Технология изготовления, перспективы развития гелей в медицине и косметологии

-  котлы для смешивания и наполнения, изготовленные из нержавеющей стали или пластмассы;

-  нагревательные котлы с кожухом, изготовляемые обычно из стали;

-  перемешивающие устройства;

-  гомогенизаторы;

-  взвешивающие устройства, мерная посуда;

-  специальные приспособления для наполнения бутылок, тюбиков, для закрывания сосудов и для наклеивания на них этикеток;

-  жаровые шкафы, шкафы для сушки сухим воздухом и стерилизации.[4][5]

 

1.1. Исходные вещества для приготовления гелей

Жироподобные  вещества

Из неочищенной нефти, добываемой из недр земли, получают путем  перегонки различные нефтяные и воскообразные продукты. Используют, прежде всего, жидкое текучее парафиновое (или белое) масло, вязкий плотный вазелин, твердый, воскообразный горный воск (или озокерит) и более чистый парафин.

Парафиновое масло - прозрачное маслообразное вещество без запаха и вкуса, которое может быть различной  плотности.

Вазелин представляет собой  белое, вязкое, липкое маслообразное  вещество, не имеющее запаха. В таком  виде его применяют в качестве мази для массажа, а также в  качестве основы для приготовления  различных лекарственных мазей.

Озокерит и парафин - твердые  переменной плотности белые вещества.

Все эти сырьевые продукты, получаемые из нефти, находят широкое  применение в косметической промышленности благодаря их дешевой цене и хорошей  устойчивости при хранении. Они не могут с легкостью впитываться  в кожу, но являются прекрасным исходным материалом для изготовления, например, геля и косметического молочка, а  также и для декоративной косметики.

Природные масла благодаря  наличию в них ненасыщенных связей менее вязки и более текучи, чем жиры. И масла, и жиры - это  сложные эфиры жирных кислот и  глицерина; в природе они всегда встречаются в виде различных  смесей. Природные жиры быстро портятся из-за своей химической ненасыщенности. Поэтому их часто гидрируют, присоединяя  по ненасыщенным связям атомы водорода. В таком виде жир становится твердым  и лучше сохраняется, зато одновременно становится менее пригодным для  использования в косметике.

Жиры растительного и  животного происхождения еще  используются для изготовления косметических  веществ, хотя по вышеупомянутым причинам они все более уступают место  синтетическим веществам, жирным кислотам, жирным спиртам и др. Важнейшими растительными и животными маслами  и жирами являются следующие (табл.1).

Таблица 1 Растительные и  животные масла и жиры

жиры	масла
кокосовое масло	оливковое масло
масло какао	арахисовое масло
	ореховое масло
	миндальное масло
	соевое масло
	касторовое масло
	кунжутное масло

Помимо приведенных выше находят применение также и некоторые  другие природные масла, поскольку  в них содержатся определенные дополнительные вещества. В качестве примера можно  привести следующие.

Черепаховое масло в сыром  виде желтого цвета и имеет  очень неприятный запах (его получают путем экстрагирования из половых  органов и мышц одного из видов  черепах). В нем содержатся, в частности, витамины, а также линолевая и линоленовая кислоты. После очистки оно становится пригодным к употреблению косметическим сырьем.

Норковое масло, подобно  предыдущему, является животным маслом, насыщенным витаминами (его получают из мышц норки).

В масле из проросших пшеничных  семян помимо масел всегда содержится еще 2-12% жирных кислот. Оно хорошо сохраняется  и богато, в частности, витамином  Е, каротином, линолевой и линоленовой  кислотами, эргостерином, а также  содержит в небольшом количестве витамин К.

Важнейшим натуральным воском, применяемым в изготовлении гелей, является пчелиный воск. Это твердое  желтое или (будучи отбеленным) белое  вязкое вещество. В пчелином воске  содержится 72% различных натуральных  восков (восковых эфиров), около 14% свободных  высокомолекулярных жирных кислот, свободных  жирных спиртов и др.

