Коллоидно-химические свойства гетерогенных косметических композиций с аминокислотным комплексом лития

Ю. А. Шигабиева, С. А. Богданова, Л. Н. Залялютдинова,

Л. Р. Ульянина, К. А. Хазиахметова, Ю. Г. Галяметдинов

КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЕТЕРОГЕННЫХ КОСМЕТИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИЙ

С АМИНОКИСЛОТНЫМ КОМПЛЕКСОМ ЛИТИЯ

Ключевые слова: косметические композиции, полимерный косметический гель, шампунь, аминокислотный комплекс лития,

пенообразующая способность, вязкость, антиоксидант.

Some new antioxidant cosmetic compositions (shampoo and polymer gel) with lithium amino acid complex were developed and their conformance to the normative parameters of quality was established. It is shown that the addition of the amino acid complex influences on the foam head of the shampoo and the rheological properties of the gel.

Keywords: cosmetic compositions, polymer cosmetic gel, shampoo, lithium amino acid complex, foaming ability, viscosity, antioxidant.

Some new antioxidant cosmetic compositions (shampoo and polymer gel) with lithium amino acid complex were developed and their conformance to the normative parameters of quality was established. It is shown that the addition of the amino acid complex influences on the foam head of the shampoo and the rheological properties of the gel.

Введение

Одной из основных современных тенденций в технологии косметических средств является введение биологически активных компонентов в их состав [1,2,3]. В связи с негативным действием на волосы и кожу активных форм кислорода актуально создание косметических композиций с ингредиентами, обладающими антиоксидантными (АО) свойствами [4,5]. Окислительный стресс приводит к преждевременному старению, поэтому антиоксиданты активно используются в косметических средствах сектора anti-age.

В косметических композициях применяются антиоксиданты как природного, так и синтетического происхождения. Самыми распространенными натуральными антиоксидантами являются аскорбиновая кислота (витамин С), альфа-токоферол (витамин Е), флавоноиды [6,7]. Представителями синтетических антиоксидантов являются ионол, оксипи-ридины [8]. Ранее нами была исследована антиоксидантная активность гелевых форм и пеномоющих композиций с дитиооктановой кислотой и показано, что состав композиции существенно влияет на анти-оксидантные свойства косметического изделия [9]. Активно ведется поиск новых эффективных ингредиентов, обладающих антиоксидантной активностью. Перспективными биологически активными добавками к косметическим композициям являются аминокислоты [10].

В работах [11,12] было показано, что комплекс аминокислоты с микроэлементом, а именно аминокислотный комплекс лития, проявляет выраженные антиоксидантные, стресспротективные

свойства и обладает противовоспалительной активностью [13]. Эти две составляющие комплекса вносят свой вклад в проявление активных свойств - регенерирующих, противовоспалительных, тонизирующих, питательных. Представлялось целесообразным проанализировать возможность получения косметических средств - гелей и шампуней с аминокислотным комплексом, тем более, что сведения о таких добавках в литературе отсутствуют.

Целью данной работы являлась разработка рецептур шампуня и полимерного косметического гидрогеля с аминокислотным комплексом лития и исследование их свойств.

Экспериментальная часть

Комплекс представляет собой мелкие бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, растворимые в ДМСО и не растворимые в ацетоне. Соединение малотоксично, проявляет различную биологическую активность. В состав разрабатываемых косметических композиций аминокислотный комплекс лития добавляли в концентрации от 1 до 2,5% мас.

Нормативные показатели (водородный показатель, пенооборазующая способность) разработанных косметических композиций определялись в соответствии с ГОСТ [14,15].

Реологические исследования разработанных косметических гидрогелей проводили на ротационном вискозиметре КИейеБ! с измерительным устройством типа «цилиндр-цилиндр» в диапазоне скоростей сдвига 0,5-500 с-1 при 250С.

Пенообразующая и пеностабилизирующая способности пеномоющих композиций определяли методом Росс-Майлса.

1. Обсуждение результатов

При разработке рецептур косметических композиций с аминокислотным комплексом лития большое внимание уделялось основным характеристикам продукта - прозрачности, устойчивости, консистенции, внешнему виду и запаху.

Среди большого многообразия косметических средств шампунь является наиболее употребляемым продуктом. Поэтому данный продукт оказался в сфере нашего внимания. В состав разработанного шампуня входил сбалансированный комплекс мягких ПАВ, загуститель, регулятор вязкости, витаминная добавка, консервант и парфюмерная композиция.

Оценку пенообразующей способности шампуня с аминокислотным комплексом сравнивали для базовой композиции с таковой без добавки.

