ES2266205T3 - Emulsiones acuosas finas con bajos niveles de emulsionantes. - Google Patents
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Abstract
Una emulsión acuosa fina que comprende un sistema pseudoemulsionante no fosfolipídico, no etoxilado, teniendo el sistema una composición química con al menos un resto hidrófobo y al menos un resto polar, siendo el tamaño, forma y/o disposición plana de los restos hidrófobos y polares asimétrico entre sí, pudiendo obtenerse la emulsión acuosa fina mediante un homogeneizador de alta presión a una presión de al menos aproximadamente 15.000 psi (1000 bar) (103, 39 MPa) y en la que el sistema pseudoemulsionante tiene al menos una estructura cerrada rígida, estando anclada la estructura rígida por al menos un hidrófobo o hidrófilo de cadena larga, C8-C22, lineal o ramificado, y uno o dos hidrófilos o hidrófobos de cadena corta; o el pseudoemulsionante comprende xantano, poliglucomanano, un emulsionante de alto HLB, y un emulsionante de bajo HLB.
Description
Emulsiones acuosas finas con bajos niveles de
emulsionantes.
La invención se refiere a formulaciones
cosméticas y farmacéuticas. Más específicamente, la invención se
refiere a formulaciones cosméticas y farmacéuticas que contienen
bajos niveles de emulsionantes.
Uno de los vehículos más habituales para
productos cosméticos y farmacéuticos es la emulsión. Como se forman
por la dispersión de un aceite en agua, o de agua en un aceite,
proporcionan una gran versatilidad en la administración de
diferentes tipos de ingredientes activos. Una única formulación de
aceite y agua puede usarse para administrar ambos componentes
activos soluble en aceite y soluble en agua, dando de esta manera a
la formulación un intervalo de actividad potencial que no puede
igualarse con un sistema de una única fase.
Por supuesto, hay limitaciones a un vehículo de
emulsión, debido a su combinación de dos fases inherentemente
incompatibles. En primer lugar, una emulsión normalmente tendrá una
cierta cantidad de viscosidad innata; aunque esto no es
necesariamente un problema por sí mismo, el espesor de la emulsión
puede evitar su uso en ciertos tipos de productos o envases que
requieran una textura menos viscosa. Además, para mantener una
dispersión estable, generalmente es necesario añadir a las
formulaciones cantidades sustanciales de estabilizadores y/o
emulsionantes de emulsión. La necesidad de añadir estos materiales
no solo añade coste al producto final, sino que tiene un efecto
sobre la calidad del producto final, afectando a la manera en la que
se rompe la emulsión, así como a la manera en que se siente en la
piel. Pueden añadirse estabilizadores añadidos a la viscosidad de la
emulsión, y ciertos emulsionantes pueden ser irritantes para la piel
de algunos usuarios.
Se han realizado intentos para superar algunas
de estas dificultades. Un enfoque habitual es el uso de técnicas de
homogeneización de alta presión, en las que una emulsión bruta se
hace pasar a través de un homogeneizador de alta presión para
producir una emulsión relativamente fina. Esta técnica puede
contribuir a una reducción en la viscosidad de la emulsión, y dichas
emulsiones se han mostrado incluso como preparadas con niveles
relativamente bajos de emulsionantes. Sin embargo, los emulsionantes
usados en estas situaciones son del tipo que se sabe que provoca
irritación, es decir, emulsionantes etoxilados no iónicos, o
anfóteros, emulsionantes de tipo lecitina (fosfolípidos), que,
siendo productos de origen natural, son bastante costosos de usar.
En algunos casos, estas emulsiones requerirán aún una adición de
estabilizadores de emulsión para mantener la estabilidad durante
largos periodos de tiempo. Por lo tanto, continúa habiendo una
necesidad de una emulsión acuosa fina que emplee niveles mínimos de
un emulsionante no irritante.
La presente invención se refiere a emulsiones
acuosas finas preparadas por homogeneización a alta presión, en
presencia de un "pseudoemulsionante" no fosfolipídico, no
etoxilado que tiene una composición química que comprende al menos
un resto hidrófobo, y al menos un resto polar, el tamaño y/o la
disposición plana de al menos dos de uno o de ambos tipos de restos.
Aunque normalmente no es eficaz para usar solo en el mantenimiento
de la estabilidad de las emulsiones, se ha demostrado que los
pseudoemulsionantes son altamente eficaces en el mantenimiento de la
estabilidad de esta emulsión acuosa fina, incluso a niveles muy
bajos, es decir, menores del 1%, y además son muy suaves y no
irritantes para la piel. Las emulsiones acuosas finas encuentran
diversos usos como base para ambos productos cosméticos y
farmacéuticos. La invención proporciona también un procedimiento
para producir una emulsión acuosa fina, que comprende mezclar las
fases aceite y agua en presencia del pseudoemulsionante, y someter
la mezcla a homogeneización a alta presión.
Las Figuras 1a y 1b son ilustraciones
esquemáticas de diferentes disposiciones posibles de restos
hidrófobos e hidrófilos en los pseudoemulsionantes de la presente
invención.
La Figura 2 es una ilustración esquemática de
una molécula de surfactina.
"AA" representa un aminoácido.
Las emulsiones de la invención sustancialmente
no tienen viscosidad, es decir, presentan aproximadamente la
consistencia de agua. La consistencia de las emulsiones se debe
fundamentalmente a su procesado por homogeneización a alta presión.
