Kosmetykiem jest każda substancja przeznaczona do zewnętrznego kontaktu z ciałem człowieka: skórą, włosami, wargami, paznokciami, zewnętrznymi narządami płciowymi, zębami i błonami śluzowymi jamy ustnej, których wyłącznym lub podstawowym celem jest utrzymanie ich w czystości, pielęgnowanie, ochrona, perfumowanie, zmiana wyglądu ciała lub ulepszenie jego zapachu.
Rodzaje form fizykochemicznych kosmetyków
1. Formy wodne
Roztwory - wśród nich wyróżnić można toniki i lotiony
Żele - powstają z liofilowego zolu, gdy cząsteczki zolu (cząsteczki wiążącej wodę) zwiążą całą fazę ciągłą w „półsztywną galaretę”. Charakteryzują się dużą zawartością wody nawet do 95-99 % i łatwą aplikacją
Emulsje - najbardziej rozpowszechniona forma kosmetyczna, pozwala umieścić w jednym produkcie substancje hydrofilowe i lipofilowe. W znaczeniu fizykochemicznym emulsja jest niejednorodną mieszaniną dwóch substancji. Jedna z cieczy tworzy fazę ciągłą, w której rozproszona jest w postaci mikroskopijnych miceli druga faza, zwana rozproszoną. Możemy wyróżnić kilka rodzajów emulsji: emulsja olej w wodzie (O/W), emulsja woda w oleju (W/O), emulsja wielokrotna W/O/W lub O/W/O, mikroemulsje.
2. Plastry kosmetyczne
3. Papki - są to preparaty półstałe, zawierające dużą ilość pudrów drobno rozproszonych w podłożu.
4. Formy bezwodne
Pudry - skład wszystkich pudrów oparty jest na dużej zawartości talku.
Sztyfty - produkty bogate w woski i utwardzone oleje, do których dodaje się odpowiednią ilość płynnych substancji tłuszczowych.
Olejki - najczęściej są mieszaninami zawierającymi oleje mineralne, roślinne estry z grupy ciekłych wosków, antyutleniacze i kompozycje zapachowe. Tworzą na skórze warstwę okluzyjną.
Maści - zazwyczaj jest to mieszanina lanoliny z wazeliną często z dodatkową zawartością wosku pszczelego, olejów roślinnych czy witamin rozpuszczalnych w tłuszczach.
Testy i badania przeprowadzane na kosmetykach
W dzisiejszych czasach produkcja dobrych kosmetyków pielęgnacyjnych wymaga bardzo dobrego warsztatu technologicznego. Obecnie kosmetyki coraz częściej produkuje się podobnie jak leki, w warunkach niemalże farmaceutycznych - dotyczy to przede wszystkim czystości i staranności produkcji. Jednak po to, aby kosmetyk był naprawdę bezpieczny i skuteczny potrzebne jest wsparcie zaplecza naukowego. Dlatego stwarza się nowoczesne laboratoria pozwalające na prowadzanie wielokierunkowych badań i doświadczeń w zakresie kosmetologii. Badania te prowadzone są pod kierunkiem lekarzy dermatologów, farmaceutów, biologów i chemików.
Niezmiernie ważną sprawą przy produkcji kosmetyków jest nie tylko pewność, że wytworzony preparat jest bezpieczny, ale także wiedza czy jest on skuteczny i jak faktycznie działa na skórę.
Czystość mikrobiologiczna kosmetyków jest jednym z ważniejszych problemów przemysłu kosmetycznego. Wynika to z faktu, iż większość preparatów kosmetycznych stanowi doskonałą pożywkę dla różnego rodzaju drobnoustrojów. Zagrożenie ze strony mikroorganizmów jest duże, gdyż mogą one nie tylko powodować obniżenie jakości wyrobów (aż do utraty ich właściwości użytkowych), ale mogą również stać się przyczyną poważnych infekcji użytkowników.
Wizualnym dowodem na to, że produkty kosmetyczne uległy zakażeniu lub zepsuciu są zachodzące w nich zmiany organoleptyczne. Do najczęściej obserwowanych należą: rozdzielenie faz, zmiana konsystencji, zapachu, barwy czy też pojawiające się w roztworach osady. W przypadku past, płynów do płukania ust czy pomadek wyczuwalna może być również zmiana smaku.
