Сравнительная оценка физических фильтров и подбор диспергирующей системы



Ультрафиолетовые фильтры — это вещества, предназначенные для защиты кожи от проникновения ультрафиолетового излучения путем абсорбции, отражения или рассеивания. Современные системы УФ фильтров, использующиеся в солнцезащитных средствах, представляют собой комбинации физических фильтров, способных поглощать излучение различной длины волны и, обеспечивающих максимально эффективную защиту кожи.

Ключом к достижению наилучшей возможной защиты от ультрафиолета с помощью неорганических солнцезащитных фильтров является оптимальный размер частиц. Стабильная дисперсия гарантирует лучшую сохранность в рецептуре, давая лучший SPF, чем обычно достигается с применением порошков.

В настоящей работе представлены результаты исследования по подбору оптимальной диспергирующей системы для оксида цинка и диоксида титана. Установлено, что при диспергировании диоксида титана в каприк/каприлик триглицеридах система однородна, но при хранении в термошкафу при температуре 45 ⁰С, но уже на третьи сутки стала явна склонность дисперсии к расслоению. Внесение к смеси каприк/каприлик триглицеридов и диоксида титана порции изопропил миристата, стабильность сохранялась на протяжении одного месяца хранения в термошкафу при температуре 45 ⁰С.

Аналогичные результаты наблюдались при составлении диспергирующей системы для оксида цинка. Дисперсия оксида цинка в каприк/каприлике триглицеридах проявляла склонность к расслоению, в то время как при добавлении изопропил миристата система была стабильна при тех же условиях.

В ходе исследования было определено, что наиболее стабильную систему образует смесь эмолентов изопропил миристата и каприк/каприлик триглицериды в соотношении 60:40, где 40 % — это физический фильтр, а 60 % — равнозначные количества эмолентов.

Ключевые слова: солнцезащитное средство, УФ излучение, физические фильтры, эмоленты, стабильность.

Ultraviolet filters are substances designed to protect the skin from the penetration of ultraviolet radiation by absorption, reflection or scattering. Modern UV filter systems used in sunscreens are combinations of physical filters that can absorb radiation of various wavelengths and provide the most effective protection of the skin from ultraviolet radiation.

The key to achieving the best possible UV protection with inorganic sunscreens is optimum particle size. A stable dispersion guarantees better preservation in the formulation, giving a better SPF than is usually achieved with powders.

This paper presents the results of a study on the selection of the optimal dispersing system for zinc oxide and titanium dioxide. It was found that when titanium dioxide is dispersed in capric/caprilic triglycerides, the system is homogeneous, but when stored in a heating cabinet at a temperature of 45 ° C, but on the third day, the dispersion tends to separate. The addition of a portion of isopropyl myristate to the capric / capric mixture of triglycerides and titanium dioxide remained stable for one month of storage in a heating cabinet at a temperature of 45 ° C.

Similar results were observed when compiling a dispersion system for zinc oxide. The dispersion of zinc oxide in capric / capric triglycerides tended to delaminate, while adding isopropyl myristate the system was stable under the same conditions.

Thus, during the study, it was determined that the mixture of isopropyl myristate and capric/caprilic triglycerides emulsions in the ratio of 60:40 forms the most stable system, where 60 % is a physical filter and 40 % is the equivalent amount of emollients.

Key words: sunscreen, UV, physical filters, emollients, stability.

Введение

Эффективность солнцезащитных средств зависит от их способности к УФ-поглощению, концентрации, химического состава и способности не смываться при купании и потении [3, с. 105].

Солнцезащитные средства способны обеспечивать защиту кожи, поглощая и отражая вредные лучи, потому что в их состав входят различные по природе и механизму действия УФ-фильтры. Первыми стали использоваться неорганические фильтры, такие как, диоксид титана, цинка, оксиды железа и органические фильтры УФВ-ряда [1, с. 213].

Недостатком использования физических фильтров стала их способность «забелять» кожу, то есть при нанесении солнцезащитного средства на кожу остается белый слой.

Для решения этой задачи разрабатываются системы с использованием эмолентов для улучшения введения в рецептуры порошкообразные фильтры, с целью уменьшить забеляющий эффект средства и обеспечить наилучшую защиту от ультрафиолетового излучения [2, с. 26].

