Косметические формы и компоненты основы

 

Основа определяет форму косметического средства. Кремы, гели, растворы, мази, пудры — эти разные косметические формы характеризуются только им присущими физико-химическими и биологическими свойствами. Но в подавляющем большинстве косметических рецептур присутствует вода. И это не случайно.

Вода — универсальный растворитель в живой природе и необходимый компонент в жизни любой клетки. Хотя существуют и безводные рецептуры (например, чистые растительные масла и вазелиновые мази), именно вода, благодаря своим уникальным физико-химическим свойствам позволяет создавать широкое разнообразие рецептур. При растворении в воде различных веществ могут образовываться следующие типы смесей.

 Раствор — гомогенная смесь, состоящая из растворенного вещества и растворителя. В гомогенных системах при заданных условиях существует только одна фаза и нет границы раздела. Например, соль в воде образует раствор. Растворы всегда прозрачны. 

В гетерогенных (дисперсных) системах в термодинамическом равновесии находятся две или более фаз, между которыми существует поверхность раздела (межфазная поверхность). Устойчивость гетерогенных систем сильно зависит от величины межфазного натяжения на границе раздела фаз. Чем ниже поверхностное натяжение на границе раздела фаз, тем более устойчивой является дисперсная система. Поверхностное натяжение — мера нескомпенсированности межмолекулярных сил на границе раздела фаз, вследствие чего свободная энергия молекул в поверхностном слое выше, чем в объемах соприкасающихся фаз. Стремление любой системы уменьшить свою поверхностную энергию обусловливает существование поверхностного натяжения, действие которого проявляется в стремлении уменьшить площадь контакта между фазами (например, капля жидкости на границе с воздухом принимает сферическую форму).

 

(Что такое устойчивость? Почему устойчивость гетерогенных систем сильно зависит от величины межфазного натяжения на границе раздела фаз? Почему чем ниже поверхностное натяжение на границе раздела фаз, тем более устойчивой является дисперсная система? Почему стремление любой системы уменьшить свою поверхностную энергию обусловливает существование поверхностного натяжения, действие которого проявляется в стремлении уменьшить площадь контакта между фазами? Лично мне было интересно углубиться в причины процесса и я хочу поделиться ими с вами. Если вас это не интересует, то можете домотать до окончания и продолжить чтение. Объяснение будет достаточным для тех, кто знаком в некоторой степени с физикой и химией. В процессе чтения вы встретите аббревиатуру ПАВ, что значит поверхностно активные вещества, о них будет сказано ниже.

 

" План:

1.  Характеристика гетерогенных систем.

2. Виды устойчивости гетерогенных систем.

3. Стабилизация гетерогенных систем.

4. Литература

 

 

Характеристика гетерогенных систем

 

Большинство лекарственных форм представляет собой дисперсные системы, дисперсной фазой которых является лекарственное вещество. В зависимости от его свойств системы могут быть гомогенные и гетерогенные.

Гетерогенные системы характеризуются существованием реальных физических поверхностей раздела между фазой и средой. Размеры частиц фазы в этих гетерогенных системах настолько велики по сравнению с молекулами дисперсионной среды, что между ними образуется поверхность раздела.

 

Суспензии - представляют собой взвеси твердых частиц в жидкой среде. Это грубодисперсная система. Величина частиц дисперсной фазы более 100 мкм. Частицы видимы в микроскоп.

 

Эмульсии – дисперсная фаза представлена каплями жидкости, не смешивающейся с дисперсионной средой, размером от 1 до 50 мкм.

 

 

Свойства гетерогенных систем:

 

1. Гетерогенность - наличие фазы и среды.

 

2. Отсутствие броуновского движения частиц и диффузии из-за большой величины частиц.

 

3. Суспензии и эмульсии проявляют свойства мутных сред в отраженном и в проходящем свете.

 

4. В них не наблюдается осмотического давления, так как частицы фазы несоизмеримы с молекулами среды. (У коллоидных растворов - низкое осмотическое давление).

 

5. Все гетерогенные системы из-за наличия поверхности раздела являются неустойчивыми системами, то есть изменяют свои свойства в течение времени.

 

Нарушение однородности суспензии или эмульсии приводит к нарушению точности дозирования лекарственных веществ. Поэтому одним из основных требований к суспензиям и эмульсиям является требование стабильности (устойчивости).

 

 

Виды устойчивости гетерогенных систем

 

Под устойчивостью гетерогенных систем понимают способность сохранять свои свойства и состояние в неизменном виде. Устойчивость суспензий и эмульсий условна, она означает лишь некоторую степень постоянства их свойств. Различают следующие виды устойчивости:

 

< агрегативная; < конденсационная; < кинетическая (седиментационная).

