包載技術(shù)及其在化妝品中的應(yīng)用

李世忠，劉慧珍

（廣東拉芳日化有限公司，廣東 汕頭 515144）

包載技術(shù)及其在化妝品中的應(yīng)用

李世忠，劉慧珍

（廣東拉芳日化有限公司，廣東 汕頭 515144）

介紹了微膠囊和脂質(zhì)體兩類包載技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其在化妝品中的應(yīng)用和制備方法。概述了提高微膠囊、脂質(zhì)體的穩(wěn)定性和包封率及其對應(yīng)用環(huán)境、化妝品中其它組分的耐受力，開發(fā)新型的微膠囊、脂質(zhì)體產(chǎn)品的途徑。擴大應(yīng)用范圍、實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是未來包載技術(shù)的發(fā)展方向。

包載技術(shù)；微膠囊；脂質(zhì)體；化妝品

單就功能性而言，消費者對化妝品的認(rèn)識經(jīng)歷了一個不斷深化的過程：從皮膚毛發(fā)的簡單清潔到護理、調(diào)理作用；從最初的保濕、滋潤等基本需求，進而提高到防曬、美白、祛斑等功效訴求；從美化、掩蓋不完美到抗衰老、修復(fù)等更深層次的功能需求。與之相適應(yīng)，化妝品技術(shù)從最初的簡單復(fù)配，發(fā)展到活性成分的應(yīng)用，再進一步深入到如何使活性成分有效地進入皮膚、毛發(fā)內(nèi)部并發(fā)揮作用的更高層次。

包載技術(shù)最初主要應(yīng)用于醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域。其獨特的結(jié)構(gòu)特點和作用受到其他領(lǐng)域的廣大科研人員的高度關(guān)注，應(yīng)用范圍進而擴大至食品工業(yè)、紡織工業(yè)、日用化學(xué)品工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等領(lǐng)域。在化妝品中，應(yīng)用比較廣泛的包載技術(shù)主要是微膠囊技術(shù)和脂質(zhì)體技術(shù)。

1. 微膠囊技術(shù)

1.1 微膠囊及其在化妝品中的作用微膠囊技術(shù)的研究始于20世紀(jì)30年代，是利用天然或合成的高分子成膜材料把分散均勻的固體微粒、液體或氣體包載形成微小固體顆粒的技術(shù)，其中包裹在微膠囊內(nèi)部的物質(zhì)成為芯材或囊心，微膠囊外部的包載膜稱為壁材或囊壁、殼體，通常微膠囊產(chǎn)品的直徑可控在1～5000μm。

將微膠囊應(yīng)用于化妝品中的主優(yōu)點要有：①提高對環(huán)境敏感成分的穩(wěn)定性；②降低某些成分的刺激作用；③可在體內(nèi)緩慢釋放功能性成分，以達到長效的目的；④可將容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的組分應(yīng)用于同一體系中；⑤掩蔽某些組分的不良氣味等。

1.2 我國微膠囊技術(shù)現(xiàn)狀

美國在微膠囊技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位，日本在20世紀(jì)60～70年代逐步趕了上來。我國對微膠囊技術(shù)的研究起步較晚，但是在醫(yī)藥、農(nóng)藥、食品、紡織、化妝品工業(yè)等方面已開展了較深入的研究。

目前，國內(nèi)關(guān)于微膠囊的研究及應(yīng)用已有很多報道。張艷等[1]采用原位聚合法制備了一系列具有不同緩釋性能的香精微膠囊，并對其性能和在日化領(lǐng)域的應(yīng)用做了探討；李雪靜等[2]研究了利用淀粉微膠囊改善香精在洗衣粉中的作用與功效，結(jié)果顯示采用淀粉微膠囊包裹香精與液體香精復(fù)配時，即使香精總量較低，仍能夠增強香精在洗滌過程及漂洗后的表現(xiàn)力；井樂剛等[3]綜述了國內(nèi)外維生素C微膠囊制備技術(shù)的研究進展，討論了制備維生素C微膠囊所用的包埋材料和包埋方法，并介紹了維生素C微膠囊的應(yīng)用；宋健[4]等介紹了微膠囊及微膠囊化技術(shù)的原料及微膠囊囊壁材料的性質(zhì)及最新工藝進展。