Resumiendo, la emulsión se prepara, de acuerdo con técnicas
reconocidas en la técnica, formando una mezcla bruta de las fases
aceite y agua, en presencia del emulsionante apropiado (como se
define con más detalle a continuación), y haciéndola pasar a través
de un homogeneizador de alta presión durante un tiempo suficiente
para conseguir una emulsión estable. La presión suficiente para
conseguir la emulsión estable varía de aproximadamente 103,39 a
aproximadamente 310,18 MPa (15.000 a aproximadamente 45.000 psi), o
aproximadamente 1000-3100 bar
(103,39-320,51 MPa), preferiblemente aproximadamente
1300-3000 bar (134,41-310,17 MPa),
utilizando una o más pasadas. Los homogeneizadores adecuados para
este propósito están disponibles en el mercado; incluyen un
microfluidizador, Dee Bee 2000 (BEE International) y Cavitator (Five
Star International). La emulsión preferida es una emulsión de
aceite-en-agua.
Aunque el procedimiento de homogenización es
importante para obtener la consistencia apropiada de la emulsión,
este aspecto solo no es único. Las emulsiones acuosas finas de la
presente invención utilizan un "pseudoemulsionante" de tipo no
etoxilado, no fosfolipídico, es decir, un compuesto o compuestos que
no están considerados o se usan tradicionalmente como emulsionantes,
y/o que, cuando se usan solos en una emulsión tradicional,
normalmente no son capaces de estabilizar la emulsión a los niveles
tan bajos usados en la presente invención. El tipo de emulsionante
usado es uno no etoxilado, no fosfolipídico, que tiene una
composición química que contiene ambos restos hidrófobos y restos
polares (o hidrófilos), aunque con una disposición molecular
asimétrica de los restos. Por "asimétrica" se entiende que los
diferentes restos son de diferentes tamaños (por ejemplo, cadena
corta frente a cadena larga) y/o formas (por ejemplo, cadena lineal
frente a cíclica), y/o se disponen en diferentes planos
tridimensionales dentro de la composición. Preferiblemente, el
pseudoemulsionante es un único compuesto en el que hay al menos dos
de cualquiera de los restos hidrófilos o hidrófobos. Los restos de
un tipo dado pueden ser iguales o diferentes, aunque preferiblemente
son diferentes entre sí, por ejemplo, un compuesto tendrá
preferiblemente al menos dos restos hidrófilos diferentes, y/o al
menos dos restos hidrófobos diferentes. Los restos hidrófobos pueden
ser fundamentalmente cualquier resto hidrocarburo, incluyendo,
aunque sin limitación, grupos alquilo C1-40 lineales
o ramificados, sustituidos o no sustituidos, cicloalquilo,
alquileno, alcarilo, o arilo. Los restos polares o hidrófilos son,
por ejemplo, grupos hidroxilo, carboxilo, éster, o amida, o restos
hidrocarburo que están altamente sustituidos con dichos grupos
polares, o combinaciones de los mismos. Preferiblemente, los restos
del mismo tipo en un compuesto son también desiguales en tamaño o
forma, por ejemplo, los restos hidrófobos pueden ser un grupo
alquilo y un arilo, o dos alquilos de diferente longitud de cadena.
Es más preferible que el pseudoemulsionante tenga al menos una
estructura rígida cerrada, que puede ser de naturaleza hidrófila o
hidrófoba, por ejemplo, un anillo alifático con uniones éter, éster
o amida, o un anillo aromático, estando anclada la estructura rígida
por al menos un resto hidrófobo o hidrófilo de cadena larga, es
decir, C8-22, lineal o ramificada, y uno o dos
restos hidrófilos o hidrófobos de cadena corta. Los restos de
cadena larga particularmente preferidos son restos de ácido graso
C8-22, tales como estearato o palmitato. En la
Figura 1 se muestran ilustraciones esquemáticas de algunas posibles
disposiciones diferentes de grupos en un único compuesto. Las
disposiciones preferidas proporcionan un dominio hidrófilo muy
disperso que separa los componentes del dominio hidrófobo.
Habitualmente, dichas moléculas no serán fácilmente solubles en agua
o solubles en aceite a temperatura ambiente, aunque se dispersarán
fácilmente en cualquiera de ellos a mayores temperaturas.
En el caso en el que el emulsionante no tenga
una estructura rígida por sí mismo, es posible conferirle la rigidez
necesaria combinando el emulsionante con un polímero que tiene
grupos hidrófilos dispersos a lo largo de la molécula, para formar
un sistema emulsionante. Los polímeros de este tipo se unirán
mediante enlaces de hidrógeno dentro del sistema, creando de esta
manera la estructura necesaria para mimetizar la estructura deseable
descrita anteriormente. Los ejemplos de polímeros útiles de este
tipo incluyen azúcares, tales como disacáridos, por ejemplo,
sacarosa, lactosa, o maltosa, y polisacáridos, por ejemplo,
celulosa, pectina, goma xantano, o amilosa; o un péptido o proteína
fundamentalmente hidrófilos, es decir, los que tienen predominio de
restos aminoacídicos hidrófilos o polares.