 

Все виды устойчивости тесно связаны друг с другом, взаимосвязаны.

 

1) Агрегативная устойчивость - способность частиц фазы противостоять образованию агрегатов. При агрегативной неустойчивости частицы фазы образуют агрегаты, состоящие из первичных исходных частиц. При образовании агрегатов сохраняются сольватные оболочки первичных частиц.

Агрегативно неустойчивая система склонна к разделению фазы и среды. В суспензии образуется осадок, агрегаты легко оседают, в эмульсиях происходит коалесценция.

 

Агрегация - это неглубокое изменение свойств суспензии, она обратима при взбалтывании.

 

2. Конденсационная устойчивость - способность частиц фазы противостоять образованию конденсатов. В отличие от агрегации при конденсационной неустойчивости образуются более крупные частицы, некоторые индивидуальные свойства исходных частиц при этом теряются: образуется общая сольватная оболочка.

 

Конденсация - более глубокое изменение свойств суспензии. При взбалтывании исходное состояние не восстанавливается.

 

3. В прямой зависимости от агрегативной и конденсационной устойчивости находится седиментационная устойчивость, или кинетическая.

Кинетическая устойчивость системы - способность противостоять разделению фазы и среды. В суспензии кинетическая неустойчивость выражается седиментацией (оседанием) твердой фазы, а в эмульсиях - коалесценцией (расслаиванием).

 

Скорость седиментации является величиной обратной скорости осажде­ния частиц, которая определяется законом Стокса.

где: V - скорость седиментации, r - радиус частиц фазы.

 

 

- разность плотностей фазы и среды.

 

g- ускорение свободного падения.

- вязкость среды.

Из формулы можно определить факторы седиментационной устойчивости:

 

1. Радиус частиц. Чем мельче частицы, тем они медленнее оседают.

 

 

2.	- вязкость. Чем больше вязкость среды, тем устойчивее система.

 

При приготовлении гетерогенных систем учитывают факторы, влияющие на все виды устойчивости.

 

 

Стабилизация гетерогенных систем.

 

Стабилизация гетерогенных систем осуществляется как с помощью технологических приемов, так и с помощью стабилизаторов.

Цель стабилизации (независимо от способов) предотвратить разделение дисперсной системы на фазу и среду, обеспечить однородность.

 

Технологические приемы стабилизации:

 

< тщательное измельчение дисперсной фазы. В суспензиях твердая фаза измельчается в присутствии расклинивающей жидкости на стадии приготовления пульпы.

< использование загустителей дисперсионной среды.

 

Технологические приемы обеспечивают стабильность суспензий лишь гидрофильных веществ, на поверхности которых образуется сольватная (гидратная) оболочка. Однако, при изготовлении суспензий из гидрофобных веществ и эмульсий, на поверхности частиц дисперсной фазы сольватной оболочки не образуется и дисперсионная среда (вода) выталкивает не родственное ей вещество на поверхность, в результате чего происходит флокуляция (в суспензиях) или коалесценция (в эмульсиях). Для стабилизации дисперсной фазы в дисперсионной среде необходимо введение стабилизатора - вспомогательного вещества. Стабилизирующий эффект проявляется в силу действия различных механизмов. Различают несколько механизмов стабилизации гетерогенных систем.

 

1. Уменьшение свободной поверхностной энергии при сохранении суммарной поверхности

В связи с наличием поверхности раздела в гетерогенных системах образуется запас свободной поверхностной энергии, которая стремится к минимуму. Это стремление реализуется через укрупнение частиц путем агрегации или кон­денсации и тем самым уменьшения площади суммарной поверхности. В результате система становится неустойчивой, расслаивается.

 

, где

 

- свободная поверхностная энергия.

 - поверхностное натяжение,

s - суммарная поверхность.

В гетерогенных системах свободная поверхностная энергия может быть уменьшена за счет уменьшения поверхностного натяжения на границе раздела фазы и среды с помощью ПАВ, при этом сохранения суммарной поверхности.

 

 

1. Стабилизация может быть обеспечена образованием на поверхности частиц дисперсной фазы двойного электрического слоя.

 

 

Такой слой образуют ионогенные стабилизаторы, содержащие в своей молекуле катион и анион. Этот слой аналогичен защитному слою мицеллы в коллоидных растворах. Частицы с двойным электрическим слоем, имея одинаковый внешний заряд, будут отталкиваться друг от друга и, следовательно, со­хранять устойчивость гетерогенной системы.