專利方面，中國專利01115628.7[5]公開了一種含水溶性美容或護膚活性組分的水性核的微膠囊，含該微膠囊的美容或護膚組合物及該微膠囊的制備方法；中國專利02148490.2[6]公開了一種微膠囊水劑型化妝品、個人護理用品及外用藥品，它采用界面聚合法或原位聚合法，將具有一定功效且與水不相互溶的囊芯物質(zhì)包覆成微膠囊，然后被分散劑、穩(wěn)定劑直接分散在水中，成為一種懸浮液、乳狀液或凝膠；另外還有一些專利分別公開了維生素A[7]、絲素維生素E[8]、維生素K[9]、維生素D3

[10]等的制備方法。

1.3 微膠囊的制備方法

微膠囊的芯材可以是固體、液體甚至是氣體，可根據(jù)使用對象及目的選擇合適的芯材。在化妝品中使用的芯材通常有動植物提取液、酶制劑、氨基酸、維生素、蛋白質(zhì)、顏料、香料及其他活性成分等。微膠囊的制備方法很多，一般籠統(tǒng)地歸為三類[11]：化學(xué)原理法、物理化學(xué)原理法、物理和機械原理法。

1）化學(xué)原理法：這是以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的微膠囊制備技術(shù)，即利用單體小分子發(fā)生聚合反應(yīng)，生成高分子成膜材料并將囊芯包覆，如界面聚合法、原位聚合法、銳孔-凝固浴法。界面聚合法的原理是將兩種活性單體分別溶解在互不相溶的溶劑中，當(dāng)一種溶液被分散在另一種溶液中時，兩種溶液中的單體在相界面發(fā)生聚合反應(yīng)而成囊；原位聚合法的單體成分及催化劑全部位于芯材液滴的內(nèi)部或者外部，發(fā)生聚合反應(yīng)而微膠囊化；銳孔-凝固法是利用銳孔裝置和凝固浴制備微膠囊的方法，與前兩種方法不同，此方法不是以單體為原料通過聚合反應(yīng)生成膜材料，一般采用可溶性高聚物作原料包覆囊芯，而在凝固浴中固化形成微膠囊，其固化過程可能是化學(xué)反應(yīng)、也可能是物理變化。

2）物理化學(xué)原理法包括水相分離法、油相分離法、復(fù)相乳液法、熔化分散冷凝法等。水相分離法通過膠體間電荷的中和以及親水膠粒周圍水相溶劑層的消失而成囊，水相體系中的相分離法又可分為復(fù)凝聚法、單凝聚法、鹽凝聚法和調(diào)節(jié)pH值聚合物沉淀法；油相分離法的原理是，向作為囊壁材料的聚合物有機溶劑溶液中加入一種對該聚合物為非溶媒的液體，引發(fā)相分離進而形成微膠囊；復(fù)相乳化法的基本原理是將芯材分散到壁材的溶劑中，形成的混合物以微滴狀態(tài)分散到介質(zhì)中，隨后除去連續(xù)的介質(zhì)而實現(xiàn)膠囊化；熔化分散冷凝法即當(dāng)壁材（蠟狀物質(zhì)）受熱時，芯材分散在液態(tài)蠟中并形成微粒（滴），體系冷卻時，蠟狀物質(zhì)圍繞芯材形成囊壁進而形成微膠囊。

