Kosmetische Emulsionen: Prognose der Formulierungsstabilität für langanhaltende Schönheit

Kosmetische Emulsionen und Suspensionsformulierungen werden sorgfältig erforscht und gründlich getestet, damit die beworbenen vorteilhaften Eigenschaften des Produkts tatsächlich beim Verbraucher ankommen. Das Image eines Unternehmens und der Bekanntheitsgrad einer Marke spiegeln sich in der Qualität der Formulierung und in der Reaktion und Bewertung des Verbrauchers auf das gekaufte Produkt wider. Trotz aller Tests, die in der Forschung und Entwicklung oder der Qualitätskontrolle in Labors oder Fabriken durchgeführt werden können, ist es immer noch schwierig, die Wirksamkeit und Leistung eines Produkts zu prognostizieren, sobald der Verbraucher es in den Händen hält. Dies stellt ein Problem dar, da von der Verpackung bis zum Verbrauch eine gewisse Zeitspanne verstreicht. Diese Zeitspanne kann von Wochen bis zu Monaten während des Versands, des Lagers und der Regallagerung reichen.

Derzeitige Haltbarkeitsprüfungsprotokolle und Stabilitätsvorhersagen können durch eine Vielzahl von Methoden mit einer Vielzahl von Standards durchgeführt werden. Diese reichen von der visuellen Analyse von Proben bei erhöhten Temperaturen über die Analyse der Partikelgrößenverteilung mit Schwerpunkt auf zukünftigen Stabilitätsprognosen bis hin zur Viskositäts- und rheologischen Charakterisierung. Neben diesen typischen Tests gibt es auch Methoden der Echtzeitanalyse, bei denen Materialien über Monate hinweg in einer kontrollierten Umgebung gealtert werden, um die genaue Haltbarkeit zu bestimmen.

Partikelgrößenanalyse - Produktübersicht

Wir bieten Analysengeräte für sämtliche Partikelgrößenanalysetechniken.

Produktübersicht Kontaktieren Sie uns!

Die nächste Generation der Shelf-Life-Analyse

Alle oben genannten Methoden erfordern eine gewisse Zeitspanne für die Analyse und / oder eine Prognose auf Grundlage eines einzelnen Parameters in einem komplizierten, aus mehreren Komponenten bestehenden System. Da die Stabilitätsvorhersage der Formulierungen von mehreren Faktoren abhängt, darunter Sedimentation und Aufrahmung von Partikeln, Ausflockung von Öltröpfchen sowie Zerfall und Zusammenbruch der Mikrostruktur, würde die Quantifizierung dieser Kräfte genauere Daten über die Wirksamkeit der Formulierungen liefern und den Chemikern ein besseres Bild von der künftigen Entwicklung der Probe vermitteln. Durch die Analyse einer unveränderten, nativen Formulierung ohne Verdünnung oder Belastung lässt sich ein besseres Bild der gesamten Formel gewinnen, als wenn man sich auf eine aufbereitete Version der Emulsion oder indirekte Tests stützt.

Um diese optimale, hochauflösende Analyse zu ermöglichen, haben sich Forscher der statischen Mehrfachlichtstreuung (SMLS) zugewandt, einem effektiven Instrument zur Quantifizierung der physikalischen Destabilisierungskinetik von konzentrierten Formulierungen. Die Proben werden in ihrem nativen Zustand analysiert, und die Kinetik der Partikelmigration und Größenänderung wird aufgezeichnet und verglichen. Dieser Ansatz ermöglicht einen genauen Einblick in die Geschwindigkeit des Zerfalls der Formulierung, lange bevor etwas mit dem bloßen Auge erkennbar ist. Die Beschleunigung der Stabilitätsanalysen durch diese Methode ist von unschätzbarem Wert für den raschen Abschluss von Projekten. Darüber hinaus liefert die Objektivität der Ergebnisse den Formulierungschemikern ein konkretes Feedback, um richtigen Entscheidungen über Art und Menge der in einer Formel zu verwendenden Zusatzstoffe treffen können, um sowohl die Stabilität als auch die Kosten zu optimieren.

