UD 2 PREPARACIÓN DE COSMÉTICOS PDF

UD 2: PREPARACI N DE COSM TICOS COSMÉTICA APLICADA A ESTÉTICA Y BIENESTAR Ó É  RA1: Determina los componentes de un cosmético, analizando sus características y su capacidad de penetración en la piel. e) Se han identificado las c...

UD 2: PREPARACI N DE COSM TICOS COSMÉTICA APLICADA A ESTÉTICA Y BIENESTAR Ó É  RA1: Determina los componentes de un cosmético, analizando sus características y su capacidad de penetración en la piel. e) Se han identificado las características y las funciones de las sustancias más utilizadas en la elaboración de un cosmético. RA2. Prepara productos cosméticos, organizando las operaciones de elaboración y reconociendo los sistemas dispersos. a) Se han establecido las diferencias entre sistemas dispersos homogéneos y heterogéneos. b) Se han distinguido los componentes de las disoluciones, los factores que afectan a la solubilidad y la forma de expresar su concentración. c) Se han identificado las fases y las propiedades de las suspensiones y suspensiones coloidales. d) Se han clasificado las emulsiones en función de la composición de sus fases. e) Se han especificado las formas de presentación de los cosméticos. f) Se ha reconocido la importancia del tipo de envase en la determinación de la forma cosmética. g) Se han identificado las sustancias, materiales y técnicas para la elaboración de una fórmula cosmética. h) Se han especificado las partes de una fórmula cosmética (composición cuantitativa, modus operandi y las características de sus ingredientes). i) Se han preparado fórmulas de cosméticos en el laboratorio.  NDICE 1. Conceptos básicos de química cosmética 1. Átomos y moléculas 2. Electrolitos 3. Ácidos y Bases 4. Reacciones químicas 2. El agua 1. El agua oxigenada 3. Principales compuestos orgánicos de uso en cosmética 1. Hidrocarburos 2. Alcoholes y alcoholes grasos 3. Aldehídos y cetonas 4. Ésteres 5. Grasas y Aceites 6. Derivados nitrogenados 7. Polímeros y macromoléculas 4. Otros 1. El amoníaco 2. El alcohol 3. La glicerina 5. Los tensioactivos 1. Propiedades 2. Tipos Í 6. Formas Cosméticas 1.Sistemas dispersos homogéneos: Disoluciones 1.Características. 2.Tipos 3.Expresión de la concentración 2. Sistemas dispersos heterogéneos: Tipos y características 3.Las formas cosméticas: Tipos y características 7. Pautas de preparación de cosméticos 1. CONCEPTOS B SICOS DE QU MICA COSM TICA La química cosmética se encarga de estudiar los constituyentes químicos aptos para ser empleados en la composición o formulación de los cosméticos. Estos conocimientos son imprescindibles para comprender la mayoría de los conceptos y aspectos relacionados con las propiedades y las aplicaciones de los diferentes productos. Á Í É 1.1 TOMOS Y MOL CULAS LOS ÁTOMOS Cualquier tipo de materia (sólida, líquida o gaseosa) está formada por unidades estructurales que son los átomos. El átomo es la mínima cantidad de materia capaz de mantener todas las propiedades fisico-químicas de un elemento determinado. Está formado por: Núcleo: Protones: carga + Neutrones: sin carga Corteza: Electrones: carga - Á É LOS IONES En condiciones teóricas, en un átomo el número de protones es igual al número de electrones. Sin embargo, los electrones se desplazan del átomo o se agregan a él, produciéndose una modificación en su carga eléctrica dando lugar a la formación de iones. Un ión es una partícula con carga: Anión: cuando un átomo gana un electrón, por lo que adquiere carga negativa. Catión: se forma cuando un átomo pierde un electrón, por lo que la partícula adquiere carga positiva. Los iones se relacionan entre sí cumpliendo siempre las leyes físicas de la electricidad: iones de igual signo se repelen, mientras que iones de distinto signo se atraen. LAS MOLÉCULAS Una molécula es la combinación química de dos o más átomos unidos entre sí por enlaces químicos, y la partícula más pequeña que presenta todas las propiedades físicas y químicas de una sustancia. Sustancias químicas simples: formadas por átomos iguales. Sustancias químicas compuestas: son las formadas por dos o más átomos diferentes ( agua, ácido sulfúrico, amoníaco…) Cuando los átomos se enlazan entre sí, ceden, aceptan o comparten electrones, produciéndose enlaces que pueden ser covalentes o iónicos. 1.2 Electrolitos Algunos compuestos en agua se disocian, es decir, los átomos o grupos de átomos que lo forman se separan, en mayor o menor proporción, en iones. Este proceso se llama ionización. Las sustancias resultantes de la ionización se denominan Electrolitos. Si una solución se ioniza será conductora de la electricidad. 1.3 cidos y Bases Ácido: es un compuesto químico que al añadirlo al agua produce iones hidrógeno. Base: es un compuesto químico que al adicionarlo al agua, produce iones hidroxilo. pH: es una medida de la acidez o alcalinidad de una solución. La escala de pH es una escala numérica que se utiliza como medida de la acidez y la alcalinidad. El pH puede oscilar entre los valores 0-14. Solución ácida: corresponde a un pH con valores entre 0-7 (cuanto más bajo es el número, más fuerte es el ácido) Solución alcalina: corresponde a un pH con valores entre 7-14 Á El pH en los cosméticos El conocimiento del pH resulta esencial para cuidar la piel y el cabello. La piel (pH 5,5) y el cabello (pH 4,5) del ser humano son ligeramente ácidos, los cosméticos, por tanto, deberán formularse con un pH que no varíe mucho del pH de la piel para no irritarla. Cuanto más próximos a ellos estén, menos agresivos serán, pues los medios muy alcalinos o muy ácidos pueden producir, tanto a la piel como al cabello, alteraciones y trastornos. 