Badania są przede wszystkim po to, aby zapewnić konsumenta o bezpieczeństwie używania produktów kosmetycznych, ich mnogość i wieloetapowość ma wykluczyć niepożądane działania i potencjalne zagrożenia. Wszystko, co ponad tym, jest już wartością dodaną. Producent przeprowadza wiele badań kosmetyku zarówno przed zatwierdzeniem samej receptury jak i w trakcie produkcji oraz po jej zakończeniu. Są to badania mikrobiologiczne receptury oraz surowców, badania fizykochemiczne, różnego rodzaju testy lepkości, stabilności w czasie, zawartości poszczególnych składników w finalnym produkcie itp. Mają one na celu przede wszystkim zagwarantować bezpieczeństwo produktu, ale także określić, czy jego receptura jest właściwa, odpowiednio skomponowana i adekwatna do założeń. Badania na kosmetykach można podzielić na dwie grupy: obowiązkowe i dodatkowe.
1. Badania obowiązkowe
Do badań obowiązkowych zalicza się wymagane prawnie:
- badania dermatologiczne
- aplikacyjne
- ocenę bezpieczeństwa
- tzw. badania PAO w przypadku kosmetyków powyżej 30 miesięcy terminu trwałości
Test dermatologiczny
Jest przeprowadzany na gotowej recepturze kremu za pośrednictwem grupy probantów. Dodatkowo przeprowadza się także badania drażniące w formie testu na błonie omoczniowej jajka kurzego zwanego testem Luepke'go. Jest to nowsza metoda, która przede wszystkim pozwala na ograniczenie testów przeprowadzanych do tej pory na zwierzętach (np. na oku królika). Test na probantach ma przede wszystkim stwierdzić czy preparat nie ma właściwości drażniących, czy nie powoduje zaczerwienienia skóry lub nie wywołuje innych efektów niepożądanych, takich jak swędzenie, złuszczanie się naskórka, zmiany chorobowe skóry itp. Metodyka testu jest ściśle określona i spójna dla wszystkich instytutów badawczych. Firmy kosmetyczne przeprowadzają takie badania zazwyczaj w zewnętrznych, wyspecjalizowanych jednostkach badawczych.
Producenci bardzo często umieszczają informację na opakowaniu, że produkt został przebadany dermatologicznie. Warto przypomnieć, że jeśli nawet takiej informacji brakuje nie znaczy to, że produkt nie był badany - test dermatologiczny jest, bowiem obowiązkowy dla wszystkich preparatów kosmetycznych i nie powinien być wyróżnikiem dla kosmetyku.
Badania aplikacyjne
Także opierają się na teście przeprowadzanym z udziałem probantów. Zazwyczaj jest to grupa powyżej dziesięciu osób, która przez kilkanaście lub kilkadziesiąt dni, o ile jest taka potrzeba, testuje produkt w określonych warunkach w celu stwierdzenia zgodności, że zadeklarowane przez producenta działanie (np. przeciwzmarszczkowe) rzeczywiście ma miejsce. Badania aplikacyjne są, więc niczym innym jak potwierdzeniem lub zaprzeczeniem, że receptura produktu jest adekwatna do opisu umieszczonego na opakowaniu. Bardzo często w trakcie badań aplikacyjnych można też potwierdzić hypoalergiczne właściwości produktu, tzn., że użyte substancje, a w efekcie sam produkt, nie działają w sposób uczuleniowy na skórę. Oczywiście trzeba mieć na uwadze, że badania aplikacyjne nie określają poziomu skuteczności kosmetyków, potwierdzają tylko deklarację określonego działania.
Ocena bezpieczeństwa produktów kosmetycznych
Jest przeprowadzana zarówno dla surowców jak i gotowego wyrobu, składają się na to testy fizykochemiczne, mikrobiologiczne, zawartość zanieczyszczeń, a w szczególności metali ciężkich oraz dane toksykologiczne. Istnieją określone listy dozwolonych substancji według nomenklatury INCI i CAS, które ograniczają liczbę używanych składników do produkcji kosmetyków właśnie w celu zmniejszenia zagrożeń, które mogą się pojawić w przypadku zastosowania substancji w preparacie. Ocenę bezpieczeństwa na gotowym produkcie przeprowadza się pod wieloma kątami m.in. miejsca stosowania na skórze, częstotliwości, czasu kontaktu i reakcji preparatu ze skórą, liczby osób używających preparatu, potencjalnych zanieczyszczeń ze strony środowiska itp. Jest to dosyć złożone badanie, które ma zagwarantować, że podczas stosowania kosmetyku wszystkie jego właściwości nie spowodują nieodwracalnych zmian skórnych lub nie doprowadzą do poważnej choroby.
