کاربرد سیلیکون در صنایع آرایشی بهداشتی و دارویی

سیلیکون در محصولات مراقبت شخصی

سیلیکون مورد استفاده در محصولات مراقبت شخصی به شکل های مختلفی، از جمله ترکیبات پلی سیکلیک، خطی، پلی دی متیل سیسیلوکسان (PDMS) و همچنین رزین های الاستومر سیلیکونی کاربرد دارد. این طیف گسترده از مولکول ها مزایایی را فراهم می کند که عملکرد تقریباً هر نوع محصول زیبایی را تحت تأثیر قرار می دهد ، ویژگی هایی از قبیل پخش خوب ، تشکیل فیلم ، مقاومت در برابر شستشو ، احساس روی پوست و نفوذپذیری را ارائه می دهد.
اولین کاربرد سیلیکون در محصولات مراقبت شخصی به دهه ۵۰ میلادی باز می گردد ، زمانی که PDMS در یک فرمول تجاری محافظت از پوست به کار برده شد. از آن زمان به بعد ، استفاده از سیلیکون به همراه تکامل دانش مواد در حال افزایش است. علاوه بر اولین کاربرد موفقیت آمیز سیلیکون، در دهه ۱۹۷۰ موفقیت دیگری در زمینه کاربرد سیلیکون در محصولات ضدتعریق حاصل شد. سیکلوسیلوکسان های با وزن مولکولی کم به عنوان ترکیبات فرار در محصولات ضد تعریق مورد استفاده قرار گرفتند و به دلیل ایجاد احساس خوشایندی روی پوست و همچنین خاصیت ماندگاری، استقبال مصرف کننده محصولات را افزایش داد.
سپس سیلیکون وارد محصولات مراقبت از مو نیز شد. پلیمرهای دارای گروه عاملی آمینو در موس حالت دهنده مو و همچنین نرم کننده های مو به کار می رفتند ، در حالی که امولسیون PDMS با وزن مولکولی بالا منجر به تولید شامپو های نرم کننده دو در یک گردید. اخیراً محلول های الاستومرهای سیلیکونی به بازار معرفی شده و دریچه تازه ای از محصولات مو با ایجاد حس ابریشمی را به روی فرمولاتورها گشوده است. امروزه ، سیلیکون ها تقریباً درتمامی انواع محصولات مراقبت شخصی ، از جمله مراقبت از مو ، بهداشت ، مراقبت از پوست ، محافظت در برابر آفتاب یا مواد آرایشی رنگی ، به کار می روند.

انواع سیلیکون های مورد استفاده در محصولات مراقبت شخصی

سیلیکون ها کاربرد گسترده ای در محصولات مراقبت از زیبایی دارند. این تنوع ناشی از مجموعه منحصر به فرد از خصوصیات فیزیکی وشیمیایی PDMS و همچنین انواع پلیمرهای قابل استفاده است. سیلیکون های موجود در محصولات مراقبت شخصی از نظر وزن مولکولی ، ساختار یا گروه های متصل به اتم های سیلیکون متفاوت هستند.
متداول ترین سیلیکون ها، PDMS خطی با ویسکوزیته های مختلف هستند ، از کوتاه ترین زنجیر ممکن ، یعنی هگزامتیل دی سیلوکسان با ویسکوزیته ۰٫۶۵ cSt ، تا پلیمرهایی که درجه بالایی از پلیمریزاسیون و ویسکوزیته ای بالاتر از ۱۰۶ cSt دارند ، که اغلب سیلیکون گام نامیده می شوند. PDMS های حلقه ای با ۴ ، ۵ یا ۶ واحد دی متیل سیلوکسان نیز به طور گسترده ای در فرمولاسیون ها استفاده می شود.
جایگزینی گروه متیل با گروه های دیگر اجازه می دهد تا اصلاحات قابل توجهی در خواص PDMS و ایجاد سایر مزایا صورت گیرد. از جمله می توان به گروه های خطی آلکیل ، فنیل ، پلی اتر یا آمینوآلکیل اشاره کرد. این جایگزینی منجر به ایجاد واکس های سیلیکون (اگر گروه های آلکیل با طول کافی بر روی زنجیر اصلی پیوند خورده باشند) ، پلیمرهای پخش شونده در آب و … می گردد. این ترکیبات با استفاده از افزودن مولکول های مختلف که دارای یک گروه وینیل روی پلیمر سیلیکونی حاوی SiH هستند ، با استفاده از هیدروسیلاسیون تهیه می شوند. مسیر دیگر رسیدن به چنین پلیمرهایی ساخت کلروسیلان های خاص برای تولید پلیمرهای کاربردی پس از هیدرولیز است.

