Створення косметичних кремів на основі таких потенційно нестійких дисперсних систем, якими є емульсії, вимагає спільного використання цілого комплексу допоміжних речовин, що забезпечують фізичну, хімічну і мікробіологічну стабільність крему впродовж певного проміжку часу. Це формотворні речовини, емульгатори, консерванти, антиоксиданти, а також речовини, що покращують споживчі властивості косметичного препарату -- барвники, аромати.

Окремі групи допоміжних речовин забезпечують не лише необхідні фізико-хімічні властивості емульсій, але можуть мати певну біологічну активність, що дозволяє їм включатися в ряд біохімічних процесів шкірних структур, потенціюючи косметичну ефективність діючих інгредієнтів. Наприклад, високоактивні формотворні речовини -- натуральні жири і олії стимулюють обмінні процеси в шкірі; ПАР ініціюють процеси всмоктування біологічно активних речовин і т. д.

Компоненти масляної фази, що відносяться до групи формотворних допоміжних речовин, мають різну хімічну структуру і належать до різних хімічних груп. По хімічній будові жири і жироподібні речовини діляться на декілька основних класів:

· тригліцериди (натуральні і синтетичні);

· жирні кислоти;

· віск (ефіри длинноцепочних жирних кислот і спиртів) і воскоподобние речовини;

· вуглеводневі з'єднання.

Природа гідрофобних формотворних речовин багато в чому визначає міру косметичної дії. Особливу значущість мають натуральні жири (тригліцериди), по складу і фізико-хімічним характеристикам близькі до шкірного жиру і здатні функціонально його заміщати, а також знижувати рівень витягання нативних ліпідів шкіри.

В якості формотворних речовин в рецептурах косметичних кремів використовуються рослинні олії (так звані кісточкові: оливкова, мигдальна, сливова, персикова, які містять до 83% олеїнової кислоти, до 10% ліноленової кислоти), а також бавовняна, кукурудзяна, касторова, кокосова олії, масло какао, жожоба, авокадо, зародків насіння пшениці.

Разом з рослинними оліями в косметичній промисловості широко застосовують жири тваринного походження -- норковий жир, жир бабака, куряча олія, черепахова олія, які відрізняються високою проникаючою здатністю, добре живлять і пом'якшують шкіру.

Будучи натуральними продуктами, близькими за складом до шкірного жиру людини, рослинні і тваринні жири практично не мають подразливої, токсико-аллергизирующего дії, мають високу спорідненість c ліпідними структурами людського організму і відповідно до високою проникаючою здатністю. Це дозволяє забезпечувати транспорт біологічно активних речовин, таких як вітаміни, фосфатиди і т. д., заповнювати недолік ліпідів, регулювати водно-жировий, ліпідний обмін шкіри. Проте слід зазначити, що одним з чинників, що підвищують проникнення в шкіру жирів і їх похідних, є перехід жирових компонентів в емульсійний стан.

Завдяки змісту високограничних жирних кислот, стеарину, вітамінів, фосфатидов ряд природних жирів є біологічно активним компонентом косметичних засобів. Особливою біологічною цінністю відрізняються вітамінізовані комплекси біологічно активних речовин -- олія авокадо, жожоба, черепахова, зародків насіння пшениці.

Наявність жирових фракцій з різними температурами плавлення і іншими фізико-хімічними константами дозволяє варіювати складом речовин, що розчиняються, і консистенцією косметичних засобів. Проте більшість природних жирів рослинного і тваринного походження хімічно не стабільна і здатна розкладатися під дією кисню, світла, підвищеної температури до вільних жирних кислот, змінюючи колір, смак і інші фізико-хімічні властивості. З метою підвищення стабільності природних жирів їх піддають гідруванню, а також використовують напівсинтетичні або синтетичні продукти.

Жири, що гідруються (гідрогенізовані), є з'єднаннями, насиченими шляхом приєднання водню до подвійних зв'язків жирних ненасичених кислот. Маючи достоїнства останніх, похідні, що гідруються, вигідно відрізняються високою стабільністю, більш високою температурою плавлення, що сприяє підвищенню термостабільності емульсійних КС. У виробництві використовують касторову, що гідрується, кокосове, соняшникове та ін. олії.

Жирні кислоти натуральних олій служать початковою сировиною для отримання ряду допоміжних речовин (емульгаторів) з різноманітними властивостями: стеарин є сумішшю жирних кислот (стеаринова (40-45%), пальмітинова (55-60%) з можливими домішками міристинової, лауринової і олеїнової кислот).

