venerdì 14 marzo 2014

CAPIRE IL COSMETICO: COMPOSIZIONE E INGREDIENTI

Cerchiamo di capire meglio come è fatto un cosmetico e quali possono essere le sostanze che lo costituiscono.
Gli ingredienti che compongono solitamente un prodotto cosmetico sono molteplici e sono compresi nella lista sotto riportata, suddivisi in classi. In gergo tecnico gli ingredienti cosmetici vengono chiamati "materie prime":

1.
TENSIOATTIVI
2.
EMULSIONANTI E SOLUBILIZZANTI
3.
LIPIDI (Oli, burri, grassi, cere)
4.
ADDITIVI REOLOGICI (agenti gelificanti, viscosizzanti, filmogeni)
5.
UMETTANTI
6.
ANTIOSSIDANTI E SEQUESTRANTI
7.
CONSERVANTI E ANTIMICROBICI
8.
COLORI, LACCHE  E PIGMENTI
9.
SOSTANZE AUSILIARIE (acidi, basi, sali, profumi, propellenti)
10.
SOSTANZE FUNZIONALI (PRINCIPI ATTIVI)

Un ingrediente fondamentale che non è stato elencato, ma è una materia prima anch'essa, è l'ACQUA: quasi tutti i cosmetici sono costituiti prevalentemente da acqua, anche fino al 90% della composizione, ed è importante che essa possieda precisi requisiti chimico-fisici e di purezza microbiologica.


·     TENSIOATTIVI: ingredienti fondamentali per produrre i tensioliti, cui appartengono shampoo, bagnoschiuma, doccia-schiuma e gli altri cosmetici per la detergenza. Sono sostanze con proprietà emulsionanti, schiumogene, detergenti e solubilizzanti; quindi molecole molto importanti che permettono la miscelazione o la solubilizzazione di sostanze che di per sé sarebbero incompatibili (ad esempio olio ed acqua), e hanno la capacità di rimuovere lo sporco. Per queste ragioni sono contenute in molti prodotti cosmetici. I moderni tensioattivi presenti nei cosmetici vengono impiegati in miscele costituite da molecole con caratteristiche chimiche differenti (vi sono tensioattivi cosiddetti anfoteri, anionici, cationici, non ionici), così da garantire la necessaria efficacia del prodotto, ma nel contempo risultare delicati sulla pelle. Infatti i tensioattivi, per le loro caratteristiche, se usati in eccesso rischiano di  risultare un po’ aggressivi perché insieme allo sporco asporterebbero anche il film idrolipidico, la sottile pellicola di acqua e sebo che funge da barriera protettiva per la cute. La pelle tenderebbe così a inaridirsi e, privata delle sue difese, diventare a poco a poco sempre più sensibile.
ANIONICI  CARICA NEGATIVA
SAPONI: sono i più antichi e semplici fra i tensioattivi anionici, sono Sali di acidi grassi , si ottengono per idrolisi di alcuni oli e grassi principalmente cocco, palma, palmisto. (pH 8-10)
ALCHILSOLFATI sintetici (molto aggressivi)
Sodium lauryl sulfate
TEA-lauryl sulfate
ALCHILETERSOLFATI (meno aggressivi dei precedenti)
Sodium laureth sulfate
I Tensioattivi che seguono sempre anionici, sono definiti tensioattivi secondari. Con minor potere detergente. Maggiore è la loro tollerabilità cutanea e per questo vengono inseriti nelle formulazioni allo scopo di migliorarne la compatibilità cutanea.
Disodium laureth sulfosuccinate
Sodium cocoyl isethionate
Sodium cocoyl sarcosinate
Disodium cocoyl glutamate
TEA-cocoyl glutamate
Ssodium methyl cocoyl taurate
TENSIOATTIVI ANFOTERI  CARICA POSITIVA O NEGATIVA A SECONDA DEL PH
Possono presentare contemporaneamente sia carica positiva che carica negativa. Potere detergente inferiore a quelli anionici, la loro caratteristica principale è la capacità di ridurre l’aggressività dei tensioattivi primari.
Cocamidopropyl betaine
Cocamidopropyl hydroxysulfaine
Disodium cocoamphodiacetate
Cocamide oxide 
Cocamidopropylamine oxide
TENSIOATTIVI NON IONICI SENZA CARICA
Impiegati maggiormente come emulsionanti, tensioattivi o solubilizzanti  INCI polysorbate 20 (trova impiego in shampoo delicati)
Coco-glucoside
Lauryl glucoside
Cocamide DEA
Cocamide MEA
Questi ultimi 2 sono sempre meno usati perché pericolosi
TENSIOATTIVI CATIONICI  CARICA POSITIVA
A differenza delle sostanze descritte finora  i tensioattivi cationici non sono di solito utilizzati nei prodotti per la detersione ma vengono impiegati come agenti condizionanti ed emulsionanti in prodotti capillari o come antimicrobici.
Numerosi condizionanti presentano la denominazione comune quaternium seguita da un numero.
Quaternium-22
Quaternium-27
Quaternium-87
Quaternium-52
Quaternium-80
Hydroxyacetyl hydroxyethyl dimoniun chloride

  




A contatto con l’acqua le parti del tensioattivo si comporteranno secondo la loro natura, per cui la coda idrorepellente  cercherà sempre di “scappare” dall’acqua.
I tensioattivi si legano con le code allo sporco formando le micelle che verranno inglobate nella schiuma ed eliminate con il risciacquo. 

