilżającymi. • Mechanizm działania
OLIVEMR1000 jest odmienny od powszechnie stosowanych czynników nawilżających wykazujących efekt wiązania wody w skórze (brak początkowego piku po złamaniu emulsji. •
OLIVEMR1000 zapewnia dłuższe nawilżenie skóry. Czynnik nawilżający jest w stanie przywrócić zawartość wody w krótkim czasie tuż po aplikacji dzięki wiązaniu cząsteczek wody. Takie działanie nie jest wystarczające do prawdziwego nawilżenia zewnętrznych warstw skóry. W rzeczywistości czynnik nawilżający powinien nawilżać bardzo długo. OLIVEM 1000 wykazuje efekt nawilżający w długim okresie co można prawdopodobnie wytłumaczyć wysokim podobieństwem kwasów tłuszczowych zawartych w oliwie z oliwek i lipidów skóry. Składniki te mogą przywrócić skórze barierę lipidową a powtarzana aplikacja może zapewnić działanie odbudowujące i nawilżające dla skóry w długim okresie czasu.
WNIOSKI Biorąc pod uwagę funkcjonalne właściwości końcowego produktu kosmetycznego, takie jak efekt nawilżenia, pochodzący z synergicznego działania tworzących go różnych składników. Przebadaliśmy w jaki sposób emulgatory pochodzenia naturalnego mogą wpływać na własności nawilżające i uelastyczniające bardzo prostych baz kremowych, bez potrzeby stosowania zaprojektowanych w tym celu aktywnych składników. Wszystkie badane emulgatory były w stanie poprawić nawilżenie skóry, ale poprzez różne mechanizmy. Emulgatory pochodne glukozy wykazują efekt wiązania wody, który można obserwować tuż po aplikacji i można bezpośrednio odczuć działanie produktu na skórze. Emulgatory pochodne oliwy z oliwek są w stanie poprawić nawilżenie skóry i jej elastyczność, prawdopodobnie dzięki pozytywnej reakcji pomiędzy warstwami naskórka i cząsteczkami pochodzącymi z kwasów tłuszczowych oliwy z oliwek. Dlatego też zwiększona zawartość wody w skórze, tuż po złamaniu emulsji, nie jest wartością miarodajną, choćby z powodu efektu wiązania wody.Zjawisko to, również wyjaśnia wrażenia odczuwane po aplikacji naszego produktu, tj. łatwość rozsmarowania i brak uczucia lepkości na skórze.
BIBLIOGRAFIA 1. Bertoli B., Anselmi C. “Analisi storica dell’uso di sostanze naturali in formulazioni cosmetiche” Tesi di specializzazione in Scienze e Tecnologia Cosmetiche presso l’Universita degli Studi di Siena, A.A. 1999/2000 2. Costa M, Anselmi C. "Studio delle proprieta idratanti degli emulsionanti derivati dall'olio di oliva". Tesi di Specializzazione in Scienza e Tecnologia Cosmetiche presso l'Universita di Siena AA 2001-2002 3. Seidenari S. “Metodi di valutazione strumentale in cosmetologia” - Cosmesi Dermatologica 43: 47-61 (2000) 4. Leveque, Rigal “Impendance methods for studying skin hydration “J: Soc.Cosm.Chem:34 419 –428 (1983) 5. Wilson D.R., Maibach H. “Transepidermal water loss: a rewiew” In: Cutaneous investigation in health and disease. Noninvasive methods and instrumentation – Ed. Dekker, 113-130 (1988) 6. Agner T., Serup J. “Individual and instrumental variation in irritant pach-test reactions-clinical evaluation and quantification by bioengineering methods” – Clin. Exp. Dermatol. 15: 29-33 (1990) 7. Wilhelm K.P., Maibach H.I., “Susceptibility to irritant dermatitis induced by sodium lauryl sulphate” – J. Am. Acad. Dermatol. 23: 122-124 (1990) 8. Pinnagoda J., Tupker R.A., Agner T., Serup J. “ Guidelines for transepidermal water loss (TEWL) measurement. A report from the standardization group fo the European Society of Contact Dermatitis” – 22: 164-178 (1990)Schaefer H. Redelmeiser T.E. “ Skin barrier, Principles of percutaneous Absorption” Karger AG, Basel (1996) 9. How Different are the Moisturisers produced with the two INCI -identical emulsifiers from different manufacturer? By Snezana Savic,Dragana Vasiljevic, Slobodanka Tamburic,Gordana Vuleta, Jela Milic Euro Cosmetics pp26-30 10. Flurh J., Gloor M, Distante F., Lazzerini S., Berardesca E.,”Glycerol modulates recovery of barrier function in vivo”12th Intern. Simp. Bioeng. Boston (J. 1998)
Zapraszamy do zapoznania się z pełną ofertą surowców kosmetycznych firmy B&T srl, która dostępna jest w bazie Surowce kosmetyczne
Sergio Amari, B&T srl
KOMENTARZE