Віск, що є складними ефірами жирних вищих кислот і одноатомних вищих спиртів, характеризується високою хімічною стабільністю, високою температурою плавлення, що робить їх незамінними компонентами КЗ в якості ущільнюючих добавок, що підвищують термостабільність препаратів. За походженням розрізняють тваринний віск -- бджолиний, спермацет, ланолін і його численні похідні; рослинний віск -- карнаубский, канделильский, хвойний, віск троянди, лаванди. Разом з формотворними властивостями віск має високу косметичну ефективність, чинить пом'якшувальну, зволожуючу, регенеруючу дію.

Вуглеводні є похідними фракцій нафти, очищених від ненасичених і ароматичних сполук. У косметичній промисловості використовують вазелін, вазелінову олію, парфюмерну олію, парафін, церезин. Від натуральних жирів вони вигідно відрізняються хімічною стабільністю. Проте, будучи синтетичними аналогами жирів, продукти переробки нафти не здатні заміщати шкірні жири, внаслідок чого практично не мають проникаючої здатності. При нанесенні на поверхню шкіри утворюють захисну, водонепроникну плівку. Ці якості дозволяють використати вуглеводневі, як і силіконові, похідні при створенні КЗ поверхневої, покривної дії -- водовідштовхувальних кремів, фотозахисних засобів, дитячих кремів, очищаючих кремів і т. д.

Емульгатори.

Як відзначалося вище, емульсійні системи термодинамічно нестабільні. Для підвищення стійкості емульсійних косметичних засобів використовуються емульгатори.

Емульгатори, вживані в косметиці, повинні відповідати наступним вимогам:

· забезпечувати формування стабільної емульсії;

· бути хімічно індиферентними;

· не проявляти токсичної дії, у тому числі не викликати роздратування шкіри;

· не мати неприємного запаху.

В якості емульгаторів використовуються ПАВ, функціональні особливості яких багато в чому визначаються їх природою. ПАР класифікують на іоногенні (аніонні, катіонні), амфолітні.

У вітчизняному косметичному виробництві застосовуються наступні види емульгаторів і їх сумішей: пентол, пентол модифікований, сорбитанолеат, янтол, янта, емульсійний віск, стеарат ПЕГ-400, олеат ПЕГ-400, оксиетильований ланолін 60, моно-стеарат гліцерину, моногліцериди дистильовані та ін.

Високомолекулярні сполуки (ВМС)

Зважаючи на природні і функціональні особливості ВМС багато в чому наслідують механізм дії ПАВ. Це пов'язано, передусім, з наявністю певної поверхневої активності, що дозволяє визначати ВМС як високомолекулярні ПАР і класифікувати їх за аналогічною ознакою на неіоногенні і іоногенні.

Основними представниками неіоногенних високомолекулярних ПАР є: оксиетильовані аліфатичні спирти, оксиетильовані алкилфеноли, оксиетильовані алкилоламиди, блок-сополимери окислів етилену і пропілену. У технології КЗ завойовують визнання катіонні полімери. Представники цієї групи відрізняються структурою полімерного ланцюга, молекулярною масою і положенням четвертинної амонієвої групи. Прикладом може служити полиионен з катіонною групою в головному ланцюзі.

Представниками класу амфотерних полімерів є білковий гідролізат і їх похідні.

Внаслідок особливостей будови ВМС самостійно виконують стабілізуючу функцію, сприяючи загущенню дисперсійного середовища. Також добавки водорозчинних полімерів, змінюючи властивості міцел ПАВ, сприяють процесу солюбілізації. Полімер, адсорбуючись на поверхні міцели, захищає його від безпосереднього контакту з водою.

Природні поліпептиди -- колаген, еластин, кератин, желатин, яєчний білок -- здатні значно знижувати рівень дратівливої дії з боку ПАВ, знижуючи їх солюбілізуючий ефект на натуральні поліпептиди шкіри. Нативні поліпептиди забезпечують вологостримну, захисну функцію шкіри. Зв'язуючи в комплексі з ліпідами воду, амінокислоти, сечовину, солі, білки, вони сприяють підтримці водно-сольового балансу шкіри. Більш високу, ніж білки, субстативность до шкіри і волосся проявляють білковий гідролізат кератину, еластину, колагену з М.м. 700-2000.

