sábado, 5 de marzo de 2016

"HASE" (Hydrophobic Alkali soluble emulsions): Cremas gel, emulsiones libres de Tensioactivos y cuasi emulsiones.

¡Hola a todos! 
Las personas que siguen mi blog recordarán que hace algunas semanas publiqué la receta de una crema de ducha, está la realicé inspirada en una crema de ducha que compre de la marca Sephora, consultando la lista de ingredientes y no encontrando ningún emulsionante tan solo la Lecitina, asumí que era la lecitina quien ejercía el papel de emulsionante primario, luego vi el Acrylates/C10-30 Alkyl Crosspolymer y asumí que era el espesante de la fase acuosa, ya que aquel nombre me traía a la mente el Carbopol Ultrez 21 que tiene este INCI, y así lo mencione en la publicación que hice de la primera receta de crema de ducha que preparé. 
En realidad el resultado fue fantástico, obtuve una consistencia muy buena, una crema de ducha estable en el tiempo y de una suavidad excelente; sin embargo, la verdadera fórmula y procedimiento de la emulsión no fue tal cual como yo la prepare, al contrario, la lecitina no estaba actuando como emulsionante primario sino que había otro ingrediente digamos escondido que actuaba como tal y era el Acrylates/C10-30 Alkyl Crosspolymer, que no era propiamente el Carbopol Ultrez 21, sino un polímero modificado con igual INCI pero con diferente estructura llamado Premulen TR1 cuyo INCI es Acrylates/C10-30 Alkyl Crosspolymer. 
Como pueden observar ambos ingredientes tienen el mismo INCI, pero no son para nada iguales, pues es Carbopol Ultrez 21 actúa como agente gelificante y el Premulen TR1 actúa como un verdadero y propio emulsionante, aún si no lo es, al menos típica y tradicionalmente hablando. 
Con este tipo de emulsionante polimérico, podemos obtener una cremagel, que también puede ser considerada como una emulsión libre de emulsionante o una cuasi emulsión. 
Y para entender un poco más acerca de lo que estoy hablando aquí les explico mejor. 

¿Qué es una crema gel?
La crema gel es una emulsión que se caracteriza por tener una textura intermedia entre una crema y un gel; ésta mantiene la eficacia de una crema tradicional pero es menos grasa y más fácil de untar.
Las cremas gel se forman a través de polímeros modificados hidrofóbicamente, que en el caso de polímeros a base de ácido acrílico tienen la característica de hincharse una vez que se neutraliza el ácido.

El acrónimo técnico cómo se define este tipo de emulsiones es "HASE", es decir, "Hydrophobically modified Alkaly Soluble Emulsion".
Estos polímeros modificados hidrofóbicamente tienen colas hidrofóbicas que estabilizan una posible dispersión de aceites dentro del gel.

En contraste con el tradicional concepto de formulación de las emulsiones, éstas pueden estabilizarse también por macromoléculas apropiadas sin usar ningún surfactante de bajo peso molecular, los polímeros se usan con frecuencia para aumentar la estabilidad de una emulsión, pero es mucho más eficaz utilizar polímeros de superficie activa, ejemplo el Carbómer o la Hidroxipropil  metilcelulosa como emulsionantes primarios.
Tales polímeros forman películas interfaciales estructuradas que impiden efectivamente la coalescencia de las gotas de aceite. En este caso el aumento de la viscosidad de la fase externa juega un papel menor para la acción estabilizadora a la hora de formar la emulsión. 

Contrariamente a las definiciones de emulsión que encontramos en libros o manuales de Cosmetología estas cremas geles son verdaderas emulsiones aún si no vienen utilizados los habituales emulsionantes que se interponen entre el agua y el aceite a la hora de formar una emulsión.

Se habla de polímeros asociativos donde la estabilización no implica necesariamente una estructura micelar y una interfaz laminar entre el agua y el aceite.
En simples palabras La cremagel no es como una clásica emulsión, no hay una interfaz de clara separación entre el agua y el aceite dada por el tensioactivo/emulsionante, más bien una dispersión de micelas retenidas o atrapadas por la estructura creada por el agente gelificante o espesante.