micella

·        EMULSIONANTI e SOLUBILIZZANTI: si ritrovano nelle emulsioni, cioè prodotti formati dalla mescolanza di una fase acquosa ed una oleosa, come creme, latti, balsami.
Gli emulsionanti, sono un elemento fondamentale del preparato cosmetico; essi permettono di combinare assieme ingredienti altrimenti incompatibili quali l'acqua e l'olio (fasi).
Nella scelta dell'emulsionante si definiscono anche le proprietà sensoriali di un prodotto; spesso, esso rappresenta la componente chiave di una formulazione. Le emulsioni possono essere definite come il risultato di una dispersione più o meno stabile, tra due liquidi immiscibili fra loro, di cui uno costituisce la fase interna (fase dispersa), l'altro la fase esterna (fase disperdente), grazie all'azione di una sostanza (tensioattivo/emulsionante) che provoca un enorme aumento della superficie di contatto tra le due fasi.
Questo processo avviene per le proprietà intrinseche degli "emulsionanti", i quali formano un film all'interfaccia, orientando la porzione polare idrofila verso la fase acquosa e quella apolare lipofila verso la fase olio. Gli emulsionanti vengono classificati in base alla loro carica elettrica, sulla loro idrofilia/lipofilia (HLB), sull'origine naturale o sintetica. In base alla carica elettrica, si possono avere emulsionanti anionici, emulsionanti cationici, emulsionanti anfoteri ed emulsionanti  non ionici.
Classificati per la loro affinità idrofilia/lipofilia, abbiamo emulsionanti lipofili non ionici ed emulsionanti idrofili anionici, emulsionanti idrofili cationici, emulsionanti idrofili anfoteri ed emulsionanti idrofili ionici.
Entrambe le classi presentano prodotti etossilati e non etossilati, sia ionici (anionico o cationico) o non ionici.
A seconda della natura delle due fasi e della loro disposizione, le emulsioni posso essere classificate come :
acqua in olio (A/O);
olio/acqua (O/A);
olio/acqua/olio (O/A/O);
acqua/olio/acqua (A/O/A);
acqua in silicone (A/S);
silicone in acqua (S/A).
Il prodotto finito, può essere quindi o un’emulsione “olio in acqua” O/A oppure “acqua in olio” A/O, contenente sostanze emollienti e lubrificanti, dispersi in una fase olio, e una fase acqua contenente agenti addensanti ed emulsionanti, aromi, coloranti e conservanti.
Gli ingredienti attivi vengono dispersi nella fase più appropriata.
Si prosegue con la miscelazione fino a che non si ottenga un prodotto finito omogeneo. Le emulsioni O/A sono le più comunemente formulate nelle creme idratanti viso/corpo, per le mani e lozioni varie; danno sulla pelle una sensazione di  minor untuosità e, dato il maggior contenuto di acqua, sono più economiche. Le emulsioni A/O tendono a dare sulla pelle una maggior sensazione di untuosità, anche se con l'utilizzo di appropriati emulsionanti si possono ottenere prodotti di consistenza più leggera. Queste emulsioni vengono solitamente utilizzate nella realizzazione di creme fredde, creme detergenti e creme da notte. Considerando che non tutti gli emulsionanti si comportano allo stesso modo, bisogna conoscere le proprietà e compatibilità dell'emulsionante con i lipidi aventi polarità diverse, al fine di ottenere stabilità del prodotto e le proprietà organolettiche desiderate, quali colore, odore, e viscosità.
Recentemente, c'è un crescente interesse per le emulsioni acqua-in-olio-in-acqua (A/O/A), conosciute anche come emulsioni multiple.
Le A/S e le S/A, sono delle varianti delle due tipologie base A/O e delle O/A.

ELENCO DEGLI EMULSIONANTI MAGGIORMENTE UTILIZZATI:
CETEARETH-10 / emulsionante
CETEARYL ALCOHOL / emulsionante / stabilizzante emulsioni
CETEARYL STEARATE / emulsionante
CETYL ALCOHOL / opacizzante / viscosizzante
COCAMIDE / emulsionante / stabilizzante emulsioni / tensioattivo /
COCAMIDE DEA / emulsionante / stabilizzante emulsioni / tensioattivo
COCAMIDE MEA / emulsionante / stabilizzante emulsioni / tensioattivo
COCAMIDE MIPA / emulsionante / stabilizzante emulsioni / tensioattivo
DILAURETH-4 PHOSPHATE / emulsionante
DISODIUM LAURYL PHOSPHATE / emulsionante
HYDROGENATED CASTOR OIL / tensioattivo
LANOLIN
LANOLIN ACID
LANOLIN ALCOHOL 
LECITHIN 
PEG-10 CASTOR OIL / emulsionante / tensioattivo
PEG-30 GLYCERYL STEARATE / emulsionante / tensioattivo
POTASSIUM COCOATE / emulsionante / tensioattivo
POTASSIUM CORNATE / emulsionante / tensioattivo
POTASSIUM LAURATE / emulsionante / tensioattivo
POTASSIUM LAURYL SULFATE / emulsionante / tensioattivo
POTASSIUM MYRISTATE / emulsionante / tensioattivo
POTASSIUM PALMITATE / emulsionante / tensioattivo
PROPYLENE GLYCOL LAURATE
PROPYLENE GLYCOL MYRISTATE
PROPYLENE GLYCOL OLEATE
SODIUM LAURYL SULFATE denaturante / tensioattivo
SORBITAN LAURATE / emulsionante
SORBITAN OLEATE / emulsionante
SORBITAN PALMITATE / emulsionante