Консерванти

Асептичні умови приготування КЗ є одним з надійних методів підвищення антимікробної стабільності. Проте цей спосіб не може виключити мікробного обсіменіння КЗ при його багаторазовому використанні, порушенні герметичності упаковки. У цому зв'язку виправдано застосування консервантів -- протимікробних стабілізаторів, що є інгібіторами зростання мікроорганізмів. Консерванти дозволяють зберегти відносну стерильність КЗ або граничний допустимий вміст непатогенних мікроорганізмів. При виборі консервантів особлива увага приділяється широкому спектру їх антимікробної дії. Як консерванти використовуються: спирти, феноли, органічні кислоти, солі четвертинних амонієвих з'єднань, ефірні олії. Наприклад, спирт етиловий використовують для консервації емульсій (10-20% від рідкої фази); спирт бензиловий в концентрації 0,9% застосовують для консервації гідрофобних мазевих основ, фенол ефективний в концентрації 0,25-0,5%.

Широке застосування в парфюмерно-косметичній промисловості знайшли ефіри парагідрооксибензойної кислоти -- ніпагін і ніпазол.

Незважаючи на обгрунтовані позитивні якості, використання консервуючих добавок вимагає зваженого підходу і ретельного вивчення. Це пов'язано, передусім, з фармакологічною неіндиферентністю цього виду стабілізаторів.

Антиоксиданти вводяться в рецептуру косметичних кремів з метою запобігання перекисного окисленню олій, полиненасищенние, що містять, жирні кислоти. Як антиоксиданти використовують: лимонну, аскорбінову кислоти, вітамін Е, трилон Б, етил- і пропилгалоїл.

Біологічно активні речовини

До складу косметичних кремів входять найрізноманітніші за походженням, будові і дії на шкіру біологічно активні речовини. Деякі з них чинять поверхневу дію на шкіру, інші проникають в різні шари шкіри.

Як біологічно активні речовини використовуються білки. Найважливішими білками шкіри, що забезпечують її тургор, еластичність, міцність, є колаген, еластин, кератин. Зміна в кількісному і якісному складі основних нативних білків призводить до негативних наслідків -- дегідратації, втрати еластичності, пружності і т. д. Причиною подібних порушень можуть бути як вікові чинники, так і надмірна дія ультрафіолетових променів, інших негативних зовнішніх чинників, а також зміни з боку ендокринної і нервової системи.

В основному, істинні білки вводять до складів для догляду за старіючою шкірою, що в'яне. Доведено, що введення в подібні КЗ колагену сприяє гідратації шкіри, попереджає утворення зморшок. Таке ж застосування знаходить і еластин. Кератин із-за вмісту сірки в основному використовується в КЗ по догляду за волоссям.

Гідролізат нативних білків -- продукти неповного розщеплювання білків, отримані шляхом кислотного або лужного гідролізу натуральних білків. У КЗ використовуються гідролізат колагену, кератину, еластину (М.м. 4000), а також їх композиції, що мають хорошу проникаючу здатність. Будучи за своєю природою високомолекулярними з'єднаннями, що мають поверхнево-активні властивості, білковий гідролізат знаходить застосування в якості амфотерних ПАВ, проявляючи при цьому не лише стабілізуючу, емульгуючу дію, але і здатність частково заміщати порушені білкові структури шкіри, заповнюючи недолік природних поліпептидів шкіри.

Амінокислоти. Застосування амінокислот в КЗ забезпечує інтенсифікацію обмінних процесів, а також сприяє утриманню вологи в роговому шарі шкіри. Гідратуюча дія амінокислот підвищується у присутності природних цукрів (фруктози, галактози, глюкози, рибози, ксилози) і нативних поліпептидів.

До речовин, сприяючих зволоженню шкіри, відносяться водорозчинні сполуки епідермального шару -- молочна кислота, піролідонкарбонова кислота і її натрієва сіль. Здатність цих речовин вбирати вологу визначає їх зволожуючу дію, яка підвищується при введенні амінокислот, колагену. Гіалуронова кислота як чинник «природного зволоження» шкіри міститься і синтезується структурами шкіри, сухожиль, суглобової рідини і регулює, як відзначалося вище, ізотонію шкіри.

