第七章祛斑美白化妆品

第七章祛斑美白化妆品青岛大学第七章祛斑美白化妆品•第一节祛斑美白化妆品概述•第二节美白制剂•第三节美白产品配方示例及制备工艺第一节祛斑美白化妆品概述•20世纪80年代—粉末、增白粉蜜等具有遮蔽效果的美白产品•20世纪90年代—回归自然，自然健康的肤质和均匀一致，白皙纯净的肤色•现代美白产品通过添加美白活性成分，从抑制黑色素生成着手，阻止黑色素的生物合成过程，从而使皮肤美白，面部色斑减少，皮肤色调更均匀。•黑色素：•作用是保护身体不受紫外线损害•过剩和不均匀的聚集是形成皮肤黑色和老年斑的原因•黑色素的一生：•黑色素是由表皮基底层的色素细胞内的细胞小器官黑素体生成的，之后移动到表皮细胞，在表皮细胞内分解同时进入角质层，最终与角质细胞的脱落碎片一起从皮肤消失。•一、黑色素的形成褐黑素（黄红色）酪氨酸酪氨酸酶/TRP-1多巴多巴醌维生素C及衍生物还原半胱氨酰多巴醌多巴色素5，6二羟基吲哚5，6二羟基吲哚羧酸5，6-吲哚醌5，6-吲哚醌羧酸真黑素真黑素DHICA氧化酶抑制TRP-1曲酸TRP-1曲酸黑色素形成机理•一般认为黑色素的生成机理是在黑素细胞内黑素体上的酪氨酸经酪氨酸酶催化而合成的。•酪氨酸氧化成黑色素的过程是复杂的，紫外线能够引起酪氨酸酶的活性和黑素细胞活性的增强，因而会促进这一氧化作用，进而加深、甚至恶化原有色素的沉着。•黑色素的形成必须有三种物质：酪氨酸为制造黑色素的主要原料;酪氨酸酶是酪氨酸转变为黑素的主要限速酶，为铜及蛋白质的组合物；酪氨酸在酪氨酸酶的作用下产生黑素，此种作用为氧化过程，必须与氧结合才能转变为黑素。•目前公认的黑素形成途径为：•酪氨酸—多巴—多巴醌—多巴色素—二羟基吲哚—酮式吲哚—黑素•形成的色素叫优黑素或真黑素，皮肤的黑素主要由其组成。•在黑素合成中，多巴醌还可通过另一途径经谷胱甘肽或半胱氨酸催化生成褐色素，但功效未知。•皮肤黑素的形成过程包括黑素细胞的迁移、黑素细胞的分裂成熟，黑素小体的形成，黑素颗粒的运转以及黑素的排泄等一系列复杂的生理生化过程。•有研究发现，优黑素与褐黑素转换机制主要与酪氨酸酶的活性有关，高水平的酪氨酸酶活性导致优黑素的产生。•黑素为高分子生物色素，主要由两种醌型的聚合物—优黑素和褐黑素组成。•优黑素(真黑素)主要是由5，6-二羟基吲哚和少量5，6-二羟基吲哚-2-羧酸通过不同类型的C-C键连接构成的聚合物。•褐黑素是由不同结构和组成的色素构成的聚合物，其结构还未完全研究清楚。它呈黄色、红色或胡萝卜色。含硫高的聚合物构成的复合物，主要由1，4-苯噻嗪基丙氨酸通过不同类型的键合，任意连接而成。•二、黑色素生成的抑制机理•以防止色素沉积为目的的祛斑美白化妆品的基本原理体现于以下几方面：•第一，抑制黑素素的生成。通过抑制酪氨酸酶的生成和酪氨酸酶的活性，或干扰黑色素生成的中间体，从而防止产生色素斑的黑色素的生成。•第二，黑色素的还原，光氧化的防止。通过角质细胞刺激黑色素的消减，使已生成的黑色素淡化。•第三，促进黑色素的代谢。通过提高肌肤的新陈代谢，使黑色素迅速排出肌肤外。•第四，防止紫外线的进入。通过防晒效果的制剂，用物理方法阻挡紫外线，防止紫外线形成过多的黑色素。•在黑素细胞内抑制黑素生成可以通过以下途径•1、直接控制，抑制黑素生成过程中所需的各种酶•黑素的形成主要是由黑素细胞内的四种酶-酪氨酸酶，多巴色素互变酶（TRP-2）、过氧化物酶和DHICA氧化酶（TRP-1）单独或协同作用的结果a)酪氨酸酶的抑制酪氨酸酶是一多酚氧化酶，属氧化还原酶类，该酶主要催化两类不同的反应：一元酚羟基化—生成邻二羟基化合物；邻二酚氧化，生成邻二苯醌。这两类反应中均有氧自由基参与反应。•在黑素形成过程中酪氨酸酶是一主要限速酶，该酶活性大小决定着黑素形成的数量。•当前化妆品市场上的美白产品绝大多数以酪氨酸酶抑制剂为主，并且每年以较快的速度发现新的该类化合物。依据抑制机理不同，可将该类化合物分为以下两类：①酪氨酸酶的破坏型抑制：寻找安全、高效的Cu2+络合剂是该领域的一个研究热点。