Materiały i nanomateriały kosmetyczne

Sprawozdanie

Krem z mocznikiem 15% i kwasem mlekowym

data wykonania ćwiczenia: 13 III 2012

Wstęp teoretyczny

Do najważniejszych środków pielęgnacji skóry należą kremy kosmetyczne. Pomagają one zachować równowagę wodno-lipidową naskórka.

Kremy różnią się między sobą składem bazy tłuszczowej, zawartością wody, ilością substancji biologicznie czynnych, sposobem wytwarzania i przeznaczeniem. Ze względu na zastosowanie kremy można podzielić na czyszczące, ochronne, nawilżające i inne.

Preparaty oczyszczające mają na celu usunięcie ze skóry brudu lub makijażu. Powinny one dawać się łatwo rozprowadzić na powierzchni skóry, a po usunięciu brudu pozostawić ją zmiękczoną i lekko natłuszczoną. W tym celu do kosmetyków wprowadza się substancje tłuszczowe, takie jak lanolina czy olej awokado.

Kremy ochronne stosuje się do ochrony rąk przed czynnikami szkodliwymi (detergenty, smary, roztwory kwasów i zasad, itp.) Po rozsmarowaniu pozostawiają one na skórze warstwę ochronną o dużej odporności chemicznej. Głównym ich składnikiem są oleje silikonowe. W celu ochrony przed benzyną, olejami i smarami stosuje się polimery hydrofilowe, tworzące warstwę nieprzepuszczalną dla węglowodorów.

Kremy nawilżające są emulsjami (zarówno typu woda w oleju, jak i olej w wodzie) o konsystencji półstałej. Wykazują właściwości pielęgnacyjne i ochronne, są odporne na zmywanie wodą, utrzymują się na skórze przez dłuższy czas, zabezpieczając ją przed nadmierną utratą wody. Najczęściej stosowane składniki to: alkohol cetylowy i stearynowy, które przyspieszają wchłanianie i zapewniają odpowiednią konsystencję, lanolina, alkohole lanolinowe, olej parafinowy, związki higroskopijne takie jak gliceryna czy alkohol propylenowy. Często dodaje się również wyciągi ziołowe czy soki roślinne wykazujące korzystny wpływ na skórę.

Pochodnymi kremów nawilżających są balsamy do ciała. Mają one postać półpłynnych emulsji, które nawilżają i lekko natłuszczają wysuszoną skórę. Zawierają często alantoinę, kolagen i łagodne wyciągi ziołowe np. rumiankowy czy nagietkowy.

Istnieje również szeroka gama tzw. kremów uniwersalnych, łączących właściwości szybko wchłaniających się kremów dziennych z kremami tłustymi. Mogą być stosowane do różnych celów, np. kremy do pielęgnacji rąk, zawierające najczęściej glicerynę i alantoinę, czy kremy sportowe, stanowiące ochronę przed działaniem czynników atmosferycznych, takich jak wiatr czy niska temperatura. Kremy takie powinny pozostawiać na skórze cienką warstewkę tłuszczu i zawierają zwykle znaczną ilość wazeliny.

Emulsje są jednym z trzech podstawowych rodzajów kosmetyków. Umożliwiają one równomierne rozprowadzenie składników preparatu, zarówno tych rozpuszczalnych w wodzie, jak i tych rozpuszczalnych w tłuszczach, a przy tym wykazują zgodność z właściwościami skóry (naturalnie pokrywający skórę płaszcz hydrolipidowy ma budowę emulsji, w której fazę olejową stanowi łój skórny, a fazę wodną - woda wydzielana przez gruczoły potowe).

Emulsja jest to układ dyspersyjny złożony z dwóch cieczy niemieszających się (lub mieszających się w niewielkim stopniu) - oleju i wody. Taki układ wytwarzany jest zwykle w sposób mechaniczny - przez wytrząsanie - lub też w sposób termiczny - przez ogrzewanie mieszaniny. Składnik występujący w przewadze nazywany jest fazą ciągłą, zaś drugi składnik, zawieszony w fazie ciągłej - fazą rozproszoną (zdyspergowaną). W zależności od tego, czy fazę ciągłą tworzy faza wodna czy olejowa wyróżniamy emulsje typu olej w wodzie (o/w) lub woda w oleju (w/o). W kosmetyce stosowane są oba rodzaje. Istnieją także bardziej złożone emulsje, w których faza wodna zdyspergowana jest w kroplach fazy olejowej zawieszonych w fazie ciągłej - wodnej (w/o/w). Analogicznie definiuje się emulsję typu o/w/o. Układy tego typu są jednak mało stabilne i z tego względu rzadko stosowane.

