Unsere Posterausstellung

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und umfassenden Charakterisierung kationisch funktionalisierter, biologisch abbaubarer Polyvinylalkohole (PVA) für nachhaltige Haarpflegeformulierungen. Da häufiges Haare färben zu schneller Farbverblassung beim Waschen führt, besteht ein großer Bedarf an wirksamen Filmbildnern, die Farbpigmente länger im Haar halten. Weil die Haaroberfläche überwiegend negativ geladen ist, sind kationische Polymere besonders geeignet, um eine starke elektrostatische Anlagerung und damit einen stabilen, schützenden Film zu gewährleisten. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die Umweltverträglichkeit kosmetischer Rinse-off-Produkte, da sie direkt in Gewässer gelangen. Biologisch abbaubares PVA, bekannt für gute Filmbildung, breite industrielle Anwendung und einfache chemische Modifizierbarkeit, bietet hierfür eine vielversprechende Basis.

Die Synthese funktionalisierter PVA-Derivate wurde mithilfe verschiedener chemischer Strategien durchgeführt, wodurch kationische Gruppen eingeführt werden konnten, während die inhärenten Eigenschaften des Polymers erhalten blieben. Die strukturelle und physikochemische Charakterisierung erfolgte mittels ¹H- und ¹³C-NMR Spektroskopie, Elementaranalyse und Gelpermeationschromatographie. Die biologische Abbaubarkeit wurde anhand etablierter Tests, wie beispielsweise OECD 301, untersucht, um die ökologische Verträglichkeit sicherzustellen. Darüber hinaus wurden praktische Anwendungstests an natürlichen und gefärbten Haarsträhnen durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit unter realistischen Bedingungen zu bewerten.

Die funktionalisierten PVA-Derivate sollen eine erhöhte Haaraffinität, eine verbesserte Haftung der Schutzfilme sowie einen Beitrag zu wahrnehmbarer Haarpflege zeigen. Diese Arbeit hebt das Potenzial von funktionalisiertem, biologisch abbaubarem PVA hervor, effektive kosmetische Leistungsfähigkeit mit ökologischer Verantwortung zu verbinden, und bietet damit eine vielversprechende Plattform für die Entwicklung innovativer, umweltfreundlicher Haarpflegeprodukte.

Einleitung: Es besteht eine kritische Lücke zwischen der Verbrauchernachfrage nach nachhaltigen Inhaltsstoffen und dem Festhalten der Industrie am „Weiß-Standard“. Da die Beschaffung kosmetischer Rohstoffe zunehmend Upcycling-Nebenprodukte einschließt, verleihen diese Materialien von Natur aus cremefarbene, braune oder andere natürliche Farbtöne. Obwohl die Verbraucherakzeptanz für naturfarbene Produkte steigt, zögern Fachleute in der Industrie oft, sie zu verwenden. Dieses Zögern resultiert aus einem technischen Bias, bei dem Farbabweichungen als Instabilität angesehen werden. Infolgedessen werden wirksame Inhaltsstoffe oft übermäßig verarbeitet, was wertvolle bioaktive Stoffe entzieht, oder komplett abgelehnt, um eine sterile Ästhetik aufrechtzuerhalten.

Methodik: Diese Forschung konzentriert sich auf eine Umfrage zur Wahrnehmung unter Formulierern, die bei Kosmetikwissenschaftlern und Sicherheitsbewertern durchgeführt wurde, um die „Farbresistenz“ (die Zurückhaltung gegenüber nicht-weißer Ästhetik) zu messen. Ziel ist es, die Ursachen für Hindernisse bei der Formulierung zu identifizieren und dabei zwischen Ablehnungen aufgrund echter Stabilitäts- oder Sicherheitsrisiken und solchen aufgrund tief verwurzelter ästhetischer Konventionen zu unterscheiden.

