保濕因子與保濕化妝品

余麗麗　朱　雷　余佳麗

健康的皮膚應該是光潔滋潤富有彈性的,而這些外觀標志與皮膚本身保濕系統的功能有關,保濕系統的功能在于維持皮膚一定的含水量,抵抗由內外因素對皮膚所造成的蒸發干燥、甚至脆裂等損害。導致皮膚干燥的原因, 主要來源于兩個方面: 一是氣候寒冷干燥,相對濕度低; 二是皮膚正常的吸水作用和屏障功能受到損害。

保持皮膚適當的生理水分,為正常生理肌膚提供適度潤濕, 防止皮膚缺水、干燥和角質化,主要通過以下兩種方式實現：

（1）在皮膚表面形成能與水強烈結合的保水物質,使角質層保濕;

（2）使用水不溶物質, 在皮膚表面形成一種潤滑膜, 對皮膚表層起封閉作用, 防止水分蒸發, 從而使角質層保持一定的含水量。

一、保濕：

皮膚重要的生理功能

人由嬰幼兒到老年,其皮膚老化的過程也可以說是皮膚水分減少、丟失的過程。

從宏觀來看皮膚是重要的貯存水分的器官,它的貯水量僅次于肌肉。正常情況下皮膚的水量約占人體所有水量的18%～20%,大部分貯存在皮內,女性皮膚貯水量比男性高,故皮膚富有彈性、亮澤。當體內水分過多,貯存到皮膚里就出現水腫。皮膚既能貯水,也能失水。

從微觀來看,皮膚的稚嫩度主要取決于表皮角質層的含水量。正常情況下角質層含水量為為10%～20%。當外界相對濕度低于60%時角質層含水量就會下降到<10%。此時皮膚干燥、脫屑,發生龜裂,甚至發生皸裂。

皮膚角質層雖然很薄,一般不超過20μm,手掌、足趾處角質層很厚可達500μm。角質層由內向外含水量呈梯度下降,越向上含水量越低。角質層中有兩種水:結合水與游離水。在角質層內水與離子、氨基酸、蛋白等結合成結合水。當結合水超過飽和狀態,于角質層細小的間隙間形成微小的水滴,就形成游離水。游離水過多把角質細胞浸軟,成過水合狀態即呈現浸漬。

二、皮膚中天然保濕系統

人體皮膚中的天然保濕系統主要由水、脂類、天然保濕因子(NMF)組成。

表1.天然保濕因子(NMF)

脂類呈層狀填充于角質層細胞之間,主要作用是形成水屏障,防止水分丟失。大多脂類為非極性物質,可以限制水分在細胞內外及細胞間流動。與皮膚屏障功能相關的脂質包括神經鞘脂、游離膽固醇和游離脂肪酸。在有活性的表皮中磷脂含量豐富,然而由基底層向角質層分化過程中,神經酰胺、膽固醇、脂肪酸的含量逐漸增高,脂質分布也發生了變化,顆粒層中脂質聚集于板層顆粒中,顆粒層細胞轉化為角質層細胞時這些脂質被排出并填充于細胞間隙,形成了防止水分丟失的屏障。當各種原因所致脂類缺乏時,其水屏障作用減弱,經表皮水分丟失(TEWL)就會增多,出現皮膚干燥脫屑。

皮膚有吸濕能力、保濕能力,因為人體內有天然保濕因子(Natural Moisturing Factors, NMF)的緣故(表1)。NMF是存在于角質層內能與水結合的一些低分子量物質的總稱,包括氨基酸、吡咯烷酮羧酸、乳酸鹽、尿素、氨、尿酸、葡糖胺、檸檬酸鹽、鈉、鉀、鈣、鎂、磷酸鹽、氯、糖、有機酸、肽類及其他未知的物質。NMF占到角質層細胞基質的10%,這些成分本身無保濕能力,它們在皮膚里形成鈉鹽后才具有保濕能力。和NMF結合的水是角質層中較固定的一部分,含量變化較大的那部分水與角質層選擇性的通透及脂質屏障有關,而通透性又與角質細胞間脂質及板層結構的完整性及特點相關。

三、皮膚護理用保濕化妝品

以給皮膚補充水分、防止干燥為目的所使用的吸濕性高的水熔性物質, 稱為保濕劑。做美容、用化妝品,歸根結底是如何保持皮膚水分,延緩皮膚衰老。皮膚保濕化妝品應該比清潔化妝品更重要,是化妝品中重中之重。