 

3. Энтропийный механизм стабилизации заключается в том, что молекулы стабилизатора (ВМС) адсорбируются на частице дисперсной фазы частью своей молекулы. В то время как большая часть их молекулы - (цепи)- будет находиться в дисперсионной среде в свободном состоянии и способна совер­шать некоторое движение. Последнее способствует отталкиванию частиц друг от друга, то есть обеспечивает стабильность.

 

4. Образование на поверхности частиц фазы твердых оболочек из стабилизатора при использовании твердых "бронирующих" стабилизаторов (бентониты).

Механизм стабилизации гетерогенной системы определяется свойствами стабилизатора. Поскольку все стабилизаторы являются поверхностно-активными веществами, то во всех случаях их использования имеет место первый механизм стабилизации (снижение поверхностной энергии). Дополнительно к нему могут "работать" и другие механизмы в зависимости от индивидуальных свойств стабилизатора.

 

 

Литература:

 

1. Технология лекарственных форм / Под ред. Т. С. Кондратьевой. М.: Медицина, 1991.-T.I.

2. И.А. Муравьев. Технология лекарств.- М.: Медицина, 1980.- Т.2.

3. М.Х. Глузман, Г.С. Башура и др. Поверхностно-активные вещества и их применение.- М., 1972.

4. Полимеры в фармации / Под ред. А.И. Тенцовой. М. 1985.

5. Справочник фармацевта.

6. Государственная фармакопея XI издания.- Т.2., 1990.")

 

 

Суспензия — это гетерогенная система, в котором нерастворимые частицы твердого вещества взвешены вводе и не оседают на дно. Частицы глины или грязи, взвешенные в воде, образуют суспензию. Разновидностью суспензий являются липосомальные и мицеллярные препараты, в которых дискретные частицы липидов, организованных определенным образом, взвешены в водной фазе. Суспензии, как правило, непрозрачны, поскольку частицы обладают светоотражающими свойствами (когда частицы очень мелкие и их концентрация в суспензии невелика, суспензия может казаться прозрачной).

 

Гель — это гетерогенная система, в которой дисперсионный компонент формирует в воде (дисперсной фазе) непрерывную трехмерную пространственную структуру (сетку). В качестве примера можно привести одно из самых популярных веществ в косметологии — гиалуроновую кислоту, которая при соединении с водой формирует гель. Гель может быть прозрачным и непрозрачным в зависимости от концентрации и типа полимерных веществ.

Эмульсия — дисперсная система, представляющая собой смесь двух жидких несмешивающихся веществ, в которой одно вещество образует дискретную фазу (капли) и равномерно распределено в другом веществе, формирующем непрерывную фазу. К препаратам на эмульсионной основе относятся кремы, косметическое молочко. Эмульсия всегда непрозрачна в связи с оптической неоднородностью фаз.

 

 

Вода

 

Вода и способы ее очистки

Содержание воды в организме в зависимости от водно-солевого баланса составляет от 60 до 70%.

