Prof. Filipe Dalla
Shampoos Sabonetes
Conceito Preparações Tensoativas Limpar a pele ou os cabelos (higiene e degermação) significa remover sujidades provenientes de poeira, secreções naturais como a oleosidade em excesso, células córneas em descamação, poluição, resíduos cosméticos, maquiagem e etc. Finalidade cosmética e/ou terapêutica. Possuem tensoativos em sua composição. Formas de limpar a pele Uso de solventes orgânicos - agressividade, perda de água, descamação e até dermatite. Ex.: Sol. Hidroalcoólica limpeza facial; Uso de substâncias lipofílicas - "semelhante dissolve semelhante ; Uso de tensoativos (detergentes)
Uso de substâncias lipofílicas A gordura secretada pelas glândulas sebáceas na superfície da pele e as sujidades nela dispersas ou solubilizadas são removidas por auxílio de um material com polaridade semelhante, através de solubilização ou arraste com auxílio de algodão, gaze ou lenço de papel. Vantagem: não induz a nenhuma alteração no equilíbrio da camada córnea. Desvantagem: filme residual oleoso deixado sobre a pele após a limpeza, que para alguns tipos de pele pode ser incômodo.
Uso de Tensoativos Superfície da pele: secreções lipofílicas das glândulas sebáceas, resíduos de poeira, poluição e cosméticos, entre outras substâncias, que por não terem afinidade com a água não saem facilmente quando em contato com a mesma. Para facilitar o processo de remoção é necessário um tensoativo: 1. Redução da tensão interfacial entre a água e a gordura/sujeira, reduzindo a aderência deste material à queratina da pele e cabelos, processo facilitado pelo trabalho mecânico (esfregação); 2. Emulsificação da gordura/sujeira e sua transferência para o veículo aquoso; 3. Dispersão ou suspensão do material graxo e sujeira emulsificada na espuma e sua remoção com o enxágüe.
Como funcionam? Lavar o cabelo ou o prato consiste em remover a sujeira com água. Como a sujeira do cabelo, ou em um prato de comida, é tipicamente formada por substâncias hidrofóbicas como gorduras, a interação água/sujeira não é muito grande e a propriedade tensoativa possibilita um aumento de contato da água com a sujeira a ser removida. Além disso, para minimizar o contato das caudas hidrofóbicas com a água, o detergente orienta-se as inserindo na sujeira, que é hidrofóbica, deixando sua cabeça polar em contato com a água. A água então pode interagir melhor com a sujeira, carregando-a da superfície em que está adsorvida (Figura).
Esquema de Remoção de sujeira oleosa / cerosa Detergentes: são os tensoativos sintéticos. Sabões: são obtidos a partir da mistura de um álcali com um ácido graxo. (saponificação sal de ácido graxo).
Espuma Quando um tensoativo é dissolvido em água, as suas moléculas orientamse de tal maneira que as extremidades hidrofílicas se dirigem para água e as hidrofóbicas para as interfaces água/recipiente ou água/ar (Figura A). Havendo outro corpo presente, por exemplo, sujeira, este também será envolto por uma película de tensoativo, orientada da mesma forma. Em função deste fenômeno de orientação dos produtos tensoativos quando em solução, temos a formação de espuma e o poder detergente (Figura B).
Shampoos Preparações cosméticas destinadas à limpeza e condicionamento dos cabelos e do couro cabeludo por ação tensoativa, sem causar danos aos cabelos ou irritações no couro cabeludo. Devem ter propriedades de: umectação, remoção do sebo (solubilizante), produção de espuma, sobreengorduramento. Devem ser capazes de: deixar os cabelos soltos, leves, brilhantes e fáceis de pentear; lhes conferir ordem; não modificar o ph do couro cabeludo (3,8 a 5,6).