I solubilizzanti vengono utilizzati per portare in soluzione acquosa, trasparente o quasi, un olio. Se l'acqua è torbida e bianca non si può parlare di solubilizzazione ma di emulsione.
Per ottenere una solubilizzazione, ovvero acqua in cui l'olio c'è ma non si vede, bisogna agire su più fronti:
Le solubilizzazioni si ottengono con i solubilizzanti, che sono sempre e comunque delle sostanze emulsionanti con HLB molto elevato (da 13 a 20) e tipicamente sono o i polisorbati (20, 80) o tensioattivi come il poliglicerile 10 laurato o il capryl caprilyl.
Ci sono alcune sostanze che possono disciogliere in sè una certa quantità di olio o di profumazione ma che non sono solubilizzanti: l'alcool, i tensioattivi con HLB meno elevato dei tensioattivi solubilizzanti, gli emulsionanti.
Tutti questi inglobano efficacemente, quando sono da soli, la nostra quantità di grasso da solubilizzare, ma non appena versiamo il mix nell'acqua questo si risepara immediatamente dal nostro falso solubilizzante, e galleggia. Se per caso ne avevamo usato molto magari l'acqua diventa bianca come il latte, ma con il passare delle ore l'olio si separerà. E se non si separerà così presto, in ogni caso la mancanza di trasparenza mi assicura che non ho ottenuto una solubilizzazione, ma un'emulsione.
Perchè avviene ciò? perchè questi falsi solubilizzanti in realtà non sono abbastanza forti per poter tenere legato a sè il grasso che volevamo solubilizzare.
Le percentuali da usare sono:
acqua > 95%
olio 0.25-0.5%
solubilizzante 0.75-3.5% (di sostanza pura, tenete conto che nel PGE 10 laurato che abbiamo l'attivo è al 50%)
Non si riuscirà ad ottenere una solubilizzazione trasparente di quantità più importanti dell'1.5% di grasso, la separazione con affioramento dell'olio eccedente è dietro l'angolo. Per quanto potenti, i solubilizzanti devono essere impiegati a dosi superiori dell'olio da solubilizzare, e sono schiumogeni e molto aggressivi sulla pelle; meno se ne usa, meglio è. Rischiamo davvero di trasformare il nostro tonico in un bagnoschiuma (che seccherà la pelle) se, nell'ottica di renderlo profumatissimo, iniziamo ad aumentare la percentuale di fragranza e quindi di solubilizzante. Cerchiamo di tenerci più bassi possibile, o magari tagliamo su altre sostanze da solubilizzare se non sono proprio indisensabili; ad esempio, si può evitare di usare il phenonip quando abbiamo già una fragranza da solubilizzare, ed affidarci a conservanti idrosolubili se li abbiamo.
Ci sono dei grassi che sono più facilmente solubilizzabili, ovvero quelli dal peso specifico inferiore. Le fragranze, gli olii essenziali, alcuni conservanti oleosi sono le sostanze che meglio si prestano alla solubilizzazione. Olii densi come il tocoferolo o il tocoferile acetato, tutti gli olii vegetali, il bisabololo non andranno mai solubilizzati, e per due motivi: il primo è che dobbiamo ricordare che si solubilizza solo quello che è davvero indispensabile solubilizzare, perchè più solubilizzante usiamo più il nostro prodotto diventa aggressivo, sgrassante, irritante; il secondo è che non sono facilmente solubilizzabili, e ben presto galleggeranno in superficie del nostro prodotto.
Al posto del bisabololo useremo un lenitivo idrosolubile, i grassi li metteremo nella crema che seguirà il nostro tonico, il tocoferolo andrà sostituito da vitamine idrosolubili. Non fate l'errore di pensare di surgrassare un tonico aggiungendoci dell'olio e rendelo più dolce ed emolliente: il solubilizzante trasformerà la vostra acquetta leggera in un prodotto sgrassante, tutto il contrario di quello che volevate ottenere.
Come già chiarito, la solubilizzazione per forza ci porta ad avere un prodotto molto aggressivo, e l'aggressività è direttamente proporzionale alla quantità di grasso solubilizzato, perchè questa è a sua volta direttamente proporzionale alla quantità di solubilizzante che siamo costretti ad usare.
Quindi la useremo solo nei casi in cui è necessaria (prodotti acquosi liquidissimi) tentando di mettere meno solubilizzante possibile e solubilizzando solo le sostanze che dobbiamo mettere per forza e non sono sostituibili. Se il prodotto è appena un po' denso (ad esempio un gel viso) potremmo decidere di sacrificare la trasparenza per avere un prodotto più tranquillo. O magari nel tonico eviteremo di aggiungere troppa fragranza, che non è un'eau de toilette.

Si ricorre generalmente ad un numero ristretto di molecole:
Polysorbate 20 e 80
PEG-40 Hydrogenated Castor Oil
PPG-26 -Buteth-26.

·         LIPIDI: sono ingredienti fondamentali per le emulsioni e rientrano nella composizione anche di rossetti, stick per labbra ed altri prodotti a base grassa.
Con il termine generico di lipidi si intendono tutte le sostanze organiche non solubili in acqua. Possono essere considerati lipidi:
Ø       Idrocarburi paraffinici con almeno dieci atomi di C
Ø       Cicloparaffine
Ø       Idrocarburi terpenici
Ø       Polidimetilsilossani lineari e ciclici e loro derivati
Ø       Eteri
Ø       Esteri glicerici (trigliceridi, digliceridi)
Ø       Esteri non glicerici (oli e cere)
Ø       Alcoli grassi
Ø       Acidi grassi
I lipidi possono essere di origine petrolchimica, vegetale, animale o sintetica. La scelta viene effettuata in base alla loro:
Ø       struttura chimica;
Ø       polarità;
Ø       stabilità chimica (idrolisi, ossidazione);
Ø       caratteristiche sensoriali;
Ø       potere solvente (ad esempio nei confronti di filtri solari);
Ø       potere veicolante nei confronti di attivi;
Ø       origine.

Idrocarburi
Gli idrocarburi sono generalmente oli poco polari, inodori, incolori, stabili. Comprendono da oli volatili a cere. Si possono classificare come idrocarburi:
Ø       Idrocarburi paraffinici (ad es. Paraffinum Liquidum, Ceresin).
Ø       Isoparaffine (Isododecane, Isohexadecane, Hydrogenated Polydecene) e cicloparaffine.
Ø       Idrocarburi terpenici (Squalane)
Le cere sono utilizzate principalmente come fattori di consistenza in stick o come filmogeni. Gli oli più volatili (isoparaffine) sono comunemente impiegati nel make-up, spesso come alternativa ai
siliconi volatili.