Diskussion & Erwartete Ergebnisse: Durch die Analyse der Umfragedaten zur Farbresistenz skizziert diese Forschung regulatorische Strategien und identifiziert kritische Lücken in der Industrie:
– Bewältigung regulatorischer Herausforderungen: Diskussion darüber, wie ästhetische Voreingenommenheit Sicherheitsbewertungen (z. B. den Kosmetiksicherheitsbericht / CPSR) erschwert, und Etablierung von Rahmenbedingungen, damit natürliche Färbung nicht als oxidatives Versagen fehlinterpretiert wird.
– Neudefinition der Akzeptanz: Befürwortung breiterer, sicherer Akzeptanzkriterien in Produktspezifikationen basierend auf den Erkenntnissen der Umfrage.
– Zukünftige Validierung: Hervorhebung der Notwendigkeit objektiver Quantifizierungsmethoden (z. B. digitale Farbanalyse), um subjektive visuelle Kriterien bei Haltbarkeitsprüfungen zu ersetzen.

Fazit: Die Neudefinition der standardmäßigen kosmetischen Ästhetik ist entscheidend für die Nachhaltigkeit. Durch die Quantifizierung des Stabilitäts-Bias und die Etablierung regulatorischer Rahmenbedingungen für naturfarbene Produkte befähigt diese Forschung R&D-Teams, mit Zuversicht zu innovieren und sicherzustellen, dass umweltbewusste Formulierungen konform, stabil und authentisch sind.

Jede neue Formulierung, die effektiv als System für gezielte Therapien dienen könnte, ist wünschenswert. Die weitverbreitete Anwendung von Emulsionen in der pharmazeutischen und kosmetischen Technologie beruht auf ihrer Fähigkeit, Substanzen mit unterschiedlicher Polarität gleichzeitig zu transportieren. Eine wesentliche Einschränkung dieser Systeme bleibt jedoch ihre geringe physikalische Stabilität, die auf die thermodynamische Tendenz zur Phasentrennung zurückzuführen ist. Auf der Suche nach stabileren Trägersystemen für Wirkstoffe wurde das Konzept der Emulgele entwickelt – hybride Systeme, die die Eigenschaften von Gelen und Emulsionen kombinieren. Diese Formulierungen gewinnen insbesondere in der topischen Anwendung Aufmerksamkeit aufgrund ihrer ausgezeichneten sensorischen Eigenschaften, wie leichte Konsistenz und schnelle Absorption, bei gleichzeitig fehlender unangenehmer Fettigkeit. Wichtig ist, dass die Struktur von Emulgel eine präzise Kontrolle des Freisetzungsprofils aktiver Inhaltsstoffe ermöglicht.

Ziel der vorliegenden Studie war die Bewertung neuer cholesterinbasierter Tenside hinsichtlich ihrer Fähigkeit, Emulgele zu stabilisieren. Die Arbeit umfasste zwei Hauptphasen. Die erste Phase bezog sich auf die Bestimmung der Oberflächenaktivität der synthetisierten Verbindungen, um deren Verhalten als klassische Tenside zu überprüfen. Die zweite Phase konzentrierte sich auf den Einsatz dieser Verbindungen als Emulgel-Stabilisatoren. Zur Validierung der Formulierungen wurden Stabilitätstests durchgeführt, die mikrobiologische Reinheit überprüft und zentrale physikochemische Eigenschaften, wie Dichte und pH-Wert, bestimmt.

Die durchgeführten Untersuchungen bestätigten, dass die synthetisierten Cholesterinderivate eine hohe Oberflächenaktivität aufweisen und erfolgreich als effektive Stabilisatoren in Emulgel-Systemen eingesetzt werden können. Die erhaltenen Formulierungen zeichneten sich durch hohe physikalische Stabilität und wünschenswerte physikochemische Parameter aus, was sie zu einer vielversprechenden Alternative zu klassischen topischen Systemen macht.