Shampoos # Caracteres organolépticos atrativos a visão e ao olfato. # Volume de espuma abundante, cremosa, com bolhas pequenas e sensação úmida. # Viscosidade ideal, evitando desperdícios, com bom escoamento. # Inocuidade dermatológica ser compatível e não irritante nos locais de aplicação. Cuidado com o público infantil. # Inocuidade no meio ambiente produtos ecologicamente corretos.
Classificação dos Shampoos # Quanto a aplicabilidade: Tradicionais, Tratamento, Medicinais. # Quanto a aparência: Transparentes incolores (Cristal Clear, Transparentes coloridos, Opacos sem brilho pérola, coloridos ou brancos, Opacos com brilho pérola, coloridos ou brancos). # Quanto ao tipo de cabelo e/ou couro cabeludo: Cabelos secos, Cabelos normais, Cabelos oleosos, Cabelos danificados, fragilizados, Cabelos étnicos
Sabão O sabão é o tensoativo de limpeza mais antigo e usado ainda nos dias de hoje. É um sal alcalino de ácido graxo obtido através da reação de saponificação de óleos ou gorduras por adição de um alcalinizante, como por exemplo, o hidróxido de sódio, ou neutralização de ácidos graxos.
Sabonetes O produto de limpeza mais conhecido e difundido entre os brasileiros é o sabonete em barra, elaborado, principalmente, com sabão. São preparações destinadas a limpeza e degermação da pele. Quanto ao tipo e forma podem ser: # Líquidos, Sólidos ou em barra (tradicionais, glicerinados transparentes, syndets - synthetic detergent - e combar - combination bars). Combars: associação de sabões com detergentes sintéticos. Syndets: até 10% de sabão + isotianatos. Têm como característica a suavidade, o sensorial agradável e a melhora da textura da pele.
Composição de uma Preparação Tensoativa # Tensoativos # Incrementadores e estabilizadores de espuma # Agentes de consistência ou espessamento # Agentes redutores da irritabilidade (detoxificadores) # Agentes sobreengordurantes # Modificadores das características organolépticas (Agentes Perolizantes, Corantes e Fragrâncias) #Agentes estabilizantes (Conservantes, Sequestrantes, Antioxidantes e Fotoprotetores) # Substâncias Ativas (Priritionato de Zinco, Sulfeto de Selênio)
Tensoativos Compostos naturais ou sintéticos que apresentam uma longa porção ou cadeia lipofílica e uma porção hidrofílica, na mesma molécula. Em virtude deste fato dizemos que possuem anfifilia (miscibilidade com óleos, gorduras, água e compostos hidrofílicos). Classificação quanto à carga elétrica: # Aniônicos # Catiônicos # Anfóteros # Não iônicos
Tensoativos Aniônicos Grupo hidrofílico eletrovalente, cadeia carbônica graxa é parte do componente negativo quando se ioniza. Representam o maior e mais utilizado grupo de tensoativos utilizados no preparo de shampoos e sabonetes. São limpadores excelentes e ensaboam bem, mas ação deslipidante não pode ser extrema queratina do cabelo suporta bem esta deslipidação, mas o couro cabeludo não. Ação deve ser equilibrada: associação com outros aniônicos mais leves ou com outros tensoativos tais como os anfóteros ou os não iônicos. Sabonetes possuem estes tensoativos, mas não representam um bom método de limpeza dos cabelos, danificando-os: muito alcalinos em solução, além disso, formam com o calcário da água, sais de cálcio insolúveis que se depositam nos cabelos, tornando-os sem brilho, ásperos e difíceis de desembaraçar.
