"Science behind Cosmetics" Das Ziel dieser Konferenz ist, die Entwicklung der kosmetischen Wissenschaften mit beeindruckenden Hintergrundinformationen darzustellen.

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Spoken Language: German Category: Personal Care / Skin Care Die Fachgruppe Sensorik hat sich zum Ziel gesetzt, durch den Einsatz geeigneter sensorischer Analysen Ansätze für die Optimierung und Weiterentwicklung von kosmetischen Produkten zu erarbeiten. Dabei stehen sowohl die Optimierung sensorischer Analysen für bestimmte Fragestellungen als auch die Korrelation zwischen unterschiedlichen Analysen und Messmethoden im Vordergrund. Beispielsweise hat eine umfangreiche Untersuchung zum Ziel gehabt alters/ leistungsklassenabhängige Unterschiede in der kosmetischen Sensorik zu identifizieren. Die wesentlichen Fragestellungen waren dabei, ob die taktile Leistungsfähigkeit die Creme-Auswahl beeinflusst und zu einem unterschiedlichen Empfinden führt.

Spoken Language: German Category: Personal Care / Skin Care Das Duschschaumvolumen ist ein Schlüsselmerkmal von Hautreinigungsprodukten und wird mit einer positiven Produktleistung in Verbindung gebracht. Daher ist die Bewertung der Schaummenge oder des Schaumvolumens für die Produktentwicklung und das Benchmarking von entscheidender Bedeutung. Für diese Auswertung sind zuverlässige Methoden erforderlich. Ziel der vorliegenden Studie war es, den Zusammenhang zwischen sensorischen Panelergebnissen (Experten und Laien) und instrumenteller Analyse zu untersuchen. Daher wurden fünf handelsübliche Duschprodukte mit unterschiedlichen Texturen und Tensidzusammensetzungen getestet, die zu unterschiedlichen Schaumeigenschaften führten. Subjektive Ergebnisse eines Laien- und verschiedener Experten-Sensorikpanels in einem multizentrischen Ansatz wurden mit standardisierten instrumentellen Messungen verglichen und statistisch analysiert. Bei schwächer schäumenden Produkten zeichnete sich die Rangfolge durch eine geringere Korrelation aus bzw. war weniger eindeutig erkennbar. Die stark schäumenden Formulierungen wurden jedoch bei den verschiedenen Testansätzen und Testzentren ähnlich identifiziert und zeigten einen klaren Zusammenhang für diese Produkte.

Spoken Language: English Category: Personal Care / Skin Care Einführung Sensible Haut ist eine der häufigsten Hautprobleme. 56% der Menschen behaupten sie haben “Sensible Haut”. [1] Diese wird häufig als trocken, juckend und gerötet beschrieben. Heutzutage wird sensible Haut nur durch Selbsteinschätzung beschrieben, objektive Methoden fehlen. Wir präsentieren hier eine Technologie zur multiparametrischen Hautanalyse die die Berechnung eines linearen “Skin Sensitivity Index” erlaubt. Methoden Eine in-vivo Studie wurde durchgeführt. 70 Probanden beschrieben ihre Haut als sensibel, 20 als unsensibel. Daten aus Fragebögen, Experten-Analysen (basierend auf Interviews) und hyperspektrale Messungen (Melanin, Hämoglobin, Sauerstoffsättigung mittels SpektraFace) wurden in verschiedenen Gesichtsbereichen erhoben. Auch ein sog. Sting-Test mit Milchsäure wurde durchgeführt. Um Hautsensibilität besser zu verstehen errechneten wir Korrelationen zwischen den Multispektrumdaten und den Experten-Einschätzungen. Dann errechneten wir eine lineare Regression der Antworten mit den Fragebögendaten. Um den erhaltenen Index zu validieren, verglichen wir ihn mit den Experteneinschätzungen. Zudem definierten wir einen instrumentellen “Sensitivity Index”, basierend nur auf den hyperspektralen Daten. Von diesen wurden Farben sowie Chromophor-Konzentrationen berechnet sowohl für Wangen, Wangenknochen und die Nasolabioalfalte. Ein neuronales Netzwerk wurde auf diese Parameter trainiert und der zuvor definierte “Sensitivity Index” wurde errechnet. Ergebnisse Der klinische “Sensitivity Index” erreichte eine Präzision von 96,8% in Relation zu den Experteneinschätzungen. Der instrumentelle Index erreichte eine 90%ige Korrelation mit dem klinischen Index und eine 82%ige Präzision zur Experteneinschätzung. Beide Indices erzeugten eine kontinuierliche und gut aufgelöste Sensitivitäts-Skala, entweder basierend auf der Selbsteinschätzung oder der Instrumentenanalyse. Diskussion und Schlussfolgerung Sensible Haut ist ein komplexer, multiparametrisch erzeugter Zustand. Wir belegen, dass “klassische” Sensibilitätstests wie der Milchsäuretest, nicht ausreichen um sensible Haut zu quantifizieren. Wir schlagen ein alternatives Verfahren vor, das seine Quantifizierung der Hautsensibilität auf rein optischen Verfahren erlaubt. Dieses Verfahren erlaubt es Hautsensibilität und ihre Veränderung durch Umwelteinflüsse oder auch die Wirkung von kosmetischen Actives zu quantifizieren.