1.4 Reacciones qu micas Una reacción química es el proceso de transformación que sufren las moléculas provocando un cambio observable de sustancia o cambio químico. La neutralización: se realiza para conseguir llevar el pH de un cosmético a la neutralidad (lo más próximo al pH de la piel o cabello) í La polimerización: es una reacción en la que se une un gran número de moléculas iguales denominadas monómeros para formar una molécula grande que se llama polímero. Los monómeros son estructuralmente muy variados y producen moléculas de distinta naturaleza. Muchos polímeros pueden ser de origen natural, sintético o semisintético. Polímeros hidrófilos: De origen natural: procedentes de algas, semillas de cereales.. Por ejemplo: agar- agar, alginatos y los carragenatos. Actúan como espesantes. Acrílicos y vinílicos: son sintéticos, se conocen con el nombre general de Carbómeros o Carbopol; son polímeros gelificantes, tienen efecto refrescante y tacto agradable. También se utilizan alcoholes polivinílicos como espesantes. Polietilenglicoes (PEG) o Carbowax: proceden de la condensación de óxidode etileno y agua. Los PEG son solubles en agua y etanol, se utilizan como espesantes, disolventes. Polímeros silicónicos: Aceites de silicona: dimeticona, fenilmeticona. Son hidrófobos, forman una película no grasa sobre la piel. Siliconas volátiles: ciclometicona, se evapora rápidamente dejando una película fina sobre la piel. Siliconas emulsionables: Abil, son emulsionantes W/O. 2. PRINCIPALES COMPUESTOS ORG NICOS DE USO EN COSM TICA La mayor parte de los componentes de un cosmético pertenecen a la química orgánica por lo que repasaremos su formulación. Hidrocarburos Alcoholes Aldehídos Cetonas Ácidos Carboxílicos Ésteres Aminas Amidas Tioles É Á El agua El agua es el excipiente más utilizado por su función disolvente y por su compatibilidad con el órgano cutáneo. Es el principal disolvente de principios en cosmetología, evidentemente de aquellos que sean hidrosolubles. Las grasas no las puede disolver. Además, en la fabricación de cosméticos, el agua también se utiliza como materia prima por su inocuidad o ausencia de toxicidad. No todas las aguas son iguales. La diferencia estriba en las sustancias que lleven disueltas: sales, gases… Hidrocarburos Son aquellos compuestos orgánicos que sólo contienen átomos de C e H unidos por un enlace covalente. Todos los hidrocarburos son inflamables. NO son miscibles en agua (hidrófobos) Los hidrocarburos con aplicación cosmética son: Alcanos: enlaces sencillos C-C (saturados). Se usan en cosmética las vaselinas y parafinas con acción lubricante, emoliente y disolvente de grasas. Alquenos: C=C. Pueden polimerizarse, por lo que se usan en las lacas capilares y como espesantes. Ej: derivados del polivinilo. Aromáticos: son derivados del benceno (moléculas cíclicas de forma hexagonal. Se utilizan en los tintes capilares. Ej: benceno, tolueno.  Entre los más utilizados se encuentran: Aceites de parafina: forman parte de la composición de la mayoría de cosméticos emulsionados. Se utilizan en alta concentración y emulsionan fácilmente. Permanecen en la piel y son muy oclusivos. Se utilizan como hidratantes o cuando el producto ejerce una acción superficial. Parafinas: se distinguen por la longitud de la cadena hidrocarbonada. Dan consistencia en las formulaciones, sobre todo en las emulsiones grasas. Son muy oclusivas. Vaselinas: son de carácter graso y pastoso. Se extraen del petróleo y se utilizan para dar consistencia en las formulaciones. Son muy oclusivas. Estos tres derivan del petróleo Escualano: se utiliza como principio activo por su semejanza con el sebo natural. Provenía del hígado del tiburón, las fórmulas modernas tiene un origen vegetal, principalmente la aceituna, el salvado de arroz o la caña de azúcar) Alcoholes La función alcohol se caracteriza por la presencia de un grupo hidroxilo (- OH) unido a un átomo de C. Se pueden utilizar como disolventes, espesantes o emolientes. Alcoholes clásicos o de cadena corta (menos de 6C, son líquidos hidrosolubles) se emplean como disolventes. Muchos alcoholes son anfifílicos (afines al agua debido al grupo carbonizo y lipófilos por su parte hidrocarbonada) (ethyl alcohol),isopropyl alcohol, benzyl alcohol Glicoles: dos grupos OH (Propilenglicol) y Polioles: varios OH. Glicerol o Glicerina Alcoholes grasos: (cadenas largas hidrocarbonadas) NO son solubles en agua, se utilizan para fabricar detergentes (tensioactivos) o como espesantes (se utilizan para dar consistencia a las formulaciones anhidras o las emulsiones). Son oclusivos y filmógenos. Ej: Alcohol láurico (lauric alcohol), alcohol cetílico (cetearyl alcohol) o cera lanette, estearílico (stearyl alcohol), butylene glicol, propileneglycol Aldeh dos y Cetonas Son compuestos químicos orgánicos caracterizados por la presencia del grupo carbonilo (C=O) Se utilizan aldehídos y cetonas de bajo peso molecular, que son disolventes. La propanona (acetona), es un disolvente de muchas sustancias, entre ellas las resinas, que se encuentran en lacas de uñas, por lo que se utiliza en cosméticos para disolver o desmaquillar esmaltes de uñas. El formaldehído (formaldehyde) es bactericida, se utiliza como conservante. Otros aldehídos son componentes aromáticos de los aceites esenciales y perfumes, como: geranial, citral… í  cidos Se caracterizan por la presencia del grupo carboxilo (en función del número pueden ser di, tri, poli carboxilos) Tienen carácter ácido. Ácidos débiles: se usan como reguladores de pH. Ácido láctico, ácido cítrico… Ácido fuertes: son irritantes y acústicos, destruyendo células vivas. Ácido tioglicólico… Ácidos Grasos: Son ácidos de cadena larga hidrocarbonada (C4- C30) y según el tamaño y la saturación (presencia de dobles enlaces o no) de la molécula pueden ser líquidos oleosos o sólidos grasos. En cosmética se utilizan tanto de origen animal como vegetal. Estos ácidos grasos no son solubles en agua aunque son solubles entre sí. Á Ácidos Grasos: Su uso en cosmética está muy extendido debido a que: Proporcionan emoliencia y protección y algunos de ellos son muy afines a la piel. Forman parte de la composición de numerosas materias primas usadas en cosmética: aceites vegetales y animales, aceites sintéticos, ésteres grasos, tensioactivos y bases autoemulsionables (mezcla de emulgentes, espesantes, grasas que están semielaboradas para formar