مزایای استفاده از سیلیکون در فرمولاسیون محصولات مراقبت از زیبایی

یکی از جنبه های اساسی محصولات مراقبت از زیبایی عبارت است از “احساس” ایجاد شده ، یا چگونگی درک محصول بر روی پوست قبل و بعد از استفاده از آن است. سیلیکون ها احساس کاملاً متمایزی را به مواد آرایشی منتقل می کنند ، که به عنوان صاف ، مخملی ، غیر چرب و دلپیر توصیف می شود. سیلیکون همچنین به کاهش چسبندگی ناشی از سایر مواد اولیه موجود در فرمولاسیون کمک می کند.
فرمولاتور ها به دلیل خاصیت فیلم ساز بودن ، دوام بیشتر، مقاومت در برابر شستشو و محافظت از سیلیکون در فرمولاسیون محصولات استفاده می کنند. تجربه نشان داده که ترکیبات PDMS باعث ایجادمنافذ پوستی یا آکنه روی پوست نمی شوند. همچنین ویژگی های ضد کف سیلیکون به کاهش “اثر صابونی” در این محصولات کمک می کند.
محصولات مراقبت از آفتاب با هدف محافظت و کاهش آسیب پوست در برابر اشعه UV تولید می شوند. در این صورت ، هدف سازنده ایجاد لایه ای از مواد محافظ در برابر اشعه ماوراء بنفش به صورت همگن و مقاوم در برابر آب ، حتی پس از شنا است.
سیلیکون های با وزن کم مولکولی مانند انواع حلقه ای آن در محصولات مراقبت در برابر آفتاب استفاده می شوند. به دلیل آبگریز بودن آن ها ، استفاده از PDMS و به ویژه پلیمرهای با وزن مولکولی بالا ، اثبات شده است. در چنین فرمول هایی ماندگاری محصول روی پوست را بهبود می بخشد. این امر به حفظ سطح محافظ در برابر آفتاب کمک می کند.
در مواد آرایشی رنگی ، از سیلیکون ها برای ایجاد جلوه مات یا درخشان استفاده می شود. سیلیکون های فنیل به دلیل ضریب شکست بالاتر ، به تولید فیلم های براق کمک می کنند. این مورد استفاده از سیلیکون در محصولاتی مانند رژ لب یا برق لب است که نیاز به ایجاد لایه درخشان است. در مقابل ، اگر اثر مات مورد نظر باشد ، مانند فونداسیون ها ، می توان از الاستومر سیلیکون استفاده کرد.
آلکیل متیل سیلوکسان ها نیز به دلیل ایجاد احساس خوشایند و یک لایه مومی شکل و همچنین افزایش سازگاری با مواد آلی که معمولاً در چنین فرمولاسیون هایی مورد استفاده قرار می گیرند ، بسیار پرکاربرد هستند. از سیلیکون با وزن کم مولکولی به دلیل کشش سطحی پایین ، خاصیت مرطوب کنندگی و همچنین توانایی از بین بردن آلودگی یا مانده رنگی مواد آرایشی در پاک کننده های صورت استفاده می شود ، ضمن اینکه احساس غیر چرب و خشکی را روی پوست ایجاد می کند.