Kosmetische Emulsionen müssen eine Vielzahl an Anforderungen erfüllen. Neben Konstanz bei Stabilität, Viskosität und Erscheinungsbild spielen auch die Wirksamkeit auf der Haut und die Akzeptanz durch die Kundinnen und Kunden eine große Rolle. Dafür werden in jede kosmetische Formulierung eine Vielzahl von Inhaltsstoffen eingearbeitet. Dies setzt einen aufwendigen Entwicklungsprozess im Labor voraus. Anschließend erfolgt der Scale-up-Prozess bis zum Produktionsmaßstab. Dabei können verschiedene Mischanlagen mit unterschiedlichen Größen, Geometrien und Leistungseinträgen einen großen Einfluss auf das mikroskopische und makroskopische Erscheinungsbild der kosmetischen Formulierung haben. Hier können Unterschiede die Stabilität und Viskosität beeinflussen und somit die Produktqualität stark beinträchtigen.
Das Ziel des hier vorgestellten Projektes ist es daher, die Prozessparameter bei der industriellen Herstellung von kosmetischen Emulsionen zu charakterisieren und anzupassen. Durch die Entwicklung verschiedener Methoden zur Bestimmung der Tröpfchengrößenverteilung der inneren Phase der Emulsion können entscheidende Rückschlüsse über den Herstellungsprozess gezogen werden [1]. Dadurch können Mischzeiten und Rührgeschwindigkeiten einfacher angepasst werden und gegebenenfalls reduziert werden. Diese Methoden vereinfachen den Vergleich der Emulsionen direkt nach der Herstellung. Die Analyse der Tröpfchengrößenverteilung in einem detaillierten Scale-up Verfahren kann die Produktqualität zusätzlich steigern und Fehlchargen vermeiden.
Damit wird ein entscheidender Beitrag geleistet zur besseren Beschreibung und Durchführung von Scale-up-Prozessen bei der Herstellung von kosmetischen Emulsionen. Durch diese Methoden können die Anpassungen der Prozessparameter besser eingeordnet und überprüft werden, was dazu beitragen kann, dass Rührgeschwindigkeiten und Mischzeiten reduziert werden können. Dadurch können Prozesskosten gesenkt sowie die Batchanzahl/Produktionsmenge erhöht werden und es wird ein Beitrag zu energiesparenden, nachhaltigen Herstellungsmethoden geleistet.

[1] Werner, J., et al: Charakterisierung und Optimierung von Scale-up Kriterien für verschiedene Mischanlagen zur Herstellung kosmetischer Emulsionen: Poster auf dem Jahrestreffen der DECHEMA – Fachgruppe Mischvorgänge, Frankfurt am Main (2026)

Die Wirksamkeit von Hautbarriere schützenden Produkten wird üblicherweise mithilfe von Vorbehandlungsmodellen in Kombination mit standardisierten Irritans Belastungen beurteilt. Der Einfluss der Anwendungshäufigkeit vor der Irritation wird dabei jedoch nur selten systematisch untersucht. Ziel dieser Studie war es, ein intraindividuelles, dosis und frequenzabhängiges Vorbehandlungsdesign am Unterarm anzuwenden, um die Schutzwirkung einer Wundschutzcreme bei Exposition gegenüber 0,5?% Sodiumdodecylsulfat (SDS) im Vergleich zu unbehandelter Haut zu evaluieren.
Bei 29 gesunden weiblichen Probandinnen mit trockener Haut wurden vier Testareale auf den volaren Unterarmen angelegt: ein unbehandeltes Kontrollareal sowie drei Areale, die mit dem Prüfprodukt entsprechend mit unterschiedlichen Anwendungshäufigkeiten (einmal, zweimal oder dreimal) innerhalb von 24?Stunden vor der Irritationsbelastung vorbehandelt wurden. Die Produktapplikationen erfolgten unmittelbar nach der Baseline Messung/Evaluierung (Tag?0), am Abend von Tag?0 sowie 2?Stunden vor der nächsten Messung/Evaluierung an Tag?1. Die Hautbarrierefunktion sowie Hautirritation wurden mittels transepidermalem Wasserverlust (TEWL) und visueller Erythem Bewertung zu Baseline 1 (t0), 2?Stunden nach der letzten Applikation vor SDS-Provokation (Baseline 2/t1) sowie 24?Stunden nach Entfernung eines 0,5?% SDS Patches (t2) beurteilt. Die Daten zu t1 und t2 wurden relativ zu Baseline (t0) berechnet; zusätzlich wurde t2 relativ zu t1 ausgewertet, um den post-Irritans-Effekt unabhängig vom akuten Produkteffekt vor SDS abzubilden.
24?Stunden nach der Irritation zeigten alle vorbehandelten Areale im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle statistisch signifikant niedrigere TEWL Werte und Erythem Scores, was auf eine signifikante Schutzwirkung des Prüfprodukts hinweist, die bereits nach einer einzigen Applikation nachweisbar war.
Dieses dosis frequenzabhängige Vorbehandlungsmodell stellt einen robusten und reproduzierbaren Ansatz zur Untersuchung des Hautbarriere-Schutzes unter akuter Irritans Belastung dar. Über den reinen Wirksamkeitsnachweis hinaus ermöglicht das Studiendesign die Differenzierung anwendungsabhängiger Schutzeffekte und unterstützt damit die Relevanz für Claim Untermauerung und Produktempfehlungen.

