Cosmesi - prof Zingone

TECNICHE DI EMULSIONAMENTO

Innanzitutto, le due fasi vengono allestite separatamente:

1. Sciogliendo in acqua tutti i componenti idrofili scaldando a circa 75-80 °C

2. Riunendo tutti i componenti lipofili e scaldando a 70 °C soprattutto in

presenza di componenti

solidi. Se si supera questa temperatura si corre il rischio di degradare la

componente grassa.

1. EMULSIONI O/A

METODO INGLESE: l’emulsionante viene sciolto in parte della fase

 acquosa a cui viene aggiunta, a piccole dosi e sotto agitazione, la fase

oleosa ed il resto della fase acquosa

METODO CONTINENTALE: gli emulsionanti vengono sospesi, agitando

 vigorosamente, nella fase oleosa a cui viene aggiunta una porzione della

fase acquosa fino ad ottenere, sempre sotto agitazione, una massa

pastosa (il nucleo dell’emulsione) che viene diluita con la restante fase

acquosa

METODO DIRETTO: rappresenta il metodo più semplice in cui gli

 emulsionanti vengono dispersi nella fase oleosa che viene

successivamente addizionata alla fase acquosa sotto agitazione

METODO DELL’INVERSIONE DI FASE: gli emulsionanti vengono dispersi

 nella fase oleosa a cui viene successivamente aggiunta la fase acquosa.

Inizialmente, dato l’enorme preponderanza della fase oleosa, si formerà

un’emulsione A/O che per successiva aggiunta di fase acquosa, e per

l’azione del tensioattivo idrofilo, si invertir. a formare un’emulsione O/A.

Si ottiene una emulsione con particelle molto fine e uniformi.

2. EMULSIONI A/O

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Esiste un unico sistema: la miscela emulsionante (lipofila) viene sciolta nella

fase oleosa e ad essa viene addizionata, lentamente e sotto agitazione, la fase

acquosa.

Per entrambi i tipi di emulsione

si riuniscono le due fasi ancora a caldo a caldo (circa 60 °C)

o In genere la fase acquosa deve essere leggermente più calda di quella

o oleosa (5 °C in più)

È anche possibile operare “a freddo” (40 °C) quando tutti i componenti

o delle due fasi sono allo stato liquido (in genere nelle emulsioni A/S).

Scelta del sistema emulsionante

L’ottenimento di un’emulsione stabile dipende in gran parte dalla scelta di un

opportuno emulsionante o miscela di emulsionanti. Tale scelta dipende:

1. Dal tipo di emulsione che si vuole ottenere

2. Dal valore di HLB del sistema emulsionante (HLB primario): se la fase

esterna è oleosa prenderò emulsionante lipofilo e vicerversa.

3. Dal tipo di olio che si vuole emulsionare. Ciascun materiale lipofilo richiederà

uno specifico valore di HLB (secondario o richiesto): per es, se voglio

emulsionare paraffina devo usare uno specifico HLB, dipende dal lipide.

In linea di massima è possibile dire che:

scegliendo un emulsionante con HLB fra 3 e 6 si formerà un’emulsione

 A/O

scegliendo un sistema emulsionante con HLB compreso fra 10 e 17

 otterremo un’emulsione O/A

MA

non è possibile dire che due sistemi emulsionanti con differente valore di HLB

stabilizzino un’emulsione in uguale misura: ciò può essere dimostrato solo

sperimentalmente.

Come si calcola il valore di HLB di una miscela di emulsionanti?