emulsiones, solo hay que añadir el resto de ingredientes) Pueden usarse como principios activos (ácido linolénico) o como espesante (ácido esteárico) Ácidos grasos insaturados: tienen algún doble enlace en su fórmula. linoleico, linolénico y araquidónico. Estos ácidos son muy importantes para el organismo, se encuentran en la piel, por lo que se usan en formulaciones cosméticas por su afinidad cutánea. El inconveniente es que se oxidan con facilidad (por los dobles enlaces) Los aceites vegetales (rosa mosqueta, almendras, argán, etc) son ricos en ácidos grasos insaturados y proporcionan hidratación, emoliencia, protección, nutrición, suavidad y brillo. Los ácidos omega 3: son ácidos poliinsaturados, que se encuentran en algunos aceites vegetales. (pescado azul, nueces, etc. en la dieta) Ácidos omega 6: se encuentran en los aceites de borraja, sésamo, girasol, onagra, son necesarios en la renovación dérmica.  steres Los ésteres se obtienen por la reacción de esterificación: ácido+ alcohol: éster +agua Se nombran partiendo del radical ácido, terminado en -ATO, seguido del radical alquímico -ILO. En inglés …. YL …. ATE Son muy utilizados y de gran diversidad, por lo que están incluidos en la práctica totalidad de los cosméticos. La posibilidad de combinación de alcoholes y ácidos grasos es muy numerosa, los ésteres tienen propiedades muy similares, por lo que se incluyen en las formulaciones combinándolos de manera que tengan buena capacidad emoliente e hidratante. É Los ésteres pueden proceder de: ácidos de cadena larga y alcoholes cortos: miristato de isopropilo (se usa en los cosméticos por ser menos pegajosos que los aceites minerales) Son líquidos. ácidos de cadena corta y alcoholes de cadena larga: pentanoato de isoestearilo ácidos de cadena larga y alcoholes de cadena larga: isoestearato de esoestearilo Las ceras son ésteres derivados de un alcohol de cadena larga y de un ácido de cadena larga. Las ceras naturales son mezclas de diferentes ésteres. Pueden ser vegetales y animales (cera de abeja, cera carnuba, lanolina) Las ceras son componentes esenciales en las formulaciones cosméticas, debido a 3 propiedades principales: Espesan o endurecen preparados y proporcionan un tacto suave. Protegen a la piel de la deshidratación por su efecto formador de película sobre la piel. Facilitan la formación y el mantenimiento de las emulsiones. Ésteres de isopropilo: son aceites ligeros. Los más utilizados en los productos cosméticos son el miristato de isopropilo y el palmitato de isopropilo. Grasas y Aceites: Son ésteres de ácidos grasos con glicerina (propanotriol o glicerol), que tiene tres grupos hidroxilo. Las grasas: Son sólidas a tª ambiente y contienen gran número de ácidos grasos saturados. Los aceites son líquidos a tª ambiente y contienen una elevada proporción de ácidos grasos insaturados como el oleico y el linolénico. Se utilizan en la elaboración del jabón y como ingredientes de muchas cremas por su carácter lubrificante y algunos de ellos por su afinidad con la piel. Las mantecas vegetales, están constituidas por triglicéridos, de consistencia más pastosa debido a la presencia de ácidos grasos saturados. Las más usadas son: manteca de cacao, de karité.. Todas tienen buena afinidad por la piel y acción protectora, emoliente y regeneradora. Insaponiblicables: carotenoides (precursores de la vit. A, tocoferoles (vit. E), fitoesteroles. Los fosfolípidos, son lípidos complejos de origen animal (lecitina de huevo) que tienen propiedades emulsionantes ya que son anfifílicos. Compuestos Nitrogenados Son aquellos que contienen grupos funcionales con un átomo de nitrógeno. Aminas: derivados orgánicos del amoníaco. Pueden comportarse como bases orgánicas débiles, Se combinan con los ácidos grasos para hacer jabones y detergentes. Amidas: Son el resultado de la reacción de un ácido con una amina. Se utilizan como detergentes y espumantes, disolventes, humectantes y antiestáticas Dentro de los compuestos nitrogenados se incluyen los aminoácidos, proteínas y derivados. Aminoácidos: los más usados son los que forman parte de la piel (glicina, arginina, histidina…) Se emplean por sus propiedades regeneradoras e hidratantes. Proteínas: Colágeno y la elastina: son las más usadas, actúan como hidratantes. (Generalmente en forma de hidrolizados para que penetren mejor) Queratina: se utiliza en cosmética capilar. Fibronectina: hidratante Factor de crecimiento epidérmico: activa la capacidad mitótica de las células epidérmicas y dérmicas. Se obtiene por biotecnología. Ácidos nucleicos: regeneradores y cicatrizantes. Pol meros y Macromol culas Los polímeros son macromoléculas formadas por la unión química de unidades más sencillas llamadas monómeros. Los monómeros son estructuralmente muy variados, y por tanto conducen a macromoléculas de distinta naturaleza. En cosmética se utilizan muchos polímeros pudiendo ser de origen natural, sintético o semisintético. Además puede ser hidrófilos y lipófilos y ambos tipos son utilizados aunque los primeros son de más frecuente aplicación. í é Polímeros hidrófilos Polímeros de origen natural: proceden de algas, semillas de cereales… Por ejemplo: agar-agar, alginatos y carragenatos. Polímeros acrílicos y vinílicos: son polímeros sintéticos que se conocen con el nombre general de carbómeros o carbopol. Son polímeros gelificantes. Se utilizan por su efecto refrescante y tacto agradable. PEG (polietilenglicol) o Carbowax: son polímeros que proceden de la condensación del óxido de etileno y agua. Pueden ser líquidos (disolventes) o sólidos y de consistencia cérea y se utilizan como espesantes. Los PEG son solubles en agua y etanol, su tacto es pegajoso, se nombran como PEG y un número que varía desde 2-350, que indica el número de óxidos de etileno que forman el polímero. Otras macromoléculas de síntesis: Polímeros silicónicos o siliconas: Aceite de silicona: dimeticona. Son hidrófobos, forman una película no grasa sobre la piel. Siliconas volátiles: ciclometicona. Se evaporan rápidamente