Ein Instrument, das SMLS einsetzt, ist der Stabilitätsanalysator TURBISCAN. Es analysiert nahezu alle Arten von Formulierungen, einschließlich solcher mit sehr hoher Viskosität und Konzentration, und ermöglicht die Analyse von Proben in ihrem nativen Zustand ohne zusätzliche Aufarbeitung, Verdünnung oder Probennahme. Solche Daten sowie die hochauflösende, beschleunigte Analyse dieser Probenarten sind mit anderen herkömmlichen Prüfmethoden kaum zu erzielen.

Die TURBISCAN-Reihe wird in einer Vielzahl von Produkten in der chemischen Industrie eingesetzt, darunter Lebensmittel-, Protein- und Kosmetikformulierungen. Der Einsatz des Analysators im Bereich der quantitativen Bestimmung der Wirksamkeit und Bereitstellung zuverlässiger Daten in Haltbarkeitsstudien hat sich in zahlreichen Kosmetikkategorien bewährt. Dazu gehören Anti-Aging-Formulierungen oder Formulierungen mit Vitaminen, Antioxidantien, Alphahydroxysäuren oder festen Nanopartikeln als Sonnenschutzfaktor (SPF).

Alle diese Formulierungen erheben den Anspruch, dass ihre Wirksamkeit zur Verringerung oder Verhinderung der sichtbaren Zeichen der Hautalterung bei Anwendung auf der Haut wissenschaftlich belegt ist, oder haben eine entsprechende Grundlage. Ein wesentlicher Schritt bei der Entwicklung solcher Produkte besteht darin, sicherzustellen, dass sie physikalisch stabil sind und die Materialien über einen längeren Zeitraum unter Lagerbedingungen in einem homogenen Zustand verbleiben. Bei einer gewissen Instabilität werden die Wirkstoffe schwächer oder sogar gänzlich unwirksam, womit die Aussagen der Formulierung nicht mehr gültig sind. Im Folgenden werden mehrere Studien beschrieben, in denen der TURBISCAN für derartige Analysen eingesetzt wurde, damit kosmetische Formulierungen unterschiedlicher Art und Lagerungsbedingungen zur Stabilitätsbestimmung überwacht werden können und Einblicke in ein Programm zur beschleunigten Haltbarkeitsprüfung gewährt werden.

Haltbarkeitsanalysen für kosmetische Formulierungen

In einer Studie wurden Resveratrol-haltige Liposomen und Niosomen in einem Projekt zur Herstellung einer hautpermeablen Creme formuliert, mit dem Ziel, eine perkutane Absorption des Antioxidans zu erreichen.¹

Tenside wie Sojaphosphatidylcholin (P90), Peceol und Plurol oleic CC (PLU) sowie weitere Materialien wurden ebenso verwendet wie nichttoxische, biologisch abbaubare Hilfsstoffe, die als Hautpenetrationsverstärker für verschiedene andere Formulierungen bekannt sind. Die Liposomen- und Niosomenformulierungen wurden dann auf dem TURBISCAN analysiert, um die Stabilitätsvorhersage der Formulierung vor dem Hauttest sicherzustellen. Es zeigte sich, dass, obwohl mit dem bloßen Auge nicht sichtbar, nur minimale Mengen an Phasenmigration in Form von Aufrahmung und Klärung zu beobachten waren und keine signifikante Partikelausflockung auftrat. Alle geringfügigen Destabilisierungen, die beobachtet wurden, waren reversibel und nicht das Ergebnis eines dauerhaften Phänomens, wodurch sichergestellt wird, dass einfache Methoden der Redispergierung (z. B. Schütteln) das Material homogen machen können und die Wirksamkeit der Formulierung erhalten bleibt. Die Ergebnisse der Studie zeigten zwar, dass nur ein Minimum an Resveratrol in die Haut absorbiert wurde, doch können weitere und fortschrittlichere Tests auf der Grundlage solcher aus Liposomen gewonnenen Mischungen durchgeführt werden, die sich als zeitlich stabil erwiesen haben.

