1. Αποθετήριο Παραδοτέων Υποτρόφων Δράσεων ΕΣΠΑ Τριτοβάθμιας Εκπαίδευσης 2017-2023
2. Όλο το Αποθετήριο
3. Μεταδιδακτορικοί ερευνητές

Τύπος:	Κείμενο εργασίας
Τίτλος:	Ανάπτυξη καινοτόμων καλλυντικών προϊόντων με ενσωματωμένα βιοδραστικά και αντισηπτικά φυτικά συστατικά με εφαρμογή της σύγχρονης μεθόδου νανοεγκλεισμού της ηλεκτροστατικής ινοποίησης (electrospinning)
Εναλλακτικός τίτλος:	Facial cosmetic creams containing encapsulated natural extracts
Συγγραφέας:	[EL] Ελένη, Παναγιώτα - Μαρία[EN] Eleni, Panagiota
Επιβλέπων διατριβής:	[EL] Κροκίδα, Μαγδαληνή[EN] Krokida, Magdalini
Ημερομηνία:	Απρ-2019
Περίληψη:	Σκοπός της παρούσας μεταδιδακτορικής έρευνας ήταν η ανάπτυξη καλλυντικών σκευασμάτων (κρέμες προσώπου) με ενσωματωμένα φυτικά αντιοξειδωτικά και αντισηπτικά συστατικά με χρήση της καινοτόμου μεθόδου νανοεγκλεισμού της Ομοαξονικής Ηλεκτροστατικής Ινοποίησης (Coaxial Electrospinning). Με τον εγκλεισμό των εν λόγω συστατικών καθίσταται δυνατή η προστασία και η βελτίωση της βιοδιαθεσιμότητάς τους καθώς και η κάλυψη των ανεπιθύμητων ιδιοτήτων τους (π.χ. χρώμα, οσμή). Ως μήτρα εγκλεισμού χρησιμοποιήθηκε υδατικό διάλυμα β-Κυκλοδεξτρίνης κατάλληλο για χρήση σε καλλυντικά σκευάσματα. Οι επιμέρους στόχοι της παρούσας έρευνας συνοψίζονται στα εξής: • Μελέτη και αριστοποίηση της διεργασίας της ηλεκτροστατικής ινοποίησης για την παραγωγή νανοδομών με επιθυμητά χαρακτηριστικά. • Μελέτη και αξιολόγηση παραγόμενων νανοδομών. • Προσθήκη νανοδομών σε καλλυντικά προϊόντα (κρέμες προσώπου) και μελέτη της επίδρασής τους στα βασικά τους χαρακτηριστικά (όπως ρεολογία, διάρκεια ζωής, χρώμα, pH, οργανοληπτικά χαρακτηριστικά, κλπ.). Τα επιλεγμένα φυσικά πρόσθετα για την παρασκευή των καλλυντικών κρεμών προσώπου ήταν ένα υδατικό εκχύλισμά φλοιών ροδιού καθώς και εκχύλισμα τεϊόδεντρου (Tee Tree oil, TTO). Για την παραλαβή του εκχυλίσματος ροδιού, πραγματοποιήθηκε εκχύλιση με την καινοτόμο μέθοδο των υπερήχων σε αποξηραμένους φλοιούς ροδιού. Το εκχύλισμα ΤΤΟ που χρησιμοποιήθηκε ήταν εμπορικά διαθέσιμο καθώς επίσης και το υδατικό διάλυμα β – κυκλοδεξτρίνης. Οι παραχθείσες, με τη μέθοδο της Ομοαξονικής Ηλεκτροστατικής Ινοποίησης, νανοίνες αξιολογήθηκαν με τις μεθόδους του Ηλεκτρονικού Μικροσκοπίου Σάρωσης (Scanning Electron Microscopy – SEM), της Διαφορικής Θερμιδομετρίας Σάρωσης (Differential Scanning Calolimetry – DSC) και με υπολογισμό του ποσοστού εγκλεισμού. Στη συνέχεια έγινε επιλογή των βέλτιστων συνθηκών για την παραγωγή των εν λόγω ινών με κριτήριο το χαρακτηρισμό και στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε η παραγωγή της απαιτούμενης ποσότητας για την ανάπτυξη των καλλυντικών κρεμών προσώπου. Προέκυψαν τρεις διαφορετικές κρέμες, η κρέμα με κωδικό Τ (κρέμα βάση με νανοΐνες εγκλεισμένου ΤΤΟ), η κρέμα με κωδικό P (κρέμα βάση με νανοΐνες εγκλεισμένου εκχυλίσματος ροδιού), και η κρέμα με κωδικό C (κρέμα βάση). Δείγματα και από τις τρεις κρέμες τοποθετήθηκαν σε θαλάμους ελεγχόμενης θερμοκρασίας σε 5℃, 25℃ και 45 ℃ για μέγιστο χρονικό διάστημα 50 ημερών, με σκοπό να μελετηθεί η σταθερότητα των καλλυντικών κρεμών και η επίδραση των φυσικών προσθέτων σε αυτές στις διαφορετικές συνθήκες αποθήκευσης. Μετά την παρασκευή των καλλυντικών κρεμών (χρόνος 0 ημέρες) πραγματοποιήθηκε η πρώτη δειγματοληψία. Στη συνέχεια ακολούθησε δειγματοληψία στις 30 