(ВО́ДНО-СОЛЕВО́Й ОБМЕ́Н, со­во­куп­ность про­цес­сов по­сту­п­ле­ния, вса­сы­ва­ния, рас­пре­де­ле­ния и вы­де­ле­ния во­ды и со­лей в ор­га­низ­мах жи­вот­ных и че­ло­ве­ка. В.-с. о. обес­пе­чи­ва­ет по­сто­ян­ст­во ос­мо­ляль­но­сти, кон­цен­тра­ции ка­ж­до­го из ио­нов и ки­слот­но-ще­лоч­но­го рав­но­ве­сия жид­ко­стей внут­рен­ней сре­ды ор­га­низ­ма. Ос­мо­ляль­ность оп­ре­де­ля­ет­ся как сум­мар­ная кон­цен­тра­ция всех рас­тво­рён­ных ос­мо­ти­че­ски ак­тив­ных ве­ществ и вы­ра­жа­ет­ся в еди­ни­цах мосм/кг, т. е. мо­ляр­ным ко­ли­че­ст­вом ве­ществ в грам­мах на ки­ло­грамм рас­тво­ри­те­ля (в дан­ном слу­чае H2O). В нор­ме про­цес­сы по­сту­п­ле­ния во­ды в ор­га­низм и её вы­де­ле­ния урав­но­ве­ше­ны. У че­ло­ве­ка мас­сой 70 кг, напр., су­точ­ная по­треб­ность в во­де (в ус­ло­ви­ях уме­рен­но­го кли­ма­та) со­став­ля­ет ок. 2,5 л, из ко­то­рых 1,2 л по­сту­па­ет в ви­де пить­е­вой во­ды, 1 л – с пи­щей, 0,3 л об­ра­зу­ет­ся в ор­га­низ­ме при окис­ле­нии гл. обр. ли­пи­дов, уг­ле­во­дов и бел­ков. Вы­де­ля­ет­ся во­да с мо­чой, по­том и ка­лом, часть её теря­ет­ся при ис­па­ре­нии с по­верх­но­сти ко­жи и че­рез лёг­кие. Об­щее со­дер­жа­ние во­ды в те­ле че­ло­ве­ка обыч­но со­став­ля­ет св. 60% от его мас­сы. По­те­ри во­ды, пре­вы­шаю­щие 0,5–1,5% от мас­сы те­ла, вы­зы­ва­ют чув­ст­во жа­ж­ды. На­ря­ду с во­дой ор­га­низ­мы ну­ж­да­ют­ся в по­сту­п­ле­нии неор­га­нич. ве­ществ: ио­нов Na+, K+, Ca2+, Mg+2, Cl–, SO2−4, PO3−4, HCO−2, и мик­ро­эле­мен­тов (Fe, Zn, Co, Cu и др). Всо­сав­шие­ся в ки­шеч­ни­ке и по­чеч­ных ка­наль­цах ио­ны по­сту­па­ют в кровь или лим­фу и пе­ре­но­сят­ся ко всем клет­кам. По со­ле­во­му со­ста­ву вне- и внут­ри­кле­точ­ные жид­ко­сти раз­ли­ча­ют­ся: в клет­ках пре­об­ла­да­ют ио­ны K+,Mg2+ и фос­фа­ты, вне кле­ток – ио­ны Na+,Ca2+и Cl–. Это раз­ли­чие под­дер­жи­ва­ет­ся дея­тель­но­стью био­ло­гич. мем­бран и свя­зы­ва­ни­ем ио­нов хи­мич. ком­по­нен­та­ми клет­ки (напр., фос­фо­ли­пи­да­ми, бел­ка­ми). В ор­га­низ­ме име­ют­ся так­же со­ле­вые де­по: напр., в ко­ст­ной тка­ни со­дер­жит­ся мно­го Ca2+, в пе­че­ни де­по­ни­ру­ют­ся мик­ро­эле­мен­ты.

Ре­гу­ля­ция В.-с. о. у по­зво­ноч­ных про­ис­хо­дит при уча­стии нерв­ной сис­те­мы, гор­мо­нов и ау­та­кои­дов. Из­ме­не­ние ос­мо­ляль­но­сти кро­ви в ор­га­низ­ме вос­при­ни­ма­ет­ся ос­мо­ре­цеп­то­ра­ми, ло­ка­ли­зо­ван­ны­ми в моз­ге, не­ко­то­рых ор­га­нах и тка­нях. Ин­фор­ма­ция от ос­мо­ре­цеп­то­ров об­ра­ба­ты­ва­ет­ся в центр. нерв­ной сис­теме и пе­ре­да­ёт­ся в зад­нюю до­лю ги­по­фи­за – ней­ро­ги­по­физ. По­вы­ше­ние ос­мо­ляль­но­сти кро­ви при­во­дит к уве­ли­че­нию сек­ре­ции ней­ро­ги­по­фи­зом ан­ти­диу­ре­тич. гор­мо­на (у мле­ко­пи­таю­щих – ва­зо­прес­син; у птиц, реп­ти­лий, ам­фи­бий – ва­зо­то­цин), ко­то­рый уве­ли­чи­ва­ет ре­аб­сорб­цию во­ды и умень­ша­ет её вы­де­ле­ние с мо­чой. Сни­же­ние ос­мо­ляль­но­сти кро­ви (при из­быт­ке во­ды в ор­га­низ­ме) при­во­дит к по­ни­же­нию сек­ре­ции это­го гор­мо­на, что уси­ли­ва­ет вы­де­ле­ние во­ды поч­ка­ми. По­сто­ян­ст­во объ­ё­ма жид­ко­стей те­ла обес­пе­чи­ва­ет­ся сис­те­мой во­лю­мо­ре­гу­ля­ции; во­лю­мо­ре­цеп­то­ры реа­ги­ру­ют на из­ме­не­ние кро­ве­на­пол­не­ния круп­ных со­су­дов, по­лос­тей серд­ца и др. В ре­зуль­та­те реф­лек­тор­но воз­рас­та­ет сек­ре­ция гор­мо­нов, сти­му­ли­рую­щих вы­де­ле­ние во­ды и со­лей на­трия из ор­га­низ­ма. Важ­ную роль в ре­гу­ля­ции ба­лан­са во­ды иг­ра­ют гор­мо­ны ва­зо­прес­син и глю­ко­кор­ти­кои­ды, ба­ланс на­трия под­дер­жи­ва­ет­ся аль­до­сте­ро­ном, ат­рио­пеп­ти­дом и ан­гио­тен­зи­ном II, каль­ция – па­ра­ти­рео­ид­ным гор­мо­ном, каль­ци­то­ни­ном, ак­тив­ны­ми фор­ма­ми хо­ле­каль­ци­фе­ро­ла (ви­та­ми­на D3). Центр. нерв­ная сис­те­ма ко­ор­ди­ни­ру­ет дея­тель­ность разл. ор­га­нов и сис­тем, обес­пе­чи­вая по­сто­ян­ст­во осн. па­ра­мет­ров вод­но-со­ле­во­го об­ме­на.

