Коллоиды и гелеобразующие вещества

 

Загустители — вещества, способные модифицировать жидкие косметические составы в сторону повышения их вязкости. Они вво­дятся в рецептуру для улучшения структуры, пластичности и по­требительских свойств. К ним относятся натуральные и искусст­венные смолы, производные целлюлозы и полиэтиленгликоля, пектины, альгинаты, крахмал, желатин и др. Поверхностно-ак­тивные вещества (акриловые полимеры, алканоламиды, сульфабетаины) также могут повышать вязкость рецептуры и быть вспо­могательными загустителями.

К натуральным гидроколлоидам относятся агар-агар, альгинат натрия, каррагенат натрия, декстрин.

Агар-агар получают из красных и бурых водорослей, растущих в прибрежных водах Белого и Японского морей. Не имеет вкуса, за­паха, сильно набухает (масса может увеличиваться в 12 раз). В кос­метике применяется как загущающее средство, примесь к безжи­ровым кремам. Используется в качестве эмульгатора, смягчающего компонента в средствах для жирной кожи, в зубных пастах.

Альгинаты (аммониевые, кальцевые, натриевые, калиевые) — производные альгиновой кислоты. Гелеобразные субстанции, по­лучаемые из морских водорослей и используемые как загустите­ли, эмульгаторы в средствах для кожи, в кондиционерах для волос и т.д.

Альгинат натрия получают из бурых водорослей семейства ла­минарий. Вязкость в 10—12 раз выше вязкости крахмала. При вве­дении в зубные пасты образует пену, что повышает их чистящую

способность. Выполняет роль стабилизатора в эмульсионных кре­мах, шампунях.

Каррагенат натрия получают из красных водорослей. Растворя­ется в холодной воде, образуя желеобразные растворы (сульфатированный полисахарид, экстрагируется из каррагена — ирланд­ского мха). Применяется как гелеобразователь, загуститель.

Декстрин получают из сахарозы, продукт частичного разложе­ния полисахаридов. Вырабатывают из крахмала. Применяется как эмульгатор, загуститель в кремах, лосьонах и т.д.

Из синтетических гидроколлоидов применяются производные целлюлозы хлопчатника и древесины — натрий карбоксиметил-целлюлоза и оксиэтилированные эфиры целлюлозы. Их использу­ют для производства зубных паст, кремов и т. д.

Эфиры целлюлозы — соединения, получаемые этерефикацией клет­чатки, добываемой из древесины, хлопка, льна и т.д. Целлюлоза — это полисахарид, структурная часть клеточной стенки растений. Для косметики наибольшее значение имеют водорастворимые эфиры целлюлозы (этилцеллюлоза). Они легко растворяются в воде, дают вязкие коллоиды. Используются в качестве структурообразующих и желирующих веществ при приготовлении кремов, желе и др.

Наиболее популярными гелеобразующими компонентами яв­ляются карбомеры — высокомолекулярные сшитые линейные со­полимеры на базе акриловой смолы, а также олиэтиленоксид.

Нерастворимыми в воде коллоидами являются полисахариды — биополимеры, входящие в состав различных живых тканей и вы­полняющие функцию структурного элемента или запасника энер­гетического материала. К этой группе относятся крахмал, пектин, хитин, гиалуроновая кислота и др. Они широко применяются в косметике в качестве увлажняющих добавок.

Крахмал — полисахарид растительного происхождения, содер­жащийся в зернах пшеницы, риса, кукурузы, корнеплодах карто­феля и других пищевых культурах. Белый, мелкозернистый поро­шок без запаха и вкуса, не растворим в холодной воде и спиртах, растворяется в горячей воде. Химический состав крахмала опреде­ляют два высокомолекулярных соединения — амилаза и аминопектин. Крахмал хорошо адсорбирует влагу, мягко действует на кожу. Используется в детских присыпках, сухих шампунях, румя­нах, зубных пастах, синтетическом тальке. На основе крахмала по­лучают другие виды косметического сырья, например дифосфат крахмала. Его используют как нейтрализатор в шампунях от перхо­ти, ополаскивателях для волос и т.д. Не токсичен.

Пектин — это полисахарид клеточных стенок растений, основ­ным компонентом которых является гиалуроновая кислота. Пек­тин получают из свеклы, яблок, отжатых лимонов, цитрусовых и др. В косметике используется как природный гелеобразователь и эмульгатор.

Хитин — полисахарид, получаемый из панцирей ракообразных. В косметике применяется в качестве увлажнителя, заменителя гиалуроновой кислоты.