Trigliceridi

Trigliceridi naturali (oli e burri)
Ai prodotti di uso più consolidato si affiancano derivati sempre meno comuni. Possono presentare alcuni svantaggi rispetto agli oli di sintesi:
Ø       odore e colore marcati
Ø       rischio di irrancidimento
Ø       texture[1] non sempre tra le più gradevoli
Ø       difficoltà di emulsionamento
Tra gli oli più comuni si possono citare Avocado, Macadamia, Mandorle; tra i burri il Karitè.
Alcuni di essi, come ad esempio olio di borragine, enagra e ribes nero, grazie all’elevato contenuto in acido γ-linolenico sono considerati più come sostanze funzionali che come semplici emollienti, per le loro proprietà idratanti e ricostituenti della barriera cutanea.

Trigliceridi di sintesi
In numero inferiore rispetto ai naturali, ma presentano maggior versatilità e, essendo spesso saturi, maggior stabilità all’ossidazione.
I prodotti con catene sature superiori a C18, solidi, sono impiegati come fattori di consistenza in stick e emulsioni.

Frazione insaponificabile degli oli vegetali
Porzione estratta con solvente dopo il processo di saponificazione (tutto ciò che in un lipide vegetale non ha natura triglicerica).
Costituita da idrocarburi, carotenoidi, xantofille, tocoferoli, alcool alifatici e terpenici, fitosteroli.
I più utilizzati sono l’insaponificabile di olio di avocado, germe di grano e di oliva, in prodotti per pelli secche, antismagliature, antietà, antirughe.

Eteri
Sono stabili all’idrolisi e quindi utilizzabili anche in prodotti a pH “estremi” (ad es. prodotti acidi per il peeling).

Esteri

Esteri sintetici
Classe regina dei lipidi, con un elevatissimo numero di composti, che permettono di ottenere tutti i tipi di texture. L’alcool grasso può essere lineare o ramificato, saturo o insaturo, monovalente o un glicole. Anche l’acido può essere lineare o ramificato, saturo o insaturo, mono-, di- o tricarbossilico, un idrossiacido, un aromatico.
Molto difficili sono le correlazioni tra struttura chimica e caratteristiche sensoriali, quali stendibilità, play-time, feel e after-feel. Maggiore è il numero di atomi di C maggiori sono emollienza e sensazione di grasso e minore la stendibilità, ma vanno considerate anche ramificazioni e insaturazioni.

Cere
L’unico olio vegetale di natura non triglicerica è l’olio di jojoba, stabile all’ossidazione e dal colore giallo più o meno intenso. Altre cere molto comuni, solide, sono candelilla, carnauba e cera d’api.

Alcoli grassi fluidi
Stabili a pH estremi. Il componente più importante è Octyldodecanol, con tocco corposo e in grado di impartire elevato gloss ai prodotti (es. rossetti).

Alcoli grassi solidi
Utilizzati principalmente come corpi di consistenza. Diffusissimo l’alcool cetistearilico (Cetearyl Alcohol), miscela di alcoli C16-18.

·         ADDITIVI REOLOGICI e FILMOGENI: servono a dare al cosmetico la consistenza e la scorrevolezza voluta e sono costituenti fondamentali dei gel.

Possono essere classificati secondo la loro origine:
Ø       naturali: ottenuti da piante e microrganismi
Ø       naturali modificati: derivati sintetici dei naturali
Ø       sintetici: sintetizzati a partire da derivati del petrolio
Ø       inorganici: sostanze minerali e loro derivati modificati

Oppure dal punto di vista applicativo:
Ø        per sistemi idrofili (gel, sospensioni, emulsioni O/A)
Ø        per sistemi lipofili (lipogel, oleoliti, emulsioni A/O-A/S)
Ø        per tensioliti

Modificatori reologici naturali
Comprendono diversi polimeri di natura polisaccaridica come gomma guar, alginati, carragenine e xanthan gum.
Generalmente meno efficaci dei derivati sintetici, con problemi di riproducibilità e inquinamento microbiologico. La ricerca del prodotto “naturale” sta portando ad una loro rivalutazione.
Xanthan Gum: ottenuta per fermentazione da colture di Xanthomonas campestris. Elevato potere sospendente, ottima resistenza agli elettroliti e texture piacevole, non appiccicosa. E’ uno dei polimeri più utilizzati in emulsioni O/A ma anche in tensioliti.

Modificatori reologici naturali modificati
Ø Eteri della cellulosa (ottenuti per alchilazione, carbossimetilazione, etossilazione e propossilazione della cellulosa)
Ø    Hydroxypropyl Guar: utilizzati più che altro in gel e tensioliti, meno in emulsioni, anche per lo scarso o nullo potere sospendente.
Ø     Hydrogenated Castor Oil: Modificatore reologico per sistemi lipofili, costituito per il 90% circa di trigliceridi dell’acido idrossistearico. Impartisce viscosità e comportamento pseudoplastico ai sistemi lipidici (lipogel ed emulsioni A/O).
Ø     Polimeri naturali lipofili: resi tali per acilazione (es. Dextrin Palmitate, Stearoyl Inulin) utilizzati principalmente come gelificanti per oli.