Spoken Language: German Category: Personal Care / Skin Care Die Verbesserung des Wohlbefindens durch die Nutzung bestimmter Ingredients und Produkte wird stark von der Verbrauchenden und der Industrie gefragt. Gleichzeitig gibt es häufig offene Fragen bezüglich belastbarer Wirknachweise gegenüber Einzelhändlern und Behörden. An einem Fallbeispiel erklären wir, wie man erfolgreich psychophysiologische Wirkungen bei kosmetischen Produkten und Rohstoffen nachweisen kann. Wie müssen wissenschaftliche Ergebnisse aussehen, um die Auslobung von Emotions-Claims, wie z. B. „erfrischend“, „motivierend“, „beruhigend“, „entspannend“, zu erleichtern? Wir am Fraunhofer IVV forschen in Zusammenarbeit mit der FAU Erlangen, um psychophysiologische Wirkungen wissenschaftlich zu charakterisieren. Zusammen mit der Professur von Prof. Dr. Jessica Freiherr im Bereich Neurowissenschaften der sensorischen Wahrnehmung, untersuchen wir Kosmetikprodukte oder Ingredients an bestimmten Use-Cases im Rahmen von bilateralen und öffentlichen Projekten. Mittlerweile haben wir Konzepte zur standardisierten Vorgehensweise bei der Forschung an menschlicher sensorischer Wahrnehmung entwickelt. Unsere Forschungsgruppe arbeitet mit dem Gehirn, dem Verhalten und den körperlichen Reaktionen der Probanden – obwohl man etwas noch nicht bewusst wahrnimmt, können wir bereits physiologische Effekte nachweisen, die die psychologische Wahrnehmung eines Produkts bestimmen.

Spoken Language: German Category: Personal Care / Skin Care In den letzten Jahren hat der Stress weltweit in einem noch nie dagewesenen Ausmaß zugenommen. Als Reaktion darauf hat das Konzept des emotionalen Wohlbefindens in der Schönheitsindustrie stark an Bedeutung gewonnen. Die Haut reagiert aktiv auf psychischen Stress, was zu Hautunregelmässigkeiten führt, die von einem stumpfen Aussehen bis hin zu Hautausschlägen reichen. Umgekehrt können die von der Haut produzierten neuroendokrinen Botenstoffe das Gehirn beeinflussen, und beide Signalrichtungen werden von der Haut-Gehirn-Achse abgedeckt. Die Haut und das Gehirn sind indirekt durch regulatorische Faktoren miteinander verbunden, während die direkte Verbindung durch das Nervensystem hergestellt wird, das sich als dichtes Netz in der Haut ausbreitet. Die Innervation der Haut nimmt mit dem Alter ab, was zu einer gestörten Kommunikation zwischen Haut und Gehirn führen kann. Zuvor wurde gezeigt, dass ein oral eingenommener Timut-Pfeffer-Extrakt die kognitiven Funktionen in Bezug auf Lernen und Gedächtnis verbessert, was auf eine erhöhte neuronale Effizienz hindeutet. Daher wollten wir die Wirkung von Timut-Pfeffer auf die Haut untersuchen. In einem Co-Kulturmodell mit sensorischen Neuronen und Keratinozyten erhöhte der Timut-Pfeffer-Extrakt die Neuritenlänge sowie das Überleben der Neuronen, die Proliferation der Keratinozyten sowie die Freisetzung des neuromodulatorischen Moleküls Dopamin. Ausserdem hat eine klinische Studie mit einer Gruppe gestresster Probanden gezeigt, dass Timut-Pfeffer-Extrakt die Ebenmäßigkeit des Hauttons verbessert, was zu einem gesünderen Teint geführt hat. Um den Einfluss der topischen Anwendung von Timut-Pfeffer-Extrakt auf das emotionale Wohlbefinden zu bewerten, wurde ein neuropsychologischer Test (EmoCompass®), der normalerweise in der Neuromarketing-Forschung eingesetzt wird, zum ersten Mal für eine kosmetische Wirksamkeitsstudie durchgeführt. Die Auswertung des EmoCompass® zeigte, dass Timut-Pfeffer-Extrakt im Vergleich zu Placebo die emotionale Dimension des Gefühls der Sicherheit, Entspannung und Beruhigung erhöhte. Timut-Pfeffer schützt nicht nur die Neuronen und Keratinozyten vor dem Altern, sondern die topische Anwendung von Timut-Pfeffer führt zu einem gesunden und gleichmäßigen Hautbild und verbessert das emotionale Wohlbefinden von gestressten Menschen.

Spoken Language: German Category: Personal Care / Sun Care „SPF-Messungen im Freien“ haben ihren Ursprung in Schulzes erster Definition des Sonnenschutzfaktors (SPF). Inzwischen sind die Goldstandards ISO 24444 und FDA 2011 gut etabliert. Es gibt jedoch Bestrebungen, die Messung im Freien durchzuführen, um realistischere Ergebnisse zu erhalten. Die Frage ist, ob es realistisch ist, die Sonnenschutzleistung unter realistischeren Bedingungen zu messen. Es ist seit einiger Zeit bekannt, dass die minimale Erythemdosis (MED), d.h. der Endpunkt bei der Bestimmung des Lichtschutzfaktors, bei der Bestrahlung mit einer Laborlampe nicht dieselbe ist wie im Freien in der Sonne. Es hat sich theoretisch und praktisch gezeigt, dass der im Freien gemessene Lichtschutzfaktor nicht die hohen Werte erreicht, die wir von den im Labor gemessenen ISO- und FDA-Normen kennen. Aber bedeutet das, dass wir zu SPF-Tests im Freien zurückkehren sollten? Ich denke nicht. Als Routinemethode wäre sie einfach zu kompliziert und daher nicht realistisch. Dennoch sollten wir aus den in den letzten Jahren veröffentlichten Ergebnissen von Tests im Freien lernen. Weder die aktuellen SPF-Goldstandards, ISO 24444:2019 oder FDA 2011, noch eine der kommenden alternativen Methoden, wie ISO/CD 23675 oder ISO/CD 23698, können die Realität genau wiedergeben. Das tut kein Standard. Das bedeutet, dass wir darüber nachdenken sollten, wie wir die Ergebnisse dieser Standards interpretieren, auch auf der Grundlage dessen, was wir aus den jüngsten Studien zu Outdoor-Tests lernen. Anstatt einen Wettlauf zu immer höheren LSF-Werten zu veranstalten, sollten Sie beispielsweise einen einheitlichen Schutz mit einem UVA-Schutz von mindestens 1/3 LSF oder höher betonen. UVA-PF-Werte über 1/3 SPF sind machbar und auch der Schutz vor sichtbarem Licht ist möglich und könnte in das Konzept des Sonnenschutzfaktors integriert werden.