3）物理和機械原理法包括空氣懸浮成膜法、噴霧干燥法、真空蒸發(fā)沉積法、包結(jié)絡(luò)合法、溶劑蒸發(fā)法、擠壓法、靜電結(jié)合法等?？諝鈶腋〕赡し磻?yīng)用流化床的強氣流將芯材微粒（滴）懸浮于空氣中，通過噴嘴將調(diào)成適當(dāng)黏度的壁材溶液噴涂于微粒（滴）表面，提高氣流溫度使壁材溶液中的溶劑揮發(fā)，壁材析出而成囊；噴霧干燥法是將芯材分散于囊壁材料的稀溶液中形成懸浮液或乳濁液，用泵將此分散液送到含有噴霧干燥的霧化器中，分散液則被霧化成小液滴，液滴中所含溶劑迅速蒸發(fā)而使壁材析出成囊；真空蒸發(fā)沉積法是以固體顆粒作為芯材，壁材的蒸氣凝結(jié)于芯材的表面而實現(xiàn)膠囊化；包結(jié)絡(luò)合法是利用β-環(huán)糊精中空且內(nèi)部疏水外部親水的結(jié)構(gòu)特點，將疏水性芯材通過形成包結(jié)絡(luò)合物而形成分子水平上的微膠囊；溶劑蒸發(fā)法將芯材、壁材依次分散于有機相中，然后加到與壁材不相溶的溶液中，加熱使溶劑蒸發(fā)、壁材析出而成囊；擠壓法是一種在低溫條件下生產(chǎn)微膠囊的技術(shù)，原理是將混懸在一種液化的碳水化合物介質(zhì)中的芯材與壁材混合物經(jīng)過?？祝脡毫⑵鋽D進壁材的凝固浴，壁材析出并硬化成囊；靜電結(jié)合法，即先將芯材與壁材各制成帶相反電荷的氣溶膠微粒，而后使它們相遇并通過靜電吸引凝結(jié)成囊。

1.4 存在的問題及發(fā)展方向

我國對微膠囊技術(shù)的制備工藝研究取得了一定的成果，但有條件進行工業(yè)化生產(chǎn)的公司不多。在微膠囊的應(yīng)用方面，尤其是在化妝品領(lǐng)域的研究還較少，取得的成績也有限。這主要是受到微膠囊的壁材及粒徑的限定。通常將粒徑5～2000μm的微膠囊稱為微米級的微膠囊。隨著微膠囊技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)可以制備粒徑小于1μm的微膠囊（粒徑1～1000nm的微膠囊稱為納米膠囊）。納米膠囊具有獨特的性質(zhì)，如藥物納米膠囊具有良好的靶向性和緩釋作用，可以在許多領(lǐng)域內(nèi)得到新的應(yīng)用。但是，由于納米微膠囊制備、性能研究等方面的限制，目前納米膠囊主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

微膠囊以其獨特的性能受到眾多行業(yè)的青睞，應(yīng)用潛力巨大。完善微膠囊傳遞體系的研究，建立相應(yīng)的評估體系，同時進一步開發(fā)和提高微膠囊制造技術(shù)，實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，將有利于擴大微膠囊的應(yīng)用范圍。

2. 脂質(zhì)體技術(shù)

2.1 脂質(zhì)體及其功效

1965年Bangham等發(fā)現(xiàn)，將磷脂分散在水中會形成多層囊泡，每一層均為脂質(zhì)雙分子層，囊泡中央和各層之間被水相隔開，并稱之為脂質(zhì)體。脂質(zhì)體一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就引起了生物學(xué)家、藥學(xué)家的興趣。鑒于其獨特的結(jié)構(gòu)特點和組成，脂質(zhì)體不僅本身可以作為添加劑在化妝品中發(fā)揮作用，還可以作為功能性成分的載體起到與微膠囊類似的作用，如緩釋、穩(wěn)定有效成分等，而且具有增強滲透性的特點。

人的皮膚由一層致密的細胞構(gòu)成，而細胞膜對大分子生物活性物質(zhì)是不通透的。所以，化妝品中的活性成分要達到營養(yǎng)、改善皮膚狀況和預(yù)防皮膚疾病的功效，關(guān)鍵是活性物質(zhì)必須能透過角質(zhì)層到達相應(yīng)的作用部位并維持一定的時間。有研究表明，脂質(zhì)體能很快進入皮膚深層，脂質(zhì)體包封的活性物質(zhì)經(jīng)皮吸收后可使更多活性物質(zhì)停留在表皮到真皮之間。為揭開脂質(zhì)體經(jīng)皮吸收的機制，國內(nèi)外學(xué)者開展了大量研究，總結(jié)出三個作用機制[12]：水合、融合和穿透。水合機制指脂質(zhì)體經(jīng)皮吸收是通過增加角質(zhì)層濕度和水合作用實現(xiàn)的，通過水合作用，脂質(zhì)雙層中疏水性尾部排列紊亂，使角質(zhì)細胞結(jié)構(gòu)改變，藥物通過擴散等作用進入細胞間質(zhì)而起作用；融合機制指構(gòu)成脂質(zhì)體的磷脂與表皮脂質(zhì)屏障中的脂質(zhì)層融合，角質(zhì)層脂質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)改變成一種扁平的顆粒狀結(jié)構(gòu)，其屏障作用發(fā)生逆轉(zhuǎn)，脂質(zhì)體可順利通過這些脂質(zhì)顆粒的間隙，從而促進活性物的透皮吸收，采用熒光顯微鏡法也證實了磷脂能夠影響角質(zhì)層細胞中的脂質(zhì)雙分子層的流動性，從而促進包封物進入角質(zhì)層細胞；穿透機制指脂質(zhì)可以通過毛囊通道進入皮膚達到作用點，但其作用機理尚不明確。

