Стик — это косметическое средство в форме твёрдого стержня, которое выдвигается из корпуса при повороте механизма. Это удобно, потому что не нужно лезть в банку пальцем, дозировать средство пипеткой или размазывать по ладони. То есть на практике меньше консервантов, больше стабильности.

Кажется, всё просто, но нет!

Эта штука ещё должна доехать через Сибирь во Владивосток, не повредиться, не замёрзнуть, не перегреться в солнечном Казахстане и так далее. 

Стик не должен деформироваться в упаковке, крошиться при нанесении, вытекать при нагревании или ломаться при обычном использовании. При этом он должен достаточно легко наноситься на кожу и делать это равномерно.

В нашем случае внутри стика должны были находиться не масла и воски, а сложная система с большим количеством воды. Когда мы у себя в лаборатории сели за разработку, выяснилось, что нас ждёт задача на грани издевательства. Средство должно сохранять твёрдую форму при хранении, но при нанесении на кожу — разрушать эту структуру и высвобождать воду. На поиск работающего решения ушло около двух лет.

За это время мы перебрали множество вариантов состава и технологии и немножечко сошли с ума. Казалось бы — зачем было проделывать этот путь, если можно было просто сделать крем?

Жирная палка

Крем — это баночка, которую надо открыть, зачерпнуть, размазать по лицу, потом закрыть, потом помыть руки. Стик — это достал, провёл по коже, убрал в карман.

К моменту, когда мы задумались об этом продукте, рынок уже штурмовал формат стиков. Бренды один за другим выпускали твёрдые уходовые средства, и, по нашим наблюдениям, спрос на них только рос.

В общем, формат явно работал, вопрос был только, что в него положить. А положить хотелось что-нибудь для возрастной кожи. Она обычно просит формулу плотнее и насыщеннее, чем лёгкий гель.

Дальше начались проблемы с референсами.

Всё, что удавалось купить и протестировать в качестве прообразов, оказывалось одним и тем же: смесью эмолентов и восков, в которую впихнули активы. Кодовое название «жирная палка». Ни одной интересной технологии внутри, только вариации по шкале полегче — потяжелее. Система, которая тяжело переносится летом и просто скучна с точки зрения инженерии.

Такой жирной палкой мы бы не намазали ни себя, ни своих близких.

Мы решили уйти от классической жировосковой системы в сторону обратной эмульсии. Не смесь масла и воска, а полноценный крем с водой внутри, застабилизированный и загущённый до твёрдой формы.

Беспощадная физика

Сам форм-фактор нам был уже хорошо знаком. Во-первых, по бальзаму для собачьих лап. Там воски, масла, ланолин и ни капли воды. Такая система собирается предельно просто — расплавил, залил, в продакшен. Во-вторых, по солнцезащитному стику. Здесь уже есть эмульсия, но вода стоит далеко не на первых позициях, а масляная фаза плотно набита фильтрами и силиконами.

Опыт удержания небольшого количества воды в восковом каркасе уже был.

Но именно небольшого.

Новый стик задумывался иначе: вода в списке ингредиентов встала первой строкой, следом — воски. И договориться этим двум фазам оказалось куда сложнее. Смешать воду и масло — не проблема, если готов пожертвовать твёрдостью. Проблема — заставить смесь вести себя как палочка, а не как крем.

У материалов такого типа есть порог напряжения. Пока приложенное усилие ниже порога, вещество ведёт себя как твёрдое тело. Выше — начинает течь. По этому принципу устроены зубная паста, кетчуп, помада. Стик оттуда же: его порог должен быть выше всего, что случается в сумке (вес, тряска, тепло), но ниже нажима пальца.

Порог задаёт восковой каркас: расплавленный, а затем застывший воск выстраивает в масляной фазе трёхмерную решётку из кристаллов и держит в ней всё остальное. Чем плотнее такая сетка, тем выше механическая прочность и твёрже стик.

И тем меньше он способен отдать вещество наружу.

Теперь добавим в эту решётку капли воды. Чтобы она не расслоилась и не собралась в лужицу, её нужно запереть внутри масляной фазы. Задача решается через определённый класс эмульгаторов и загустителей, которые превращают систему в обратную эмульсию.

Про эмульсии как класс мы уже писали, поэтому коротко. Эмульсия — две несмешивающиеся жидкости, одна раздроблена на капли внутри другой. В прямой капли масла плавают в воде (любой крем, молоко из холодильника), в обратной — наоборот. Кухонный родственник обратной — сливочное масло: примерно шестая часть его массы — это вода, запертая каплями в каркасе из кристаллов жира.

