納米化美容品的制備及其在化妝品工業(yè)中的應(yīng)用

納米化美容品的制備及其在化妝品工業(yè)中的應(yīng)用

納米技術(shù)是繼互聯(lián)網(wǎng)和基因之后的另一個(gè)熱點(diǎn)。近年來,隨著高新技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,使新型化妝品原料替代一些副作用大而且有害的合成化學(xué)品成為一種必然。因而,一個(gè)目前讓很多人耳熟能詳,但又不甚了解的詞匯———納米化美容品隨之備受矚目。傳統(tǒng)工藝乳化得到的化妝品膏體內(nèi)部結(jié)構(gòu)為膠團(tuán)狀或膠束狀,其直徑為微米級(jí),對皮膚滲透能力很弱,不易被表皮細(xì)胞吸收。皮膚最外層具有疏水性角質(zhì)層,因而水溶性物質(zhì)和大分子量的物質(zhì)通過表皮吸收和毛囊皮脂腺吸收相當(dāng)不易。而將納米技術(shù)用到化妝品制造業(yè)中,能對傳統(tǒng)工藝乳化得到的化妝品缺陷進(jìn)行很好地改進(jìn)。因?yàn)橛眉{米級(jí)功能原料通過納米技術(shù)處理,得到的化妝品膏體微?？梢赃_(dá)到納米級(jí),這種納米級(jí)膏體對皮膚滲透性大大增加,皮膚選擇吸收功能物質(zhì)的利用率隨之大為提高。采用納米技術(shù)研制的化妝品,其獨(dú)到之處在于,將化妝品中最具功效的成分特殊處理成納米結(jié)構(gòu),順利滲透到皮膚內(nèi)層,有效地發(fā)揮護(hù)膚、療膚作用。1在東南角的皮膚調(diào)節(jié)體系當(dāng)物質(zhì)被分解成納米微粒(1nm相當(dāng)于一根頭發(fā)直徑的8萬分之一)時(shí),這些納米微粒通常會(huì)展現(xiàn)出全新的活躍特性。舉例來說,科學(xué)家們目前已經(jīng)證實(shí)某些礦物質(zhì),如被廣泛應(yīng)用于防曬霜中的氧化鋅,當(dāng)它們處于自然狀態(tài)時(shí),是白色的油脂狀;但當(dāng)它們被分解成納米微粒的時(shí)候,這些礦物質(zhì)便會(huì)轉(zhuǎn)變成更為透明、同時(shí)更易于被皮膚吸收的狀態(tài)。類似的,經(jīng)常被用于護(hù)發(fā)素和卸妝液中的乳化劑在被分解成納米微粒的時(shí)候,其油性也有所減弱,而對發(fā)質(zhì)和皮膚的作用則更加明顯。納米化妝品的技術(shù)原理形象地描述為:人體表皮細(xì)胞的間隙為1/10頭發(fā)絲粗細(xì),而納米微粒則為幾萬分之一頭發(fā)絲的粗細(xì),比皮膚間隙小1000倍,因此納米級(jí)物質(zhì)能自由滲入皮膚細(xì)胞,其有效成分能讓皮膚充分吸收。2納米檢察官的作用2.1納米蛋白技術(shù)在化妝品中的應(yīng)用研究藥物及化妝品在體內(nèi)的吸收、分布及作用強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)表面電荷、粒徑大小及表面親水親脂性,是影響藥物及化妝品成分的吸收和療效的主要因素。某些活性物質(zhì)不能解決其存活時(shí)間及皮膚吸收問題,難以廣泛應(yīng)用或功效不理想。但使用納米微粒技術(shù),其主要作用是獲得大量納米級(jí)結(jié)構(gòu)材料,將物質(zhì)分子超微破碎、乳化、均質(zhì)、分散成小分子。用該技術(shù)處理化妝品用的抗衰老劑SOD、氨基酸等物質(zhì),可為皮膚全部吸收。以其技術(shù)加工中草藥,可達(dá)到常規(guī)草藥難以取得的功效。以納米破壁的花粉,可為皮膚全部吸收,且保健功效大為提高。