Tensoativos Aniônicos (cont.) # Sais alcalinos de ácidos graxos Obtidos por saponificação de óleos e gorduras animais ou vegetais, ou neutralização de ácidos graxos livres, com bases alcalinas. Seu principal emprego é a produção dos tradicionais sabonetes em barra, glicerinados e combar. Suas principais fontes de obtenção são: - Côco, babaçu e palmiste (óleos láurico, mirístico) - Sebo bovino (óleos esteárico oléico) - Mamona (óleo de rícino) Ex: estearato de sódio, palmitato de potássio
Tensoativos Aniônicos (cont.) # Alquil Sulfatos Tensoativos obtidos de sulfatação de álcoois graxos naturais ou sintéticos com agentes surfactantes como trióxido de enxofre (SO 3 ) ou ácido clorosulfônico (HClSO 3 ). Os principais alquilsulfatos pertencem a fração C12-C18, denominada de fração detergente. Ex: lauril sulfato de sódio, miristil sulfato de sódio Alquil: radical orgânico monovalente Cn H2n+1
Tensoativos Aniônicos (cont.) # Alquil Éter Sulfatos Sua obtenção consiste em: - reação dos álcoois graxos com óxido de etileno, formando álcoois graxos etoxilados. - reação dos álcoois graxos etoxilados com agentes sulfatantes. Ex: lauril éter sulfato de sódio A presença do óxido de etileno na molécula do tensoativo proporciona diferenças consideráveis em relação aos alquil sulfatos, veja a tabela:
Tensoativos Aniônicos (cont.) # Alquil Éter Sulfatos Características Lauril sulfato de sódio Lauril éter sulfato de sódio Ponto de turbidez 15-16ºC Abaixo de 0ºC Agressividade Maior agressividade Menor agressividade Reserva de viscosidade Baixa Alta Resposta aos eletrólitos Pequena Grande
Tensoativos Aniônicos (cont.) # Alquil Sulfoccinatos e Alquil Éter Sulfoccinatos São obtidos através da reação do álcool graxo ou álcool graxo etoxilado com o anidrido maleíco, e após reage com sulfito de sódio ou gás sulfuroso (SO 2 ). Apresentam grande compatibilidade com a pele e mucosas e são muito empregados na produção de produtos infantis. Ex: lauril éter sulfoccinato de sódio baixo potencial de irritação, sendo frequentemente utilizado em xampus infantis e para peles sensíveis
Tensoativos Aniônicos (cont.) # Tensoativos Derivados de Aminoácidos Resultantes da reação de aminoácidos isolados ou na forma de hidrolisados protéicos com cloretos de ácidos graxos, dando origem a tensoativos muito especiais e extremamente suaves: Os principais são: - alquil sarcosinato compatíveis com tensoativos catiônicos. - acil glutamato extremamente suaves, porém alto custo. - condensados de ácidos graxos e proteínas tem ação detoxificante, sobre outros tensoativos aniônicos mais agressivos.
Tensoativos Aniônicos (cont.) # Sais de Ácido Sulfônico São os mais irritantes. Muito pouco usados na área de produtos para higiene da pele e cabelos. Exemplos: - dodecil benzeno sulfonato de sódio muito utilizado em produtos para limpeza industrial e doméstica. São os detergentes. - tolueno, xileno e cumeno sulfonato de amônio
Tensoativos Anfóteros Grupo hidrofílico é eletrovalente mas a cadeia carbônica graxa pode adquirir carga positiva (catiônica) em ph ácido, negativa (aniônica) em ph alcalino e neutra (zwitterions) no seu ponto isoelétrico. Apresentam na sua estrutura um átomo de nitrogênio e um ânion carboxílico, lembrando os aminoácidos.
Tensoativos Anfóteros São divididos em duas classes: - Betaínicos Ex: cocoamidopropil betaína - Derivados imidazolínicos derivados do aminoácido glicina. Ex: cocoanfocarboxiglicinato de sódio. poder detergente e espumante menor que os aniônicos, mas em geral, são muito bem tolerados. Devem ser associados a outros tensoativos para modular as propriedades de lavagem e espuma. Eles entram de preferência na composição dos xampus para uso freqüente e xampus para bebês. Os anfóteros são extremamente suaves, tem excelente compatibilidade com a pele e cabelos, além de reduzir a agressividade dos tensoativos aniônicos.
