4 курс / Дерматовенерология / Химия косметики

ство,увеличиваявнутреннююсилусвязываниямеждуотдельнымичастицами.Соли,такиекакхлориднатрия, также могут быть использованы в качестве связующего вещества. Они частично растворяются в воде, затем повторно кристаллизуются и образуют твердые «мосты» между частицами во время высыхания. Если низкая твердость разрушения является проблемой, следует проверить либо параметры изготовления состава, либо состав. Если в качестве связующего вещества используется соль, для обеспечения необходимой твердости может потребоваться больше жидкости. Кроме того, влажность может быть проблемой во время хранения, если используется крахмал, поскольку он является гигроскопичным материалом. Он действует как разрыхлитель, поглощая влагу и набухая. Эффект отекания приведет к разрыву бомбочки для ванны.

Выцветание кускового мыла Изменение цвета – это проблема качества и эстетики, которая может возникать с кусковым мылом, при этом некоторые части могут быть светлее, а другие – темнее или полностью всё мыло может изменить цвет. Химические изменения, такие как окисление, могут привести к выцветанию под воздействием света или без него.

Несовместимость компонентов или другие проблемы со стабильностью, такие как стабильность pH, также могут вызывать изменение цвета. Ароматизаторы очень чувствительны к pH и изменениям pH, которые могут вызвать окисление и выцветание в мыле с ароматизаторами. Ионы металлов также могут быть источником проблем; таким образом, рекомендуется включение хелатирующих веществ.

Плохая пенообразующая активность пенообразующих составовКак обсуждалось ранее, большинство по-

требителей ожидают, что очищающие составы будут образовывать пену как признак правильного очищения. Однако составы с низким пенообразованием и без пенообразования также являются эффективными альтернативами очищающим пенообразующим средствам. Из-за данного ожидания потребителей, большинство очищающих средств являются пенообразующими составами. Тип и количество используемых поверхностно-ак- тивных веществ оказывают огромное влияние на пенообразующую активность и качество пены. Кроме того, загустители могут также влиять на образование пены; следовательно, их тип и количество также должны быть приняты во внимание. Пеногасящие вещества, такие как жирные кислоты, образующиеся в результате гидролиза кускового мыла, а также смягчающие вещества, тоже могут привести к плохим пенообразующим свойствам.

Разложение эмульсий Как обсуждалось в Разделе 3 Главы 1, эмульсии представляют собой термодинамически неустойчивые составы, которые имеют тенденцию к разложению с течением времени (это может занять от нескольких часов до нескольких лет, в зависимости от состава и параметров процесса). Разложение может быть обратимым, а также необратимым, и последнее нуждается в переработке рецептуры. Основные механизмы физической нестабильности эмульсии показаны на Рисунке 3.6. Обратимые изменения включают отслаивание, седиментацию и флоккуляцию, в то время как необратимые изменения включают инверсию фазы, слияние и Оствальдовское созревание.57,58

151

ОБРАТИМЫЙ	НЕОБРАТИМЫЙ
REVERSIBLE	IRREVERSIBLE

Отслаивание		Инверсия
Creaming		Phase
		фазы
		inversion

Седиментация		Устойчивая		Слияние
Sedimentation		Stable		Coalescence
		эмульсия
		emulsion

Флоккуляция	Оствальдовское
Flocculation	Ostwald ripening
	созревание

Рисунок 3.6 Обратимые и необратимые виды физической нестабильности эмульсии. Модифицировано с разрешения Фернандо Леаль-Кальдерон: Эмульгированные липиды: состав и контроль конечных свойств. OCL.

2012:111 – 119.

■Отслаивание и седиментация обычнопроисходятиз-занесоответствияплотностимеждудвумякапля- ми и непрерывной фазой. Отслаивание обычно встречается в эмульсиях типа масло-в-воде. В данном явлении менее плотная фаза (то есть масляная фаза) мигрирует, образуя тонкий, белесоватый слой в верхней части эмульсии. Седиментация обычно происходит в эмульсиях типа вода-в-масле, где более плотная водная фаза мигрирует, образуя белесоватый слой на дне эмульсии. Как отслаивание, так и седиментация обратимы при перемешивании.