Background: Ziel dieser In-vivo-Studie war die quantitative Bewertung des Einflusses zweier topischer Hautpflegeprodukte (Produkt A: Massageöl; Produkt B: Körperlotion) auf kollagenassoziierte Strukturparameter der epidermalen Basalmembran im Vergleich zu unbehandelter Haut.
Methods: In einer explorativen, kontrollierten und randomisierten Pilotstudie wurden fünf weibliche Probandinnen (Alter: 44–60 Jahre; Mittelwert 51,4 ± 6,5 Jahre) einbezogen. Untersucht wurden fünf definierte Testareale an den volaren Unterarmen. Die Probandinnen wendeten gemäß Randomisierungsschema auf zwei definierten Testarealen über acht Wochen hinweg zweimal täglich die Testprodukte an. Drei weitere Areale dienten als unbehandelte Kontroll- und Baseline-Referenzen. Die Probengewinnung erfolgte mittels Suction-Blister-Technik zu Baseline (t0) und nach acht Wochen (t1). Die Blisterdächer wurden anschließend an ihrer dermalen Seite mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) analysiert, um kollagenassoziierte Strukturparameter der epidermalen Basalmembran zu beurteilen.
Results: Die morphologische Analyse der REM-Bilder zeigte eine konsistente Zunahme der Kollagendichte in den behandelten Arealen im Vergleich zum unbehandelten Kontrollareal nach 8 Wochen. Zwischen den Produkten zeigten sich differenzierte Effekte: Produkt A führte zu einer stärker lokalisierten Verdichtung und Bündelung der Kollagenfasern, während Produkt B eine homogenere, flächigere Zunahme der Kollagenverteilung mit reduzierter Heterogenität bewirkte. Die quantitative Auswertung bestätigte insgesamt eine relative Zunahme kollagenassoziierter Strukturparameter im Vergleich zum unbehandelten Kontrollareal. Für Produkt A wurde eine relative Steigerung zwischen 3?% und 20?% (Mittelwert 13?%) beobachtet, während Produkt B stärkere Effekte zwischen 12?% und 28?% (Mittelwert 22?%) im Vergleich zum Kontrollareal aufwies. In den elektronenmikroskopischen Aufnahmen waren bei den fünf Probandinnen altersabhängige Variationen kollagenassoziierter Strukturparameter erkennbar. Im unbehandelten Kontrollareal wurden nach 8 Wochen keine relevanten strukturellen Veränderungen festgestellt.
Conclusion: Beide getesteten Produkte führten unter kontrollierten Bedingungen zu messbaren, quantifizierbaren Zunahmen kollagenassoziierter Strukturparameter. Dabei zeigten Produkt A und Produkt?B unterschiedliche strukturelle Antwortmuster, wobei Produkt?A durch eine stärkere Faserverdichtung und Produkt?B durch eine homogenere Netzwerkorganisation gekennzeichnet war. Aufgrund der kleinen Stichprobe bedürfen die beobachteten Effekte einer Bestätigung in größeren, statistisch abgesicherten Studien.