Desde el punto de vista del concepto de formulación este tipo de emulsiones son llamadas "Hidroliped Dispersions" o "Hydro Dispersion gel" o también "Cuasi Emulsiones"; se usan preferentemente para productos de protección solar, pero también pueden ser usadas en cremas para el cuidado de la piel o del rostro, y son llamadas también  "formulaciones sin emulgentes" o " emulsiones libres de tensioactivos". Handbook of Cosmetic Science and Technology pág. 156. 

Desde el punto de vista físico químico esta afirmación no es correcta. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada IUPAC (https://es.m.wikipedia.org/wiki/Unión_Internacional_de_Qu%C3%ADmica_Pura_y_Aplicada) define las propiedades de un emulsionante de la siguiente manera: "Un emulsionante es una sustancia de superficie activa que reduce la tensión interfacial (superficie de contacto) del medio en el que se disuelve y en consecuencia se adsorbe (atrae y retiene en la superficie de un cuerpo moléculas o iones de otro cuerpo) positivamente en las interfaces.
Pequeñas cantidades de emulsionantes facilitan la formación de una emulsión o mejora su estabilidad coloidal por la disminución de una o de ambas tasas de agregación y coalescencia".

La característica importante de los surfactantes es que reducen las fuerzas de tensión superficial en la capa límite de dos sustancias por disolución, formación de complejo, o por ambos.  El caso del agua y el aceite se produce con moléculas que tienen partes polares y no-polares. La parte polar tiene afinidad por el agua (se dice que es hidrófila) y la parte no-polar tiene afinidad por la grasa (se llama lipófila). La función de un emulsionante en situaciones ricas en grasa o en agua es diferente y depende del tamaño y naturaleza de las fracciones polares y no-polares de la molécula. 

Sin embargo tal y como se ha mencionado hasta el momento las emulsiones también se pueden estabilizar por el efecto de la mejora de viscosidad del polímero añadido. 
Dichas preparaciones donde ninguna actividad interfacial está involucrada con la acción estabilizadora del polímero se denomina "cuasi emulsiones", productos que a menudo son llamados bálsamos, que por lo general consisten en pequeñas cantidades de lípidos dispersos en un hidrogel.
Para realizar estas cremas geles o  denominadas también cuasi emulsiones necesitamos del uso de polímeros modificados que no van actuar como agentes espesantes,  Si no que van a actuar como emulsionantes. 

DIFERENCIAS ENTRE "HASE" Y "ASE".-

Es necesario precisar la diferenciación entre el ASE (Alkali swellable emulsions) y el "HASE" (Hydrophobic Alkali soluble emulsions). Sustancias que tienen el mismo INCI pero son dos cosas diferentes ya que tienen estructuras diferentes.




Hablamos en este caso del Carbopol Ultrez 21 y Premulen TR1 que tienen el mismo INCI, pero son dos fórmulas con estructuras diversas, que realizan funciones diferentes. 
El Carbopol Ultrez 21 se usa más que nada para espesar o formar geles densos en fase acuosa, en cambio el Premuln TR1 se usa como emulsionante para preparar cremas geles. 
De eso nos podemos dar cuenta si agregamos el Carbopol Ultrez 21 en un poco de agua, éste se bañará rápidamente; en cambio si utilizamos el Premulen TR1 los grupos hidrofóbicos  impedirán que el polvo se bañe, dejando que se formen grumos que flotaran por horas sobre la superficie del agua. Esto es debido a que el Carbopol Ultrez 21 no tiene ningún macromonomero hidrófobo, es decir que cumple sólo la función de  agente gelificante, no es un emulsionante, mientras que el Premulen TR1 si lo tiene, osea que hace el papel de emulsionante. 

El lado positivo entre un emulsionante polimérico y un emulsionante tradicional se da por el hecho que las emulsiones estabilizadas con emulsionantes tradicionales podrían resultar potencialmente irritantes para algunos tipos de pieles.
Esto no ocurre cuando se usa un emulsionante polimérico, debido sobretodo al alto peso molecular que tiene, una emulsión realizada con un emulsionante polimérico no será capaz de penetrar el estrato corneo, debido al alto peso molecular, y de esta manera interacciones no deseadas, tales como por ejemplo  el acné de Mallorca, no aparecerán. Por este motivo son llamadas  " emulsiones libres de emulsionante". 
El acné de Mallorca es un tipo de acné estival, que aparece en el rostro, tórax y espalda, fue denominado “de Mallorca” ya que los primeros casos se detectaron en pacientes escandinavos que veraneaban en la denominada isla.