■Во время флоккуляции диспергированные капли объединяются; однако они не теряют своей идентичности. Флоккуляция часто дает мягкую дымку, которую можно убрать перемешиванием.

■Во время инверсии фазы эмульсия инвертируется из одного типа в другой, например, эмульсия типа вода-в-масле превращается в тип масло-вода. Это может произойти, когда эмульгатор станет более растворимым в дисперсной фазе, чем в непрерывной фазе. Данный процесс необратим.

■Слияние похоженафлоккуляцию,заисключениемкластеракапельиихобъединения,чтобысформировать большую каплю. Данный процесс необратим; это приводит к полному разделению двух несмешивающихся фаз.

Оствальдовское созревание представляет собой процесс, в котором компоненты дисперсной фазы распространяются от капель меньшего размера к большему через непрерывную фазу. Обычно это явление встречается в эмульсиях типа вода-в-масле. Это необратимый процесс.

А ЗНАЛИ ЛИ ВЫ?

Хотя слияние и Оствальдовское созревание выглядят одинаково, включая образование более крупных капель из более мелких, – это разные явления. При слиянии капли внутренней фазы вступают в непосредственный контакт, в то время как при Оствальдовском созревании внешняя фаза служит переходящей средой, и капли расширяются через внешнюю фазу.59

Мутный раствор Тоники для лица могут содержать ароматизаторы для повышения удовлетворенности потребителей. Данные масляные компоненты обычно присутствуют в солюбилизированном состоянии, обеспечиваемом поверхностно-активными веществами; по этой причине тоники для лица являются чистыми (прозрачными) растворами. Если тип и/или количество солюбилизаторов не являются подходящими, раствор

152

может стать, в некоторой степени, непрозрачным из-за размера частиц масляных капель в растворе. Альтернативно, масляные компоненты могут просто подняться на поверхность состава и слиться в большую каплю.

Микробиологическое загрязнение Большинство очищающих средств представляют собой составы на водной основе; следовательно, в их случае может произойти микробиологическое загрязнение. Вода является оптимальной средой для роста микроорганизмов, и многие косметические ингредиенты могут фактически служить для них питательным веществом. Промышленные косметические средства не должны быть полностьюстерильными;однакоонидолжныбытьбезопасными.Безопасностьподразумеваетотсутствиевысоковирулентных микробов, а общее количество аэробных микробов на грамм должно быть низким. В США нет общепринятых стандартов по количеству допустимых микробов; по этой причине чаще всего используются временные рекомендации. Микробиологическое загрязнение не обязательно заметно в косметических средствах, но может привести к сильному раздражению и инфекции, если такие средства используются. По этой причине настоятельно рекомендуется использовать консерванты для поддержания минимального количества микробов. Дезинфицирующие средства на основе спирта содержат спирт, который также является консервантом; однакоонможетбытьневсостоянииэффективнопредотвратитьзагрязнениесредстваширокимспектромбактерий и плесенью. По этой причине даже дезинфицирующие средства для рук могут содержать консерванты.

А ЗНАЛИ ЛИ ВЫ?

Термин «солюбилизация» можно определить как приготовление термодинамически стабильного раствора вещества, обычно нерастворимого или очень слабо растворимого в данном растворителе, путем введения поверхностноактивного вещества. Поверхностно-активные вещества должны использоваться в концентрации, равной или превышающей их ККМ. Путем солюбилизации, масла могут быть включены в растворы (в основном, на водной или водно-спиртовой основе), которые, в противном случае, просто плавали бы на поверхности раствора.

