Einrichtung eines Korrosionsschutzsystems in der Körperpflege

Beim Aufbau eines Korrosionsschutzsystems müssen zwei entscheidende Faktoren berücksichtigt werden: Sicherheit und Korrosionsschutzwirkung. Ein gutes Korrosionsschutzsystem erzielt ein optimales Gleichgewicht zwischen beiden und gewährleistet so sowohl Sicherheit als auch einen wirksamen Korrosionsschutz.

Nachfolgend eine kurze Beschreibung und Analyse einiger der neueren Konservierungsmittel.

√ 1,2 Diatomic Alkohol

Der Sterilisationsmechanismus besteht hauptsächlich darin, die Durchlässigkeit des mikrobiellen Membransystems zu verringern (z. B. durch Lipidauflösung und Proteindenaturierung).

Die gebräuchlichsten sind 1,2-Propandiol, 1,2-Pentandiol, 1,2-Hexandiol, 1,2-Octandiol und 1,2-Decandiol.

Die bakterizide Wirkung der Verbindungen nimmt mit steigender Anzahl an Kohlenstoffatomen zu, während die Wasserlöslichkeit abnimmt. Auch die Reizwirkung verstärkt sich mit zunehmender Anzahl an Kohlenstoffatomen.

Reihenfolge nach Sterilisationseffizienz: 1,2-Propandiol

Reihenfolge nach Sicherheit: 1,2-Propandiol > 1,2-Pentandiol > 1,2-Hexandiol > 1,2-Octandiol > 1,2-Decandiol

√ Kurzkettiger Ester mit 1,2-Dihydroxystruktur

Der Mechanismus der bakteriziden Wirkung: Es enthält hydrophile und hydrophobe Gruppen, die sich an die hydrophilen und hydrophoben Gruppen der Phospholipid-Doppelschichtstruktur der Zellmembran binden, wodurch das Zellmembransystem lysiert und somit die Bakterien abgetötet werden.

Die gebräuchlichsten sind Glycerinoctanoat, Glycerinundecanoat, Sorbitanoat, Ethylhexylglycerin, Glycerinlaurat, Polyglycerin-3-octanoat usw.

√ Organische Säures und ihre Salze

Wirkungsmechanismus: Diese schwache Säure entsteht durch Ionisierung und Hydrolyse in wässrigen Lösungen. Bei niedrigen pH-Werten zeigt dieses Konservierungsmittel maximale bakteriostatische Wirkung, indem es die Protoplasmamembran ungehindert durchdringt. Nach dem Eindringen in die Zellen dissoziiert es unter hohen pH-Bedingungen in geladene Protonen und Anionen, die sich aufgrund der begrenzten Membranpermeabilität in der Zelle anreichern. Die Konservierungsmittelmoleküle diffundieren kontinuierlich in die Zelle, bis ein Gleichgewicht erreicht ist, was zu einem Ungleichgewicht der H+-Ionen führt. Dies stört die intrazelluläre pH-Homöostase und löst die Anreicherung toxischer Anionen aus, wodurch grundlegende zelluläre Stoffwechselprozesse gehemmt und eine effektive Bakteriostase verhindert wird.

Am häufigsten verwendet werden Kaliumsorbat, Natriumbenzoat, Natriumdehydroacetat, Salicylsäure, Natriumdiacetat, Natriumacetoacetat, Octansäure, Fenchelsäure usw.

Bei niedrigem pH-Wert ist der Dissoziationsgrad organischer Säuren gering, und der Gehalt an organischen Säuren in molekularer Form (konservierender Wirkstoff) ist relativ hoch. Die meisten Hautpflegeprodukte sind jedoch auf einen pH-Wert von 5–7 ausgelegt, und in diesem pH-Bereich ist die Wirkung des konservierenden Wirkstoffs unzureichend.

