Carbomer trong mỹ phẩm: chất tạo gel, trung hoà, pH và an toàn

Carbomer (INCI: Carbomer) là polymer của acrylic acid được khâu mạng, dùng để làm đặc và tạo gel trong suốt cho gel dưỡng, serum, kem gel và gel rửa mặt. Bột carbomer chỉ trương nở thành gel sau khi được trung hoà bằng một chất kiềm như sodium hydroxide, triethanolamine hoặc aminomethyl propanol.

Carbomer không dưỡng da mà là “bộ khung” quyết định độ đặc, độ trong và cảm giác khi thoa. Bài này tóm tắt điều nguồn đã kiểm cho biết về pH, chất điện ly, lực khuấy, độ trong, an toàn, benzene tồn dư và vi nhựa.

1. Carbomer là gì?

Theo báo cáo của Hội đồng chuyên gia CIR (Cosmetic Ingredient Review) năm 2018, Carbomer là homopolymer của acrylic acid khâu mạng bằng ether allyl của pentaerythritol, của sucrose hoặc của propylene; chức năng ghi nhận là ổn định nhũ tương và tăng độ nhớt pha nước. Các tên cũ như Carbomer-934, -940, -941 nay không còn là tên INCI riêng mà chỉ là tên kỹ thuật của một INCI chung là Carbomer.

Là polymer, carbomer không có công thức hay khối lượng phân tử cố định; các cấp khác nhau về mức khâu mạng, độ nhớt và dung môi trùng hợp, nên hai nguồn “carbomer” có thể cho gel khác nhau ở cùng nồng độ.

2. Carbomer tạo gel như thế nào?

Khi mới phân tán trong nước, nhóm carboxyl (–COOH) hầu như chưa ion hoá, chuỗi co cuộn, dịch loãng và có tính acid. Khi thêm kiềm, –COOH thành –COO⁻; lực đẩy tĩnh điện làm từng hạt polymer trương nở thành “vi gel”, các vi gel ép sát nhau tạo gel có ngưỡng chảy (cơ chế nền, xem Cẩm nang bào chế Butter-C, chương “Gel và chất tạo gel”, Mục 3.1 và 5.3).

Islam và cộng sự (2004) đo lưu biến gel carbomer trong nước – propylene glycol – glycerin, trung hoà bằng triethanolamine: gel rất ổn định theo nhiệt độ, giảm nhớt mạnh khi chịu lực cắt (giả dẻo), cần một ngưỡng ứng suất đáng kể để phá mạng vi gel, có xúc biến mức vừa phải ở tốc độ biến dạng cao, và lưu biến không thay đổi đáng kể trong khoảng pH 5,0–8,0.

3. Những yếu tố làm thay đổi gel carbomer

Với chất tạo gel, bằng chứng chủ yếu là nghiên cứu lưu biến trong phòng thí nghiệm, phần lớn trên gel dược phẩm hoặc nhỏ mắt. Bảng dưới tách điều có nguồn và điều là thực hành chung.

Yếu tố	Ảnh hưởng	Nguồn / mức chắc chắn
pH sau trung hoà	Lưu biến ổn định trong pH 5,0–8,0 (điều kiện nghiên cứu); dưới cửa sổ này polymer trung hoà chưa đủ, gel loãng	Islam 2004 (in vitro); phần ngoài 5,0–8,0 là kiến thức nền
Muối (sodium chloride, sodium borate)	Độ nhớt dung dịch carbomer trung hoà bằng sodium hydroxide giảm mạnh	Unlü 1992 (dung dịch 0,01–0,25%, mục đích nhỏ mắt)
Cồn nồng độ cao	Vượt “nồng độ cồn tới hạn” thì polymer kết tủa; ngưỡng phụ thuộc loại cồn và loại kiềm	Berardi 2022 (cồn 50–80%)
Loại chất trung hoà	Trung hoà bằng aminomethyl propanol cho phép hàm lượng cồn cao hơn so với triethanolamine	Berardi 2022
Hoạt chất dạng muối, chất cation	Thường làm giảm nhớt, đục hoặc tủa	Thực hành chung; có dữ liệu phòng thí nghiệm ở hồ sơ khoa học
Đồng hoá tốc độ cao kéo dài sau khi gel hình thành	Cuốn khí, có thể phá vi gel	Thực hành chung

Hàm ý: gel chứa nhiều chất điện ly (muối khoáng, hoạt chất dạng muối, chiết xuất giàu khoáng) cần đo độ nhớt trên công thức đầy đủ, không suy từ gel nền.

Độ trong: Berardi và cộng sự (2022) ghi nhận cả hai cấp carbomer được thử đều cho hydrogel trong suốt trong nước. Trong thực hành, gel đục hoặc lợn cợn thường do polymer chưa hydrat hoá hết, trung hoà chưa đủ, bọt khí bị giữ lại, hoặc thành phần tan kém như hương liệu, dầu.