КомкованиеДанныйпроцессможетпроизойтивсоставахнаводнойоснове,которыезагущеныгидрофильными загустителями. Некоторые гидрофильные загустители, например, карбомеры и камеди, имеют тенденцию к агрегации и образованию комков (то есть частицы порошка, имеющие сухое ядро и влажную поверхность, склеиваются вместе), которые становится трудно растворить. Данное явление можно избежать путем правильного диспергирования и смачивания полимера. Важно, чтобы полимер медленно добавлялся/разбрызгивался в быстро перемешиваемую воду, которую, при необходимости, можно предварительно нагреть. Некоторые полимеры могут быть предварительно смочены другими ингредиентами в рецептурах. Например, предварительное смачивание глицерином может помочь равномерно диспергировать полимер в воде. Другие, не растворяющиеся ингредиенты, неионногенные поверхностно-активные вещества с низким ГЛБ (ГЛБ примерно 7-9), также могут быть использованы для смачивания полимера перед добавлением его в воду. Данное объемное диспергирование полимера с нерастворяющимся веществом замедляет скорость, с которой полимер набухает и гидратируется в воду, таким образом, сводя к минимуму комкование.

Прогоркание Прогоркание – это химическое разложение жиров и масел, которое может привести к образованию неприятного запаха, ухудшению стабильности и изменению внешнего вида эмульсий. Прогоркание можетбытьвызванокислородом,светомиповышеннойтемпературой,чтоприводиткокислениюненасыщенных связей в жирах и маслах.

Образование летучих химических веществ вызывает изменения запаха и вкуса. Прогорклость, вызванная реакцией гидролиза и присутствием воздуха, температуры и влаги, приводит к гидролизу сложноэфирных связей в жирах и маслах и образованию жирных кислот. Обычно это достигается путем ферментативного переокисления, при котором ферменты, содержащиеся в растительных маслах и животных жирах, могут катализировать реакции между водой и маслом. Образующиеся жирные кислоты могут затем подвергаться дальнейшему самоокислению. Окисление, в основном, происходит с ненасыщенными жирами в результате процесса, опосредованного свободными радикалами. Антиоксиданты могут бороться с этими свободными радикалами и замедляют развитие прогорклости из-за окисления. Вот почему добавление антиоксидантов рекомендуется для всех составов, содержащих жиры и масла. Кроме того, прогоркание может быть уменьшено путем храненияжировимаселвпрохладномтемномместеснебольшимвоздействиемтепла,света,кислородаилисвободных радикалов. Прогоркание также может быть вызвано ферментами, продуцируемыми микроорганизмами,

153

такими как бактерии, плесень и дрожжи. Консерванты, добавленные в состав, могут инактивировать данные организмы и предотвратить данный тип прогоркания.

Оценка средств для очищения кожи

В данной части рассматриваются различные испытания, обычно проводимые для оценки качества, производительности (эффективности) и безопасности средств для очищения кожи.

Обычно проверяемые параметры качества 8 Параметры, обычно проверяемые для оценки качества средств для очищения кожи, включают

растекаемость, экструдируемость, текстуру и плотность лосьонов, кремов и гелей; усилие срабатывания; пенообразующее свойство, стабильность пены, вязкость пены, плотность пены и структуру пены; твёрдость бомбочек для ванны; время распада и время растворения бомбочек для ванны, солей для ванныишариковдляванны;эффективностьконсерванта;вязкость;иpH.Диапазонприемлемости(при-

емлемых значений) и другие ограничивающие факторы обычно определяются отдельными производителями. Растекаемость лосьонов, кремов и гелей Растекаемость – это показатель консистенции лосьона, крема или геля, который относится к легкости нанесения средства на кожу. Данный параметр зависит от различных факторов, таких как тип и количество масел, жиров, воска и масляного жира; тип и количество поверхност- но-активных веществ и загустителей; а также содержание воды в составе. Крем, богатый липидами, обладает плохой растекаемостью и более высокой вязкостью, что делает крем жирным, липким и трудным для нанесе-

ния. Крем, лосьон или гель с низкой вязкостью легко наносится на кожу.