Proceso para las emulsiones poliméricas estabilizadas.-

En una emulsión dónde se usa el acrilato/c10-30 Acrilato de Alquilo Cross-Polímero podemos utilizar como estabilizadores el ácido poliacrílico y la Hidroxipropil  metilcelulosa.
En medios acuosos con baja concentración de electrolitos el emulsionante con polímeros de Carbómer forma capaz protectoras de gel al rededor de cada gota de aceite con las cadenas de alquilo hidrofobas ancladas en la fase de aceites o fase oleosa. Esto permite emulsionar hasta un 20% o 30% de aceites con pocas cantidades de emulsionante polimérico, que van de 0.1 a 0.3%. 

Estabilidad.-
La estabilidad física y una adecuada vida útil se obtienen mediante la fina dispersión  de los lípidos, ésto reduce la movilidad de las gotas y por lo tanto previene coalescencia de las gotas de aceite. 

¿Qué es el Premulen TR1 y cómo se usa a la hora de realizar una emulsión? 

Premulen TR1 INCI Acrylates/C10-30 Alkyl Crosspolymer.
Es un polímero versátil en grado de emulsionar hasta un 30% de aceites en un rango de pH de 4 a 5.5 y hasta un 20% de aceites en un rango de pH de 3 a 11.
Los emulsionantes son prevalentemente polímeros de ácido poliacrílico de alto peso molecular, tienen una pequeña porción lipofilia y una grande porción hidrófila.
Esta estructura química permite que estos copolímeros funcionen como emulsionantes primarios en formulaciones aceite en agua o/w. 
La porción lipofilia se pone a la interfaz agua-aceite, mientras aquella hidrófila se hincha en el agua formando una red de gel alrededor de las gotas de aceite dando a la emulsión una elevada estabilidad.
Éste tipo de emulsionante, el Premulen TR1 es un emulsionante polimérico, es decir, es un polímero hidrosoluble que se incorpora en la interfaz agua-aceite independientemente del tipo de aceite. Gracias a esta característica puede ser considerado como un emulsionante universal.
Cuando utilizamos este tipo de emulsionante polimérico podemos usar cualquier fase grasa sin preocuparnos del HLB y de las temperaturas de las emulsiones.
Esto quiere decir que los aceites pueden ser emulsionados a temperatura ambiente, y en el caso de grasas y ceras a la temperatura de fusión de las mismas.
El porcentaje de uso del Premulen TR1 es de 0.1 a 0.3%. 
Cuando las emulsiones preparadas con Premulen TR1 entran en contacto con la piel, el gel acuoso de la emulsión formada se deshincha dejando salir la fase grasa. 

Guía para formular utilizando el Premulen TR1.- 
Se dispersa fácilmente en aceite a temperatura ambiente y luego se agrega a la fase acuosa ya neutralizada. 
En presencia de aceites polares o grasas que se funden a temperaturas superiores a 60 °C es mejor dispersar Premulen TR1 en el agua.

Método indirecto.-

Dispersar Premulen TR1 en la fase oleosa hasta que el polvo se bañe en el aceite.
Agregar la fase grasa que contiene emulsionante polimérico, es decir el Premulen TR1 a la fase acuosa que contiene la base neutralizante y luego agitar.
El emulsionante polimérico, Premulen TR1 se hinchará rápidamente en el agua generando un rápido aumento de la viscosidad y la formación de una emulsión cremosa.

Método directo.-

Dispersar lentamente el emulsionante polimérico, Premulen TR1 en el agua sobre agitación.
Siempre sobre agitación  verter en la fase grasa y neutralizar con una base adapta. 
Continuar mezclando rápidamente para reducir la dimensión de las partículas.

Compatibilidad.- 

Premulen TR1 es compatible con diferentes tipos de aceites iónicos, no iónicos, materiales hidrosolubles no iónicos o ligeramente  iónicos, aceites minerales, siliconas volátiles, ésteres, etc.

Incompatibilidad.-

Los altos niveles de electrolitos impiden el normal hinchamiento de la fase acuosa. 
Premulen TR1 es incompatible con el alcohol cetílico y con el Cetearyl Alcohol, es decir es mejor no utilizarlos para evitar efectos no deseados. 

