高端化妝品制劑創(chuàng)新的前沿技術(shù)

閆紫薇 王若彤 王偉

目前，中國化妝品市場(chǎng)進(jìn)入快速發(fā)展階段，重心已逐步轉(zhuǎn)移到科研技術(shù)上來，對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)科技實(shí)力的要求逐步提高。比起早期的關(guān)注化妝品品牌的知名度，如今消費(fèi)者更關(guān)注產(chǎn)品本身的品質(zhì)。在高品質(zhì)成為化妝品消費(fèi)核心驅(qū)動(dòng)力的當(dāng)下，科技實(shí)力成為化妝品企業(yè)的立身之本，更是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。新技術(shù)的應(yīng)用為高端化妝品的產(chǎn)品研發(fā)創(chuàng)新提供了更多的可能性。因此，本文主要介紹目前可以應(yīng)用到化妝品中的制劑創(chuàng)新技術(shù)。

01.液晶結(jié)構(gòu)乳液

液晶是處于晶體和液體之間的介晶態(tài)，既有像液體一樣性質(zhì)，如流動(dòng)性和連續(xù)性，又有各向異性的晶體特有的雙折射性。按形成的條件和組成，液晶分為溶致液晶和熱致液晶。液晶結(jié)構(gòu)乳液屬于溶致液晶。

通過選擇合適的乳化劑，可在乳液中形成穩(wěn)定的液晶結(jié)構(gòu)（如圖1所示）。因結(jié)構(gòu)獨(dú)特，液晶結(jié)構(gòu)乳液具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1） 提高配方穩(wěn)定性;

（2） 通過延長水合作用和閉合作用，保濕性能明顯提高;

（3） 促進(jìn)活性成分滲透，并具有緩慢釋放的作用;

（4） 與皮膚具有良好的親和力，膚感清爽。

近年，液晶型護(hù)膚品因其配方穩(wěn)定且功效優(yōu)良而受到諸多關(guān)注，如日本化妝品品牌POLA推出了一款極光幻彩精華液，采用了液晶乳化體系包封抗衰老活性物質(zhì)和美白活性物質(zhì)等。而液晶結(jié)構(gòu)乳液目前在應(yīng)用方面還具有一定的局限性，如可形成液晶結(jié)構(gòu)的乳化劑種類較少、儲(chǔ)存過程中液晶結(jié)構(gòu)會(huì)逐漸減少等。

02.Pickering 乳液

Pickering 乳液是一種用納米固體顆粒代替?zhèn)鹘y(tǒng)乳化劑形成穩(wěn)定乳液體系的一種新型乳液。Pickering乳液的主要作用原理：由于納米固體顆粒具有很強(qiáng)的表面活性，可在乳液液滴表面形成一層薄膜，有效阻止液滴之間的聚集，從而得到穩(wěn)定的乳液。影響Pickering 乳液穩(wěn)定性的因素包括固體顆粒的粒徑、濃度和表面潤濕性、體系pH值、表面活性劑、離子濃度等。

與使用傳統(tǒng)表面活性劑的乳液相比，Pickering乳液具有許多優(yōu)勢(shì)。首先，Pickering乳液具有很強(qiáng)的界面穩(wěn)定性，可形成熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)均穩(wěn)定的體系，且穩(wěn)定性不受油脂性質(zhì)和電解質(zhì)的影響，針對(duì)不同的護(hù)膚產(chǎn)品，油脂的選擇性更廣。其次，應(yīng)用固體顆粒替代傳統(tǒng)表面活性劑，可降低配方的刺激性，提高產(chǎn)品的膚感和涂抹性，并且起到緩釋的作用。同時(shí)，有些固體顆粒如氧化鋅、二氧化鈦本身就是很好的物理防曬劑，作為乳化劑應(yīng)用于防曬配方中，與其他防曬劑有協(xié)同增效的作用，可減少其他防曬劑的用量，在降低產(chǎn)品的刺激性、使產(chǎn)品更加清爽的同時(shí)，又可以提高防曬效果。

此外，固體粒子種類和功能豐富多樣，可根據(jù)產(chǎn)品的不同需求選擇不同種類的粒子或?qū)⒍喾N粒子復(fù)配使用。因此，Pickering 乳液在化妝品領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊。法國仙婷公司推出了一款乳化劑產(chǎn)品：膨潤土乳化劑（AXIMUL LV），由片狀黏土蒙脫石和黃原膠復(fù)配而成。該乳化劑經(jīng)過有機(jī)改性的黏土在油滴周圍形成層狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成“包裹型”的O/W 乳液，是一種非常穩(wěn)定的乳化體系。然而，由于化妝品配方體系是糖類、油脂和活性小分子等多組分混合體系，復(fù)雜成分的相互作用會(huì)影響Pickering 乳液的穩(wěn)定性。所以目前Pickering 乳化技術(shù)在化妝品產(chǎn)品中應(yīng)用的實(shí)例較少。

