高端化妆品制剂创新的前沿技术

闫紫薇 王若彤 王伟

目前，中国化妆品市场进入快速发展阶段，重心已逐步转移到科研技术上来，对整个产业科技实力的要求逐步提高。比起早期的关注化妆品品牌的知名度，如今消费者更关注产品本身的品质。在高品质成为化妆品消费核心驱动力的当下，科技实力成为化妆品企业的立身之本，更是企业的核心竞争力。新技术的应用为高端化妆品的产品研发创新提供了更多的可能性。因此，本文主要介绍目前可以应用到化妆品中的制剂创新技术。

01.液晶结构乳液

液晶是处于晶体和液体之间的介晶态，既有像液体一样性质，如流动性和连续性，又有各向异性的晶体特有的双折射性。按形成的条件和组成，液晶分为溶致液晶和热致液晶。液晶结构乳液属于溶致液晶。

通过选择合适的乳化剂，可在乳液中形成稳定的液晶结构（如图1所示）。因结构独特，液晶结构乳液具有以下优点：

（1） 提高配方稳定性;

（2） 通过延长水合作用和闭合作用，保湿性能明显提高;

（3） 促进活性成分渗透，并具有缓慢释放的作用;

（4） 与皮肤具有良好的亲和力，肤感清爽。

近年，液晶型护肤品因其配方稳定且功效优良而受到诸多关注，如日本化妆品品牌POLA推出了一款极光幻彩精华液，采用了液晶乳化体系包封抗衰老活性物质和美白活性物质等。而液晶结构乳液目前在应用方面还具有一定的局限性，如可形成液晶结构的乳化剂种类较少、储存过程中液晶结构会逐渐减少等。

02.Pickering 乳液

Pickering 乳液是一种用纳米固体颗粒代替传统乳化剂形成稳定乳液体系的一种新型乳液。Pickering乳液的主要作用原理：由于纳米固体颗粒具有很强的表面活性，可在乳液液滴表面形成一层薄膜，有效阻止液滴之间的聚集，从而得到稳定的乳液。影响Pickering 乳液稳定性的因素包括固体颗粒的粒径、浓度和表面润湿性、体系pH值、表面活性剂、离子浓度等。

与使用传统表面活性剂的乳液相比，Pickering乳液具有许多优势。首先，Pickering乳液具有很强的界面稳定性，可形成热力学、动力学均稳定的体系，且稳定性不受油脂性质和电解质的影响，针对不同的护肤产品，油脂的选择性更广。其次，应用固体颗粒替代传统表面活性剂，可降低配方的刺激性，提高产品的肤感和涂抹性，并且起到缓释的作用。同时，有些固体颗粒如氧化锌、二氧化钛本身就是很好的物理防晒剂，作为乳化剂应用于防晒配方中，与其他防晒剂有协同增效的作用，可减少其他防晒剂的用量，在降低产品的刺激性、使产品更加清爽的同时，又可以提高防晒效果。

此外，固体粒子种类和功能丰富多样，可根据产品的不同需求选择不同种类的粒子或将多种粒子复配使用。因此，Pickering 乳液在化妆品领域的应用前景十分广阔。法国仙婷公司推出了一款乳化剂产品：膨润土乳化剂（AXIMUL LV），由片状黏土蒙脱石和黄原胶复配而成。该乳化剂经过有机改性的黏土在油滴周围形成层状网络结构，形成“包裹型”的O/W 乳液，是一种非常稳定的乳化体系。然而，由于化妆品配方体系是糖类、油脂和活性小分子等多组分混合体系，复杂成分的相互作用会影响Pickering 乳液的稳定性。所以目前Pickering 乳化技术在化妆品产品中应用的实例较少。

03.D

D 相乳化技术是鹭谷氏在转相乳化法的基础上开发的一种新的乳化方法。其制备原理是利用甘油或多元醇溶解分散乳化剂，使乳化剂的浊点上升，提高了乳化剂和水的相容性，使其更容易吸附在O/W界面上，得到D 相，即乳化剂相。边搅拌D相边加入油相，使体系形成乳化剂包油相，得到O/D 乳液。最后加入水相，在均质条件下得到O/W乳液。

D 相乳化技术具有能乳化极性小、表面张力小、水溶性小的油类乳化剂用量少，不需控制乳化温度和HLB值等优点，可以用于制备清洁卸妆凝胶、去角质膏、面膜及乳液、膏霜等产品。

D 相乳化对乳化剂的含量需求低，而且包裹的油相含量高，可以得到微细的O/W乳化粒子，是一种高效的乳化技术。但D 相乳化对于工艺的要求较高，而且随着油相的添加产品黏度增大明显，这给实际的生产带来很大挑战。