Литературный обзор

Человеческий организм обладает естественными факторами защиты от УФ-излучения, к которым можно отнести меланин и роговой слой эпителия [4, с. 81].

Различают физические и химические фильтры. Химические или органические фильтры действуют по механизму абсорбции, а физические или неорганические по двум механизмам — отражение и рассеивание [5, с. 21].

Физические фильтры химически нейтральные. Они не вызывают аллергий и начинают действовать сразу же после нанесения на кожу. В качестве физических фильтров или экранов, названных так из-за способа взаимодействия с солнечным излучением, выступают нетоксичные диоксид титана и оксид цинка, которые нашли широкое применение в солнцезащитной косметике. Это самые безопасные ингредиенты солнцезащитной косметики, их ввод может достигать 25 % и выше. Эти вещества даже в виде мельчайших частиц не проникают в кожу [7, с. 40].

В европейских требованиях к косметическим средствам нет ограничений в отношении концентрации физических фильтров, но имеются ограничения для химических фильтров [9, с. 24].

Химические фильтры, поглощая ультрафиолет, преобразуются в фотоизомеры. Поглощенная энергия при обратном процессе высвобождается уже в безопасном длинноволновом излучении. К минусам использования органических фильтров можно отнести их пенетрацию (проникновение) сквозь слои кожи и влияние на развитие аллергической реакции, у людей, чувствительных на определенные вещества. Выбор УФ — фильтров осуществлялся на основании оценки и преимуществ их свойств, особенностей структуры молекулы, спектра поглощения, максимальной длины волны, совместимости с другими фильтрами и компонентами системы [6, с. 22].

Теоретическое обоснование

В последнее время все больший интерес набирает косметика, произведенная из натуральных ингредиентов. Косметика, о которой можно заявить наиболее высокий процент натуральности. Под это веяние «натуральности» попала и солнцезащитная косметика.

Одной из наиболее удобных в использовании форм солнцезащитного средства является стик. Стик является продуктом на жиро-восковой основе и для наилучшего распределения порошкообразных физических фильтров в массе, необходимо предварительное диспергирование, используемых фильтров в эмолентах [8, с. 6].

Сочетание в рецептуре двух физических фильтров обусловлено оптимумом их эффективности. Так, микрочастицы диоксид титана наиболее эффективны в диапазоне УФ-В излучения, в то время как оксид цинка в диапазоне УФ-А [10, с. 38].

Цель данного исследования — разработать наиболее оптимальную диспергирующую систему эмолентов для физических порошкообразных фильтров: диоксида титана и оксида цинка.

Материалы иметоды исследования.

В качестве объектов исследования были выбраны физические фильтры диоксида титана и оксида цинка, и следующие эмоленты натурального происхождения:

− — Изопропил миристат;

− — Каприк/каприлик триглицериды;

− — С 12–15 алкил бензоат.

Определение стабильности проводилось визуально для ускорения процесса использовался термошкаф лабораторный ТЛ-60.

Экспериментальная часть.

Получение исследуемых дисперсий физических фильтров с использованием эмолентов натурального происхождения осуществляли в лаборатории кафедры ФГБОУ ВО Московского Государственного Университета Пищевых Производств «Биотехнология и технология продуктов биоорганического синтеза». Готовились независимо друг от друга дисперсия диоксида титана в количестве 60 % эмолентов и 40 % диоксида титана, по аналогичной схеме шло приготовление дисперсии оксида цинка. Объекты исследования закладывали на хранение в термошкаф при температуре +40…45 ^оС в герметичную тару на 30 дней, что соответствует 1 году хранения.

Результаты иих обсуждение.

В ходе проведения исследования была изучена способность удерживания физических фильтров индивидуальными наименованиями эмолентов, а также в их смеси.

Суспензии готовились из расчета 40 % физического фильтра и 60 % либо индивидуального эмолента, либо их смеси в равных процентных соотношениях.

На первом этапе исследования была проведена серия экспериментов по составлению диспергирующей системы для диоксида титана. Результаты по стабильности в опытных образцах представлены в таб. 1.