Dalle percentuali relative degli emulsionanti e dai rispettivi HLB. Ad esempio:

70% di emulsionante con HLB = 15

30% di emulsionante con HLB = 4.3

HLB tot = (0.7 x 15) + (0.3 x 4.3) = 11.8

Solo leggermente più complesso è il calcolo delle percentuali degli

emulsionanti, A e B di cui si conosce il valore di HLB, da miscelare per ottenere

un certo valore di HLB

% B = 100 - % A

HLBr = valore di HLB che si vuole ottenere

HLBB = valore di HLB del tensioattivo lipofilo

HLBA = valore di HLB del tensioattivo idrofilo

Dal punto di vista grafico ottengo

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Esempio formulazione emulsione:

1. Immaginiamo di voler formare un’emulsione contenente il 30% di una certa

fase lipidica

2. Scegliamo una coppia di emulsionanti (uno idrofilo ed uno lipofilo) con HLB

noto, ad esempio SPAN (esteri del sorbitano, 4.7) e TWEEN (polisorbato, 14.9)

3. Il sistema emulsionante abbia una concentrazione del 20% rispetto alla fase

grassa

4. La nostra emulsione avrà perciò la seguente composizione:

Fase lipofila 30%

Sistema emulsionante 6%

Fase idrofila 64% (100-36)



5. Con i due emulsionanti prepariamo una serie

di coppie contenenti diverse quantità dei due.

Dalla tabella vedo che posso ottenere 7

emulsioni diverse.

6. Con tali sistemi emulsionanti si formulano le

emulsioni secondo i quantitativi

precedentemente indicati.

7. Si valuta la stabilità di ciascuna emulsione

misurandone viscosità, pH e dimensione delle

goccioline di fase dispersa. Tali misure vengono

effettuate immediatamente dopo aver preparato l’emulsione, dopo 6 ore, dopo

24 ore, dopo una settimana, dopo un mese ecc.

8. Si trova così il valore di HLB a cui l’emulsione risulta essere maggiormente

stabile, cioè HLB richiesto da quella fase lipidica (ad esempio 12)

9. A questo punto si prepara una serie di emulsioni contenenti il sistema

emulsionante con HLB 12 ma in quantità decrescenti, ad esempio 15%, 10%,

7.5%, 5% rispetto alla fase grassa: lo faccio perché se posso usare meno

emulsionante è meglio in quanto questo se è a concentrazioni elevate può dare

irritazione alla pelle

10. In questo modo si trova l’emulsione più stabile contenente la minore

quantità di sistema emulsionante

11. Infine, si provano altri sistemi emulsionanti con lo stesso HLB e la stessa

concentrazione per verificare se è possibile ottenere un ulteriore miglioramento

della stabilità

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Generalmente, con queste prove si trovano almeno 2 valori di HLB a cui

l’emulsione presenta maggiore stabilità: ciò vuol dire che una fase lipidica

presenta almeno 2 diversi valori di HLB richiesto a seconda che si formi

un’emulsione A/O oppure O/A.

IMPIEGHI DELLE EMULSIONI

O/A: orale: emulsione di olio di ricino

 esterno: emulsioni idrofile fluide o consistenti



A/O: esterno: emulsioni lipofile fluide e consistenti



Funzioni delle emulsioni cosmetiche:

Ricostituire il film idrolipidico della pelle, funzione antidisidratante e

 protettiva

A seconda degli ingredienti di base utilizzati si modifica la texture

 (gradevolezza al tatto) dell’emulsione (funzione sensoriale)

Veicolare contemporaneamente sostanze funzionali sia idrofile che

 lipofile che siano in grado di svolgere differenti attività (idratanti,

nutrienti, detergenti, antiage, antirughe, coloranti anti, UV...)

Prodotti per il make-up (mascara, fondotinta…)



Componenti impiegati nella preparazione delle emulsioni:

1. Fase lipofila

2.Tensioattivi

3. Stabilizzanti dell’emulsione cioè dei colloidi, macromolecole di piccole

dimensioni che agiscono da viscosizzanti

4. Antiossidanti, in genere è la vitamina E, servono a proteggere l’olio

dell’irrancidimento

5. Conservanti, vanno aggiunti perché c’è acqua

6. Umettanti es PEG o glicerina, servono a evaporare che l’acqua evapori

dall’emulsione

7. Sequestranti, evitano l’azione dannosa dei metalli ionici pesanti che

potrebbero precipitare

8. Acqua

Per ogni classe potrei avere più componenti (es più conservanti), quindi la lista

degli ingredienti potrebbero essere anche 25.