Spoken Language: German Category: Personal Care / Sun Care Die Haut ist das größte Organ des menschlichen Körpers und negativen Umwelteinflüssen ausgesetzt. Neben positiven Effekten des Lichts können auch unsichtbare und sichtbare negative Effekte auftreten. Ein Lichtschutz durch diätetische Maßnahmen unter Ausnutzung der antioxidativen Wirkung von Carotinoiden kann den Schutz der Haut verbessern. Carotinoide sind eine Familie von lichtabsorbierenden Pigmenten in Pflanzen und Tieren. Viele Studien bestätigen die sonnenschützende Wirkung von Carotinoiden; der zugrunde liegende Mechanismus ist jedoch nur teilweise aufgeklärt. Um mehr Einblicke in weitere Anwendungsmöglichkeiten eines neuen nicht-invasiven hybriden) diffusen Reflexionsspektroskopie ((H)DRS) Geräts zu erhalten, wurde ein carotinoidhaltiger Ölauszug aus Grünkohl verwendet. Das DRS-Gerät wurde verwendet, die Funktionsweise (insbesondere Anteil der Lichtschwächung) des potenziell entstehenden Sonnenschutzes zu untersuchen. 30 Probanden nahmen (Gruppe 1: 8 ♀, 7 ♂, Durchschnittsalter: 33,1 Jahre; Gruppe 2: 7 ♀, 8 ♂, Durchschnittsalter: 36,2 Jahre) über 12 Wochen entweder das Nahrungsergänzungsmittel mit Grünkohl-Extrakt oder nur Zellulose (Placebo) ein. Die Messungen fanden sechs und zwölf Wochen nach der Nahrungsergänzungsmittelaufnahme statt. Das Biozoom-Gerät wurde eingesetzt, um Probanden mit einem niedrigen antioxidativen Potenzial einzuschließen und somit eine Zunahme in der Verumgruppe zu sehen. Die Haut wurde mit 1,25 MED bestrahlt und die Rötung nach 24 Stunden gemessen, um mögliche Auswirkungen auf UV-induzierte Erytheme festzustellen. Das DRS-Gerät nutzt eine Dosis von maximal 1/5 MED um die Absorbanz im UV zu messen. Schließlich wurde den Probanden ein Fragebogen vorgelegt, um die Verträglichkeit und mögliche positive Auswirkungen auf die Haut zu bewerten. Es konnten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen hinsichtlich des antioxidativen Potenzials festgestellt werden. Mit der neuen DRS-Technik konnten auch Spektren im Bereich der Carotinoide nachgewiesen werden, die auf eine Versorgung der Haut mit Antioxidantien hinweisen. Somit kann das (H)DRS-Gerät neben der nicht-invasiven Messung von SPF und UVA-PF auch für andere Anwendungen genutzt werden.

Spoken Language: German Category: Personal Care / Skin Care Hintergrund: Plasmin ist eine Serinprotease, die durch UV-Bestrahlung induziert wird. Ihre Aktivierung reguliert Zielmechanismen wie inflammatorische Zytokine und Matrixmetalloproteasen (MMPs) hoch. Wir konnten zeigen, dass Plasmin in photoexponierter Gesichtshaut hochreguliert ist und dass dies mit einem erhöhten transepidermalen Wasserverlust (TEWL) korreliert. Weiter ist bekannt, dass das Plasminogensystem die kutane Melanogenese moduliert. Eine spezifische Inhibition des Plasminogensystems in der Haut führt zu positiven Effekten bezüglich Inflammation, Hautfeuchtigkeit und Hautwiderstandskraft. Ziel: Das Plasmin die Inflammation und die Melanogenese erhöht, haben wir mögliche Alterungseffekte dieses Enzyms untersucht. Zusätzlich wollten wir zeigen, dass solche Effekte mit einem spezifischen Inhibitor reduziert werden können. Methoden: Wir etablierten in vitro und in vivo Tests, um die Inflammation, die MMP-9 Aktivierung, den Kollagenabbau, und die melanogenesemodulierende Aktivität von Plasmin zu untersuchen. Ein spezifischer Plasmininhibitor, Amidinobenzyl Benzylsulfonyl D-Seryl Homophenylalaninamide Acetate (ABSHA), wurde in diesen Test verwendet, um diese Effekte zu inhibieren. Zur Zeit kompletieren wir unsere Untersuchungen mit einer zweimonatigen, monozentrischen, plazebokontollierten in vivo Studie mit chinesischen Probandinnen. Resultate: Mit pro-inflammatorischen Zytokinen konnten wir in vitro eine Entzündungsreaktion (via IL-8 und CXCL-5 Expression) sowie eine MMP-9 Expression induzieren. Konsistent mit diesen Daten konnten wir auch ex vivo die Expression von MMP-9 mittels UV-Bestrahlung induzieren, was zu einem Abbau von Kollagen IV geführt hat. Bezüglich Melanogenese konnten wir eine Aufregulierung der Melaninsynthese durch Plasmin in humanen epidermalen Melanozyten zeigen. Alle diese Effekte wurden durch den spezifischen Plasmininhibitor signifikant reduziert. Zusätzlich fanden wir eine Stimulierung der Kollagen I Synthese in dermalen Fibroblasten, die mit dem Inhibitor behandelt wurden. Diese Erkenntnisse werden zur Zeit in einer in vivo Studie untersucht. Konklusion: Unsere Daten etablieren Plasmin als ein Hautalterungsenzym, das zu verschiedenen Hautalterungsanzeichen wie Falten, schlaffer Haut und unregelmässiger Pigmentierung sowie Altersflecken führt. Spezifische Plasmininhibitoren wie ABSHA zeigen eine vielversprechende Wirkung gegen alterungsbedingte Hautprobleme.