Aunque se prefiere que los componentes
emulsionantes estén combinados en una única molécula, también es
posible crear una mezcla de compuestos, que tienen un equilibrio
similar de restos polares e hidrófobos y "asimetría" como se ha
descrito anteriormente, es decir, que comprenden más de un
compuesto, conteniendo los compuestos usados una mezcla de
componentes hidrófobos y componentes polares o hidrófilos como se ha
descrito anteriormente para los restos de un único compuesto, y
dicha mezcla conseguirá el mismo resultado que el uso del compuesto
único. La combinación de compuestos debería tener un valor medio
global de HLB de entre 6 y 8. En una realización, los componentes
usados pueden incorporar un resto hidrófilo y uno hidrófobo en una
única molécula, por ejemplo, un éster de glicerol, tal como
poligliceril-2-isoestearato o un
éster de sacarosa o glucosa, tal como estearato de sacarosa o
cocoato de sacarosa, en combinación con uno o más compuestos que
tienen restos hidrófilos o hidrófobos. Como con la realización de un
único compuesto, se prefiere que haya al menos dos restos hidrófobos
o al menos dos restos hidrófilos presentes en los componentes
empleados. En el caso de que se usen compuestos diferentes para
contribuir con los restos hidrófilos e hidrófobos individuales, sin
embargo, la estructura o rigidez necesaria no estarán presentes sin
la adición de un polímero para sujetar juntos a los componentes. Por
lo tanto, usando compuestos diferentes, la adición de un polímero
con grupos hidrófilos dispersos es importante; el polímero actuará,
como se ha descrito anteriormente, formando enlaces de hidrógeno con
los otros componentes, formando un sistema cohesivo comparable al
sistema de compuesto único. Cuando se usa, en el compuesto único o
en el sistema de múltiples compuestos, el polímero se emplea en una
cantidad de aproximadamente el 0,1 a aproximadamente el 2%. Aunque
la mezcla por sí misma no tiene necesariamente una asimetría innata,
excepto quizás en el diferente tamaño y/o conformación de los
diferentes compuestos, la combinación in situ en la emulsión
se auto-dispondrá asimétricamente.
Un ejemplo de una realización de las estructuras
de compuesto único es un grupo de emulsionantes aniónicos del tipo
que se describe en la Publicación PCT Nº WO 91/01970. Una clase de
compuestos son tensioactivos de ácido
2-amidocarbonil-benzoico que tienen
la fórmula (I):
en la que R_{1} y R_{2} son
independientemente H o (CH_{2})_{n}CH_{3}, en la que n
= 8-22, con la condición de que al menos uno de
R_{1} y R_{2} es H, donde M^{+} es un catión seleccionado
entre el grupo compuesto por H, Na, K, NH_{4} y derivados de los
mismos (por ejemplo, aminoácidos básicos), Ba, Ca, Mg, Al, Ti, y Zr,
e y es un número entero de un valor que satisface la valencia de
M^{+}. Particularmente preferido entre esta clase de tensioactivos
es una sal monovalente de ácido estearil amidobenzoico,
preferiblemente una sal sódica, conocida también como RM1. Este
compuesto y otros del mismo tipo están disponibles en el mercado en
Stepan Company, Northfield, Illinois. Estos compuestos son
tensioactivos conocidos, de los que se ha informado anteriormente
que forman emulsiones de
aceite-en-agua estables cuando se
combinan con un emulsionante de bajo HLB, o un emulsionante
polimérico. Sin embargo, en el presente caso, estos emulsionantes
pueden usarse como emulsionante único, a niveles muy bajos (es
decir, tan bajos como el 0,25%) para conseguir una emulsión estable;
este resultado es particularmente inesperado con un emulsionante
aniónico solo o a bajos niveles. Como puede observarse fácilmente a
partir de la estructura descrita anteriormente, estos compuestos
contienen dos grupos hidrófobos, en presencia del anillo aromático
y la cadena lateral de ácido graso de cadena larga, separados por
dos grupos hidrófilos, concretamente, las porciones carboxilato y
amida de la
molécula.
Otro ejemplo de un compuesto que satisface las
necesidades indicadas anteriormente es un compuesto, o un grupo de
compuestos relacionados estructuralmente, conocidos todos ellos como
surfactina. Este material es de origen natural, produciéndose por la
fermentación de ciertas cepas de Bacillus subtilis, y está
disponible en el mercado en Showa Denko, KK, Japón. La estructura de
la molécula es inusual, estando compuesta por un gran anillo
hidrófilo que contiene siete aminoácidos unidos entre sí por seis
enlaces peptídicos y un enlace éster, y que tiene en cada lado dos
hidrocarburos de cadena corta con grupos carboxilo libres que llevan
cargas aniónicas, (constituyendo el anillo y los grupos carboxilo el
dominio hidrófilo), con un dominio hidrófobo que comprende un resto
de ácido graso de cadena larga. Una representación esquemática de
este tipo de molécula puede observarse en la Figura 2. Se observará
fácilmente que estas moléculas poseen una disposición asimétrica de
los restos hidrófilos e hidrófobos, y también que tienen la rigidez
deseada en presencia de la estructura de aminoácido en anillo.
Como un tercer ejemplo, y uno en el que no hay
un compuesto único, es una combinación de xantano, poliglucomanano,
un emulsionante de alto HLB, y un emulsionante de bajo HLB. Dicha
combinación está disponible en Uniqema como parte de la Serie
Arlatone Versaflex de sistemas de estabilización en emulsión de alto
rendimiento.