從皮膚保水增濕、角層脂質情況來劃分皮膚的膚質。如果皮膚水分充足是正常皮膚;皮膚油脂較多是油性皮膚;皮膚油脂缺乏是干性皮膚;皮膚水分丟失是缺水皮膚(圖1)。這是膚質分類的新概念。從保濕平衡的角度來看既要讓皮膚保持水分、保持油脂,又有NMF來保持皮膚的吸水性和保濕性。從化妝品角度來看促進皮膚保水、保油、人工添加保濕劑(moisturizer, humectant),使皮膚有更好的保濕、保油的功能。這就是皮膚保濕平衡新概念(圖2)，這才是化妝品對皮膚護理最重要的任務。根據不同的作用機理把保濕劑分為4類:①防止水分蒸發的油脂保濕。在皮膚上涂上油脂,形成保濕屏障,不讓水分蒸發,稱為封閉性保濕。②吸收外界水分的吸濕保濕。③結合水合作用的水合保濕。④修復角質細胞的修復保濕。

四、傳統化妝品保濕劑原料

1.甘油

從結構上看它是丙三醇,為無色、無臭、無味、粘稠良好的液體,價廉、穩定,廣泛應用。有較強的吸濕性,因之不能用純的甘油,否則會從皮膚中把水吸出。要用水∶甘油=3∶1比例配制才能起保濕作用。

甘油又稱丙三醇,是化妝品中最早使用的保濕劑,是動植物油脂進行皂化 (制造肥皂)時的副產物, 經脫脂、脫臭及脫色后精制( 減壓蒸餾) 得到, 另外也可從蔗糖發酵制得。濃度在 80% 以上的甘油稱為“粗”甘油, 濃度在 95% 以上的稱為“純”甘油。“純”甘油是一種無色、無臭、澄清并具有甜味的黏稠液體, 接觸皮膚后, 隨后會有溫熱感產生, 與水和乙醇能以任意比例混合, 其水溶液(1% ～10%)顯中性反應, 在氯仿或乙醚中均不溶。現在也有用丙烯經過人工合成加工制得。產品來源廣, 價格低, 具有特定功效, 是化妝品的優質保濕劑[3]。

2. 1.2-丙二醇

它與甘油很相似,粘稠度明顯比甘油低。而且有些帶甜味,也是無色、無臭、無毒、無刺激性。使用后皮膚有舒適感,也可也甘油配用。

3. 1.3-丁二醇

為無色透明粘稠液體,幾乎無味,稍有甜味。它除有良好的保濕性外,還有抑菌性。由于純度不夠(常摻雜有丁四醇)而較少用。如果能把雜質去除,是一個良的保濕劑,有良好前景。

4.山梨醇

為一已六醇,白色、無臭結晶粉末,無毒,易溶于水,化學性能穩定,具有良好的保濕性,其保濕能力與甘油相同。因有微甜清涼的良好口感也常用于牙膏中。

5.吡咯烷酮羧酸鈉

化學名:α-吡咯烷酮-5-羧酸鈉,是由谷氨酸而得到的天然保濕成分,也是天然保濕因子(NMF)中的重要保濕成分,為無色、無臭、略帶咸味的液體。有良好的吸濕性,其吸濕能力遠比甘油、丙二醇、山梨醇為優。但只有以鹽的形式才能發揮其保濕吸濕功效,市售產品為無色至微黃色,50%左右活性含量的液體,無臭,略帶咸味,易溶于水,較其他保濕劑而言,手感清盈舒爽,無黏膩厚重。安全性高,對皮膚及眼黏膜幾乎沒有刺激,能賦予皮膚和毛發良好的濕潤性、柔軟性和彈性,與其他產品具有很好的協同效果,長期保濕性較強,是真正的角質層柔潤劑。

吡咯烷酮羧酸鈉(PCA-Na)是一種具有優良吸濕性能的天然保濕劑，作為天然保濕因子的最主要成分大量存在于皮膚角質層中。市售品為其50%水溶液，外觀為無色或淡黃色透明液體。該品保濕性能遠比甘油、山梨醇、丙二醇強，且清爽、無粘感，用量呈上升趨勢，使用時應注意它與離子型乳化劑的配伍性。

6.聚乙二醇

聚乙二醇的分子量從200-2000不等。分子量越小保濕性能越好,它可以替代甘油和丙二醇。PEG-200可作為有機合成的介質及有較高要求的熱載體，在日用化學工業中用作保濕劑、無機鹽增溶劑、粘度調節劑。國外著名外用藥用它作基質,故廣泛應用于保濕化妝品中。陶氏化學公司在1940首次將聚乙二醇生產商業化,至今是業內世界公認的領先者。1992年，陶氏化學公司對質量的承諾得到認可，成為獲得生產質量系統 ISO9002認證的第一家聚乙二醇美國生產商，其生產的CARBOWAX SENTRY牌 聚乙二醇通過了美國FDA認證，符合美國藥典（USP）、國家處方集(NF)、食品化學法典（FCC）標準，被廣泛應用于食品、制藥、飼料、個人護理品、化學等行業的生產，是業內聞名和值得信賴的品牌。

