Die Verwendung von Mikroemulsionen von CO2-Extrakten bei der Herstellung von Kosmetika

Traditionell werden CO2-Extrakte bei der Herstellung von Kosmetikprodukten in ihrer nativen, also lipophilen (fettlöslichen) Form verwendet. Mit dem Erscheinen in unserem Sortiment an kommerziell hergestellten wasserlöslichen Emulsionen von CO2-Extrakten (CO2-Mikroemulsionen) begannen jedoch auch viele Kosmetikfirmen, sich dieses Produkt genauer anzuschauen – zunächst natürlich mit dem Ziel, diesen Inhaltsstoff für seinen vorgesehenen Zweck zu verwenden, in wässrigen Medien. Das heißt, in Produkten wie beispielsweise Lotionen und Tonics.

Da aber der potenzielle Anwendungsbereich von CO2-Mikroemulsionen viel breiter ist als bei rein wässrigen Medien; können sie darüber hinaus in der Praxis herkömmliche CO2-Extrakte in den meisten herkömmlichen Kosmetikprodukten (wie Cremes, Gels, Salben) erfolgreich ersetzen. Daher haben wir uns entschlossen, unseren Kunden einen kurzen Übersichtsartikel zu erstellen, der die wichtigsten Details dieser Ausgabe erläutert.

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Es gibt einen signifikanten Unterschied zwischen Emulsionen, hauptsächlich kosmetischen, und Mikroemulsionen. Dieser Unterschied ist auf die Größe der Lamellen oder Mizellen zurückzuführen. In herkömmlichen Emulsionen sind diese Formationen ziemlich groß und können die Barriere der Dermis nicht überwinden; während die Kerne von Mikroemulsionen so klein sind, dass sie leicht in die Oberflächenschicht der Dermis eindringen und ihre tiefen Schichten erreichen können. Darüber hinaus werden in kosmetischen Emulsionen häufig hochmolekulare Verbindungen wie Paraffine verwendet, die zum Auftreten eines okklusiven Verbandseffekts beitragen, der die Emulsion stabiler macht; gleichzeitig verhindern sie aber auch das Eindringen biologisch aktiver Substanzen in die Dermis und können so manchmal die erwartete Wirkung zunichte machen.

CO2-Mikroemulsionen sind Öl-in-Wasser-Emulsionen, aber ihre lipophile Phase besteht zu 100 % aus konzentrierten CO2-Extrakten. Beim Einsatz von CO2-Mikroemulsionen in kosmetischen Zubereitungen kann die größte biologische Wirkung durch den Einsatz von Mitteln mit einem Minimum an hochmolekularen Verdickern (Paraffinen) erzielt werden. Dies können Produkte wie Kosmetikmilch, alkoholfreie Toner oder flüssige Emulsionsprodukte mit einem hohen Gehalt an Wasser und zweiwertigen Alkoholen sein. Solche Mittel schaffen keine zusätzlichen Barrieren auf der Hautoberfläche, und die Größe der Kerne von CO2-Mikroemulsionen, die hohe Konzentrationen an biologisch aktiven Verbindungen enthalten, ermöglicht es ihnen, ihre vorteilhaften Eigenschaften vollständig zu entfalten. Gleichzeitig zerfallen CO2-Mikroemulsionen in „leichten“ kosmetischen Emulsionen nicht, d.h. ihre lipophilen Mikronuklei bleiben vollständig erhalten und können ihre biologische Aktivität voll entfalten.

In „schwereren“ kosmetischen Emulsionen zerfallen CO2-Mikroemulsionen und zeigen sich im Endprodukt als regelmäßiger CO2-Extrakt, aber es gibt eine wichtige Nuance. In der Praxis ist die beliebteste Form der Verwendung von CO2-Extrakten bei Kosmetikherstellern Öllösungen unterschiedlicher Konzentration, meist 10 %ige Lösungen (A10). Diese Situation hat sich sowohl aus wirtschaftlichen als auch aus rein technischen Gründen ergeben – hochkonzentrierte 100% CO2-Extrakte (A100) für kleine Chargen zu dosieren ist nicht sehr praktisch, daher sind verdünnte Öllösungen mit reduzierter Konzentration oft die beste Wahl.