Растекаемость может быть определена стандартным методом с использованием экстензометра, также известного как плоскопараллельный метод. В данном случае определенную массу лосьона или крема помещают на середину стеклянной пластины. Другая стеклянная пластина аккуратно помещается сверху средства, избегая соскальзывания с пластины. Измеряется площадь (диаметр), по которой образец распространяется между стеклянными пластинами в течение определенного периода времени (например, 1 мин). Масса может быть размещена в центр пластины для улучшения растекаемости.60

Существует еще один метод измерения растекаемости, который часто называют пенетрометрическим испытанием. Используемое оборудование включает в себя устройство для растекания, которое измеряет легкость, с которой средство, такое как крем, может быть нанесено тонким ровным слоем. Оборудование, изображенное на Рисунке 3.7, содержит конусный зонд 90° и точно подобранные держатели для средств в форме конуса из плексигласа. Материал либо размещается и устанавливается в нижних конусных держателях перед испытанием, либо заполняется шпателем, а затем поверхность выравнивается. Держатели с образцами могут хранитьсязамороженными,охлажденнымииливусловияхокружающейсредыпередиспытаниемобразца.Во время измерения устройство перемещается вниз, и зонд проникает в образец с заданной скоростью и глубиной. Средство вынуждено вытекать наружу при 45° между верхним конусом и держателем средства во время испытания; легкость, с которой средство вытекает, указывает на степень растекаемости. Когда заданная глубина проникновения достигнута, зонд выходит из образца. Извлечение зонда из образца дает информацию о свойствах липкости, которые могут присутствовать.61

Экструдируемость лосьона, крема и геля Одним из желательных факторов при разработке средства является способность средства легко выдавливаться из тюбика и аккуратно отламываться после сжатия. Испытания на экструдируемость указывает на легкость выдавливания крема, лосьона или геля из тюбика. Оборудование показано на Рисунке 3.8. Экструзионная установка движется вперед, имитируя сдавливание, и измеряется сила, необходимая для выдавливания средства из тюбика. Данный метод можно использовать только для средств, упакованных в тюбики.

Текстура лосьона, крема и геля Текстура (консистенция) может быть измерена с помощью экструзионной установки, которая может двигаться вниз (вперед) и вверх (назад).

154

Рисунок 3.7 Испытание растекаемости лосьонов, кремов и гелей. На основе материалов Texture Technologies Corp.

Прямой метод измеряет силу сжатия, необходимую для того, чтобы поршневой диск выдавливал средство через выпускное отверстие стандартного размера в основании контейнера для образца. Данное измерение моделирует усилие, необходимое для выдавливания образца потребителем. Метод показан на Рисунке 3.9а.

Установка для обратного прессования содержит контейнер для образцов, расположенный под поршнем диска, как показано на Рисунке 3.9б. Поршень диска выполняет испытание на сжатие, которое выдавливает средствовверхивокругкраядиска.Результатыотносятсякструктуресредстваисвойствамтекучести.Данное испытание полезно для проверки консистенции вязких средств.

ПлотностьлосьоновикремовПлотностьтакжеотноситсякконсистенциисредстваиуказывает,насколько средство может противостоять внешней силе (например, нанесению). Данный параметр можно измерить с помощьюполусферическогозонда.Это–имитационныйтест,имитирующийлегкость,скоторойчеловеческий палец деформирует образец во время нанесения крема. Зонд, показанный на Рисунке 3.10, перемещается вниз в образец с заданной скоростью на указанную глубину, а затем удаляется в исходное положение. Данный тест позволяет оценить консистенцию кремов, лосьонов и гелей. Усилие, необходимое для проникновения в крем, является мерой плотности крема.