2.2 國內(nèi)脂質(zhì)體化妝品研究現(xiàn)狀

最早的脂質(zhì)體化妝品Capture是由Dior公司推出的， L'Oreal、Plenitude等公司隨后也相繼推出了脂質(zhì)體化妝品。目前，歐洲、美國和日本市場上已有相當(dāng)數(shù)量的脂質(zhì)體化妝品。我國市場上，旁氏、妮維雅、羽西、蝶妝等都有推出含脂質(zhì)體的護膚類化妝品[13]，但這些基本上為合資企業(yè)或外資企業(yè)推出的高端產(chǎn)品，我國獨立研究且商業(yè)化的脂質(zhì)體化妝品幾乎是空白。

科研方面，我國已有文獻從各個方面綜述了脂質(zhì)體技術(shù)在化妝品中的應(yīng)用[14-17]，包括脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)組成、功能特點、機理探討、制備方法等，但關(guān)于脂質(zhì)體的具體制備方法及脂質(zhì)體化妝品開發(fā)的報道較少[18,19]。專利98110614.5[20]公開了一種適用于制藥工業(yè)和日用化學(xué)工業(yè)，尤其是化妝品工業(yè)的神經(jīng)酰胺脂質(zhì)體乳劑的制備方法；專利02111967.8[21]公開了一種維生素A脂質(zhì)體及其制備方法，通過制備微生物A前體脂質(zhì)體懸液，加入支撐劑后經(jīng)冷凍干燥或噴霧干燥制得維生素A前體脂質(zhì)體，臨用前按需要量加水，經(jīng)水合、振蕩即能恢復(fù)成維生素A脂質(zhì)體，該方法可明顯提高維生素A脂質(zhì)體的穩(wěn)定性；專利200710304524.X[22]公開了一種神經(jīng)酰胺納米脂質(zhì)體制劑及其制備方法，該方法可以得到一種外觀呈透明或半透明狀，平均粒徑小于100nm的神經(jīng)酰胺脂質(zhì)體制劑，且具有穩(wěn)定性高、水分散性及生物相溶性等特點，可以用于制備化妝品；專利200610013829.0[23]公開了一種快速吸收的護膚組合物，該護膚組合物中含有10～20%的混合油脂脂質(zhì)體。

2.3 脂質(zhì)體的制備

經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國內(nèi)外有關(guān)專家已開發(fā)成功多種脂質(zhì)體的制備方法，如薄膜分散法、超聲分散法、逆相蒸發(fā)法、注入法、表面活性劑處理法、復(fù)乳法、超臨界法、離子梯度載藥法等。

1）薄膜分散法是將膜材和脂溶性藥物溶于有機溶劑后置于燒瓶中，減壓除去溶劑，使成膜材料在瓶壁上形成薄膜，再加入含水溶性藥物的緩沖溶液，振搖，除去未包封藥物即得脂質(zhì)體懸液。