Карнаубский воск получают из листьев карнаубской пальмы. Это  самый твердый из натуральных  восков. Он хорошо смешивается со многими  жирами, маслами, восками и т. п., повышая  их температуру плавления и увеличивая твердость композиции.

Шерстяной жир - это жироподобное вещество, получаемое из овечьей шерсти в результате ее мытья. Когда к  шерстяному жиру добавляют 25% воды, то получают вещество, называемое ланолином. Сырой ланолин по цвету желто-коричневый, а в очищенном виде почти белый. В нем содержится большое количество холестерина (в значительной мере этерифицированного различными жирными кислотами), различных  восков, а также свободных высокомолекулярных жирных кислот и жирных спиртов.

Таким образом, очищенный  ланолин вполне пригоден в качестве исходного сырья. Кроме того, из него изготавливают для различных  целей всевозможные продукты, как, например, ланолиновое масло, разнообразные  фракции ланолина.

Все природные жиры и масла  являются триглицеридами, т. е. эфирами  трехосновного спирта глицерина. В  природе нет жиров и масел, в которых глицерин был бы этерифицирован только одной жирной кислотой; природные жиры всегда являются эфирами двух или нескольких жирных кислот.

Животные жиры (такие, как  сало) и растительные жиры можно  при высокой температуре и  давлении гидролизовать с помощью  воды на жирные кислоты и глицерин. В результате этого получают главным  образом стеариновую кислоту, пальмитиновую  кислоту и миристиновую кислоту. Все три кислоты - твердые воскообразные  вещества без цвета и запаха. В  таком виде они представляют собой  прекрасное сырье для приготовления  кремов, гелей и различных эмульсий.

В натуральных маслах, помимо приведенных выше кислот, содержатся также ненасыщенные жирные кислоты, такие, например, как олеиновая кислота  с одной двойной связью, линолевая  кислота с двумя двойными связями  и линоленовая кислота с тремя  двойными связями. Ненасыщенные жирные кислоты и их эфиры являются жидкими  при комнатной температуре. Благодаря  наличию в них двойных связей они весьма чувствительны к реакциям разложения, например, к действию микробов, и легко распадаются на более  мелкие молекулы, имеющие зачастую неприятный запах. Таким образом, они  быстро портятся. Поэтому их обычно гидрируют по двойным связям, и  из всех трех вышеназванных ненасыщенных жирных кислот образуется стеариновая  кислота; одновременно все они становятся твердыми, почему этот метод и называется отверждением жиров.

Воск образуется из эфира  низкомолекулярной карбоновой кислоты, например уксусной, и макромолекулярного так называемого жирного спирта; жирные спирты получают, в частности, путем разложения натуральных восков. Для приготовления гелей важнейшими сырьевыми веществами являются стеариновый  спирт и цетиловый спирт.

Эти сравнительно высокомолекулярные соединения, получаемые в результате переработки натуральных жиров  и восков, широко используются в технологии гелей. Они представляют собой воскообразные или жироподобные вещества, хорошо ложащиеся на кожу. Они легко смешиваются с кожным салом и создают прекрасное дополнение к основе кремов, гелей и других средств, улучшая их свойства.

Как было отмечено ранее, натуральные  жиры, масла и воски всегда представляют собой смеси, содержащие большое  количество различных органических соединений. Поэтому в зависимости  от места происхождения и других факторов среды они различаются  по своему составу и свойствам. Современная  промышленность стремится, однако, производить  косметические изделия постоянного  качества, поэтому устойчивые синтетические  вещества заметно потеснили собственно натуральные продукты.

Путем переработки натуральных  жиров и восков получают, как было изложено выше, необходимые для промышленного  производства жирные кислоты, жирные спирты и, конечно, глицерин. Соединяя их вновь  синтетическим способом, получают чистые и с устойчивыми характеристиками жиры и воски. В соответствии с  происхождением и способом изготовления их называют полусинтетическими продуктами.

Из синтетических восков можно назвать эфиры стеариновой, пальмитиновой и миристиновой кислот, получаемые в большом количестве из природных веществ. Вторым компонентом  в них является чаще всего изопропиловый  спирт.

