Whitening Serum Formulation Issues and Recommendations
Question
I am trying to formulate a whitening serum and have put together a formula with the following ingredients and percentages:
- Cyclomethicone (35%)
- Silicone Gel (30%)
- Azelaic Acid (10%)
- Nanowhite (5%)
- Light Cream Maker™ (2%)
- Preservative (1%)
- Water (15%)
I have several questions regarding this formulation:
- Are the percentages of Cyclomethicone (35%) and Silicone Gel (30%) appropriate for a serum? How do these high percentages affect the formulation and skin feel?
- Is Azelaic Acid at 10% concentration suitable for a whitening serum, and are there any potential issues with using it at this level?
- Nanowhite is said to contain Vitamin C, Alpha Arbutin, and Glutathione. If I include Nanowhite at 5%, do I still need to add Alpha Arbutin separately? Are there any compatibility or interaction issues when combining Nanowhite with other ingredients in this formula?
- The water percentage is only 15%. Is this sufficient for a serum, especially one containing water-soluble active ingredients? What type of water should be used (e.g., distilled water, not car battery water)?
I would appreciate guidance on how to improve this formula for better stability, efficacy, and reduced irritation potential.
Answer
Serum Formulation for Whitening: Expert Advice
Let's analyze your proposed serum formula for skin whitening and address your questions based on formulation principles and ingredient properties.
Analysis of Your Formula and Questions
Cyclomethicone (35%) and Silicone Gel (30%) Percentages: Your formula contains a very high percentage of silicones (total 65%). While silicones like Cyclomethicone and Silicone Gel provide a smooth, lightweight feel and can help spreadability, using such a high concentration, especially with only 15% water, is problematic for creating a stable emulsion with an emulsifier like Light Cream Maker™. Light Cream Maker™ is designed to handle up to about 20% oil/silicone phase and is affected by electrolytes (like Azelaic Acid in your formula). A high silicone content will reduce the water phase available to dissolve water-soluble active ingredients effectively. As noted in the forum reply, volatile silicones like Cyclomethicone evaporate, contributing to a light feel but not necessarily deep absorption or hydration. For a serum focused on delivering water-soluble whitening actives, you need a significantly higher water phase and a much lower silicone/oil phase to ensure stability and efficacy.
Azelaic Acid (10%) and Suitability: Azelaic Acid (specifically the water-soluble form like Liquid Azelaic™) is an effective ingredient for brightening skin, reducing dark spots, and also helps with oiliness and acne. However, at a 10% concentration, it can cause irritation, especially if you don't have oily or acne-prone skin, as the forum reply correctly pointed out. While Liquid Azelaic™ is gentler than pure Azelaic Acid, 10% is still a high active level. Consider if you need its oil-control/acne benefits. If not, a lower concentration (e.g., 5%) might provide whitening benefits with less risk of irritation. Azelaic Acid is also an electrolyte, which can affect the stability of emulsifiers like Light Cream Maker™.
Nanowhite (5%), Interactions, and Redundancy: Information on the exact composition of "Nanowhite" is not available in our product database, so it's difficult to confirm if it contains Vitamin C and Alpha Arbutin or if interactions occur. Generally, combining multiple potent whitening agents requires careful formulation regarding pH and stability to ensure efficacy and avoid irritation. Alpha Arbutin is a well-established whitening agent. Vitamin C (in various forms like L-Ascorbic Acid or Ascorbyl Glucoside) and Glutathione are also used for brightening and antioxidant benefits, often working through different pathways. If "Nanowhite" contains forms of these ingredients, adding them separately might be redundant or lead to concentrations that cause irritation. It is generally more predictable and controllable to formulate with individual, well-defined active ingredients where their optimal usage rates and compatibility are known.
