Ламеллярные эмульсии в косметике: технология и свойства
Ламеллярные эмульсии в косметике уже стали заметным направлением разработки средств для ухода за кожей. Сначала такие продукты активно продвигали корейские бренды. Однако сегодня ламеллярные кремы и эмульсии представлены у многих производителей.
При этом вокруг технологии остается немало заблуждений. Например, ламеллярную структуру часто связывают исключительно со специальными эмульгаторами или «родственными коже» липидами. На практике все значительно сложнее.
Что такое ламеллярная эмульсия
Ламеллярность описывает определенный тип организации поверхностно-активных молекул и липидов. В подходящих условиях они способны формировать жидкокристаллические структуры.
В ламеллярной фазе молекулы организуются в чередующиеся слои. Гидрофобные участки ориентируются друг к другу, а гидрофильные взаимодействуют с водной фазой. Благодаря этому возникает упорядоченная структура с характерными физическими свойствами.
Кроме ламеллярных фаз, лиотропные жидкие кристаллы могут образовывать гексагональные и кубические структуры. Также существуют более сложные варианты организации.
Чем интересны ламеллярные эмульсии в косметике
Ламеллярная организация влияет прежде всего на физические и сенсорные свойства эмульсии. Она может изменять вязкость, распределение воды и стабильность системы.
Кроме того, ламеллярные системы изучают в контексте увлажнения и поддержания кожного барьера. В отдельных исследованиях такие композиции показывали уменьшение трансэпидермальной потери воды и улучшение состояния сухой кожи.
Однако здесь важно отделять экспериментальные данные от маркетинга. Нам не удалось найти убедительных клинических исследований, где сравнивали две идентичные формулы, различающиеся исключительно внутренней структурой.
Поэтому утверждать, что ламеллярность сама по себе гарантирует более высокую эффективность крема, пока преждевременно.
Похожи ли ламеллярные эмульсии на липиды кожи
Маркетинговые материалы часто объясняют эффективность таких средств сходством с липидными структурами кожи. Действительно, липиды рогового слоя организованы в упорядоченные ламеллярные структуры.
Однако из этого не следует, что ламеллярные структуры готовой эмульсии проникают в кожу в неизмененном состоянии. Поэтому заявления о «встраивании готовых ламелл» требуют осторожной интерпретации.
При этом сама организация эмульсии действительно может влиять на высвобождение компонентов, окклюзивность и сенсорные свойства продукта.
Какие эмульгаторы создают ламеллярные эмульсии
Распространенное заблуждение заключается в том, что для ламеллярной косметики обязательно нужны специальные эмульгаторы.
На практике жидкокристаллические структуры можно получить и с достаточно распространенными эмульсионными системами. Например, определенные композиции способны формироваться с производными глицерилстеарата, сорбитанстеарата и этоксилированных жирных спиртов.
При этом одного INCI эмульгатора недостаточно для прогнозирования структуры. Огромное значение имеют концентрация, температура, состав масляной фазы и технология приготовления.
Таким образом, один и тот же эмульгатор при разных условиях способен формировать различные структуры.
Как масляная фаза влияет на ламеллярность
Химическая природа эмолентов также играет важную роль. Полярность масла влияет на взаимодействие компонентов внутри эмульсионной системы.
Например, углеводородные и более полярные эмоленты могут по-разному влиять на формирование жидкокристаллических фаз. Поэтому простого правила «полярное масло дает ламеллы, неполярное — нет» недостаточно.
Кроме того, жирные спирты часто выступают важными структурообразователями. Они способны повышать вязкость и стабилизировать ламеллярные структуры.
Нужен ли расчет HLB для ламеллярной эмульсии
HLB остается полезным инструментом при первоначальном выборе эмульсионной системы. Сначала технолог оценивает требуемый HLB масляной фазы. Затем подбирает соответствующее соотношение эмульгаторов.
Однако расчет HLB не гарантирует образования ламеллярной структуры. Он прежде всего помогает подобрать условия для получения стабильной эмульсии.
Поэтому следующий этап — экспериментальный подбор концентраций и соотношений компонентов. Кроме того, полезно исследовать несколько вариантов состава при одинаковой технологии.
Для предварительных расчетов можно использовать HLB-калькуляторы. Однако окончательную структуру необходимо подтверждать экспериментально.
Технология получения ламеллярной эмульсии
Технологический режим существенно влияет на формирование структуры. Обычно после объединения нагретых фаз проводят короткую гомогенизацию.
Затем эмульсию перемешивают при более низкой скорости во время охлаждения. При этом конкретные температуры, скорость и продолжительность смешивания зависят от выбранной системы.
Кроме того, окончательная структура может формироваться не сразу. Вязкость и реологические характеристики некоторых эмульсий продолжают изменяться после изготовления.
Поэтому оценивать образец желательно не только непосредственно после приготовления, но и после периода стабилизации.
Как определить ламеллярную структуру
Наличие жидкокристаллических структур можно исследовать методом поляризационной микроскопии. В определенных ламеллярных системах наблюдаются характерные оптические структуры, включая так называемые мальтийские кресты.
Однако количество видимых крестов нельзя использовать как универсальную количественную меру «процента ламеллярности». Интерпретация изображения зависит от типа системы и морфологии жидких кристаллов.
Для более детального анализа применяют малоугловое рентгеновское рассеяние, рентгеновскую дифракцию и другие физико-химические методы. Благодаря этому исследователь может точнее определить организацию и параметры жидкокристаллических фаз.
Вся ли «ламеллярная косметика» действительно ламеллярная
Маркетинговое название продукта еще не подтверждает его физическую структуру. Поэтому заявление производителя желательно подтверждать инструментальными методами.
Наша лаборатория исследовала ряд косметических продуктов, которые производители позиционировали как ламеллярные. При этом результаты заметно различались. В некоторых образцах характерные структуры хорошо определялись, тогда как в других мы практически их не обнаружили.
Однако отсутствие выраженных мальтийских крестов само по себе еще не позволяет окончательно исключить наличие ламеллярной фазы. Для строгого вывода желательно использовать дополнительные аналитические методы.
Поэтому результаты сравнительного исследования мы не публикуем с указанием торговых марок. При необходимости информацию о проведенных исследованиях можно обсудить отдельно.
Стоит ли использовать ламеллярные эмульсии
Ламеллярные системы представляют интерес как с технологической, так и с косметической точки зрения. Кроме того, они позволяют получать продукты с интересными сенсорными и реологическими характеристиками.
Для сухой и чувствительной кожи такие системы могут быть особенно интересны. Однако эффективность готового средства определяет не только структура эмульсии. Не меньшее значение имеют состав липидов, увлажнители, активные компоненты и общая рецептура.
Таким образом, ламеллярные эмульсии в косметике — это не особый набор модных ингредиентов. Прежде всего это определенная физико-химическая организация системы.
Именно технология, состав и соотношение компонентов определяют возможность формирования такой структуры. Поэтому разработку настоящей ламеллярной эмульсии лучше подтверждать экспериментально, а не только заявлением поставщика сырья или маркетинговым позиционированием.
Литература
Научные публикации по ламеллярным эмульсиям, жидкокристаллическим системам и их применению в косметике:
PubMed — PMID 26841947
PubMed Central — PMC11393266
Crystals, 2020, 10(7), 604
PubMed — PMID 30303546