03.D

D 相乳化技術(shù)是鷺谷氏在轉(zhuǎn)相乳化法的基礎(chǔ)上開發(fā)的一種新的乳化方法。其制備原理是利用甘油或多元醇溶解分散乳化劑，使乳化劑的濁點(diǎn)上升，提高了乳化劑和水的相容性，使其更容易吸附在O/W界面上，得到D 相，即乳化劑相。邊攪拌D相邊加入油相，使體系形成乳化劑包油相，得到O/D 乳液。最后加入水相，在均質(zhì)條件下得到O/W乳液。

D 相乳化技術(shù)具有能乳化極性小、表面張力小、水溶性小的油類乳化劑用量少，不需控制乳化溫度和HLB值等優(yōu)點(diǎn)，可以用于制備清潔卸妝凝膠、去角質(zhì)膏、面膜及乳液、膏霜等產(chǎn)品。

D 相乳化對(duì)乳化劑的含量需求低，而且包裹的油相含量高，可以得到微細(xì)的O/W乳化粒子，是一種高效的乳化技術(shù)。但D 相乳化對(duì)于工藝的要求較高，而且隨著油相的添加產(chǎn)品黏度增大明顯，這給實(shí)際的生產(chǎn)帶來很大挑戰(zhàn)。

04.微囊

微囊是指利用天然或合成的高分子材料，將活性成分（固體、液體或氣體）包裹起來，形成的具有半透性或密封囊膜的微小膠囊。成膜的材料稱為壁材，被包裹的材料稱為芯材。微囊可將化妝品中的有效成分，例如不同油脂和活性物的粒子包裹在納米級(jí)尺寸的膠囊中，并添加在配方中，以達(dá)到無乳化劑而添加油脂的目的。目前使用較廣泛的壁材原料有海藻酸鈉、明膠、阿拉伯膠、纖維素膠和瓊脂等。

使用微囊輸送化妝品活性成分的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下方面。首先，微囊的包裹可以保護(hù)芯材，隔絕外界如光、氧氣、pH值等因素對(duì)芯材的影響，有效提高活性成分的穩(wěn)定性。其次，微囊可以隔離不相容組分，如配方中存在可互相發(fā)生反應(yīng)的成分時(shí)，可將其中一種或幾種微囊化，防止組分間的反應(yīng)，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性。同時(shí)，微囊可有效控制芯材的釋放，不同的囊材可以實(shí)現(xiàn)有效成分受控、持續(xù)或定向釋放，使有效成分發(fā)揮最大程度的作用。此外，微囊還可以改變芯材的物理和化學(xué)性質(zhì)、屏蔽芯材的不良?xì)馕痘虿涣忌珴桑ㄟ^改變微囊的氣味、顏色、光澤等方式可以提高化妝品的性狀。

微囊在化妝品中的應(yīng)用有許多，如CHANEL 山茶花潤澤微精華水添加了山茶花活性成分的微囊，Dior花蜜活顏絲悅玫瑰潤養(yǎng)輕質(zhì)精油利用微囊包裹蠟質(zhì)成分及潤膚成分，Elizabeth Arden無瑕未來微囊精液應(yīng)用微囊包裹精華等。

但在微囊的大規(guī)模生產(chǎn)中也有許多需要考慮的問題，如技術(shù)、質(zhì)量、倫理和經(jīng)濟(jì)問題等。更大的挑戰(zhàn)之一涉及微囊化過程的放大，以實(shí)現(xiàn)微囊化妝品配方的高再現(xiàn)性。在應(yīng)用的過程中，需注意避免配方、溫度、濕度等其他因素對(duì)微囊穩(wěn)定性的不利影響，確保在制備、運(yùn)輸和儲(chǔ)存期間保持結(jié)構(gòu)完整，防止芯材泄漏。因此，對(duì)微囊的研究還需要不斷深入，解決產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)難題。

05.無機(jī)納米載體

無機(jī)納米載體是一種具有高度穩(wěn)定性的納米材料，具有多種成分、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，包括介孔氧化硅納米粒子、二氧化鈦納米粒子、碳納米材料（如石墨烯、富勒烯和碳納米管等）、金納米粒子和銀納米粒子等。這些納米粒子具有較大比表面積、易于表面修飾和良好的生物相容性等屬性，可以滲透表皮層的深層，增加藥物在皮膚中的積累。因此被廣泛應(yīng)用于防曬、抗衰老和其他功能性化妝品中。