Hintergrund:
Während die Effekte klassischer Hautpflegeformulierungen wie Emulsionen und Cremes gut untersucht sind, liegen für ölbasierte Produkte wie Massageöle bislang nur begrenzte wissenschaftliche Daten vor, insbesondere hinsichtlich ihrer Wirkung auf die ultrastrukturelle Organisation der Hautbarriere. Gleichzeitig ermöglichen neuartige analytische Methoden erstmals eine kombinierte Bewertung von Lipidzusammensetzung und lamellarer Organisation, wurden jedoch für solche Formulierungen bisher kaum eingesetzt.
Ziel:
Ziel dieser Studie war die Untersuchung des Einflusses eines Pflanzenöl-basierten Massageöls auf epidermale Barrierefunktion, Hydratation sowie Lipidzusammensetzung und -organisation im Stratum corneum im Vergleich zu unbehandelter Haut zu evaluieren.
Methoden:
In einer randomisierten, kontrollierten intraindividuellen Studie wurden 12 gesunde Probanden (Durchschnittsalter 47 Jahre) untersucht. Die Hautbarriere wurde durch eine 7-tägige Vorbehandlung mit einem SDS-haltigen Reinigungsprodukt gezielt gestört. Anschließend wurde ein Massageöl über 2 Tage zweimal täglich auf einen Unterarm appliziert, während der kontralaterale Arm unbehandelt blieb. Die Hydratation des Stratum corneum wurde mittels Corneometrie bestimmt. Die Analyse erfolgte mittels Lipbarvis®?TEM (ultrastrukturelle Organisation) und Lipbarvis®?LIP (Lipidzusammen-setzung).“
Ergebnisse:
Die Behandlung führte zu einer signifikanten Erhöhung der Hydratation (+29,1 %, p<0,001), einer deutlichen Zunahme der interzellulären Lipidlamellen (+116,6 %, p<0,001) sowie einem signifikanten Anstieg des Gesamtlipidgehalts (+17,2 %, p<0,001). Hierbei zeigten sich folgende Zunahmen bei den einzelnen untersuchten Lipiden: Cholesterol (+12%), Freie Fettsäuren (+27%), Ceramid EOS (+17% ), Ceramid AP (15%). Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, dass die getestete Pflanzenöl-basierte Formulierung die epidermale Barrierefunktion effektiv verbessern kann. Die kombinierte Methodik erlaubt erstmals eine umfassende ultrastrukturelle Charakterisierung dieser Effekte.

Tägliche Haarschädigungen erhöhen die statische Aufladung, was zu Rauheit und verminderter Kämmbarkeit führt. Konditionierungsmittel zielen darauf ab, diese Ladungen zu neutralisieren, um das Haar geschmeidiger und leichter kämmbar zu machen. Konventionelle Wirkstoffe wie Behentrimoniumchlorid (BTAC) gelten jedoch als umstritten, da sie häufig aus nicht erneuerbaren Rohstoffen unter Verwendung organischer Lösungsmittel synthetisiert werden.
Ziel dieser Studie war die Bewertung der Wirksamkeit eines neuen Pflegestoffs, eines Alkylpolyetheraminoesters (APAE), der in einem firmeneigenen Verfahren unter Berücksichtigung der Prinzipien der Grünen Chemie synthetisiert wurde. Blondierte Haarsträhnen, die entweder nur mit Shampoo behandelt wurden oder unbehandelt blieben (Kontrollgruppe), wurden vergleichend mit Pflegeformulierungen untersucht, die jeweils 2 % BTAC bzw. 2 % APAE enthielten.
Zur Beurteilung der Pflegewirkung wurden die Kämmbarkeit (durchschnittliche Kraftaufwendung), die Haarresistenz nach dem Bürsten (Anzahl gebrochener Haarfasern), die Frizz-Reduzierung (Bildanalyse) sowie die Oberflächenreibung (Energieaufwand zur Bewegung des Haares innerhalb eines Rings) ermittelt.
Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl APAE als auch BTAC die Kämmbarkeit im feuchten und trockenen Zustand im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant verbesserten (p < 0,001). Die Haarfaserresistenz nach 10.000 Bürstenzyklen verdeutlichte, dass die Behandlung mit APAE- und BTAC-Formulierungen die Anzahl gebrochener Haarfragmente im Vergleich zur Kontrolle signifikant reduzierte (p < 0,001). Zudem wiesen die APAE- und BTAC-Gruppen sowohl unmittelbar (p < 0,0001) als auch nach 24 Stunden (p < 0,05) eine signifikante Verringerung von Frizz auf. Hinsichtlich der Oberflächenreibung (Haarweichheit) bewirkten beide Wirkstoffe im nassen Haar eine signifikante Reduktion (p < 0,0001). Im trockenen Zustand reduzierte die APAE-Gruppe die Reibung signifikant stärker (p < 0,05) als die BTAC- und die Kontrollgruppe. Die Ergebnisse für den Alkylpolyetheraminoester unterstreichen sein Potenzial als wirksame und nachhaltige Alternative zu herkömmlichen Konditionierungsmitteln.