4. Nồng độ thường gặp và dạng sản phẩm

Theo dữ liệu FDA năm 2018 trích trong báo cáo CIR, carbomer có trong 6.434 công thức, phần lớn (5.336) là sản phẩm lưu. Khảo sát nồng độ của hiệp hội ngành mỹ phẩm Mỹ cùng năm ghi mức tối đa: 0,0012–15% ở sản phẩm lưu, 0,00001–2,5% ở sản phẩm rửa trôi, 0,2–1,5% ở sản phẩm vùng mắt. Đây là khoảng do doanh nghiệp khai báo, không phải mức khuyến cáo.

Trong thực hành bào chế (số liệu tham khảo của Cẩm nang Butter-C, cần thẩm định trên công thức): carbomer thường dùng khoảng 0,1–1,0% trong hydrogel; dịch phân tán chưa trung hoà có pH khoảng 2,5–3,5; gel mỹ phẩm thường được trung hoà về khoảng pH 5,5–7,0.

Dạng phù hợp: gel dưỡng ẩm, serum cấp ẩm HA, kem gel, gel rửa mặt. Carbomer thường đi cùng glycerin và hyaluronic acid; glycerin và propylene glycol làm gel carbomer giả dẻo mạnh hơn gel chỉ có nước (Islam 2004).

5. Cách đưa vào công thức và kết hợp

• Phân tán trước, trung hoà sau: rắc từ từ vào xoáy nước hoặc làm ướt trước trong glycerin, hydrat hoá hoàn toàn rồi mới thêm kiềm, khuấy chậm và theo dõi pH cùng độ nhớt (thực hành chung).
• Hoạt chất có tính acid (AHA, BHA, vitamin C dạng acid) tiêu thụ kiềm và có thể kéo pH xuống dưới cửa sổ làm việc của carbomer; khi pH mục tiêu thấp, nên cân nhắc polymer khác (thực hành chung).
• Tránh hoặc thử sớm với chất diện hoạt cation, polymer cation, chất bảo quản cation và nồng độ muối cao.
• Theo dõi pH theo thời gian: pH và độ nhớt có thể trôi trong bảo quản, nên khoảng chấp nhận cần lập từ dữ liệu theo dõi (thực hành chung; số liệu ở hồ sơ khoa học).

6. An toàn, ai cần lưu ý

Kết luận CIR: báo cáo gốc năm 1982 kết luận các carbomer an toàn ở thực tế sử dụng và nồng độ khi đó; năm 2003 Hội đồng tái khẳng định. Năm 2018, carbomer được xếp vào nhóm 126 acrylates copolymer và được kết luận an toàn trong mỹ phẩm ở thực tế sử dụng và nồng độ đã mô tả, khi được bào chế để không gây kích ứng. Theo tóm tắt trong báo cáo, thử trên người với carbomer và các muối ở 0,5%, 5%, 10% và dạng nguyên chất cho thấy khả năng kích ứng, mẫn cảm thấp.

Benzene tồn dư: một số cấp carbomer được trùng hợp trong benzene. CIR khuyến nghị giảm tạp chất này tới mức thấp nhất có thể và ghi nhận thực hành loại bỏ benzene của ngành. Hướng dẫn FDA (12/2023, áp cho thuốc) cho biết các chuyên luận dược điển cũ cho phép benzene tới 5.000 ppm, còn chuyên luận cấp không dùng benzene giới hạn không quá 2 ppm. Benzene thuộc Phụ lục II ASEAN (Ref 47), nên COA cần nêu dung môi trùng hợp và benzene tồn dư.

Dị ứng tiếp xúc: ít được báo cáo. Trên PubMed có một thư báo cáo hai ca viêm da tiếp xúc dị ứng với carbomer (Castelain 2020); bài không có tóm tắt, chỉ mục PubMed có các từ khoá nam, nữ, trung niên và viêm da nghề nghiệp; chưa đọc được chi tiết thử áp. Chưa tìm thấy nghiên cứu thử áp hàng loạt với chính carbomer.

Chất trung hoà triethanolamine (TEA): CIR (Fiume 2013) kết luận TEA an toàn khi được bào chế không gây kích ứng và không nên dùng trong sản phẩm có thể tạo hợp chất N-nitroso. Giới hạn ASEAN ở mục 7.

Phụ nữ mang thai hoặc cho con bú: chưa đủ dữ liệu, nên hỏi bác sĩ.