Water (15%) and Type: The water percentage (15%) is too low for a serum formulation containing multiple water-soluble active ingredients. A serum typically has a high water phase. Regarding the type of water, yes, you should absolutely use purified water, such as distilled water or deionized water, for cosmetic formulations. Plain tap water contains minerals and impurities that can destabilize the formula and affect the efficacy of sensitive ingredients. You need pure water that is not for car batteries. High-purity distilled or deionized water suitable for cosmetics should be available.
Recommendations for an Effective Whitening Serum
To create an effective whitening serum with better stability and reduced irritation risk, consider revising your formula based on these points:
- Adjust Percentages: Significantly reduce the total percentage of silicones (Cyclomethicone, Silicone Gel) and increase the water phase. Aim for a total oil/silicone phase that is compatible with your chosen emulsifier (Light Cream Maker™ works best with <=20% oil/silicone). The water phase should be the largest component of your serum.
- Key Whitening Actives: Focus on a synergistic blend of effective and compatible whitening ingredients:
- Vitamin B3 (Safe-B3™): Use at 5-10% for brightening, barrier support, and other benefits.
- Glucosamine (GlucoBright™): Use at around 4%. It works synergistically with Niacinamide for enhanced whitening and dark spot reduction.
- Alpha Arbutin: Use at the recommended maximum of 2% for potent melanin inhibition.
- Vitamin C: Choose a stable form like Ascorbyl Glucoside (AA-2G) at 5-10%. It is more stable and easier to formulate with than L-Ascorbic Acid, and its optimal pH range (6.5-6.8) is more compatible with Vitamin B3 and Glucosamine. If you choose L-Ascorbic Acid, you would need to formulate at a low pH (3.5-4.0), which can be challenging for compatibility with other actives and may cause skin irritation.
- Azelaic Acid (Liquid Azelaic™): Consider using this at a lower concentration (e.g., 5%) if you want its additional benefits and your skin tolerates it. Be mindful of its electrolyte nature when formulating with Light Cream Maker™.
- Emulsifier: Adjust the percentage of Light Cream Maker™ (e.g., 1.5-3%) based on the total oil/silicone phase and the presence of electrolytes like Azelaic Acid to achieve the desired serum consistency.
- Water: Use purified water (distilled or deionized) as the base for your water phase.
- Omit Nanowhite: Given the uncertainty about its composition and potential redundancy, it is advisable to omit it and focus on the individual, well-defined active ingredients mentioned above.
- Glutathione: You can include Glutathione (L-Glutathione) at around 2% as an additional antioxidant and whitening agent, ensuring the formula's pH is within its stability range (3-6, but ideally closer to 6 to be compatible with AA2G, B3, and Glucosamine). Note that its optimal pH range is slightly lower than AA2G.
By adjusting the percentages of the base ingredients (silicones, water, emulsifier) and selecting a synergistic blend of well-understood whitening actives at appropriate concentrations, you can create a more stable, effective, and potentially less irritating whitening serum.
Remember to always perform a patch test before using any new cosmetic product.