這一技術(shù)為中草藥及營養(yǎng)素在化妝品中的應(yīng)用提供了廣闊的前景,并可使添加的活性物質(zhì)保持鮮活和穩(wěn)定。如納米化妝品中的祛斑成分達(dá)到了納米級(jí),滲入皮膚變得順利,吸收效果大幅提高。2.2抗菌層的利用納米微粒在抗茵滅菌材料上應(yīng)用廣泛,可干擾細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成,從而有效抑制細(xì)菌繁殖。根據(jù)大部分細(xì)菌的細(xì)胞膜帶有負(fù)電荷的特性,將陽離子正電荷接到其表面,利用電荷正負(fù)相吸作用,使細(xì)菌窒息、死亡,達(dá)到殺菌目的。這為化妝品質(zhì)量的控制提供了新的思路。納米級(jí)材料自身有抑茵作用,研制出的細(xì)胞體調(diào)理霜,對皮膚有很好的免疫調(diào)節(jié)、抗茵消炎及防敏脫敏功效。2.3納米級(jí)數(shù)原料的開發(fā)在防曬劑中,二氧化鈦和氧化鋅是很好的紫外線反射劑,但其亮白特性限制使用功能。使用納米技術(shù)可將原料粒度減小到毫微米數(shù)量級(jí),這樣即從技術(shù)上解決了因其顏色特性難以用作化妝品原料成分的難題。如今,國外采用物理蒸氣合成法生產(chǎn)納米二氧化鈦這種防曬原料,而納米原料用在化妝品中,最大的優(yōu)點(diǎn)是其屬于無機(jī)惰性原料,應(yīng)用非常安全。此外,傳統(tǒng)配方中使用防曬劑原料,涂抹在皮膚上會(huì)產(chǎn)生白色殘留物,而使用納米防曬原料殘留物是無色的,阻隔紫外線功能也很強(qiáng)。2.4納米膠囊中活性物質(zhì)的包將功效成分包裹在直徑為納米尺寸的膠囊中,以納米膠囊作為載體,自動(dòng)而勻速地緩釋作用于皮膚組織,使功效成分較長時(shí)間維持在有效濃度內(nèi),起到穩(wěn)定有效成分、減少特殊添加劑對皮膚的刺激等作用。例如將黃芪、甘草、蘆薈、熊果苷、當(dāng)歸、沙棘等提取物包于納米膠囊中,利用其恒速緩釋可延長活性成分的作用時(shí)間;將維生素C、維生素E、氨基酸、SOD等易受空氣、溫度等外界條件影響的活性物質(zhì)包于納米膠囊中,可提高穩(wěn)定性;將維生素A酸、果酸等對皮膚有良好再生、抗衰老功效,但直接與皮膚接觸會(huì)產(chǎn)生刺激的物質(zhì)包于納米膠囊中,既能防止刺激,又可為皮膚提供持久的保護(hù)。3納米檢察官的界限3.1納米粒子可能會(huì)滲透人體盡管目前尚無證據(jù)表明應(yīng)用納米工程的化妝品和其他美容產(chǎn)品會(huì)對人體健康帶來危害,但是部分科學(xué)家擔(dān)心具有強(qiáng)滲透性的納米微粒有可能穿過皮膚,進(jìn)入人類的血液循環(huán)系統(tǒng),并被傳送到大腦、肺部等人體器官當(dāng)中。早期在其他領(lǐng)域?qū)μ技{米微粒的研究也顯示,納米微粒有在細(xì)胞組織中累積的傾向。據(jù)了解,納米技術(shù)最早被應(yīng)用于人造纖維和藥品。由于納米顆粒極小,它們具有很強(qiáng)的滲透性———以致引發(fā)安全性憂慮。近日,英國皇家學(xué)會(huì)和美國食品與藥物管理局就向公眾傳達(dá)了這種憂慮,他們擔(dān)心納米顆粒會(huì)滲入血液,對人體系統(tǒng)機(jī)制帶來安全隱患。2004年,英國政府公布了英國皇家協(xié)會(huì)和皇家工程院調(diào)查納米粒子和納米纖維的健康和環(huán)境危害的報(bào)告。結(jié)果顯示,含有納米粒子的化妝品有很大危害,應(yīng)該禁止,直到確認(rèn)其是安全的。納米粒子以不可預(yù)測的方式作用,可能是有毒的。