dejando una película fina sobre la piel. Siliconas emulsionables: Abil. Son emulsionables A/O. 3. OTROS Amoníaco El amoníaco (NH3) es un gas incoloro y volátil. Se utiliza en estado líquido, como una disolución formada por amoníaco y agua. Tiene carácter básico. Aplicaciones Agente de limpieza, por su condición de desinfectante Agente alcalinizante, favorece la apertura de las escamas de la cutícula del cabello y permite la entrada de sustancias en el tallo capilar. Activación del líquido de permanente En cosméticos depilatorios La Urea es un derivado del amoníaco que se utiliza en la elaboración de cosméticos por su gran poder humectante; es capaz de retener agua en el estrato córneo de la piel y, por tanto, mantener sus propiedades mecánicas, de humectación y flexibilidad. Alcohol etílico Es un líquido incoloro, volátil. En ocasiones se mezcla con agua en proporción variable formando disoluciones hidroalcohólicas. La concentración de las disoluciones de alcohol en agua se expresa en grados, que equivalen al %. (Alcohol de 96º: 96 partes son de alcohol y 4 de agua) Aplicaciones del alcohol Formulaciones cosméticas: lociones, productos para uñas, secantes de uñas (alcohol isopropílico), lacas capilares… Es un buen disolvente de muchas sustancias activas. Por ejemplo, en perfumes y con esencias como la vainilla Es excitante, acelerador de la circulación sanguínea, beneficia el retorno venoso. (el alcohol de romero, aplicado tópicamente en casos de dermatitis seborreica, además de mejorar la circulación sanguínea, estimula los folículos pilosos y regula la producción de grasa) Agente desinfectante de utensilios y herramientas profesionales; se utiliza normalmente el de 70º. Precauciones de uso Es inflamable, por lo que debe mantenerse alejado de focos de calor. Reseca tanto la piel como el cuero cabelludo, por lo que no debe aplicarse en pieles sensibles o secas Glicerina También llamado glicerol. Se trata de un líquido incoloro, higroscópico (tiene capacidad de absorber y exhalar la humedad), viscoso, se mezcla bien con el agua y el alcohol. Se obtiene sometiendo a la grasa a la acción de sustancias alcalinas fuertes como el hidróxido sódico (saponificación), por un lado se obtiene el jabón y por otro la glicerina que estaba combinada con ácidos grasos. Aplicaciones Acción disolvente Agente plastificante Acción emulsionante Agente suavizante Agente estabilizante Agente humectante Es muy utilizada en la elaboración de fórmulas cosméticas por su compatibilidad con la piel, por ejemplo, en los jabones de tocador. Además, es utilizada en una gran variedad de cosméticos como los tónicos, cremas, o las leches, ya que mejora la extensibilidad del cosmético y su capacidad de retener agua 4. LOS TENSIOACTIVOS Son moléculas capaces de disminuir la tensión interfacial o superficial entre dos sustancias que tienden a separarse. Sus moléculas poseen una parte hidrófila, y otra lipófila, por lo que tienen la propiedad de dispersar o mezclar las sustancias que forman una emulsión. La tendencia de los líquidos a formar pequeñas gotitas y a unirse otra vez, es consecuencia de la tensión superficial. Esta fuerza explica que las gotitas de un líquido tiendan a ser esféricas para ocupar el menor espacio posible. De esta manera, dos gotas próximas tienden a unirse formando una sola gota, que reducirá la superficie que ocupa. Las moléculas de tensioactivo se caracterizan por tener una parte polar o hidrófila que se une a la parte hidrófila de la emulsión y una parte apolar o lipófila que se une a la parte lipófila de la emulsión. La parte lipófila de un tensioactivo suele estar formada por una o varias cadenas largas de átomos de carbono e hidrógeno. La parte hidrófila corresponde normalmente a grupos más pequeños como sulfato, fosfato, alcoholes, amonio, o aminas, amidas, ésteres, éteres… 4.1 Propiedades de los Tensioactivos La configuración de las moléculas de tensioactivos hace que estos tengan cuatro propiedades de gran relevancia en la elaboración de cosméticos, pero estas no aparecen en todas las moléculas en el mismo grado. Propiedad espumante: Pueden mezclar aire con líquido, produciendo espuma. La espuma no influye en la acción limpiadora de un detergente, sin embargo es muy apreciada por el consumidor. La espuma es un buen indicador de la actividad del detergente. Así, cuando todo el detergente se ha utilizado para emulsionar la grasa, aparece la espuma. Propiedad humectante: Facilitan la extensión de líquidos en la superficie de contacto. Aumentan la superficie de contacto entre el líquido y la superficie que moja (mejora la superficie de contacto del agua con la piel, favorece la extensibilidad) Tienen buenas propiedades humectantes los tensioactivos con varios grupos hidroxilo como: glicerina, propilenglicol, sorbitol, PEG…  Propiedad emulgente o emulsionante: Entre dos sustancias inmiscibles como el agua y el aceite, existe una “tensión ” que impide que se unan y que se conoce como “tensión superficial”. Los tensioactivos poseen dos partes: Una parte hidrófila (polar): con cierta carga eléctrica que es soluble en agua y que provoca la dispersión o la solubilización. La parte lipófila (apolar): sin carga eléctrica y que no se disuelve en agua (hidrófoba) Los tensioactivos, por su configuración pueden llegar a disminuir la tensión superficial entre dos líquidos inmiscibles. Se localizan convenientemente en la interfase y así dispersan o mezclan las sustancias y forman una emulsión.  