Косметическое средство накожного применения и способ его получения
Изобретение относится к области косметологии и касается косметического средства накожного действия, представляющего собой множественную эмульсию, содержащую внешнюю водную фазу с включенной в нее масляной фазой, в которой диспергирована внутренняя водная фаза, отличающегося тем, что водные фазы множественной эмульсии содержат микроэмульсию перфторуглеродов в концентрации от 0,1 до 20% в каждой. Изобретение обеспечивает пролонгированное увлажнение, питание и насыщение кожи кислородом. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области косметологии и касается косметических средств, содержащих в качестве активного начала водную эмульсию перфторуглеродов.
В конце 70-х годов прошлого века было установлено, что перфторуглероды являются прекрасными растворителями для жизненно необходимых живому организму газов - кислорода и углекислого газа. Эти результаты, а также химическая и биологическая инертность перфторуглеродов послужили основанием для создания кровезаменителей с газотранспортной функцией - «Fluosal-DA» (Япония), «Oxygent» (США), «Перфторан» (Россия).
Оказалось также, что перфторуглероды являются перспективными соединениями для накожного применения.
В дальнейшем было запатентовано, в частности, использование перфторуглеродов в составе средств, улучшающих обмен веществ в покровных тканях, а также для стимуляции заживления микропорезов и трещин кожи (патент РФ 2033163, А61K 33/19, 1995 г.).
Известно применение эмульсии перфторуглеродов в качестве средства для биологического омоложения ткани кожи путем сдвига биохимических процессов в сторону показателей, характерных для физиологически более молодого возраста (патент РФ 2119790, А61K 7/00 1996 г.).
Известно использование водной эмульсии перфторуглеродов, стабилизированной фосфолипидами, в качестве средства, проявляющего гидратирующий эффект в отношении покровных тканей (патент РФ 2102972, А61K 7/00 1997 г.).
Одним из недостатков всех эмульсий перфторуглеродов является высокая летучесть основного компонента - перфторуглеродов - и сложность получения стабильной эмульсии с малыми размерами частиц, поскольку большой размер частиц отрицательно влияет на стабильность эмульсий и эффективность их действия.
Кроме того, несмотря на неоднократные упоминания в литературе о том, что содержание эмульсии перфторуглеродов в косметическом средстве достигает 60 об.% и даже 95 об.%, что повышает эффективность средства, исследования авторов показали, что при введении в косметическое средство эмульсии перфторуглеродов в концентрации, большей 10 мас.%, эффект от использования средства не усиливается, а остается прежним.
Видимо, это связано с тем, что такие косметические средства при нанесении на кожу выделяют все количество активного вещества сразу и большая часть микроэмульсии перфторуглеродов, не успевая впитаться, улетучивается с поверхности кожи.
Известно, что эффективность любого косметического средства зависит от двух важных его составляющих: от состава и назначения активных веществ и от характеристик самой эмульсии-основы, в которой они растворены. Если эмульсия не будет удерживать активные компоненты на поверхности кожи и способствовать их проникновению в более глубокие слои, то эффект от использования даже хороших компонентов будет минимальным.
Наиболее близким к предложенному косметическому средству и способу его получения является косметическое средство, содержащее множественную эмульсию, описанное в патенте US 5567426 от 26.04.1994 (Лореаль). Эмульсия содержит внешнюю водную гелевую фазу; масляную фазу, диспергированную в указанной внешней водной фазе, и внутреннюю водную фазу, диспергированную в масляной фазе. Масляная фаза может представлять собой перфторированное масло.
Способ получения такого средства включает в себя получение обратной эмульсии, где масляная фаза содержит перфторуглероды, и дальнейшее диспергирование ее во внешней водной среде, где в качестве гелеобразующего полимера используется акриловый или метакриловый полимер или сополимер, объединенный с полиглицерил метакрилатом.