Las emulsiones acuosas finas de la presente
invención tienen dos ventajas claras respecto a las emulsiones
acuosas finas de la técnica anterior. La primera ventaja es que los
pseudoemulsionantes de este tipo son innatamente suaves, siendo
relativamente no solubles en agua y, por lo tanto, no reactivos con
la piel, y por lo tanto son menos irritantes por naturaleza que los
emulsionantes etoxilados. Además, los compuestos de estos sistemas,
aunque habitualmente no son eficaces como emulsionantes por sí
mismos, se ha demostrado que son inusualmente eficaces para
estabilizar este tipo de emulsión, mejorando de esta manera incluso
más la suavidad de las emulsiones reduciendo la cantidad de
emulsionante necesario. Las emulsiones de aceite en agua de la
invención normalmente no contendrán más de aproximadamente el 3% de
pseudoemulsionante en total, preferiblemente no más del 2% de
pseudoemulsionantes, y más preferiblemente, no más del 0,5% de
pseudoemulsionante. Debido a las propiedades inusuales de estos
pseudoemulsionantes, la emulsión es estable incluso en la ausencia
sustancial de estabilizadores de emulsión añadidos. Sin embargo,
puede desearse espesar ligeramente la emulsión acuosa fina
dependiendo de la naturaleza deseada del producto final. Por lo
tanto, es posible añadir a la emulsión una pequeña cantidad de uno o
más polvos cosméticos, no para estabilización, sino simplemente para
modificar la viscosidad del producto. Los ejemplos de tipos de
polvos que pueden usarse en la presente emulsión son polvos de
sílice, polimetilmetacrilato, oxicloruro de bismuto, nitruro de
boro, sulfato de bario, mica, sericita, muscovita, mica sintética,
mica recubierta con óxido de titanio, oxicloruro de bismuto
recubierto con óxido de titanio, talco, polietileno, nylon,
polipropileno, polímero entrecruzado de acrilatos/acrilatos de
alquilo, copolímeros de acrilamida, y similares. Los polvos pueden
usarse en una cantidad de hasta aproximadamente el 20%, aunque
normalmente los polvos se usarán en pequeñas cantidades,
generalmente no mayores de aproximadamente el 5% del peso total de
la emulsión, más preferiblemente no mayores del 2%. En ciertas
realizaciones, la emulsión contendrá menos del 0,5% en peso de
polvos.
Para preparar las emulsiones acuosas finas de la
invención, el pseudoemulsionante se combina con cualquier componente
estándar aceite y agua de emulsión. La fase acuosa puede ser
cualquier material basado en agua cosméticamente aceptable, tal como
agua desionizada, o un agua floral. La fase oleosa puede ser
cualquier aceite cosmética o farmacéuticamente aceptable, tal como
un aceite que se ha definido para el propósito de la presente
invención como cualquier material farmacéutica o cosméticamente
aceptable que sea sustancialmente insoluble en agua. Como los
aceites pueden realizar diferentes funciones en la composición, la
elección específica depende del propósito para el que se pretende.
Los aceites pueden ser volátiles o no volátiles, o una mezcla de
ambos. Por ejemplo, los aceites volátiles adecuados incluyen, aunque
sin limitación, ambas siliconas cíclicas y lineales, tales como
octametilciclotetrasiloxano y decametilciclopentasiloxano; o
hidrocarburos de cadena lineal o ramificada que tienen
8-20 átomos de carbono, tales como decano, dodecano,
tridecano, tetradecano, e isoparafinas C8-20.
Los aceites no volátiles incluyen, aunque sin
limitación, aceites vegetales, tales como aceite de coco, aceite de
jojoba, aceite de maíz, aceite de girasol, aceite de palma, aceite
de soja; ésteres del ácido carboxílico tales como neopentanoato de
isoestearilo, octanoato de cetilo, ricinoleato de cetilo, palmitato
de octilo, malato de dioctilo,
coco-dicaprilato/caprato, isoestearato de decilo,
miristato de miristilo; aceites animales tales como lanolina y
derivados de lanolina, sebo, aceite de visón o colesterol; ésteres
de glicerilo, tales como estearato de glicerilo, dioleato de
glicerilo, diestearato de glicerilo, linoleato de glicerilo,
miristato de glicerilo; siliconas no volátiles, tales como
dimeticona, dimeticonol, copoliol de dimeticona, trimeticona de
fenilo, meticona, simeticona; e hidrocarburos no volátiles, tales
como isoparafinas, escualeno, o vaselina.
La proporción de fase oleosa: fase acuosa en la
emulsión no es crítica, y puede variar de aproximadamente 10:90 a
aproximadamente 50:50, aunque es más preferiblemente de
aproximadamente 30:70 a aproximadamente 40:60.
El pseudoemulsionante normalmente se añade a la
fase en la que es soluble, o a cualquiera de las fases si no es
soluble en ninguna, junto con cualquier componente activo que pueda
desearse en la emulsión, y todos los componentes se mezclan juntos a
baja presión. La mezcla se somete después a mezcla a alta presión.