2）超聲分散法是將膜材和脂溶性藥物溶于有機溶劑后置于燒瓶中，減壓除去溶劑，殘液用超聲波處理除去未包封藥物得脂質(zhì)體。

3）逆相蒸發(fā)法是將膜材溶于有機溶劑，與含藥緩沖液混合乳化至形成穩(wěn)定的W/O乳液，減壓除去溶劑，除去未包封藥物即得脂質(zhì)體。

4）注入法是將類脂質(zhì)和脂溶性藥物溶于有機溶劑中，再用微量注射裝置在攪拌下將其均速注入到含藥水相中，攪拌揮發(fā)掉有機溶劑即得到脂質(zhì)體。根據(jù)溶劑的不同，注入法可分為乙醇注入法和乙醚注入法。

5）表面活性劑處理法是將脂質(zhì)、表面活性劑與藥物放入水中，攪拌或超聲波處理使成膠束溶液，除去表面活性劑和未包封藥物即得脂質(zhì)體。

6）復(fù)乳法是將含藥水溶液加入膜材的有機溶液中，乳化得到W/O初乳，再將初乳加入到10倍體積的水中，乳化得到W/O/W復(fù)乳，然后在一定溫度下去除有機溶劑即可得到脂質(zhì)體。

7）超臨界法是將膜材的乙醇溶液與藥物溶液一起放入高壓釜中，將高壓釜于恒溫水浴中通入二氧化碳，進行超臨界態(tài)下孵化即得脂質(zhì)體。

8）采用離子梯度載藥法，是先用適當(dāng)方法制成包封質(zhì)子化液體的脂質(zhì)體，再將該脂質(zhì)體置于主要以分子形式存在的藥液中一段時間獲得載藥脂質(zhì)體。離子梯度法最大的優(yōu)點是包封率高。其原理是，親脂藥物分子具有自由通過脂質(zhì)體膜的性質(zhì)，而親脂性藥物的離子則不能通過。常見的有pH梯度法、硫酸銨梯度法和醋酸鈣梯度法等。

各種脂質(zhì)體制備方法均有其優(yōu)缺點，包載的對象和脂質(zhì)體的粒徑不同，需要根據(jù)脂質(zhì)體的包載對象和應(yīng)用體系選擇合適的制備方法。

2.4 脂質(zhì)體技術(shù)發(fā)展方向

脂質(zhì)體既可包載水溶性物質(zhì)、又可包載油溶性物質(zhì)，而且與人體細胞膜具有相似成分、有良好生物相容性。但也存在一些缺點，影響其推廣應(yīng)用，主要表現(xiàn)為：①穩(wěn)定性差，容易受pH值、體系內(nèi)其他物質(zhì)、包封物、光照、溫度甚至混合方式等因素的影響，因此其應(yīng)用范圍和保存時間都受到制約；②容易變質(zhì)，由于脂質(zhì)體中使用的脂類物質(zhì)多是支持細菌生長的培養(yǎng)基，所以脂質(zhì)體必須進行防腐處理，可能會損失包封物的活性；③包封率差，工業(yè)化生產(chǎn)困難；④成本高，高純度磷脂和其它原料價格都較高，使得脂質(zhì)體的成本也很高，經(jīng)濟可行性差。另外，脂質(zhì)體中的磷脂類型、脂質(zhì)體粒徑、脂質(zhì)體荷電性及脂質(zhì)體中的其它輔助制劑等都影響脂質(zhì)體的透皮吸收，大大影響脂質(zhì)體在化妝品中的應(yīng)用。含有表面活性劑等能夠與脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)中的磷脂雙層膜發(fā)生融合的物質(zhì)、鹽類等高電離強度的物質(zhì)以及過度剪切等容易造成脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)破壞或失活的體系都不宜添加脂質(zhì)體。另外，對于脂質(zhì)體自身穩(wěn)定性及其在化妝品體系中的存在狀態(tài)、活性、功效等方面的檢測方法有限，需要進一步完善。這些問題也是脂質(zhì)體技術(shù)未來在研發(fā)中要攻克的主要方向。

3. 結(jié)語

提高微膠囊、脂質(zhì)體的穩(wěn)定性和包封率及其對應(yīng)用環(huán)境、化妝品中其它組分的耐受力，開發(fā)新型微膠囊、脂質(zhì)體產(chǎn)品，建立科學(xué)合理的評估體系，探討其作用機理，擴大應(yīng)用范圍以及實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是包載技術(shù)未來的發(fā)展方向。

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