سیلیکون ها اغلب در محصولات مراقبت از مو به کار می روند زیرا مزایای ویژه ای را فراهم می کنند ، در نتیجه تبدیل به یکی از مواد اولیه اصلی در تولید شامپو یا محصولات پس از شامپو شده اند. PDMS با وزن مولکولی بالا و همچنین کوپلیمرهای آمینوآلکیل (که به آن نیز آمودایمتیکون نیز گفته می شود) می توانند روی موها رسوب کرده و به خصوص در شانه کردن آسان تر موها موثر باشد. به کار بردن PDMS ، یک لایه نازک روی مو تشکیل می دهد که براقیت و لطافت را به ساقه مو می بخشد. هنگامی که آمودایمتیکون در معرض یک محیط آبی قرار بگیرد ، برخی از اتم های نیتروژن چهار ظرفیتی شده و بار مثبت دارند. به دلیل طبیعت کراتین ، ساقه مو هنگام خیس شدن بار ویژه منفی دارد ، به خصوص اگر آسیب دیده باشد. در نتیجه یک برهمکنش الکترواستاتیک بین ساقه مو و کاندیشنر ایجاد شده که باعث رسوب هرچه بهتر آن روی ساقه مو و افزایش خاصیت نرم کنندگی می شود. انواع دیگر سیلیکون ها در مراقبت از مو استفاده می شود. سیلیکون های فرار را می توان برای کاهش زمان خشک شدن در برخی از محصولات شستشو مانند شامپوها استفاده کرد ، بنابراین نیاز به سشوار از بین رفته و در نتیجه آسیب ناشی از گرما به ساقه مو را کاهش می دهد. ثابت شده است که رزین سیلیکون باعث افزایش حجم مو می شوند ، همچنین از پلی اتر سیلیکون ها در محصولات آرایش مو برای فرم دهی هرچه بهتر مواستفاده می شود.
در دئودورانت ها و محصولات ضدتعریق به طور معمول از نمک های آلومینیوم به عنوان ماده فعال و از سیلیکون های حلقوی ، با وزن کم مولکولی به عنوان حامل استفاده می شود ،تا به پوست احساس خشکی ببخشند.این ویژگی همچنین به جلوگیری از انتقال نمک و ایجاد لکه روی پارچه ها ، کمک می کند.
در کاربردهای بهداشتی ، میزان کف یک پارامتر مهم است ،به طور مثال این فاکتور در تولید ژل های شستشوی بدن اهمیت ویژه ای دارد. به دلیل ماهیت آمفیفیلیک آنها ، پلی اترهای سیلیکونی می توانند بر ساختار فوم تأثیر بگذارند و باعث افزایش حجم یا تثبیت کف ایجاد شده توسط مواد پاک کننده شوند. همچنین مشخص شده است که برخی از این پلیمرها تحریک پذیری چشم در اثر تماس با فومی که توسط سورفاکتانت های آنیونی تولید می شود، را کاهش می دهند.

