如何提升传输效能？ ——改善生物效用的传输系统 作者： Liliana TODORINOVA, 欧雅斯 (法国) 许多化妆品厂商都会拥有几个标准的配方方案，只需将最新的活性物原料加入其中就可测试其效果。如果在多数情况下产品效果都不明显，那么原料也就不被采纳。虽然使用标准配方从经济的角度上来看是可以理解的，但这样的策略并不能为企业带来最有效的化妆品产品，因为它忽略了通过最优化传输系统来提高活性物原料功效这一原则。 在配方新逻辑中，我们提倡：新活性物 + 为此活性物特制的配方 ==> 若存在不足则重新调整配方 ==> 功效最优化。 评估化妆品配方功效的参数有: ◆ 选择合适的活性物: 例如维生素A有视黄醇、棕榈酸视黄醇和视黄酸等形态且作用各不相同。 ◆ 到达正确的目标位置: 比方紫外过滤剂要停留在皮肤表面，而保湿剂则需要渗入角质层中，抗老化活性物就必须进入活细胞所在的表皮深层，甚至真皮层中。 ◆ 恰当的浓度: 需要保证在目标区域内达到获得可见效果的最低浓度（通常活性物在细胞中的效果是用量依赖性的），但同时也要避免因为浓度过大而产生毒性。 ◆ 选对时机: 这对于抵御外界侵袭的抗氧化产品尤为重要。 充分了解活性物的传输途径是把握上述4个参数关键。 传输途径 皮肤表面：有些活性物需要停留在皮肤表面。这对于防晒剂来说尤为明显，但对于需要缓释的分子如抗老化成分等也同样适用。为了获得最佳的传输效果，活性物原料需要在皮肤表面停留一段较长的时间。通常认为由于皮肤表面是弱酸性的（约为5.5），所以只有带正电荷的媒介可以固定在皮肤上。因此最佳的皮肤表面传输系统是易于固定在皮肤上并具有缓释作用的细小正电荷媒介。 皮肤渗透 ：部分活性物需要到达表皮的增生层或真皮层以获得所需效果。 首先，分子需要从化妆品媒介扩散到皮肤中。 扩散率取决于配方的物理性质：如高粘性配方会使原料停留在皮肤表面，妨碍其渗透。 其次，渗透入角质层（SC），通过扩散穿过角质层进入具有繁殖能力的表皮层，而后继续扩散穿过表皮层扩散至真皮层。这其中的每一步都有其固有的比率和范围。生物功效来自皮肤目标层中适量活性物的积累，活性物的传输不应在到达目标区域前停止。因此，需要研究活性物在渗透途径和传输途径中遇到的屏障，以调节分子传输的时间、地点和方式。 皮肤渗透途径有两个: 经皮途径 (细胞内/细胞间)和分流途径——通过汗腺或带有汗腺的毛囊。活性物会根据自身的大小、与皮肤表面的亲和性和亲水疏水性选择其中一条路径。想要了解为什么分子更倾向于选择其中一种特定的路径，就需要进一步研究角质层的结构和特点。 关于分流途径 ，因为并没有相关的动物模型，所以这方面的数据很少。其中一项比较正常皮肤和不含毛囊或汗腺的疤痕皮肤渗透性的研究发现，正常皮肤中活性物的渗透量和深度都明显更高。因此，分流途径也许比我们过去所认为的更加重要。某些化合物能够更快进入分流途径 ：直径在 经皮途径是大多数分子所采用的途径。皮肤是由“砖”和“水泥”构成的：“砖”是层叠的角质细胞，主要由脂质和角蛋白组成 ；而“水泥”是填补细胞之间空隙的水相迭生脂质双层（50％神经酰胺、10％脂肪酸和25％胆固醇)。这种组成结构十分有利于脂溶分子的渗透。通常认为极性(亲水)化合物会选择极性途径，而非极性化合物则通过亲脂性途径。