Tensoativos Catiônicos grupo hidrofílico é eletrovalente, mas a cadeia carbônica graxa é parte do grupo positivo, quando se ioniza. Ex: cloreto de cetiltrimetil amônio. Têm uma grande afinidade com a queratina, à qual conferem maciez e brilho, facilitam o desembaraçar dos cabelos e diminuem a eletricidade estática. Mas esta afinidade os torna difíceis de separar do cabelo no enxágüe, deixando-os mais pesados. Não são muito utilizados e são incompatíveis com os aniônicos. Na prática, os tensoativos catiônicos são formulados com não-iônicos. Tipos de tensoativos catiônicos: # sais de amônio quaternário # ésteres catiônicos (esterquats) # polímeros catiônicos (poliquatérnios)
Tensoativos Catiônicos São irritantes para a pele e tem baixa biodegradabilidade. São principalmente utilizados para o condicionamento dos cabelos e também com ação antisséptica. Os novos catiônicos (ésteres e polímeros), são mais compatíveis com a pele e o meio ambiente. Apresentam boa compatibilidade com os tensoativos aniônicos.
Tensoativos Não Iônicos São considerados bons emulsionantes, umectantes ou solubilizantes. Muitas vezes estão associados aos tensoativos anfóteros ou aniônicos pouco agressivos, para fazer deles xampus leves. Eles são considerados como os mais leves dos tensoativos tendo, no entanto, um bom poder detergente, mas um fraco poder de espuma. De fato, o poder de espuma, que não é correlato ao poder detergente, é importante para o público: um xampu que não espume muito tem poucas chances de sucesso. Tensoativos não-iônicos utilizados na indústria cosmética: alcanolamidas de ácidos graxos (MEA, DEA Figura 4.6, TEA), polietilenoglicol e derivados
Tensoativos Não Iônicos Possuem vários grupos hidrofílicos covalentes e cadeia carbônica graxa apolar. Os principais tipos são: # alquil poliglicosídeos (APG s) obtidos do côco e do milho. A glicose vem da hidrólise do amido de milho e óleo de côco hidrogenado e transformado em álcool graxo. Ex: lauril poliglicose e decil poliglicose. # ésteres de sorbitano etoxilados derivados da desidratação do sorbitol em sorbitano. Após este é esterificado a um ácido graxo e por fim sofre processo de etoxilação. Ex: monopalmitato de sorbitano polioxietileno (20 OE). # glicerídeos etoxilados são óleos vegetais ou monoglicerídeos etoxilados. Ex: PEG-7 glicerilcocoato. # álcoois graxos etoxilados mais utilizados como emulsionantes, solubilizantes e agentes molhantes. Ex: álcool cetílico etoxilado 20OE
Agentes incrementadores e estabilizadores de espuma Popularmente é aceito um xampu que apresente bom poder espumante, pois se acredita que o efeito de limpeza encontra-se ligado ao poder espumante, o que na realidade não ocorre. Por exemplo, os não iônicos com alto grau de etoxilação apresentam bom poder de limpeza, porém fraco poder espumante. A formação de espuma depende do ph da solução, do conteúdo em eletrólitos e da dureza da água. Pode-se melhorar ou estabilizar o poder espumante de um xampu pela adição de vários componentes, tais como fosfatos, alcanolamidas etc. Alcanolamidas favorecem a formação de uma espuma de pequenas bolhas as quais apresentam melhor estabilidade.
Agentes incrementadores e estabilizadores de espuma Espuma com bolhas pequenas, opacas, com sensação úmida e abundante. A medida que aumenta a cadeia graxa do tensoativo, a espuma torna-se mais cremosa e úmida. # ALCANOLAMIDAS DE ÁCIDOS GRAXOS é o principal agente utilizado para esta finalidade. Alia baixo custo e grande efetividade. Porém podem originar nitrosaminas, substâncias com elevado potencial cancerígeno. Além deste efeito, as alcanolamidas possuem boa propriedade de espessamento, sobeengorduramento e certo efeito solubilizante de componentes oleosos. Ex: Dietanolamida do Ácido graxo de Côco.