Propiedad detergente: Es la capacidad para eliminar la grasa de las superficies sucias de la siguiente manera: la parte lipófila se adhiere a la grasa de la suciedad y la parte hidrófila al agua, siendo eliminada la suciedad por arrastre en el aclarado. Existen diferentes tipos de tensioactivos atendiendo a dos criterios diferentes: Según su carácter iónico: Tensioactivos aniónicos: son los que tienen la parte hidrófila cargada negativamente. Son principalmente detergentes, humectantes y espumantes. Son los tensioactivos que más se emplean Tienen un elevado poder detergente y espumante Ofrecen un buen aclarado Ofrecen la posibilidad de formular champús de pH ligeramente ácido Ejemplo: Ammonium Laureth Sulfate, Ammonium Lauryl Sulfate Sodium Coco-Sulfate, Sodium Cocoyl Glutamate Sodium Laureth Sulfate (SLES), Sodium Lauryl Sulfate (SLS) , Sodium Lauryl Sulfoacetate , Sodium Myreth Sulfate TEA-Dodecylbenzenesulfonate Sodium Dioctyl Sulfosuccinate Tensioactivos catiónicos: son los que tienen la parte hidrófila cargada positivamente. Esta carga (+) hace que sea fácilmente absorbible por superficies cargadas negativamente, como el cabello, proporcionándole un efecto suavizante y desenredante Son agentes antiestáticos, suavizantes, por esta razón se emplean para fabricar, entre otros productos, champús acondicionadores. Son bactericidas. Presentan una serie de inconvenientes, no tienen un alto poder detergente y son poco espumante, resultan irritantes para la piel y los ojos, por lo que no suelen usarse en champús que no sean acondicionador. Ejemplo: Benzalkonium Chloride Dicocodimonium Chloride Quaternium-15,Quaternium-18 Bentonite ,Quaternium-18 Hectorite, Quaternium-22 Tricetyldimonium Chloride Tensioactivos anfóteros: son compuestos que tienen cargas (+) y (–) en función de pH del medio. Son catiónicos en medio ácido y aniónicos en medio básico. Son buenos detergentes, buenos espumantes, poco irritantes para la piel y los ojos, germicida. Es por ello que son ampliamente utilizados en formulaciones de artículos de baño. Ejemplo: Derivados de la betaína: Cocamidopropyl Betaine, Cetyl Betaine, Coco Betaine Disodium Cocoamphodiacetate Disodium Cocoamphodipropionate Sodium Cocoamphoacetate Sodium Cocoyl Isethionate Sodium Lauroamphoacetate Tensioactivos no iónicos: no son ionizables y por tanto, no presentan carga eléctrica. Este tipo de tensioactivos no resultan irritantes ni para la piel ni para los ojos. Tienen menor capacidad espumógena y viscosizante que los tensioactivos aniónicos, pero tienen la ventaja de que son excelentes agentes humectantes y apenas alteran la función barrera cutánea. Se utilizan para la limpieza suave y estabilización de la emulsión. Son compatibles tanto con aniónicos como con catiónicos y no son afectados por los iones calcio-magnesio del agua dura. Suelen emplearse como estabilizantes de espumas, espesantes, o solubilizantes de perfumes. Ejemplo: Coco Glucoside, Decyl Glucoside, Lauryl Glucoside Laureth-10, Laureth-23, Laureth-4 PEG-10 Sorbitan Laurate Polysorbate-(20, 21, 40, 60, 61, 65, 80, 81) Sorbitol Steareth-(2, 10, 15, 20) Según su HLB: La HBL (balance hidrófilo-lipófilo) es un índice que indica el equilibrio hidrófilo-lipófilo de los tensioactivos. Por la estructura de su molécula, los tensioactivos pueden ser muy variados y por tanto unos tienen más acusadas unas propiedades que otras y sus aplicaciones serán distintas. Existe una escala que mide los tipos de tensioactivos según su HLB Los valores de HLB se escalonan de 0-20. Valores < 4: insolubles en agua (ácido oleico) Valores de 4-6: Emulgentes A/O (monoestearato de sorbitán) Valores de 7-9: Humectantes y emulgentes O/A (estearato de poliglicerilo) Valores de 10-14: Detergentes (metilcelulosa) Valores 15-18: Emulsionantes O/W Valores > 18: solubilizantes (estearato de polietilenglicol) Cuanto mayor sea su afinidad por la grasa (mayor parte lipófila y menor parte hidrófila), menor valor de HLB 5. FORMAS COSM TICAS Se denomina Forma Cosmética a la forma física que se le da al producto en función de las necesidades de aplicación, dispensación o soporte, y a las preferencias del consumidor o la innovación cosmética. La forma cosmética se obtiene a partir de la combinación de los ingredientes indicados: emulsionantes, tensioactivos, disolventes, espesantes, ceras, aceites… Los ingredientes de las fórmulas cosméticas no están combinados químicamente, si no que se mezclan para proporcionar un producto lo más homogéneo posible. Hay que tener en cuenta también la forma de dispensación (aerosol) y el soporte que necesitan los ingredientes que dan su función al producto. É  Las formas cosméticas se dividen en función de su aspecto y del tipo de sistema físico: Homogéneo o Heterogéneo. Sistemas homogéneos: constituidas por uno o varios componentes dispersos a nivel molecular o iónico, pero podemos decir que están formados por una sola fase. Disoluciones verdaderas Disoluciones coloidales Sistemas heterogéneos: formados por dos o más fases, por lo que también los denominamos: polifásicos. Suspensiones Geles Emulsiones Etc.  ¿Qué es un sistema disperso? Un sistema disperso puede de nirse como un sistema en el que una fase o componente (fase dispersa) está dividida, con cierto grado de uniformidad, en una segunda fase o componente (fase dispersante) fi 5.1 Sistemas dispersos homog neos: Disoluciones Características Las disoluciones o soluciones son mezclas homogéneas de dos o más sustancias. Están constituidas por componentes dispersos a nivel molecular o iónico, pero podemos decir que están formados por una sola fase (sistemas monofásicos), que se percibe como un líquido transparente y uniforme. Soluto: es la sustancia que se disuelve y que se encuentra en menor cantidad. Podemos encontrarlo en estado sólido, líquido o gaseoso. Disolvente o Solvente: es la sustancia en la que se disuelve el soluto y que se encuentra en mayor cantidad. Puede ser de diferente naturaleza: Agua Alcohol Mezclas de alcohol y agua (mezclas hidroalcohólicas) Aceites Si dos líquidos son solubles entre sí, se dice que son miscibles. Algunos ejemplos de disoluciones son: quitaesmaltes, tónicos, lociones, colonias… é Tipos de Disoluciones Disoluciones Verdaderas: Hidrófilas: el disolvente es el agua pero pueden contener también alcohol (hidroalcohólicas) y glicoles (hidroglicólicas); por ejemplo, las colonias, las lociones para después del afeitado y los tónicos Lipófilas: contienen una mezcla de aceites y ésteres grasos en los que se disuelven los demás ingredientes lipófilos. Por