Die Verdünnung des CO2-Extrakts mit Öl hat jedoch seinen eigenen Preis, der sich in einer gewissen Abnahme der biologischen Aktivität aufgrund der Umhüllung der im Extrakt enthaltenen biologisch aktiven Moleküle mit biologisch inerten Molekülen aus der Zusammensetzung fetter Öle ausdrückt. Eine solche Umhüllung verhindert den vollständigen Kontakt des Extrakts mit der Haut und erschwert auch das Eindringen in die tiefen Schichten der Dermis. Gleichzeitig weisen CO2-Mikroemulsionen die oben beschriebenen Nachteile nicht auf und sind gleichzeitig eine Lösung von CO2-Extrakt geringer Konzentration, jedoch nicht von Öl, sondern von Wasser. Dadurch ist die Dosierung von CO2-Mikroemulsionen auch bequemer als die von Öllösungen, gleichzeitig entsteht jedoch durch deren Verwendung keine „Belastung“ in Form von fetten Ölen, die in das Endprodukt gelangen.

Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Nuancen können CO2-Mikroemulsionen als Ersatz für Öllösungen mit niedriger Konzentration empfohlen werden, auch wenn im Endprodukt keine Mikroemulsionen mehr sind, zerfallen sie und verwandeln sich in einen regulären CO2-Extrakt. Denn in diesem Fall gelangt der Extrakt zu 100 % in das Produkt, ohne Verunreinigungen in Form von fetten Ölen.

In den Fällen, in denen CO2-Mikroemulsionen im Endprodukt als Mikroemulsionen verbleiben (das sind wässrige kosmetische Mittel und „leichte“ kosmetische Emulsionen), ist ihre Verwendung in Produkten dieser Art aus zwei Gründen umso gerechtfertigter:

1) Bei gleicher Injektionsrate mit der Öllösung ist die biologische Aktivität des Produkts auf Basis der CO2-Mikroemulsion aufgrund des effizienteren Eindringens von Mikronuklei in die tiefen Schichten der Dermis höher. 

2) Bei gleicher biologischer Aktivität erfordern Produkte auf Basis von CO2-Mikroemulsionen niedrigere Zugaberaten von Inhaltsstoffen und sind im Vergleich zu Produkten auf Basis von Öllösungen von CO2-Extrakten kostengünstiger.

Fassen wir das Gesagte zusammen. In herkömmlichen kosmetischen Zubereitungen sind die meisten biologisch aktiven Substanzen in großen, unzugänglichen Gebilden gebunden, wodurch sie ihre Eigenschaften nicht voll entfalten können und teilweise verloren gehen. Bei der Verwendung von Mikroemulsionen steigt die Wirksamkeit der Wirkung biologisch aktiver Verbindungen aufgrund ihrer Fähigkeit, schnell in die Dermis einzudringen, deutlich an. Dieser Effekt ermöglicht es, die Eintragsraten von biologisch aktiven Additiven in Form einer CO2-Mikroemulsion im Vergleich beispielsweise zu Öllösungen aus 100 % CO2-Extrakten zu reduzieren und gleichzeitig ausgeprägte positive Effekte zu erzielen. Gleichzeitig ist auch in den Fällen, in denen die CO2-Mikroemulsion im Endprodukt zerfällt, ihre Verwendung gerechtfertigt, da durch ihre Zersetzung ein „reiner“ CO2-Extrakt ohne Verunreinigungen in Form von Ölen entsteht.

Unabhängig davon sollte erwähnt werden, dass die Fähigkeit von CO2-Mikroemulsionen, leicht Pseudolösungen in Wasser zu bilden, die in den meisten Fällen optisch transparent sind, es Technologen ermöglicht, neue Arten von kosmetischen und kosmezeutischen Präparaten mit einzigartigen organoleptischen Eigenschaften und hoher biologischer Aktivität herzustellen. Solche Produkte (zum Beispiel in Form von Tonics oder Lotionen) haben eine höhere biologische Aktivität im Vergleich zu herkömmlichen Cremes, die Fähigkeit, leicht einzuziehen, tief in die Haut einzudringen und gleichzeitig keine Gebrauchsspuren zu hinterlassen.