Spoken Language: German Category: Personal Care / Microbiome Der Anteil von Hautpflegeprodukten mit jeglicher Art „biotischer“ Inhaltsstoffe hat in der jüngeren Vergangenheit stark zugenommen. Allerdings werden bisher kaum kosmetisch relevante Effekte ausgelobt, die über eine verbesserte Feuchtigkeitsspende hinausgehen. Ob oder wie hauteigene Mikroorganismen die Hautalterung beeinflussen, ist kaum untersucht und fand bisher nicht Eingang in Produkte zur gezielten Pflege reifer Haut. Zum anderen greift man bei den eingesetzten kosmetischen Inhaltsstoffen auf Mikroorganismen zurück, die bereits in der Lebensmittelindustrie Verwendung finden, aber keinen unmittelbaren Bezug zur Mikrobiota der Haut haben. Außerdem beschränkt sich die Auswahl bisher auf Extrakte, Fermentationsprodukte oder abgetötete Mikroorganismen, die man korrekt als Postbiotika beschreiben muss. Für die Kosmetik geeignete Probiotika, also Lebendkulturen von Bakterien, die idealerweise auch auf der Haut vorkommen, sind unseres Wissens bislang nicht auf den Markt gebracht worden. Diese Lücke haben wir durch zwei Wirkstoffe auf der Basis von Lactobacillus crispatus erstmalig geschlossen. Wir analysierten und verglichen die Mikrobiota des Gesichts eines jungen Probandenpanels mit der eines älteren Probandenpanels. Dabei stellte sich heraus, dass im älteren Panel sowohl Prävalenz wie Abundanz der Milchsäurebakterien (Lactobacilli) abnahmen. Unter den Bakterien mit höchster Prävalenz in den Fältchen der jüngeren Kohorte fiel insbesondere Lactobacillus crispatus auf, der in der älteren Kohorte so stark abnahm, dass er unter die Nachweisgrenze fiel. Offensichtlich gibt es einen Zusammenhang zwischen Alter und Mikroflora. Im weiteren Verlauf des Projekts untersuchten wir die Wirkung von Lactobacillus crispatus bzw. seiner Metabolite auf reifere Haut und fanden sowohl in vitro wie in vivo positive Effekte. Zur Gewährleistung der Produktsicherheit haben wir Lactobacillus crispatus toxikologisch umfassend bewertet. Zur industriellen Herstellung wenden wir ein fermentatives Verfahren an, das bewusst so angelegt wurde, dass keine Neben- oder Abfallprodukte entstehen. Zwei Produkte, die einerseits die lebenden Bakterien und andererseits deren Metabolite enthalten, werden gemeinsam in einem Ansatz hergestellt. Der zur Inokulation eingesetzte Lactobacillus crispatus stammt von menschlicher Haut.

Spoken Language: German Category: Personal Care / Decoratives In der Kosmetik werden Polymerdispersionen für die Verbesserung von Haltbarkeiten der Kosmetikprodukte auf der Haut eingesetzt. Diese Polymerdispersionen bestehen überwiegend aus Polystyrolacrylat-Copolymeren, Acrylatcopolymeren oder Polyurethanen, die filmbildende Eigenschaften aufweisen. Alternative Filmbildner auf Basis nachwachsender Rohstoffe sind bislang wenig bis gar nicht verfügbar, oder weisen nicht die besonderen Eigenschaften von synthetischen Polymerdispersionen auf. Im Rahmen des Förderprojektes „FIBIOKOS“, gefördert vom BMEL über die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e.V., haben sich in einem Verbundvorhaben die Firmen Schwan Cosmetics International, Worlée Chemie und das Fraunhofer Institut für Holzforschung (WKI) dem Ziel gewidmet, neuartige filmbildende Polymerdispersionen auf Basis nachwachsender Rohstoffe für die Kosmetik zu entwickeln. Dabei fokussierte sich Worlée Chemie auf die Entwicklung eines Filmbildners auf Cellulose Basis und das Fraunhofer WKI verwendete Lignin als nachwachsende Rohstoffquelle. Schwan Cosmetics entwickelte Make-up Formulierungen mit den Prototypen, führte Applikations- und Stabilitätstests durch. Worlée Chemie untersuchte verschiedene Synthesewege für modifizierte Cellulosen und zeigte auf, dass über die Spaltung einer Hydroxyethylcellulose und anschließender Synthese mit biobasierten Acrylaten ein Hybridpolymer geschaffen werden konnte, welches sehr hohe Wasserfestigkeiten in Eye Liner Formulierungen bewirkte. Es konnte ein NOC von 85 % erreicht werden. Das WKI synthetisierte biobasierte Polyurethandispersionen mit copolymerisiertem Ligninanteil. Es konnte ein NOC von 90 % erzielt werden. Die weiteren biobasierten Komponenten haben ihren Ursprung in der Zuckerherstellung und den pflanzlichen Ölen. Des Weiteren wurde ein Lignin-Glycerincarbonat entwickelt, welches potenziell als natürliches Dispergiermittel für Pigmente in Frage kommen könnte. Schwan Cosmetics konnte in verschiedenen Formulierungen zeigen, dass die Eignung dieser neuartigen Polymerdispersionen für Make-up Produkte wie z.B. Eye Liner gegeben ist. Des Weiteren konnten Applikationstests zeigen, dass die Wasserfestigkeit und die allgemeinen Trageeigenschaften als sehr gut bewertet werden konnten. Es wurden Stabilitätstests mit den Formulierungen und Kompatibilitätstests mit gängigen Rohstoffen (Glykole, Konservierung) in wässrigen Make-up Formulierungen durchgeführt.