سیلیکون وتاثیر آن بر احساس پوست

یکی از اصلی ترین دلایلی که تولیدکنندگان محصولات مراقبت از پوست از سیلیکون در فرمولاسیون خود استفاده می کنند ، احساس بی نظیری است که روی پوست ایجاد می کند، و اغلب به عنوان نرمی ، ابریشمی ، لطافت یا لوکس توصیف می شود. سیلیکون مجموعه ای از خواص (ضریب اصطکاک کم ، حفظ فاز مایع در وزن مولکولی بالا ، کشش سطحی پایین) را داراست که همگی باعث می شوند احساس خوبی به پوست منتقل شود.
حس ایجاد شده روی پوست یک مفهوم پیچیده است که تحت تأثیر بسیاری از متغیرها قرار دارد ، بنابراین توصیف نظری آن دشوار است. یک روش معمول برای ارزیابی خواص حسی برای یک محصول ، انجام آزمایشات پانل حسی است ، که در آن مجموعه ای از پنل شناسان آموزش دیده ، پارامترهای حسی را ارزیابی و توصیف می کنند. چنین ارزیابی هایی تأیید کرد که پارامترهایی مانند چسبندگی ، براقیت ، ماسیدگی ، روغنی ، چربی و واکسی تقریباً هرگز توسط پانلیست ها که محصولات حاوی پلی دی متیل سیلوکسان های با وزن کم مولکولی را ارزیابی می کردند ، گزارش نشده است.
احساس ایجاد شده روی پوست تحت تأثیر ساختار سیلیکون قرار دارد. افزایش طول زنجیره منجر به ایجاد گام سیلیکون می شود که به عنوان عامل ایجاد احساس مخملی شناخته می شود. الاستومرهای سیلیکونی دارای پیوندهای متقابل ، احساس متفاوتی ایجاد می کنند که به عنوان ابریشمی یا پودری توصیف می شود.
سیلیکون های با وزن مولکولی کم به دلیل فراریت بالا بر خواص حسی تأثیر می گذارند. محصولات حاوی این نوع سیلیکون هیچ گونه باقیمانده ای روی پوست نمی گذارند و باعث ایجاد حس سبکی می شوند. به دلیل گرمای تبخیر اندک این سیلیکون ها ، برای تبخیر نیاز به حرارت قابل توجهی از پوست ندارند و در نتیجه اثر خنک کننده قوی که هنگام استفاده از محصولات فرموله شده با آب یا اتانول ایجاد می شود ، را نخواهند داشت. این خاصیت به ویژه در محصولات ضدتعریق مفید خواهد بود ، جایی که سیلیکون های با وزن کم مولکولی اثر خشک ویژه ای را هنگام استفاده فراهم می کنند.

سیلیکون در صنعت دارو

سیلیکون در صنعت دارو ۶۰ سال است که مورد استفاده قرار می گیرد. پس از اینکه ترکیبات سیلیکونی به صورت تجاری در سال ۱۹۴۶ در دسترس قرار گرفتند، متیل کلروسیلان ها در ظروف شیشه ای برای جلوگیری از لخته شدن خون مورد استفاده قرار گرفتند. امروزه سیلیکون ها در بسیاری از وسایل پزشکی مانند ضربان سازها مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین سیلیکون به عنوان ترکیبات دارویی فعال در فرآورده هایی مانند فرمولاسیون آنتی اسید و ضد چربی استفاده می شود.

پلی دی متیل سیلوکسان (PDMS) و زیست سازگاری آن

در دستگاه های پزشکی و کاربردهای دارویی ، از سیلیکون ها به دلیل سازگاری زیستی آنها در طیف گسترده ای از اشکال فیزیکی استفاده می شود. سازگاری زیستی به عنوان “توانایی یک ماده برای عملکرد با پاسخ میزبان مناسب در یک موقعیت خاص” تعریف شده است. به طور کلی ، سیلیکون گرید پزشکی و به ویژه مایعات PDMS یا الاستومرهای PDMS ، تمامی استانداردهای لازم را برآورده می کنند و به همین دلیل است که به طور گسترده در محصولات مراقبت های شخصی و زیبایی استفاده می شوند. سابقه طولانی استفاده از سیلیکون در وسایل پزشکی ، از جمله ایمپلنت های بلند مدت ، باعث شده است که سیلیکون به عنوان یک ترکیب زیست سازگار شناخته شود.
سیلیکون هایی با گروه های زنجیره جانبی غیر از متیل کمتر استفاده می شوند. و اغلب ارجحیت با پلیمرهای PDMS است.
ارتباط بین خواص فیزیکی-شیمیایی و سازگاری زیستی هنوز برای بسیاری از مواد کاملاً درک نشده است. عوامل مختلفی در کاربرد موفقیت آمیز از مواد PDMSbase در دستگاههای پزشکی یا کاربردهای دارویی دخیل هستند:
– به دلیل انعطاف پذیری زنجیره اصلی ، ترکیبات PDMS تنش سطحی و انرژی سطح پایینتری دارند که این موضوع منجر به فعالیت کمتر سطحی و برهم کنش کمتر با محیط می شود. بنابراین مواد PDMS یکی از مطلوب ترین ترکیبات از نظر زیست سازگاری هستند. همچنین پلیمرهای PDMS به دلیل پایداری ذاتی خود به تثبیت کننده نیاز ندارند.