除了作為納米載體外，某些無機(jī)納米粒子，如富勒烯-C60和金納米粒還具有雙重性質(zhì)，能夠起到抗氧化或抗菌效果。例如，金納米顆?？膳c皮膚角質(zhì)層脂質(zhì)相互作用，形成可逆性開口，增加滲透率。同時(shí)其特有的物理化學(xué)性質(zhì)和抗菌潛力等，使金納米粒成為化妝品行業(yè)的研究熱點(diǎn)。Jimenez 等人研究顯示，將人參提取物與金納米粒結(jié)合，能夠有效地清除自由基，并抑制細(xì)胞內(nèi)酪氨酸酶和黑色素含量，提高了保濕、抗氧化和美白性能，同時(shí)展現(xiàn)了良好的生物相容性，具有環(huán)境友好型特點(diǎn)。

富勒烯是一種完全由碳組成的中空分子，具有獨(dú)特的籠狀結(jié)構(gòu)，形狀呈球形、橢球形、柱形或管狀。富勒烯具有多種類型，應(yīng)用最多的是最小的富勒烯分子，富勒烯-C60。富勒烯本身是一種電子受體，它與自由基結(jié)合的能力使其成為一種強(qiáng)大的抗氧化劑。因此常應(yīng)用于抗衰產(chǎn)品中，如DHC 的極致恒美系列產(chǎn)品、Zelens的3t抗衰老精華霜和Bella pelle的抗衰霜等產(chǎn)品中都添加了富勒烯。

06.脂質(zhì)體

脂質(zhì)體是由脂質(zhì)雙分子層所形成的一種超微球形載體制劑， 是納米載藥系統(tǒng)的典型代表。當(dāng)兩性分子如磷脂分散于水相時(shí)， 分子的疏水尾部聚集在一起， 親水頭部暴露在水相， 形成具有雙分子層結(jié)構(gòu)的封閉囊泡。在囊泡內(nèi)水相和雙分子膜內(nèi)可以包裹多種不同極性的有效成分。脂質(zhì)體不僅能很好地穩(wěn)定和保護(hù)有效組分，其自身也具有很好的護(hù)膚效果。天然的卵磷脂作為脂質(zhì)體的壁材，不僅是生物細(xì)胞膜的組成成分，具有優(yōu)越的乳化能力，還具有可促進(jìn)經(jīng)皮吸收、加強(qiáng)保濕效果以及緩和刺激等功效。因此脂質(zhì)體被廣泛用作化妝品活性組分的傳送體系。但脂質(zhì)體滲透效率有限，針對(duì)此問題，出現(xiàn)了很多脂質(zhì)體衍生物，如類脂囊泡（Niosomes）、醇質(zhì)體（Ethosomes）、傳遞體（Transfersomes）和醇傳遞體（Transethosomes）等。

類脂囊泡是在脂質(zhì)體的基礎(chǔ)上添加了不同物質(zhì)而達(dá)到改變囊泡性能的效果的一種脂質(zhì)體衍生物。類脂囊泡又稱非離子表面活性劑泡，是由非離子表面活性劑、膽固醇或其他兩親分子水合形成的自組裝囊泡納米載體。1975年，由歐萊雅首次開發(fā)并獲得專利，1987年，該公司以蘭蔻商品名推出產(chǎn)品，隨后被廣泛應(yīng)用于化妝品和藥物遞送方向。類脂囊泡在結(jié)構(gòu)與組成上類似于脂質(zhì)體，具有提高包埋活性成分穩(wěn)定性、增強(qiáng)皮膚滲透、提高生物利用度、改善表面黏附和持續(xù)釋放特性等優(yōu)點(diǎn)。鞣花酸是一種有效的抗氧化劑，然而，其應(yīng)用受到溶解性差和滲透性低的限制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用類脂囊泡包載鞣花酸應(yīng)用于皮膚，與鞣花酸溶液相比，改善了其在人表皮和真皮層中的分布，有效增強(qiáng)皮膚滲透。目前，蘭蔻的Niosomeplus 和Niosome plus perfected age treatment 等系列都運(yùn)用了此載體包裹活性成分。

醇質(zhì)體主要由磷脂、乙醇（相對(duì)高濃度）和水組成。添加乙醇的囊泡膜具有高柔韌性，可通過比其直徑小得多的孔道。傳遞體主要由磷脂酰膽堿 （PC）和非離子邊緣激活劑 （EA） 組成。EA是傳遞體制劑中的重要成分，它們可以增強(qiáng)傳遞體脂質(zhì)雙分子膜的柔韌性。其超變形能力，可使活性物質(zhì)滲透皮膚，到達(dá)皮膚深層。