Spoken Language: English Category: Personal Care / Skin Care Innovationen in der Kosmetikindustrie werden heute von natürlichen und nachhaltigen Verbindungen vorangetrieben, die die gleiche Wirksamkeit wie ihre chemischen Konkurrenten bieten. Basierend auf dem Einsatz von Mikroorganismen kann die Weiße Biotechnologie diese strengen Nachhaltigkeitskriterien erfüllen und gleichzeitig hoch-effiziente Kosmetikwirk-stoffe liefern. Givaudan Active Beauty war 2017 das erste Unternehmen, das eine natürliche Alternative zu chemisch synthetisiertem Bisabolol in den Markt einführte. BisaboLife™ war das erste vollständig biologisch gewonnene, aktive Isomer von (-)-α-Bisabolol. Zusätzlich zu seinem neuartigen Herstellungsverfahren bietet BisaboLife™ eine höhere Reinheit als das che-misch hergestellte Bisabolol. Umweltverträglichkeitsprüfungen haben gezeigt, dass der Produktionsprozess von Bisabo-Life™ nachhaltig ist, und biologische Studien haben die starke beruhigende Wirkung des Moleküls bestätigt. Im Zuge der Umstellung von Rohstoffen chemischen Ursprungs auf natürlich hergestellte Inhaltsstoffe wird Givaudan Acti-ve Beauty im Jahr 2023 das erste biotechnologisch hergestellte Retinol auf den Markt bringen. RetiLife™ ist das erste zu 100 % natürlich gewonnene Retinol und somit eine nachhaltige Alternative zu chemisch synthetisiertem Retinol. RetiLife™ wird durch Fermentation aus Pflanzenzucker hergestellt und mit natürlichen Antioxidantien kombiniert, um seine Langle-bigkeit zu gewährleisten. Es bietet die gleichen bekannten Anti-Aging- und Anti-Falten-Eigenschaften wie klassisches Reti-nol. RetiLife™ und BisaboLife™ sind perfekte Beispiele für zwei leistungsstarke Inhaltsstoffe, die durch innovative biotechnolo-gische Prozesse hergestellt werden und somit exzellente Optionen für die Formulierung nachhaltiger Kosmetika darstel-len.

Spoken Language: English Category: Personal Care / Skin Care Fermentation existiert seit Tausenden von Jahren und bringt nahrhafte Lebensmittel wie Joghurt und Brot auf den Tisch. Fortschritte in der Biotechnologie haben die Fermentation auf eine andere Ebene gebracht und ermöglichen die Herstellung von hochleistungsfähigen Materialien durch natürliche und genetisch veränderte Mikroorganismen. Die Fermentationstechnologie hat uns einen neuen Weg gezeigt, Inhaltsstoffe herzustellen, die ursprünglich aus der Natur stammen oder geerntet wurden und bei diesem Prozess möglicherweise nicht nachhaltig waren. Ein Beispiel dafür ist die Herstellung von Farbstoffen wie Karmin, einem leuchtend roten Farbstoff, der aus einem Insekt namens Coccus cacti gewonnen wird. Das Insekt wird von der Feigenkaktusfrucht geerntet, wo der Karmin-Farbstoff durch Wasseraufbereitung von zerkleinerten und gemahlenen Insekten extrahiert wird. Dieser Prozess ist aus der Perspektive der Lieferkette nicht nachhaltig, da jede Veränderung der Umwelt (wie der Verlust an Artenvielfalt aufgrund des Klimawandels) eine 43,4 Milliarden Dollar schwere Industrie von Karmin weltweit stören könnte. Deshalb suchen viele innovative Unternehmen nach alternativen Möglichkeiten zur Herstellung von Karmin, wie zum Beispiel der Herstellung von Karmin durch pilzbasierte Fermentation, wobei der so produzierte Karmin als vegan zertifiziert werden kann, was auf herkömmlichem Weg nicht möglich war. Auch bei Cellugy teilen wir diese Vision. Wir möchten Biotechnologie und Fermentation nutzen, um ein hochleistungsfähiges Produkt herzustellen, das überall auf der Welt produziert werden kann, ohne die Artenvielfalt und die Umwelt zu beeinträchtigen. Cellulose ist der häufigste Polymer auf der Erde und bildet die tragende Struktur für Pflanzen, Pilze oder sogar einige marine Tiere. Wir möchten jedoch nicht die Erde opfern, um Cellulose zu ernten, die ursprünglich aus der Holz- oder Pflanzenpulpaufbereitung gewonnen wurde. Wir nutzen die Kraft der Fermentation, um biofabrizierte Cellulose herzustellen, deren Eigenschaften modifiziert und reguliert werden können. Biofabrizierte Cellulose ist ein bemerkenswert hochreiner, multifunktionaler Inhaltsstoff, dessen weitere Verwendungsmöglichkeiten noch nicht vollständig bekannt sind

