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| Bericht aus der Wissenschaft | Stabilisierung kosmetischer Emulsionen: Untersuchung mit Hilfe moderner analytischer und physikalisch-chemischer Methoden* | Achim Ansmann |
Kosmetische Emulsionen unterliegen Stabilitätsregeln, die auf dem Gesetz von Stokes und den Theorien von Anziehungs- und Abstossungskräften beruhen. Durch moderne analytische und physikalisch-chemische Messmethoden ist es möglich geworden, neue Erkenntnisse zu gewinnen, die der Charakterisierung und Optimierung von Emulsionen dienen. Mit Hilfe von Messungen von Grenzflächenspannungen beispielsweise kann ermittelt werden, welche Emulgatormischungen und Herstellprozesse am wirksamsten sind.
| Abbildung:
Selbstemulgierendes Gel- Netzwerk (Polyacrylat-Struktur) 3D Bild durch Elektronen-Holotomographie 
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In dem hier zusammenfassten Artikel wird beschrieben, durch welche Prozessentwicklungen in den Bereichen Kaltherstellung oder Phaseninversionstechnologie das Portfolio zur Herstellung stabiler Emulsionen vergrößert werden kann. Weiterhin werden neue emulgatorfreie, durch Polymere stabilisierte Systeme oder Pickering-Emulsionen für pigmentierte Emulsionen diskutiert.
Die wichtigste Variable in der Entwicklung von Formulierungen kosmetischer Emulsionen ist die Tröpfchengröße der dispergierten Teilchen in Emulsionen. Als etablierte wissenschaftliche Methode ist die Laserdiffraktionsmessung zu nennen, die z.B. in allen O/W- (Öl-in-Wasser) Systemen eingesetzt werden kann, um die Verteilung der Tröpfchengröße zu ermitteln. Hilfreich sind z.B. auch mikroskopische Untersuchungen, insbesondere die Polarisationsmikroskopie zur Beobachtung der Struktur und Stabilität von lamellaren Gelen in kosmetischen Emulsionen.
Die neue Elektronen-Holotomographie ermöglicht es, aus zweidimensionalen Projektionsbildern dreidimensionale Rekonstruktionen zu erzeugen (siehe Abbildung: Selbstemulgierendes Gel-Netzwerk (Polyacrylat-Struktur: 3D-Abbildung durch Elektronen-Holotomographie). Solche Gel-Netzwerke sind dazu geeignet, Wirkstoffe und Ölkörper zu inkorporieren und können bestens für leichte und kosmetisch attraktive Formulierungen eingesetzt werden.
Das Prinzip von sogenannten Pickering-Emulsionen kann zur Stabilisierung von Emulsionen, die feste Partikel enthalten, angewandt werden. Als Beispiel lassen sich hier Formulierungen nennen, die mikronisierte Titandioxid- oder Zinkoxidpigmente enthalten. Diese Pigmente beeinflussen Stabilität bzw. Instabilität von Emulsionen. Bei Pickering-Emulsionen, die durch Partikel stabilisiert werden, kann der Kontaktwinkel zur Grenzfläche über den Emulsionstyp - O/W (Öl in Wasser) oder W/O (Wasser in Öl) - und die Stabilisierungsenergie entscheiden.
Die ausführliche Version dieses Artikels ist in der englischen Ausgabe von Skin Care Forum Nr. 39 nachzulesen. Hier sind zahlreiche Abbildungen beispielsweise zu den Themen Laserdiffraktionsmessung, Spreiten von Ölkomponenten, Grenzflächenspannung von Emulgatoren, Phasenverhalten von nichtionischen O/W-Emulsionen oder der Differential Scanning Calorimetry (DSC)-Messmethode enthalten.
*Dieser Artikel wurde als Vortrag gehalten anlässlich der CHI Konferenz, Gostiny Dvor, Moskau, September 2003 und in SÖFW 5 Vol. 130 (2004) 2-7 unter dem Titel "A Modern View on Stabilisation Mechanisms of Cosmetic Emulsions" veröffentlicht.
Autor
Dr. Achim Ansmann hat im Fach Organische Chemie promoviert. 1975 trat er in der Forschung der Henkel KGaA ein und war dann zunächst für die Produktentwicklung im Bereich Hautpflege von Henkel-Schwarzkopf und später für die Entwicklung neuer Rohstoffe für die Hautpflege verantwortlich. Seit 1999 ist er bei der Cognis Deutschland GmbH & Co. KG Leiter in den Bereichen technischer Service und Anwendungen von Hautpflegeprodukten und seit 2003 Leiter der Personal Care Technology North Europe. Er ist langjähriges Mitglied der DGK-Fachgruppe Hautpflege und organisiert dort Symposien und weiterführende Schulungen.
Adresse:
Dr. Achim Ansmann
Cognis Deutschland GmbH & Co. KG
40551 Düsseldorf
Germany
Email: Achim.Ansmann@cognis.com
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