醇傳遞體是在醇質(zhì)體和傳遞體的基礎(chǔ)上開發(fā)的新型囊泡載體，具有這兩種載體的優(yōu)點(diǎn)。醇傳遞體具有內(nèi)水相和雙分子層內(nèi)親脂區(qū)域，能夠容納具有不同溶解度的活性成分，其良好的變形性可使其輕易地滲透進(jìn)入皮膚，因而受到越來越多的關(guān)注。Arora D等人用醇傳遞體包裹白藜蘆醇，并制備成凝膠，用于皮膚老化和氧化應(yīng)激模型。結(jié)果顯示相比普通凝膠，醇傳遞體可顯著提高抗氧化酶水平和蛋白質(zhì)含量，大大提高抗氧化能力。

本課題組研發(fā)了脂質(zhì)體精華液和醇傳遞體凝膠，在提高有效成分穩(wěn)定性的同時(shí)，增加了經(jīng)皮滲透量，提高了生物利用度。

07.微針

皮膚是人體的天然屏障，也是人體主要的排泄器官，對(duì)人體具有重要的保護(hù)作用。皮膚表皮層中的角質(zhì)層對(duì)藥物具有一定的阻礙作用，一般藥物通過經(jīng)皮吸收的滲透效率較低，只有微量活性物質(zhì)能夠通過角質(zhì)層而被吸收和利用。而微針能夠刺穿皮膚的角質(zhì)層使活性物質(zhì)到達(dá)皮膚深層。微針主要由硅、金屬或聚合物等材料制備而成，長度一般為幾十微米到幾毫米，尖端直徑小于幾十微米。它能以微創(chuàng)的方式刺穿皮膚的角質(zhì)層，在皮膚表面形成可逆微通道，使目標(biāo)成分到達(dá)皮膚指定深度。同時(shí)，通過控制微針插入皮膚的深度，避免觸及皮下痛覺神經(jīng)，可以提高使用舒適感。因此，微針作為新的透皮遞送系統(tǒng)受到了廣泛的關(guān)注。

目前根據(jù)微針的應(yīng)用，可將微針分為組織預(yù)處理微針、包衣微針、可溶性微針、空心微針。具體介紹如下：

（1） 組織預(yù)處理微針是指在應(yīng)用活性物質(zhì)前，將微針作用于皮膚，在角質(zhì)層形成微小孔道，促進(jìn)目標(biāo)成分進(jìn)入皮膚深層。

（2） 包衣微針主要是指將目標(biāo)成分涂在實(shí)心微針上，外層的成分隨著微針刺入皮膚后即溶解，從而被皮膚吸收利用。

（3） 可溶性微針是采用可生物降解或可溶解的聚合物材料制備而成。在高分子材料中混入有效成分形成針體。針體刺穿皮膚后溶解或降解，有效成分釋放，從而進(jìn)入皮膚，具有一定的緩控釋作用。

（4） 空心微針的尺寸與實(shí)心微針類似，在針體的中線上有與傳統(tǒng)注射器功能相同的小孔?？招奈⑨樣兄趶?qiáng)制驅(qū)動(dòng)流體流動(dòng)，從而使有效成分輸送速率提高。流體可在空心微針刺入皮膚的同時(shí)通過針體進(jìn)入皮膚，極大地促進(jìn)經(jīng)皮吸收。

微針因其獨(dú)特的促滲效果而應(yīng)用范圍廣泛。微針可遞送不同活性物質(zhì)，根據(jù)活性物質(zhì)功效，實(shí)現(xiàn)抗皺、美白、祛斑、治療脫發(fā)、妊娠紋等功效。同時(shí)，微針不僅自身能達(dá)到促進(jìn)有效物質(zhì)起效的作用，更可以與多種技術(shù)相結(jié)合發(fā)揮協(xié)同作用。如微針結(jié)合電光熱、射頻等。德國品牌Dermaroller的HC902家用微針與同品牌產(chǎn)品搭配使用，可有效提高活性成分的吸收并達(dá)到激活細(xì)胞、緊致肌膚和淡化疤痕等功效。本課題組研發(fā)了一款微環(huán)境響應(yīng)性智能微針，為半透明矩形可溶解性微針。該微針材料可降解，生物相容性好，并采用新型納米包載技術(shù)，智能響應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)活性成分有效遞送。

隨著國民生活水平的提升，以及對(duì)健康的關(guān)注，整個(gè)化妝品行業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)一個(gè)新的發(fā)展大拐點(diǎn)。如今行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)更激烈、消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)要求更高，成分黨崛起，他們更關(guān)注化妝品的科技力量，更理性、更了解品牌的化妝品科技創(chuàng)新和專利，能透過營銷和成分表外衣，對(duì)配方結(jié)構(gòu)、成分有效性有比較深入和專業(yè)的認(rèn)知?！翱萍剂α俊币殉蔀橹袊瘖y品產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵詞，創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用必將為國產(chǎn)化妝品品牌帶來全新機(jī)遇，實(shí)現(xiàn)彎道超車。

作者介紹：

閆紫薇、王若彤、王偉：中國藥科大學(xué)藥劑學(xué)教研室，化妝品研究與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。