Недостатком описанной множественной эмульсии является то, что кислородпереносящие компоненты - перфторуглероды - содержатся только в одной фазе (масляной), что не позволяет добиться эффекта пролонгированного действия. Кроме того, перфторуглероды входят в состав данного продукта в виде индивидуальных веществ, обладающих высокой летучестью, то есть большая часть перфторуглеродов будет неэффективна, так как не будет удерживаться на поверхности кожи.
Технической задачей настоящего изобретения является создание стабильного косметического средства, обеспечивающего мгновенное и длительное воздействие на кожу активных компонентов и их оптимальное биологическое усвоение кожей, а также способа получения такого средства.
Технический эффект от использования такого средства заключается в пролонгированном увлажнении, питании и насыщении кожи кислородом; предлагаемое косметическое средство обладает хорошими сенсорными и защитными свойствами.
Для решения данной технической задачи предложено косметическое средство накожного действия, представляющее собой множественную эмульсию, содержащую внешнюю водную фазу с включенной в нее масляной фазой, в которой диспергирована внутренняя водная фаза, при этом водные фазы множественной эмульсии содержат микроэмульсию перфторуглеродов в концентрации от 0,1 до 20% в каждой.
Предпочтительно, дополнительно вводить декстран сульфат натрия в количестве от 0,01 до 5,0% во внешнюю и внутреннюю водные фазы.
Декстран сульфат натрия является донором оксида азота (NO). NO участвует в синтезе коллагена, стимулирует процесс дифференциации - деления клеток, усиливает микроциркуляцию в тканях кожи.
Предпочтительно, дополнительно вводить во внешнюю водную фазу средства водоудерживающие компоненты.
Это позволяет большему количеству воды с растворенными в ней активными компонентами удержаться на поверхности кожи, и, следовательно, эффективность средства будет больше. Также водоудерживающие компоненты придают косметическому средству свойство дополнительного увлажнения.
В качестве водоудерживающих компонентов могут быть использованы сорбитол и/или полисахариды.
Заявителем предложен также способ получения средства по п.1, характеризующийся тем, что готовят обратную эмульсиию «вода в масле» и диспергируют ее в присутствии эмульгатора во внешней водной фазе до получения множественной эмульсии, при этом предварительно во внутреннюю водную фазу обратной эмульсии вводят микроэмульсию перфторуглеродов, а во внешнюю водную фазу микроэмульсию перфторуглеродов вводят в процессе получения множественной эмульсии. В качестве эмульгатора используют Полоксамер-407, а в качестве стабилизатора и регулятора вязкости - карбопол Ультрез-10.
Использование комбинации Полоксамера-407 и карбопола Ультрез-10 позволяет создавать стабильное длительное время композиции. Средство выдерживает нагрузку при температуре 40°С больше 6 месяцев, а при температуре 50°С больше 3 месяцев.
Возможно в предложенном способе этапы приготовления обратной и множественной эмульсии осуществлять одновременно, при этом в качестве комбинации эмульгаторов используют стеарет-21, стеарет-2 и ПЭГ-30 диполигидроксистеарат в соотношении 2,5:2,5:0,5 соответственно.
Это позволяет значительно сократить время приготовления средства.
Схематично предлагаемое средство показано на фиг.1, где показана множественная эмульсия W1/O/W2 (вода 1/масло/вода 2) и где 1 - водная фаза 1; 2 - масляная фаза, 3 - водная фаза 2; 4 - микроэмульсия перфторуглеродов.
На фиг.2 приведена фотография множественной эмульсии, приготовленной по примеру 1. Фотография сделана на инвертированном микроскопе Olympus (увеличение в 1000 раз).
Видно, что эмульсия состоит из трех слоев: во внешней водной фазе четко видны крупные масляные капли, в которых диспергированы мелкие капли внутренней водной фазы.
Основными преимуществами предложенного косметического средства являются длительное увлажнение за счет наличия внутренней водной фазы с растворенными в ней увлажняющими компонентами, восстановление кожных покровов за счет наличия масляной фазы с растворенными в ней необходимыми компонентами, а также возможность обеспечения постепенного пролонгированного высвобождения активных компонентов из косметического средства.