Источник: Лит.: Фи­зио­ло­гия вод­но-со­ле­во­го об­ме­на и поч­ки. СПб., 1993; Фро­лов Б. А. Фи­зио­ло­гия и па­то­ло­гия об­ме­на на­трия и во­ды в ор­га­низ­ме. М., 2004.)

 Вода является дисперсионной средой цитоплазмы клеток, непосредственно участвует в большинстве биохимических реакций. Вода обеспечивает тургор и осморегуляцию клеточных структур.

 (Осморегуляция — физико-химические и физиологические процессы, обеспечивающие постоянство осмотического давления (кон­цен­тра­ции ос­мо­ти­че­ски ак­тив­ных ве­ществ; к ос­мо­ти­че­ски ак­тив­ным ве­ще­ст­вам от­но­сят разл. ио­ны (в т. ч. Na+, K+, Mg2+, Cl−, HCO−3, SO2−4, фос­фа­ты, ор­га­нич. ки­сло­ты), глю­ко­зу, мо­че­ви­ну и др.) внутренней среды организма (вне­кле­точ­ная жид­кость, ге­мо­лим­фа, лим­фа, плаз­ма кро­ви). В результате осморегуляции происходит либо выделение воды и солей из организма, либо выдержка и перераспределение воды в организме. Кон­цен­тра­ция ос­мо­ти­че­ски ак­тив­ных ве­ществ вы­ра­жа­ет­ся в ос­мо­лях (сокр. обо­зна­че­ние – осм) – в ко­ли­че­ст­ве недиссоциирующего ве­ще­ст­ва в мо­лях на ки­ло­грамм воды ра­ст­во­ри­те­ля (ос­мо­ляль­ность) или на литр рас­тво­ра (ос­мо­ляр­ность). Эво­лю­ция жи­вот­но­го ми­ра про­ис­хо­ди­ла на фо­не из­ме­не­ний ус­ло­вий оби­та­ния (пе­ре­ход из мор. во­ды в пре­сные во­до­ёмы, вы­ход на су­шу, вто­рич­ное воз­вра­ще­ние в мор. во­ду) и со­про­во­ж­да­лась раз­ви­ти­ем разл. адап­та­ций. Жизнь в лю­бых сре­дах тре­бу­ет в оп­ре­де­лён­ной сте­пе­ни кон­тро­ли­руе­мых фи­зи­ко-хи­мич. ус­ло­вий для кле­ток ка­ж­дой осо­би. К та­ким ус­ло­ви­ям от­но­сит­ся сум­мар­ная кон­цен­тра­ция рас­тво­рён­ных ве­ществ, кон­цен­тра­ция отд. ио­нов, pH. Су­ще­ст­ву­ет два ти­па ре­ак­ций жи­вот­ных на кон­цен­тра­цию ос­мо­ти­че­ски ак­тив­ных ве­ществ во внеш­ней сре­де оби­та­ния. Пой­ки­лос­мо­ти­че­ские жи­вот­ные не об­ла­да­ют ак­тив­ной сис­те­мой ста­би­ли­за­ции кон­цен­тра­ции ос­мо­ти­че­ски ак­тив­ных ве­ществ в жид­ко­стях внутр. сре­ды, и ос­мо­ляль­ность вне­кле­точ­ных жид­ко­стей их те­ла за­ви­сит от ос­мо­ляль­но­сти внеш­ней сре­ды (в осн. мор. бес­по­зво­ноч­ные и мик­си­ны). Го­мой­ос­мо­ти­че­ские жи­вот­ные спо­соб­ны под­дер­жи­вать по­сто­ян­ст­во кон­цен­тра­ции ос­мо­ти­че­ски ак­тив­ных ве­ществ в жид­ко­стях внутр. сре­ды.