Tensioattivi emulsionanti

Se l’emulsione è intesa per uso farmaceutico, il numero di tensioattivi

utilizzabili è abbastanza

Limitato. Se invece l’emulsione ha un uso cosmetico il numero di tensioattivi

utilizzabili è molto elevato. Vale in ogni caso la classificazione in tensioattivi

anionici, cationici, anfoteri e non ionici

Fra i tensioattivi ANIONICI (maggiormente utilizzati in campo farmaceutico):

- Saponi di metalli alcalini (O/A), stearati, palmitati, oleati di sodio o potassio

- Saponi di metalli alcalino terrosi (A/O), stearato di calcio

- Saponi di ammine organiche (O/A), stearato di ammonio

- Esteri solfonici e solforici (O/A), laurilsolfato sodico

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Fra i tensioattivi anionici (maggiormente utilizzati in campo farmaceutico):

- Saponi di metalli alcalini (O/A), stearati, palmitati, oleati di sodio o potassio

- Saponi di metalli alcalino terrosi (A/O), stearato di calcio

- Saponi di ammine organiche (O/A), stearato di ammonio

- Esteri solfonici e solforici (O/A), laurilsolfato sodico

Tensioattivi CATIONICI:

- Sali di ammonio quaternario il cui impiego principale non è come emulsionanti

ma come batteriostatici o battericidi. BENZALCONIO CLORURO, CETRIMIDE

Tensioattivi ANFIONICI:

- Prodotti naturali quali lecitina, caseina e gelatina

Tensioattivi NON IONICI:

- Lipofili (A/O) come gliceril monostearato (estere misto), esteri del sorbitano

(SPAN). Nello SPAN c’è un gruppo carbonilico con un residuo R che può essere

sostituito da diverse funzioni.

- Idrofili (O/A) come

Polietilenglicole (PEG)

HOCH2(CH2-O-CH2)nCH2OH

Polietilenglicole stearato (PEG-stearato)

CH2(CH2)16COO(CH2CH2O)nH

Cetomacrogol (Brij)

CH3-(CH2)m-(O-CH2-CH2)n-OH

Polisorbati (TWEEN) come Tween 20, 40, 60, 80 a seconda che R sia

rispettivamente, laurico (C12), palmitico (C16), stearico (C18),

oleico (C18=).

Tensioattivi ad uso cosmetico

Gli emulsionanti idrofili sono molto di più degli emulsionanti lipofili è molto

semplice variare la lunghezza della catena poliossietilenica ottenendo

moltissimi emulsionanti idrofili con HLB diversi

Minore è il numero di molecole adatte a funzionare da emulsionanti A/O



58 Le emulsioni O/A sono più comuni delle emulsioni A/O



I tensioattivi idrofili anionici e i non ionici con lunghe catene poliossietileniche

vengono sempre più sostituiti con nuovi prodotti sintetici. In particolare, fra i

tensioattivi non ionici idrofili:

- Polimeri di tipo acrilico (carbossipolimetilene)

- Siliconici tipo dimeticoni e alchildimeticoni sostituiti

- Esteri di acidi grassi con poliglicerolo (poligliceril-10 pentastearato)

- Eteri di alcol a lunga catena con glucosio (cetilstearilglucoside)

- Esteri di acidi grassi con saccarosio (saccarosio coccolato)

Emulsionanti idrofili (O/A):

ANIONICI:

saponi con metalli alcalini (Na, K), ammonio o trietanolammina;

o esteri fra acidi grassi e idrossiacidi (Sodium stearoyl lactylate);

o acilglutammati (sodium stearoyl glutamate);

o alchilsolfati (sodium cetearyl sulfate);

o esteri fosforici etossilati e non (Potassium Cetyl phosphate)

o

ANFOTERI: lecitina e lecitina idrogenata

NON IONICI ETOSSILATI:

Alcol grassi etossilati (alcoli della lanolina etossilati, Cetheth-20,

o Ceteareth-10, 15, 20, 25);

acidi grassi etossilati (PEG-8, 10, 1