Lecture Language: German Category: Personal Care / Skin Care Welche Möglichkeiten haben wir, um im Markt etablierte Handelsprodukte (hier am Beispiel Emulsionen) nachträglich energieoptimiert zu gestalten und CO2 zu reduzieren? Der in der Schweiz publizierte Leitfaden für eine energieeffiziente Kosmetikherstellung* will eine positive Veränderung in der Kosmetikbranche anstossen. In diesem Beitrag gehen die oben erwähnten Autoren mit sich ergänzenden Schwerpunkten auf die Energieoptimierung und deren Konsequenz auf die Produktqualität ein. Der Leitfaden fasst die bisherigen Erkenntnisse mit drei Industriepartnern zusammen und basiert auf sechs Effizienzkonzepten. Im ersten Teil des Beitrages wird die Frage beantwortet, welches die wichtigsten Prozessparameter und weiteren «Stellschrauben» sind. Diese führen einerseits zu energieoptimierten Produktmustern, nehmen jedoch gleichzeitig auch einen beträchtlichen Einfluss auf deren Endqualität. Durch moderne und geschickte Prozessführung (Temperatur, Scherrate resp. -zeit) bei der Herstellung sowie systematischer Betriebsoptimierung konnten folgende konkrete Einsparungen erzielt werden: • Steigerung der Produktivität um 20-30% • Einsparung an Energie um 20-30% • Höhere Flexibilität in der Produktion durch verkürzte Produktionszeiten • Einsparungen an Materialkosten durch Optimierung des Reinigungsprozesses Wie können die durch neu eingestellte Prozessparameter hergestellten Texturen zeitnah auf Qualitätsunterschiede verglichen werden? Im zweiten Teil des Beitrages wird auf die analytische „Beweisführung“ eingegangen. Welche Messmethoden sind geeignet und empfindlich genug, um mögliche Unterschiede zu erfassen. Diese Methoden sind es auch, die Auskunft geben können, wie effektiv die „Stellschrauben“ dahingehend für ein energieeffizientes Ergebnis optimiert werden. In diesem Fall bedeutet dies; die neu produzierte Charge muss der herkömmlichen ähnlich sein. Um die Effizienzkonzepte auf eine noch breitere Datengrundlage abzustützen, suchen die Autoren zusätzliche Projektpartner aus der Industrie. Gleichzeitig ist es ihnen ein Anliegen, Firmen bei der Umsetzung solch positiver Veränderungen zu unterstützen. *eine Initiative der Hochschule Luzern, HSLU, und der Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften, ZHAW, sowie den Branchenverbänden SKW und SWISS SCC mit Unterstützung von EnergieSchweiz, dem Energy Lab und den Unternehmen Frike Group, La Prairie Group und Steinfels Swiss.

Lecture Language: German Category: Personal Care / Process Control Effizienz ist ein stetiger Begleiter einer wirtschaftlichen Produktion. Besonders in Krisenzeiten wird die Bedeutung von Ressourcen wieder neu evaluiert. Die Frike Cosmetics war als Teilnehmer für die Erstellung eines Leitfadens für die Kosmetikindustrie beteiligt (Energieeffiziente Kosmetikherstellung, ein Leitfaden mit 6 Effizienzkonzepten, Fischer L. J., Huber P., (2023, in progress), DOI). Geleitet von den beiden Hochschulen HSLU (Hochschule Luzern) und ZHAW (Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften) wurden die folgenden Themengebiete erarbeitet: Up- und Down-Scaling, Rezepturoptimierung, Prozessoptimierung, Hot-Cold Verfahren, Reinigungsevaluierung, Wärmerückgewinnung und Dekarbonisierung. Hierbei wurde ein besonderes Augenmerk auf das Up- und Down-Scaling gelegt. Das Scaling ist sowohl bei der Neuentwicklung als auch bei Änderungen der Rezeptur und zwischen den verschiedenen Anlagen und Füllmenge von Relevanz. Um einen exakten Scale-up/down zu generieren wurden die folgenden Maschineneigenschaften ermittelt: Breite des Homogenisatorspaltes, Leistung und mögliche Scherrraten. Wie dies gemessen und hergeleitet wird, wird an der Präsentation an einem Beispiel erläutert. Anhand dieser Daten wurden dann die einzelnen Produktionsanlagen als auch Laborgeräte über die Masse und Homogenisierzeit aufeinander harmonisiert. Dies wurden an einem Produkt über einen Scale down versuch überprüft und bestätigt. Nach diesem Prinzip können dann Scale-up Prozess übersprungen und das Risiko eine fehlerhafte Produktion verringert werden. Des Weiteren kann das Entwicklungsfenster gekürzt werden und dies führt zu einer effizienteren und ökonomischeren Entwicklung. Grosse Herausforderung liegt hierbei bei der genauen Ermittlung der individuellen Homogensierzeiten und Scherraten. Ein Umwälzen bei einer Produktionsanlage mit Umlauf oder ein kurzes Nachhomogenisieren im Labor müssen genaustens notiert und berücksichtigt werden. Mit einem genauerem und harmonisierten Scale-up/down Prozess zu arbeiten ist nicht nur für Entwicklung, sondern für den ganzen Betrieb von grossem Vorteil.

