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tecnologia Cosmetica

Emulsiones Cosméticas

 Emulsiones Cosméticas

Dentro de los productos cosméticos actualmente disponibles en el mercado, son probablemente las más utilizadas. Una emulsión es un sistema termodinámicamente inestable consistente en dos líquidos inmiscibles, uno de los cuales es dispersado como glóbulos (fase dispersa) en el otro líquido (fase continua), este sistema es estabilizado por la presencia de un agente emulgente.

 

 

Las emulsiones pueden ser de dos tipos, si el aceite es dispersado como glóbulos en una fase continua acuosa, hablamos de emulsiones de aceite en agua (oil-in-water, o/w), en cambio, si la fase continua es la oleosa tenemos una emulsion de agua en aceite (water-in-oil, w/o). Si las emulsiones son más bien líquidas, se les da el nombre de lociones, en cambio, si poseen una estructura semisólida, donde la formulación fluye muy poco, poseen un aspecto más bien semi-sólido,  se denominan cremas o mantecas, siendo estás mucho más densas. Muchas veces, de la viscosidad alcanzada por el sistema emulsión y del público objetivo, depende la elección del envase y/o empaque a utilizar para cada producto en particular.

Al formular una emulsión debemos tener en cuenta, los ingredientes que se utilizaran en su preparación:

Materias grasas: pueden ser aceites o grasas de origen natural o bien derivados de síntesis química, pueden ser líquidos, semi-sólidos o sólidos.

El uso de estas materias primas influye en la consistencia, textura y propiedades sensoriales que tendrá el producto final.

El aceite mineral, los aceites vegetales (oliva, girasol, palta, almendra, rosa mosqueta, etc…), así como las ceras (de abeja, carnauba), dan una sensación pesada y grasosa sobre la piel. Los ésteres de ácidos grasos hidrofóbicos (ésteres de etilenglicol, de polietielenglicol y de propilenglicol, ésteres de isopropilo,etc…), poseen una sensación más ligera y agradable sobre la piel, que los anteriores.

Sustancias con cadenas de ácidos grasos cortos (miristato de isopropilo y octil octanoato, por ejemplo) dan un efecto más seco que el que dan aquellas materias grasas con un largo de cadena mayor, que son más grasosos (estearatos e isoestearatos, por ejemplo). También dentro de este grupo se encuentran la lanolina y sus derivados, además del petrolato, que proveen una sensación más bien grasa y pesada.

 

Agua: purificada. A  veces,  parte del agua de las formulaciones se utiliza en la hidratación previa de hidrocoloides a incorporar en la formulación.

Emulgentes: normalmente se clasifican en tres categorías

  • Sintéticos. Este grupo corresponde a los llamados tensoactivos, que se caracterizan por disminuir la tensión interfacial, entre los líquidos inmiscibles que forman la emulsión. Cada emulsificante posee una sección hidrofílica y otra lipofílica. Dependiendo de su carga superficial, se pueden clasificar en,
  • Aniónicos, jabones alcalinos, alquilsulfato y alquilsulfonato. En general este grupo es inestable a bajos pH, presencia de cationes polivalentes y surfactantes catiónicos.
  • Catiónicos, derivados de amonio cuaternario. Son emulgentes débiles, por lo que se deben formular con un agente coemulsionante (ejemplo, alcohol cetoestearílico). Son bastante irritantes e inestables a pHs básicos.
  • No-iónicos, no son afectados por la presencia de electrolitos ni por el cambio de pH. Los más utilizados son los ésteres de glicerilo, éteres y ésteres de poloxitelenglicol, ésteres de ácidos grasos de sorbitán (Span®) y ésteres de sorbitan polioxietilénicos (Tween®). Normalmente, se suele utilizar una mezcla de estos emulgentes, de distintos BHL (balance hidrófilo-lipófilo), para así lograr una mayor estabilidad de la emulsión formulada.
  • Coloides hidrofílicos. Estos incrementan la viscosidad de la fase continua o externa. Pueden ser de origen natural, como alginatos, carragenatos, goma xantán, goma arábiga, goma tragacanto o de origen sintético, como los derivados del ácido acrílico (Carbopol®).
  • Partículas finamente divididas. Estos se concentran en la interfase agua- aceite, donde forman una película coloidal alrededor de las gotas dispersas, previniendo la coalescencia de ellas. Si el compuesto es más hidrófilo, se utilizará para la formación de emulsiones o/w (por ejemplo, bentonita, silicato de aluminio y magnesio: Veegum ®), mientras aquellos más lipófilos, se utilizarán para la formación de emulsiones w/o.

Emolientes: una sustancia emoliente es aquella capaz de mantener la suavidad, flexibilidad y aspecto liso de la piel; la función de los emolientes es mantenerse sobre la superficie cutánea o en el estrato córneo para actuar como un lubricante, evitando la descamación y mejorando la apariencia de la piel. Al ser en su mayoría sustancias grasas y/o siliconas, evitan la pérdida cutánea de agua formando una película oclusiva sobre la piel.

Humectantes: incrementan y controlan el estado de hidratación de la piel, como por ejemplo, la urea y la glicerina.