04.微囊

微囊是指利用天然或合成的高分子材料，将活性成分（固体、液体或气体）包裹起来，形成的具有半透性或密封囊膜的微小胶囊。成膜的材料称为壁材，被包裹的材料称为芯材。微囊可将化妆品中的有效成分，例如不同油脂和活性物的粒子包裹在纳米级尺寸的胶囊中，并添加在配方中，以达到无乳化剂而添加油脂的目的。目前使用较广泛的壁材原料有海藻酸钠、明胶、阿拉伯胶、纤维素胶和琼脂等。

使用微囊输送化妆品活性成分的优越性主要体现在以下方面。首先，微囊的包裹可以保护芯材，隔绝外界如光、氧气、pH值等因素对芯材的影响，有效提高活性成分的稳定性。其次，微囊可以隔离不相容组分，如配方中存在可互相发生反应的成分时，可将其中一种或几种微囊化，防止组分间的反应，提高产品稳定性。同时，微囊可有效控制芯材的释放，不同的囊材可以实现有效成分受控、持续或定向释放，使有效成分发挥最大程度的作用。此外，微囊还可以改变芯材的物理和化学性质、屏蔽芯材的不良气味或不良色泽，通过改变微囊的气味、颜色、光泽等方式可以提高化妆品的性状。

微囊在化妆品中的应用有许多，如CHANEL 山茶花润泽微精华水添加了山茶花活性成分的微囊，Dior花蜜活顏丝悦玫瑰润养轻质精油利用微囊包裹蜡质成分及润肤成分，Elizabeth Arden无瑕未来微囊精液应用微囊包裹精华等。

但在微囊的大规模生产中也有许多需要考虑的问题，如技术、质量、伦理和经济问题等。更大的挑战之一涉及微囊化过程的放大，以实现微囊化妆品配方的高再现性。在应用的过程中，需注意避免配方、温度、湿度等其他因素对微囊稳定性的不利影响，确保在制备、运输和储存期间保持结构完整，防止芯材泄漏。因此，对微囊的研究还需要不断深入，解决产业化的技术难题。

05.无机纳米载体

无机纳米载体是一种具有高度稳定性的纳米材料，具有多种成分、结构和性质，包括介孔氧化硅纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、碳纳米材料（如石墨烯、富勒烯和碳纳米管等）、金纳米粒子和银纳米粒子等。这些纳米粒子具有较大比表面积、易于表面修饰和良好的生物相容性等属性，可以渗透表皮层的深层，增加药物在皮肤中的积累。因此被广泛应用于防晒、抗衰老和其他功能性化妆品中。

除了作为纳米载体外，某些无机纳米粒子，如富勒烯-C60和金纳米粒还具有双重性质，能够起到抗氧化或抗菌效果。例如，金纳米颗粒可与皮肤角质层脂质相互作用，形成可逆性开口，增加渗透率。同时其特有的物理化学性质和抗菌潜力等，使金纳米粒成为化妆品行业的研究热点。Jimenez 等人研究显示，将人参提取物与金纳米粒结合，能够有效地清除自由基，并抑制细胞内酪氨酸酶和黑色素含量，提高了保湿、抗氧化和美白性能，同时展现了良好的生物相容性，具有环境友好型特点。

富勒烯是一种完全由碳组成的中空分子，具有独特的笼状结构，形状呈球形、椭球形、柱形或管状。富勒烯具有多种类型，应用最多的是最小的富勒烯分子，富勒烯-C60。富勒烯本身是一种电子受体，它与自由基结合的能力使其成为一种强大的抗氧化剂。因此常应用于抗衰产品中，如DHC 的极致恒美系列产品、Zelens的3t抗衰老精华霜和Bella pelle的抗衰霜等产品中都添加了富勒烯。

06.脂质体

脂质体是由脂质双分子层所形成的一种超微球形载体制剂， 是纳米载药系统的典型代表。当两性分子如磷脂分散于水相时， 分子的疏水尾部聚集在一起， 亲水头部暴露在水相， 形成具有双分子层结构的封闭囊泡。在囊泡内水相和双分子膜内可以包裹多种不同极性的有效成分。脂质体不仅能很好地稳定和保护有效组分，其自身也具有很好的护肤效果。天然的卵磷脂作为脂质体的壁材，不仅是生物细胞膜的组成成分，具有优越的乳化能力，还具有可促进经皮吸收、加强保湿效果以及缓和刺激等功效。因此脂质体被广泛用作化妆品活性组分的传送体系。但脂质体渗透效率有限，针对此问题，出现了很多脂质体衍生物，如类脂囊泡（Niosomes）、醇质体（Ethosomes）、传递体（Transfersomes）和醇传递体（Transethosomes）等。

