透明质酸在化妆品中的应用研究进展

蒙亮亮，杜 桐，王欣欣，王 鹏，纪 桢

(安康学院化学化工学院化工系，陕西 安康 725000)

透明质酸(hyaluronicacid, HA)又称玻尿酸，是由N-乙酰基-D-氨基葡萄糖和β-D-葡萄糖醛酸通过β-1，3-苷键连接成二糖衍生物,并多次重复单元连接成一种多糖类物，HA分子链的长度和分子量大小不等,双糖数一般为300-11000对,分子量的范围为0.2×106～7.0×106。HA为白色无固定形状,无臭,易溶于水、乙醚等有机溶剂。水溶液显酸性,带有负电荷,电泳时向正极移动。在浓度很高时,分子间会因为氢键而形成交联,呈网状形式存在,具有很高的粘弹性和渗透压为上个世纪30年代十九世纪初美国哥伦比亚大学眼科教授Mayer等人首先采用动物组织为原料的提取法从牛眼玻璃体中分离出透明质酸，作为人体分布最广的一种酸性黏多糖，主要存在于结缔组织基质中，是皮肤的成分之一，具有良好的保湿效果，因此被广泛应用于化妆品，被称为天然保湿因子(natural moisturizing factor, NMF)。HA与细胞的CD44受体结合，使细胞分化。而表皮细胞诱变鳞状细胞癌时，表皮细胞的分化也就停止了，HA是可以反映细胞生理的信号物质，它与表皮细胞表面的受体结合，产生刺激性作用，可以减缓向凋亡的分化。HA在表皮细胞中可以清除因紫外线照射所生成的活性氧自由基，避免皮肤受到伤害，被叫作高效的自由基“清道夫”[1]。氧自由基会使脂质氧化，HA和自由基反应首先分解再沉降。目前，透明质酸的生产从动物组织中提取，转变为采用微生物发酵法生产，提高了产量，降低了成本[2]。

1 透明质酸在化妆品中的应用

1.1 保湿作用

HA在化妆品中主要的作用是补水保湿,优点是保湿性受周围环境的影响较小和保湿时间长。HA与甘油等相比[3]在较低湿度下的吸湿量最高,反而在较高湿度下的吸湿量最低,这种性质正好可以适应皮肤在不同季节和不同环境湿度下的补水保湿作用, HA作为保湿剂很少单独使用,经常和其它保湿剂一起配合使用。

1.2 乳化剂作用

在不添加其它乳化剂的前提下，在油相和水相中混合加入HA和磷脂可以形成稳定的乳化液。这种由HA和磷脂组成的乳化剂的特点是，既含有乳化作用又具补水保湿的功能，是其它乳化剂无法相比的，像HA这种安全有效的乳化剂可以用于各种化妆品的制备[4]。

1.3 增稠剂作用

HA(分子量3000kD)溶液具有很高的粘度[5]同样聚氧乙烯(分子量100～5000kD)是化妆品常用的增稠剂之一,两者混合使用其粘度大于各自粘度之和,所以HA-聚氧乙烯溶液是一种良好的增稠剂,同时又具有很好的保湿功能,可以用于膏霜乳液、睹嗯等化妆品中,尤其适合用于制作各种半透明粘弹性赌哩,如剃须睹哩眼用睹恒防晒睹哩等[6]。

1.4 香精固定剂

HA对物质有分子囊状包围用的特点,可以将其用于香味制品中,HA可以用作固定剂与香精的结合,降低香味的挥发速率,让香味更加持久,适合用于香水等各种化妆品。HA还有两个优点: ①减少香精对敏感皮肤的不良刺激作; ②阻止某些香精与皮肤分泌物之间发生反应,防止异味形成如膏霜，乳液，凝露等[7]。

1.5 HA的营养作用

HA在皮肤表面会形成一层薄膜,有利于皮肤角质层对活性物质的吸附。HA可以直接渗透到真皮层,促进皮肤组织代谢,营养成分起到传递的作用,因此可以改善皮肤的生理特性,从而达到营养物质的有效供给,产生营养皮肤功能[25]。如在面膜，洗面奶等。

1.6 HA的抗菌消炎作用

动物含有少量的透明质酸时，有抑制病菌起到消炎的作用。透明质酸有成膜的特点,很容易就形成水化膜,将细菌隔开,起到消炎的效果。另外,蛋白质和HA在皮肤基质中结合形成蛋白质复合物,该物质在细胞的间隙中大量存在,可以形成粘合细胞的凝胶,保证了细胞组织的正常代谢和持水功能,避免有害物质侵入细胞,起到防治各种感染发生的作用,对皮肤有一定的保护[8]，在美容和临床医学中有广泛的的应用。

1.7 透明质酸的修复作用

透明质酸可以修复细胞损伤[9]。伤口处透明质酸增加。在伤口愈合的不同阶段，透明质酸和纤维蛋白一起发挥结构和调节作用，透明质酸和纤维蛋白基质促进或诱导细胞迁移并调节参与炎症过程的许多细胞的功能， 同时，透明质酸具有优异的保湿作用，保持皮肤水分相对稳定，保持适宜的细胞内和细胞内水分含量，保证各种营养成分(包括无机盐)的相对平衡和自由运动状态，提供伤口愈合[10-11]。研究表明，当皮肤有溃疡和轻度灼伤时，含有透明质酸的涂抹相关产品可缓解疼痛，加速伤口愈合，减少疤痕的发生。