Por "alta presión" en el presente contexto se entiende una
presión de al menos aproximadamente 103,39 MPa (15.000 psi),
preferiblemente al menos aproximadamente 172,32 MPa (25.000 psi),
más preferiblemente aproximadamente 241,25 MPa (35.000 psi);
generalmente, un único paso a través del equipo de alta presión es
adecuado para conseguir una emulsión del tipo deseado a mayores
presiones, aunque a menores presiones, puede ser necesario más de un
paso. La cantidad de pseudoemulsionante empleada es preferiblemente
no mayor del 2%, más preferiblemente no mayor del 1%. Pueden
emplearse cantidades tan bajas como el 0,25%, aunque generalmente se
prefiere de aproximadamente el 0,5 a aproximadamente el 1%. Se
entenderá que la cantidad de pseudoemulsionante y el nivel de
presión pueden variarse a la inversa, permitiendo un tratamiento a
mayor presión el uso de menores niveles de emulsionante para
producir una emulsión estable, mientras que los tratamientos a menor
presión normalmente requerirán habitualmente un nivel de
emulsionante en el extremo más alto del intervalo eficaz. La
distribución del tamaño de partícula es normalmente estrecha, y muy
pequeña, normalmente en el intervalo de aproximadamente
50-150 nm, preferiblemente con un tamaño medio de
aproximadamente 50-100 nm, más preferiblemente de
aproximadamente 50 nm.
Una emulsión de
aceite-en-agua preparada de esta
manera puede usarse como tal, o puede usarse adicionalmente como una
base a la que puede añadirse, a baja precisión, una fase acuosa
adicional, particularmente una enriquecida con ingredientes activos
que pueden ser demasiado sensibles a la temperatura para añadirlos a
la pre-mezcla a alta temperatura. Este enfoque
proporciona una emulsión de
aceite-en-agua en la forma de
pulverizador, loción o crema. Durante la preparación de dicha
composición, la emulsión de
aceite-en-agua puede añadirse al
agua en una cantidad que varía de aproximadamente 90:10
emulsión:agua a 10:90 emulsión:agua.
Si se desea, la viscosidad de los productos
resultantes puede aumentarse mediante la adición de espesantes
solubles en agua tales como polímeros entrecruzados y copolímeros de
acrilato, carbómero, goma guar, carragenano, productos celulósicos,
manano, polímeros de ácido sulfónico, copolímero de acrilamida, goma
xantano y similares. Preferiblemente, la cantidad de espesante varía
entre aproximadamente el 0,01 y aproximadamente el 1%,
preferiblemente no es mayor de aproximadamente el 0,5%.
En una realización particularmente preferida, la
emulsión acuosa fina se añade a una emulsión de
agua-en-aceite, para preparar una
emulsión multi-fase. Este tipo de emulsión es
valioso por numerosas razones. En primer lugar, proporciona un medio
para incorporar compuestos activos en el mismo vehículo que
habitualmente no serían compatibles en la misma fase,
incorporándolos en diferentes fases. También es un vehículo útil
para la liberación retrasada de compuestos activos sobre y dentro de
la piel, debido a la necesidad de pasar a través de las múltiples
fases. A pesar de su valor claro, sin embargo, dichas emulsiones no
se emplean frecuentemente, puesto que la fase adicional introduce
más problemas de estabilidad, y por lo tanto, frecuentemente
requieren el uso de grandes cantidades de emulsionantes y/o
estabilizadores de emulsión. Ahora se ha descubierto,
inesperadamente, que la emulsión acuosa fina puede proporcionar una
base para la preparación de una emulsión múltiple, sirviendo como
la fase acuosa externa, sin necesidad de grandes cantidades de
emulsionantes. Durante dicha preparación, la emulsión acuosa fina
preparada previamente sirve como fase acuosa, y se mezcla, en
condiciones normales de baja presión, con una emulsión de
agua-en-aceite convencional
preparada previamente. Las dos emulsiones se combinan
preferiblemente en una proporción de aproximadamente 80 de emulsión
acuosa fina: 20 de emulsión de
agua-en-aceite hasta 50:50 de
emulsión acuosa fina: emulsión de
agua-en-aceite, para producir una
emulsión múltiple estable. Sorprendentemente, estas emulsiones
múltiples pueden prepararse con no más del 2% de emulsionantes, y
preferiblemente no más de aproximadamente el 1,5% de emulsionantes
en total en la emulsión múltiple.
Aún más inesperadamente, las emulsiones
múltiples pueden prepararse con un número par de fases, por ejemplo,
cuatro fases, en lugar del número impar habitual que se encuentra
normalmente en emulsiones múltiples, tal como
agua-en-aceite-en-agua.
Esto se hace posible por el pequeño tamaño de gota de los aceites en
la emulsión acuosa fina, que esencialmente se presenta a sí misma
como agua para una emulsión convencional, y está lista, por lo
tanto, para incorporarla sin la adición de grandes cantidades de
emulsionantes.
En términos generales, la emulsión múltiple
puede prepararse con poco o sin emulsionante "tradicional",
siendo los emulsionantes tradicionales aquellos que, a diferencia
los pseudoemulsionantes, son capaces de estabilizar emulsiones por
sí mismos, incluso a niveles relativamente bajos. Cuando se combina
con una emulsión acuosa fina de
aceite-en-agua para preparar la
emulsión múltiple, la emulsión múltiple puede emplear pequeñas
cantidades de un emulsionante de
aceite-en-agua tradicional. Los
ejemplos de emulsionantes de
aceite-en-agua útiles incluyen,
aunque sin limitación, derivados de sorbitol, tales como monolaurato
de sorbitán y polisorbato 20; alcoholes etoxilados tales como
laureth-23, ácidos grasos etoxilados tales como
estearato de PEG-1000; derivados de amidoamina tales
como estearamidoetil dietilamina; ésteres de sulfato tales como
lauril sulfato sódico; ésteres de fosfato tales como cetil fosfato
de DEA; sales amina de ácido graso tales como estearato de TEA; y
mezclas de los mismos. Pueden encontrarse ejemplos adicionales en
McCutcheon's Emulsifiers and Detergents, 2000. Si se usa, este tipo
de emulsionante se incorpora en cantidades de no más de
aproximadamente el 2% en peso de la emulsión múltiple,
preferiblemente no más del 1%, y más preferiblemente, no más de
aproximadamente el 0,5%. Los estabilizadores o espesantes, en caso
de que se usaran, pueden emplearse como se ha descrito para la
emulsión acuosa fina sola.