Усилие срабатывания Испытание на проверку усилия срабатывания позволяет измерить силу, необходимую для высвобождения жидких очищающих средств из диспенсеров с дозаторами. Диспенсеры с дозатором приводятся в действие руками и, следовательно, пользователь создаёт давление при нажатии для получения необходимого количества средства. Оборудование, использованное для испытания, изображено на Рисунке 3.11. Важно проверить, сколько усилий требуется взрослым и даже детям, чтобы получить средство из диспенсера. При работе с диспенсером с дозатором для жидкого мыла у ребенка могут возникнуть трудности с приложением достаточного усилия в соответствующем направлении для работы дозатора, что может привести к перемещению дозатора, опрокидыванию или иным образом невозможности получить средство для использования. Испытание на проверку усилия срабатывания является имитационным испытанием для оценки таких проблем

155

Рисунок 3.8 Испытание экструдируемости лосьонов, кремов и гелей. На основе материалов Texture Technologies Corp.

((a)а)		(б(b))

Рисунок 3.9 Оценка текстуры лосьонов, кремов и гелей. (a) Прессование прямым методом и (б) Метод обратного прессования. На основе материалов Texture Technologies Corp.

Пенообразующее свойство (вспениваемость) Как обсуждалось ранее, большинство средств для очищения кожи являются пенообразующими составами; по этой причине измерение пенообразующих свойств имеет решающее значение. Вспениваемость является мерой того, сколько пены может быть получено из средства. Наиболее широко используемой процедурой измерения пенного числа является метод испытания Росса-Май- лза, который также одобрен Американским обществом по испытанию и материалам (ASTM) в качестве стандартного метода (ASTM D1173-07).62 Пенообразователь Росса-Майлза состоит из двух концентрических вертикальных трубок, наружная часть которых образует теплую водяную рубашку для внутренней части. Объему 200 мл жидкости позволяют с контролируемой скоростью стекать из стеклянной пипетки в принимающий цилиндр, содержащий 50 мл той же жидкости. Раствор 200 мл образует пену при смешивании с раствором 50 мл. Когда вся жидкость вытечет из пипетки, сразу измеряют пенное число, а затем и через 1 и 5 минут. Пенное число также предоставляет ценную информацию о стабильности пены.63

ВдополнениекметодуРосса-Майлза,несколькодругихиспытанийпенымогутиспользоваться,чтобыпро- верить пенообразующее свойство. Более простым методом является испытание пены встряхиванием. Данный метод включает в себя размещение раствора средства в калиброванном цилиндре, а затем переворачивание цилиндра несколько раз или удары об него перфорированным диском, прикрепленным к стержню в течение фиксированного времени. Полученное пенное число измеряют сразу после образования пены и через 1 мин, 5 мин и т. д. Данные методы представляют собой простой способ отличить растворы, которые не вспениваются, от растворов, которые хорошо вспениваются. Лучшая процедура состоит в барботировании фиксированного количества газа при постоянной скорости потока через раствор поверхностно-активного вещества. Пенное число в указанном контейнере сразу после получения пены дает измерение вспенивания.64

156

Рисунок 3.10 Испытание плотности лосьонов и кремов. На основе материалов Texture Technologies Corp.

Рисунок 3.11 Испытание на проверку усилия срабатывания для диспенсеров с дозаторами. На основе материалов Texture Technologies Corp.

СтабильностьпеныПеныявляютсятермодинамическинестабильнымисистемами,ипены,образующиеся из средств для очищения кожи, не должны быть стабильными в течение длительного периода времени. Потребителиожидают,чтосоставыдляполученияпенывваннебудутгенерироватьисохранятьпенувтечение более длительного периода времени (например, 10-15 минут); однако это не является основным требованием для большинства других составов.