然而報(bào)告又說,這些組分的大多數(shù)可能是無害的,但應(yīng)特別小心。3.2納米級(jí)化妝品納米化妝品是采用納米級(jí)原料,或應(yīng)用納米技術(shù)生產(chǎn)的化妝品。目前我國還沒有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),但通常顆粒直徑在200nm以上就稱為亞納米,因此,化妝品中顆粒直徑尺寸小于200nm就可稱為納米級(jí)化妝品。目前只能靠國家相關(guān)部門嚴(yán)格控制和規(guī)范納米標(biāo)識(shí),這樣消費(fèi)者只要通過產(chǎn)品外標(biāo)識(shí)就可以直接辨認(rèn)。國際納米產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)顆粒直徑為1~100nm,目前已經(jīng)有少數(shù)公司開始走出微米級(jí)進(jìn)入納米級(jí)了,但仍未達(dá)到國際公認(rèn)的納米尺度。為了學(xué)科的嚴(yán)肅性,無論是商家還是科研人員,都不能盲目夸大化妝品的細(xì)微程度,也不要將“納米”這個(gè)長度單位人為地神秘化。而真正“納米時(shí)代”的到來,起碼還要等50~60年。目前對化妝品的研制,首先突破的是從微米級(jí)進(jìn)入納米級(jí)(100~300nm),其次才談得上進(jìn)入國際公認(rèn)的納米尺度。4一般成分4.1納米氧化鋁在化妝品中的應(yīng)用太陽光中的紫外線按其波長可分為UVA(320~400mm)、UVB(290~320mm)和UVC(200~290mm)。UVB是導(dǎo)致灼傷、間接色素沉積和皮膚癌的主要根源,灼傷主要表現(xiàn)皮膚出現(xiàn)紅斑,嚴(yán)重者還可能伴有水腫、水皰、脫皮、發(fā)燒和惡心的癥狀。目前,防曬化妝品中的防曬指數(shù)(SPF)就是針對UVB的防護(hù)。UVC雖絕大部分被大氣平流層中的臭氧層所吸收,但由于其波長短、能量高和臭氧層破壞的日益加劇,對人類造成的傷害也不能忽視。隨著全球紫外線輻射強(qiáng)度的不斷增加和皮膚科學(xué)的發(fā)展,UVA對人體的傷害逐漸引起人們的關(guān)注。UVA的穿透能力強(qiáng)且具有累積性,長期作用于皮膚可造成皮膚彈性降低、皮膚粗糙和皺紋增多等光老化現(xiàn)象,UVA還能加劇UVB造成的傷害。納米氧化鋅能夠有效屏蔽UVA,近年來在防曬化妝品中得到廣泛應(yīng)用。納米氧化鋅、二氧化鈦無機(jī)粒子的懸浮分散液,具有以下特點(diǎn):(1)無毒、高濃度時(shí)對皮膚也無刺激,高效、長效屏蔽紫外線;(2)分散穩(wěn)定劑具有抗水成膜性,使有效成分保持在90%以上;(3)極佳的粒徑尺寸保證了極佳的防曬效果,同時(shí)也避免了涂抹時(shí)的泛白現(xiàn)象;(4)高分散度的懸浮分散液無須分散即可使用,十分方便。但為滿足上述要求,需要對納米ZnO的原始粒徑大小及分布進(jìn)行嚴(yán)格的控制,另外還需對納米ZnO進(jìn)行特殊的表面處理。正因?yàn)榧{米氧化鋅有著這樣特殊的功效,所以國內(nèi)外眾多廠商均開發(fā)納米氧化鋅。國外為化妝品提供納米氧化鋅的廠商就有德國的BASF、日本Sakai化學(xué)和日本帝國化工、日本昭和電工和日本住友水泥等公司。國內(nèi)有南京海泰納米材料有限公司、河南豫光金鉛集團(tuán)等。雖然納米氧化鋅的生產(chǎn)廠商較多,但將其用于化妝品中的廠商卻較少。4.2納米化妝品的特點(diǎn)維生素E是人類皮膚細(xì)胞需要的營養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)具有抗氧化抗衰老作用,但常態(tài)的維生素E很難透過表皮被細(xì)胞吸收。