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为什么越来越多美白化妆品中应用到脂质体、脂质纳米粒、微脂体等纳米载体技术

作者:www.willnano.com 日期:2021-07-25 点击:431
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现今流行的一种正义叫“颜值即正义”,咱们还有句古话叫“爱美之心、人皆有之”。很多顶流鲜肉明星,靠的就是颜值,而随着生活水平提高,不止是明星,大众对美的追求和需求越来越强烈。现代人的饮食习惯的变化、精神压力的增加、夜猫子夜生活,很容易导致机体紊乱,反映到皮肤上便容易产生红肿、起痘、肤色暗沉等肌肤状态问题。而皮肤问题的不断困扰,对一些爱美人士来说,比生病还难受,所以在化妆品上的消费欲望度堪比医疗治病时的消费,这个消费需求必要且量巨大。

长期以来一些明星与美白教育的引导,对于黄种人来说,皮肤的白嫩光滑已经是最直接也是最基础的美,具有美白祛斑功效的化妆品越来越受到消费者青睐,销售都快速增长。传统美白化妆品的美白功效主要由原料中的美白剂提供,因此美白剂受到研发人员的高度重视,其开发与应用研究不断深入。由于肌肤的生理特点,无法短时间内大量吸收美白活性成分,而且这些活性成分一般具有热敏或光敏等特性,需要寻找良好的载体以提高其稳定性。纳米脂质体、脂质纳米粒、微脂体等纳米递送载体技术进入了化妆品研发人员的视野。纳米脂质体、脂质纳米粒、微脂体是一种新兴的生物载体,将美白活性成分包裹在颗粒内部,通过缓释作用逐步释放有效成分,可以延长作用间,不但能保护美白活性成分不受外界环境的破坏,还能提高其生物利用率,此外纳米脂质颗粒还有良好的皮肤透过性。

随着人们对肌肤生理的研究不断深入,人们发现发明了多种方法来使皮肤状态变得更加符合审美价值。上个世纪后期,人们更加倾向于遮盖化妆品改变自己的肤色,至今粉饼等“治标”的美妆产品依然深受欢迎,卸妆的那一刻认不出自己老婆的现象也有出现。随着进一步的研究,一些更具有长久性的产品成分被研发出来,这标志着人们审美追求更加追求自然的状态和对自身身体的更多关注。现代美白活性成分一般通过于两种途径得到:第一种是通过萃取等方式得到动植物等生物制剂的提取物,但此类物质一般具体成分不明的,如大豆提取物,胎盘提取物等;第二种是通过化学方法合成得到美白活性成分,此类物质成分相对明确,如:甘醇酸、曲酸及其衍生物、没食子酸、熊果苷、维生素C及其衍生物、谷胱甘肽、半胱氨酸、橙皮苷、烟酰胺、传明酸、水杨酸、类维A酸、鞣花酸、亚油酸、积雪草苷、光甘草定。当前大量具有生理活性的美白成分还是存在着几个需要改进的地方:

1)水溶性较低。现代美白类化妆品中一般以水作为溶剂,因此美白活性成分在水中的溶解性会影响了产品的性状和性能结构。从结构上来看,美白活性成分多为脂肪族或芳香族羧酸。这两类物质由于缺乏亲水基团,决定了如果添加量过多,随着产品含水量下降,这些成分会析出。

一方面造成局部浓度过大,影响美白效果,另一方面也影响产品的性状,降低了用户体验感。

2)易致敏。由于生产工艺等影响,化妆品中不可避免含有各类化学成分。其中部分化学物质,如酸、碱等,当与皮肤、黏膜等接触后,会引发不适反应,有的会造成皮肤损害,常见的有刺激性接触皮炎。这些皮肤损害主要是由于皮肤角质层受到损害,进而引起皮肤屏障受损,导致局部皮肤炎症所导致的。

3)有效期短。曲酸、维生素C、十八碳二烯酸等常见的美白活性成分的化学结构中常带有不饱和双键。不饱和键因为具有较强的还原性,可以阻断自由基氧化,从而达到抑制黑色素生成的作用。但在制成化妆品成品后,由于保存环境受限,通常会被暴露在空气中较长时间。这些活性成分结构中的不饱和键会在光照、氧气、金属离子等的作用下变性失活,导致产品降低甚至失去美白功效。

4)产品雷同。酪氨酸被氧化成多巴,多巴再通过一系列氧化反应产生黑色素。黑色素的生成并非一个筒单的化学过程,而是一系列复杂的化学反应。酪氨酸酶只在一部分反应中起到催化作用,而目前大多是通过抑制酪氨酸酶活性来阻断反应。但由于这是一个系列反应,意味着可以通过多个途径来达到抑制黑色素生成的目的。

纳米脂质载体的基本概念及功能脂质纳米微粒(Lipid nanoparticles)是上个世纪九十年代逐渐被广泛应用起来的活性成分载体,其本质就是一种固体油脂颗粒。其中最被人们广泛熟知的就是脂质体(Liposome)。脂质体是由鱗脂在水中自发聚集形成的双分子层闭合囊泡,一般呈超微球状,其结构示意图如下图。脂质体可以将活性物质包封在囊泡中或双层结构中间。

