Wskaż Lidera Polskiej Chemii













Logo Chemical Online

Mikrokapsułkowanie jako efektywna metoda wprowadzania niestabilnych substancji

07.01.2008 20:39:49

Głównym celem przemysłu kosmetycznego jest dostarczenie konsumentom preparatów kosmetycznych zapobiegających starzeniu skóry, wspomagających regenerację, pomagających w zachowaniu jej dobrej kondycji i młodego wyglądu. Aby to osiągnąć, wprowadzane są do receptur kosmetycznych substancje aktywne o charakterystycznych własnościach biologicznych np. witaminy, naturalne oleje roślinne i wiele innych. Jest wiadomo, że witaminy A, E, F czy niektóre oleje roślinne w postaci wolnej są nietrwałe, a po wprowadzeniu do receptur ich stabilność i aktywność z czasem drastycznie spada.

Tagra Biotechnologies Ltd. wyszła naprzeciw tym problemom i opracowała nową, opatentowaną metodę efektywnego dostarczania substancji aktywnych, równocześnie spełniających wymagania rynku kosmetycznego. Zostało potwierdzone, że surowce TAGRA: mikrokapsułkowane witaminy: Tagravit A, E i F oraz seria Tagrol - mikrokapsułkowane naturalne oleje z rokitnika zwyczajnego, ogórecznika, pierwiosnka wieczornego idealnie nadają się do miejscowego i dermalnego leczenia skóry. Surowce te oferują niezwykłe korzyści: znaczący wzrost okresu trwałości witamin i olejów w produktach kosmetycznych, utrzymując ich efektywność i zapobiegając utlenianiu i specyficznemu zapachowi.
Część tych badań jest opisanych w tym artykule. Wyniki pokazują wiele możliwości w opracowaniu receptur i użyciu tych unikalnych substancji aktywnych.
Model receptur opracowanych
do testów stabilności Tagravit™
Wiele receptur zostało opracowanych w celu sprawdzenia stabilności witamin A, E, i F w formie wolnej i mikrokapsułek. Receptury różniły się poszczególnymi parametrami:
1. procentową zawartością fazy olejowej
2. składem fazy olejowej
3. typem emulsji: o/w i w/o
4. pH receptur nie zawierających fazy olejowej (np. żele): 4,0 – 7,5
5. lepkość: 1000 - 20000 cPs
6. wykonano porównanie między żelem (nie zawierającym fazy olejowej) a emulsjami zawierającymi fazę olejową (począwszy od oleju silikonowego, który jest obojętny aż do substancji aktywnych)

Testy Tagravit A, Tagravit E i Tagravit F w różnych wersjach receptur posłużyły jako przewodnik pozwalający na optymalizację składu receptur.

Receptury o różnej zawartości procentowej fazy olejowej
Skład fazy olejowej był stały ale całkowita zawartość % składników olejowych w recepturach A12, A24, A32 i A40 różniła się odpowiednio: 12%, 24%, 32% i 40%.
Wyniki testów pozwoliły na wysnucie wniosku, że zawartość % fazy olejowej w emulsji o/w ma wpływ na stabilność witamin. Formulacje z dużą zawartością fazy olejowej (32% – 40%) są używane do produktów kosmetycznych dla bardzo suchej skóry, szczególnych partii ciała (np. stopy, dłonie ) a także w regionach o zimnym klimacie. Natomiast formulacje z niską zawartością fazy olejowej (do 20%) są w większości używane do otrzymania produktów dla dzieci, nastolatków, w produktach do włosów, preparatach do demakijażu i kosmetyce kolorowej.

Receptury z 12% zawartością fazy olejowej
Zawartość % fazy olejowej była stała (12%) ale receptury różniły się odpowiednio rodzajem składników i ich zawartością (A12, B12, C12 i D12).
Testy w tym układzie pozwoliły na wysnucie wniosku, że składniki fazy olejowej mają wpływ na stabilność witamin, pozwalając na wybranie pewnych surowców i odrzucenie niepożądanych w późniejszym opracowywaniu receptur. Ustalono, że skład fazy olejowej wpływa na własności fizyczne otrzymanej formulacji: wygląd, szybkość absorpcji, tworzenie się ochronnego filmu na skórze, itp.