事实上，大部分分子都是同时采用两种途径的，只是会更倾向于其中一种。 a) 亲脂性分子主要分散于细胞间空隙的脂质双层内。某些化合物能强化脂质屏障（神经酰胺、亚油酸），而另一些类似油酸的化合物则倾向于紊乱脂质双层并增加皮肤渗透性。 b) 极性（亲水）分子的途径是角质蛋白间由被极性脂质包裹的水环境所组成的含有微通道的壁。它位于细胞间空隙中，且渗透性不稳定。部分科学家相信细胞间角蛋白提供了另一条极性通道，且两条通道可能同时存在。 通过微粒体系增加皮肤表面输送能力 1. 微囊 微囊是从数微米到数百微米的小囊，活性物被包裹在核心中并由外壳保护。微囊的优点在于: 固定在皮肤表面从而延长停留时间 ；长时间内的缓释作用；保护不稳定的活性物原料；分隔相互不配伍的活性物 ；通过延长停留时间和作用时间提高原料的活性 ；通过减缓在皮肤上的释放过程减少活性物原料的潜在刺激。 市面上有多种不同材质和用途的微包裹体系。包裹囊可能是固体颗粒或凝胶颗粒，采取真正的固体膜（尼龙）或更多地采用液体膜（双层乳液）绑定内在液滴。固体颗粒的包裹通常也被包括在包裹体系里面。微包裹可以是均一相，同时也可以是乳液或细粉末的分散液。 近期的研发已经涉及到使用天然原料作为包裹膜。聚多糖是其中一个很好的选择，因为它们具有成膜性，高皮肤配伍性和多感官效果。以近期研究为例，它是一种内包裹高含量视黄醇的负电荷壳聚糖微囊，这种结构不仅能够保护视黄醇避免氧化，还能提供温和的缓释效果，在不带来刺激的前提下显著提高抗皱效果。此外，壳聚糖包裹壳还能提供保湿和治愈皮肤的效果。 2. 纳米包裹 固体脂质纳米颗粒(SLN)是一种脂质颗粒(尤指单一蜡质或混合蜡质，但也可是有机高分子或硅树脂)，由熔化或固体脂质形成内含活性物浓度可高达30％的脂质小球。SLN直径为100 nm至1 000 nm，在物理搅拌和储存中均稳定，但对温度敏感。 与SLN相似，NLC－纳米结构脂质载体是由不同的固体或液体脂质通过化学方式结合而成的，因此其结构内介质不会完全结晶，并维持无定形状态，因此能避免活性物的分离，延长保质期。 SLN和NLC都是通过高压均质获得的水分散液(稳定或不会被表活剂洗去)，而活性物溶于或分散于脂质介质中。 使用SLN和NLC体系的优点在于：在皮肤上形成单层膜，提高保湿效果 ；抗凝结，具有很好的物理稳定性 ；防止活性物渗漏，保护防止其氧化和变质 ；乳液状外观，密度近似于传统乳液 ；超过24小时的缓释效果。 可通过在已经被某些活性物饱和的配方中加入包裹活性物的纳米载体形成过饱和结构体系从而增加潜在渗透性。在产品的保质期内，活性物被包裹在纳米载体中。当涂抹在皮肤上时，纳米载体释放出活性物，并由于乳液已经被其他活性物过饱和而增加了渗透压。然而，这仅会发生在活性物仍然未被化学改性的状态下，而不包括那些不稳定的活性物，如视黄醇或多酚。 3. 传输和盥洗用品: 不可能的任务？ 盥洗配方中持续最久的挑战之一是如何传输活性物而不被表面活性剂洗去。而这只有在原料带上正电荷并被带负电荷的皮肤或头发紧紧吸引的时候才能实现。 在2006年研发了一种能够通过盥洗产品将活性物沉积在皮肤上的新技术。这一专利体系就是 Wash-on（冲洗-停留），将活性物包裹在微米大小的颗粒中。