Пролонгированное действие и постепенное высвобождение активных компонентов из множественной эмульсии обеспечивается наличием двух водных фаз, отделенных друг от друга масляной фазой. Поэтому сначала микроэмульсия перфторуглеродов будет поступать в кожу из внешней водной фазы, а затем из внутренней, что позволяет полностью использовать эффект от применения микроэмульсии перфторуглеродов и других активных компонентов косметического средства.
Предложенное косметическое средство накожного применения получают следующим образом:
Сначала готовят микроэмульсию перфторуглеродов.
Для этого смешивают при нагревании до температуры не выше 90°С рассчитанные количества водного раствора эмульгатора, в частности блок-сополимера оксидов этилена и пропилена (в концентрации 5,0-20,0 вес.%), и эмульсионного воска в количестве (0,1-5,0 вес.%) до получения прозрачной однородной массы.
В охлажденную до температуры 40°С массу постепенно добавляют перфторуглероды (в количестве 0,2-140,0 вес./об.%) и интенсивно перемешивают на ультрамешалке (скорость до 15000 об/мин). Полученную микроэмульсию гомогенизируют на гомогенизаторе высокого давления (3-5 циклов) при давлении 250-600 бар.
В качестве перфторуглеродов могут быть использованы перфторалканы и циклоалканы, перфторированные амины и эфиры различного строения, бис(перфторалкил)этилены, перфтороктилбромид, а также их смеси.
Затем полученную микроэмульсию перфторуглеродов вводят в эмульсию типа «вода/масло/вода» (множественную), получая предложенное косметическое средство.
Для приготовления множественной эмульсии сначала готовят обратную эмульсию «вода в масле». Для этого нагревают отдельно водную и масляную фазы. В водную фазу вводят микроэмульсию перфторуглеродов (0,1-20%), другие активные компоненты, а также консервант. Масляная фаза (от 10 до 50%) состоит преимущественно из жидких эмолентов, таких как изопропил изостеарат, изогексадекан, и из натуральных растительных масел. Также в состав масляной фазы могут входить воски, например пчелиный, вещества, восстанавливающие липидный барьер кожи (холестерол, церамиды), и эмульгатор ПЭГ-30 диполигидроксистеарат (от 0,5 до 5%), низкий HLB (гидрофильно-липофильный баланс) которого обеспечивает ему хорошие свойства в качестве эмульгатора для обратных эмульсий. После нагрева до 70-75°С водную фазу постепенно приливают к масляной при интенсивном перемешивании, гомогенизируют на Ultra Turrax до образования однородной эмульсии и охлаждают до комнатной температуры. Затем готовят растворы эмульгатора с высоким числом HLB (гидрофильно-липофильного баланса), в данном случае используется Полоксамер-407 (от 0,5 до 5%) и карбопол Ультрез-10 (от 0,1 до 1,0%) в воде. Затем смешивают раствор эмульгатора и набухший полимер, добавляют активные компоненты, эмульсию перфторуглеродов (0,1-20%) и консервант. При постоянном перемешивании вводят приготовленную заранее обратную эмульсию (от 30 до 80%), затем нейтрализуют карбопол Ультрез-10 триэтаноламином и получают однородную эмульсию «вода/масло/вода».
Возможно приготовление предложенного косметического средства следующим способом.
Нагревают отдельно масляную и водную фазы до 70-75°С. Масляная фаза содержит синтетические эмоленты, натуральные масла, воски, другие активные компоненты, а также систему эмульгаторов стеарет-21, стеарет-2 и ПЭГ-30 диполигидроксистеарат в соотношении 2,5:2,5:0,5. Данная система эмульгаторов обеспечивает получение стабильной множественной эмульсии. В водную фазу вводят эмульсию перфторуглеродов в концентрации от 0,1 до 30 мас.%. Водная фаза также может содержать любые стабилизирующие добавки, активные компоненты, консервант. После нагрева масляную фазу при интенсивном перемешивании добавляют в водную и гомогенизируют на Ultra Turrax до образования однородной эмульсии «вода/масло/вода».