Lecture Language: German Category: Personal Care / Skin Care Kaltherstellung von Emulsionen ist beliebt, um Energie, Zeit und Kosten zu sparen. Sie wird als eine grünere Produktionsmethode angesehen, welche die Nachhaltigkeit von Emulsionen verbessert und den CO2-Fußabdruck signifikant verringert. Verglichen mit der konventionellen Herstellung von Emulsionen kann bis zu 90 % der Energie und die Zeit zum Heizen und Kühlen gespart werden. Einerseits hat die Kaltemulgierung klare Vorteile, andererseits ist die Auswahl kosmetischer Inhaltsstoffe begrenzt und an Voraussetzungen geknüpft, insbesondere für Produkte der Naturkosmetik. Um Formulierungen für kalt hergestellte O/W- und W/O-Emulsionen zu entwickeln, müssen die meisten Inhaltsstoffe flüssig sein und Feststoffe entweder in der Ölphase bzw. der Wasserphase löslich sein. Einige Inhaltsstoffe wie Metallseifen oder Partikel, die Pickering-Emulsionen bilden, werden dispergiert, um Emulsionen zu stabilisieren. Der Einsatz von Wachsen, heiß zu verarbeitenden Polymeren oder wachsartigen Emulgatoren, die aufgeschmolzen werden müssen, ist ausgeschlossen. In dieser Präsentation wird die trotzdem vorhandene Vielfalt der möglichen Basisinhaltsstoffe als Orientierung für die Produktentwicklung vorgestellt und verglichen, mit Schwerpunkt bei den Emulgatoren und den rheologischen Additiven bzw. Verdickern. Feste, wachsartige Inhaltsstoffe sind in heiß oder heiß/kalt hergestellten Emulsionen Bestandteile von stabilisierenden lamellaren Gelstrukturen oder Oleogelen, die sich auch auf die rheologischen Eigenschaften, die Stabilität und das Hautgefühl auswirken. Daher ergibt sich bei der Kaltemulgierung eine veränderte Formulierungswelt, bei der die Performance der Emulgatoren, Stabilisatoren und rheologischen Additive untersucht wurde. In dieser Präsentation werden Formulierungskonzepte für kalt hergestellte O/W-, W/O- und Pickering-Emulsionen vorgestellt, die miteinander und mit heiß hergestellten Emulsionen verglichen wurden.

Lecture Language: English Category: Personal Care / Microbiome Das Mikrobiom der Haut ist eine faszinierende neue Welt, die derzeit erforscht wird. Die Mikroben, die unsere Haut bewohnen, interagieren sowohl untereinander als auch mit uns. Dieses komplizierte Zusammenspiel wird zudem durch verschiedene Faktoren wie Geschlecht, Alter, Körperregion und Umwelt beeinflusst und die Mikroorganismen passt sich dem an. Die Auswirkungen von Kosmetika auf die Mikrobiota der Haut werden zunehmend untersucht, vor allem im Hinblick darauf, wie „Bioactives“ die mikrobielle Zusammensetzung der Haut modulieren können. Klar ist aber auch, dass das gesunde Gleichgewicht der mikrobiellen Bewohner von entscheidender Bedeutung ist. Hautpflegeformulierungen bestehen nicht nur aus bioaktiven Stoffen. Wir haben den weniger befahrenen Weg beschritten und die Wirkung der „Galenik“ erforscht – die Formulierungsbestandteile, die sonst in Körperpflegeprodukten enthalten sind (z. B. Emiund Emulgatoren). Da die Zusammensetzung einer gesunden Hautmikrobiota von Person zu Person variiert, bestand die Hauptabsicht darin, Inhaltsstoffe zu identifizieren, die die komplexen mikrobiellen Gemeinschaften auf gesunder Haut nicht stören. Eine Auswahl von Inhaltsstoffen wurde unter Verwendung von Tests mit minimalen inhibitorischen Konzentrationen und/oder unter Verwendung von 16S rDNA/rRNA-Mikrobiomanalysen von Hautabstrichen untersucht, die vor und nach 28-tägiger Anwendung von menschlichen Probanden mit gesunder Haut (in vivo) entnommen wurden. Basierend auf den Ergebnissen wurden Hautpflegeformulierungen entwickelt und in vivo getestet – mit Erfolg. Diese Studienergebnisse zeigen, dass durch ein sorgfältiges Screening von Inhaltsstoffen in Kombination mit Formulierungskompetenz wissenschaftlich fundierte Hautpflegeprodukte entwickelt werden können, die wirklich als „mikrobiomfreundlich“ bezeichnet werden können. Diese Formulierungen können auch andere Verbrauchererwartungen erfüllen, die mit ihren Hautpflegeprodukten verbunden sind (z. B. Feuchtigkeitsversorgung, gute sensorische Eigenschaften). Diese Chassis können dann verwendet werden, um spezifische bioaktive Wirkstoffe aufzunehmen, die auf definierte Hautzustände abzielen. Da neue Erkenntnisse über Formulierungstechnologien gewonnen wurden, die dazu beitragen, ein gesundes Hautmikrobiom zu erhalten, können neue ganzheitliche Ansätze entwickelt werden, die „niemals ein Gewinnerteam verändern“.

Lecture Language: English Category: Personal Care / Microbiome Die präbiotische ScentARC-Mischung wurde entwickelt, um das Geruchsprofil im Achselbereich durch Modulation der Achselmikrobiota zu einem neutralen und natürlicheren Duft zu verschieben. Zuerst identifizierten und untersuchten wir den Stoffwechsel von Mikroorganismen, die für die Produktion von schlechten Gerüchen verantwortlich sind, und solche, die es nicht sind. Dazu haben wir die Sequenzierung des gesamten Genoms und Hochdurchsatz-Screening-Techniken verwendet, um die Auswirkungen verschiedener Verbindungen und Bedingungen auf ihr Wachstum zu bewerten. Zehntausende von Datenpunkten wurden generiert und dann wurden Bioinformatik und maschinelles Lernen eingesetzt, um präbiotische Mischungen herzustellen, die eine Veränderung der Achselmikrobiota fördern könnten. Die Wirkung der präbiotische Mischungskandidaten wurde mittels qPCR, Sequenzierung und GC-MS an einzelne Zielmikroorganismen und in Gemeinschaften getestet. Leistungsstarke präbiotische Mischungen wurden dann im Haus und an Verbrauchern getestet, um die optimale ScentARC-Mischung zu finden.

