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邱晓锋:纳米科技在化妆品中的应用新趋势有这些

邱晓锋 2020-10-12 10:43:30 2048

作者:邱晓锋/诺斯贝尔化妆品股份有限公司副总裁(研发)

整理者:龙艳玉/中国美妆网
 
纳米材料是如今一个非常热门的话题,听起来好像是一个现代科技,但实际上公元4世纪的罗马就已经应用到生活中。

现代科技也更加青睐纳米技术。1959年,费曼(RichardFeynman)在加州理工学院物理年会上作了“There’sPlenty of Room at theBottom”的演讲,该演讲被认为是纳米科学和技术领域划时代的事件。1974年,东京理科大学的谷口纪男(NorioTaniguchi)教授在当年发表的《论纳米技术的基本概念》一文中,首次使用“nanotechnology”,以描述精密机械加工,意指在纳米尺度精确地操纵材料。而后,纳米技术应用慢慢发展到生物医药方面。

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纳米科技的化妆品应用

纳米科技不只是在化妆品行业,也不只是在中国,是在全世界,都觉得它就是21世纪的技术。当一个材料变得非常小,这种小可能是一个由上至下的技术。比如做石墨烯,把它剥成一个单层的石墨烯,就是一个纳米材料,这是自上而下的技术。纳米材料也可以是自下而上形成的,例如肽的自组装。当材料、特别是一些无机材料如二氧化钛,小到纳米尺寸时可能会带来的一些特点,不是平时的材料所有的。

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这些材料用在化妆品里会带来什么功效?在谈功效之前,要回顾一下法规。从法规上是怎么样去规定纳米材料的?在法规(EC)1223/2009, 第二条(1)(k)指出,纳米材料是指不溶性或具有生物持久性和具有一个或多个外部尺寸或者多个内部结构特定制作的材料,其尺寸在1-100nm。基于这个定义,可溶性、可降解或非持久性的纳米材料,如脂质体,乳液,不属于纳米材料。

总的来说,会规定三维中有一维的尺度小于一个尺度(如100纳米)时,我们就有可能把它当成一个纳米材料,当然还要看它在这个尺度下是不是发生了质的变化、表面性质发生了与平时不一样的特别大的变化。

前一段时间最热门的是欧盟发表的78页的报告,我觉得可以从几个关键词去解读。比如是无机的纳米材料还是有机的纳米材料?是针对健康的皮肤还是受损的皮肤去谈渗透或者吸收问题?纳米材料可能是固态的,也可能是液态的,或者说是变形的。这份报告也强调了一些研究方法。研究方法不一样,自然得出的方法也不一样。其中包括我们的实验材料、实验方法、动物模型,比如取人的皮肤在体外做实验,还是取动物的皮肤?是大动物的皮肤还是小动物的皮肤?欧盟的报告做了很多这方面的分析。

我摘了最后两段,有一段是“在今后的研究中,我们要更关注哪些?”我们要更加关注这几方面:如颗粒大小,这里讲了“人工制造的纳米材料”,它是单个颗粒还是聚集态?颗粒的形态是圆的、方的、扁的还是纳米管?是表面的电荷、功能团还是在配方中?在配方中对皮肤有什么影响?第二段是在安全评价中可以考虑到的,主要提到一个不溶性的颗粒。如果是以下几个条件,我们在做毒理分析时,可以当它在皮肤中的含量是比较少的,少到比很多普通的化学品还要低。如果满足这些要求,又怎么样?以现在的研究来说,危害非常有限。如果这些人造的纳米颗粒能够在水中或者人造汗液中溶解,我们可以把它的吸收理解成离子。
 
纳米科技与化妆品研发创新

我们希望纳米科技、纳米材料能够为产品或者消费者带来什么效果?大家关心的无非是这几个:1、当这些材料变成纳米这么小的时候,是不是能带来一些特别优异的性能?2、是否能渗透到皮肤中?能不能保护我们的活性成分更加稳定?或者在我们需要活性成分发生作用的地方就发生作用?

在化妆品中,有几种类型的纳米材料:

第一类是纳米乳液。把一个几十微米到几百微米的粒径做得更小,做到几十个纳米到几百个纳米。如果要把神经酰胺做成透明的乳液,可能只是几十纳米的粒径,我们会用到高压的设备,更容易控制。半透蓝光的乳液,可以用到面膜中,也可以用到化妆水或者啫喱中。

七八年前,我们刚开始做纳米乳液时只有一个简单的想法,以前的面膜都是水剂,肤感不够滋润;如何加入一些油,有滋润感的同时又有清爽感;如果太油腻,一定会觉得脸上不透气。我们希望做成比较清爽的感觉,所以就有了这样一个搭配。

纳米乳液有很多技术方面的问题,比如要选一个好的乳化方法和好的乳化剂/表面活性剂是很难的。我们做纳米乳液的难处,就在于怎么样选择一个既高效又能够把粒径稳定在一定范围、能够经受化妆品耐寒实验、耐受货架期的(乳化剂)。

第二类是纳米载体。最早是脂质体,现在比较多的做法是固态脂质粒,因为固态的油脂,不仅可以保持活性物,还能够保持稳定。也可以通过一些聚合物,这些聚合物有合成的也有天然的,比如说树枝状的聚合物也可以去做,只是看怎么开发。