Следующие примеры иллюстрируют получение различных вариантов косметического средства с описанием способа их получения, не ограничивая изобретения по существу.
Пример 1. Увлажняющий и питательный ночной крем-гель для сухой кожи
Берут 3 г эмульгатора ПЭГ-30 диполигидроксистеарата, 20 г растительных масел и синтетических маслозаменителей (например, масло макадамии, жожоба, изопропил миристат, каприлик/каприк триглицериды и любые другие), 1 г холестерола, 1 г токоферола, нагревают до 75°С. В горячую воду (до 100 г) добавляют 10 г микроэмульсии перфторуглеродов (смесь перфторуглеродов, состоящая из перфтордекалина и перфторполиэфира в соотношении 7:3), 3 г Декстран сульфата натрия и 0,7 г консерванта Germaben II. При интенсивном перемешивании медленно приливают водную фазу к масляной, затем гомогенизируют на Ultra Turrax в течение 5 минут со скоростью 15000 об/мин. Затем 3 г эмульгатора Полоксамер-407 растворяют в воде, смешивают с 0,3 г консерванта Germaben II, с 15 г 2%-ного раствора полимера Карбопол Ультрез-10, с 10 г микроэмульсии перфторуглеродов (смесь перфторуглеродов, состоящая из перфтордекалина и перфторполиэфира в соотношении 7:3) и с 3 г Декстран сульфата натрия. К данному раствору приливают при интенсивном перемешивании полученную ранее обратную эмульсию, а затем нейтрализуют триэтаноламином. Затем добавляют 3 г сорбитола, 3 г полисахаридов, 0,4 г отдушки.
Полученное средство представляет собой множественную эмульсию, обладает увлажняющими и питательными свойствами, улучшает микроциркуляцию крови и насыщает кожу кислородом, обеспечивая длительное воздействие на кожу.
Пример 2. Увлажняющий дневной крем для сухой кожи
Берут по 2,5 г эмульгаторов стеарет-21 и стеарет-2, 0,5 г эмульгатора ПЭГ-30 диполигидроксистеарата, 5 г изопропил изостеарата, 1 г цетилового спирта, 1 г пчелиного воска, 0,5 г токоферол ацетата, 2 г миндального масла, 3 г циклопентасилоксана, нагревают до температуры 75°С. Отдельно нагревают воду (до 100 г) до 75°С, добавляют в нее увлажняющие компоненты (2,5 г глицерина, 0,5 г мочевины), 0,5 г Д-пантенола, 1 г консерванта Germaben II, 15 г микроэмульсии перфторуглеродов (65% перфтордекалина и 35% перфторметилциклогексилпиперидина). При перемешивании добавляют масляную фазу к водной и гомогенизируют на Ultra Turrax в течение 5 минут со скоростью 15000 об/мин. После получения однородной эмульсии добавляют 5 г микроэмульсии перфторуглеродов (65% перфтордекалина и 35% перфторметилциклогексилпиперидина). При 40°С вводят 3 г сорбитола, 0,4 г отдушки.
Полученное средство представляет собой множественную эмульсию и обладает увлажняющими, восстанавливающими и защитными свойствами, улучшает микроциркуляцию крови и насыщает кожу кислородом, обеспечивая длительное воздействие на кожу.