②酪氨酸酶的非破坏型抑制•依据作用机理的不同，对酪氨酸酶的抑制可分为三种作用方式：•酪氨酸酶的合成抑制剂、酪氨酸酶糖苷化作用抑制剂及酪氨酸酶作用底物替代剂。•由于在黑素的合成中，酪氨酸是酪氨酸酶的作用底物，因此寻求与酪氨酸竞争的酪氨酸酶底物也可有效地抑制黑素的生成。b)多巴色素互变酶的抑制多巴色素互变酶是一种与酪氨酸酶有关的蛋白质，其作用机理是促使所作用的底物发生重排，生成底物的某一同分异构体，最终生成另一黑素。•竞争性抑制：即寻求一种物质作该酶的底物，通过与原来能形成黑素的底物竞争，从而破坏黑素的生物合成途径，达到抑制黑素的目的。•Arocapilar等的研究表明：只有当羟基位于吲哚的适当位置时，才可与多巴色素互变酶的原底物竞争而成为该酶的底物，从而切断黑素的形成，发挥抑制黑素形成的作用。•除了上述的两种酶外，还有过氧化物酶和DHICA氧化酶（TRP-1），目前对这两种酶的抑制机理的研究较少，相关抑制剂的开发未见报道2、选择性破坏黑素细胞，抑制黑素颗粒的形成以及改变其结构引起黑素细胞中毒，导致黑素细胞功能遭到破坏是抑制黑素生成的又一途径。•不同作用物质破坏黑素细胞的机理各有不同，•氢醌作为一种皮肤脱色剂在临床使用已久，脱色机制不明确•一种观点：氢醌作为酪氨酸酶的底物较酪氨酸本身更为合适，其脱色机制与竞争抑制酪氨酸酶活性有关；•另一观点：是一种酪氨酸酶介导的细胞毒性作用。氢醌分子小，易扩散进入色素细胞的黑素小体，阻断黑素生成途径的一个或多个步骤，同时氢醌在酪氨酸酶作用下被氧化成有毒性的半醌基物质，会导致细胞膜脂质发生过氧化，细胞膜结构破坏，细胞死亡。•Maeda等认为不同浓度的氢醌其脱色作用的机制可能不同。低浓度时以抑制酪氨酸酶活性为主，高浓度时主要使细胞中毒。•3、还原多巴醌•还原剂可以参与黑素细胞内酪氨酸的代谢，从而减少酪氨酸转化成黑素，达到抑制黑素生成的目的。第二节美白制剂•祛斑化妆品的主要祛斑途径：•抵御紫外线、阻碍酪氨酸酶活性和改变黑色素的生成途径，以及清除氧自由基或对黑色素进行还原、脱色。•氯化汞铵（白降汞）•氢醌（对苯二酚）以及氢醌的衍生物•依据皮肤美白机理，新开发的美白剂有：化学药剂，生化药剂，中草药和动物蛋白提取物等。•可用于化妆品的祛斑美白剂包括：动物蛋白提取物，中草药提取物，维生素类，壬二酸类，曲酸及其衍生物，熊果苷等一、果酸及其衍生物•果酸是α-羟基酸（AHAS），包括柠檬酸，苹果酸，丙酮酸，乳酸，甘醇酸，酒石酸，葡萄糖酸等，因存在于多种水果的提取物中，故统称为果酸。•果酸护肤品的使用极为久远，古代常用含乳酸的制品洗浴，有助于皮肤白嫩，细腻。•果酸主要通过渗透至皮肤角质层，加快细胞更新速度和促进死亡细胞脱离两个方面来改善皮肤状态，有使皮肤表面光滑，细嫩，柔软的效果，并有减退皮肤色素沉着，色斑，老年斑，粉刺等功效，对皮肤具有美白，保湿防皱，抗衰老的作用。•天然提取物果酸•合成果酸•在配置果酸化妆品时，重要的是注意AHAS使用浓度和PH调节。最终产品的PH在4-6之间，果酸含量6%以下安全二、维生素C及其衍生物•维生素C又称为抗坏血酸，是最具有代表性的黑色素生成抑制剂，在生物体内担负着氧化和还原的作用。•其作用过程有两个：•一是在酪氨酸酶催化反应时，可还原黑色素的中间体多巴醌而抑制了黑色素的生成；•另一作用是使深色的氧化型黑色素还原成淡色的还原型色黑色素。•维生素C是最早被皮肤病专家认为是安全且可使色斑淡化的口服药品，为著名的抗氧化剂，对除去后天性黑素沉积有明显效果，并且具有抗氧化和清除自由基作用。•维生素C祛斑效果十分明显。①原理：黑素的颜色是由黑素分子中的醌式结构决定的，而维生素c具有还原剂的性质，能使醌式结构还原成酚式结构，维生素c结构式：•维生素c衍生物和维生素c协同作用，可取的良好的减少色素，美白，抗皱的效果。②维生素c不仅能还原黑素，而且还能参与体内酪氨酸的代谢，从而减少酪氨酸转化成黑素。