Badania trwałości receptury
Ostatnie wymagane przez prawo. Określają czy na opakowaniu może pojawić się deklaracja PAO (z ang. Period After Opening - czas po otwarciu). Takie testy są obowiązkowe tylko w przypadku, gdy producent wyraża wolę umieszczenia takiej informacji. Patrząc jednak na społeczeństwa zachodnie i tamtejszy rynek, powszechność stosowania tego rozwiązania jest już tylko kwestią czasu. Znak PAO dotyczy tylko produktów, których przydatność jest dłuższa niż 30 miesięcy, wówczas odpowiednie testy receptury mają sprawdzić, na jaki okres można znak PAO nadać. Potwierdzenie długości jest umieszczane w formie liczby miesięcy do użycia po otwarciu (np. 12M - dwanaście miesięcy). Testy PAO sprawdzają przede wszystkim wytrzymałość układu konserwującego, poddając go różnorakim próbom zanieczyszczenia mikrobiologicznego, ale także wskutek działania warunków otoczenia, np. wysokiej i niskiej temperatury.
2. Badania dodatkowe
Badań dodatkowych jest zdecydowanie więcej niż podstawowych, a wynika to m.in. z tego, że stały się jednym z ważnych elementów walki o konsumenta. Ich komunikowanie przyczynia się do wzrostu sprzedaży kosmetyków.
Testy kliniczne
Najbardziej znane i obecnie najczęściej stosowane. Zostały one przeniesione z medycyny i farmacji na grunt kosmetologii. Są przeprowadzane pod nadzorem pracowników naukowych i lekarzy na wybranej grupie pacjentów, którzy przez określony czas i w ściśle ustalony sposób stosują preparaty kosmetyczne oraz wypełniają specjalne ankiety. Upraszczając, można powiedzieć, że poprzez badanie kliniczne stwierdza się, jak pacjent wygląda przed i po zastosowaniu preparatu. Na przykład, jeśli testom zostaje poddany produkt wspomagający odchudzanie, to lekarze skupiają się na obserwacji zmian np. obwodu uda pacjenta w trakcie używania preparatu. Oczywiście kontroli podlega każda aktywność pacjenta włącznie z dietą, aby nie zaburzyć procesu pomiaru. Wyniki tych badań są podawane w formie skali procentowej, (jaka grupa z badanych osób uzyskała takie lub inne rezultaty). Reprezentatywne próby dla badań klinicznych określa się dla 15-20 osób i więcej, które są dobrane w taki sposób, aby było możliwe dokładne określenie zakresu i skuteczności działania preparatu. Trzeba dopowiedzieć, że podjęcie przez producenta kosmetyków takich badań jest dosyć kosztowne i czasochłonne, a wyniki nie zawsze okazują się zadowalające.
Badania sensoryczne i aparaturowe
Polegają na ocenie odczuć użytkowników podczas stosowania preparatu za pomocą ujednoliconych standardów weryfikacyjnych, które przeprowadzają specjalnie przeszkolone w tym celu osoby. Producenci korzystają z tych badań zazwyczaj przy wdrożeniach lub ulepszeniach swoich produktów, mimo wszystko rzadko informuje się konsumentów o takich próbach. Dużo częściej mówi się o testach aparaturowych. Są to przeprowadzane za pomocą różnorakich urządzeń badania, np. stopnia i długości nawilżenia skóry, głębokości zmarszczek, szorstkości naskórka, elastyczności itp. Wszystkie one wykorzystują nowinki technologiczne, niestety nie zawsze do końca zweryfikowane, czasami dają zupełnie niepowtarzalne próby. Patrząc jednak na rosnącą popularność tego typu testów i zaufanie konsumentów do ich obiektywnych rezultatów, pozostaje mieć nadzieję, że postęp technologii pozwoli na usprawnienie i unowocześnienie tych urządzeń, a ich wyniki będą pomagały klientom w dokonywaniu lepszych wyborów.
