化妆品功效成分的透皮吸收途径与技术

通过调查市场上具有透皮吸收效果的化妆品,可以发现许多保湿补水类产品都宣称其有很好的吸收效果。这是因为保湿类产品是功效化妆品中研究得最久最成熟的,因此通过添加保湿成分而同时达到保湿和吸收的性能对于生产者来说是最轻而易举的。同时,还能给保湿类化妆品加上新功效概念,所谓旧貌换新颜,何乐而不为。例如欧莱雅的保湿系列产品就因其吸收保湿效果显著而深受消费者喜爱。还有许多植物化妆品,因其植物成分的分子量较小,能迅速渗入皮肤,再加上其植物本身的“绿色”效应,也占有市场的很大份额。这其中的代表有佰草集、佳美乐、thefaceshop等以天然植物为主打的化妆品品牌。除此之外,还有一类通过采用各种包封或载体技术来达到透皮吸收效果的化妆品。例如,法国欧莱雅公司的欧莱雅、植村秀等品牌,美国宝洁公司的SK-II品牌,美国强生公司的露得清品牌都有这方面的产品上市。而在中国,这方面的产品还比较有限,只有上海家化的个别产品宣称采用了包封技术。表1中列举了一些市场上具有优异透皮吸收效果的产品。关于透皮吸收的研究,目前国内外仅对药物的透皮吸收研究较多,主要集中在药物渗透特性、药动学分析、促渗剂的选用等几个方面;而对于化妆品的透皮吸收,则是近十几年才开始重视并发展起来的。但透皮吸收对于化妆品的重要性及其技术发展的迅猛性都是行业中不可忽视的。一、透皮吸收的重要性护肤品中大量营养成分的添加,无论什么精华,什么营养,只要皮肤不能吸收,都是一种负担。皮肤表面化妆品营养成分过剩,正是造成”皮肤氧化”的重要原因之一。俄罗斯新西伯利亚细胞作物研究所的专家就发现,约有90%的抗皱霜营养成分过剩,非但不能起到延缓衰老的作用,反而会加速皮肤的衰老。同时,皮肤表面的细菌在生长繁殖过程中需要大量维生素、蛋白质和生物细胞营养物,而这些也正是营养化妆品的主要成分。如果化妆品的营养成分不能被皮肤完全吸收,那么它就会成为寄生细菌生长繁殖的温床,而大量的细菌还会导致皮肤感染。这些都说明我们应更重视化妆品功效成分“透皮吸收”的研究,而不是盲目地追求开发新原料,生产新产品。只有建立在透皮吸收的基础上,美白、抗衰老等功效成分的开发与应用才有意义。二、化妆品中透皮吸收的定义化妆品功效成分的透皮吸收,指化妆品中的有效成分通过皮肤,并到达不同作用皮肤层发挥各种作用的过程。化妆品与药物“透皮吸收”的主要区别在于化妆品功能性成分是以经皮渗透后积聚在作用皮肤层为最终目的。大多数化妆品功能性成分需要进入皮肤,是按产品的有效性作用于皮肤表面或进入表皮或真皮,并在该部位积聚和发挥作用,不需要透过皮肤进入体循环。例如,防晒产品中的UV吸收剂应滞留在皮肤表面,起吸收和反射紫外线的作用;美白产品中的美白剂常作用于表皮中的基底层,阻断黑色素的产生;而抗衰老产品的功效成分则常作用于真皮层的成纤维细胞,使皮肤富有弹性。三、透皮的途径透皮途径主要有三条:①角质层;②毛囊;③汗管。其中,后两条通路经常被称为“旁路”,因为皮肤附属器与整个皮肤表面积相比,仅占1%以下,故在大多数情况下不成为主要吸收途径,但大分子物质及离子型物质难以通过富含类脂的角质层,可能经由这些途径进入皮肤。另外,这些通道在物质渗透开始阶段具有缩短“时滞”的作用,当物质经由皮肤扩散达到平衡后,这些通道的作用即可忽略。一般认为,透皮渗透的主要屏障来自角质层。有研究表明,在离体透皮实验中,将皮肤角质层剥除后,物质的渗透性可增加数十倍甚至数百倍。在角质层中的扩散途径又有两种:①通过细胞间隙扩散;②通过细胞膜的扩散(见图1)。一般认为,脂溶性、非极性物质易通过细胞间隙的脂质双分子层扩散;而水溶性、极性物质易通过角质细胞扩散。其中,细胞间隙虽然仅占角质层总容积的30%左右,但因其脂质的阻力较角质细胞小,所以在经皮渗透过程中起主要作用。四、透皮吸收技术药物中的透皮吸收技术主要分为两大类:化学技术及物理技术(见表2)。近几年来,药物领域对于各种物理技术的研究较多,但能真正用于化妆品中的却很少。