Hart aber herzlich: Gele im Kosmetikregal

Neben Emulsionen als Klassiker der Hautpflege haben sich heute Gele in der Kosmetik etabliert. Wir erklären, wie Gele aufgebaut sind, welche Gel-Typen es gibt und wo sie zum Einsatz kommen. 
 

Woher kommt die Bezeichnung „Gel“?

Die Bezeichnung Gel (aus dem Lateinischen „Gelu“: Eis bzw. dem Französischen „Geleé“: eingedickter Saft) geht auf Thomas Graham zurück. Er war Sohn eines reichen Fabrikanten in Glasgow, für den eigentlich eine religiöse Karriere vorgesehen war. Auf Grund seines starken Interesses an den Naturwissenschaften entschied er sich jedoch für die Chemie und publizierte ab 1831 über verschiedene Arten der Salzbildung, unter anderem auch über Diffusion von Salzen in Flüssigkeiten.  
 
Graham zählt auch zu den Begründern der Kolloidchemie, bei der die Herstellung, Charakterisierung und Modifizierung kolloiddisperser Systeme im Vordergrund steht. Demnach gehen flüssige Kolloide (Hydrosole) infolge bestimmter Eingriffe in feste Stoffe über, die mehr und mehr das Aussehen fester Gelatinen gewinnen und daher Gele genannt werden.

Hart aber herzlich: Gele im Kosmetikregal

Bei einem Gel handelt es sich um ein disperses System aus mindestens zwei Komponenten - hart & tough trifft auf weich & zart:

• Die feste Komponente bildet ein schwammartiges dreidimensionales Netzwerk, das dem Gel ein Gerüst gibt. Dabei handelt es sich beispielsweise um Gelatine, Cellulose-Derivate oder Polyacrylate.
• Die flüssige Komponente füllt die Poren des Netzwerkes aus und gibt dem Gel seine Flexibilität und seine Wirkung, da hier auch die Pflegestoffe und große Mengen Feuchtigkeit eingebunden sind.

Chemisch unterscheidet man in Hinblick auf den Aufbau des Netzwerks Nebenvalenzgele und Hauptvalenzgele:

• Nebenvalenzgele werden über eine Wasserstoffbrücke durch Dipol-Dipol-Kräfte (elektro-magnetische Wechselwirkung zwischen den Molekülen) zusammengehalten.
• Hauptvalenzgele werden durch eine kovalente Bindung über Atombindungen zusammengehalten.

Nebenvalenzgele sind eher schwache Verbindungen. Je nach Aufbau des Gels reichen die Eigenschaften von weich und schwach bis zu hart und tough. Im Englischen spricht man von semi-solid, im Deutschen von viskoelastischen Fluiden – beides beschreibt die plastische Struktur eines Geles sehr deutlich.

Kosmetisch unterscheidet man drei verschiedene Typen:

• Wasserfreie Oleogele
• Ölfreie Hydrogele
• Öl/Wasser-Gele

Wird in das Gel-Netzwerk zusätzlich eine Emulsion integriert, spricht man von einer Gel-Creme. Sie verbindet die feuchtigkeitsspendenden Eigenschaften eines Gels mit den Pflegewirkungen einer Emulsion.

Wirkung und Anwendungsbereich kosmetischer Gele

Kosmetische Gele speichern große Mengen an Feuchtigkeit und Pflegestoffen, haben eine intensive Feuchtigkeitswirkung und ziehen schnell ein. Den intensiven Feuchtigkeitsanteil erkennt man schon am mehr oder weniger transparenten Aussehen der Gele. Sie lassen sich dadurch auch sehr leicht auf der Haut verteilen und ziehen idealerweise rasch ein, ohne zu kleben. Für einen zusätzlichen Frische-Effekt werden spezielle Zusatzstoffe eingearbeitet, etwa Menthol.
 
Gele kommen unter anderem bei der Behandlung von Insektenstichen, Sonnenbrand, rheumatischen Beschwerden, Muskel- und Gelenkschmerzen sowie Wadenkrämpfen zum Einsatz. Wertvolle Dienste leisten Gele auch in der Wundversorgung und dermatologischen Kosmetik. Ihre Anwendungseigenschaften haben insbesondere bei Menschen mit empfindlicher Haut zu einer zunehmenden Beliebtheit geführt.

Herstellung von Gelen

Gele sind halbfeste Produkte, die aus gelierten Flüssigkeiten bestehen, die mit Hilfe geeigneter Quellmittel hergestellt werden. Man kann grob zwischen hydrophilen (wasserliebenden) und lipophilen (fettliebenden) Gelen unterscheiden.

• Hydrophile Gele (Hydrogele) bestehen üblicherweise aus Wasser, Glycerol oder Propylenglycol, die mit geeigneten Quellstoffen wie Poloxameren, Stärke, Cellulose-Derivaten, Carbomeren oder Magnesium-Aluminium-Silicaten geliert werden.
• Lipophile Gele (Oleogele) sind Zubereitungen, bei denen Paraffinöl mit Polyethylen oder fette Öle mit kolloidalem Siliciumdioxid, Aluminium- oder Zink-Seifen geliert sind. 

 
Bei der Herstellung von Gelen tritt als häufiges Problem die Bildung von Klumpen auf, welche man durch starkes Rühren oder durch langsames Sieben des Pulvers in die Flüssigkeit verhindern kann. Eine weiterer Weg besteht darin, das Pulver mit Alkohol anzumischen.