Modificatori reologici di sintesi - 1

Derivati acrilici
Ø  Carbomer - Omopolimeri reticolati dell’acido acrilico. Resa molto elevata, elevato potere sospendente e viscosità poco sensibile alla T°. Sensibili agli elettroliti, inefficaci a basso pH. Prodotti di elezione per emulsioni O/A e gel per capelli.
Ø      Polimeri acrilici in emulsione inversa - Sospensioni di polimero in olio o in emulsione A/O, dotate anche di un certo potere emulsionante. Di facile utilizzo, impiegati in emulsioni O/A (no gel limpidi!).
Ø     Polimeri acrilici in lattice - Emulsioni di polimero in acqua, utilizzate come viscosizzanti e sospendenti in gel e tensioliti. Forniscono gel limpidi.

Modificatori reologici di sintesi - 2
Ø  Poliammidi – Copolimeri ammidici, utilizzati come gelificanti per oli, dotati in certi casi di potere sospendente. Possono fornire gel limpidi.
Ø    Amidi (Dibutyl Lauroyl Glutamide) utilizzato come gelificante per oli, per la formulazione di stick.
Ø    Acidi grassi (Hydroxystearic Acid) e sali di acidi grassi (Zinc Stearate), per sistemi lipofili.
Ø  Copolimeri alchenici/stirenici (Butylene/Ethylene/Styrene Copolymer), gelificanti e sospendenti per oli

Modificatori reologici di origine minerale/inorganica
Ø  Magnesium Aluminum Silicate: ampiamente utilizzato nelle emulsioni O/A come sospendente e viscosizzante.
Ø Argille organofile - Prodotti di reazione tra smectiti idrofile e sali di ammonio quaternario, rigonfiano in solventi apolari. Di solito predi sperse in olio, vengono utilizzate come viscosizzanti e sospendenti in emulsioni A/O e A/S (Disteardimonium Hectorite, Quaternium- 18 Bentonite, Stearalkonium Bentonite).
Ø   Silici amorfe - Disponibili con diverso particle size, porosità e superficie specifica. Utilizzate in sistemi anidri e emulsioni A/O e A/S. Agiscono anche da texturizzanti. Sono disponibili anche con trattamento di superficie.

Modificatori reologici per sistemi tensioattivi
Ø       Elettroliti: NaCl, MgCl2
Ø       Alcanolamidi: Cocamide DEA, Cocamide MEA e Cocamide MIPA
Ø       Derivati del polietilenglicole: PEG-150 Distearate, PEG-120 Methyl Glucose Dioleate
Ø       Alcoli grassi etossilati: Laureth-2 e Laureth-3

Criteri di scelta di un modificatore reologico
La scelta di un modificatore reologico dovrebbe essere condotta tenendo presente:
• idrofilia o lipofilia della fase (di solito esterna) in cui va aggiunto il modificatore;
• pH;
• presenza di altre sostanze eventualmente poco compatibili con il modificatore reologico (ad es. sali o composti cationici per Carbomer);
• aspetti di marketing (prodotto “naturale”?)
• aspetti impiantistici

FILMOGENI

Sostanze generalmente di natura polimerica che trovano diversi impieghi:
Skin-care (prodotti solari): formazione di un film sulla pelle che trattiene i filtri UV, con effetto water-proof. Comuni per questo scopo sono i derivati idrofobici del PVP (VP/Hexadecene Copolymer).
Skin-care (antietà): effetto tensore sulle rughe grazie a biopolimeri o polimeri acrilici.
Make-up: per l’ottenimento di prodotti definiti “long-lasting” e “no-transfer”.
Hair-care: in lacche, mousse e gel per fissare la piega.
Una distinzione netta tra sostanze ad azione filmogena e sostanze ad azione disperdente è a volte impossibile, in quanto le due attività spesso sono sovrapposte.
Nei rossetti e nei fondotinta vengono spesso utilizzati polimeri di natura siliconica allo scopo di ottenere prodotti definiti “longlasting” e “no-transfer”.
Nei mascara sono comuni polimeri idrofili che danno volume alle ciglia, aiutano a mantenerne la curvatura e possono fornire idrorepellenza.
Nei lucida labbra si impiegano prodotti che garantiscono la formazione di un film lucido e resistente all’acqua.

Alcuni esempi
Alcool polivinilico (Polyvinyl Alcohol)
Polivinilpirrolidone (PVP)
Copolimeri acrilici come Acrylates Copolymer, Ammonium Acrylates Copolymer, Styrene/Acrylates/Ammonium Methacrylate Copolymer
Il più comune filmogeno utilizzato negli smalti per le unghie, è la nitrocellulosa. Il grado di sostituzione determina le caratteristiche del film, che di solito richiede l’aggiunta di una resina secondaria per migliorarne resistenza, adesività, lucentezza e flessibilità (Tosylamide/Formaldehyde Resin, Tosylamide/Epoxy Resin, Adipic Acid/Neopentyl Glycol/Trimellitic Anhydride Copolymer).

Disperdenti
Gli agenti disperdenti, formando un film che ricopre le singole particelle di polvere, permettono di aumentare la velocità di dispersione, ridurre le interazioni e quindi aumentare la stabilità nel tempo della dispersione e ottenere dispersioni molto più concentrate. Tra i vari, da citare l’acido poliidrossistearico


·         UMETTANTI: assorbono e conservano  l’umidità.
Sostanze igroscopiche e idrosolubili che vengono inserite nella formulazione, soprattutto di emulsioni, con lo scopo di prevenire l’evaporazione dell’acqua e l’essiccamento della superficie del prodotto. Non vanno confusi con gli idratanti, il cui target è invece la cute.
• Polialcoli come glicerina e sorbitolo
• Glicoli come Propylene Glycol, Butylene Glycol, Propanediol
• Polietilenglicoli (PEG-4, PEG-6, PEG-8)

·       ANTIOSSIDANTI: impediscono le reazioni attivate dall’ossigeno, evitando così l’ossidazione e l’irrancidimento
Gli antiossidanti primari sono sostanze in grado di agire da donatori di un atomo di idrogeno, interrompendo in questo modo la reazione di propagazione radicalica.
Una volta avviato il processo di ossidazione e l’irrancidimento, l’aggiunta di antiossidanti non può più migliorare le caratteristiche del prodotto.
Tra le molecole più comuni:
• BHT, BHA, TBHQ, Propyl Gallate;
• Tocoferolo, in particolare il delta;
• Ascorbyl Palmitate (sinergista);
• Alcuni estratti vegetali (rosmarino, origano, melissa, timo e salvia).