Las composiciones de la invención pueden usarse
para cualquier propósito cosmético o farmacéutico en el que
normalmente se usa una emulsión convencional o múltiple. Para
propósitos cosméticos, las emulsiones pueden usarse en productos de
maquillaje así como productos para el cuidado de la piel. En dichos
casos, puede ser deseable incorporar a la emulsión componentes
adicionales asociados normalmente con los usos cosméticos deseados,
tales como conservantes, fragancias, emolientes, antisépticos,
antiinflamatorios, antibacterianos, estabilizadores, filtros
solares, antioxidantes, vitaminas, pigmentos, colorantes,
humectantes, y propulsores adicionales, así como otras clases de
materiales cuya presencia en las composiciones puede desearse
cosmética, medicinalmente o de cualquier otra manera. Dichos
componentes pueden encontrarse en el CTFA International Cosmetics
Ingredients Dictionary, supra.
Para uso cosmético farmacéutico o terapéutico,
la emulsión puede incorporar cualquier variedad de agentes
terapéuticos aplicados por vía tópica, particularmente aquellos que
se beneficiarán de una liberación retrasada de los agentes activos.
Los ejemplos incluyen, aunque sin limitación, agentes para la
erradicación de manchas causadas por la edad, queratosis y arrugas,
analgésicos, anestésicos, agentes anti-acné,
antibacterianos, agentes antilevadura, agentes antifúngicos, agentes
antivirales, agentes anticaspa, agentes antidermatitis, agentes
antipruríticos, antieméticos, agentes antimareo, agentes
antiinflamatorios, agentes antihiperqueratolíticos, agentes para
evitar que se seque la piel, antitranspirantes, agentes
antipsoriáticos, agentes antiseborreicos, acondicionadores capilares
y agentes para el tratamiento del cabello, agentes
antienvejecimiento, agentes antiarrugas, agentes antiasmáticos y
broncodilatadores, agentes bronceadores, agentes antihistamínicos,
agentes para iluminar la piel, agentes despigmentadores, vitaminas,
corticoesteroides, agentes auto-bronceadores,
hormonas, retinoides, tales como ácido retinoico, ácido
13-cis retinoico, y retinol, agentes
cardiovasculares tópicos, clotrimazol, ketoconazol, miconozol,
griseofulvina, hidroxizina, difenhidramina, pramoxina, lidocaína,
procaína, mepivacaína, monobenzona, eritromicina, tetraciclina,
clindamicina, meclocilina, hidroquinona, minociclina, naproxeno,
ibuprofeno, teofilina, cromolina, albuterol, esteroides tópicos
tales como hidrocortisona, hidrocortisona
21-acetato, hidrocortisona
17-valerato, y hidrocortisona
17-butirato, valerato de betametasona, diproprionato
de betametasona, acetonida de triamcinolona, fluocinonida,
clobetasol, proprionato, peróxido de benzoílo, crotamitón,
propranolol, prometazina, palmitato de vitamina A, acetato de
vitamina E y mezclas de los mismos.
La invención se ilustra adicionalmente mediante
los siguientes ejemplos no limitantes.
Este ejemplo ilustra la preparación de una
emulsión de aceite-en-agua de la
invención.
Material | % en peso | ||
Lote 1 | Lote 2 | Lote 3 | |
Fase acuosa | |||
Agua desionizada | 65,25 | 64,70 | 62,50 |
EDTA Disódico | 0,10 | 0,10 | 0,10 |
Metil parabén | 0,05 | 0,05 | 0,05 |
Butilenglicol | 3,00 | 3,00 | 3,00 |
Fenoxietanol | 0,40 | 0,40 | 0,40 |
Fase oleosa | |||
Alcohol behenílico | 0,75 | 0,75 | 0,75 |
Tetraoctanoato de pentaeritritilo | 30,00 | 30,00 | - - - - |
Stepan RM1 | 0,50 | 1,00 | 0,50 |
Benzoato de alquilo C12-C15 | - - - - | - - - - | 30,00 |
Los materiales de la fase acuosa se calientan a
85-90ºC. Los materiales de la fase oleosa se
calientan a 85ºC. Los materiales de la fase oleosa se añaden a los
materiales de la fase acuosa usando un homogeneizador Silverson
(baja presión). El lote se hace pasar después a través de un
homogeneizador DEE/BEE 2000 a 275,71 MPa (40.000 psi), y se enfría a
temperatura ambiente en la máquina.
Este ejemplo ilustra el uso de las emulsiones
preparadas anteriormente en la creación de diversos productos para
el cuidado de la piel con bajo contenido de emulsionante.