Стабильность пены может быть описана как способность образованной пены выдерживать уменьшение количества пены или её исчезновение. Стабильность и долговечность пены зависят от размера пузырька, диффузии газовой фазы от пузырька к другому пузырьку или в объемную газовую фазу, окружающую пену; ослабление стенок пузырьков и их слияние; и гидродинамический дренаж жидкости между пузырьками, приводящий к быстрому разрушению. Присутствие молекул поверхностно-активного вещества может играть важную роль в укреплении стенок пузырьков против факторов, описанных ранее. Например, такие молекулы могут увеличивать объемную вязкость пузырьков, помогая им выдерживать дополнительный вес и давление, вызванные потоком жидкостей.65

Общийметодопределениястабильностипенысостоитвтом,чтобыопределитьпенноечисловзависимости от времени и рассчитать период полураспада пены. Период полураспада может быть определен как время, которое требуется сгенерированной пене для достижения половины ее первоначального объема. Образование

157

пены может быть достигнуто различными способами, включая методы, описанные ранее.

Вязкость пены Вязкость влияет на реологические свойства средств для очищения кожи. Ее измерение аналогично другим системам косметических средств и средств личной гигиены. Сложность заключается в том, что вязкость следует измерять сразу после создания пены, поскольку со временем пена исчезнет. Сегодня существуют специальные вискозиметры и реометры для измерения вязкости таких систем.

Плотность пены Плотность является еще одним фактором, который способствует стабильности пены: чем плотнее пена, тем она стабильнее. Данное свойство может быть определено путем генерирования пены, переноса пены в цилиндр и сбрасывания небольшого предмета в цилиндр, например, резиновой заглушки, вставляемой в цилиндр. Время прохождения элемента между двумя точками измеряется и переводится в плотность. Так же доступны новые динамические анализаторы пены.66 Они способны измерять кинетику разрушения пены, а также традиционные параметры пены, такие как удельный объем.

Рисунок 3.12 Испытание на твёрдость бомбочки для ванны. На основе материалов Texture Technologies Corp.

Структура пены Объемное содержание жидкости в жидкой пене является наиболее важным параметром, влияющим на структуру пены. Существуют различные методы определения структуры пены, включая электропроводность, маломощную световую микроскопию, электронную микроскопию или видео микроскопию.

Твердость бомбочек для ванны Твердость является важным фактором для бомбочек для ванны, который влияет на упаковку и доставку. Твердость – это мера относительной устойчивости твердого средства к раскалыванию или разрушению. В ходе испытания бомбочка для ванны помещается на измерительную поверхность, на которую опускается пресс с постоянной скоростью (см. Рис. 3.12). Сила, при которой бомбочка разрушается, называется разрушающей или раздавливающей силой. Твердость обычно обратно пропорциональна времени распада/растворения, поскольку, чем тверже таблетка, тем больше времени требуется для её разрушения на более мелкие частицы и растворения в воде.

С другой стороны, если твёрдость слишком низкая (т. е. бомбочка для ванны слишком мягкая), она может не выдержать процесса обработки, упаковки и доставки.

Время распада и время растворения бомбочек для ванны, солей для ванны и шариков для ванны Рас-

пад представляет собой процесс, при котором сжатое средство, такое как бомбочка для ванны, распадается на более мелкие кусочки в жидкой среде (то есть в горячей ванне). Испытание на распадаемость – это мера времени, необходимого при данном наборе условий для разрушения бомбочек для ванны. Время распада можно измерить, поместив образец средства в держатель для образцов, в котором содержится вода определенной заданной температуры. Время можно измерить секундомером.

Растворениепредставляетсобойпроцесс,вкоторомсжатоеидезинтегрированное(например,бомбочкадля

158

ванны) или первоначально несжатое средство (такое как соль для ванны) становится частью среды растворения в молекулярном состоянии (то есть становится невидимым в воде). Растворение можно просто измерить, поместив образец в разумное количество подходящей жидкости, в основном, воды, которая поддерживается при заданной температуре (например, температура воды в ванне для бомбочек для ванны). Время, необходимое для растворения, можно проверить с помощью секундомера. Поскольку шарики для ванны и соли для ванны не сжимаются, они не должны распадаться. Кроме того, они сделаны из водорастворимых ингредиентов, что приводит к очень быстрому растворению в горячей воде. Бомбочка для ванны также состоит из водорастворимых материалов; однако для неё требуется время, чтобы распасться и раствориться из-за своей сжатой природы.