ημέρες και τέλος στις 50 ημέρες. Σε όλα τα δείγματα πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις μικροβιακής ανάλυσης, μέτρηση του pH και του χρώματος τους, καθώς και χαρακτηρισμός της ιξωδοελαστικής συμπεριφοράς τους με τη μέθοδο της Δυναμικής Μηχανικής Ανάλυσης (Dynamic Mechanical Analysis – DMA). Από τα αποτελέσματα των μετρήσεων για την αξιολόγηση των καλλυντικών κρεμών προέκυψε ότι όλες οι κρέμες είναι κατάλληλες για χρήση από τους καταναλωτές δεδομένου ότι δεν παρουσίασαν μικροβιακή επιμόλυνση κατά τη διάρκεια αποθήκευσης τους στις διαφορετικές θερμοκρασίες. Σε αντίστοιχο συμπέρασμα οδηγούμαστε και από τις μετρήσεις αξιολόγησης των οργανοληπτικών τους χαρακτηριστικών (pH και χρώμα) καθώς και των μετρήσεων για την αξιολόγηση της υφής. Συγκεκριμένα, οι μικρές διακυμάνσεις που παρατηρήθηκαν στις κρέμες που περιείχαν τα φυτικά πρόσθετα ήταν εντός των επιθυμητών ορίων χρήσης και οφείλονται στην σταδιακή αποδέσμευση των βιοδραστικών συστατικών τους από τις νανοδομές το οποίο είναι θεμιτό. Συγκρίνοντας τα τρία διαφορετικά είδη καλλυντικών κρεμών προσώπου θα μπορούσαμε να καταλήξουμε στο γενικό συμπέρασμα ότι τα δείγματα που περιείχαν εγκλεισμένο εκχύλισμα ροδιού παρουσίασαν την πιο σταθερή δομή και τις μικρότερες μεταβολές στις μετρούμενες ιδιότητες. Τα ευρήματα της παρούσας μεταδιδακτορικής έρευνας μπορούν να αξιοποιηθούν από την βιομηχανία τροφίμων και καλλυντικών καθώς προτείνονται λειτουργικές λύσεις για την ανάπτυξη προϊόντων με φυσικά πρόσθετα τα οποία εκτός από τις ευεργετικές τους δράσεις προσδίδουν ανεπιθύμητα χαρακτηριστικά στην εμφάνιση, τη οσμή και τη δομή των τελικών προϊόντων, αν προστεθούν χωρίς επεξεργασία σε αυτά. Οι προτεινόμενες μεθοδολογίες εκτός από την κάλυψη των ανεπιθύμητων αυτών χαρακτηριστικών προστατεύουν τα φυσικά πρόσθετα από την ενδεχόμενη αλλοίωση τους λόγω της ελεγχόμενης σταδιακής τους αποδέσμευσης, αυξάνοντας τον χρόνο ζωής των προϊόντων. Σε επιστημονικό επίπεδο τα αποτελέσματα που παρουσιάζονται μπορούν να αξιοποιηθούν για την περαιτέρω εφαρμογή στην ανάπτυξη πληθώρας προϊόντων δίνοντας την δυνατότητα χρήσης ουσιών που παρουσιάζουν αντίστοιχα προβλήματα. Η καινοτομία της παρούσας μεταδιδακτορικής έρευνας έγκειται στην εφαρμογή νέων τεχνολογιών όπως η Ηλεκτροστατική ινοποίηση για την ανάπτυξη νανοδομών, η εκχύλιση με υπερήχους και η μέθοδος της Δυναμικής Μηχανικής Ανάλυσης, για την αξιοποίηση φυσικών προσθέτων σε καλλυντικές κρέμες προσώπου. Θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την καθηγήτρια Μαγδαληνή Κροκίδα για την ανάθεση της παρούσας εργασίας και για την υποστήριξή της καθ’ όλη την διάρκεια της, το εργαστήριο Σχεδιασμού και Ανάλυσης Διεργασιών της Σχολής Χημικών Μηχανικών και το Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο για την κάλυψη των υλικοτεχνικών αναγκών και τη φιλοξενία της παρούσας έρευνας, και κυρίως το Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών, χωρίς την στήριξη του οποίου, μέσω της διετούς υποτροφίας που μου χορηγήθηκε, δεν θα ήταν δυνατή η υλοποίηση της παρούσας Μεταδιδακτορικής Έρευνας. The goal of this research was the development of cosmetic products (cosmetic creams) containing natural antioxidant and antiseptic compounds applying Electrohydrodynamic process - a novel encapsulation technique. The encapsulation of such cosmetic