Material | % en peso |
Fase I | |
Agua desionizada | 19,00 |
Copolímero de acrilamida (1,5%) | 10,00 |
Glicerina | 10,00 |
Polisacárido antiinflamatorio | 1,00 |
Fase II | |
Lote 3 | 39,60 |
Polímero entrecruzado de acrilatos/acrilatos de alquilo C10-30 (2%) | 20,00 |
Trietanolamina | 0,40 |
Los componentes de la Fase I y Fase II se
premezclan por separado mediante una mezcla propulsora. Las dos
fases se mezclan después hasta homogeneidad con un propulsor o
paleta.
Material | % en peso | |
Lote 2 | 97,00 | 99,00 |
Ascorbil fosfato de magnesio | 3,00 | - - - - |
N-acetil glucosamina | - - - - | 1,00 |
Material | % en peso |
Fase I | |
Agua desionizada | 18,70 |
Metil parabén | 0,10 |
Fase II | |
Glicerina | 10,00 |
Fase III | |
Copolímero de acrilamida (1,5%) | 10,00 |
Fase IV | |
Polímero entrecruzado de acrilatos/acrilatos de alquilo C10-C30 (2%) | 20,00 |
Fase V | |
Lote 2 | 39,60 |
Fase VI | |
Trietanolamina | 0,40 |
Agua desionizada | 0,50 |
Fase VII | |
Germall 115 | 0,20 |
Agua desionizada | 0,50 |
Los materiales de la Fase I se calientan a 75ºC,
y se enfrían a temperatura ambiente. Las Fases II, III, y IV se
añaden a la Fase I con agitación por propulsión. Después de la
adición de la Fase IV, la viscosidad aumenta, lo que requiere
cambiar a una paleta. Las Fases V, VI y VII se añaden después a la
mezcla, y se mezclan hasta homogeneidad.
\newpage
Este ejemplo ilustra el procedimiento de
preparación de una emulsión múltiple de acuerdo con la
invención.
Material | % en peso |
Fase I | |
Ciclometicona/dimeticona | 5,00 |
Feniltrimeticona | 5,00 |
Polímero entrecruzado de dimeticona/copoliol | 7,00 |
Ciclometicona | 1,00 |
Dimeticona | 8,00 |
Fase II | |
Goma xantano | 0,20 |
Agua desionizada | 64,30 |
Cloruro sódico | 1,00 |
Butilenglicol | 5,00 |
Parabenos | 0,50 |
Los ingredientes de la fase oleosa se combinan
juntos, y los ingredientes de la fase acuosa se combinan juntos. La
fase acuosa se añade después lentamente a la fase oleosa, y se
homogeneiza hasta que se hace uniforme.
Material | % en peso |
Fase I | |
Agua desionizada | 32,50 |
Estabilizador de Emulsión de Alto Rendimiento Arlatone Versaflex* | 1,00 |
Fase II | |
Agua desionizada | 32,05 |
Metil parabén | 0,20 |
Butilenglicol | 3,00 |
Fenoxietanol | 0,40 |
Fase III | |
Alcohol behenílico | 0,75 |
Tetraetilhexanoato de pentaeritritilo | 30,00 |
Beta-caroteno | 0,10 |
* Uniqema |
En la Fase I, el emulsionante se añade al agua a
80ºC. Los ingredientes de la Fase II se añaden a la Fase I a 80ºC.
Los ingredientes de la Fase III se combinan y después se homomezclan
con los ingredientes de Fase I y II a más de 10.000 rpm durante 5
minutos. Los componentes combinados se hacen pasar después a través
de un microfluidizador a 110,29 MPa (16.000 psi) tres veces para
conseguir una emulsión acuosa fina.
Material | % en peso |
Polisorbato 20 | 0,20 |
Carbopol | 1,00 |
Emulsión Ac/Ag de B | 78,80 |
Emulsión Ag/Ac de A | 20,00 |
La emulsión Ac/Ag se combina con el Carbopol
usando mezcla estática. Después se añade Polisorbato 20. La emulsión
Ag/Ac se añade lentamente a la fase Ac/Ag utilizando mezcla
estática. Una vez completada la adición, la mezcla continúa durante
aproximadamente 5 minutos hasta que la emulsión múltiple sea
uniforme.
Se obtienen resultados positivos similares
durante la preparación de una emulsión múltiple como se ha descrito
anteriormente, utilizando RM1 como pseudoemulsionante, y combinando
la emulsión Ac/Ag y la emulsión Ag/Ac en una proporción de
60:40.
Claims (30)
1. Una emulsión acuosa fina que comprende un
sistema pseudoemulsionante no fosfolipídico, no etoxilado, teniendo
el sistema una composición química con al menos un resto hidrófobo y
al menos un resto polar, siendo el tamaño, forma y/o disposición
plana de los restos hidrófobos y polares asimétrico entre sí,
pudiendo obtenerse la emulsión acuosa fina mediante un
homogeneizador de alta presión a una presión de al menos
aproximadamente 15.000 psi (1000 bar) (103,39 MPa) y en la que el
sistema pseudoemulsionante tiene al menos una estructura cerrada
rígida, estando anclada la estructura rígida por al menos un
hidrófobo o hidrófilo de cadena larga,
C_{8}-C_{22}, lineal o ramificado, y uno o dos
hidrófilos o hidrófobos de cadena corta; o el pseudoemulsionante
comprende xantano, poliglucomanano, un emulsionante de alto HLB, y
un emulsionante de bajo HLB.
2. La emulsión acuosa fina de la reivindicación
1 que no tiene viscosidad o que tiene la consistencia del agua.