Эффективность консерванта Как упоминалось ранее, косметические средства не должны быть полностью свободны от микроорганизмов. Однако они не должны содержать патогенных микроорганизмов (то есть тех, которые могут вызывать заболевания), а количество непатогенных микроорганизмов должно быть низким. По этой причине они должны представлять собой адекватно консервированные средства, содержащие один или несколько консервантов. Эффективность консерванта зависит от всех ингредиентов, используемых в продукте, а также от упаковки. Таким образом, эффективность консерванта не может быть предсказана на основе отдельных ингредиентов. Чтобы гарантировать, что используемые консерванты подходят для сохранения средств и предотвращения роста микроорганизмов, компании проводят обширное микробиологическое тестирование конечных составов.

Нетобщепринятыхстандартовдлядопустимогоколичествамикроорганизмоввсредствах;поэтойпричине используются временные руководства. Для средств для области вокруг глаз количество не должно превышать 500 колониеобразующих единиц (КОЕ)/г; для средств, не относящихся к области вокруг глаз, количество не должно превышать 1000 КОЕ/г.67 Болезнетворные микрорганизмы, заболеваемость которых вызывает особую озабоченность, особенно в случае со средствами для области вокруг глаз, включают Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Pseudomonas aeruginosa и Klebsiella pneumonia, среди прочего.67

За прошедшие годы был разработан ряд методов, руководств и подходов для испытания эффективности консервантов косметических средств регулирующими органами, организациями по стандартизации, промышленными и отдельными компаниями, включая PCPC,ASTM,

Ассоциацией аналитических сообществ (AOAC) и различными фармакопеями (EP/BP, JP, USP).68 Сегодня наиболее часто используемым испытанием является микробная провокационная проба. Микробная провокационная проба предназначена для оценки способности косметических средств предотвращать микробиологический рост в данных средствах при загрязнении микробами, которые могут попасть в средства во время производства, хранения и/или обычного использования потребителями.

Стандартным методом является тест с нагрузкой Фармакопеи США (USP) <51>, разработанный для фармацевтической промышленности.69 В данном тесте косметическое средство засеивается пятью микроорга-

низмами (три бактерии: S. aureus, E. coli иP. aeruginosa и двумя грибами: Candida albicans иAspergillus brasiliensis), а показатель выживаемости микроорганизмов оценивается при определенных интервалах в течение 28-дневного периода испытания. Эффективность смеси консервантов определяется на основе критериев USP <51>.

Многие компании сочли тест с нагрузкой USP <51> низкого уровня и предпочитают использовать другие протоколы и подходы. Как правило, основные принципы методов одинаковы: средства заселяются микроорганизмами, и их выживаемость контролируется с течением времени. Тесты, как правило, проходят/не проходят

всоответствии с предварительно установленными критериями. Основными отличиями является следующее:

■Тип используемого микроорганизма: существуют протоколы, в которых используются дополнительные микроорганизмы,представляющиевиды,окоторыхсообщаетсявкачествепроизводственныхилииспользуемых загрязняющих веществ;

■Количество образцов;

■Количество посевов (заражений):существуют методы двойного заражение, когда средства повторно заражаются.

■Продолжительность испытания.

Хотя ряд компаний, занимающихся косметическими средствами и средствами личной гигиеной, используют тесты USP или PCPC, многие компании разработали свои собственные «корпоративные» методологии.