ejemplo los perfumes son mezclas de componentes oleosos disueltos en alcohol. Disoluciones coloidales o coloides: Si las moléculas de soluto son muy grandes o se mantienen en grupos, nos encontramos con disoluciones en las que la luz no se dispersa bien y no son soluciones transparentes, sino turbias. Se consideran coloides cuando el tamaño de partícula oscila entre 50-200 angstrom. A partir de cierta concentración de soluto, las soluciones coloidales pueden transformarse en geles por unión de sus macromoléculas y formar una red tridimensional. Concentración La concentración es una expresión que indica la cantidad de sustancia disuelta (soluto) con respecto a la cantidad de disolvente. Existen varias formas de expresar la concentración: en porcentaje, que indica el número de gramos de soluto en 100 ml de disolución. Por ejemplo: una concentración del 60% quiere decir que en 100 ml de disolución, 60 g son de soluto. g/l Volúmenes Grados 5.2 Sistemas dispersos heterog neos Son los que están formados por dos o más fases, por lo que se denominan sistemas polifásicos. Son mezclas formadas por componentes que no se pueden disolver, sino que uno de ellos se encuentra repartido en el interior del otro. Estos sistemas presentan una estructura física heterogénea, en la que se aprecian los distintos componentes, que quedan separados en distintas fases, apreciables a simple vista o con ayuda del microscopio. Estas dispersiones son muy utilizadas en cosmética: suspensiones, emulsiones, aerosoles, espumas.. é Los sistemas heterogéneos están formados por dos fases: Fase dispersa: (Fase interna o fase discontinua) Es la sustancia que se reparte en el interior de la otra. Son las partículas dispersas en el seno de la fase dispersante. Fase dispersante: (Fase externa o fase continua) Es la sustancia que contiene la fase dispersa. Es el ingrediente o conjunto de ingredientes donde van incluidos las demás sustancias Además de estas dos fases, en algunos sistemas dispersos hay que tener en cuenta un tercer componente, los tensioactivos, que reducen la tensión superficial entre ambas fases y facilitan su mezcla.  Estado de la fase dispersa Sólido Líquido Gas Estado de la Sólido Mezcla (polvos S o p o r t e s fase cosméticos) impregnados dispersante Líquido Suspensión Emulsión Espumas Gas Aerosol (champú Aerosol (lacas seco) capilares) 6. FORMAS COSM TICAS 6.1 SOLUCIONES Las soluciones o lociones son formas homogéneas, monofásicas y líquidas, en las que se disuelven uno o más componentes del cosmético; son transparentes y pueden tener color o no. Las soluciones cosméticas suelen ser: Soluciones hidrófilas: Soluciones acuosas: el solvente es agua. Soluciones alcohólicas: el solvente es un alcohol. Soluciones hidroalcohólicas: el solvente es una mezcla de alcohol y agua Solución hidroglicérica: el solvente es una mezcla de agua y glicerina Soluciones lipófilas: Los componentes mayoritarios son aceites y ésteres grasos sintéticos. É 6.2. Suspensiones Son sistemas heterogéneos, bifásicos, en los que una fase monofásica líquida o semilíquida, externa, lleva dispersa una fase interna, sólida, insoluble, cuyo reducido tamaño de sus partículas condiciona la eficacia cosmética. El mayor problema de las suspensiones es la selección de sus componentes para evitar la rápida precipitación de la fase sólida. Se utilizan casi siempre suspensiones acuosas a las cuales se incorporan ciertos polímeros naturales y /o sintéticos que ayudan a la estabilidad de la suspensión y aportan una adecuada viscosidad en reposo. Con ello se evita la rápida precipitación de la fase sólida y se facilita su manejo y aplicación, ya que por simple agitación, se reduce la viscosidad y se logra una adecuada homogeneización. Ejemplos: laca de uñas, maquillajes fluidos, peeling capilar y protector solar capilar. 6.3. Geles Son soluciones monofásicas o bifásicas semisólidas, (formados por una red tridimensional de macromoléculas entre las que se dispone el líquido) que se distinguen por su permanente rigidez elástica y su alto contenido de líquidos, hidrófilos o lipófilos, que les confiere un carácter blando, fácilmente deformable, pero no derramable; generalmente, son transparentes. La composición de los geles puede ser: Hidrogeles: el disolvente es el agua. Se obtiene al añadir ciertas macromoléculas (alginatos, derivados de la celulosa, gelificantes sintéticos vinílicos, etc) Contienen un 80-90% de agua, y también pueden ser soluciones hidroalcohólicas o glicólicas. Cremigeles o geles crema: Son geles que contienen una pequeña cantidad de sustancias grasas (3%). Oleogeles: son geles hidrófobos o lipófilos en los que la red contiene gelificantes hidrófobos como el sílice o arcillas, y el líquido es oleoso. Los geles tiene la ventaja de que son muy bien tolerados y se eliminan con un simple lavado sin dejar residuos. Además los hidrogeles y los geles alcohólicos poseen un efecto refrescante, debido a la evaporación del agua o alcohol. Las sustancias formadoras de gel son polímeros, de distinto origen y naturaleza. Los gelificantes más utilizados son: Derivados de la celulosa Gomas como la xantana Alginatos Carragenatos: polisacárido extraído de las algas. Carbómeros Polímeros sintéticos del ácido acrílico: Carbopol. (se emplea como agente emulsificante, viscosizante, suspensor y gelificante) 6.4. Emulsiones Son sistemas heterogéneos de dos o más fases líquidas inmiscibles, simples o múltiples respectivamente. Constituidas por una fase continua (disperante o externa), hidrófila o lipófila, y una segunda fase dispersa (discontinua o interna) bajo la forma de finísimas partículas, que se oponen y rechazan entre sí, sin mezclarse en reposo, separándose por una interfase lo más pequeña posible. Al estar formadas por dos líquidos inmiscibles, las emulsiones son inestables. En la actualidad son las más utilizadas en cosmética (leches y cremas) debido a que reúnen una serie de ventajas: Gran afinidad por la emulsión epicutánea de la piel Permiten las incorporaciones