Łatwe uzyskanie trwałych emulsji obu typów możliwe jest dzięki dodaniu emulgatorów. Związki te charakteryzują się obecnością w cząsteczce zarówno grup hydrofobowych, jak i hydrofilowych. Dzięki takiej budowie emulgatory obniżają napięcie międzyfazowe, przez co ułatwiają uzyskanie odpowiedniego stopnia dyspersji, a także utrwalają powstały układ.

Pod względem chemicznym emulgatory dzielimy na jonowe i niejonowe. Wśród jonowych wyróżniamy emulgatory anionowe (np. mydła), kationowe (ze względu na negatywne działanie na skórę nie są stosowane w kosmetykach) i amfoteryczne (np. lecytyna). Największe znaczenie mają jednak emulgatory niejonowe - głównie związki oksyetylenowane (oksypropylenowane) oraz estry kwasów tłuszczowych i polialkoholi.

Krem z mocznikiem 15% i kwasem mlekowym przeznaczony jest do pielęgnacji szczególnie suchej skóry wykazującej tendencję do rogowacenia i łuszczenia się, zwłaszcza na stopach i łokciach. Zaleca się go przy takich chorobach jak łuszczyca czy cukrzyca. Krem ma działanie intensywnie nawilżające i zmiękczające. Stosuje się go miejscowo na nadmiernie zrogowaciałe stopy, kolana i łokcie.

Krótka charakterystyka składników

MGS (metyloseskwistaerynian glukozy) jest niejonowym emulgatorem o/w o wskaźniku HLB (równowaga hydrofilowo-lipofilowa) równym 12. Pozyskiwany z roślin, stosowany do produkcji kremów i lotionów. Pozwala na uzyskanie czystych, białych emulsji, trwałych przy pH 3,5 - 8,5. Wykazuje zgodność z wieloma naturalnymi olejami, jest odporny na podwyższone stężenia elektrolitów. MGS ma postać kremowych, bezwonnych granulek, rozpuszczalnych w tłuszczach, a nierozpuszczalnych w wodzie, o temperaturze topnienia ok. 45ºC. Najczęściej używane stężenie to 2-4% dla kremów i 2-3% dla mleczek.

Alkohol cetylowy (heksadekan-1-ol, CH₃(CH₂)₁₅OH) nawilża i wygładza skórę. Dodawany jest do kostek do masażu, gdyż stapiany z masłami podnosi ich temperaturę topnienia, jednakże podstawowym jego zastosowaniem jest stabilizowanie emulsji (nie jest emulgatorem, choć sam tworzy z wodą emulsje w/o). Jego HLB wynosi około 1-2. Alkohol cetylowy ma postać białych lub kremowych płatków. Używa się go w ilościach do 30%. Nadaje kremom kosmetycznym poślizg, przedłuża wchłanianie olejów, co ma szczególne znaczenie w przypadku kremów produkowanych na bazie jednego oleju.

Lanolina (wosk chroniący wełnę owiec przed zamoczeniem). Ze względu skład zbliżony do warstwy lipidowej ludzkiej skóry posiada bardzo dobre własności pielęgnacyjne - oczyszczające, wygładzające i natłuszczające. Przenika w głąb skóry, reguluje gospodarkę wodną, zmiękcza naskórek oraz zmniejsza szorstkość skóry. Jest także naturalnym emulgatorem. Choć nie rozpuszcza się w wodzie, potrafi wchłonąć jej dwa razy więcej niż sama waży, tworząc stabilną emulsję w/o. Lanolina jest żółtą, woskowatą substancją o charakterystycznym zapachu, rozpuszczalną w tłuszczach. W pomadkach do ust i maściach stosowana jest w stężeniu 4-10%, a w mydłach - 1-20%.

Masło Shea - otrzymywane z owoców (orzeszków) drzewa masłowego Butyrospermum parkii, występującego w Afryce. W temperaturze pokojowej ma postać miękkiej grudkowatej masy, która pod wpływem ciepłoty ciała staje się płynna. Ma kolor biały i nie posiada zapachu. Masło Shea można stosować bezpośrednio na skórę, posiada właściwości pielęgnacyjne, natłuszczające i nawilżające. Przyspiesza gojenie się ran, podrażnień i stanów zapalnych oraz poparzeń słonecznych, zawiera naturalne filtry UV. Może być też stosowane jako odżywka do włosów suchych, łamliwych, rozdwajających się. Stężenie w kosmetykach - nawet do 100%.