Es wurde auch gezeigt, dass mit Vitamin K1 beladene Nanokapseln, wenn sie in einer topischen Creme formuliert wurden, mehr des fettlöslichen Vitamins abgaben als eine Kontroll-Emulsion, die das Vitamin enthielt.² Die ca. 200 nm großen Nanokapseln können mit dem TURBISCAN charakterisiert werden, um die minimale Aufrahmung und Ausflockung zu zeigen, die in der Probe auftritt, was wiederum die Formulierung stabil und brauchbar macht und Informationen für eine kurze Studie zur Prüfung der Haltbarkeit kosmetischer Formulierungen liefert.

Darüber hinaus wurde in einer anderen Studie die Wirksamkeit von Formulierungen mit Vitamin-E-infundiertem Lecithin und Hyaluronsäure-Nanopartikeln³ nachgewiesen, die zur Behandlung von Hautschäden und zur Wundheilung eingesetzt werden. Daraus folgt, dass Formulierungen unterschiedlichster Art, die eine Reihe verschiedener Materialien enthalten, mit dieser Methode der statischen Mehrfachlichtstreuung prognostisch bewertet werden können.

In einer weiteren Studie wurden zwei Partikelgruppen mit dem TURBISCAN auf Agglomerationseffekte untersucht. CeO₂- und TiO₂-Nanopartikel haben häufig ein attraktives Verhalten, wodurch sich im Laufe der Zeit große Agglomerate bilden können, die dann zu einer Partikelwanderung (Sedimentation) und einer Verringerung der Oberfläche der Partikel führen. Wenn dies geschieht, wird die Wirksamkeit der Sonnenschutzformulierung vorhersehbar vermindert und das Verfallsdatum des Produkts verkürzt.⁴ Die Formulierungen wurden dann mit NaCl, Huminsäure und einer Kombination aus beidem versetzt, um die Auswirkungen des Salzgehalts und der Veränderung der Partikeloberfläche zu testen. Der TURBISCAN und der TURBISCAN-Stabilitätsindex (TSI), ein umfassendes Ein-Klick-System zur Stabilitätsvorhersage, wurden zur Messung und Quantifizierung der Heteroaggregation der Nanopartikelmischung verwendet. Es wurden verschiedene Anteile der Nanopartikel und Wasserquellen getestet, um ein klares Bild davon zu erhalten, dass die Ausflockung der Partikel durch steigende CeO₂/TiO₂-Anteile minimiert wird und die Wasserquelle keine signifikante Auswirkung auf die Destabilisierungsphänomene hat. Dadurch wurden einige Unstimmigkeiten mit früheren Berichten aufgedeckt, die darauf hinweisen, dass solche Wasservariablen von Bedeutung sind. Dieser beschleunigte sowie einfache Ansatz liefert schnelle und genaue Daten über diese viskosen, konzentrierten Emulsionen, die von keiner anderen derzeitigen Technik erreicht werden.

Zusammengefasst bietet der TURBISCAN-Stabilitätsanalysator eine einzigartige und leistungsstarke Lösung auf dem Gebiet der physikalischen Stabilitätsanalyse und -prognose von kosmetischen Emulsionen. Hunderte von geprüften Artikeln und veröffentlichten Patenten über den Einsatz des TURBISCAN haben das Messgerät in der Forschungs- und Entwicklungsphase einer Emulsionsherstellung eingesetzt. Phänomene wie Phasentrennung und Aggregationskinetik liefern hochauflösende Echtzeitdaten für ansonsten nicht nachweisbare Kinetik, selbst bei hochkonzentrierten und viskosen Proben. Die quantitativen Daten liefern dem Formulierer während des gesamten Prozesses wichtige Informationen und vermeiden Vermutungen und subjektive Ergebnisse und Interpretationen.

Zum Produktbereich "Statische Mehrfachlichtstreuung (SMLS)"

Referenzen

Kontaktieren Sie uns für eine kostenlose Beratung

Letztendlich hängt die Entscheidung, welche Methode der Partikelgrößenanalyse für Sie am besten geeignet ist von Prüfvolumen, verfügbarem Budget und Personal sowie den spezifischen internationalen Normen oder Kundenanforderungen ab, die es zu erfüllen gilt.

Gerne unterstützen wir Sie mit einer kostenlosen Beratung, um die optimale Lösung für Ihre spezifischen Anforderungen zu finden.

Kontaktieren Sie uns!