Ферменти є активним компонентом шкіри і їх зміст за своєю різноманітністю і активністю перевершує багато органів. Так, в шкірі в значній кількості міститься нуклеаза, ліпаза, протеолітичні ферменти, зокрема, протеаза, гіалуронідаза, фосфатаза. Активність ферментів багато в чому пов'язана з обміном мінеральних речовин, особливо мікроелементів, станом рН шкіри, вітамінів і гормонів. Вікові зміни еластики, проникність шкіри пов'язана з падінням активності ферментів. Усе це обумовлює особливий інтерес косметологів до цього класу біологічно активних речовин. Для використання в косметичних засобах пропонується ліпаза у поєднанні з протеазою; рібонуклеаза в комплексі з нуклеїновими кислотами, деякі види протеаз. Будучи каталізаторами ряду обмінних процесів, ферменти нормалізують природний баланс шкірних покривів, сприяють ефекту оновлення і омолоджування шкіри. У такій якості використовують протеолітичний фермент рослинного походження папаїн, що отримується з плодів тропічної рослини папайя, сприяючий руйнуванню білкових речовин, зокрема, кератину, і таким чином сприяючий процесам відторгнення мертвих ороговілих клітин епідермісу.

Гіалуронидаза, впливаючи на мукополисахариди (гіалуронову кислоту), у складі КЗ використовується як чинник, стимулюючий абсорбування поживних речовин.

Ферменти також використовуються в препаратах, що забезпечують ензимний пілінг шкіри.

Вітаміни, будучи біологічними каталізаторами, сприяють і беруть участь у ряді біологічних реакцій, підвищуючи і стимулюючи життєдіяльність шкіри.

Вітамін А бере участь в синтезі білку кератину, нормалізує синтез меланіну. При недостатності вітаміну А процес ороговіння порушується, призводячи до розвитку гіперкератозу, а також кератодермії -- вираженої сухості рогового шару, його потовщення і придбання сіруватого відтінку.

Вітамін С впливає на утворення колагену, зменшуючи синтез кислих мукополісахаридів, що беруть участь в його формуванні. С-авітаміноз призводить до втрати пружності, еластичності шкірної тканини, сприяє посиленню пігментації клітин -- в гирлах фолікулів утворюються гіперпігментовані гіперкератичні папули. Введення вітаміну С показане в якості «відбілювального» засобу.

Вітаміни групи В є активаторами і учасниками синтезу амінокислот, нуклеїнових кислот, регуляторами тканинного дихання, вуглеводного, білкового, жирового і водного обміну. Пантотенова кислота чинить значний вплив на меланогенез шкіри.

Пірідоксальфосфат -- кофермент вітаміну В₆ при нашкірному застосуванні знижує рівень ліпідів на 58% в порівнянні з початковим; має протизапальну дію, нормалізує рН, використовується у складі кремів по догляду за жирною шкірою обличчя, схильною до вугрового висипу.

Оротова кислота (вітамін В₁₃) покращує білковий обмін, порушений при старінні шкіри, ліпідний обмін, сприяючи підвищенню еластичності шкіри, зменшенню сухості.

Вітамін Е. Доведено, що реакції окислення, що відбуваються в шкірі, сприяють утворенню вільних радикалів ліпідів, які викликають біологічні зміни, що ведуть до старіння шкіри.

Надмірна дія УФ-лучей прискорює процеси освіти вільних радикалів. Токофероли, попереджаючи реакції окислення (по суті, будучи антиоксидантом жирів), запобігають шкідливим наслідкам від дії вільних радикалів ліпідів. Крім того, токофероли перешкоджають утворенню нітрозамінів і нітрозамінових сполук нітриту, в якості можливих забруднень присутніх в КЗ з амінами і амідами, вживаними у виробництві косметики. Антиокислювальний ефект вітаміну Е попереджає утворення подібних сполук, шкідливих для здоров'я людини. Встановлена протизапальна дія на шкіру продуктів етерифікації вітаміну Е.

Вітамін F представляет комплекс жирних ненасичених кислот -- лінолевою, ліноленовою, арахідоновою і їх ізомерів. Виконуючи біокаталітичні функції по окисленню насичених жирних кислот організму, беруть участь в процесі засвоєння жирів, в ліпідному обміні. Недолік цих продуктів призводить до сухості шкіри, появи тріщин і різних дерматитів. Біогенностимулюючі властивості вітаміну F зумовили його застосування в якості регенеруючих добавок при ушкодженні тканин. Здатність підвищувати пружність шкіри пояснюють наявністю карбоксильної групи і іона водню, що утворюють на поверхні тканини міцний молекулярний шар. Також вітамін F здатний активізувати дію вітамінів А, Е, каротину.

Вітамін РР (нікотинова кислота) входить до складу ферментів, що є носіями кисню і беруть участь в синтезі гемоглобіну; сприяє розширенню кровоносних судин, покращує кровообіг, що тонізує і живить шкіру.