Ziele szałwii lekarskiej otrzymuje się z liści rośliny Salvia officinalis L. Zawiera głównie olejek eteryczny, którego głównymi składnikami są tujon, cyneol i kamfora. Poza olejkiem występują garbniki katechinowe, triterpeny, witamina C, karoten oraz gorzki lakton diterpenowy — karnozol. Ziele szałwii wykazuje działanie antyseptyczne, ściągające, przeciwzapalne i przeciwpotowe. Stosowane jest głównie zewnętrznie do płukania jamy ustnej i gardła w stanach zapalnych wywołanych infekcjami lub jako dodatek do kąpieli i okładów w infekcjach skóry (także trądziku), również w nadmiernej potliwości nóg itp. W takich też celach szałwia dodawana jest do kosmetyków.

Mocznik (NH₂-CO-NH₂) - biały, krystaliczny proszek pozbawiony zapachu. Dzięki swoim właściwościom higroskopijnym wykazuje intensywne działanie nawilżające. Ze względu na działanie przeciwbakteryjne polecany do cery trądzikowej. Rozpuszcza się w wodzie, alkoholu i glikolu propylenowym; nie rozpuszcza się w tłuszczach. Najczęściej stosowany w stężeniu 2-5%. Łatwo ulega hydrolizie, dlatego zwykle dodaje się stabilizatorów (kwas mlekowy).

Kwas L-mlekowy (α-hydroksypropionowy, C₂H₄OH-COOH) otrzymuje się w procesie fermentacji mlekowej przez bakterie mlekowe. Kwas mlekowy posiada właściwości nawilżające, a także normalizuje procesy złuszczania naskórka. Stosowany jako stabilizator pH, ale także uelastycznia skórę, spłyca zmarszczki, rozjaśniania przebarwienia i zwęża pory. Jako składnik szamponów i odżywek pobudza cebulki, przyspieszając porost włosów.

Sorbitol (C₆H₈(OH)₆) jest bezbarwną higroskopijną cieczą o konsystencji gęstego syropu. Otrzymuje się go na drodze redukcji glukozy. Ma właściwości higroskopijne a także zagęszczające i nadające poślizg. Oprócz właściwości nawilżających stabilizuje emulsję oraz zabezpiecza kosmetyki przed wysychaniem. Przenika do przestrzeni międzykomórkowych, gdzie wiąże ilość wody niezbędną do zachowania prawidłowego nawilżenia skóry, wygładza ją, poprawia elastyczność, reguluje procesy odnowy naskórka. Rozpuszcza się w wodzie, alkoholu i glikolu propylenowym; nie rozpuszcza się w tłuszczach. W kosmetykach stosuje się stężenia do 10%.

Literatura:

1. Malinka W.: Zarys chemii kosmetycznej, Volumed, Wrocław, 1999.

2. Marzec A.: Chemia kosmetyków, Wydawnictwo „Dom Organizatora”, Toruń, 2005.

3. Materiały i nanomateriały kosmetyczne - wykłady i instrukcja do ćwiczenia.

4. Olechnowicz-Stępień W., Lamer-Zarawska E.: Rośliny lecznicze stosowane u dzieci; Państwowy Zakład Wydawnictw Lekarskich, Warszawa, 1992.

5. http://www.zrobsobiekrem.pl

Przepis

A. Faza olejowa 35%

1,5 g MGS (niejonowy emulgator o/w)

2 g alkoholu cetylowego dobrze rozdrobnionego

4,5 g lanoliny

8 g masła Shea

B. Faza wodna 65%

20 ml naparu z szałwii

7,5 g mocznika

2,5 g kwasu mlekowego 70% (użyliśmy kwasu 80%)

1,5 g sorbitolu 100%

Wykonanie

Do dwóch zlewek odważyliśmy poszczególne składniki fazy olejowej i fazy wodnej (składnik ciekły - napar z szałwii - odmierzając cylindrem). Fazę olejową ogrzewaliśmy do całkowitego rozpuszczenia składników (ok. 40ºC), równocześnie w drugiej zlewce ogrzewaliśmy fazę wodną do zbliżonej temperatury. Po całkowitym rozpuszczeniu składników fazy olejowej stopniowo przelaliśmy ją do zlewki z fazą wodną, stosując mieszanie za pomocą homogenizatora, aż do zgęstnienia i schłodzenia całości.

Otrzymaliśmy ok. 50 g kremu.

2

---