Таблица 1

Оценка стабильности дисперсий диоксида титана при хранении

Дисперсии диоксида титана
	Растворитель			Стабильность
№ образца дисперсии	Изопропил миристат	Каприк/каприлик триглицериды	С 12–15 Алкил бензоат
1				Расслоился на третьи сутки
2				Однородный. Но есть склонность к расслоению
3				Расслоился сразу
4				Расслоился сразу
5				Расслоился на вторые сутки
6				Расслоился на десятые сутки
7				Стабилен

Согласно данным таб. 1 наилучший результат по стабильности дисперсии диоксида титана показали образец № 2 и 7. Для ввода в рецептуру выбран образец № 7, показавший большую устойчивость к оседанию. Данная тенденция прослеживалась в течение всего периода хранения испытуемых образцов.

На следующем этапе исследования, в параллели, была проведена серия экспериментов по составлению диспергирующей системы для оксида цинка. Результаты по стабильности в опытных образцах представлены в таб. 2.

Таблица 2

Оценка стабильности дисперсий оксида цинка при хранении

Дисперсии оксида цинка
	Растворитель			Стабильность
№ образца дисперсии	Изопропил миристат	Каприк/каприлик триглицериды	С 12–15 Алкил бензоат
1				Расслоился на третьи сутки
2				Однородный. Но есть склонность к расслоению
3				Расслоился сразу
4				Расслоился сразу
5				Расслоился на вторые сутки
6				Расслоился на десятые сутки
7				Стабилен

Во втором опыте наблюдалось похожее развитие с опытными образцами. Образец № 7 показал наилучший результат на момент измерения — 20 сутки.

Однако стоит отметить, что даже наиболее успешные образцы № 2 и 7 в обоих исследованиях к концу строка испытания начали оседать.

Таким образом, для введения в рецептуру выбрана дисперсия оксида цинка и диоксида титана № 7, так как, солнцезащитный стик является продуктом на жиро-восковой основе и соответственно имеет твердую структуру на первый план выходит удобство введения физических фильтров в состав продукта, что достигается по средствам введения дисперсии физических фильтров.

Выводы

Проведенные исследования на стабильность дисперсий солнцезащитных фильтров с помощью эмолентов натурального происхождения показали, что индивидуальные эмоленты не могут удержать частицы физических фильтров в дисперсии, требуется объединять несколько эмолентов для наилучших показателей стабильности.

Литература:

1. Башура, А. Г. Технология косметических и парфюмерных средств / А. Г. Башура, Н. П. Половко, Е. В. Гладух. — X.: Изд-во НФАУ: Золотые страницы, 2002. — 272 с.
2. Остервальд, У. Защита от солнца и SPF: новые эффективные и стабильные УФ-А фильтры / Х. Лутер, Б. Херцог // Söfw-Journal (русская версия). — 2001. V. 4. — С. 26–34.
3. Петрухина, А. О. Уф-излучение и кожа: эффекты, проблемы, решения / Издательский дом “Косметика и медицина”, 2004. — 174 с.
4. Пучкова, Т. В. Энциклопедия ингредиентов для косметики / Т. В. Пучкова, А. А. Родюнин, Е. Д. Богданова. — М.: Издательство «Школа косметических химиков», 2006. — 336 с.
5. Рудольф, Т. Системы УФ — фильтров: тенденции и перспективы // SOFW-Journal. — 2003 V. 6, С. 20–24.
6. Русина С. В. Эмоленты. Как сделать правильный выбор? // Сырье и упаковка. — 1999. V. 61. С. 20–25.
7. Салка, Б. Выбор масляной фазы // Косметика & медицина. — 1998. V. 5. С. 39–45.
8. Шольц, В. Стратегия разработки УФ-фильтров и контроль их абсорбционных свойств // SOFW-Journal. — 2001. V. 3. С. 4–11.
9. Фосс, В. Защита от солнца: дерматологические и косметические аспекты // Косметика & Медицина. — 2001. V. 2. С. 23–34.
10. Эрнандес, Э. Косметологические и дерматологические аспекты действия УФ-облучения / А. Марголина, А. Петрухина // Косметика & Медицина. — 2002. V. 3. С. 38–39.