การปรับปรุงสูตรเซรั่มเพื่อผิวขาวใส: คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ
มาวิเคราะห์สูตรเซรั่มที่คุณเสนอเพื่อผิวขาวใส และตอบคำถามของคุณตามหลักการการปรุงและคุณสมบัติของส่วนผสมกันค่ะ
การวิเคราะห์สูตรและคำถามของคุณ
เปอร์เซ็นต์ของ Cyclomethicone (35%) และ Silicone Gel (30%): สูตรของคุณมีส่วนผสมของซิลิโคนในปริมาณที่สูงมาก (รวม 65%) แม้ว่าซิลิโคนอย่าง Cyclomethicone และ Silicone Gel จะช่วยให้เนื้อสัมผัสเรียบลื่น บางเบา และช่วยในการเกลี่ย แต่การใช้ในปริมาณที่สูงมากเช่นนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีน้ำเพียง 15% จะทำให้เกิดปัญหาในการสร้างอิมัลชันที่เสถียรด้วยอิมัลซิไฟเออร์อย่าง Light Cream Maker™ ซึ่งออกแบบมาสำหรับรองรับเฟสน้ำมัน/ซิลิโคนได้ไม่เกินประมาณ 20% และได้รับผลกระทบจากอิเล็กโทรไลต์ (เช่น Azelaic Acid ในสูตรของคุณ) ปริมาณซิลิโคนที่สูงจะลดปริมาณเฟสน้ำที่จำเป็นในการละลายสารออกฤทธิ์ที่ละลายน้ำได้ Forum Reply ได้กล่าวไว้อย่างถูกต้องว่าซิลิโคนชนิดระเหยง่ายอย่าง Cyclomethicone จะระเหยไป ทำให้รู้สึกบางเบา แต่ไม่ได้หมายความว่าจะซึมลึกหรือให้ความชุ่มชื้น สำหรับเซรั่มที่เน้นการนำส่งสารออกฤทธิ์ที่ละลายน้ำได้เพื่อผิวขาวใส คุณจำเป็นต้องมีเฟสน้ำที่สูงขึ้นอย่างมาก และลดเฟสซิลิโคน/น้ำมันลงอย่างมาก เพื่อให้สูตรมีความเสถียรและมีประสิทธิภาพ
Azelaic Acid (10%) และความเหมาะสม: Azelaic Acid (โดยเฉพาะชนิดที่ละลายน้ำได้ เช่น Liquid Azelaic™) เป็นส่วนผสมที่มีประสิทธิภาพในการทำให้ผิวสว่างขึ้น ลดจุดด่างดำ และยังช่วยควบคุมความมันและปัญหาสิว อย่างไรก็ตาม ที่ความเข้มข้น 10% อาจทำให้เกิดการระคายเคืองได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณไม่มีผิวมันหรือเป็นสิว ตามที่ Forum Reply ได้ชี้แจงไว้อย่างถูกต้อง แม้ว่า Liquid Azelaic™ จะอ่อนโยนกว่า Azelaic Acid ทั่วไป แต่ 10% ก็ยังถือเป็นระดับสารออกฤทธิ์ที่สูง พิจารณาว่าคุณต้องการประโยชน์ในการควบคุมความมัน/สิวหรือไม่ หากไม่ ความเข้มข้นที่ต่ำกว่า (เช่น 5%) อาจให้ประโยชน์ด้านความขาวใสโดยมีความเสี่ยงต่อการระคายเคืองน้อยลง Azelaic Acid ยังเป็นอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งอาจส่งผลต่อความเสถียรของอิมัลซิไฟเออร์อย่าง Light Cream Maker™ ได้