·       SEQUESTRANTI: servono a sequestrare gli ioni di metalli presenti (rame, ferro, etc.) che potrebbero favorire reazioni ossidative o interferire con alcuni ingredienti del prodotto.
Per ridurre la portata di questi fenomeni si ricorre all’uso di sequestranti, molecole in grado di legare ioni metallici formando complessi solubili in acqua detti chelati, stabili.
Alcuni esempi:
EDTA
Disodium EDTA

·         CONSERVANTI: impediscono, prevalentemente, lo sviluppo di microrganismi nel cosmetico.
La preservazione dall’inquinamento microbico è un aspetto molto importante della formulazione dal momento che un cosmetico, con poche eccezioni, rappresenta un ottimo substrato per lo sviluppo di microrganismi. La presenza di un’eccessiva carica microbica può causare sia problemi tecnici al prodotto che disturbi cutanei anche gravi.
Per conservazione di un prodotto cosmetico si intende la costituzione di un meccanismo di protezione atto ad evitare la libera crescita dei microrganismi e si realizza con l’utilizzo di sostanze ad attività antimicrobica dette conservanti.

Meccanismo d’azione
• distruzione della parete cellulare;
• modifica della permeabilità della membrana cellulare o sua distruzione;
• denaturazione di proteine citoplasmatiche o di membrana;
• inattivazione di sistemi enzimatici.

Caratteristiche ideali di un conservante:
• ampio spettro d’azione alla minor dose possibile;
• non irritante o sensibilizzante alle dosi d’impiego;
• nei sistemi bifasici deve ripartirsi principalmente nella fase acquosa;
• non essere inattivato da altri componenti;
• stabile e attivo in un ampio intervallo di pH;
• non volatile e termolabile;
• non permeare o reagire con il packaging;
• stabile ai raggi UV;
• non impartire colorazioni, essere inodore e insapore;
• dal costo contenuto
Non esiste un conservante ideale, soprattutto per quanto riguarda l’ampiezza dello spettro d’azione, per cui si ricorre generalmente a miscele di più sostanze, con eventuali fenomeni sinergici.
Per ragioni tossicologiche, ecologiche ed economiche, i conservanti vanno utilizzati alla dose minima necessaria, ma il sottodosaggio può significare effetto inadeguato, falso senso di sicurezza e adattamento dei microrganismi. L’adozione di un sistema conservante non esonera comunque dall’adottare una buona igiene durante il processo di produzione!

ELENCO DI ALCUNI CONSERVANTI:
Sodium benzoate
Sorbic acid
Potassium sorbate
Methyl-ethyl-propyl-buthyl isobuthyl paraben
Dehydroacetic acid
2-bromo-2-nitro-1,3-propanedio
Imidazolinyl urea
Phenoxyethanol
Benzyl alcohol
Diazolidinyl urea
Sodium hydroxymethylglycinate
Titanium dioxide

·         ANTIMICROBICI: favoriscono il controllo della crescita dei microrganismi sulla pelle.
Gli antimicrobici sono sostanze utilizzate allo scopo di modificare la flora cutanea e quasi mai a preservare il prodotto dall’inquinamento microbico. Sulla pelle possono esistere due tipi di microrganismi, quelli appartenenti alla flora residente e quelli della flora transitoria , presente sulle parti più esposte. La presenza di flora resistente è molto importante in quanto previene l’attecchimento di microrganismi transitori tra cui patogeni, un suo eccessivo sviluppo può però causare alcuni inconvenienti. Uno dei meccanismi sfruttati nella deodorazione consiste nell’inibire la proliferazione della flora cutanea e lo sviluppo di odore tramite l’utilizzo di agenti antimicrobici. Una delle sostanze più usate è il Triclosan ( puro è usato nei dentifrici come antiplacca e antitartaro). Altri esempi:
Triclocarban
Zinc undecylenate 
Diverse sostanze antimicrobiche vengono utilizzate come agenti antiforfora.
La forfora , descrivibile come un processo desquamativo del cuoio capelluto, è caratterizzata da un turnover fortemente accelerato dei cheratinociti del cuoio capelluto ed è accompagnata da un’eccessiva proliferazione del fungo pityrosporum ovale, e di altri lieviti della stessa famiglia sebbene non sia ancora del tutto chiaro se il microrganismo sia la causa scatenante della forfora o solo un fattore concomitante ( tra le squame troverebbe l’habitat ideale), è uso comune basare i prodotti antiforfora su sostanze ad azione antimicotica.
Altri esempi:
Piroctone olamine 
Zinc pyrithione 
Disodium undecylenamido MEA- Sulfosuccinate 
Benzalkonium chloride  

·       COLORI LACCHE E PIGMENTI: sostanze colorate o coloranti che vengono impiegati per la colorazione dei prodotti cosmetici.
Ogni colorante possiede diversi nomi chimici e d’uso. L’unico sistema di denominazione univoco e globalmente riconosciuto è il Colour Index. Ad ogni colorante viene assegnato un numero univoco di 5 cifre, che può essere seguito da una sesta cifra che indica se si tratta di sale o di lacca.