Lecture Language: English Category: Personal Care / Sun Care Auf 1,3,5-Triazin-Chemie basierende UV-Filter werden sehr häufig in Sonnenschutzmitteln verwendet. So konnte man im Jahr 2022 in Europa bei 67% aller Sonnenschutzmittel mindestens eine dieser Verbindungen finden. Hauptvertreter sind der UVB-Filter Ethylhexyl Triazone (EHT) sowie der Breitspektrum-Filter Bis-Ethylhexyloxyphenol Methoxyphenyl Triazine (BEMT). Beides sind lipophile Verbindungen mit einer gewissen Löslichkeit in kosmetischen Ölen. Ein weiterer Vertreter der 1,3,5-Triazin Klasse ist Tris-Biphenyl-Triazine (TBPT), welches extrem geringe Löslichkeit in Öl und in Wasser aufweist und darum als wässerige Dispersion pigmentartiger Partikel hergestellt wird. Im Kontext der in Sonnenschutzmitteln verwendeten UV-Absorber gehören die genannten Triazin-Derivate mit zu den photostabilsten Verbindungen, die auch nach ausgedehnter UV-Bestrahlung in der Regel zu mehr als 80% wiedergefunden werden. Damit bei den Sonnenschutzmitteln die Minimalanforderungen für UVA-Schutz erreicht werden können, wird außerdem meist noch ein UVA-Absorber wie beispielsweise Butylmethoxydibenzoylmethane (BMDBM) oder Diethylamino Hydroxybenzoyl Hexyl Benzoate (DHHB) zugesetzt. Im Vergleich zu DHHB zeigt BMDBM eine ziemlich schwache Photostabilität und kann darüberhinaus auch die Photostabilität der anderen im Sonnenschutzpräparat enthaltenen Filter beeinflussen. Daher wird zur Stabilisierung von BMDBM häufig BEMT eingesetzt, das den angeregten Zustand von BMDBM quenchen und dadurch den Photoabbau reduzieren kann. Allerdings ist bisher wenig darüber bekannt, was mit BEMT bei diesem Prozess geschieht. Darum haben wir den Einfluss von BMDBM auf die Photokinetik von BEMT untersucht, ebenso auch auf die anderen Triazin-UV-Absorber, einerseits experimentell, andererseits auch mit quantenchemischen Rechnungen. Experimentell zeigte sich ein photodestabilisierender Effekt durch BMDBM auf die öllöslichen 1,3,5-Triazin basierten Filter. Im Gegensatz dazu zeigte DHHB keinerlei photodestabilisierenden Effekte und wirkte sogar photostabilisierend. Unsere experimentellen Beobachtungen sind im Einklang mit den quantenchemischen Rechnungen, die z.B. zeigten, dass ein Triplet-Triplet Energietransfer von den Triazinen auf DHHB wahrscheinlich ist. Diese Studie zeigt, dass die Untersuchung von Photostabilisierungs- bzw. Photodestabilisierungsmechanismen helfen kann, um die für ein effizientes und sicheres Sonnenschutzmittel vorteilhafte Filterkombination auswählen zu können.

Lecture Language: German Category: Personal Care / Skin Care Nanoskalierte Kolloidale Systeme ((NSKS) weisen Strukturen auf mit einem Durchmesser < 500 nm. Die NSKS für die Anwendung auf der Haut stehen derzeit im Zentrum der Aufmerksamkeit und man erwartet, dass sie breiter angewendet werden auf Grund ihrer Vorteile. Hinsichtlich der Anwendung der NSKS in der Kosmetik muss man unterscheiden zwischen den gewünschten Effekten: auf oder in der Haut. Die Hauptbarriere der Haut, das Stratum corneum (SC) muss überwunden werden, wenn die kosmetischen Wirkstoffe (KW) in bestimmte Hautschichten penetrieren sollen. Da das SC eine der dichtesten Barrieren des humanen Körpers darstellt, müssen die NSKS diese Barriere überwinden, wenn sie in der Haut wirken sollen. Zu diesem Zweck wurden in der Kosmetik die folgenden NSKS entwickelt: Nanopartikel (NP), Nanokristalle, Nanoemulsionen, Mikroemulsionen (ME) und liposomale Systeme. Die NSKS weisen besondere Vorteile für die Anwendung von extrem hydrophilen KW, z.B. von Peptiden, und von extrem lipophilen KW, z.B. von Ceramiden (CER), auf (see Neubert, 2011). Neue Einblicke in die Nanostruktur des SC in den letzten Jahren sind die Grundlage für Entwicklung neuer effektiver und verträglicher NSKS mit dem Ziel die Interaktionen zwischen dem SC und diesen NSKS zu verstehen. Im Vortrag werden die Potentiale der verschiedenen NSKS für die Anwendung der relevanten KW aufgezeigt. Die ME weisen für die Anwendung der KW ein großes Potential auf. Die NP können dagegen für das SC targeting lipophiler KW (z.B. der CER) und die ME. Cerosomen bieten große Vorteile für die Inkorporation der CER in die SC-Lipide. Es bestehen jedoch noch eine Reihe offener Fragen hinsichtlich der NSKS, die gelöst werden müssen, wie z.B.: Verständnis deren Transportmechanismen, deren Toxikologie und die Vereinfachung ihrer Herstellung. Neubert RHH (2011) Potentials of new nanocarriers for dermal transdermal drug delivery. Eur J Pharm Biopharm 77: 1–2

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