Typen kosmetischer Gele

Wie bereits erwähnt lassen sich Gele aus kosmetischer Sicht in drei verschiedene Gel-Typen unterscheiden: Wasserfreie Oleogele, Öl freie Hydrogele und Öl/Wasser-Gele.

1. Wasserfreie Oleogele – ölbasierte Gele

Die meisten Cremes bestehen aus bis zu 90 Prozent Wasser. Sie spenden der Haut nur kurzfristig Feuchtigkeit und lassen sie danach schnell wieder austrocknen. Moderne Oleogele haben hingegen den Vorteil, dass sie kein bzw. nur einen äußerst geringen Anteil Wasser enthalten. Damit verbunden sind eine Reihe von Vorteilen: 

• Keine Konservierungsmittel: Bakterien können sich aufgrund des fehlenden Wassers nicht so leicht vermehren. Oleogele kommen daher ohne Konservierungsmittel, Emulgatoren sowie deren Neutralisationsmittel aus.
• Hautfeuchte aus dem Inneren: Oleogele werden auf Basis von Lipiden hergestellt, die den transepidermalen Wasserverlust (TEWL) senken und auf diese Weise ein langsames Ansteigen der Hautfeuchtigkeit aus dem Inneren unterstützen. 
• pH-Wert: Da kein Wasser im Produkt enthalten ist, spielt der pH-Wert keine Rolle. Zwar haben Öle prinzipiell auch einen pH-Wert, bei Pflegeprodukten wird jedoch immer nur der pH-Wert des Wassers gemessen, da dieser für die Haut ausschlaggebend ist.
• Haltbarkeit zusätzlicher Wirkstoffe: Oleogele können mit fettlöslichen Wirkstoffen ausgerüstet werden. Dazu zählen vor allem Phytosterine (z.B. in Form von Shea-Butter) und fettlösliche Vitamine. Durch die Lipidmatrix werden Vitamine und spezielle pharmazeutische Wirkstoffe optimal gegen Luftsauerstoff geschützt und weisen dadurch eine lange Haltbarkeit auf.
• Natürliche Düfte: Die Produkte lassen sich mit natürlichen ätherischen Ölen oder Parfums herstellen. Oleogele sind daher für Menschen mit empfindlicher Haut sehr gut geeignet.

Der hohe Fettanteil bewirkt eine optimale Senkung der Hautrauhigkeit. Daher werden Oleogele generell zum Hautschutz angewandt (z.B. Lippenpflege, Fußpflege, Körperpflege, Kälteschutzpräparate). Wenn ein entsprechender Sonnenschutzfilter enthalten ist, können sie auch als Sonnenschutz verwendet werden. Wegen der vielen Vorteile eignen sich Oleogele vor allem für Problemhäute und werden unter anderem für Akne in der dermatologischen Kosmetik genutzt.

2. Öl freie Hydrogele – wasserbasierte Gele

Öl freie Hydrogele verfügen über einen hohen Wasseranteil von 80 bis 90 Prozent. Gleichzeitig sind sie nicht wasserlöslich und im Normalfall fettfrei. Das Einsatzspektrum ist aufgrund dieser Eigenschaften vielfältiger Natur:

• Pflegendes Körpergel: Hydrogele mit wasserlöslichen Wirkstoffen (z.B. Vitamin ACE-Fluid, Hyaluron) kommen zum Beispiel bei Sonnenbrand oder Insektenstichen zur Anwendung (After-Sun-Gel, kühlendes Hautgel).
• Waschaktive Formulierungen: Durch Anreicherung von Hydrogelen mit waschaktiven Substanzen (Tensiden) und pflegenden Komponenten (Wirkstoffe, Vitamine) finden sie Verwendung als Haarshampoo, Duschgel oder Gesichtsreinigungsgel.  
• Kontaktlinsen und Implantate: Hydrogele sind biokompatibel und weisen gewebeähnliche mechanischen Eigenschaften auf. Sie gewinnen daher im biomedizinischen Bereich zunehmend an Bedeutung (z.B. weiche Kontaktlinsen, Intraokularlinsen, plastische Implantate).
• Wundbehandlung: Hydrogele kommen als Kompressen oder in Form von Tubengelen zum Feuchthalten, zur Rehydration trockener Wunden und zur Förderung der Wundreinigung zum Einsatz.
• Wegwerfwindeln: Hydrogele binden aufgenommene Feuchtigkeit und geben diese auch bei Druck nicht mehr ab. Sie sind daher wichtiger Bestandteil moderner Wegwerfwindeln.

3. Öl/Wasser-Gele - wasserbasierte Gele mit einer geringen Menge Pflanzenöl

Bei sogenannten Hydrodispersionsgelen wird in wasserbasierte Gele eine (geringe) Menge Pflanzenöl hochtourig eingerührt. Dabei kommt kein Emulgator zum Einsatz, sondern die Gelstruktur „stützt“ die lyophilen (also ölhaltigen) Bestandteile in dem Gel. Diese Art von Gelformulierungen wird unter anderem als Serum verarbeitet, oftmals mit Basis Hyalurongel.

Fazit: Gele & Gelformulierungen

Gele bestehen aus einem dreidimensionalen Netzwerk, den Gerüstbildnern, in deren Zwischenräumen große Mengen Feuchtigkeit und Pflegestoffe eingebunden werden können. Sie dienen nicht nur der Hautpflege, sondern auch der lokalen Verabreichung von Wirkstoffen. Entsprechend breit sind die Anwendungsmöglichkeiten von Gelen, die vom Einsatz als Arzneimittel und Medizinprodukt bis hin zur Verwendung als Kosmetika für Problemhäute reichen.