1.8 透明质酸的防晒作用

经过紫外线照射可以导致脂质过氧化，破坏细胞膜，引起色素沉着[12]。还可限制脂质过氧化的酶接近细胞膜，进而减少细胞外面自由基的进出。含有透明质酸的护肤品可以使细胞分化，在防晒结合透明质酸有增效的好处，颐莲多重美白防晒露就是一个例子[13]。

1.9 透明质酸的润滑作用

透明质酸是多糖，有较好的成膜性[14-16]。在皮肤上使用透明质酸的护肤品可以观察到润滑效果不错，使用含有透明质酸时皮肤表面形成水化膜，使皮肤产生润滑感，这种效果是其他护肤品不能比较的。

1.10 透明质酸的美容作用

透明质酸是糖胺聚糖，没有种属的特异性，又是人体成分之一也不会发生免疫反应，注射含有它的脂质相容性好，安全性高，一般不会引起过敏反应，让透明质酸成为填充材料。将透明质酸注射到需要的部位，从里面填充，使皮肤呈现原来的光泽[17-19]。

2 透明质酸衍生物在化妆品中的应用

HA体内外驻留时间短，影响其功效应用。因其表面有多个基团，包括羧基等，可进行化学改性，使它具有更好的流变学特性和抗酶解能力等，增加它在化妆品领域的发展前景。由于 HA 具有多个可修饰位点，如羧基、羟基等，易改造成两亲性衍生物[20-23]。

2.1 透明质酸钠

透明质酸钠(Sodium Hyaluronate, SH)是HA的钠盐，为白色纤维状，有较好的补水保湿性，易溶于水而不溶于乙醚等有机溶剂[24-25]。SH水溶液是流体，具有良好的流变性。据研究表明人体中含水70%以上，保持体内大量的水分非常重要[26]。因为年龄增长，皮肤中SH的含量降低，从而导致肤內水分减少，皮肤粗糙，失去弹性，出现皱纹[27]外源性SH可以有效补充皮肤内源性SH，从而能防止皮肤老化，起到美容养颜的作用。目前，SH广泛应用于护肤膏霜、护肤乳等保湿类产品中[28-29]。此外，SH也开始应用于医疗美容行业，国外已出现了多种美容保健类产品[30]如：Hylaform，作为注射剂，可以有效消除抬头纹、笑容纹以及眼和鼻子周围的皱褶等，还可以增高鼻梁、使唇部饱满亮丽[31]人更年轻、漂亮。而含SH的注射剂致敏性低[32]易于推广。

2.2 乙酰化透明质酸

HA 的羟基可以与酸酐或者酰氯进行酰化反应生成酯类化合物。Takashi[33]报道了利用乙酸酐作为酰化试剂合成乙酰化透明质酸(AcHA)的方法。这种物质的物理化学性质因乙酰基的取代度不同而不同。乙酰取代度越高AcHA的疏水性越强。与HA相比,当取代度为3.0时AcHA类化合物表现出来超强的保湿和极好的柔肤作用。由于AcHA可溶于有机溶剂中,如90%的乙醇溶液,作为超强保湿剂不但可以用在水性基底的化妆品中,也可以用在油性基底的化妆品中[33-35]。

2.3 透明质酸酯

Kana等[36-38]用酸性HA或HA-TBA在二甲基亚砜(DMSO)和甲醇存在下与三甲基硅重氮甲烷反应,生成透明质酸甲酯,HA经甲酯化后抗透明质酸酶的降解能力增强。HA甲酯的酯化程度不同,它的应用领域也不同,它可以用到化妆品、生物医药、伤口愈合、各种形式的组织工程支架如敷料、薄膜、纤维等其他更广的领域硫辛酸(LA)是一种在体内可以快速降解的生物相容性活性分子。Picotti等[39]40-与LA结合，制备了硫辛酸透明质酸酯凝胶(Lipohyal)。Lipohyal可应用于化妆品领域如保湿和抗衰老，也可作为辅剂来治疗皮肤损伤，例如烧伤、溃疡、创伤、皮炎、辐射引起的皮肤过热等。

2.4 HA酰肼化衍生物

酰肼化合物(Adipic acid dihydrazide, ADH)与HA连接后,剩余的一个-NH2可与HA分子中其他羧基在连接,使HA分子内或分子间交联,在溶剂挥发后,可把柔软可流动的凝胶改性为机械硬度更大,可溶胀且具有良好的生物相容性和生物可降解性的HA水凝胶膜。另外,贺艳丽等[41-43]也对HA-ADH薄膜进行了生物相容性的研究,得出其具有良好的抗酶解性和生物相容性。

在酸催化作用下,二硫化物在乙醇中回流变成二酯,二酯肼解变成相应的二肼[44]Shu等利用HA与二硫化物交联制得的凝胶薄膜,经性能测试后,显示其在伤口愈合和组织修复等临床应用方面有较大的潜在价值。

张文强等[45-48]将 HA 以一定的质量比加入三偏磷酸钠(STMP)，置于三颈瓶中搅拌均匀，使其在 pH 10、50 ℃条件下迅速搅拌 12h，再将所得溶液进行二次蒸馏水渗析、提纯后室温成膜。制得的薄膜吸水能力下降，保水性能提高，且薄膜具有较好的耐降解性能，保水性能和耐降解性能都随交联程度的增加而提高。

3 展望

目前，随着化妆品行业的不断发展，追求自然、安全的化妆品原料成为未来发展的趋势，HA应用领域的不断扩展，其衍生物的开发应用，必然会成为研究的热点，特别是我国化妆品行业起步晚，原料大多需要进口的现状，开发具有新型功能、高效、无毒的HA衍生物成为我国化妆品行业发展过程中亟待解决的问题之一。