 

Увлажняющие вещества

 

Понятие «увлажнение кожи» неоднозначно и многогранно. При­меняемые в современной косметике увлажняющие вещества раз­нообразны по химическому составу и механизмам действия. Ус­ловно увлажняющие вещества можно разделить на четыре группы: гигроскопические вещества; гидрофильные пленкообразующие вещества; гидрофобные пленкообразующие вещества; аналоги эпидермальных липидов.

Гигроскопическими называются вещества, поглощающие влагу из окружающей среды (воздуха). В составе косметических средств эти ингредиенты выполняют двойную функцию: замедляют ско­рость испарения влаги с поверхности кожи, обеспечивают «про­питывание» ею рогового слоя.

К этой группе относят глицерин, сорбит, пропиленгликоль, молочную кислоту, лактат натрия. Они способны химически свя­зывать и удерживать воду.

Глицерин — густая, сиропообразная бесцветная жидкость, очень гигроскопичная, может увеличиваться в массе в 1 — 1,5 раза. Вво­дится в водную фазу эмульсий в количестве 3— 10 %. При концен­трации, близкой к 30%, глицерин, наоборот, способен пересу­шить кожу. Он также обладает определенной летучестью, что нега­тивно сказывается на длительности увлажняющего действия.

Сорбит — шестиатомный спирт, заменитель глицерина. Если в составе препарата содержится более 10 % сорбита, то это придает клейкость косметическому средству и создает неприятные ощуще­ния «липкости» на коже.

Пропиленгликоль длительное время применялся в косметике как увлажнитель для кожи. Однако в настоящее время существу­ет точка зрения, что он способен растворять межклеточный це­мент в роговом слое и уменьшать силу сцепления между корнеоцитами. В результате этого возрастает потеря трансэпидермальной влаги. Считается, что он может оказывать токсическое действие на клетки.

Молочная кислота — высокогигроскопичное вещество; вводит­ся в концентрации 1 — 1,5%. Часто ее применяют в сочетании с мочевиной. Внедрение молочной кислоты в роговой слой повыша­ет его эластичность, но в больших концентрациях в увлажняющих средствах она будет оказывать кератолитический эффект.

Лактат натрия в эмульсиях задерживает скорость испарения воды с поверхности кожи.

Альфа-гидроксикислоты, не являясь собственно гигроскопиче­скими веществами, оказывают в основном пластифицирующее дей­ствие на роговой слой, так как воздействуют на систему кератиновых цепей и ослабляют междуцепочные связи, но не влияют непо­средственно на уровень влаги. Применение оксикислот в сочетании с другими увлажняющими добавками гигроскопической природы увеличивает их эффективность.

Натуральный увлажняющий фактор (NMF) — сложная смесь веществ, присутствующих в коже. Он обеспечивает нормальную увлажненность кожи. В химический состав NMF входят оксикислоты, мочевина, молочная кислота, соли и др.

Мочевина как компонент NMF содержится в роговом слое в концентрации 1 %. В малых концентрациях она увлажняет кожу, в высоких (более 10 %) — обладает кератоническим действием и повышает проницаемость кожи. Оказывает ранозаживляющее и бактериостатическое действие. Применяется для лечения сухости кожи, так как разрушает водородные связи белковых цепей, спо­собствует связыванию воды с молекулами белка.

Аминокислоты входят в состав NMF. Применяют смесь ами­нокислот в виде гидролизатов протеина, сои. Их введение долж­но осуществляться при температуре 40 "С. Для сохранения эф­фективности аминокислот нежелательно присутствие альдегидов, например в отдушках. Кроме того, смесь аминокислот несов­местима с дигидроксиацетоном (компонент для искусственного загара).

Сахара — компонент NMF (1 — 2 %). Поддерживает уровень вла­ги в роговом слое. В составе кожи сахара химически связаны с ке­ратином.

Хорошей способностью увлажнять обладают производные. Они выполняют роль эмульгаторов, загустителей» желирующих веществ.

Гидрофильные пленкообразующие вещества образуют в присут­ствии воды гель. Эту группу составляют гиалуроновая кислота, хитозан, хитин, поливиниловые полимеры.

Гиалуроновая кислота — лучшее вещество из увлажняющих аген­тов для кожи. В природе гиалуроновая кислота содержится в стек­ловидном теле глаза, суставной жидкости, гребешках петухов, сы­воротке млекопитающих, пупочных канатиках новорожденных, в китовых хрящах и т.д. Кожа человека на 50 % состоит из гиалуроновой кислоты.

Гиалуроновая кислота — один из самых дорогостоящих ингре­диентов косметической продукции в мире. Впервые была введена в 1934 г., в 40-е гг. использовалась от ожогов и обморожений.

При нанесении косметического средства с гиалуроновой кис­лотой образованная на коже пленка обладает пористостью и не препятствует газообмену (в том числе кислородному). Одна моле­кула гиалуроновой кислоты удерживает 1000 молекул воды.