當(dāng)維生素E被納米化后,很容易被皮膚細(xì)胞吸收,這是由于物質(zhì)被加工到納米尺度后其物理特性和生物特性都會(huì)發(fā)生很大的改變。納米化妝品正是利用這種特性達(dá)到其特殊的效果的。北京大學(xué)人民醫(yī)院的臨床試用對比實(shí)驗(yàn)報(bào)告表明,這種納米維生素E化妝品的祛斑功能比一般含氫醌類化合物的祛斑霜效果快,且安全無毒副作用。4.3天然仿生皮膚由于殼聚糖的組成單元成分氨基葡萄糖和人體表皮脂膜層重要成分神經(jīng)酰胺的結(jié)構(gòu)非常相似,因此它可與表皮脂膜層相互作用,形成一層天然仿生皮膚,具有保濕、刺激細(xì)胞再生及修飾皮膚的功能,而且可阻斷或減弱紫外線和病菌等對皮膚的侵害。如果將殼聚糖納米化后,可滲透進(jìn)入皮膚毛囊孔,抑制并殺死毛囊中藏匿的霉菌、細(xì)菌等有害微生物,從而消除由于微生物侵害而引起的粉刺、皮炎,同時(shí)也可消除由于微生物積累而引起的黑色素、色斑等。4.4固體類原料的選擇不同的化妝品使用時(shí)有不同的感覺和性能,是由不同的原料決定的。常用的固體類原料有硬脂酸、滑石粉、碳酸鈣、碳酸鎂和硼砂等。這些原料應(yīng)具有良好的滑爽性、吸附性、吸收性、無毒、無害等性能。不同性能的化妝品除取決于成分外,還與所添加固體類原料的粗細(xì)有關(guān)。4.5天然保濕劑的制備人體皮膚中的天然保濕系統(tǒng)主要由水、脂類天然保濕因子組成?，F(xiàn)今已開發(fā)的保濕劑分為天然保濕劑和化學(xué)合成保濕劑。天然保濕劑包括角鯊?fù)椤⒒艋舭陀?、蜂蜜、靈芝提取液、蘆薈提取物、透明質(zhì)酸、神經(jīng)酰胺、絲蛋白類保濕劑、膠原蛋白等天然物質(zhì);化學(xué)合成保濕劑包括多元醇類保濕劑、乳酸鈉、葡萄糖衍生物、聚丙烯酸樹脂、蓖麻油及其衍生物、甲殼素殼聚糖及其衍生物、吡咯烷酮羧酸鈉等化學(xué)合成物。在皮膚保濕劑內(nèi)還會(huì)加入一些其它成分,包括親水基質(zhì)、防光劑乳化劑、防腐劑、香料、脂質(zhì)體等,幫助保濕化妝品的穩(wěn)定和功效。4.6其他方面的作用谷胱肽和肌肽這兩種天然活性肽已經(jīng)進(jìn)入化妝品配方中,尤其是在防曬、抗皺和皮膚亮白產(chǎn)品中使用。與蛋白酶歧化作用合成的肽越來越引入注目,Argireline就是Liptech推出的一種人工合成的六肽,它在減輕眼部周圍細(xì)小皺紋方面很有效果,可以抑制兒茶酚胺的釋放。另外Biopeptide-Cl、Biopeptide-EL和Materixyl都是人工合成的肽,制造商為法國Sedema公司,據(jù)稱它們可以模擬類似的蛋白酶。最近提出的銅肽也具有抗皮膚老化作用,并且可以增加皮膚的彈性。銅肽對配方中的其他整合劑十分敏感,對具有氧化還原性質(zhì)的成分也很敏感。銅肽一般以3種不同的細(xì)胞內(nèi)的二價(jià)銅狀態(tài)(正規(guī)CuⅡ、藍(lán)CuⅡ和偶合CuⅡ)一起作用。銅是繼鐵和鋅之后在人體中最豐富的金屬元素,許多氧化酶、歧化酶和超氧化酶都含有銅,銅在其中起著十分重要的作用,如氧運(yùn)輸、中和解毒功能等。絕大多數(shù)含有銅或鐵的肽著色能力很強(qiáng),在配制過程中,要注意其可能引起的產(chǎn)品顏色穩(wěn)定性問題。5納米護(hù)膚產(chǎn)品的應(yīng)用化妝品下一步肯定要走納米化的道路。因?yàn)楝F(xiàn)在市場上的化妝品99%都是微米級(jí)的,它的一大缺點(diǎn)就是滲透性相對比較差。隨著人們消費(fèi)要求的越來越