Силиконы представляют собой  весьма важную группу синтетических  жировых и воскообразных сырьевых веществ. Эти вещества имеют в  своей основе цепь чередующихся атомов кремния и кислорода, к которой  присоединены боковые органические группы. В качестве примера силиконов  можно привести силиконовое масло, являющееся относительно низкомолекулярным  производным метилсилоксана.

Говоря о свойствах  силиконов, необходимо отметить, что  они устойчивы при хранении и, кроме того, отлично переносятся  организмом. Они не размягчаются с ростом температуры (это очень важно для использования их в качестве жидкого компонента плотной косметики), хорошо смешиваются с кожным салом и при обильном употреблении образуют водоотталкивающую пленку.

Полиспирт (полиол) - это органическое соединение, в молекуле которого содержится более одной гидроксильной группы ОН. Этиленгликоль и глицерин, имеющие  соответственно две и три группы ОН, являются самыми простыми полиспиртами. К этой группе относятся также  и все сахара и различные производные  гликоля, такие, как, полиэтиленгликоли, которые уже рассматривались  выше. В гелях полиспирты используются в качестве увлажнителей; в этом смысле наиболее важными являются глицерин, пропиленгликоль, сорбит и фруктоза.

К коллоидам можно отнести  разнообразные вещества растительного  и животного происхождения, которые  образуют с водой коллоидные растворы; многие из них являются полисахаридами. Из коллоидов, имеющих полисахаридную основу, можно упомянуть следующие (табл. 2).

Таблица 2 Коллоиды, имеющие  полисахаридную основу

клеи	крахмалы	целлюлозы
трагакант	растительный крахмал	метилцеллюлоза
альгинаты	животный крахмал	карбоксиметилцеллюлоза
пектины	декстран	этилцеллюлоза

Клеи являются обычно продуктами растительного происхождения. Здесь  указана лишь незначительная часть  растительных клеев. Хорошо известен агар-агар, относящийся к группе альгинатов; его получают из морских водорослей и используют для производства сладостей  мармеладного типа.

Декстран изготовляется  с помощью некоторых микроорганизмов  из тростникового сахара. Это полимер, молекулярная масса которого колеблется между 75 000 и 1 000 000. Помимо того, что он используется в качестве заменителя плазмы крови, его можно применять, например, для регулирования вязкости растворов.

Целлюлозы представляют собой  широко употребляемую и довольно разнообразную группу веществ, из которой  выше приведены лишь три примера. Из многообразных форм применения для  целей косметики важны их функции  регулятора вязкости растворов и  стабилизатора эмульсий.

Коллоидами, имеющими белковую основу, являются, в частности, желатин, получаемый из костей и кож, соевые и кукурузные белки, казеин - белковое вещество молока, а также альбумин, который получают из яичного белка.

Для коллоидов характерно то, что они пригодны для образования  гелей и увеличения вязкости растворов  и эмульсий.

В современной эмульсионной технике используют различные типы целлюлозы, главным образом в  качестве стабилизаторов. Их применяют  также в качестве основного компонента масок для лица, а также в  различных препаратах для ухода  за волосами.

Помимо того, белковые коллоиды применяются в препаратах для  ухода за кожей, поскольку они  построены из аминокислотных цепей  различной длины и, в зависимости  от способа обработки, могут также  содержать свободные аминокислоты; таким образом, их вполне можно сравнивать с белковыми гидролизатами.[1]

Дезинфицирующие и консервирующие вещества. Антиоксиданты

Дезинфицирующие и консервирующие вещества в химическом отношении  весьма неоднородны. Они применяются для предотвращения микробной контаминации, а также для сохранения свойств гелей.

Из консервирующих веществ  наиболее известны бензойная и салициловая  кислоты, а также их производные.

Хлоргексидин - довольно сильное  и хорошо переносимое дезинфицирующее  средство, но значительно более дорогостоящее. Кроме того, получили распространение  и многие другие дезинфицирующие  вещества.

В качестве консервирующих веществ, предотвращающих порчу  косметических и лекарственных препаратов, используют кроме рассмотренных выше и многие другие вещества.