Badania fizykochemiczne na poszczególnych formach kosmetycznych
Wybierając odpowiednią formę fizykochemiczną kosmetyku producent powinien wziąć pod uwagę wymagania technologiczne, w szczególności możliwości połączenia składników, stabilność całego składu, proces produkcji oraz środki finansowe.
Należy też pamiętać, że konsument jest przyzwyczajony do pewnych standardów dotyczących form fizykochemicznych. Poza działaniem preparatu zwraca także uwagę na wygodę i przyjemność stosowania oraz wydajność i cenę kosmetyku.
Badania fizykochemiczne kosmetyków wykonuje się biorąc pod uwagę podział kosmetyków na odpowiednie formy fizykochemiczne oraz mając dodatkowo na uwadze ich zastosowanie.
Emulsje kosmetyczne
Emulsje kosmetyczne, czyli: kremy kosmetyczne (tłuste i nawilżające), kremy do masażu, mleczka kosmetyczne, śmietanki, fluidy, tusze do rzęs, balsamy do ciała i włosów, odżywki, kremy do rąk.
Badania wykonywane na tych preparatach to:
-ocena organoleptyczna (wygląd, barwa, zapach, konsystencja)
-oznaczenie pH zarówno bezpośrednio w preparacie jak i z wyciągu wodnego
-oznaczenie zawartości wody
-oznaczenie stabilności:
-gęstość
-test wirówkowy (badanie wykonywane głównie dla mleczek kosmetycznych)
Preparaty kosmetyczne zmywalne
Do tej grupy zaliczamy: szampony, płyny do kąpieli, mydła w płynie.
Badania wykonywane na tych preparatach:
-ocena organoleptyczna (wygląd, barwa, zapach, konsystencja)
-oznaczenie pH roztworu
-zawartość suchej pozostałości
-zdolności pianotwórcze, 1% roztworu
-wskaźnik trwałości piany
-gęstość
-zawartość suchej pozostałości
Kosmetyki kolorowe
Zaliczyć do nich możemy: pomadki (barwiące skórę ust i pielęgnacyjne), kredki, pudry, cienie do powiek, róże.
Badania wykonywane na tych preparatach:
-ocena organoleptyczna (wygląd - masa i kształt, barwa, zapach)
-temperatura mięknięcia
-temperatura kroplenia
-gęstość
-rozsmarowywalność
-odporność na uderzenia
-ciężar nasypowy
-zawartość metali ciężkich: arsenu, ołowiu, kadmu
Wyroby aerozolowe
Perfumy, dezodoranty, lakiery do włosów, pianki do ciała (koncentrat traktujemy jak wyroby emulsyjne).
Badania wykonywane na tych preparatach:
-szczelność i trwałość opakowania
-średnia szybkość wypływu
-rozpył
-badanie koncentratu: ocena organoleptyczna (wygląd, zapach, barwa), oznaczenie pH, gęstość, stopień wysolenia w przypadku perfum
Mydła w kostce
Badania wykonywane na tych preparatach:
-ocena organoleptyczna (wygląd, barwa, zapach, kształt)
-oznaczenie zawartości substancji powierzchniowo czynnych rozpuszczalnych w alkoholu
-całkowita zawartość kwasów tłuszczowych łącznie z żywicznymi (ok. 77-79%)
-zawartość alkaliów żrących
-miana wydzielonych kwasów tłuszczowych
-oznaczenie lepkości
-zawartość tłuszczu niezmydlonego i substancji niezmydlających
-zawartość chlorków
-piano twórczość
Przykłady możliwych innych badań wykonywanych na preparatach kosmetycznych
- zawartość gliceryny
- obecność witamin
- zawartość kwasów tioglikolowych
- zawartość aktywnego tlenu
- liczba nadtlenkowa
- liczba zmydlania
- liczba kwasowa
- liczba zobojętnienia wydzielonych kwasów tłuszczowych
- zawartość kwasów tłuszczowych
- rozpuszczalność w alkoholu
- współczynnik załamania światła
- zawartość substancji lotnych
- liczba karbonylowa
- przewodność
- zawartość konserwantów
Środki konserwujące stosowane w preparatach kosmetycznych
Środki konserwujące są substancjami mającymi na celu zmniejszenie szybkości lub całkowite zahamowanie niekorzystnych zmian, głównie mikrobiologicznych, które powodują psucie wyrobu lub obniżenie jego jakości. Mają one za zadanie utrzymywać preparaty kosmetyczne w stanie pozbawionym zanieczyszczeń nie tylko podczas ich wytwarzania i pakowania, ale również podczas całego okresu ich stosowania, co jest szczególnie istotne w przypadku preparatów mających kontakt z oczami lub jamą ustną.