کاربرد سیلیکون در وسایل پزشکی و داروسازی

جدای از زیست سازگاری بالای سیلیکون، سایر خواص در استفاده از سیلیکون در کاربردهای پزشکی و دارویی نقش دارند:
– به دلیل تنش سطحی کم به راحتی فیلم بر روی بسترهایی مانند پوست شکل می گیرد و در عین حال خاصیت پخش شوندگی خوبی دارند.
– به دلیل خواص ویسکوالاستیک ، سیلیکون های تقویت شده با رزین دارای خواص حساس به فشار هستند. رفتار لاستیکی و نرم آنها ، باعث می شود چنین سیلیکون هایی ، مواد بسیار مناسبی برای تماس با بافت های بیولوژیکی باشند.
– به دلیل نفوذ پذیری زیاد، سیلیکون ها باعث انتشار بسیاری از مواد مانند گازها (یعنی اکسیژن ، دی اکسید کربن ، بخار آب) و مواد فعال مختلف (یعنی عصاره گیاه ، دارو یا حتی پروتئین) می شوند. این موضوع کاربرد سیلیکون در محصولات مراقبت شخصی ، محصولات موضعی پوست و… را توضیح می دهد.
در جدول زیر انواع ترکیبات سیلیکونی و خواص و کاربرد آن ها بررسی شده اند:

انواع ترکیبات سیلیکونی و خواص و کاربرد آن ها
ترکیب سیلیکونیویژگی های کلیدیکاربرد در صنایع دارویی و پزشکی
مایع
– پلی دی متیل سیلوکسان
– سیلوکسان دارای گروه عاملی آلی
– سیلیکون پلی اتر
– واکس سیلیکون آلکیل
– قابلیت پخش خوب و ایجاد لایه
– رقیق کننده ، دیسپرسنت
– آبگریز
– روان کننده
– امولسیفایر
– ساخت سوزن و سرنگ
– روغن کاری دستگاه پزشکی
– فرمولاسیون ترکیبات خاص
– فرمولاسیون محافظت از پوست
– تحویل دهنده دارو
جامد
-سیلیکا+ پلی دی متیل سیلوکسان
-ضدکف
– رقیق کننده ، دیسپرسنت
-ضدنفخ
ژل(الاستومر اصلاح نشده)
-پلی دی متیل سیلوکسان دارای پیوند های متقابل
– نرمی
– انعطاف پذیری
– چسبندگی
– شفافیت
– اسفنجی
– چسب ملایم برای پوست
– چسب زخم
-بستر مناسب برای رهایش دارو
الاستومر
– پلی دی متیل سیلوکسان با پیوند متقابل
– تقویت شده با سیلیس
– خاصیت لاستیکی
– مقاومت مکانیکی
– مدول قابل تنظیم
– شرایط قابل تنظیم پیوندهای متقابل
– اسفنجی
– شکل گیری لایه در محل
– مواد نرم و انعطاف پذیر برای
دستگاه پزشکی
– سازگاری زیستی شناخته شده برای مصرف انسان (به عنوان مثال ،
ضربان ساز)
– چسب پزشکی (درزگیر)
چسب های حساس به فشار (PSA)
– رزین سیلیکات در پلی دی متیل سیلوکسان
– چسبندگی به پوست و بسترهای مختلف – تشکیل لایه– سیستم انتقال دارو از طریق پوست