New generation natural face cream formulation: development and in vitro evaluation

Abstract

Abstract Aim; In developing societies, acne, blemish, wrinkle formation in the face area and the deteriorating structure of the skin require constant care. Acne and scars are observed due to increased sebum formation and microorganisms. In addition, dark spots on the skin develop due to excess melanin. We aimed to develop a face cream formula containing Rosa damascena Mill. and Avena Sativa L (oat). Method; Cream formulations were prepared using three components (surfactant, oil phase, water phase) by emulsification method. HLB values of the formulations were calculated based on oil phase concentration. Reliability of the components used in the formulation was calculated using MoS values PODsys / (SED*cons.%). It was calculated based on the resistance to shear with a rotational viscometer. Physicochemical properties were tested under different climate conditions for 3 months. Total bacteria and fungi analyses were reported as CFU/g for Staphylococcus aureus, aerobic mesophilic (bacteria, yeast mold), Escherichia coli, Pseudomonas aeroginosa, Candida albicans using pour plate method. Results; The result of organoleptic control of cream formulations showed that nine formulations formed homogeneous and single phase stable creams. The tenth formulation showed phase separation observed in creams due to wrong emulsifier selection. According to the spreadability and fluidity properties, viscosity values in FC-F-7 formulation varied between 1944.5 ± 342.3 cP and 40953.0 ± 1787.0 cP. These results showed that cetyl alcohol increased viscosity compared to beeswax and paraffin wax. As a result of the search for a cream formulation with suitable physicochemical properties for face area, FC-F-7 formulation was developed. Conclusion; It has been found that fatty esters have an effect on physical properties such as rheology and spreadability when developing cream formulations. In cream formulations to be developed for the face area, the design and development of formulations with natural ingredients that have proven their reliability and stability have been carried out.

Keywords

• Avena Sativa L
• Emulsions
• Facial Cream
• Microbiological analysis
• Rosa damascena Mill.

Yeni Nesil Doğal Yüz Kremi Formülasyonu: Geliştirilmesi ve İn Vitro Değerlendirilmesi

Abstract

Giriş ve Amaç: Gelişen toplumlar yüz bölgesinde sivilce, leke, kırışıklık oluşumu ve cildin bozulan yapısı nedeni ile sürekli bakıma ihtiyaç duymaktadır. Sebum oluşumunun artması ve mikroorganizmalar nedeni ile akne ve izleri oluşumu gözlemlenmektedir. Ayrıca ciltte koyu lekeler, aşırı melanin nedeniyle gelişir. Rosa damascena Mill. ve, Avena sativa L (yulaf) içeren yüz krem formülü geliştirmeyi ve geliştirilen ürünün antimikrobiyal koruyucularının halk sağlığı için uygunluğunu test etmeyi amaçladık. Gereç ve Yöntemler: Krem formülasyonları temel olarak üç bileşen (yüzey aktif madde, yağ fazı, su fazı) kullanılarak emülsifikasyon yöntemi ile hazırlanmıştır. Formülasyonların HLB değereleri yağ fazı konsantrasyonundan hareketle hesaplandı. Formülasyyon içerisinde kullanılan bileşenleri güvenilirlikleri MoS değerleri PODsys /(SED*cons.%) üzerinden hesaplandı. Rotasyonal bir vizkozimetre ilekrem formülasyonlarının viskoziteleri kaymaya karşı gösterdiği direnç üzerinden hesaplandı. 3 ay süresince farklı iklim koşullarında fizikokimyasal özellikleri test edildi. Dökme plaka yöntemi kullanılarak Staphylococcus aureus, aerobik mezofilik (bakteri, maya küfü), Escherichia coli, Pseudomonas aeroginosa, Candida albicans için toplam bakteri ve mantar analizleri CFU/g olarak raporlandı. Bulgular: Krem formülasyonlarının organoleptik kontrolleri sonucunda dokuz formülasyonun homojen ve tek fazlı stabil kremler hazırlandı. Onuncu formülasyon emülgatör seçiminin yanlış yapılması nedeni ile kremlerde gözlemlenen faz ayrışması gözlemlendi. Sürülebilirlik ve reolojik özelliklerinden elde edilen sonuçlarına göre FC-F-7 formülasyonunda viskozite değerleri 1944.5 ± 342.3 cP ile 40953.0 ± 1787.0 cP arasında değişmiştir. Bu değerler göstermiştir ki setil alkol’ün viskozite üzerine etkisi arı mumu ve parafin mumu’na göre daha fazla artırmıştır. Sonuç: Yağ esterleri krem formülasyonlarının reoloji, sürülebilirlik gibi fiziksel özellikleri üzerinde etkili olduğu bulunmuştur. Yüz bölgesi için geliştirilecek krem formülasyonlarında doğal bileşenler ile güvenilirliği ve stabilitesini kanıtlamış formülasyonların tasarımı ve geliştirilmesi gerçekleştirilmiştir.