ingredients (e.g., vitamins, unsaturated fatty acids, antioxidants, etc.) can improve their stability, their targeting to the desired site and their controlled release for prolonged effect, while smooth their undesirable sensory characteristics (color, odor, etc.). Aqueous b-cyclodextrin solution was selected as the most suitable matrix to encapsulate the selected compounds and incorporate them in cosmetic creams. The objectives of this research can be summarized as follows: Study and optimization of Electrohydrodynamic process for the production of• nano-structures with desired properties, study, examination and evaluation of the produced nano-structures,• incorporation of selected nano-structures in cosmetic creams and examination of• their basic characteristics, such as rheology, self-life, color, pH, sensory characteristics, etc. The selected natural additives for the development of cosmetic facial creams, were an aqueous pomegranate extract, and Tea Tree Oil (TTO). For the collection of pomegranate extract, dried pomegranate fruit peels were used and Ultrasound extraction was applied. Tea Tree Oil extract and the aqueous b-cyclodextrin solution were commercially available products. For the examination and evaluation of the produced nanofibers, Scanning Electron Microscopy (SEM), and Differential Scanning Calolimetry (DSC) were applied and the encapsulation efficiency was estimated. The optimum conditions for the production of the aforementioned nanofibers, were selected based on their characterization. Then the quantities needed for the formulation of the cosmetic facial creams were produced. Three different creams, cream containing encapsulated TTO (T), cream containing encapsulated pomegranate extract (P) and base cream without additives (C) were produced. Facial creams were sampled in the laboratory immediately after their formulation (time zero, control samples of C, T, P) and were stored at temperature-controlled cabinets at three selected storage temperatures: 5℃, 25℃ and 45℃ and analyzed in order to verify the stability of the cosmetic products over storage time (30days, 50days). Storage temperature of 45℃ was selected so as to facilitate an accelerated shelf life testing protocol. All samples stored for a total period of 50 days. Subsequently, microbiological analysis, color and pH measurements and Dynamic Mechanical Analysis were performed in all samples. All the formulated creams analyzed were microbiologically stable, since no microbial growth, of both spoilage and pathogenic bacteria, was recorded. In addition, color and pH measurements indicate that the formulations present similar quality characteristics that do not affected from time storage. Dynamic Mechanical analysis of the creams, showed that the enhanced formulated creams are suitable for application in the cosmetic industry and that in general their rheological properties were acceptable comparing to the commercially available products. The incorporation of encapsulated TTO and pomegranate extract in facial creams, formulate creams either softer, in the case of pomegranate extract, either harder, in the case of TTO. However, all the new formulations seem to enhanced the stability of a basic cream during different storage periods and temperatures. Regarding