Receptury o różnym typie emulsji: o/w i w/o
Testowano 2 receptury, o/w i w/o, każda zawierała 40% fazy olejowej. Formulacje w/o są w szczególności używane nie tylko w tradycyjnych produktach kosmetycznych i higieny ( dla dzieci, produkty przeciwsłoneczne ), ale także w produktach do skóry bardzo wrażliwej, suchej, zwiotczałej, a także dla poszczególnych partii twarzy np. powiek.

Żele
ŻEL pH Lepkość, cPs
1 6,0 – 7,0 15000 - 20000
2 4,0 – 4,5 1000 - 1500
3 7,2 – 7,5 10000 - 10500

Testowano receptury żeli o różnym pH i lepkości. Celem tych testów było pokazanie wpływu pH na stabilność witamin i wybór najbardziej efektywnego składnika ochronnego dla witamin w szerokim zakresie pH, np. α – hydroksykwasy w recepturach peelingów czy preparatów przeciwtrądzikowych, działają w granicach pH 3,5-4,5. Natomiast pH produktów do depilacji jest ok. 7,5 a nawet przekracza tę wartość. Zazwyczaj funkcjonalnemu efektowi takich składników towarzyszy wiele niepożądanych efektów ubocznych jak podrażnienie czy uszkodzenie skóry. Dlatego dodatek składników regenerujących, jak witaminy czy antyutleniacze, jest szczególnie ważny. Składniki te są wyjątkowo niestabilne w tych wartościach pH. Jednocześnie przeprowadzano badania fizycznych własności mikrokapsułek zawierających składniki aktywne przy różnych wartościach lepkości.

Krem i żel
Testowano żel i emulsję o/w o 12% zaw. fazy olejowej. Celem było wyjaśnienie wpływu obecności różnych składników rozpuszczalnych w olejach na stabilność składników aktywnych.
Testy te wzięto pod uwagę też przy studiowaniu jednorodności rozkładu mikrokapsułek w formulacji tuż po wprowadzeniu jak i podczas przechowywania w temp. 25° C. Otrzymane wyniki potwierdzają jednorodny rozkład mikrokapsułek w formulacji przez 1 rok przechowywania.

Wpływ formy kosmetycznej
na stabilność
mikrokapsułkowanych witamin
Skład formulacji różnych form kosmetycznych wpływa na stabilność wprowadzonych składników aktywnych. Testy dały odpowiedź na zasadnicze pytania:
- czy kapsułkowanie zwiększa stabilność składników aktywnych w różnych formulacjach
- czy na stabilność serii Tagravit ma wpływ skład receptury
- czy na stabilnośc serii Tagravit ma wpływ skład otoczki mikrokapsułki (tj. obecność i typ plastyfikatora, ilość zamkniętych składników aktywnych)
Te i inne pytania były brane od uwagę przy opracowaniu receptur o/w: A, B, C, D , żeli: 1-3, emulsji w/silikon i żelu do twarzy.

Rysunek 2. przedstawia zwiększoną stabilność formy mikrokapsułkowanej palmitynianu retinolu Tagravit A w porównaniu z postacią wolną palmitynianu retinolu (PR) , obie wprowadzone do kremu (receptura A).
Testy były przeprowadzone w ciemności w temp. 40 °C. Zarówno stężenie postaci wolnej PR jak i Tagravit A w różnych formulacjach były takie same. Pokazane jest, że we wszystkich recepturach z tego zestawu, stabilność i czas rozkładu 50% Tagravit A był o rząd wielkości mniejszy (10-42 razy) w porównaniu z wolnym PR.
Podobny wynik otrzymano dla mikrokapsułkowanego alfa-tokoferolu/Tagravit E w żelach 1 - 3 co obrazuje rysunek 3. Pokazano, że nawet po 7 miesiącach przechowywania w temp 40°C, pozostająca ilość mikrokapsułkowanego alfa-tokoferolu w żelu nie zeszła poniżej 80-90%, niezależnie od różnic w pH (4.0 – 7.5). W tym samym czasie zaobserwowano 50% rozpad wolnego alfa-tokoferolu w ciągu tylko 5 – 22 dni w różnych żelach.

