0 Rates

Studio reologico di cosmetici e prodotti farmaceutici

Le caratteristiche reologiche di cosmetici e prodotti farmaceutici sono importanti per la produzione, il confezionamento, il riempimento e lo stoccaggio. I clienti apprezzano la sensazione di una crema per la pelle quando viene applicata; vogliono che il dentifricio rimanga sullo spazzolino dopo averlo spremuto fuori dal tubo, e vogliono che i medicinali siano nella condizione ottimale perché abbiano l'effetto desiderato.

I prodotti cosmetici e farmaceutici sono sviluppati per un’applicazione esterna, ad esempio in forma di lozioni, gel, creme, o per applicazione orale, ad esempio sotto forma di pillole o sciroppi; pertanto, si presentano come liquidi, semi-solidi e solidi. Tutte queste forme possono essere studiate con un reometro. 

Comportamento reologico di cosmetici e prodotti farmaceutici

La reologia è ampiamente utilizzata nell'industria cosmetica e farmaceutica per testare una varietà di prodotti. I campi di applicazione variano da test molto comuni come la misura della stabilità di una crema a differenti temperature a misure molto impegnative di piccole quantità di campioni, come gli anticorpi e gli idrogel iniettabili, che possono essere molto lunghe e costose. In questo caso la strumentazione necessaria per testare questi tipi di materiali deve essere estremamente sensibile e precisa per generare risultati analitici riproducibili, per esempio a temperatura ambiente e a temperatura corporea.

Studiare cosmetici e prodotti farmaceutici con i test reologici

I test reologici sono utili per:

  • controllare la qualità delle materie prime, dei prodotti finiti e dei processi di produzione (miscelazione, pompaggio, confezionamento e riempimento)
  • valutare gli effetti dei diversi parametri come la formulazione, il tempo di immagazzinamento e la temperatura sulla qualità e l'accettabilità di un prodotto finale
  • testare lo scorrimento e la deformazione dei fluidi biologici e delle cellule

Prodotti cosmetici e farmaceutici tipicamente misurati:

Gel per capelli

Oltre alle lacche, il gel per capelli è sicuramente uno dei prodotti per capelli più diffusi presenti sul mercato. I moderni gel per capelli devono soddisfare requisiti elevati. Il gel deve essere estremamente forte, resistente all'umidità e dovrebbe garantire la durata attesa dell'acconciatura, ma non deve rendere mani e capelli appiccicosi.

Test reologici su gel per capelli

Gel è un'abbreviazione di "gelatina" e ha la stessa radice latina del termine inglese "jelly" (confettura). Spesso si tratta di un sistema finemente disperso costituito da almeno una fase solida e una fase liquida, che formano una rete tridimensionale. La sua consistenza è viscoelastica e può essere testata con un reometro.

Controllare costantemente la viscosità e il limite di scorrimento di un prodotto garantisce una qualità elevata e costante. La viscosità di un gel per capelli è un parametro particolarmente importante durante la produzione e per la valutazione del prodotto durante lo sviluppo, mentre il limite di scorrimento è particolarmente importante per la valutazione del prodotto finale da parte del cliente. Il limite di scorrimento corrisponde direttamente alle proprietà elastiche del campione a riposo. Gel con limite di scorrimento elevato o con un fissaggio forte sono percepiti dal cliente come aventi "maggiore capacità". Un gel dal fissaggio forte dà alla maggior parte dei clienti l'impressione di un prodotto di alta qualità.

Con un reometro rotazionale è possibile misurare le curve di scorrimento e e curve di viscosità , per esempio tramite un test di sforzo di taglio controllato in rotazione. Sulla base di questo, è possibile calcolare il limite di scorrimento , ad esempio utilizzando il modello della curva di scorrimento di Herschel-Bulkley. Un altro metodo consiste nel determinare il limite di scorrimento tramite scansione di ampiezza eseguita in  oscillazione.

Questo test richiede un reometro dotato di un sistema di controllo di temperatura  Peltier.

Smalto per unghie

Lo smalto per unghie è un materiale che deve soddisfare varie esigenze reologiche. Deve essere abbastanza spesso per aderire al pennellino, ma deve essere abbastanza liquido durante il trasferimento da quest’ultimo all'unghia. Inoltre, il materiale deve fluire in modo sufficiente per ovviare ad eventuali segni del pennellino dopo l'applicazione. Infine, deve asciugare abbastanza velocemente da permettere all’utilizzatore di continuare le proprie faccende.

Test reologici su smalto per unghie

Un fattore molto importante per quanto riguarda lo smalto per unghie è la sua  rigenerazione tissotropica . La tissotropia  è un tipo speciale di comportamento della  viscosità dipendente dal tempo. Quando viene sottoposto a taglio costante, la viscosità di un materiale  tissotropico diminuisce. Una volta che il taglio si arresta, il materiale rigenererà la sua struttura più o meno completamente. Questo comportamento si osserva nella decomposizione e nella rigenerazione della struttura interna del materiale, che può essere misurata con test rotatorio o oscillatorio , effettuando un test  tissotropico a tre intervalli.

A seconda delle loro formulazioni, diversi tipi di smalto per unghie possono avere diversi tassi di rigenerazione  tissotropica . La determinazione del  comportamento tissotropico  mostrerà, ad esempio, la frequenza con cui lo smalto deve essere scosso durante l'applicazione.

Questo test richiede un reometro dotato di un sistema di controllo della temperatura Peltier.

Crema per la pelle

La sensazione al tatto e la stabilità a lungo termine della crema per la pelle, per applicazioni sia cosmetiche sia farmaceutiche, sono elementi importanti per l'accettazione da parte del consumatore. Queste proprietà sono in gran parte influenzate dalla composizione, ma anche dal processo di produzione. La sostituzione di ingredienti con proprietà funzionali, come emulsionanti e stabilizzanti, può essere necessaria in quanto alcuni di questi sono sospettati di provocare allergie e quindi non sono più accettati dal consumatore. Tuttavia, la qualità dei prodotti deve rimanere la stessa. Analogamente, una sostituzione di ingredienti - per ridurre i costi di produzione, per esempio - non dovrebbe tradursi in un cambiamento delle proprietà fisiche tipicamente associate ad un determinato prodotto.

Test reologici su crema per la pelle

La caratterizzazione delle proprietà fisiche di un'emulsione con un reometro è il primo passo per la determinazione e la valutazione dell'influenza sulle proprietà del prodotto finale quando si modifica la composizione o il processo di fabbricazione. Inoltre la stabilità meccanica del prodotto finale può essere testata in un tempo relativamente breve con una scansione di ampiezza, che è un test oscillatorio effettuato ad ampiezze variabili mantenendo la frequenza ad un valore costante. Utilizzando i valori del  modulo elastico G’ e del modulo viscoso G’’  nel campo di valori molto bassi di deformazione o sforzo (che è il cosiddetto range lineare-viscoelastico o LVE), questo tipo di test fornisce informazioni circa la resistenza della struttura ed il carattere viscoelastico  di una crema a riposo.

Questo test richiede un reometro dotato di un sistema di controllo della temperatura Peltier.