Sustancias especiales: muchos de estos son los llamados “activos cosméticos”, pueden ser extractos vegetales, proteicos, vitaminas, filtros solares, antioxidantes, etc. Dependiendo de la acción requerida al formular el producto, se escogerá el activo y su concentración adecuada.

Preservantes: deben agregarse para prevenir el crecimiento microbiano, particularmente en emulsiones o/w (metilparabeno, propilparabeno)

Agentes odorizantes y colorantes: para dar olor a una preparación se utilizan fragancias, normalmente compuestas por estructuras muy volátiles, es por ello que se recomienda agregarlas ojalá a temperatura ambiente. Por otro lado los colorantes utilizados en cosméticos deben ser FD&C o bien D&C. Ambos productos se agregan a las formulaciones cosméticas con propósitos estéticos, para lograr una mayor “elegancia cosmética”.

Otros: a veces, en la formulación para estabilizar una materia prima es necesario cambiar pH, ya sea para obtener un producto con un pH específico y/o estabilizar un activo cosmético y/o materia prima, para ello se utiliza distintos ajustadores de pH (NaOH, TEA, ácido cítrico, etc…). Si hay algún contenido alto de materias grasas o algunas de ellas que se enrancien fácilmente, será necesario el uso de antioxidantes, como  el BHT.

 

Diseño de una emulsión

No existe una formula universal para el desarrollo de una emulsión cosmético compatible con todos los principios activos y que satisfaga todos los gustos de los consumidores, pero se pueden tener en cuenta los siguientes principios, en la formulación. Es importante definir:

  • A quién o a qué estará destinado el producto. Las características que debe tener mi producto, es decir, necesidades que yo quiero satisfacer con él.
  • Investigación pre-formulación: revisión bibliográfica exhaustiva.

Dentro de ella debemos considerar, sitio  y área de aplicación, sitio de acción (estrato córneo, epidermis, anexos cutáneos), propiedades sensoriales, aspecto físico del producto, forma cosmética (loción, crema, manteca), sustancias activas a incorporar y sus propiedades físico-químicas , condiciones de almacenamiento y estabilidad, empaque a utilizar.  No menos importante es, compararse con los productos existentes en el mercado, ya sea para al menos igualarlos y de ser posible, mejorarlos.

  • Selección de excipientes apropiados para la formulación
  • Factibilidad de fabricación: presencia de maquinaria y/o materias primas necesarias (stock en fábrica, proveedores materias primas, importación, etc…)
  • Preparación de formulación base (lotes de prueba), a la que se le realizan la mayor cantidad de cambios de materias primas y/o preparaciones posibles.
  • Selección de la mejor formulación y mejor metodología de preparación. Basado en los mejores resultados de: estabilidad física: ausencia de coalescencia y/o precipitación, recristalización, estabilidad química o degradación del producto. Desempeño del producto: aumento del grado de hidratación, capacidad antioxidante, protección solar, etc…
  • Escalamiento de lote de laboratorio a lote de fabricación: es decir, un aumento paulatino (normalmente 10 veces la cantidad inicial) en la cantidad fabricada, para ir realizando ajustes en el procedimiento de fabricación, hasta llegar al lote de fabricación máximo de cada equipo presente en planta. Ya que cambios en el tamaño de lote, normalmente conllevan cambios en diversos parámetros (orden de adición de materias primas, temperatura de fusión de materias grasas, tiempo y velocidad de agitación, etc…). Este punto es muy importante, ya que si algún parámetro de fabricación, nos genera como resultado, una partida irrecuperable, la pérdida económica es la mínima posible.

Para optimizar este proceso, es ideal que los equipos utilizados en I+D, posean la misma geometría que aquellos presentes en planta de fabricación.

  • Determinación de rangos de trabajo. Tanto para parámetros de fabricación como de control de calidad, se trabaja en rangos, ya que nunca se puede obtener el mismo parámetro exacto en las distintas partidas, un ejemplo de ello, es la viscosidad, normalmente utilizado como parámetro del control de calidad del productos final y/o durante el proceso de fabricación.
  • Evaluación de seguridad para uso en humanos: conjunto de pruebas que demuestren que el producto no producirá reacciones anómalas en sitio de uso.

Habiendo en el mercado, distintos abastecedores de materia prima, es bueno evaluar, la misma materia prima de distintos proveedores, ya que pueden haber ciertas diferencias de proveedor a proveedor.

También en la etapa de desarrollo, es cuando el producto debe evaluarse  el producto en un grupo de personas, ojalá un panel entrenado y/o focus group, para así realizar los cambios necesarios a la formulación, para generar un producto de amplia aceptación en el mercado.

 

Autor: QF Izaskun Caro Araya

BIBLIOGRAFIA

Paye Marc, Barel André O.  , Maibach Howard I.. Handbook of Cosmetic Science and Technology. Informa Healthcare USA, INC. Second Edition. 2007.

Sinko Patrick J.. Martins´s Physical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences. Lippincot Williams & Wilkins. Sixth edition. 2011.

Gennaro Alfonso R. Remington Farmacia. Edición 20°. Editorial Panamericana. 2003.