Agentes incrementadores e estabilizadores de espuma Tensoativos comumente presente em formulações de xampus e sabonetes: A dietanolamida do ácido graxo de coco: Exerce várias funções como ser doador e viscosidade, aumentar o poder espumógeno, estabilizador da formulação e condicionador, mas sua principalfunção é atuar como sobre-engordurante: enquanto os tensoativos detergentes removem a gordura suja, a dietanolamida repõe uma gordura limpa evegetal (óleo de coco), devolvendo a oleosidade natural do couro cabeludo. A cocoamidopropil betaína: Melhorar espuma, viscosidade, melhora na penteabilidade e condicionamento. Diminui airritação causada por agentes aniônicos e atua como um excelente agente de limpeza para peles oleosas.
Agentes de Consistência e Espessamento. Aumentar a viscosidade, dando ao usuário a impressão de ter um produto mais concentrado. O espessamento das preparações tensoativas líquidas, se dá pela capacidade de seus constituintes formarem micelas, não só em quantidade, mas também quanto a forma estrutural das mesmas. # ALCANOLAMIDAS DE ÁCIDOS GRAXOS muito efetivas. # ANFÓTEROS principalmente os betaínicos. # ALQUIL POLIGLICOSÍDEOS (APG s) não são bons espessantes quando utilizados sozinhos. #ÉSTERES DE ÁCIDOS GRAXOS E POLIÓIS efetivo para aumentar a viscosidade de produtos que possuem altos teores de etanol e glicois (tinturas e extratos glicólicos). EX: Diestearato de Polietinoglicol 6000. # ALCOOIS GRAXOS ETOXILADOS aumentam a estabilidade das preparações com relação aos efeitos deletérios do sol sobre a viscosidade.
Agentes de Consistência e Espessamento (cont.). # AMINAS ÓXIDAS boa opção, porém de alto custo. # SAIS INORGÂNICOS os principais: NaCl, NH 4 Cl, MgSO 4. Estes componentes não agridem os cabelos, apesar do conceito salt-free ser largamente difundido. # Derivados de Gomas Naturais - são componentes derivados da celulose (hidroxipropilcelulose, hidroxietilcelulose, hidroxipropilmetilcelulose), goma guar e xantana. # COPOLÍMEROS ACRÍLICOS são polímeros derivados do ácido acrílico, com excelentes propriedades espessante e suspensiva. Ex: Carbopol ETD2020
Agentes redutores da irritabilidade (Detoxificadores) Componentes que visam aumentar a suavidade e consequente compatibilidade das preparações tensoativas com a pele, mucosas e cabelos. # Presença de íons bivalentes são menos irritantes que os monovalentes # Etoxilação/Propoxilação reduzem a irritabilidade dos tensoativos. # Quaternização polímeros catiônicos e proteínas hidrolisadas quaternizadas, também reduzem a irritabilidade dos tens. aniônicos. # Aumento da cadeia graxa aumenta a compatibilidade, reduzindo a irritabilidade.
Agentes Sobeengordurantes São compostos que compensam a oleosidade retirada no processo de lavagem, sem deixar os cabelos e a pele com aspecto de sujo, melhorando o problema do ressecamento excessivo. # Alcanolamidadas do ácido graxo de côco. # Óleos, Gorduras, Ceras modificadas lanolina, óleos vegetais, manteiga de Karité e Cupuaçu. # Alcoois graxos modificados (Etoxilados/Propoxilados). # Silicones devem apresentar substantividade.
Agentes modificadores das características organolépticas # Agentes Perolizantes transmitir cremosidade, riqueza de componentes, efeito cosmético. Podem reduzir a viscosidade e o volume de espuma. Ex: Monoestearos e Diestearatos de etilenoglicois. # Corantes produto mais atraente. Coerência com a proposta do produto. # Fragrâncias cobrir o odor das bases e transmitir ao consumidor eficiência e bem-estar. Podem reduzir a viscosidade e também interagir com alguns dos componentes ativos. # Glicerina é um excelente umectante que retém a água na pele, bem como na formulação (impede a evaporação de água da fórmula).