Classificazione in base al C.I.
• dal n. 10.000 al 74.999 coloranti organici di sintesi
• dal n. 75.000 al 75.999 coloranti organici naturali
• dal n. 76.000 al 76.999 basi ad ossidazione e nitrocoloranti
• dal n. 77.000 al 77.999 pigmenti inorganici

Classificazione delle sostanze coloranti in base alla solubilità:

Coloranti solubili    
Naturali
Sintetici
Pigmenti
Organici
Lacche
Inorganici
Perle
Metallici

COLORANTI SOLUBILI
I coloranti sono tutte quelle sostanze coloranti solubili in acqua, olio o alcool ed eventualmente in altri solventi. Vengono utilizzate principalmente per la colorazione del prodotto, allo scopo di modificarne e migliorarne le caratteristiche organolettiche.

PIGMENTI
Si definiscono pigmenti le sostanze coloranti (anche bianche) che sono insolubili nel mezzo utilizzato e possono quindi essere solo disperse in esso. Vengono tipicamente utilizzati in cosmesi decorativa, allo scopo di colorare la pelle e gli annessi cutanei.

PIGMENTI ORGANICI
Sostanze che, pur avendo natura organica come i coloranti, sono insolubili nel mezzo. Offrono colorazioni più luminose e sature rispetto ai pigmenti inorganici.
L’esponente forse più importante è il Nero fumo (CI 77266), pigmento nero costituito da particelle finissime di carbonio amorfo e ottenuto per combustione incompleta di idrocarburi, di ossa o di vegetali. Viene definito anche Carbon Black. Ampiamente utilizzato nei mascara, fornisce una colorazione molto più intensa dell’ossido di ferro nero.

LACCHE
Pigmenti insolubili ottenuti per precipitazione di un colorantesolubile su di un substrato, generalmente idrossido di alluminio ma anche calcio e bario. Il sale che si forma può avere applicazione sia in cosmetica che nel settore alimentare, a seconda del colorante di partenza. Le lacche presentano colori più brillanti e sono più stabili rispetto ai prodotti originali. Alcuni esempi di lacche sono:
Colour Index
CI 42090:2
CI 19140:1
CI 15850:1

PIGMENTI INORGANICI
Ossidi di ferro
Ossido di ferro giallo CI 77492
Ossido di ferro rosso CI 77491
Ossido di ferro nero CI 77499
Dalla combinazione di queste tonalità base è possibile ottenere un numero praticamente infinito di colorazioni marroni. Per questo motivo gli ossidi di ferro sono i principali pigmenti utilizzati in ciprie e fondotinta.

Ossidi di cromo
Chromium Hydroxide Green CI 77288
Chromium Oxide Greens CI 77289

Oltremare
Solfosilicati di alluminio e sodio CI 77007. A seconda del rapporto tra i diversi elementi si possono avere oltremare blu, verdi, rosa, rossi e violetti.

Violetto di manganese
CI 77742, viene utilizzato per intensificare la tonalità degli ossidi di ferro.

Ferrocianuro ferrico (Blu di Prussia)
CI 77510

Biossido di titanio
CI 77891 - Unitamente agli ossidi di ferro, il più importante pigmento in cosmesi decorativa. Di colore bianco, viene utilizzato per modulare l’effetto coprente del formulato.
Rutilo: presenta un indice di rifrazione maggiore e quindi un più elevato potere coprente
Anatasio: meno abrasivo ed è la sola forma ammessa dall’FDA come pigmento.

PERLE
I pigmenti perlescenti sono costituiti da cristalli in forma di sottili scaglie, con elevato indice di rifrazione. Ogni scaglietta riflette parte della luce incidente e trasmette la restante parte, che a sua volta può essere riflessa o trasmessa dalla scaglia sottostante. Le perle sono ampiamente utilizzate in cosmesi decorativa.
Perle organiche
Ricavata dalle scaglie di pesce, è costituita da cristalli di guanina (CI 75170) e produce un effetto argentato. Molto costosa.

Perle inorganiche
Ossicloruro di bismuto BiOCl (CI 77163), produce un effetto perlato argenteo, più o meno brillante a seconda del particle size. Impartisce un’ottima texture, è facilmente comprimibile ed presenta un’ottima adesività sulla cute. Risulta però essere molto sensibile alla luce.
Può essere depositato su mica, da solo o in presenza di TiO2, producendo perle con vari effetti ottici.

Perle inorganiche
La mica rappresenta la perla di maggiore interesse. Silicato di alluminio e potassio (CI 77019), noto anche come sericite, a seconda della forma dei cristalli. Utilizzata tal quale oppure come base per la preparazione di un elevato numero di perle. Ricoprendo la mica con uno strato di spessore variabile di TiO2, si ottengono perle bianche dai riflessi colorati (perle ad interferenza), in quanto alcune lunghezze d’onda della luce incidente vengono riflesse e le complementari trasmesse.
Depositando sulla mica ossidi di ferro, in combinazione o meno con TiO2, si ottengono perle colorate dai riflessi colorati.

TRATTAMENTO DI SUPERFICIE
I pigmenti possono essere utilizzati tal quali ma, soprattutto quando si formulano dispersioni come gel ed emulsioni si ricorre a pigmenti che hanno subito un trattamento di superficie. Scopo del trattamento è quello di rendere il pigmento più idrofilo (meglio disperdibile in sistemi base acqua) o più lipofilo (meglio disperdibile in sistemi base olio) ma anche di prevenire fenomeni di aggregazione tra le particelle o aumentarne la stabilità. Il trattamento influenza anche la distribuzione del pigmento e quindi l’omogeneità del colore sulla pelle.
Esempi di trattamenti idrofili:
Alumina, Aluminum Hydroxide, Silica, Cellulose, Agar.
Esempi di trattamenti lipofili per sistemi non siliconici:
Isopropyl Titanium Triisostearate, Trimethoxycaprylylsilane, Triethoxycaprylylsilane, Stearic Acid.
Esempi di trattamenti lipofili per sistemi siliconici:
Trimethylsiloxysilicate, Methicone, Dimethicone, Dimethicone/Methicone Copolymer, Aminopropyl Dimethicone.
Il trattamento di superficie con fluoro derivati determina sia idro che olio repellenza (es. Fluoroalcohol Phosphate).