Neutralización.-

Los polímeros de Premulen TR1 son moderadamente ácidos y funcionan mejor cuando se neutralizan con soluciones de hidróxido de sodio o hidróxido de potasio en un rango de pH que va de 4 a 8.

Espesantes.-

Para obtener una mayor densidad de las emulsiones se debe agregar Carbopol Ultrez 21 o Carbopol Ultrez 30 en cantidades de 0.2 a 0.6% o también agregar la Hidroxipropil metilcelulosa. 

Luego de haber leído todo lo mencionado al respecto decidí realizar una tercera receta de crema de ducha utilizando el Premulen TR1 como emulsionante y el Carbopol Ultrez 21 como agente espesante para demostrar el uso diferentes que se le debe dar a cada ingrediente, aún si pueden parecer iguales, pero que en realidad no lo son. 


Crema de ducha emulsionada con emulsionante polimérico Premulen TR1 al 30% de aceites. 
Fase A.-
  • 38.8 gr. de agua destilada.
  • 0.3 gr. de Carbopol Ultrez 21.
  • Solución de hidróxido de sodio c/n.
  • 15 gr. de Sodium Laureth Sulfate (SLES).
  • 10 gr. Cocamidopropyl Betaine. 
  • 1 gr. de sal de cocina. 
Fase B.-
  • 20 gr. de aceite de girasoles.
  • 5 gr. de aceite de Almendras dulces. 
  • 5 gr. de aceite de Jojoba. 
  • 1 gr. de Lecitina de soya. 
  • 0.3 gr. de Premulen TR1
Fase "C".-
  • 1 gr. de Pantenol.
  • 1 gr. de ácido hialurónico.
  • 1 gr. de fragancia cosmetica.
  • 0.6 gr. de conservante Cosgard. 
Preparación.- 
  1. Formar un gel con el agua y el Carbopol Ultrez 21, agregando la solución de hidróxido de sodio hasta que llegue a un pH 6.
  2. Agregar el SLES y mezclar bien.
  3. Agregar la Betaina y mezclar bien.
  4. Agregar la sal de cocina y mezclar hasta la total disolución de la sal en el gel.
  5. En un bol agregar los aceites, luego el Premulen TR1 y mezclar bien.
  6. Agregar los aceites en forma de hilo y batir enérgicamente con él minipimer por unos 15  a 30 minutos hasta que se forme una emulsion densa.
  7. Agregar la fragancia y mezclar bien.
  8. Agregar el pantenol y mezclar bien.
  9. Agregar el  hialuronato de sodio y mezclar bien. 
  10. Agregar el conservante y mezclar bien.
  11. Medir el pH y agregar mas solución de hidróxido de sodio si es necesario hasta obtener un pH 5.5. 



Nota.-
    1.  La SAL (sustancia activa de lavado) o active meter de este detergente es de 7.5 aproximadamente.
    2.  Esta crema de ducha es un detergente delicado que se puede utilizar también para lavarnos el rostro y las manos.  
    3.  Quiero precisar que una crema de ducha, es un detergente en forma de crema, que mientras lava nos deja la piel suave, no es una crema que se usa después de la ducha, tal y como he leído en Yahoo respuestas. ¡NO! La crema de ducha es un detergente que una vez aplicado debe ser enjuagado o aclarado con el agua mientras nos bañamos. 
    Advertencia:

    No olviden que antes de usar las cremas o cualquier otra receta que preparen en casa deben primero probarlas en una parte delicada de la piel, como el antebrazo, luego esperar de 24 a 48 horas para estar seguros que los ingredientes utilizados no les causan ninguna reacción alérgica. Esta advertencia esta dirigida especialmente a todas aquellas personas que tienen pieles sensibles o sufren de alergias atópicas.  Por lo general no hay nada mas saludable que las recetas hechas en casa, siempre y cuando se hagan con el debido cuidado y extrema limpieza; sin embargo, a pesar de todos los cuidados las personas alérgicas deben estar siempre atentas. 
    Bueno eso es todo. 
    Saludos y hasta la próxima.
    (\ /)
    ( . .)♥
    c(”)(”)
    Erika Paola. 

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