Таблица 1 - Характеристики шампуней

Нормируемые показатели Шампунь Норма по ГОСТ

1 2 3

Водородный показатель рН 6,45± 0,02 6,35± 0,01 6,30± 0,01 5,0-8,5

Пенное число, мм 116,0 ±1,0 145,0± 1,0 149± 1,5 Не < 100

Устойчивость пены, мм 0,96± 0,02 0,93± 0,01 0,95± 0,02 Не < 0,8

Без АК С 1%мас. АК С 2,5%мас.АК

Рис. 1 - Высота столба пены шампуня без аминокислотного комплекса (АК), с 1% мас. АК, с 2,5% мас. АК

Как видно из рис.1, аминокислотный комплекс лития влияет на пенообразующую способность шампуня. Введение 1% масс. добавки в базовую композицию приводит к увеличению высоты столба пены в сравнении с шампунем без активного компонента. Дальнейшее повышение концентрации антиоксиданта до 2,5% масс. незначительно увеличивает пенообразующую способность. При этом устойчивость пены с биологически активной добавки соизмерима с величиной для базовой композиции шампуня и близка к 1. Аминокислотный комплекс не оказывает значительного влияния на рН композиции (табл.1). Все эти данные указывают на то, что аминокислотный комплекс лития для косметических средств не оказывают отрицательного воздействия на нормативные показатели шампуня и может быть использован в качестве ингредиента косметических композиций.

Перспективными продуктами являются прозрачные косметические гели. Они могут быть основой для введения полезных добавок. В состав гелей входил полимерный гелеобразователь торговой марки «СагЬотег 341 ЕЯ», глицерин, загуститель, консервант, парфюмерная композиция. Начальным этапом при разработке рецептур был подбор концентрации гелеобразователя, поскольку консистенция и вязкость данного продукта напрямую связаны с такими характеристиками, как равномерность нанесения геля, стабильность,

высвобождение активного компонента.

На основании определения реологических характеристик гелей в режиме контролируемой скорости сдвига была оптимизирована концентрация гелеобразователя. Были изготовлены несколько основ с различным его содержанием: 0,2; 0,3; 0,4; 0,5% масс. Из рис.2 видно, что значения вязкости исследуемых основ варьируются в пределах 120-180 Па-с, что соответствует показателям реологического оптимума консистенции для гидрофильных гелевых сис-

Рис. 2 - Зависимость вязкости от напряжения сдвига для основ гелей с различной концентрацией гелеобразователя: 1 - 0,2% мас.; 2 - 0,3%

мас.; 3 - 0,4% мас.; 4 - 0,5% мас. карбомера)

Нами была выбрана оптимальная основа для получения геля антиоксидантного действия с аминокислотным комплексом с содержанием гелеобразова-теля 0,4% мас., поскольку он обладал наиболее широкой петлей гистерезиса. Увеличение ширины петли гистерезиса указывает на усиление тиксотропных свойств системы, что характеризует хорошую способность к намазыванию и распределение по поверхности, способность к наполнению туб при фасовке, выдавливаемость из туб.

Был проведен сравнительный анализ структурно-механических свойств основы геля, выбранной ранее, и таковой с концентрацией аминокислотного комплекса лития 1 % масс.

Вязкость 150 2

п, Па-с 1 1

100 50 0

0 100 200 300

Напряжение сдвига т, 10-1 Па

Рис. 3 - Зависимость вязкости от напряжения сдвига для геля с 1% мас. аминокислотного комплекса лития

Как видно из рис. 3, данные гели относятся к неньтоновским жидкостям, для которых снижение вязкости наблюдается во всей исследуемой области скоростей сдвига.

Физико-химические свойства всех компонентов, входящих в состав гелей, вносят суммарный вклад в эффект структурообразования и его временные параметры, в частности время релаксации. Данные параметры были рассчитаны для геля без активной добавки и геля с 1% масс. аминокислотного комплекса с использованием уравнения Гросса [17]:

П = П- + ( По - П- ) / ( 1 + ( А • D ) m ),

где п0 - наибольшая ньютоновская вязкость (при D^-0); - наименьшая ньютоновская вязкость (при

D ^); X - время релаксации системы; m - эмпирическая константа.

m = -(d log п) / (d log D).

Результаты расчета представлены в табл. 2.

Таблица 2 - Реологические параметры полимерных гелей

Образец Скорость сдвига y=5,4 с-1 Время релаксации X, с

Пластическая вязкость П, Па^с Предел текучести т, Па

Основа геля 23 130 0,71

Гель с 1% масс. ами-но- кислотного комплекса лития 19 105 0,51

Как видно из табл. 2, введение аминокилот-ного комплекса лития в количестве 1% масс. в косметические гели приводит к незначительному снижению пластической вязкости и предела текучести композиции по сравнению с базовой композицией. Также происходит уменьшение времени релаксации систем, что является положительным моментом для практического использования гелей, поскольку облегчает нанесение на кожу. При этом значение вязкости для геля с аминокислотным комплексом удовлетворяет реологическому оптимуму консистенции для гидрофильных гелевых композиций.

Проведенные исследования показывают возможность получения косметических композиций с новой активной антиоксидантной добавкой.

* Авторы выражают благодарность заведующему лабораторией координационных соединений Химического института им. А.М. Бутлерова В.Г. Штырлину за предоставленный аминокислотный комплекс лития.