7. Góc nhìn cho chủ thương hiệu (B2B)

• ASEAN: carbomer (kể cả theo CAS 9003-01-4, 9007-20-9) không có trong Phụ lục II/III/VI bản 06/2026 và VII bản 12/2025; chất trung hoà và tạp chất vẫn bị kiểm soát.
• Chất trung hoà: Ref 62, Phụ lục III (nguyên văn): “(a) Leave-on products … (a) 2.5%”; “(a) and (b) • Do not use with nitrosating systems • Minimum purity: 99% • Maximum secondary amine content: 0.5% (applies to raw materials) • Maximum nitrosamine content: 50 μg/kg(21) • Keep in nitrite-free containers”. Chú thích (21): giới hạn nitrosamine áp cho nguyên liệu, không áp cho thành phẩm. Sodium hydroxide dùng chỉnh pH: Ref 15a, mục “(d) Other uses as pH adjuster” — “pH < 11”.
• Hồ sơ và độ ổn định: COA nêu dung môi trùng hợp, benzene và acrylic acid tồn dư; theo dõi pH, độ nhớt, độ trong ở nhiệt độ cao và thấp.
• Vi nhựa tại EU: Quy định (EU) 2023/2055 không nêu tên carbomer; polymer có thuộc định nghĩa “vi hạt polymer tổng hợp” hay không tuỳ tiêu chí của văn bản (polymer rắn dạng hạt; loại trừ polymer tan trên 2 g/L hoặc phân huỷ được, chứng minh theo phụ lục thử nghiệm). Bài này không kết luận cho carbomer; Quý khách xuất khẩu EU nên yêu cầu nhà cung cấp đánh giá theo quy định.
• Công bố công dụng: carbomer là chất tạo kết cấu; không công bố công dụng dưỡng da cho chính carbomer.

Butter-C có thể ứng dụng carbomer trong gia công gel dưỡng và gel rửa mặt, với chất trung hoà và pH được chọn theo hoạt chất và rà soát theo Phụ lục ASEAN.

Câu hỏi thường gặp

Carbomer có phải là nhựa, có gây hại da không?

Carbomer là polymer tổng hợp từ acrylic acid. CIR kết luận chất này an toàn ở thực tế sử dụng khi công thức không gây kích ứng; dị ứng tiếp xúc ít được báo cáo.

Vì sao gel carbomer bị loãng sau khi thêm hoạt chất?

Thường do pH giảm, do chất điện ly hoặc chất cation. Cần đo pH và độ nhớt sau từng bước thêm.

Nên trung hoà carbomer bằng gì?

Sodium hydroxide, triethanolamine, aminomethyl propanol hoặc tromethamine. Loại kiềm ảnh hưởng tới gel chứa cồn (Berardi 2022) và tới pháp quy: TEA tối đa 2,5% trong sản phẩm lưu theo ASEAN.

Carbomer có chứa benzene không?

Tuỳ cấp nguyên liệu; hiện có các cấp không trùng hợp trong benzene. Nhà sản xuất nên kiểm tra COA.

Phụ nữ mang thai có dùng được sản phẩm chứa carbomer?

Chưa đủ dữ liệu riêng, nên hỏi bác sĩ.

Tài liệu tham khảo

1. Cosmetic Ingredient Review Expert Panel. Amended Safety Assessment of Acrylates Copolymers as Used in Cosmetics (Final Amended Report, 2018; có Carbomer). https://cir-reports.cir-safety.org/view-attachment?id=c3a1aad1-8c74-ec11-8943-0022482f06a6
2. Islam MT et al. Rheological characterization of topical carbomer gels neutralized to different pH. Pharm Res. 2004. PMID 15290859
3. Unlü N et al. A comparative rheological study on carbopol viscous solutions and, the evaluation of their suitability as the ophthalmic vehicles and artificial tears. Pharm Acta Helv. 1992. PMID 1561228
4. Berardi A et al. Factors affecting the rheological behaviour of carbomer dispersions in hydroalcoholic medium: Towards the optimization of hand sanitiser gel formulations. Int J Pharm. 2022. PMID 35085726
5. Castelain F et al. Allergic contact dermatitis from carbomers: two case report. Contact Dermatitis. 2020. PMID 32432362
6. Fiume MM et al. Safety assessment of triethanolamine and triethanolamine-containing ingredients as used in cosmetics. Int J Toxicol. 2013. PMID 23696578
7. U.S. FDA. Reformulating Drug Products That Contain Carbomers Manufactured With Benzene — Guidance for Industry. 12/2023. https://www.fda.gov/media/175083/download
8. Commission Regulation (EU) 2023/2055 amending Annex XVII to Regulation (EC) No 1907/2006 as regards synthetic polymer microparticles. https://publications.europa.eu/resource/cellar/acbe2469-5d16-11ee-9220-01aa75ed71a1.0006.03/DOC_1