Пример 3. Известный косметический крем, представляющий собой прямую эмульсию с перфторуглеродами
Берут 3 г эмульгатора стеарет-21, 2 г со-эмульгатора глицерил моностеарата, 3 г изопропил изостеарата, 2 г изогексадекана, 1 г цетилового спирта, 1 г пчелиного воска, 0,5 г токоферол ацетата, 2 г миндального масла, 3 г циклопентасилоксана, нагревают до температуры 75°С. Отдельно нагревают воду (до 100 г) до 75°С, добавляют в нее увлажняющие компоненты (2,5 г глицерина, 0,5 г мочевины), 0,5 г Д-пантенола, 1 г консерванта Germaben II, 5 г декстран сульфата натрия. При перемешивании добавляют масляную фазу к водной и гомогенизируют на Ultra Turrax в течение 5 минут со скоростью 15000 об/мин. После получения однородной эмульсии типа «масло в воде» добавляют 20 г микроэмульсии перфторуглеродов (85 об.% перфтордекалина, 5 об.% перфторэфиров и 10 об.% перфтораминов.). При 40°С вводят 3 г полисахаридов, 0,4 г отдушки.
Пример 4. Косметическое средство по прототипу, патент US 5567426 (Лореаль). Гель для тела
Берут 0,8 г эмульгатора Abil WE 09, 2,6 г силиконового масла Volatil Silicone 7158, 1,4 г фторированного силиконового масла FL 100/450 и отдушку (q.s.), нагревают до 70°С. В горячую воду (10,64 г) добавляют 0,16 г хлорида натрия, 4 г пропиленгликоля и 0,4 г глицерина и консервант (q.s.). При интенсивном перемешивании медленно приливают водную фазу к масляной, затем гомогенизируют на Ultra Turrax в течение 5 минут со скоростью 15000 об/мин. Затем 0,8 г жиро-цепочечного желирующего агента PEMULEN TR 1 растворяют в воде (до 100 г), смешивают с 10 г бутиленгликоля, с 5 г глицерина, с консервантом (q.s.) и при перемешивании добавляют 0,8 г триэтаноламина. К данному раствору приливают при интенсивном перемешивании полученную ранее обратную эмульсию. Полученное средство представляет собой множественную эмульсию, обладает смягчающими свойствами.
Средства из примеров 1 и 2 представляют собой множественные эмульсии, водные фазы которых содержат микроэмульсию перфторуглеродов, а средство по примеру 3 - эмульсия, внешней фазой которой является вода, внутри которой диспергирована масляная фаза (обычная прямая эмульсия). Средства близки по составу, в каждое из них введено одинаковое количество микроэмульсии перфторуглеродов (по 20 г). Средство по примеру 4 хотя и представляет собой множественную эмульсию, но не содержит в водных фазах микроэмульсию перфторуглеродов, а содержит фторированное силиконовое масло в масляной фазе множественной эмульсии.
Как показали исследования авторов, средство по примеру 3 при нанесении на кожу выделяет сразу все количество микроэмульсии перфторуглеродов, то есть на поверхности кожи создается высокая концентрация активного вещества моментально после нанесения средства, из-за чего часть активного компонента будет улетучиваться, а не проникать в кожу, следовательно, насыщение кожи кислородом не пролонгировано.
Средства по примерам 1 и 2 высвобождают микроэмульсию перфторуглеродов постепенно, сначала из внешней фазы, а после проникновения активных веществ в кожу - из внутренней, поэтому эффект от использования активных компонентов будет более сильным и длительным, насыщение кожи кислородом пролонгировано.
Средство по примеру 4 хотя и представляет собой множественную эмульсию, но вместо микроэмульсии перфторуглеродов в водных фазах содержит только фторированное силиконовое масло в масляной фазе множественной эмульсии. Соответсвенно, насыщение кожи кислородом не пролонгировано.
Заявителем совместно с компанией Croda (Великобритания) было проведено исследование по изучению профиля высвобождения воды из косметических средств.
В эксперименте сравнивали косметические средства, соответствующие примерам 1, 2, 3 и 4.
При этом на пластину с известной массой с помощью специального приспособления наносили слой средства толщиной 200 мкм. С помощью аналитических весов фиксировали вес пластины со средством в момент нанесения и через каждые пять минут в течение 3 часов. Вода, высвобождаясь из косметического средства, испарялась с поверхности пластины. Таким образом, вес пластины с нанесенным на нее средством уменьшался. Чем больше остался вес пластины к концу исследования, тем меньше воды выделилось из косметического средства. То есть чем дольше эмульсия сохраняет воду и растворенные в ней вещества, тем более длительным будет эффект от использования средства.