维生素c参与体内酪氨酸代谢，减少黑素生成以及黑素作用，淡化，减少黑素沉积，达到美白功效。③维生素c溶于水，皮肤吸收性差，用衍生物多。常用的有维生素c磷酸酯盐，维生素c棕榈酸酯等。维生素c磷酸酯盐：维生素c磷酸酯镁（美白效果好，且价格低，主要）维生素c磷酸酯钠•维生素c磷酸酯镁商品名MAPSL，比维生素c稳定的多，3%维生素c磷酸酯镁的水溶液在40℃，6个月仍保持90%的活性，并且易用于美白祛斑产品中，对雀斑，黄褐斑及老年斑具有减轻效果，而且抗衰老。•维生素c棕榈酸酯是应用广泛的维生素c脂肪酸酯，它是油溶性，用于化妆品中常与其他美白剂复配，从而获得稳定，高效的美白效果。三、壬二酸•具有较强的美白效果。但由于对乳化体系的不良影响和溶解性等方面的问题，限制了壬二酸在化妆品中的应用。•用尿素将壬二酸络合后，水溶性增加，ph降低，也不存在析出的问题。•一种天然的二羟酸，它能选择性的作用于异常活跃的黑素细胞，阻滞酪氨酸酶蛋白的合成，但对功能正常的黑素细胞作用较小。四、熊果苷及其衍生物•熊果苷化学名称氢醌-β-吡喃葡萄糖苷，是从植物中分离得到的天然活性物质，也可化学合成得到。•白色粉末，易溶于水和极性溶剂，不溶于非极性溶剂。•熊果苷来源包括植物提取，植物组织培养，酶法及有机合成。•熊果苷是酪氨酸酶的抑制剂，能够在不具备黑素细胞毒性的浓度范围内抑制酪氨酸酶的活性，阻断多巴和多巴醌的合成，从而遏制黑素的生成。•使用浓度3%•熊果苷配用维生素C衍生物能保持肌肤生气；•配用生物透明质酸能保护肌肤滋润，不干燥，防止皱纹；•配用甘草酸能抑制日晒后的灼热。•对紫外线引起的色素沉着，有效抑制率可达90%。五、曲酸及其衍生物•曲酸又称为曲菌酸，生物制剂，化学名称5-羟基-2-羟甲基-1，4-吡喃酮，•曲酸由葡萄糖或蔗糖在曲酶作用下发酵，提纯而成。•除美白作用外，还具有抗菌和保鲜作用。•曲酸是环状吡喃酮化合物，可以进入细胞质中组成胞间胶质，起到保湿和增加皮肤弹性的作用。•曲酸是环状结构的化合物，分子中含有两个双键，能够吸收紫外线。280-320nm吸收波具有良好的防晒效果。•曲酸对黑色素的生成有两个抑制作用：•其一使酪氨酸氧化成为多巴和多巴醌时所需的酪氨酸的氢化催化剂失去活性；•另一是由多巴色素生成5，6-二羟基吲哚羧酸的抑制作用。•该两个反应都必须有二价铜离子的存在才能进行，曲酸对铜离子的螯合作用使铜离子浓度降低，使铜离子失去作用。•曲酸衍生物•最流行的曲酸美白剂—曲酸双棕榈酸酯•无论从抑制效果还是从稳定性来看，曲酸双棕榈酸酯明显优于曲酸，而且易被皮肤吸收。六、泛酸衍生物•双泛酸硫乙胺是生物体内泛酸地反应产物，与泛酸硫乙胺共存于体内。•还原的泛酸硫氢乙胺是乙酰辅酶，乙酰载体蛋白的构成成分，在碳水化合物代谢，脂肪酸分解与合成等方面有广泛的生理作用。七、生物美白制剂•具有减少皮肤黑色素的生成，使皮肤美白作用。八、天然动植物提取物•动物提取物如胎盘萃取液，珍珠水解液等，均有良好的美白作用。•超氧化物岐化酶（SOD）也可抑制色素沉着。•植物提取物用于未来市场有所增加，其酪氨酸酶的抑制率优于传统的美白剂。•中草药或其他天然植物提取物—特定的有效成分，能抑制酪氨酸的活化，从而阻断黑色素的生成。•我国传统中药，有很多具有良好的美白祛斑作用，有许多治疗面斑的药方流传至今：主要有当归、川芎，丹参，还有白附子，茯苓，菟丝子等具有一定的皮肤增白作用。•新开发的天然植物提取物还有黄芩及甘草提取物。•黄芩具有显著美白，祛斑和除痘的疗肤功效。黄芩的作用比较单一，只对黑色素细胞有极高的抑制活性，对其他人体细胞如基地层细胞，淋巴细胞和巨噬细胞等并无任何的毒副作用。黄芩配伍性好。•甘草提取物中甘草黄酮能有效抑制酪氨酸酶及多巴色素互变酶的活性，同时对5，6-二羟基吲哚聚合有抑制作用，因此是非常高效的美白剂。•但它价格非常高，只能在高档美白化妆品中应用。•木瓜提取物中除含有果酸外，还含有一种天然蛋白质，它可置换黑色素形成过程的铜离子酶，而中断黑色素的生成，故具有良好的