类脂囊泡是在脂质体的基础上添加了不同物质而达到改变囊泡性能的效果的一种脂质体衍生物。类脂囊泡又称非离子表面活性剂泡，是由非离子表面活性剂、胆固醇或其他两亲分子水合形成的自组装囊泡纳米载体。1975年，由欧莱雅首次开发并获得专利，1987年，该公司以兰蔻商品名推出产品，随后被广泛应用于化妆品和药物递送方向。类脂囊泡在结构与组成上类似于脂质体，具有提高包埋活性成分稳定性、增强皮肤渗透、提高生物利用度、改善表面黏附和持续释放特性等优点。鞣花酸是一种有效的抗氧化剂，然而，其应用受到溶解性差和渗透性低的限制。实验结果表明，使用类脂囊泡包载鞣花酸应用于皮肤，与鞣花酸溶液相比，改善了其在人表皮和真皮层中的分布，有效增强皮肤渗透。目前，兰蔻的Niosomeplus 和Niosome plus perfected age treatment 等系列都运用了此载体包裹活性成分。

醇质体主要由磷脂、乙醇（相对高浓度）和水组成。添加乙醇的囊泡膜具有高柔韧性，可通过比其直径小得多的孔道。传递体主要由磷脂酰胆碱 （PC）和非离子边缘激活剂 （EA） 组成。EA是传递体制剂中的重要成分，它们可以增强传递体脂质双分子膜的柔韧性。其超变形能力，可使活性物质渗透皮肤，到达皮肤深层。

醇传递体是在醇质体和传递体的基础上开发的新型囊泡载体，具有这两种载体的优点。醇传递体具有内水相和双分子层内亲脂区域，能够容纳具有不同溶解度的活性成分，其良好的变形性可使其轻易地渗透进入皮肤，因而受到越來越多的关注。Arora D等人用醇传递体包裹白藜芦醇，并制备成凝胶，用于皮肤老化和氧化应激模型。结果显示相比普通凝胶，醇传递体可显著提高抗氧化酶水平和蛋白质含量，大大提高抗氧化能力。

本课题组研发了脂质体精华液和醇传递体凝胶，在提高有效成分稳定性的同时，增加了经皮渗透量，提高了生物利用度。

07.微针

皮肤是人体的天然屏障，也是人体主要的排泄器官，对人体具有重要的保护作用。皮肤表皮层中的角质层对药物具有一定的阻碍作用，一般药物通过经皮吸收的渗透效率较低，只有微量活性物质能够通过角质层而被吸收和利用。而微针能够刺穿皮肤的角质层使活性物质到达皮肤深层。微针主要由硅、金属或聚合物等材料制备而成，长度一般为几十微米到几毫米，尖端直径小于几十微米。它能以微创的方式刺穿皮肤的角质层，在皮肤表面形成可逆微通道，使目标成分到达皮肤指定深度。同时，通过控制微针插入皮肤的深度，避免触及皮下痛觉神经，可以提高使用舒适感。因此，微针作为新的透皮递送系统受到了广泛的关注。

目前根据微针的应用，可将微针分为组织预处理微针、包衣微针、可溶性微针、空心微针。具体介绍如下：

（1） 组织预处理微针是指在应用活性物质前，将微针作用于皮肤，在角质层形成微小孔道，促进目标成分进入皮肤深层。

（2） 包衣微针主要是指将目标成分涂在实心微针上，外层的成分随着微针刺入皮肤后即溶解，从而被皮肤吸收利用。

（3） 可溶性微针是采用可生物降解或可溶解的聚合物材料制备而成。在高分子材料中混入有效成分形成针体。针体刺穿皮肤后溶解或降解，有效成分释放，从而进入皮肤，具有一定的缓控释作用。

（4） 空心微针的尺寸与实心微针类似，在针体的中线上有与传统注射器功能相同的小孔。空心微针有助于强制驱动流体流动，从而使有效成分输送速率提高。流体可在空心微针刺入皮肤的同时通过针体进入皮肤，极大地促进经皮吸收。

微针因其独特的促渗效果而应用范围广泛。微针可递送不同活性物质，根据活性物质功效，实现抗皱、美白、祛斑、治疗脱发、妊娠纹等功效。同时，微针不仅自身能达到促进有效物质起效的作用，更可以与多种技术相结合发挥协同作用。如微针结合电光热、射频等。德国品牌Dermaroller的HC902家用微针与同品牌产品搭配使用，可有效提高活性成分的吸收并达到激活细胞、紧致肌肤和淡化疤痕等功效。本课题组研发了一款微环境响应性智能微针，为半透明矩形可溶解性微针。该微针材料可降解，生物相容性好，并采用新型纳米包载技术，智能响应，可实现活性成分有效递送。

随着国民生活水平的提升，以及对健康的关注，整个化妆品行业已经出现一个新的发展大拐点。如今行业竞争更激烈、消费者对产品品质要求更高，成分党崛起，他们更关注化妆品的科技力量，更理性、更了解品牌的化妆品科技创新和专利，能透过营销和成分表外衣，对配方结构、成分有效性有比较深入和专业的认知。“科技力量”已成为中国化妆品产业的关键词，创新技术的应用必将为国产化妆品品牌带来全新机遇，实现弯道超车。

作者介绍：

闫紫薇、王若彤、王伟：中国药科大学药剂学教研室，化妆品研究与评价重点实验室。