Какая фаза окажется внутри, а какая снаружи, решает эмульгатор. Ещё в 1913 году химик Банкрофт сформулировал правило, которым до сих пор пользуются: непрерывной обычно становится та фаза, в которой эмульгатор лучше растворяется

Правило эмпирическое, исключения известны, но здесь работает: хочешь получить воду внутри масляной фазы — ищи липофильный эмульгатор с низким HLB (это гидрофильно-липофильный баланс).

Ближайшую к нашему стику работу сделали на помадах: туда ввели воду обратной эмульсией. Самые мелкие капли из всех испытанных эмульгаторов дал Polyglycerol polyricinoleate. При охлаждении кристаллы воска выстраивались на границе капель и не давали им ни сливаться при хранении, ни отдавать воду в масло. На температуру плавления вода не влияла, а вот при доле воды выше 10% помада измеримо мягчела — падала общая доля твёрдой фазы; твёрдость возвращали добавкой твёрдого парафина. Мы вместо парафина взяли аж три воска: микрокристаллический, пчелиный и синтетический.

15 итераций, йо-хо-хо и случайное открытие

15 итераций — это, конечно, не 100, как бывает у сложных пищевых или парфюмерных рецептур, но каждая была плотной. Слишком много компонентов приходилось проверять одновременно, поэтому шли большими шагами и меняли сразу по несколько вещей. Стабильность (то, как вещество ведёт себя при изменении температуры) более-менее устоялась уже к третьей-четвёртой версии. Дальше начались эксперименты с добавками: порошки для мягкого финиша, вещества, которые визуально «стирают» морщины.

Ни то ни другое толком не работало.

Убирая из формулы лишние наполнители один за другим, мы заметили побочный эффект, которого никто не планировал. Человек наносит стик, ждёт привычный маслянистый финиш, но вместо него получает влажный — из палочки при растирании выходит вода.

Эффект назвали water-drop. Решили не бороться с ним, а обратить баг в фичу.

Разгадка оказалась в паре компонентов: эмульгаторе на основе полиглицеролов и особой глине — дистеардимониум гекторите. Эта глина известна тем, что удерживает воду в масляной фазе и даёт кремам приятную бархатистую текстуру. Но здесь всплыло дополнительное свойство: пока стик лежит спокойно, восковая решётка держит форму. Стоит провести по коже с лёгким нажимом — механический сдвиг рвёт кристаллическую сетку, и вода из дисперсной фазы выходит на поверхность.

Дальше начался поиск баланса.

Чем больше воска — тем твёрже стик, крепче замурованы капли воды и слабее эффект. Компромисс лежал где-то посередине: достаточно твёрдо, чтобы стик не сломался в руках у человека, который жмёт на палочку по привычке, как на гигиеническую помаду, и достаточно мягко, чтобы эффект всё же ощущался. Отдельного норматива для твёрдости у нас нет, но есть методики измерения пенетрации (гусары, молчать!), то есть насколько глубоко в продукт входит игла.

Параллельно шла температурная гонка. Продукт варится при 78–80°C и фасуется при 72–75°C. Если ниже, то он начинает твердеть прямо в оборудовании. Значит, каждый актив должен быть термостойким, а часть из них чувствительна либо к нагреву, либо к pH.

Отдельная головная боль — отдушка. Ни один поставщик ароматической композиции не даёт гарантии, что запах выдержит длительный нагрев. Проверяли буквально на коленке: грели образцы по восемь часов при температуре вплоть до 90°C, потом органолептически сравнивали запах нагретых и ненагретых. Совпадают интенсивность и характер — отдушка выжила. Проступает база — значит, улетучилась.

По остальным активам решили не тратить время на многочасовые эксперименты, а находить поставщиков, готовых выдать гарантию термостойкости сырья. Оказалось быстрее и надёжнее собственных проверок.

Усадка при застывании (типичная проблема многих стиков) решилась выбором упаковки: заливка идёт снизу, а не сверху, поэтому верхушка получается идеально гладкой, а всё некрасивое прячется в невидимой нижней части.

Готовую партию прогоняли через набор тестов: колебательный из пяти циклов заморозки и разморозки, термошкаф — чтобы оценить физико-химическую стабильность продукта.

Часть испытаний проводилась в рамках обязательных требований, часть — по нашим внутренним протоколам. Отдельно смотрели за реологией: стабильный по нормативам, но неприятный на ощупь продукт всё равно не пошёл бы в производство.