На фиг.3 показаны профили высвобождения воды из предложенных косметических средств (1 и 2) и известных (3 и 4). Как видно из графика, предложенные средства удерживают на 25% больше воды и активных компонентов через 3 часа после начала эксперимента по сравнению со средствами по примерам 3 и 4.
Заявителем было проведено исследование по изучению динамики насыщения кожи кислородом (динамики чрескожного напряжения кислорода (tc pO2)) при применении описанных косметических средств. В эксперименте сравнивали косметические средства, соответствующие примерам 1, 2, 3 и 4.
Изучение tc pO2 проводилось с помощью аппарата ТСМ 4 («Radiometer», Дания). Вычисление tc pO2 базируется на прямом полярографическом измерении, основанном на электрохимической цепи электродов, состоящей из платинового катода (электрод-сенсор) и серебряного анода (справочный электрод). Конец электрода покрыт тонкой мембраной, которая стабилизирует процессы диффузии в нем. Кислород из кожи проникает через эту мембрану к катоду, где происходит уменьшение его количества, которое характеризуется количественной величиной, конвертируемой в вольты и обрабатываемой цифровым способом. Полученный цифровой сигнал затем обрабатывается компьютером, в результате чего на дисплее значение tc pO2 отображаются в мм рт.ст.
Перед началом исследования кожа в выбранных точках предварительно очищалась 70% этиловым спиртом. После этого с помощью специального фиксирующего кольца устанавливался кислородный датчик. Его показания регистрировались на мониторе в виде графика до достижения «плато» и далее в течение 20-25 минут. Далее на кожу наносилось косметическое средство и экспонировалось в течение 120 минут, после чего изучение tc рO2 в данной точке повторяли по описанной выше программе.
На фиг.4 показана динамика насыщения кожи кислородом при использовании косметических средств (1 и 2) и известных (3 и 4). Как видно из графика, предложенные средства постепенно насыщают кожу кислородом и их действие пролонгировано по сравнению со средствами по примерам 3 и 4.
Таким образом, авторами получено стабильное косметическое средство, обеспечивающее мгновенное и длительное воздействие на кожу активных компонентов и их оптимальное биологическое усвоение кожей. Эффект от использования такого средства заключается в мгновенном и пролонгированном увлажнении и насыщении кожи кислородом. Мгновенный эффект обеспечивается выделением активных компонентов из внешней водной фазы, а пролонгированный - из внутренней водной фазы. Предлагаемое косметическое средство обладает хорошими сенсорными, питательными и защитными свойствами, поскольку в его состав входят натуральные масла, воски, витамины.
1. Косметическое средство накожного действия, представляющее собой множественную эмульсию, содержащую внешнюю водную фазу с включенной в нее масляной фазой, в которой диспергирована внутренняя водная фаза, отличающееся тем, что водные фазы множественной эмульсии содержат микроэмульсию перфторуглеродов в концентрации от 0,1 до 20% в каждой.
2. Средство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит декстран сульфат натрия в количестве от 0,01 до 5,0% во внешней и внутренней водных фазах.
3. Средство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит во внешней водной фазе водоудерживающие компоненты.
4. Средство по п.3, отличающееся тем, что в качестве водоудерживающих компонентов используют сорбитол и/или полисахариды.
5. Способ получения средства по п.1, характеризующийся тем, что готовят обратную эмульсии «вода-в-масле» и диспергируют ее в присутствии эмульгатора Полоксамер-407 и стабилизатора карбопол Ультрез-10 во внешней водной фазе до получения множественной эмульсии, при этом предварительно во внутреннюю водную фазу обратной эмульсии вводят микроэмульсию перфторуглеродов, а во внешнюю водную фазу микроэмульсию перфторуглеродов вводят в процессе получения множественной эмульсии.