У че­ло­ве­ка и мле­ко­пи­таю­щих О. обес­пе­чи­ва­ет­ся т. н. ос­мо­ре­гу­ли­рую­щим реф­лек­сом и кон­тро­ли­ру­ет­ся ос­мо­ре­гу­ли­рую­щей сис­те­мой, вклю­чаю­щей спе­циали­зир. ре­цеп­то­ры (ос­мо­ре­цеп­то­ры), ин­фор­ма­ция от ко­то­рых пе­ре­да­ёт­ся че­рез ЦНС к зад­ней до­ле ги­по­фи­за; в О. уча­ст­ву­ют над­по­чеч­ни­ки, разл. сен­сор­ные ор­га­ны и др. Важ­ное зна­че­ние име­ют из­ме­не­ние ско­ро­сти сек­ре­ции гор­мо­на ар­ги­нин-ва­зо­прес­си­на или лизин-вазопрес­си­на (см. Ва­зо­прес­син) и ре­ак­ция на не­го по­чек. Кон­цен­тра­ция ос­мо­ти­че­ски ак­тив­ных ве­ществ в сы­во­рот­ке кро­ви у че­ло­ве­ка от­но­сит­ся к чис­лу наи­бо­лее стро­го кон­тро­ли­руе­мых фи­зи­ко-хи­мич. па­ра­мет­ров. Она в те­че­ние всей жиз­ни со­став­ля­ет обыч­но 285–290 мосм/кг H2O, это зна­че­ние умень­ша­ет­ся при по­треб­ле­нии во­ды и воз­рас­та­ет во вре­мя обез­во­жи­ва­ния. Поч­ки бы­ст­ро обес­пе­чи­ва­ют вос­ста­нов­ле­ние это­го по­ка­за­те­ля, из­ме­няя объ­ём вы­де­ляе­мой во­ды. Они спо­соб­ны вы­де­лять силь­но раз­бав­лен­ную (ги­по­то­ни­че­скую) мо­чу при из­быт­ке во­ды в ор­га­низ­ме и бо­лее кон­цен­три­ро­ван­ную мо­чу – при де­фи­ци­те во­ды. При не­ко­то­рых за­бо­ле­ва­ни­ях у че­ло­ве­ка (са­хар­ный диа­бет, хро­нич. по­чеч­ная не­дос­та­точ­ность) тре­бу­ют­ся до­пол­нит. ме­ры для кор­рек­ции ос­мо­ре­гу­ля­ции.

Источник: Лит.: Об­щий курс фи­зио­ло­гии че­ло­ве­ка и жи­вот­ных. М., 1991. Кн. 2; Эк­керт Р., Рэн­делл Д., Ога­стин Дж. Фи­зио­ло­гия жи­вот­ных. М., 1992. Т. 2.)

Содержание воды в коже не зависит от воздействия косметических средств, которые могут оказать влияние только на содержание воды в верхнем, роговом слое эпидермиса, где ее в среднем около 15%. Кожа называется сухой, если содержание воды в ней 10 и менее процентов. Ежесуточно кожа теряет в результате испарения около 6 мг/см^2 воды.

Вода находится в составе практически всех косметических средств: входит в состав гелей, шампуней, эмульсионных кремов; биологически активные добавки вводят в косметические композиции в виде водных настоев, отваров; вода является растворителем для многих ПАВ, некоторых полимеров, солей и др. и, следовательно, относится к основным видам сырья для косметической промышленности.

Природная вода содержит различное количество минеральных солей (хлориды, карбонаты, силикаты калия и натрия, кальция и магния, железа и меди). Соли снижают пенообразующую способность моющих средств, изменяют устойчивость кремов (эмульсий). Растворенные соли железа в присутствии некоторых консервантов вызывют нежелательную окраску композиции. Кроме того, природная вода может быть заражена разными микроорганизмами. Поэтому при производстве косметических средств используют воду, соответствующую по своим показателям стандартам (ГОСТу) на питьевую воду.

В технологии косметических средств подготовка воды направлена на снижение содержания неорганических солей, органических примесей и бактериальной флоры. С точки зрения органо-лептических показичелей вода для косметических препаратов должна быть бесцветна, абсолютно прозрачна, не иметь запаха и не иметь вкуса. После длительного отстаивания вода не должна оставлять мути.