·       AUSILIARI: sostanze necessarie per completare le formulazioni (stabilizzatori di pH, acqua, alcool etilico).
Esempi di stabilizzatori di pH:
Acetic Acid
Calcium Hydroxide
Citric Acid
Gluconic Acid
Lactid Acid
Phosphoric Acid
Potassium Hydroxide
Sodium Bicarbonate
Sodium Carbonate
Sodium Citrate
Sodium Hydroxide
Triethanolamine

·       SOSTANZE FUNZIONALI: sono gli ingredienti che determinano, come suggerisce il nome, la funzione specifica di un cosmetico

In tutti i prodotti che acquistiamo sono quasi sempre presenti gli ingredienti che vanno dalla classe 6 alla 10 cioè un tensiolita, un’emulsione, un idrolita (= a base di acqua, come tonici, dopobarba); troveremo quasi sempre come ingredienti antiossidanti, conservanti, coloranti (non sempre), ausiliari e soprattutto SOSTANZE FUNZIONALI.
Notare che le sostanze appartenenti a queste classi sono anche quelle che più spesso danno problemi di SENSIBILIZZAZIONE o ALLERGENICITÀ, se si escludono le ipersensibilità individuali a determinate sostanze che possono riguardare ovviamente i componenti di qualunque classe.
Le materie prime possono essere di origine varia: minerale, animale, vegetale o di sintesi; attualmente la maggior parte degli ingredienti cosmetici è di origine sintetica, cioè ottenuta in laboratorio, qualcuna è ricavata dal mondo vegetale o animale e qualcosa infine è di origine minerale. 
A riguardo, esistono due diverse concezioni formulative: 

·      la scuola AMERICANA che predilige la stabilità, la gradevolezza e l'economicità del prodotto, facendo quindi uso di ingredienti perlopiù di sintesi o minerali;

·         la scuola EUROPEA, di impostazione più "naturalistica".
Negli ultimi 6-7 anni, però, stiamo assistendo ad una progressiva VEGETALIZZAZIONE del cosmetico, nel senso che sempre più fornitori di materie prime propongono sostanze ricavate direttamente dal mondo vegetale o da esso derivate con piccole modifiche di laboratorio, oppure ottenute con metodiche di tipo biotecnologico. 
Questa tendenza dei mercati è dovuta a più di un motivo:
1.
la recente riscoperta e valorizzazione della FITOTERAPIA, con l'utilizzo delle piante per la cura di sé in senso lato, quindi anche per la cura del proprio corpo;
2.
l'acquisizione che i prodotti di origine minerale (in realtà derivati dal petrolio come vaselina e olio di vaselina: i cosiddetti "petrolati") non sono poi così innocui e sicuri;
3.
la messa al bando dei prodotti di origine animale in seguito allo scandalo della "mucca pazza" e alla paura di trasmissione dell'ENCEFALOPATIA SPONGIFORME BOVINA (BSE) verso l'inizio degli anni '90 (ricorderete senz'altro una nota marca che pubblicizzava shampoo al midollo di bue o alla placenta: attivi che hanno senz'altro una notevole funzionalità cosmetica, ma che oggi fanno solo rabbrividire); 
4.
l'espansione dei mercati a dimensioni intercontinentali, che obbliga i ricercatori a formulare prodotti che siano ben accetti anche in paesi dove certe materie prime non sono considerate sicure e dove vengono magari richieste altre garanzie (vd. Giappone e Svezia che non consentono l'importazione di cosmetici contenenti determinati conservanti, diffusi invece nei mercati europei e statunitensi).

Tutti questi fattori hanno giocato a favore di una costante richiesta di prodotti di origine vegetale ed hanno condizionato, ovviamente, anche la produzione industriale. 

Anche se sono in continuo aumento, quindi, le materie prime derivate dal mondo vegetale per le diverse classi di ingredienti indicate, siamo piuttosto lontani dal poter trovare sul mercato un prodotto integralmente vegetale.

Spesso si parla di "cosmesi naturale" o di "cosmesi a base naturale", intendendo con ciò un prodotto cosmetico che contiene uno o più estratti, ricavati dalle piante: generalmente gli estratti vegetali costituiscono i cosiddetti PRINCIPI ATTIVI o SOSTANZE FUNZIONALI (classe 10), materie prime da sempre utilizzate per la caratterizzazione del prodotto, per dargli cioè una connotazione naturale, vegetale e così via. 

Ovviamente introdurre nel cosmetico uno o più derivati da piante, pur dandogli una connotazione naturale, non significa ottenere un cosmetico vegetale, in cui tutti gli ingredienti utilizzati sono di origine vegetale.
Infatti la maggior parte delle materie prime è ancora prevalentemente di sintesi, dove c'è una disponibilità e una possibilità di scelta enorme per tutte le classi; seguono, in termini di disponibilità, varietà e costi, i prodotti di origine vegetale modificati con piccoli procedimenti chimici; solo il 30% delle materie prime è disponibile in forma completamente vegetale

Al consumatore non resta che privilegiare i prodotti che vantano una elevata percentuale di componenti di origine naturale, cominciando a prestare una maggiore attenzione a quanto riportato in etichetta.



[1] l’insieme delle caratteristiche tattili di un cosmetico, di fondamentale importanza nel definire il grado di apprezzamento da parte del consumatore. Con il termine di texturizzanti (o “skin-feel enhancer”) si intendono tutte quelle sostanze inserite in un prodotto con il preciso scopo di modificarne le caratteristiche tattili, migliorando scorrevolezza e stendibilità e/o riducendo l’untuosità.

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