√ Extrakt mit konservierenden Eigenschaften

Häufig verwendete Extrakte sind Magnolienrindenextrakt, Grapefruitfruchtextrakt und Filtrat aus Hefefermentationsprodukten.

Welche Faktoren beeinflussen die Wirkung von Konservierungsmitteln?

♦ pH-Wert

Die Änderung des pH-Werts beeinflusst die Dissoziation organischer Säurekonservierungsmittel und deren Aktivität. Beispielsweise ist 2-Brom-2-nitro-1,3-propandiol bei pH 4 sehr stabil, seine Aktivität bleibt jedoch bei pH 6 ein Jahr lang erhalten, bei pH 7 hingegen nur wenige Monate.

♦ Feste Partikel und Gele

Einige Kosmetika enthalten Kaolin, Aluminium-Magnesium-Silikat und andere pulverförmige Partikel, die Konservierungsmittel adsorbieren und dadurch deren Wirksamkeit verringern können. Andere Adsorbentien binden jedoch nicht nur Konservierungsmittel, sondern fangen auch Bakterien ein, wodurch die Konservierungsmittel in Umgebungen mit hoher Konzentration besser wirken können. Die Kombination von Konservierungsmitteln mit wasserlöslichen Polymergelen verringert die Konzentration freier Konservierungsmittel in der Formulierung zusätzlich und beeinträchtigt somit letztendlich deren Wirksamkeit.

♦ Einfluss nichtionischer Tenside auf die Solubilisierung

Die Inaktivierung von Konservierungsmitteln durch öllösliche nichtionische Tenside (HLB=3-6) ist größer als die durch wasserlösliche nichtionische Tenside mit höherem HLB-Wert.

♦ Der Effekt der Konservierungsmittelzersetzung

Bestimmte Faktoren können den Abbau von Konservierungsmitteln beeinflussen und dadurch deren konservierende Wirkung verringern. Beispiele hierfür sind Licht und Wärme.

♦ Darüber hinaus beeinflussen Aromastoffe und Chelatbildner die Wirksamkeit von Konservierungsmitteln in unterschiedlichem Maße.

Im Folgenden werden einige einfache Systeme kurz analysiert:

◊ Öl-in-Wasser-System:

Einfaches Konservierungssystem ohne Formaldehydfreisetzung:

MP-Hydroxybenzylester: 0,2 %, PP-Hydroxypropylester: 0,1 %, Phenoxyethanol-PE: 0,3 %. (Dieses System ist sicherer, reizarm, kostengünstig und weit verbreitet.)

◊ Konservierungssystem ohne Parabene:

Octylglycerid: 0,08 %, Chlorphenaminethylether: 0,15 %, Phenoxyethanol: 0,3 %

◊ Ein Konservierungssystem ohne das Konzept von Konservierungszusätzen:

Octylglycerid: 0,1 %, 1,2-Hexandiol: 0,5 %, 2-Hydroxyacetophenon: 0,3 %

Sorbitanester: 0,8 %, 1,2-Pentandiol: 2 %, Octansäure (7–8 % Gehalt): 0,5 %

◊ Wasserbasierte und transparente Essenzsysteme:

Als Konservierungsmittel stehen Parahydroxyacetophenon, Caprylhydroxamsäure, 1,2-Dodecandiol, 1,2-Pentandiol usw. zur Verfügung.

Kurzzusammenfassung

Die wichtigsten Konservierungsmittel in Kosmetika sind Isothiazolinone, Imidazolidinylharnstoffe, IPBC, Parabene, Benzoesäure, Sorbinsäure und deren Salze. Mit der Weiterentwicklung der Kosmetik wird deren Zusammensetzung immer komplexer, und die Anforderungen an Konservierungsmittel steigen stetig. Daher ist die Suche nach breit wirksamen, hocheffizienten und nebenwirkungsarmen Konservierungsmitteln weiterhin ein zentraler Forschungsschwerpunkt in der Kosmetikindustrie.