Efekt wprowadzenia plastyfikatora do otoczki mikrokapsułki w recepturach przedstawiono na Rys.4. Stosunek czasu rozpadu 50% składnika kapsułkowanego i wolnego nazywa się czynnikiem ochrony. Jest jasno wskazane, że wartość czynnika ochrony dla PR wzrasta w następującej kolejności wybranego plastyfikatora: mirystynian izopropylu (c), tricaprylin (b), olej parafinowy (a). Wzrost zawartości PR wprowadzanego do mikrokapsułki z 6% do 13% (z tricaprylin jako plastyfikator) prowadzi do zmniejszenia stabilności (Rys. 4, linia b i d). Jednocześnie Rys. 4. pokazuje że czynnik ochrony PR zależy od ilości fazy olejowej w recepturze. Np. optymalna zawartość fazy olejowej w recepturach A, dostarczająca maksymalnego zabezpieczenia przed utlenieniem, to 32% dla każdego testowanego plastyfikatora. Podsumowując, należy podkreślić że mikrokapsułkowanie witamin A, E i F podnosi ich odporność na utlenianie, kiedy są wprowadzone do szerokiej gamy receptur. Biorąc pod uwagę powyższe czynniki, zagwarantowana jest wysoka stabilność mikrokapsułek zawierających bioaktywne, czułe na utlenianie składniki.
Wprowadzanie Tagravit/Tagrol
do receptur kosmetycznych
Wszystkie surowce serii Tagravit/Tagrol są w postaci proszku, co jest wielką zaletą dla użytkownika. Wprowadzanie składników aktywnych (witamin, podstawowych kwasów tłuszczowych , karetonoidów) do receptury to “wyzwanie” dla kosmetologa i dlatego surowce Tagra w postaci proszku to duże ułatwienie. Testy producenta pokazują, że mikrokapsułkowane Tagravit/Tagrol mogą być jednorodnie zdyspergowane we wszystkich typach receptur kosmetycznych jak kremy, żele, lotiony itp.
Stabilność mikrokapsułkowanych surowców aktywnych Tagra nie zależy od pH. Surowce aktywne mogą być używane w recepturach o szerokim zakresie pH: 2-10 co rozszerza zakres stosowania tych surowców w recepturach o specyficznym pH jak: preparaty do peelingu, kremy do depilacji. Emulgatory, jony nieorganiczne, surfaktanty nie wpływają na stabilność receptur z Tagravit/Tagrol. Fakt ten jest kluczowy dla opracowywania nowych produktów ze składnikami aktywnymi.
Jako przykład, preparaty make-up zawierają dużą ilość substancji zdolnych do rozpadu, tworząc kationy metali o różnym powinowactwie. Kationy te są zdolne do katalizowania reakcji red-ox co powoduje rozpad składników aktywnych. Z drugiej strony rozwój tak wielofunkcyjnych produktów jak make-up’y z witaminami czy o innych własnościach, to ważna propozycja dla tej branży kosmetycznej.
Mikrokapsułkowane surowce Tagravit/Tagrol pozwalają na tworzenie takich produktów kosmetycznych. Podobnie jest w przypadku formulacji o dużej zawartości surfaktantów (mydła, produkty do ciała i włosów)
W artykule przedstawione są przykładowe receptury z zastosowaniem składników Tagra.

Wnioski
Podczas ostatnich 30 lat polimeryczne mikrokapsułki stały się ważnym instrumentem w kontrolowanym dostarczaniu substancji aktywnych. Są szczególnie efektywne jako środki zapobiegające degradacji niestabilnych składników receptur kosmetycznych i farmaceutycznych, w połączeniu z pożądanym mechanizmem uwalniania. Stwierdzono, że mikrokapsułkowane witaminy/Tagravit i mikrokapsułkowane naturalne oleje/ Tagrol, świetnie nadają się do leczenia miejscowego i skórnego, oferują zarówno chemikom, jak i konsumentom wiele wyróżniających się korzyści. Pokazano, że mikrokapsułkowanie witamin A, E i F zwiększa 10-40 krotnie ich odporność na utlenianie.
Surowce Tagravit/Tagrol można stosować w szerokiej gamie preparatów kosmetycznych i toaletowych, nasączanych chusteczkach, w kosmetykach przeciwsłonecznych, do skóry, włosów, ust, oczu oraz dla dzieci. Stworzono nowe możliwości w opracowywaniu końcowych preparatów kosmetycznych o specyficznych własnościach i zwiększonej efektywności.

Autorka reprezentuje firmę
Comercial Quimica Masso S.A.
Oddział w Polsce
drukuj ten artykuł drukuj ten artykuł  |   poleć artykuł znajomemu poleć artykuł znajomemu
Najświeższe informacje w kanale RSS Najświeższe informacje w kanale RSS (jak używać)