脂质体结构与载荷示意 

图 脂质体结构与载荷示意


根据的粒径的大小,可以将这些脂质体、脂质纳米粒、微脂体等分为普通脂质颗粒载体和脂纳米粒载体。一般来说,脂质纳米粒载体是指粒径在50至1000nm的脂质体、脂质纳米粒、微脂体等。普通脂质体、脂质纳米粒、微脂体等由于粒径较大,细胞通透性差,而且大粒径也会带来结构的不稳定性。而脂质纳米粒载体则可以完美解决此类问题,它不仅具备与普通脂质体、脂质纳米粒、微脂体等类似的理化性质,同时在稳定性、吸收及体内分布、生物利用率等方面较普通脂质体、脂质纳米粒、微脂体等都有很大的提高。极小尺寸的普通脂质体、脂质纳米粒、微脂体等可以大大增强使得载体的组织通透性。这样就赋予了活性物良好的体内靶向性。同时颗粒粒度的缩小就可以比表面积的增大。相同体积内,原子可以依附的表面增加,意味着负载更多活性成分。比表面积增大也大大增加了接触面积,这些活性物质与靶目标能够更多地结合,发挥功效。这样可以使得相同药效下,使用更少的剂量。

正是由于脂质纳米粒载体(脂质体、脂质纳米粒、微脂体)有较多优点,具有良好的应用前景,得到了医药和化妆品领域研究人员的关注,希望通过这种新型脂质纳米粒载体技术能够实现治疗某些医疗或改善肤质等方面的功效。普通脂质颗粒载体的制备主要是通过加热、超声波、搅拌等方式向脂质分子提供能量,促使它们形成球状囊泡,且相互之间被水相隔离,达到一定的热力学平衡。传统的普通脂质体、脂质纳米粒、微脂体等制备技术,包括乙醇注入法、薄膜分散法、逆向蒸发法、冻融法等可以有效制得普通脂质体、脂质纳米粒、微脂体等,但是得到的脂质体、脂质纳米粒、微脂体等平均粒径相对较大,包裹率较低。为了使油脂颗粒粒径达到脂质纳米粒的粒径要求,研发人员开发了许多新兴的制备技术,其中包括动态高压微射流技术。相比之下,新兴的脂质纳米粒载体制备技术更容易制得小粒径的纳米油脂颗粒,还具有包裹率高、工艺设备简单、工艺条件温和、工业放大生产简单等优点。

Genizer高压微射流设备制备出的脂质纳米微粒

图 Genizer高压微射流设备制备出的脂质纳米微粒

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图 脂质体工业化生产用高压微射流纳米均质设备

 

目前纳米脂质微粒载体系统已有的应用:

使用脂质体、脂质纳米粒、微脂体等包裹有效因子,是一种在医学、食品、化妆品等颌域越来越受到重视的技术。这种技术已经发挥出强大的优势,显示出巨大的应用潜力。

化妆品一般是将其直接接触皮肤而进行使用的。皮肤的最外层就是一层致密的角质层细胞,化妆品的有效成分需要穿透这层细胞的细胞膜才能真正地起到美白效果。细胞膜是一层由磷脂构成的半透膜,天然地疏水亲油。水溶性的物质,很难透过这层细胞膜,因此其美容护肤作用相当有限。现在流行的融合机制理论认为,脂质粒载体由于与细胞膜成分都属于脂质,拥有良好的生物相容性,当脂质体、脂质纳米粒、微脂体等粒径大小合适时,便能够很好地穿透角质层细胞,在肌肤内层释放美容护肤因子。

医药领域最早使用脂质颗粒载体技术。英国科学家Gregoriadis和Rymen首次报道了将药物活性成分包裹在脂质体这种脂质载体技术中以治疗糖原累积疾病。后来,人们逐渐开发了医药案例,如国内的盐酸多柔比星脂质体注射液等。1986年,迪奥美妍科学中心就将医药领域的脂质颗粒技术应用于化妆品,开发了Capture逆时空驻颜精华等产品,受到了消费者的不少青睐。脂质颗粒载体技术被成功应用在化妆品领域,现在包括法国迪奥、日本日光株式会社、中国珀莱雅公司等大型化妆品企业均有脂质颗粒载体化妆品生产线。在农业和食品工业中,脂质颗粒载体也有广泛地运用。奶酪制作过程中,将油脂颗粒作为载体包凝乳酶加入乳制品中,可以有效地缩短奶酪的成熟时间,改善奶酪风味。近些年来,国内外各个企业将维生素、茶多酚、胡萝卜素、番茄红素等营养素包埋在脂质颗粒载体中,发现可以提高营养素的吸收效率,改善了水溶性营养素的口服吸收效果。

已上市脂质体药物

表 国内已上市脂质体药物


全球脂质体注射剂药物市场变化

图 全球脂质体注射剂药物市场变化

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