然后将颗粒带上正电荷使其能够抵御表活剂的环境，并能全天有效地附着在皮肤上。这些颗粒不会从皮肤上掉落，也不会影响其他化妆品的使用。 最初这种wash-on技术被用于全天防晒护理。如今许多非遮蔽型活性物也能够用此方式输送，并可以通过赋予微包裹囊不同程度的破损控制输送的持续性。 通过微囊体系促进皮肤渗透性 1. 最优化活性物原料的渗透性 活性物的功效可通过加入改善渗透性的因子来提高。如表面活性剂能够通过增溶或除去细胞间脂质紊乱细胞和降低皮肤屏障功能，从而提高极性活性物的渗透性。用非离子型表面活性剂预处理的皮肤角质层叠层松弛，且细胞间空隙更大。角质层的屏障功能是通过神经酰胺、脂肪酸和胆固醇的精确平衡来维护的。对于其中任何一种物质的抑制作用都会延迟屏障在受损后的自我恢复。 同时也可通过加入能够改变角质层功能的酶来改善渗透性。例如，研究证明使用木瓜蛋白酶（一种蛋白水解酶）能够通过破坏角质细胞和细胞间蛋白之间的连接从而提高某些特定活性物的渗透性。 化学促进剂是所占比例最大并且被研究得最多的皮肤渗透促进剂，通常允许经皮传输。化学促进剂作用于角质层的脂质双层，在双层结构上通过变形形成不同类型的开口。例如，肉豆蔻酸异丙酯能够紊乱角质细胞双层中起绑定作用的脂质，与此同时异丙醇能够液化和紊乱游离的双层结构。事实上，许多酯类和脂肪醇都具有提高渗透性的作用。 在某些情况下，神经酰胺能够紊乱角质层细胞内脂质，提高渗透性。研究显示促进剂的极性头似乎与渗透性相关，并能将分子锚定在角质层上。一项研究证明神经酰胺的氢键绑定能力与其渗透促进能力成反比。 2. 优化乳液，将其作为活性物的传输媒介 活性物原料具有不同的皮肤渗透能力。活性物中有助于渗透性的理化性质按照影响高低如下排列： ◆log 10 辛醇/水比例系数1 为1-2，这一数值反映了活性物在角质层的水相和脂相之间的比例 ◆ 低分子量 (低于500道尔顿，越小越好) ◆ 在皮肤酸碱度 (5.5)下为中性 ◆ 高偶极矩 (两性分子是最佳选择) ◆ 在皮肤温度下为液态 对应于这些标准的活性物原料具有高潜在渗透性。 Wiechers和Watkinson (2007)10指出，如果活性物的潜在渗透性低，那么即使活性物在皮肤细胞上有很好的体外测试效果，但仅通过优化配方亦不能达到所需的皮肤效果。 而对于活性物具有高潜在渗透性的情况下，配方对皮肤传输的影响取决于:配方类型 (水包油、油包水、凝胶、微乳液、油) ；配方中的成分 (润肤剂和乳化剂) ；生产商的生产工艺和选择原料组合的习惯(巨乳液至纳米乳液)。 配方类型对活性物渗透性的影响取决于后者是极性或是亲脂性的 ：纳米乳液是非常好的经皮传输体系，但其在真皮层的传输活性取决于活性物本身 ；亲脂活性物使用水包油乳液效果最好，而亲水性活性物则使用油包水乳液传输更佳 ；凝胶配方相对于乳液而言并不是有效的渗透性促进剂。 当一个有效的活性物被做成标准乳液配方时，配方中和皮肤层中活性物浓度之间数值会形成梯度 (如下图)。 而这将带来两个十分重要的结果: ◆ 活性物在配方中的亲和力必须越低越好，而与皮肤的亲和力则越高越好，从而配方能将活性物“排斥”至角质层中，使其更容易扩散。但要如何将大量的低溶解度活性物溶于润肤剂中？因此就需要在活性物与配方和皮肤的亲和力之间寻找一个平衡点。 |