Хитозан — природный полисахарид, выделяемый из хитина мо­репродуктов; способен заменить гиалуроновую кислоту; дает тон­кую пористую, гидрофильную пленку на поверхности кожи, обес­печивая эффективное увлажнение.

Гидрофобные пленкообразующие вещества — это окклюзивные вещества, производные углеводорода: вазелин, вазелиновое мас­ло, парафин, озокерит, животные и растительные воски, жирные спирты, силиконовые масла, проявляющие гидрофобные свойства. Гидрофобные пленкообразующие вещества вводят в масляную фазу эмульсий, и они по мере испарения воды образуют пленку, свой­ства которой зависят от характера масляной фазы и структуры эмульсий.

К аналогам эпидермальных липидов относятся ненасыщенные жирные кислоты, содержащиеся в растительных маслах, церамиды, фосфолипиды, стероидные спирты, эфиры, ланолин и его производные. Они регулируют проницаемость рогового слоя и нор­мализуют барьерную функцию.

 

Нефтепродукты

 

В косметическом производстве применяют продукты переработки нефти: минеральное масло, парфюмерное масло, вазелиновое мас­ло, вазелин, пропиленгликоль и т.д.

Минеральное масло — бесцветная прозрачная жидкость без запа­ха. По химическому составу представляет собой смесь углеводоро­дов. Добывается глубокой очисткой веретенного масла, получае­мого при перегонке нефти. Легко сплавляется с восками, жирами, не прогоркает, не изменяется под воздействием воздуха, щело­чей, кислот. Применяется в косметике для приготовления кремов, губных помад, душистого вазелина и т.д.

Парфюмерное масло — смесь углеводородов (высокоочищенное вазелиновое масло). Прозрачная бесцветная жидкость. Не прогор­кает. Не изменяется под воздействием воздуха, кислот, щелочей. Применяется в косметике для приготовления вазелина, губных помад, зубных паст и т.д.

Вазелиновое масло — жидкий парафин, смесь углеводородов (про­зрачная маслянистая жидкость). Устойчиво к окислению, прогорканию. В косметике применяется для приготовления вазелина, мас­сажных средств, кремов, губных помад и т.д. Близко по составу к парфюмерному маслу, но отличается степенью очистки. Имеет спе­цифический запах керосина, поэтому является нежелательным сырьевым компонентом.

Вазелин — смесь твердых и жидких высокомолекулярных угле­водов. Однородная прозрачная масса без запаха. Благодаря своим смягчающим, пластифицирующим, водоотталкивающим свойствам

долгое время служил основой для производства кремов, декора­тивной косметики и т.д. В современных косметических изделиях натуральный вазелин применяется реже. Искусственный вазелин получают сплавлением церезина, парафина и минерального масла.

Парафин — белая воскоподобная масса без запаха и вкуса. Смесь твердых углеводородов метанового ряда с температурой плавления 50 "С. В косметике применяют как регулятор вязкости, для получе­ния искусственного вазелина и парафиновых масок, как загусти­тель. Трудно эмульгируется, реагирует на перемену температур.

Церезин — воскообразное вещество белого или светло-желтого цвета. Источник получения — озокерит (горный воск нефтяного происхождения). Имеет большое сходство с парафином, но твер­же его. Применяется при приготовлении кремов в качестве регуля­тора вязкости.

Петролатум — отход при получении тонких смазочных масел. По составу представляет собой смесь парафина, церезина и высо­ковязких масел. Продукт переработки нефти. Используется для по­вышения вязкости смесей, в губных помадах, гриме и т.д.

Пропиленгликоль — прозрачная вязкая жидкость, растворитель для косметических ингредиентов (смол, красителей и т.д.). Легко адсорбируется кожей. Его применяют все реже, так как он вызыва­ет реакции сенсибилизации, являясь аллергеном и раздражителем.

Всегда считалось, что углеводороды, минеральные масла и их производные — вазелин, парафин, пропиленгликоль и др. — хими­чески инертны и физиологически благонадежны. Однако в послед­нее время выяснилось, что нефтепродукты блокируют синтез эпи­дермальных липидов в клетках кожи и нарушают процесс восстанов­ления поврежденных клеток, препятствуют трансэпидермальному испарению влаги: они создают на поверхности кожи воздухо- и водонепроницаемую пленку, нарушая работу собственных механиз­мов увлажнения кожи. Минеральные масла могут провоцировать образование комедонов, пигментных пятен. Пока они остаются традиционными косметическими ингредиентами (полной замены им не нашли). Однако солидные производители постепенно отка­зываются от использования минеральных масел и нефтепродуктов в рецептуре косметических средств.