Keywords

• Avena Sativa L.
• Emülsiyon
• Mikrobiyolojik analiz
• Rosa damascena Mill.
• Yüz Kremi

Ethical Statement

Herhangi bir etik ihlali yapılmadığını beyan ederim

References

1. 1. S. Del Bino, C. Duval, et.al, “Clinical and Biological Characterization of Skin Pigmentation Diversity and Its Consequences on UV Impact”, International Journal of Molecular Sciences, c. 19, sy 9, Art. sy 9, Sep. 2018, doi: 10.3390/ijms19092668.
2. 2. Martin, Alicia R., et al. "An unexpectedly complex architecture for skin pigmentation in Africans." Cell 171.6 (2017): 1340-1353. doi:10.1016/j.cell.2017.11.015.
3. 3. Solano, Francisco. "Photoprotection and skin pigmentation: Melanin-related molecules and some other new agents obtained from natural sources. Molecules 25.7 (2020): 1537. c. 25, sy 7, Art. Sy 7,. 2020, doi: 10.3390/molecules25071537.
4. 4. Panzella, Lucia, and Alessandra Napolitano. "Natural and bioinspired phenolic compounds as tyrosinase inhibitors for the treatment of skin hyperpigmentation: Recent advances. " Cosmetics 6.4 (2019): 57., c. 6, sy 4, Art. Sy 4, Dec. 2019, doi: 10.3390/cosmetics6040057.
5. 5. Kovacheva, N., Krasimir Rusanov, and Ivan Atanassov. "Industrial cultivation of oil bearing rose and rose oil production in Bulgaria during 21st century, directions and challenges." Biotechnology & Biotechnological Equipment, 24.2 (2010): 1793-1798., c. 24, sy 2, ss. 1793-1798, Jan. 2010, doi: 10.2478/V10133-010-0032-4.
6. 6. Diadora, W. C., Saragih, A. D., Martinus, A. R., & Ikhtiari, R. (2020). Potential Effect of Avena sativa’s Cream on Skin Hydration. no. Ichimat, 2019, 317-324.
7. 7. Denkova, Z. R., Denkova-Kostova, R. S., et al. "Antimicrobial activity of plant extracts of rose by-products from the essential oil industry against saprophytic and pathogenic microorganisms." Bulg. Chem. Commun 54 (2022): 95-101. Papadaki, N. Kopsahelis, D. M. G. Freire, I. Mandala, and A. A. Koutinas, “Olive Oil Oleogel Formulation Using Wax Esters Derived from Soybean Fatty Acid Distillate”, Biomolecules, c. 10, sy 1, Art. sy 1, Jan. 2020, doi: 10.3390/biom10010106.
8. 8. Ibrahım, B., & Kurt, A. A. (2024). Mikrobiyolojik Olarak Test Edilmiş Bitkisel Ekstraktlar ve Esansiyel Yağlar ile Saç Dökülmesine Karşı Doğal Şampuan Formülasyon Geliştirilmesi. Journal of Immunology and Clinical Microbiology, 9(1), 12-23. https://doi.org/10.58854/jicm.1402811.

