Güneşten koruyucu kremlerin formül, maliyet ve GKF optimizasyonu
Formula, cost and SPF optimization of sunscreen creams
Yazar: ELİF İZLEM YILDIRIM
Danışman: PROF. DR. DEMET KARACA BALTA ; PROF. DR. MURAT TÜRKOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Organik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Cilt bakımı ve kozmetik ürünlerinde ultraviyole (UV) filtrelerin (absorber) varlığı, kozmetik endüstrisinin tüketicilere sağlayabileceği önemli bir faydayı temsil etmektedir. UV radyasyonunun zararlı etkilerine ilişkin farkındalığın artması, vücudun en büyük organı olan insan derisinin daha iyi korunmasına yönelik önemli bir talebe yol açmıştır. Günümüzde iki ana kozmetik ürün sınıfının bir parçası olan topikal olarak uygulanan UV filtreler ile çok etkili bir koruma elde edilebilmektedir: plaj ürünleri (güneş bakımı için, güneş yanığına karşı koruma) ve cilt bakım ürünleri (gündüz bakımı için, foton kaynaklı cildin yaşlanmasını geciktirmek için).
Bu çalışmada farklı organik/inorganik UV filtreler kullanılarak formülasyonlar hazırlanmıştır. Hazırlanan bu formüllerde kritik parametreler olan formülün UV absorplama profili, maliyeti, pH ve viskozite gibi diğer fiziksel değerleri ölçülmüştür. Formüllerin UV radyasyonunu absorplama profili yapay zekâ temelli 'BASF Solar Similatör' sistemiyle tahmin edilmiştir. Daha sonra formüller laboratuvarda uygun solvent sistemleriyle çözündürülerek Güneş Koruma Faktörü (GKF) değerleri tekrar ölçülmüştür. Bu çalışmada 20 farklı formül hazırlanmıştır. Formüllerin bazıları sadece fiziksel koruyucu içermektedir bir kısmı sentetik organik moleküller içermekte ve bir kısmı hibrit formüllerdir. Formüllerin GKF değerleri ile maliyetleri arasında bir korelasyon kurulmaya çalışılmıştır. Hazırlanan formüller krem şeklinde olup formülasyonların üretilmesinin kolay ve stabil olduğu faz ayrılmasının veya taban çökmesinin gözlenmediği; pH, viskozite ve görünüm açısından ölçümlerindeki değişiklikler kabul edilebilir aralıklarda olduğu gözlemlenmiştir. Vizkoziteleri 100.000 – 200.000 cP' den büyük çıkmıştır. pH ise 5,40 – 8,8 aralığında çıkmıştır. Maliyetleri de 1 kg ürün için 5,96 – 21,73 USD arasında çıkmıştır.

Abstract:
The presence of ultraviolet (UV) filters (absorbers) in skin care and cosmetic products represents an important benefit that the cosmetics industry can provide to consumers. Increasing awareness of the harmful effects of UV radiation has led to a significant demand for better protection of human skin, the largest organ of the body. Today, very effective protection can be achieved with topically applied UV filters, which are part of two main classes of cosmetic products: beach products (for sun care, to protect against sunburn) and skin care products (for day care, to delay photon-induced skin aging).
In this study, formulations were prepared using different organic/inorganic UV filters. In these formulations, critical parameters such as UV absorption profile, cost, pH and other physical values such as viscosity were measured. The UV absorption profile of the formulations was predicted with the artificial intelligence based 'BASF Solar Simulator' system. The formulas were then dissolved in the laboratory with appropriate solvent systems and the GKF values were measured again. In this study, 20 different formulas were prepared. Some of the formulas contain only physical preservatives, some contain synthetic organic molecules and some are hybrid formulas. A correlation was tried to be established between the GKF values of the formulas and their costs. The formulas prepared were in the form of creams and it was observed that the formulations were easy to produce and stable, no phase separation or base collapse was observed; changes in measurements in terms of pH, viscosity and appearance were within acceptable ranges. Viscosities were greater than 100,000-200,000 cP and pH was in the range of 5.40 - 8.8. Costs were between 5.96 - 21.73 USD for 1 kg of product.