比如很多美白成分是比较怕氧化的或光照的,我们就可以把它做在一个纳米的包裹体中,我们可以选某一种固态脂质粒,其实很多优秀的美白成分是油溶性的,或者要把它做成油溶性的,就可以包在这里做成精华。同样这里举了一个面膜的例子,这种载体可以做在面膜、水、乳、膏霜等不同剂型中。

第三类是固态的纳米颗粒特别是纳米防晒。纳米防晒剂有两种有名的防晒剂,二氧化钛和氧化锌。特别是二氧化钛,特别大的时候,就没有防晒的功能。当它很小的时候,有很强的聚集,所以我们要对它的表面进行处理,比如说一些硅类的处理,把表面包覆起来,有很多好处。其中一个好处就是让工程师更容易做配方,让配方分散得更好。哪怕分散得很好,在配方中的粒径大部分情况下都会超过200个纳米。而我们知道,要保护皮肤免受紫外线特别是UVB(典型波长290左右)的伤害。物理防晒有很多可以讲的,包括安全性、有效性等。

举个例子,我们开发的完全用物理防晒剂做的SPF30,PA+++的润透物理防晒乳——漾。大家在选防晒剂时,会考虑到很多问题,如不会有特别明显的蓝光、肤感能不能做成特别舒服的以及各种各样防晒剂会碰到的问题等。

第四类是纳米金属。比如大家熟悉的纳米银,能够杀菌。还有纳米金,不同的形状、不同颗粒大小时呈现出来的不是金色,可能是蓝色、红色、橙色,纳米金的活性也特别高。

富勒烯也算一个纳米材料,有非常优异的性能。一个国外的公司介绍这个产品十几年,在很多日本的产品里都加了富勒烯,其最强的性能是捕获自由基,称为“自由基海绵”。

国内外品牌都在做富勒烯产品,基本上宣传“清自由基、抗氧化、抗衰老”。自然堂的富勒烯面膜,也是和我们诺斯贝尔共同开发的。我觉得富勒烯是21世纪的一个科技在化妆品中的应用。

还有一种是纳米纤维,也是诺斯贝尔这两年一直在推进的静电纺丝。我们可以使用一些材料在静电场中纺成丝,同时把药物包在其中,比如说抗癌症的药、创口修复的药,织成一个膜,由几百个纳米的纤维构成;能够快速溶解;如果把药物包埋在其中,可以慢慢地释放出来。如果把它用在化妆品中,是一个非常好的抗衰老材料。当然也可以把它做成美白产品。

我们也做了一些产品,做了透皮方面的试验。静电纺丝可以是一个材料纺出丝,可以是两个材料纺出丝,也可以做成一个乳液再去纺,还可以在后面再附着。静电纺丝的直径如果控制在500纳米或者再多一点,添加纳米乳液(粒径100纳米以下),纺出来的形态是怎样的?我们也做过这样的试验,挺好玩的,值得我们未来好好去研究。

目前我们在人体上做过透皮试验,也在3D皮肤上或动物皮肤上试过,效果非常好,尤其是能够非常快速地渗透到我们皮肤的深处,比如说我们把纳米纤维的膜和同比例的精华液相比,化学成分还是一样,只不过一个是保持滑液的形状,另一个保持纳米纤维的形状,以同比例的水在脸上化开,能够让有效的成分快速渗透到真皮层中,且是很大比例的,同时效果可以维持很长时间,比如说24小时以上。所以我们觉得这种材料非常适合做成眼膜、面膜、美白、抗衰老产品。
 
纳米科技在化妆品中的应用展望

展望一下今后纳米科技在化妆品中的应用,现在大家最关心的一定还是绿色、安全、可持续发展,我们也非常关注这个方向。姜校长提到人参皂苷能够作为一个乳化稳定剂用在纳米包裹中,让我非常兴奋。我们找过很多天然材料,包括多肽自组装形成纳米颗粒,今后有非常多的材料可以做成绿色可持续的产品。

除了材料来源,还有制造方法,我们现在使用的还是高压的方法,还有没有其他的方法?比如说纳米膜,通过一个膜把油和乳化剂挤过去,在膜的那边形成纳米乳液、纳米包裹。早几年我们接触过,但是还没有做这方面的尝试。所以,怎么样能够有一个高效、绿色的制造方法?

在产品的剂型上,很多水剂、膜材,能不能在一些固态的产品也使用纳米材料?它的透皮应该怎么去研究?欧盟的报告给了我们很多思考,很多工作还是需要我们大家一起去做。

当然,牵涉到皮肤的安全性功效研究,尤其是国家法规现在开始这么严格地去提功效和安全,有很多高科技的方法可以帮我们去研究材料。

最后,我们今后还要不断地宣传纳米科技、纳米材料在化妆品中的应用,为消费者带来很好的消费体验和安全性的保障。让我们共同努力,让纳米材料在化妆品中变得更好。




以上内容为邱晓锋在2020第四届中国化妆品(白云美湾)国际高峰论坛上的精彩分享。



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