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Investigación reológica de cosméticos y productos farmacéuticos

Las características reológicas de los cosméticos y los productos farmacéuticos son importantes para la producción, el envasado, el llenado y el almacenamiento. Los clientes valoran la sensación de una crema para la piel cuando la aplican; quieren que la pasta dentífrica permanezca en el cepillo después de apretar el envase y desean que el medicamento esté en estado óptimo para que haga el efecto que debería.

Puesto que los cosméticos y productos farmacéuticos se desarrollan para aplicación externa, p. ejemplo, en forma de lociones, geles o cremas, o bien para la aplicación oral, por ejemplo, como píldoras o jarabes, se los encuentra como líquidos, semisólidos y sólidos. Todas estas formas se pueden investigar con un reómetro. 

Comportamiento reológico de cosméticos y productos farmacéuticos

La reología se utiliza ampliamente en la industria de cosméticos y farmacéutica para controlar una variedad de productos. Los campos de aplicación varían de pruebas muy comunes, como medir la estabilidad de una crema a diferentes temperaturas, hasta mediciones muy desafiantes de pequeñas cantidades de muestra, como anticuerpos e hidrogeles inyectables, que pueden ser muy costosas y requerir mucho tiempo. En este caso, la instrumentación requerida para probar estas clases de materiales debe ser extremadamente sensible y precisa para generar resultados analíticos reproducibles, por ejemplo, a temperaturas ambiente y corporales.

Investigación de productos cosméticos y farmacéuticos mediante pruebas reológicas

Las pruebas reológicas son útiles para:

  • Controlar la calidad de las materias primas, los productos finales y los procesos de fabricación (mezcla, bombeo, embalaje y llenado).
  • Evaluar el efecto de los diferentes parámetros, como la formulación, el tiempo de almacenamiento y la temperatura sobre la calidad y aceptabilidad de un producto final.
  • Realizar pruebas del flujo y deformación de fluidos y células biológicas.

Cosméticos y productos farmacéuticos comúnmente medidos:

Gel capilar

Además del aerosol para el cabello, el gel para el cabello es sin duda uno de los productos más difundidos en el mercado. El gel para el cabello moderno debe cumplir altos requisitos. Por un lado, debe ser extremadamente sólido, resistente a la humedad y debe proporcionar un efecto duradero; por otro lado, no debe dejar las manos ni el pelo pegajosos.

Pruebas reológicas de gel capilar

El gel es una abreviatura de "gelatina" y tiene la misma raíz latina que "jalea" (jugo de fruta o de carne espesado). Se trata con frecuencia de un sistema dispersado finamente que comprende al menos una fase sólida y una líquida que forman una red tridimensional. Su consistencia es viscoelástica y puede probarse con un reómetro.

Comprobar de manera constante la viscosidad y el  límite elástico  garantiza una alta calidad constante. Mientras que la viscosidad de un gel para el cabello es un parámetro particularmente importante durante el desarrollo, el  límite elástico  de un gel para el cabello es un parámetro particularmente importante durante la producción y para la evaluación del producto final por parte del usuario. El  punto de cedencia se corresponde directamente con las propiedades elásticas de la muestra en reposo. Los geles con un alto límite elástico o un carácter de gel sólido son percibidos por el cliente como que tienen "más volumen". Un carácter de gel sólido proporciona la impresión de un producto de alta calidad a una mayoría de clientes.

Con un reómetro rotacional las curvas de flujo y las curvas de viscosidad se pueden medir, por ejemplo, en una prueba con esfuerzo de cizalla controlado en rotación. En base a esto, el  límite elástico  puede calcularse, por ejemplo, mediante el modelo de adaptación de la curva de flujo de Herschel-Bulkley. Otro método es determinar el  límite elástico  mediante un un barrido de amplitud realizado en oscilación.

Esta prueba requiere unreómetro equipado con un sistema Peltier de control de temperatura.

Esmalte de uñas

El esmalte de uñas es un material que debe satisfacer diversas demandas reológicas. Por un lado, debe ser suficientemente espeso para adherirse al pincel; por otro lado, debe ser suficientemente delgado al transferirse del pincel a la uña. Además, el material debe fluir suficientemente para nivelar cualquier marca del pincel después de la aplicación. Finalmente, debe secarse suficientemente rápido para que los clientes puedan seguir con su rutina.

Pruebas reológicas del esmalte de uñas

Un factor muy importante con relación al esmalte de uñas es su recuperación tixotrópica. La tixotropía es una clase especial de comportamiento de la viscosidad que depende del tiempo. Con un cizallamiento constante, la viscosidad de un material tixotrópico disminuye. Una vez que se detiene el cizallamiento, el material se recuperará más o menos completamente. Este comportamiento se observa en la descomposición y la recuperación de la estructura interna del material, que puede medirse con pruebas rotacionales o oscilatorias mediante una prueba de pasos de tixotropía en tres intervalos.

Según sus formulaciones, los diferentes tipos de esmalte de uñas pueden tener diferentes índices de recuperación tixotrópica . La determinación del comportamiento tixotrópico  muestra, por ejemplo, la frecuencia con la que debe agitarse el esmalte de uñas durante la aplicación.

Esta prueba requiere unreómetro equipado con un sistema de control de temperatura Peltier.

Crema para la piel

La sensación y la estabilidad a largo plazo de la crema para la piel, tanto en aplicaciones cosméticas y farmacéuticas, son aspectos importantes para la aceptación del consumidor. Estas propiedades se ven ampliamente influenciadas por los ingredientes, pero también por el proceso de fabricación. El reemplazo de los ingredientes con propiedades funcionales, tal como emulsificadores o estabilizadores, puede ser necesario dado que algunos de estos pueden causar alergias y, por lo tanto, ya no ser aceptados por el consumidor. Sin embargo, la calidad de los productos debe ser la misma. De manera similar, un cambio de ingredientes, p. ej. para reducir los costos de producción no debe generar necesariamente un cambio de las propiedades físicas comúnmente asociadas a un producto determinado.

Pruebas reológicas de crema para la piel

La caracterización de las propiedades físicas de una emulsión con un reómetro es el primer paso para determinar y evaluar de qué forma un cambio en la composición o en el proceso de fabricación puede influir en las propiedades del producto final. Además, la estabilidad mecánica del producto final puede ponerse a prueba en un tiempo relativamente corto con un barrido de amplitud, que es una prueba de oscilación  realizada a amplitudes variables al tiempo que se mantiene la frecuencia a un valor constante. Utilizando los valores del módulo de almacenamiento G' y el módulo de pérdida G'' en el rango de valores de deformaciones o esfuerzo muy bajos (que es el llamado rango lineal o LVE), esta clase de pruebas proporciona información sobre la resistencia de la estructura y el carácter viscoelástico de una crema en reposo.

Esta prueba requiere un reómetro equipado con un sistema de control de temperatura Peltier.