Дальше — тестирование на живых людях. Сначала альфа-группа из 20 человек, потом бета из 40, и перед самым запуском — контроль опытно-промышленной партии, чтобы убедиться: производство сварило на масштабе то же самое, что получалось в лаборатории.

Кстати, на упаковке у нас заявлено 15 граммов, реальная масса ближе к 17,5 граммам.

То есть 2,5 грамма в подарок!

Биоалхимия

Формула строилась вокруг трёх задач одновременно: насытить кожу маслами — макадамия, аргана, жожоба (формально не масло, а жидкий восковой эфир) и энотера, она же вечерняя примула; дать антивозрастные активы — пептид и экстракт акмеллы; и обеспечить антиоксидантную защиту — куркума, витамин Е и гвайазулен.

Получилась вот такая штука, называется антивозрастной стик для лица и шеи.

Пептид — пальмитоил гексапептид-12, короткая цепочка из шести аминокислот, повторяющая фрагмент эластина, с прицепленным жирным хвостом, чтобы молекула имела шанс пройти сквозь кожный барьер. Правило 500 дальтон и хвосты — в нашем посте про пептиды. В пробирке такой фрагмент способен привлекать фибробласты — клетки, синтезирующие коллаген и эластин. Из-за накопительного эффекта пептида наше бета-тестирование растянулось заметно дольше обычного — около восьми недель вместо привычных трёх-четырёх, потому что на короткой дистанции просто не успеваешь увидеть, работает ли компонент.

Акмелла, она же «электрические цветы», интересна своим спилантолом — веществом, которое при контакте со слизистой даёт характерное покалывание и лёгкое онемение.

Спилантол способен проникать через кожу — это показано на срезах человеческой кожи в специальной измерительной ячейке. В исследовании зафиксировано улучшение рельефа кожи примерно на 15% за две недели использования, но измеряли именно рельеф по прибору, а не активность мышц. А здесь у нас не просто растительный экстракт, а CO₂-экстракт. Растение нещадно продавливают сверхкритическим углекислым газом под высоким давлением, чтобы вытащить из него и спилантол, и другие липофильные вещества.

Энотера (масло с высокой долей гамма-линоленовой кислоты) лучше всего изучена не в топикальном применении, а при приёме внутрь. Три грамма в сутки на протяжении 12 недель дали заметный прирост влажности и упругости кожи и снижение шероховатости. КПД всасывания веществ через ЖКТ выше, чем через кожу, держим в уме. При этом интерес к маслу связан не только с гамма-линоленовой кислотой. В ней дофига и линолевой кислоты, которая участвует в формировании липидов рогового слоя и поддержании кожного барьера.

 Гвайазулен добавлен как противовоспалительный компонент и попутно даёт стику сине-лазурный оттенок. От чистого гвайазулена он скорее даже грязновато-синий, так что мы добавили экстракты акмеллы и куркумы, чтобы нейтрализовать этот беспредел. Из-за натурального происхождения этих компонентов сам оттенок гуляет от партии к партии.

Нет, вы не будете похожи на смурфика, когда намажетесь, это так не работает!

У гвайазулена есть слабое место: молекула светочувствительна, разлагается под ультрафиолетом, особенно быстро в присутствии кислорода, а продукты распада — окисленные соединения. Отсюда непрозрачная упаковка и рекомендация не держать стик на солнечном подоконнике.

Куркума и витамин Е с добавкой синтетического антиоксиданта бутилгидрокситолуола решают более прозаичную задачу — не дать четырём натуральным маслам прогоркнуть за срок хранения. Витамин Е здесь в форме ацетата — эфирной формы, которую кожа расщепляет не всегда охотно.

Ну и что?

По итогам тестирования у продукта неплохая внутренняя статистика.

Все тестируемые отметили исчезновение сухости и шелушения. У большинства (92%) не возникало ощущения липкости — важный момент, учитывая, что жировосковые аналоги на рынке этим часто грешат. 88% заметили, что мелкие морщины стали менее заметны. В комментариях чаще всего хвалили увлажнение и удобство использования на шее, без необходимости массировать и давить. Собственно, это особенно важно для чувствительной и уже не самой упругой кожи, которую лишний раз тянуть и растягивать не хочется.

Непривычный синий цвет многих удивлял в хорошем смысле.

Нас он тоже удивляет!

Ну и, если честно, нас удивила разработка этого стика: самый интересный эффект в этой разработке появился не потому, что в формулу что-то добавили, а потому, что из неё убирали лишнее. Такое мы любим.