3. La emulsión acuosa fina de la reivindicación
1 ó 2 que comprende no más del 0,5% en peso de fosfolípidos y
emulsionantes etoxilados.
4. La emulsión de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en la que el sistema es un único
compuesto que tiene al menos dos restos hidrófobos, al menos dos
restos polares, o al menos dos de ambos restos hidrófobos y
polares.
5. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 en la que el sistema es una mezcla de
compuestos que comprende al menos dos restos hidrófobos, al menos
dos restos polares, o al menos dos de ambos restos hidrófobos y
polares.
6. La emulsión de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores que no contiene más del 2% en peso del
pseudoemulsionante.
7. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5 que no contiene más del 1% del
pseudoemulsionante.
8. La emulsión de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en la que el pseudoemulsionante es un
compuesto ácido
2-amidocarbonil-benzoico que tiene
la fórmula (I)
en la que R_{1} y R_{2} son
independientemente H o (CH_{2})_{n}CH_{3}, en la que n
= 8-22, con la condición de que al menos uno de
R_{1} y R_{2} es H, donde M^{+} es un catión seleccionado
entre el grupo compuesto por H, Na, K, NH_{4} y derivados de los
mismos (por ejemplo, aminoácidos básicos), Ba, Ca, Mg, Al, Ti, y Zr,
e y es un número entero de un valor que satisface la valencia de
M^{+}.
9. La emulsión de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en la que el pseudoemulsionante es una
sal monovalente de ácido estearil
amido-benzoico.
10. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 en la que el pseudoemulsionante es
surfactina.
11. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3 en la que el sistema comprende xantano,
poliglucomanano, un emulsionante de alto HLB, y un emulsionante de
bajo HLB.
12. Una emulsión acuosa fina de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 que es una emulsión de
aceite-en-agua que comprende un
sistema pseudoemulsionante no fosfolipídico, no etoxilado, teniendo
el sistema una composición química con al menos dos restos
hidrófobos, al menos dos restos polares, o al menos dos de ambos
restos hidrófobos y polares, siendo cada resto polar de un tamaño o
forma diferente del otro resto polar si estuviera presente, y siendo
cada resto hidrófobo de tamaño o forma diferente del otro si
estuviera presente.
13. La emulsión de la reivindicación 12 en la
que los restos hidrófobos son de diferentes longitudes de
cadena.
14. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 13 en la que al menos uno de los restos tiene
una estructura cerrada de anillo.
15. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 14 en la que al menos uno de los restos es un
resto de cadena lineal larga.
16. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 15 en la que al menos uno de los restos tiene
una estructura cerrada de anillo, y uno de los restos es un resto de
cadena lineal larga.
17. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 16 en la que el sistema comprende una
estructura cerrada de anillo hidrófobo, y un hidrófobo de cadena
larga, separados entre sí por un resto hidrófilo.
18. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 17 en la que el resto hidrófilo se selecciona
entre el grupo compuesto por restos hidroxilo, amida, éster, o
carboxilo, cadenas de hidrocarburo sustituidas con restos hidroxilo,
amida, éster, o carboxilo, y combinaciones de los mismos.
19. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 18 en la que el sistema comprende una
estructura cerrada de anillo hidrófilo, al menos un resto carboxilo,
y un resto ácido graso de cadena larga.
20. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 19 en la que el sistema emulsionante comprende
más de un compuesto.
21. La emulsión de una cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 20 en la que al menos uno de los compuestos
comprende un resto hidrocarburo de cadena lineal larga.
22. La emulsión de cualquiera de las
reivindicaciones anteriores que es una emulsión acuosa fina de
aceite en agua que se prepara procesando las fases aceite y agua
combinadas que comprende dicho sistema pseudoemulsionante, mediante
un homogeneizador de alta presión a una presión de al menos
aproximadamente 15.000 psi (1000 bar) (103,39 MPa).
23. Una emulsión múltiple que comprende o bien
la emulsión de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22 o una
emulsión acuosa fina que comprende una surfactina, pudiendo
obtenerse dicha emulsión mediante un homogeneizador de alta presión
a una presión de al menos aproximadamente 15.000 psi (1000 bar)
(103,39 MPa).
24. La emulsión múltiple de la reivindicación 23
que comprende un número par de fases.
25. La emulsión múltiple de la reivindicación 24
con 4 fases.
26. La emulsión múltiple de la reivindicación 23
o 24, en la que la emulsión acuosa fina sirve como fase acuosa.
27. Un procedimiento para fabricar una emulsión
múltiple de las reivindicaciones 23-26, que
comprende añadir la emulsión acuosa fina a una emulsión de
agua-en-aceite.
28. El procedimiento de la reivindicación 27 en
el que la proporción de emulsión acuosa fina:emulsión de
agua-en-aceite es de 80:20 a
50:50.
29. Una composición que comprende la emulsión
acuosa fina de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, que
comprende una cantidad de espesante en el intervalo entre el 0,01%
al 1% o una cantidad de no más del 0,5%.
30. Un procedimiento de preparación de una
emulsión acuosa fina de
aceite-en-agua de una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 22 que comprende procesar las fases aceite
y agua combinadas que comprende un sistema pseudoemulsionante no
fosfolipídico, no etoxilado, a través de un homogeneizador de alta
presión a una presión de al menos aproximadamente 15.000 psi (1000
bar) (103,39 MPa).
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