de gran número de sustancias tanto hidrófilas como lipófilas. Permiten la obtención de distinto tipo de texturas, consistencias y capacidad de penetración. Pueden actuar como p.a. proporcionando a la piel emoliencia e hidratación Las emulsiones están formadas por dos fases: Fase acuosa o hidrófila: formada por agua y las sustancias hidrosolubles como los humectantes, los viscosizantes, algunos conservantes y p.a. hidrófilos )extractos vegetales, sales, urea…) Fase oleosa o lipófila: formada por aceite y todas las demás sustancias liposolubles como los hidrocarburos, alcoholes grasos, etc… Cuando se agitan se obtiene una mezcla inestable de gotitas (fase dispersa, discontinua o interna) en el seno de una fase continua (dispersante o externa), con la interfase que tiende a reducirse progresivamente, lo que explica la inestabilidad de la emulsión. Para aumentar la estabilidad sin reducir la interfase, se precisa rebajar la tensión entre las fases mediante emulgentes o emulsionantes. Los emulgentes son las sustancias que estabilizan las emulsiones, impidiendo que sus fases se separen. Tipos de emulsiones: Emulsión O/A: denominadas oleoacuosas, en la que la fase externa es el agua y la interna el aceite (diremos que es una emulsión de “aceite en agua”). Las características de las cremas O/A, también llamadas evanescentes, son la facilidad para extenderse y la pronta desaparición, por su gran contenido en agua. Esta forma se encuentra en cremas hidratantes, leches corporales, etc… Emulsión A/O: denominadas acuooleosas, en la que la fase externa son los aceites y la interna el agua (emulsión de “agua en aceite”). También llamadas cremas grasas, son lubricantes, emolientes, oclusivas, menos penetrantes. Se utilizan en cremas nutritivas o de tratamientos de la piel, desodorantes, emolientes acondicionadoras, etc. Emulsiones silicónicas: En estas emulsiones se sustituyen algunas o todas las grasas por silicona (son polímeros derivados del siloxano) Se caracterizan por tener: elevada estabilidad térmica y química, sensación no pegajosa, buenas propiedades de repelencia al agua, económicas. Tipos de siliconas utilizadas en cosmética: Lipófilas: Se utilizan Dimeticonas, fenilmeticonas y ciclometiconas. Son compuestos hidrófobos y filmógenos con poca afinidad por los lípidos de la piel, por tanto su acción es superficial. Su extensibilidad es muy buena y son poco oclusivas. Son muy estables. Tienen propiedades parecidas a las grasas pero su tacto es menos untuoso y se utilizan en formulaciones conocidas como “oil free” Anfifílicas: se denominan dimeticonas copoliol (comercialmente Abil gras, Godosil) se utilizan como emulgentes en los aceites de siliconas.  Microemulsiones: Son un tipo de emulsiones en las cuales las partículas dispersas son tan pequeñas que parece una disolución verdadera. Estas partículas son invisibles por lo que estas dispersiones son transparentes. Son de baja viscosidad y de gran estabilidad. Para lograr este tipo de emulsiones es necesaria la presencia de, además del tensioactivo, un cotensioactivo, de manera que finalmente la concentración de tensioactivos es superior a las de otros tipos de emulsiones. Los emulgentes son los que orientan el sentido de las emulsiones: si el tensioactivo tiende a ser hidrófilo, la emulsión será O/A, pero si el tensioactivo es lipófilo, la emulsión será A/O. 6.5 FORMAS S LIDAS Pastillas Son formas sólidas, destinadas a ser utilizadas mediante su frotación sobre la piel. Su uso preferente corresponde a la formulación de jabones. Su solubilidad en medio acuoso permite la higiene corporal. Asimismo, se pueden formar pastillas mediante la mezcla de componentes grasos, incluidas las parafinas, con una finalidad exclusivamente protectora, ya que su aplicación en seco mediante frotación permite la formación de una película grasa hidrófoba sobre la piel. Ejemplos: pastillas de jabón Ó Barras o Sticks Son formas cosméticas sólidas, también destinadas a ser utilizadas mediante frotación sobre la piel, preferentemente dedicadas a la formulación de desodorantes y antiperspirantes. La mayoría se obtienen por un proceso de gelificación de una mezcla de alcoholes y glicoles. Un caso especial son los lápices (labiales y de ojos), que son pequeñas barras sólidas de color, que sólo poseen componentes protectores y coloreados cuando tienen finalidad decorativa. Ejemplos: desodorante, fondo de maquillaje, corrector de ojeras, lápiz de ojos o labial. Polvos Son formas cosméticas sólidas, orgánicas o inorgánicas, reducidas a partículas minúsculas, que se emplean en cosmética o en medicina para tratar, proteger o embellecer la piel por sus cualidades absorbentes, refrescantes, emolientes o colorantes (polvos sueltos) Cuando los polvos se someten a presión pueden hacerse polvos compactos, lo que permite una estructura permanente que facilita la utilización en localizaciones precisas y en cantidades determinadas. Ejemplos: polvos de talco, polvo decolorante, fondo de maquillaje, sombra de ojos. 6.6. Aerosoles o Sprays Son sistemas dispersos en los que la fase contínua o dispersante es siempre un gas; la fase dispersa puede ser un líquido o un sólido en forma de polvo muy fino. Son formas cosméticas envasadas a presión. El gas se encuentra comprimido y licuado dentro del envase y actúa como propulsor. Al salir a través del orificio de la válvula, se proyecta en forma de finas partículas del líquido o del polvo. Los aerosoles están siendo sustituidos por los vaporizadores manuales y sprays en los que el propelente es el aire, con lo que se evita el uso de otros propelentes que puedan causar daño ambiental (CO2, N2O, hidrocarburos como el propano e isobutano…) Ejemplos: laca capilar, protector solar, desodorante… Vaporizadores CUIDADO!!! Son formas cosméticas líquidas, que no necesitan introducir gas a presión, sino que llevan una válvula que al presionarla permite que el líquido que hay en el interior se mezcle con el aire, que sale pulverizado en forma de pequeñas gotas. Ejemplos: loción capilar, colonia, fijador de maquillaje, agua termal… 6.7. Espumas Son formas cosméticas envasadas a presión, que contienen en su interior una dispersión de un gas en un líquido. El envase que proporciona la fórmula cosmética tiene una válvula que actúa como agente propulsor, permitiendo la salida de la espuma. Deben agitarse antes de su utilización. Ejemplos: espuma capilar, espuma de afeitar, protector solar. 