Выводы

1. Разработаны рецептуры шампуней и полимерных косметических гелей с биологически активным компонентом - аминокислотным комплексом лития, обладающим антиоксидантной активностью.

2. В результате исследования влияния аминокислотного комплекса на высоту столба пены выявлено увеличение пенообразующей способности

шампуня при введении в базовую композицию данной активной добавки.

3. На основании изучения реологических характеристик полимерных косметических гидрогелей установлено, что они имеют псевдопластиче-ский характер, обладают тиксотропными свойствами. Показано, что введение аминокислотного комплекса лития приводит к незначительному уменьшению пластической вязкости, предела текучести гелей, а также времени релаксации системы, что является положительным моментом для их практического использования.

4. Разработанные косметические композиции по исследованным параметрам соответствуют нормативным показателям для косметических средств.

Литература

1. Ли К.Т. Действие экстракта цветка персика (Prunus perci-ca) по предотвращению УФ-индуцированного повреждения кожи / К.Т. Ли // Международно-отраслевой научнопрактический журнал «Sofw Journal». - 2002. - №3. - С. 10-14.

2. Low molecular weight tannins of Phyllanthus Emblica: Antiaging effects / Chaudhuri R.K. [et al.] // J. Cosmet. &

Emblica. - 2004. - №119. - Р. 59-70.

3. Фотопротекторные свойства некоторых биологически активных добавок для косметических композиций / Ю.А. Романова [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та. -2011.- №10. - С. 305-307.

4. Ксенон против окислительного стресса кожи. / А. Верховский [и др.] // Косметика и медицина. - 2008. - № 6.

- С. 36-41.

5. Эрнандес Е.И. Как выбирать антиоксидантную косметику / Е.И. Эрнандес // Косметика и медицина. - 2010. -№1. - С. 60-67.

6. Глущенко Н.Н. Антиоксиданты в косметике / Н.Н. Глущенко // Материалы VI Международной конференции : Биоантиоксидант. - Москва. - 2002. - С.117-119.

7. Рудольф Т. Витамины и другие активные добавки «второго плана» в солнцезащитных косметических средствах / Т. Рудольф // Sofw Journal. - 2002. - №5. - С. 4-8.

8. Новикова А.Н. Строение кожи / А.Н. Новикова // Качество жизни. Профилактика. - 2002. - №1. - с.14-17.

9. Антиоксидантные свойства косметических композиций с дитиооктановой кислотой / Ю.А. Романова [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2010. - №10. - С.52-56.

10. Гунько В.Г., Андреева С.В. Биологически активные вещества в косметических средствах по уходу за кожей лица / В. Г. Гунько, С. В. Андреева // Провизор. - 2002. -№12. - С.3

11. Залялютдинова Л.Н. Влияние аминокислотного ком-

плекса лития композиции аминокислоты с микроэлементами на организм животных, подвергающихся стрессовому воздействию / Л.Н. Залялютдино-

ва, Р.Х. Хафизьянова, И.Х. Валеева // Сб. статей «Физиология организмов в нормальных и экстремальных условиях». - Казань. - 2001.- С. 137-140.

12. Влияние композиции аминокислот с микроэлементами

на содержание парамагнитных центров животных лим-фосаркомы Плисса / Л.Н. Залялютдинова [и др.] //

Международная школа современного развития магнитнорезонансной спектроскопии. - Казань. -2001. - С. 81.

13. Изучение противовоспалительной активности новых аминокислотных комплексов лития, меди и кобальта / Л.Н. Залялютдинова [и др.] // Материалы IV съезда фармакологов России «Инновации в современной фармакологии». - Казань. - 2012. - С.68.

14. ГОСТ 29188.2-91. Изделия косметические. Метод определения водородного показателя рН. - Взамен ОСТ 18

- 304 - 76, ГОСТ 7983-82; введ. 1993-01-01. - М. : Изд-во стандартов, 1992. - 4 с.

15. ГОСТ 22567.1-77. Средства моющие синтетические. Метод определения пенообразующей способности. -Введ. 1978-07-01. - М. : Изд-во стандартов, 1977. - 4 с.

16. Контроль качества и производство мягких лекарствен

ных средств в свете требований Государственной фарма копеи Украины / И.М. Перцев [и др.] // Провизор. -

2002. - № 8. - С. 29-31.

17. Gross M.M. Relation between viscoelasticity and shear-thinning behavior in liquids / M.M. Gross // Rheol. Acta. -1979. - V.18. - P.609.

© Ю. А. Шигабиева - асп. каф. физической и коллоидной химии КНИТУ, romanovakstu@yandex.ru; С. А. Богданова - кнд. хим. наук, доц. той же кафедры, polyswet@mail.ru; Л. Н. Залялютдинова - д-р мед. наук, проф. каф. фармакологии КГМУ; Л. Р. Ульянина - асп. каф. фармакологии КГМУ; К. А. Хазиахметова - магистр КНИТУ; Ю. Г. Галяметдинов - д-р хим. наук, проф., зав. каф. физической и коллоидной химии КНИТУ, yugal2002@mail.ru.