159

Данные методы часто более строгие, чем стандартные протоколы. Подходы включают следующее (без полнотыисследований):использованиебольшегоколичествамикроорганизмов,чемрекомендованныйстандартный уровень, разбавление образцов перед посевом, более длительные периоды испытаний, повторный посев, испытания в реальном времени и более строгие критерии приемлемости.70

Вязкость Вязкозсть(ŋ) является мерой внутреннего трения жидкости. Другими словами, это сопротивление течению. Вязкость определяется как напряжение сдвига (ơ, также известное как усилие сдвига, т. е. усилие, приложенное на единицу площади, которое позволяет веществу начать течь; сдвиг происходит всякий раз, когда жидкость физически перемещается путем разлива, распределения, распыления, смешивания и т.д.), деленная на скорость сдвига (γ) (т. е. скорость, с которой вещество начинает течь при приложении силы).

Измерение вязкости является одним из наиболее часто проводимых испытаний для всех жидких и мягких лекарственных форм, чтобы гарантировать, что все изготовленные партии имеют одинаковую вязкость. Это важное свойство, поскольку оно может оказать большое влияние на применимость, растекаемость, прокачиваемость и устойчивости средств. Вязкость системы зависит от множества факторов, включая содержание масла/воска в зависимости от содержания воды, концентрации загустителей и эмульгаторов, электролитов, типа и количества поверхностно-активных веществ, pH и температуры, среди прочих.

Существуетдваосновныхтипаизмерительныхприборов,используемыхдляреологическойоценкиразличныхкосметическихсистем:вискозиметрыиреометры.Данныенаименованиянестрогоопределены.Вискозиметры, по сравнению с реометрами, обычно являются относительно простыми инструментами. Большинство вискозиметров работают с помощью шпинделя, вращающегося в одном направлении в образце. Реометры могут работать с другими типами движений, такими как качание; следовательно, они могут быть использованы для определения более сложных свойств.

На Рисунке 3.13 показаны некоторые типовые шпиндели (то есть вертикальные твердые детали). Во время измерения шпиндель погружается в образец и перемещается (вращается или качается) двигателем. Сопротивление этому движению является мерой инкрементой вязкости. При измерении вязкости важно указывать температуру, поскольку вязкость изменяется с температурой; для большинства косметических средств и средств личной гигиены вязкость уменьшается при повышении температуры.

pH, в качестве числа, понимается степень кислотности или основности раствора, которая зависит от концентрации ионов водорода [H+] в растворе. Значение рН определяется как отрицательный логарифм концентрации Н+ в данном растворе. Другими словами, при высокой концентрации, например, 1 моль/л = 100, pH = 0 (кислый), в то время как при низкой концентрации, например, 10-14 моль/л, pH = 14 (щелочной). Различные растворы объективно сравниваются друг с другом, где pH 0 является чрезвычайно кислым, pH 14 является чрезвычайно щелочным, а pH 7 является нейтральным (см. Рис. 3.14).

pH,какивязкость,являетсяоднимизнаиболееширокоизмеряемыхпараметровдлякосметическихсредств и средств личной гигиены. Чтобы измерить значение pH раствора, необходимы измерительный электрод (pHэлектрод) и электрод сравнения, оба из которых погружены в один и тот же раствор. В рН-электроде используется специально разработанное рН-чувствительное стекло, которое развивает потенциал (напряжение), пропорциональный рН раствора. Электрод сравнения предназначен для поддержания постоянного потенциала при любой заданной температуре и служит для замыкания измерительной сферы pH в растворе. Он обеспечивает известный потенциал сравнения для рН-электрода.

РазницапотенциаловpHиэлектродовсравненияобеспечиваетмилливольтныйсигнал,пропорциональный pH. Рисунок 3.15 изображает комбинированный электрод, который имеет стеклянный электрод и электрод сравнения в одном корпусе. Сегодня используются такие рН-метры.

Обычно проверяемые параметры эффективности (производительности)

9 В данном параграфе обсуждается наиболее часто проверяемый параметр эффективности – анти-

микробная активность антисептических средств для рук и антибактериальных средств для очищения кожи.

160