而研究较早较久的化学技术,特别是各种促透剂,在化妆品中得到广泛的借鉴及应用。以下具体介绍几种用于化妆品中的透皮吸收技术。乳液技术微乳液是指粒径在10nm-100nm的两种不混溶液的透明分散体系,是热力学稳定的透明溶液。由于微乳液的粒子细小,容易渗入皮肤,与普通乳状液相比,其界面张力小,通常可达到10-2mN/m-10-6mN/m,具有非常强的乳化和增溶能力,可以通过微乳液的增溶性提高功效成分的稳定性和效力。微乳液在化妆品中的应用较重要的一个方面是香精和精油的加溶。此外,多重乳液(W/O/W和O/W/O)也被认为是一种理想的化妆品体系,它可同时包含多种有效成分,对皮肤温和,是功能性和美容性兼有的分散体系。但是,由于多乳状液固有的复杂性,并未得到广泛应用。渗透促进剂添加渗透促进剂是至今应用最普遍的促渗方法。透皮吸收促渗剂有助于功效成分克服皮肤角质层的障碍,可逆地改变皮肤角质层的屏障作用,且不损伤任何活性细胞,达到增加药物在皮肤的溶解度,使药物透皮吸收率增加的目的(见图2)。图2促透剂的作用机理图促渗剂又分为化学渗透促进剂、中药渗透促进剂和复合渗透促进剂。其中化学渗透促进剂(eg.氮酮、有机酸、表面活性剂类等)应用范围较广,但是当用量较大或长时间使用会引起刺激。中药透皮促渗剂(eg.杜香萜烯、桉叶油、薄荷、丁香等)在近年来因具有副作用小等优点而日益受到关注,其促透效果往往不如化学促透剂,但由于中药本身具有的功效,所以它也是化妆品中的“宠儿”。复合促透剂是当前研究的热点,它既有不同化学促透剂之间的复配,不同中药促透剂之间的复配,也有化学促透剂与中药促透剂的合用,从而取得采用单一促渗剂时无法达到的效果。水合技术皮肤的水合作用通常有利于经皮吸收。这是因为当提高角质层细胞的角蛋白中含氮物质的水合力后,细胞自身发生膨胀,结构的致密程度降低,物质的渗透性增加,这时水溶性和极性物质更容易从角质层细胞透过。所以,在化妆品中经常加入保湿剂(eg.丙二醇、甘油),来提高有效成分的吸收;或常采用贴式的面膜使局部皮肤封闭起来,成为隔绝湿气的屏障(汗水不能通过),使皮肤水合化程度增加。软化角质当角质层厚度变薄或被软化后,透皮速率都会增大。所以,一些化妆品中加入表面活性剂、水杨酸、果酸等成分能使角质层厚度变薄,从而促进其它功效成分的吸收。还有报道称某些表皮酶能作用于皮肤,使角层质发生改变,从而增强透皮吸收率,但这部分研究还主要在实验室阶段。脂质体脂质体是由类脂组成的双分子层的空心小球,类脂是一种天然表面活性剂,具有独特的亲水亲油结构。例如卵磷脂,分散在水中时会自发地形成空心的双层球,两亲分子的亲水基定向地指向空心小球的内部和其外表层,亲油基则指向双层结构的中间部分(见图3),在球的内部密封亲水的活性成分,而在双层膜的中间则可加载油溶成分。脂质体可以软化角质,使包封物到达作用的部位,并能在皮肤表面形成保护膜,保湿润肤。正是由于这些优异性能、脂质体在化妆品中的应用已引起人们极大关注,至今欧美已有100多个新型含脂质体的化妆品上市。目前,采用脂质体包埋活性物的产品主要有:包埋β-胡萝卜素、黄酮类、超氧化物岐化酶(SOD)、辅酶Q10和维生素E及其衍生物等。但是脂质体由于其不稳定性、包封率低、与配方复配难等原因,国内能将此技术应用于生产的企业并不多见。微胶囊微胶囊技术是20世纪60年代开发使用的。是用天然或合成的高分子材料将固体或液体的成分包裹在直径为1~5000μm的小胶囊。最初的微胶囊技术是在制药工业中作为一种新剂型来使用的,目前,世界著名化妆品产品中,许多化妆品的添加剂用微胶囊包覆,使产品性能更加优越。如Avon的唇膏、眼影和香水,ChatesofRitz的保湿霜,EsteeLander的摩擦去垢清洁膏等。环糊精功效成分制成β-环糊精包含物,可增加其溶解性能,从而使渗透系数增大,改变其在皮肤内的分配。对于水溶性物质来说,角质层是透皮吸收的一大障碍,利用具有表面活性的烷基化环糊精,可使能量降低,透皮吸收增加。