С точки зрения химического состава вода не должна содержать неорганические соли в виде примесей. Жесткую воду, которая содержит значительное количество солей магния и кальция, необходимо дополнительно очищать с целью уменьшения её жесткости.

Показателем бактериологической чистоты воды является Coli-титр или Coli-индех. Coli-титр численно равен наименьшему объёму воды в миллилитрах, в котором найдена одна кишечная палочка Bact. coli..

В зависимости от вида водоподготовки различают воду деионизированную, кипячёную, дистиллированную, стерилизованную и апирогенную.

 

Деионизированную воду получают методом ионного обмена. Катионные ионообменные смолы позволяют удалить из воды практически полностью ионы кальция, железа, магния и, таким образом, умягчить воду. Контроль качества деионизированной воды удобно проводить методом кондуктометрии (Кондуктометрия метод физико-химического анализа веществ, основанный на изменении электрической проводимости растворов).

Чем меньше солей растворено в воде, тем выше электрическое сопротивление такой воды. Основной проблемы при деионизации воды является неудовлетворительная микробиологическая характеристика воды. Поэтому ионообменные смолы периодически обрабатывают формальдегидом или пероксиуксусной кислотой.

Стерилизованную воду получают при ультрафиолетовом облучении, при обработке воды хлором, озоном или с помощью мембранной фильтрации.

Ультрафиолетовое облучение проводят только для оптически прозрачных сред при длине волны 260 нм. Эффективность обеззараживания зависит от времени воздействия. Обычно необходимый уровень облучения составляет около 100 Вт/см^2.

Хлорирование обеспечивает длительный эффект стерилизации за счет неспецифического действия хлора на клеточную мембрану. Активная концентрация хлора должна быть не менее 5 мг/л, что на порядок выше, чем при подготовке питьевой воды. Кислая среда и высокая температура повышают окислительное действие хлора, но наличие органических примесей заметно уменьшает эффективность хлорирования воды. После хлорирования рекомендуется обрабатывать воду активированным углем, содержащим серебро.

Озонирование воды протекает быстро. Время полного распада озона составляет от 2 до 10 минут При этом не изменяются ни цвет, ни запах, ни вкус воды. Однако озонирование гораздо дороже, чем хлорирование.

Мембранная фильтрация позволяет удалять бактерии, коллоидные примеси с размером частиц 0,2—0,3 мкм и более. Обычно мембранную фильтрацию проводят при избыточном давлении с использованием специальных микро- и ультрафильтров. Недостатком этого метода является его длительность.

В современных косметических рецептурах модно использовать воду из минеральных и термальных природных источников. Такая вода обогащена природными минералами, солями металлов, микроэлементами. Добавление такой воды в косметические препараты должно вызывать общее оздоровление организма и улучшение состояния кожи. Однако, необходимо тщательно проверять, как вода из термальных или минеральных источников, которая имеет высокую проводимость и ионную силу из-за наличия в ней растворимых солей, влияет на остальные компоненты косметической рецептуры, не изменяет ли она конформации и состояние полимеров, консервантов, УФ-фильтров и других веществ, которые чувствительны к изменению ионной силы среды.

 

Эмульсии

 

Эмульсия — это дисперсия (Дисперсные системы- это ге­те­ро­ген­ные сис­те­мы, со­стоя­щие из двух и бо­лее фаз (Термодинамическая фаза — гомогенная часть гетерогенной системы, ограниченная поверхностью раздела[1][2].) с силь­но раз­ви­той по­верх­но­стью раз­де­ла ме­ж­ду ни­ми. Источник определения дисперсной системы Урь­ев Н. Б. Фи­зи­ко-хи­ми­че­ская ди­на­ми­ка дис­перс­ных сис­тем // Ус­пе­хи хи­мии. 2004. Т. 73. № 1; источник определения фазы "Термодинамика. Основные понятия. Терминология. Буквенные обозначения величин / Отв. ред. И. И. Новиков. — АН СССР. Комитет научно-технической терминологии. Сборник определений 1984".)

из двух и более несмешивающихся в норме компонентов. Одна фаза эмульсии, называемая дисперсной (внутренней), растворяется в другой — дисперсионной (внешней) фазе. Эмульсии представляют собой одну из наиболее распространенных форм косметической продукции. Косметическая эмульсия позволяет соединить в одном продукте водо- и жирорастворимые компоненты — в этом ее большое преимущество перед другими косметическими формами. Масляная фаза эмульсионных кремов содержит жиры (насыщенные и/или ненасыщенные), гидрофобные эмоленты (вещества, смягчающие кожу), жирорастворимые активные добавки (например, витамин Е), а в водной фазе находятся консерванты и водорастворимые активные компоненты.