Nanowhite (5%), ปฏิกิริยา และความซ้ำซ้อน: ข้อมูลเกี่ยวกับส่วนประกอบที่แน่นอนของ "Nanowhite" ไม่สามารถหาได้ในฐานข้อมูลผลิตภัณฑ์ของเรา จึงยากที่จะยืนยันได้ว่ามี Vitamin C และ Alpha Arbutin อยู่จริงหรือไม่ หรือเกิดปฏิกิริยาต่อต้านกันหรือไม่ โดยทั่วไป การผสมสารทำให้ผิวขาวที่มีศักยภาพหลายชนิดเข้าด้วยกันจำเป็นต้องมีการปรุงสูตรที่ระมัดระวังในเรื่องค่า pH และความเสถียร เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพและหลีกเลี่ยงการระคายเคือง Alpha Arbutin เป็นสารทำให้ผิวขาวที่ได้รับการยอมรับอย่างดี Vitamin C (ในรูปแบบต่างๆ เช่น L-Ascorbic Acid หรือ Ascorbyl Glucoside) และ Glutathione ก็ถูกนำมาใช้เพื่อความกระจ่างใสและเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ ซึ่งมักจะทำงานผ่านกลไกที่แตกต่างกัน หาก "Nanowhite" มีส่วนประกอบเหล่านี้ การเติมแยกต่างหากอาจซ้ำซ้อนหรือทำให้ความเข้มข้นสูงเกินไปจนก่อให้เกิดการระคายเคือง โดยทั่วไป การปรุงสูตรด้วยสารออกฤทธิ์แต่ละชนิดที่ทราบคุณสมบัติ อัตราการใช้ที่เหมาะสม และความเข้ากันได้ จะสามารถควบคุมผลลัพธ์ได้ดีกว่า หากไม่มีข้อมูลที่ชัดเจนเกี่ยวกับ "Nanowhite" ที่คุณมี การปรุงสูตรด้วยสารออกฤทธิ์ที่ทราบคุณสมบัติ เช่น Alpha Arbutin, Vitamin B3, Glucosamine และ Vitamin C ในรูปแบบที่เสถียร จะปลอดภัยกว่า โดยปรับความเข้มข้นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดและลดการระคายเคือง
น้ำ (15%) และชนิดของน้ำ: ปริมาณน้ำ (15%) น้อยเกินไปสำหรับสูตรเซรั่มที่มีสารออกฤทธิ์ที่ละลายน้ำได้หลายชนิด เซรั่มมักจะมีเฟสน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก ในส่วนของชนิดของน้ำ ใช่ค่ะ คุณควรใช้น้ำบริสุทธิ์ เช่น น้ำกลั่น (distilled water) หรือน้ำ DI (deionized water) สำหรับการปรุงเครื่องสำอาง น้ำประปาทั่วไปมีแร่ธาตุและสิ่งเจือปนที่อาจทำให้สูตรไม่เสถียรและส่งผลต่อประสิทธิภาพของส่วนผสมที่ไวต่อสิ่งแวดล้อม (เช่น Vitamin C หรือส่วนผสมที่ได้รับผลกระทบจากอิเล็กโทรไลต์อย่าง Light Cream Maker™) การใช้น้ำกลั่นหรือน้ำ DI จะช่วยให้สูตรมีความสม่ำเสมอและลดความเสี่ยงของปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์หรือความไม่เสถียร คุณต้องการน้ำบริสุทธิ์ที่ไม่ใช่น้ำสำหรับเติมแบตเตอรี่รถยนต์ ซึ่งควรมีจำหน่าย
คำแนะนำสำหรับการปรุงเซรั่มเพื่อผิวขาวใสที่มีประสิทธิภาพ
เพื่อให้ได้เซรั่มผิวขาวใสที่มีประสิทธิภาพ มีความเสถียรดีขึ้น และลดความเสี่ยงการระคายเคือง พิจารณาปรับปรุงสูตรตามข้อแนะนำเหล่านี้:
- ปรับเปอร์เซ็นต์: ลดเปอร์เซ็นต์รวมของซิลิโคน (Cyclomethicone, Silicone Gel) ลงอย่างมาก และเพิ่มเฟสน้ำให้สูงขึ้น ตั้งเป้าให้เฟสน้ำมัน/ซิลิโคนรวมอยู่ในปริมาณที่เข้ากันได้กับอิมัลซิไฟเออร์ที่คุณเลือก (Light Cream Maker™ ทำงานได้ดีที่สุดกับเฟสน้ำมัน/ซิลิโคน <=20%) เฟสน้ำควรเป็นส่วนประกอบที่มากที่สุดในเซรั่มของคุณ
- สารออกฤทธิ์หลักเพื่อผิวขาวใส: เน้นการผสมผสานสารออกฤทธิ์ที่มีประสิทธิภาพและเข้ากันได้ดี:
- Vitamin B3 (Safe-B3™): ใช้ที่ 5-10% เพื่อความกระจ่างใส เสริมเกราะป้องกันผิว และประโยชน์อื่นๆ
- Glucosamine (GlucoBright™): ใช้ประมาณ 4% ทำงานเสริมฤทธิ์กับ Niacinamide เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพความขาวใสและลดจุดด่างดำ
- Alpha Arbutin: ใช้ที่ความเข้มข้นสูงสุดที่แนะนำ 2% เพื่อยับยั้งการสร้างเม็ดสีอย่างมีประสิทธิภาพ
- Vitamin C: เลือกใช้รูปแบบที่เสถียร เช่น Ascorbyl Glucoside (AA-2G) ที่ 5-10% ซึ่งมีความเสถียรและปรุงสูตรง่ายกว่า L-Ascorbic Acid และช่วงค่า pH ที่เหมาะสม (6.5-6.8) เข้ากันได้ดีกว่ากับ Vitamin B3 และ Glucosamine หากคุณเลือกใช้ L-Ascorbic Acid คุณจะต้องปรุงสูตรที่ค่า pH ต่ำ (3.5-4.0) ซึ่งอาจเป็นเรื่องท้าทายในการเข้ากันได้กับสารออกฤทธิ์อื่นๆ และอาจทำให้ผิวระคายเคืองได้
- Azelaic Acid (Liquid Azelaic™): พิจารณาใช้ที่ความเข้มข้นต่ำกว่า (เช่น 5%) หากคุณต้องการประโยชน์เพิ่มเติมและผิวของคุณทนได้ ระมัดระวังเรื่องคุณสมบัติเป็นอิเล็กโทรไลต์เมื่อใช้กับ Light Cream Maker™
- อิมัลซิไฟเออร์: ปรับเปอร์เซ็นต์ของ Light Cream Maker™ (เช่น 1.5-3%) ตามปริมาณรวมของเฟสน้ำมัน/ซิลิโคน และการมีอยู่ของอิเล็กโทรไลต์ เช่น Azelaic Acid เพื่อให้ได้ความข้นของเซรั่มที่ต้องการ
- น้ำ: ใช้น้ำบริสุทธิ์ (น้ำกลั่นหรือน้ำ DI) เป็นส่วนประกอบหลักของเฟสน้ำของคุณ
- งดใช้ Nanowhite: เนื่องจากความไม่แน่นอนเกี่ยวกับส่วนประกอบและความเป็นไปได้ที่จะซ้ำซ้อน จึงแนะนำให้งดใช้ และเน้นที่สารออกฤทธิ์แต่ละชนิดที่ทราบคุณสมบัติอย่างชัดเจนตามที่กล่าวมาข้างต้น
- Glutathione: คุณสามารถเพิ่ม Glutathione (L-Glutathione) ประมาณ 2% เป็นสารต้านอนุมูลอิสระและช่วยเรื่องความขาวใสเพิ่มเติมได้ โดยต้องแน่ใจว่าค่า pH ของสูตรอยู่ในช่วงที่เสถียร (3-6 แต่ควรใกล้เคียง 6 เพื่อให้เข้ากันได้กับ AA2G, B3 และ Glucosamine) โปรดทราบว่าช่วง pH ที่เหมาะสมของ Glutathione อาจต่ำกว่า AA2G เล็กน้อย
การปรับเปอร์เซ็นต์ของส่วนประกอบพื้นฐาน (ซิลิโคน น้ำ อิมัลซิไฟเออร์) และการเลือกใช้สารออกฤทธิ์เพื่อผิวขาวใสที่ทำงานเสริมฤทธิ์กันและทราบคุณสมบัติชัดเจนในความเข้มข้นที่เหมาะสม จะช่วยให้คุณสร้างเซรั่มเพื่อผิวขาวใสที่มีความเสถียร มีประสิทธิภาพ และอาจก่อให้เกิดการระคายเคืองน้อยลงได้
อย่าลืมทดสอบผลิตภัณฑ์บนผิวบริเวณเล็กๆ ก่อนใช้เสมอ
Related Products Mentioned
Alpha Arbutin (Switzerland)
Safe-B3™ (Vitamin B3, Niacinamide)
GlucoBright™ (Acetyl Glucosamine)
Vitamin C (L-ascorbic acid) (Ultra-Fine)
Light Cream Maker™
Silicone Gel (Ultra Clear, Super Silky)