Agentes estabilizantes Conferem aos produtos uma maior vida útil, melhorando seu prazo de validade, garantindo sua qualidade e consequente comercialização. # Conservantes - a legislação determina a concentração máxima permitida. Ex: Parabenos, Isotiazolinonas (Kathon CG), Fenoxietanol e Dibromodicianobutano (Merguard 1200), Bromo-nitropropanodiol (Bronopol), DMDM Hidantoína. # Quelantes (sequestrantes) eliminar íons metálicos bi e trivalente (Ca, Zn. Cu, Fe, Mg, Mn). Ex: EDTA Dissódico. # Antioxidantes agem em sinergia com os conservantes e quelantes. Ex: BHT. # Fotoprotetores proteger o produto e a embalgem do efeito deletério das radiações UV (descoloração, redução de viscosidade, oxidação). Ex: Benzofenonas.
Substâncias Ativas Podem ser de característica medicinal ou cosmética. # Medicinal Tratamento de seborréia, caspa, infecções fúngicas, bacterianas e parasitárias (enxofre, benzoato de benzila, triclosan, clorhexidina, cetoconazol, octopirox, piritionato de zinco, sulfeto de selênio). # Cosmético absorvedores ou modificadores da oleosidade, adstringentes, antissépticos, hidratantes, reparadores, calmantes, esfoliantes (Extratos vegetais, óleos vegetais, Vitaminas, hidratantes, Silicones, filtros solares, hidrolisado de proteínas).
Como formular um xampu Fórmula geral de um xampu líquido: Tensoativos (agentes de lavagem): 15-25% Estabilizador de espuma: 1-4% Espessante: 0-5% Aditivos cosméticos ou de tratamentos: q.s. Agente quelante (EDTA Na): 0-0,2% Conservante: 0,1-0,3% Água purificada: q.s
Controle de Qualidade As preparações tensoativas devem apresentar especificações e critérios de avaliação, no sentido de aferir sua qualidade. Devem ser realizados testes físico-químicos e microbilógicos e se fazer uma avaliação toxicológica. # Controle Físico-Químico: - ph: importante em estudos de estabilidade, pois alterações nesses valores podem ocorrer devido a presença de impurezas, hidrólise, decomposição e erros no processo. - Viscosidade - Densidade - Volume de Espuma - Turbidez
Preparações Tensoativas Controle de Qualidade (cont.) # Controle Microbiológico: Exemplos de padrões microbiológicos utilizados internacionalmente: - CTFA (Estados Unidos) Número máximo de microrganismos aceitável por g ou ml: Produtos em geral 1000 Produtos infantis e área dos olhos 100 - AAS (Austrália) Número máximo de microrganismos aceitável por g ou ml: Produtos em geral 100 Produtos infantis e área dos olhos 10 - OMS Número máximo de microrganismos aceitável por g ou ml: Produtos em geral: 100 Produtos infantis e área dos olhos: 10 - Contagem global a contagem global de microrganismos visa saber se o produto que vai ser colocado à disposição do consumidor está dentro do limite máximo aceitável. - Patógenos nenhum produto cosmético pode ser colocado a venda se estiver contaminado com germes patogênicos, uma vez que põe em risco a saúde do usuário. Por isto a especificação para patógenos é ausência total.
Controle de Qualidade (cont.) # Avaliação Toxicológica das Formulações São realizados testes com humanos, animais e testes in vitro. Visam garantir a inocuidade destes produtos (testado dermatologicamente). Estabilidade - Estabilidade no ambiente - Estabilidade à altas e baixas temperaturas - Estabilidade à luz - Compatibilidade com a embalagem Os testes podem ser realizados da seguinte forma: - Testes acelerados de curto prazo - Testes acelerados de longo prazo - Shelf life