Простые косметические эмульсии делятся на несколько типов:

1.  «Масло-в-воде» (м/в) — малый объем масла растворен в большом объеме воды.

2. «Вода-в-масле» (в/м) — малый объем воды растворен в большом объеме масла.

3. «Вода-в-силиконе» (в/с) — технически этот тип эмульсий относится к предыдущей группе. Водная фаза, содержащая этанол или многоатомные спирты, а также водорастворимые активные вещества, составляет примерно 75-90% композиции. «Масляная» фаза состоит из одного летучего и одного нелетучего силиконового масла и силиконового эмульгатора.

4.  «Масло-в-воде-в-масле» (м/в/м) — это множественные эмульсии, где в одной из частей превалирует вода с диспергированными в ней масляными каплями, а в другой — масло со взвешенными в нем капельками воды.

5. Безмасляные растворы и гели — о них мы поговорим более подробно далее.

 

Наиболее распространенным типом эмульсий является «масло-в-воде» (масла мало, воды много) — за счет более низкой стоимости производства, удобства применения и «легкости» текстуры (обычно используется как увлажняющее средство).

Многие косметические средства могут раздражать кожу с нарушением барьерной функции — на этот случай разработаны ламеллярные эмульсии. По своему составу они идентичны липидным бислоям и в целом напоминают роговой слой эпидермиса. Обычные эмульсии, как вы уже знаете, представляют собой «масло-в-воде» или «воду-В-масле», то есть капли одного вещества, окруженные другим веществом и стабилизированные эмульгатором. В ламеллярных же эмульсиях эмульгаторы отсутствуют, а масляные капли окружены не водой, как в эмульсии «масло-в-воде», а липидными бислоям, между которыми располагаются прослойки воды. Сами липидные бислои сформированы преимущественно фосфолипидами (и по сути представляют собой искусственные клеточные мембраны), а вся пластинчатая (ламеллярная) структура имитирует липидный барьер, расположенный между корнеоцитами рогового слоя. Ламеллярные эмульсии обладают хорошими увлажняющими свойствами. Они рекомендуются для чувствительной, сухой кожи (в том числе при атопическом дерматите). Важным преимуществом ламеллярных эмульсий является их приятная текстура — они не оставляют жирного блеска, легко распределяются по коже и хорошо впитываются.

Это как раз тот удачный вариант, когда липиды в косметическом средстве выполняют одновременно функцию технической добавки и активного ингредиента, восстанавливая (а не нарушая, как большинство традиционных эмульгаторов) и укрепляя барьерную функцию кожи. Иными словами, даже «пустые» ламеллярные эмульсии с ценным липидным составом сами по себе — отличные корнеотерапевтические средства (ч. 4, гл. 1), с помощью которых можно поддерживать кожный барьер в хорошем состоянии. А если еще и «нагрузить» ламеллярные эмульсии активными веществами, то получится средство, способное решать по меньшей мере две задачи:

 

1) специфическое воздействие, связанное со свойствами активного ингредиента;

2) неспецифическое корнеотерапевтическое действие, связанное с присутствием в рецептуре липидов, входящих в состав ламеллярных структур.

 

Для того чтобы создать достаточно стабильные эмульсии типа «масло в-воде», нужно преодолеть поверхностное натяжение между двумя фазами. Это можно сделать путем простого смешивания, но даже очень мощного

миксера не хватит, чтобы обеспечить длительную стабильность такой эмульсии. Как бы вы ни старались, смешиванием не удастся получить хорошую м/в эмульсию, и вода с маслом быстро разойдутся на фазы.

Для стабилизации «масла-в-воде» необходим еще один компонент, называемый эмульгатором (а лучше — комбинация эмульгаторов).

 

 

Эмульгаторы

 

Эмульгаторы — это вещества, обеспечивающие стабильность эмульсий, путём предотвращения слияния капель дисперсной фазы.  Они абсорбируются на границе раздела фаз, образуя связующую пленку между двумя средами (или, как их еще называют, фазами). Из-за особой структуры полярная часть молекулы эмульгатора обладает сродством к воде, а неполярная (насыщенные или ненасыщенные цепи жирных кислот) — к жировой фазе. Эмульгаторы разделяют одну из жидкостей на отдельные капли, удерживая их в другой жидкости во взвешенном состоянии. Поскольку эти капли ограждены защитным слоем молекул эмульгаторов, они не сливаются и друг с другом тоже. В итоге два вещества находятся в стабильной, не расслаивающейся смеси.