9. 9. Aslan, I. (2007). Plants and Cosmetics. Fitomed, 3, 49-51.
10. 10. Özdemir, E., Aslan, İ., Çakıcı, B., Türker, B., & Çelik, C. E. (2018). Microbiological property evaluation of natural essential oils used in green cosmetic industry. Current Perspectives on Medicinal and Aromatic Plants, 1(2), 111-116.
11. 11. Günal, M. Y., Ayla, Ş., Bedri, N., Beker, M. Ç., Çağlayan, A. B., Aslan, İ., ... & Kılıç, Ü. (2019). The effects of topical liposomal resveratrol on incisional and excisional wound healing process. TURKDERM-Turkish Archives of Dermatology and Venereology. https://doi.org/10.4274/turkderm.galenos.2019.82612.
12. 12. Kurt A, Ibrahim B. Development and Microbiological Evaluation of Natural Diaper Rash (Diaper Dermatitis) Cream Formulations. Journal of Immunology and Clinical Microbiology. 2024;9(1):1-11. doi: 10.58854/jicm.1402773.
13. 13. Becker, L. C., Bergfeld, W. F., Belsito, D. V., Hill, R. A., Klaassen, C. D., Liebler, D. C., ... & Heldreth, B. (2019). Safety assessment of Avena sativa (oat)-derived ingredients as used in cosmetics. International journal of toxicology, 38(3_suppl), 23S-47S. https://doi.org/10.1177/1091581819889904.
14. 14. Aslan, İ., & Kurt, A. A. (2021). In-vitro comparison release study of novel liposome and conventional formulation containing Rosmarinus officinalis extract. Current Perspectives on Medicinal and Aromatic Plants, 4(1),13-21. https://doi.org/10.38093/cupmap.848115.
15. 15. Aslan, İ., & Kurt, A. A. (2020). Characterization and Optimization of Phytosome Formulation Containing Alcohol-free Umckalin from Pelargonium sidoides. Current Perspectives on Medicinal and Aromatic Plants, 3(1), 49-53. https://doi.org/10.38093/cupmap.737878.
16. 16. Ethemoglu, M. S., Seker, F. B., Akkaya, H., Kilic, E., Aslan, I., Erdogan, C. S., & Yilmaz, B. (2017). Anticonvulsant activity of resveratrol-loaded liposomes in vivo. Neuroscience, 357, 12-19. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2017.05.026.
17. 17. Özcan, P., Fıçıcıoğlu, C., Yıldırım, Ö. K., Özkan, F., Akkaya, H., & Aslan, İ. (2015). Protective effect of resveratrol against oxidative damage to ovarian reserve in female Sprague–Dawley rats. Reproductive biomedicine online, 31(3), 404-410. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2015.06.007.
18. 18. Kurt A, Aslan I, et al., Next-Generation Natural Baby Barrier Cream Formulations; Physicochemical Analysis and Safety. Journal of Cosmetic Science. 2021; 72(2):173-188.
19. 19. do Amaral Sobral, Paulo José, et al. "Rheological and viscoelastic properties of chitosan solutions prepared with different chitosan or acetic acid concentrations." Foods 11.17 (2022): 2692.
20. 20. Türkı̇ye İlaç ve Tıbbı̇ Cı̇haz Kurumu Kozmetı̇k Ürünlerde Güvenlı̇lı̇k Değerlendı̇rmesı̇ne İlı̇şkı̇n Kılavuz Sürüm 3.0 (2020). From https://titck.gov.tr/storage/Archive/2020/contentFile/asd_ 977f480b-4a07-4e0e-bb0e-14db1fcf47d6.pdf. Erişim tarihi: 02.11.2021.
21. 21. Bashir and P. Lambert, “Microbiological study of used cosmetic products: highlighting possible impact on consumer health”, Journal of Applied Microbiology, c. 128, sy 2, ss. 598-605, Feb. 2020, doi: 10.1111/jam.14479.
22. 22. Onurdağ, Fatma Kaynak, Selda Özgen, and Duygu Abbasoğlu. "Microbiological investigation of used cosmetic samples." Hacettepe University Journal of the Faculty of Pharmacy 1 (2010): 1-16.
23. 23. Barkat Ali Khan, “Basics of pharmaceutical emulsions: A review”, Afr. J. Pharm. Pharmacol., c. 5, sy 25, Dec. 2011, doi: 10.5897/AJPP11.698.
24. 24. R. Ganguly, G. Verma, et al., “Structural, rheological and therapeutic properties of pluronic F127 hydrogel and beeswax based lavender oil ointment formulations”, Journal of Molecular Liquids, c. 365, s. 120157, Nov. 2022, doi: 10.1016/j.molliq.2022.120157.
25. 25. P. Szumała and E. Pyrz, “Emulsifying blends based on natural fats for eco-design of O/W emulsions”, Journal of Cleaner Production, c. 445, s. 141238, Mar. 2024, doi: 10.1016/j.jclepro.2024.141238.
26. 26. Rajvanshi, S. Sharma, et al., “Formulation and evaluation of Cyperus rotundus and Cucumis sativus based herbal face cream”, Pharmacologyonline, c. 2, ss. 1238-1244, Oct. 2011.
27. 27. Skowron K. Budzyńska A, et al., “Microbiological purity assessment of cosmetics used by one and several persons and cosmetics after their expiry date”, Rocz Panstw Zakl Hig, c. 68, sy 2, ss. 191-197, 2017.