6.8. Soportes impregnados Son formas cosméticas formadas por una base, normalmente de celulosa, que actúa de soporte, que lleva impregnado el producto cosmético. Ejemplos: toallitas (refrescantes, desmaquillantes, autobronceadoras, para bebés o para la higiene íntima 6.9. Bif sicos Constan de dos fases inmiscibles que se diferencian a simple vista porque se suele añadir colorante a alguna de las dos o a las dos. La fase superior es oleosa y la inferior es acuosa o hidrófila. En el momento de su aplicación deben agitarse para que ambas fases queden bien mezcladas. Se utilizan, sobre todo, en alguno acondicionadores capilares. á 7. Pautas de preparaci n de cosm ticos En general, todos los procesos de fabricación siguen una serie de pasos estructurados que es necesario conocer y que son los siguientes: Formulación de la composición Elección de productos y materias primas Preparación del producto Valoración del proceso y del productos ó é Formulaci n Una fórmula cosmética es como una receta en la que encontramos la relación de ingredientes que van a intervenir; sus cantidades (expresadas en %, ml o gramos) e incluso la manera y orden en que deben se incorporados a la preparación (Modus Operandi) Es frecuente que aparezcan siglas y abreviaturas de uso internacional, de fácil interpretación, siendo las más habituales: c.s.: cantidad suficiente (añadir lo suficiente del producto para que realice su función dentro de la fórmula) c.s.p.: cantidad suficiente para (añadir la cantidad necesaria para completar hasta la cantidad para la cual está elaborada la fórmula) a.a.: a partes iguales (añadir los componentes que se indican en igual cantidad) ó La concentración de una disolución es una expresión que nos indica la cantidad de sustancia disuelta con respecto a la cantidad del disolvente. La forma más común de expresar la concentración es en %, que nos indica el número de gramos de soluto presentes en 100 ml de disolución. También es frecuente expresar la concentración en g/l Preparaci n del producto Durante el proceso de elaboración de un cosmético es imprescindible mantener una serie de normas de seguridad e higiene para evitar contaminaciones o alteraciones del producto. Para ello es necesario contar con personal cualificado que controle cada una de las etapas del proceso de fabricación de un cosmético en el laboratorio. ó Normas generales de seguridad Para evitar riesgos y accidentes en los laboratorios hay que tener presente y cumplir una serie de normas: Localizar los equipos de seguridad del laboratorio (extintor, manta ignífuga, ducha, lava-ojos) Adoptar las medidas de seguridad y protección personal adecuadas en el laboratorio: empleo de gafas de seguridad, uso de guantes, mascarillas, gorro… Normas higiénicas: No se debe ni comer ni beber en el laboratorio. Las manos se deben lavar antes de salir del laboratorio Conducta en el laboratorio: no abandonar el lugar de trabajo mientras se esté realizando alguna tarea. Condiciones del área de trabajo: se debe mantener siempre limpia, sin mochilas ni material escolar. En caso de que se produzca la caída de alguna sustancia química, se debe limpiar inmediatamente. Manipulaci n de material de vidrio Nunca utilizar material de vidrio roto o agrietado ya que puede producir cortes, explosiones o implosiones. Para evitar que las piezas de vidrio queden atascadas se debe poner una fina capa de grasa de silicona entre las zonas de contacto. El vidrio caliente no se distingue del frío, debemos tener cuidado al manejarlo. No calentar el vidrio directamente sobre la llama, se debe interponer un material que difunda el calor. ó Manipulaci n de productos qu micos Las sustancias químicas pueden ser peligrosas por sus propiedades tóxicas, corrosivas, inflamables o explosivas; por ello se deben manipular con mucho cuidado. Se debe leer detenidamente la etiqueta o ficha de seguridad del producto que se vaya a utilizar, y manipularlo con mucho cuidado para evitar accidentes. Nunca utilizar un producto sin etiquetar. Manipular los productos químicos con utensilios (espátulas, pipetas), limpios y secos. Evitar el contacto de los productos químicos con la piel. Usar guantes apropiados y lavarse las manos a menudo. No inhalar vapores de productos químicos. ó í Valoración del proceso y del producto: control de calidad Las exigencias de calidad requieren que se practique una valoración a lo largo de todo el proceso de elaboración, para tener la certeza de que se está ejecutando correctamente. Se debe llevar un control de calidad antes, durante y después del proceso de producción. Estos controles deben ser de tipo fisicoquímico y microbiológico, tanto de las materias primas como del producto acabado. Se analizarán los caracteres organolépticos (olor, color, tacto, consistencia y aspecto). Para ello se emplean métodos físicos que miden la densidad, la viscosidad y el índice de refracción y métodos químicos que miden el índice de acidez. Respecto al control del producto final, se valorarán una serie de parámetros: Aspecto del producto, considerado por sus elementos tangibles, que son los que la persona que lo va a utilizar percibe: color, olor, viscosidad, sensación al tacto... (caracteres organolépticos) Las propiedades físicas del producto no perceptibles, que se deberán valorar con diversos análisis físico-químicos como el valor de pH, la densidad, la estabilidad, el contenido en agua.... Los conservantes. Se deberá verificar la eficacia de los conservantes, a través de un análisis microbiológico que nos indicará si la elección del sistema conservante es la adecuada.