Środki konserwujące obok barwników i związków zapachowych są jednymi z najbardziej kontrowersyjnych surowców kosmetycznych, gdyż są powodem najczęstszych alergii u użytkowników. Stąd też konieczność ograniczenia ich zawartości do minimum, szczególnie w preparatach do pielęgnacji okolic oczu, czy mających kontakt ze śluzówką. Coraz wyższe wymagania władz sanitarnych wielu państw dotyczące z jednej strony czystości mikrobiologicznej wyrobów kosmetycznych, a z drugiej strony ograniczenia maksymalnych, dopuszczalnych stężeń środków konserwujących, zmuszają producentów kosmetyków do poszukiwania nowych sposobów rozwiązania tych złożonych problemów.
Istnieje wiele substancji chemicznych stosowanych jako konserwanty: od prostych związków jak np. kwas benzoesowy aż do bardzo skomplikowanych struktur chemicznych. W poszczególnych krajach sporządza się listy dopuszczonych do stosowania w kosmetykach środków konserwujących wraz z zalecanymi stężeniami użytkowymi. Większość państw w swoim ustawodawstwie opiera się na wytycznych obowiązujących w krajach EWG. Pomimo stosunkowo szerokiej listy środków dopuszczonych do tego celu w kosmetyce, w codziennej praktyce stosuje się zaledwie kilka substancji czynnych. Do najczęściej używanych konserwantów zalicza się estry kwasu p-hydroksybenzoesowego znane jako parabeny, aseptiny czy nipaginy.
Konserwacji nie wymagają praktycznie tylko te wyroby kosmetyczne, które nie są pożywką dla mikroorganizmów np. bezwodne preparaty typu olei do pielęgnacji skóry lub masażu czy też kosmetyki zawierające w składzie recepturalnym powyżej 40 % alkoholu etylowego. Pojawiająca się na opakowaniu informacja, że kosmetyk nie zawiera konserwantu oznacza, że w jego składzie nie ma żadnego ze związków znajdujących się na liście dopuszczonych w danym kraju do tego celu surowców. Jeżeli w preparacie kosmetycznym znajdują się surowce, których podstawowym zadaniem nie jest konserwowanie, a które dodatkowo wykazują właściwości konserwujące, to działanie to nie musi być deklarowane. Spośród najczęściej stosowanych do tego celu układów można wymienić: niektóre olejki eteryczne, etanol, glicerynę, glikol propylenowy, sorbitol, kwasy tłuszczowe (linolowy, rycynolowy). W zależności od zastosowanego stężenia mogą one zastępować środki konserwujące lub poprzez działanie synergiczne ze stosowanymi konserwantami powodować obniżenie ich zawartości. I tak np. wiele olejków eterycznych ma własności przeciw drobnoustrojowe, co wspomaga konserwowanie wyrobu.
Ilość dodawanego konserwantu w dużym stopniu zależy również od rodzaju i wielkości opakowania kosmetyku oraz od czasu użytkowania preparatu. Opakowanie powinno być tak zaprojektowane, by ograniczyć dostęp mikroorganizmów, a także uniemożliwić wydzielanie się wody, co ułatwia wzrost mikroorganizmów. Generalnie mniej narażone na działanie drobnoustrojów są kosmetyki w tubkach, w sprayu czy zaopatrzone w dozowniki, ponieważ mały otwór w znaczący sposób ogranicza możliwość wtórnego zakażenia preparatu. Producent wybiera konserwant dostosowując go do składu preparatu, rodzaju opakowania oraz przewidywanego okresu trwałości. Termin trwałości to data, do której produkt, przy właściwym przechowywaniu, spełnia założoną funkcję. Na opakowaniu powinna pojawić się ona z uwzględnieniem miesiąca i roku. Można również umieścić datę produkcji oraz okres przydatności kosmetyku. W Polsce okres ważności większości wyrobów sięga 12 miesięcy. W przypadku preparatów zachodnich termin przydatności do użycia podaje się na opakowaniu tylko wtedy, kiedy okres ważności jest krótszy niż 30 miesięcy.
5