the different incorporating compounds, creams containing encapsulated pomegranate extract were more stable comparing to the ones containing encapsulated TTO. Within the limits of this study, we can conclude that the formulation of facial cosmetic creams containing TTO and pomegranate extract is feasible if the suitable encapsulation technique followed to structure properly these additives. In fact, the final cream formulations do not present undesirable sensory characteristics, they are microbiologically stable, and present similar properties with the creams without additives during storage. Thus, the suggested formulations are approved for use regarding their microbiological aspects and quality characteristics. The encapsulation method used in this study, electrohydrodynamic process, could be applied to encapsulate several plant extracts in order to overcome the numerous difficulties presenting during their incorporation in cosmetic products. These problems usually refer either to undesirable color or odor of the plant extracts or in formulation issues due to their unwanted lipophilic or lyophobic character. Electrohydrodynamic process could be the key solution for encapsulated formulations with desired structure and properties without damaged the valuable thermo-sensitive compounds that usually selected as additives in cosmetic products. I would like to express my sincere thanks to Professor Magdalini Krokida for her support throughout this post-doctoral research, the Laboratory of Process Analysis & Design in the School of Chemical Engineering and the National Technical University of Athens that as hosting institution provided me all the materials needed and the State Scholarships Foundation (IKY), for supporting this postdoctoral research through the scholarship funded by the Action "Strengthening of Post-Academic Researchers".
Γλώσσα:	Ελληνικά
Τόπος δημοσίευσης:	Αθήνα, Ελλάδα
Σελίδες:	91
Θεματική κατηγορία:	[EL] Χημική μηχανική[EN] Chemical Engineering
Λέξεις-κλειδιά:	φυσικά εκχυλίσματα; καλλυντικές κρέμες προσώπου; Ηλεκτροστατικής Ινοποίησης; Εγκλεισμός; Tee Tree oil
Κάτοχος πνευματικών δικαιωμάτων:	Παναγιώτα - Μαρία Ελένη
Όροι και προϋποθέσεις δικαιωμάτων:	Η παρούσα Μεταδιδακτορική Έρευνα υλοποιήθηκε με υποτροφία του ΙΚΥ η οποία χρηματοδοτήθηκε από την Πράξη «Ενίσχυση Μεταδιδακτόρων Ερευνητών/Ερευνητριών» από τους πόρους του ΕΠ «Ανάπτυξη Ανθρώπινου Δυναμικού, Εκπαίδευση και Διά Βίου Μάθηση» με άξονες προτεραιότητας 6,8,9 και συγχρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο – ΕΚΤ και το ελληνικό δημόσιο. Σύμφωνα με το άρθρο 4 της παραγράφου 10 στην εν λόγω "Σύμβαση Χορήγησης της Υποτροφίας", η παρούσα εργασία, ανήκει στην πνευματική μου ιδιοκτησία, και εκχωρώ στο ΙΚΥ το δικαίωμα να τα χρησιμοποιεί σύμφωνα με τους σκοπούς του και ενδεικτικά για λόγους αξιολόγησης και διάδοσης των προγραμμάτων υποτροφιών.
Σημειώσεις:	Η Μεταδιδακτορική Έρευνα υλοποιήθηκε με υποτροφία του ΙΚΥ η οποία χρηματοδοτήθηκε από την Πράξη «Ενίσχυση Μεταδιδακτόρων Ερευνητών/Ερευνητριών» από τους πόρους του ΕΠ «Ανάπτυξη Ανθρώπινου Δυναμικού, Εκπαίδευση και Διά Βίου Μάθηση» με άξονες προτεραιότητας 6,8,9 και συγχρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο – ΕΚΤ και το ελληνικό δημόσιο.
Εμφανίζεται στις συλλογές:	Μεταδιδακτορικοί ερευνητές