茶树油的β-环糊精复合物适合于清洁皮肤与处理痤疮,表现出很好的稳定性。复合物防止茶树油中活性物的挥发。这种易挥发的活性成分,因为体温和皮肤湿度的触发释放而渗入皮肤。此外,环糊精还能改变产品中的茶树油性能,掩盖不良气味。此外,用γ或β-环糊精与维生素E以1∶2的摩尔比通过物理混合成复合物后,与没有复合的维生素E相比较,复合物的稳定性增加,并增强了对紫外线和温度的抵抗能力。纳能托纳能托是汽巴精化公司1998年发明的一种新型、稳定的化妆品活性物超微载体,是一种由卵磷脂和辅助表面活性剂,以一定比例组成的单层膜状结构的纳米胶体,平均粒径25nm。纳能托透过角质层的几率和速率都远远高于普通的脂质体,从而能够使被包覆运载的活性成分到达表皮深层直至在真皮组织中发挥作用。纳能托是现在性能非常好的超微载体,它有可能引发一场外用药物和化妆品的革新。多孔聚合物微球多孔聚合物微球是一种有特殊表面结构的功能高分子材料,它作为化妆品活性物载体时,可使吸附在其中的活性物在相当长时间内缓慢释放,从而避免在使用初期皮肤表面活性物浓度不适当地过高,然后很快下降的缺点,对于刺激性活性物还可通过低浓度持续释放来降低对皮肤的刺激性,延长作用时间。例如,联合利华公司发明了一个化妆品配方,含有有机防晒剂和多孔聚合物微球粉末以及pH为7的水相体系,其中的多孔颗粒可以除去有机防晒剂通常带来的粘腻感,同时pH为7的体系也为使用者提供良好的使用感觉。多孔聚合物微球还可以用于中草药的提取分离及作为中草药活性组分的载体,具有广阔应用前景。纳米技术研究表明,分子量在100至800间,溶点低于85℃的物质,都有较大的透皮速率。所以纳米微粒凭借其粒径小,比表面积大,表现出独特的性能。采用纳米技术(eg.纳米微球,纳米钛白粉,纳米乳液,固体脂质纳米粒等)对化妆品进行处理,可使活性物质功效得到充分发挥,大大提高化妆品的性能。目前,部分纳米技术在化妆品行业中已得到了广泛应用。球型液晶液晶是处于固、汽、液三态之间的第四态新型物质,随着温度的变化可显示出变色效应,液晶技术在美容化妆品中的应用应该是一种不可逆转的趋势。液晶技术是微囊式包覆技术及微毫瞬间吸收技术的结合体。它可以明显改善化妆品的保湿、滋润等基本性能,将活性物质如维生素、抗氧化剂、植物提取酶与液晶复合后加入化妆品中,使用时可使复合物中的活性成分缓慢释放出来,充分被皮肤吸收,从而提高添加剂的功效。尼龙颗粒作为化妆品中的活性物质运载助剂,尼龙颗粒也得到越来越广泛的应用,它同样具有高比表面积、低结晶性和低吸湿性等优点,能够均匀可控地吸收化妆品有效活性成分和各种添加剂成分。这种新型颗粒专用于化妆品,尤其是需要保持最佳吸水性的化妆品。五、前景及发展方向透皮吸收在化妆品中的发展较其它功效添加剂的开发要晚得多,但也正因为如此,使其具有广阔的市场开发前景。目前,对于化妆品透皮吸收的研究热点主要集中在促透剂的选用及各种经皮传输系统的开发。从市场调查中可以看出,国外,特别是美国与法国,在化妆品的透皮传输技术上取得了许多成果,研制出了一些性能卓越的超微包封载体,并申请了许多配方专利,很多产品也已得到市场的认可。而在国内,关于化妆品透皮吸收的研究还很有限,许多研究还未能真正走上工业化生产的道路。我们应加大在化妆品透皮吸收研究方面的投入,趁市场还未成熟成型之时抢占商机。只有提升了化妆品透皮吸收的性能,化妆品体系的整体性能才能得到相应的提高,我们才能以最小的添加剂用量得到最大的功效,从而获得最大利润。同时,在化妆品透皮吸收基础理论及检测这方面,行业中还是沿用医药中的理论及检测方法(eg.Franz扩散池法),缺少统一的化妆品透皮吸收检测方法及法规,使之没有一个明确的理论来支撑产品,没有一个可靠的标准来评价功效。我们也应重视这些方面的研究,然后在不同理论指导下优选配方及建立合理有效的促透方案,并用相应的检测方法对其功效进行评价,从而开发出有理论基础和检测数据支持的产品。这样,产品的定位及宣传才会更有说服力,同时还可以缩短开发促透化妆品所需的时间,具有很强的指