Гормони. Вплив гормональних чинників визначає інтенсивність процесів секреції сальних і потових залоз, порушення якої призводить до патологічних станів шкіри, виникненню вугрового висипу (при надмірній активності сальних залоз) або, навпаки, до сухості і лущення шкіри при недостатній секреції. Гормони стимулюють функції сполучної тканини дерми, забезпечують сорбційну здатність і адсорбційну функцію шкіри; змінюють пигментообразующую функцію організму. Враховуючи дію гормонів (зокрема, естрогену) на активізацію ділення клітин базального шару епідермісу, застосування гормонів показане при старіючій шкірі, що в'яне; при атрофічних змінах шкірних покривів, при вугровому висипі, що є наслідком порушення діяльності сальних залоз.

Проте певний взаємозв'язок діяльності гормонів, виражений в потенціюванні або зменшенні активності інших гормонів, не завжди сприятливо позначається на організмі. Це пов'язано з високою проникаючою здатністю гормонів і відповідно до високою біодоступністю, що може привести до порушення гормонального фону організму. Тому дозування гормональних речовин строго регламентується, що дозволяє уникнути негативних наслідків з боку гормональних КС.

Комплекси рослинного і тваринного походження активно стимулюють процеси метаболізму шкірних тканин, що дозволяє створювати багатокомпонентні, високоактивні КЗ на основі їх композицій. Природне поєднання біологічних активаторів містять високоактивні витяги (екстракти) з плаценти (тканинною екстракт), лососевої молочка, морського планктону, квіткового пилку, багаті амінокислотами, вітамінами, мікроелементами і т. д. Тканинні екстракти, зокрема навколоплідній рідині, плаценти збагачені, окрім вищеперелічених БАР, ферментами і гормонами -- проланом, ацетілхоліном і іншим естрогеном. Ацетілхолін, зокрема, здатний викликати розширення дрібних артерій, короткочасне місцеве легке почервоніння шкіри. Ацетілхолін також здатний стимулювати трофіку тканин, сприяючи оновленню клітин. Збагачені гормональні витяги застосовуються для «омолоджування», живлення шкіри, проте вони не завжди безпечні і вимагають певної обережності внаслідок присутності високоактивних гормональних включень.

На принципі оптимальних поєднань БАР -- вітамінів, білків, жирів, мікроелементів, а також специфічних речовин -- алкалоїдів, глікозидів, сапонінів, фітонцидів, фітогормонів -- засновано застосування в КЗ різних рослинних витягань. Область косметології, грунтована на використанні рослинної сировини (РС), дістала назву «фітокосметика». Одним з основних достоїнств РС в КЗ є їх натуральність, що обумовлює мінімальну вірогідність побічних ефектів. Зокрема, речовини, що виділяються з хмелю, плюща, багатоніжки, джинжифила, гормоно, що володіють-- подібною дією, відрізняються м'якшим, щадним впливом на організм. Поліфункціональність компонентів РС обумовлює синергетичний ефект БАР рослинного походження і робить їх популярнішими. Рослинні витягання у складі КЗ обумовлюють протизапальний, антимікробний ефект, стимулюють біохімічні процеси в шкірних покривах, тонизуя і живлячи шкіру. Наприклад, екстракти розмарину тонізують шкіру, деревію -- мають виражену гемостатичну дію. До складу кремів, вживаних для лікування юнацьких вугрів, вводять екстракт хмелю, фитоестрогени, що містить, такою ж дією відрізняється екстракт кукурудзяних рилець, материнки звичайної.

Антиалергічна, протизапальна дія витягів з квіток масленичной троянди використовується при різних алергічних проявах. Азулени, фитостерини, вітамін В₁, мінеральні солі, що містяться в екстракті ромашки, чинять регенеруючу, протизапальну дію на шкіру, а також сприяють регуляції водного балансу. Вітаміни, що містяться в екстракті алое, ферменти, амінокислоти, стерини забезпечують тонізуючу, бактерицидну, регенеруючу, зволожуючу дію на шкіру фітопрепаратів на його основі.

В якості активних добавок в КЗ застосовуються плодові соки (апельсина, абрикоси, банана, лимона, грейпфрута, огірків, томату) внаслідок змісту цілого комплексу БАР -- вітамінів, амінокислот, цукрів, пептинов та ін.

Для надання синергетичного ефекту в КЗ вводять композиції тканинних і рослинних екстрактів; продуктів життєдіяльності бджіл; присутність специфічних добавок, що наприклад, зволожують, фотозахисних, надає КЗ многонаправленность дії, що є сучасною тенденцією розробки і створення сучасної косметичної продукції.

3.3 Принципи складання рецептури емульсійних косметичних кремів