它是一種乙酰基玻尿酸(AcHA),是一種高分子保濕劑。它的吸水原理與錨絲有關。高分子保濕劑的一側以錨絲疏水性牢固地結合在皮膚表面,它的親水性一側裸露在大氣中可以充分地吸收水分,因之它的吸水性很強,起到良好的保濕作用,這是最新一代的保濕劑。

9. 茶多酚

茶多酚又名茶單寧、茶鞣質，是茶葉中所含的一類多羥基酚類化合物，簡稱為TP(tea polyphenils)。其主要成分為兒茶素類、黃酮、黃酮醇類、花青素類、酚酸、縮酚酸類及聚合酚類等。茶多酚分子中含有的多元醇結構可在空氣中吸濕，茶多酚的保濕作用還在于其具有透明質酸酶的抑制活性，從而達到護膚品中真正生理上的深層保濕作用。

10.絲肽

絲肽是天然蠶絲的水解產物，其基本結構單元是氨基酸，分子中含有大量的氨基（－NH2）、羧基（－COOH）、羥基（－OH）等親水性基團，能夠象手一樣抓住水分子，將水束縛住.具有優異的吸濕保濕作用，是一種性能獨特的天然保濕劑。絲肽作為保濕劑的特點是它能提高皮膚自身的生理機能，使皮膚自有的保濕能力得到改善，同時，絲肽的氨基酸組成與人體皮膚中的彈性蛋白、膠原蛋白、天然保濕因子等的氨基酸組成極為相似，可以起到營養肌膚、延緩衰老、減少皺紋的作用，絲肽還能抑制酪氨酸酶的活性，減少黑色素形成，使皮膚白嫩。由于絲肽分子中的氨基酸與人體皮膚中的氨基酸組成結構相似，它與皮膚具有極佳的親和性，素有“第二皮膚”之美譽,其滲透性能好,易被皮膚吸收,是現代保濕劑中的營養佳品。其優異的保濕作用及獨特的護膚特性正在被越來越多的人接受和認可，在化妝品中的應用日益普遍。尤其近年來，人們更加樂于使用天然綠色產品，而絲肽源于天然蠶絲，順應了崇尚自然的消費心理，這預示著絲肽作為天然保濕劑具有廣闊的應用和發展空間。

六、保濕化妝品配方組成

皮膚保濕劑由主要成分以及其他輔助成分組成。主要成分包括封閉劑、吸濕劑、親水基質、防光劑和一些特殊添加成分,而輔助成分有乳化劑、防腐劑、香料、脂質體等。

(一)封閉劑:可以在皮膚表面形成封閉薄膜,用以減少TEWL,成分主要為油脂類。保濕劑中常用的封閉劑成分:①油類和蠟類:石蠟油、礦物油、石蠟、角鯊烷。②硅油:二甲聚硅氧烷、環聚硅氧烷。③蔬菜和動物脂肪:可可脂、羊毛脂。④脂肪醇:羊毛脂醇、軟脂醇。⑤蠟脂:羊毛脂、蜂蠟、硬脂酸酯。⑥脂肪酸:羊毛脂酸、硬脂酸。⑦固醇:膽固醇。⑧蔬菜蠟:棕櫚仁蠟、小燭樹蠟。⑨磷脂類:卵磷脂。⑩多元醇:丙二醇。其中石蠟油是最有效的封閉劑之一;而羊毛脂因為價格較貴、氣味特殊以及有潛在致接觸性皮炎作用而應用較少;硅油是一種較新的制劑,不油膩,基本無味,較少引發過敏及痤瘡,故市售保濕劑中應用較多。

(二)吸濕劑:吸濕劑的作用機制是從真皮及外界環境中吸收水分,保存于角質層中。如果讓吸濕劑從外界環境中吸收水分,皮膚周圍相對濕度至少達到70%,而在實際中相對濕度是不能達到這一水平的,故局部外用的吸濕劑大多是從真皮而非環境中吸收水分。吸濕劑主要包括:甘油、蜂蜜、乳酸鈉、尿素、丙二醇、山梨糖醇、吡咯烷酮羧酸、動物膠、透明質酸、維生素及蛋白質等。

(三)親水基質:親水基質特指的是吸濕劑中一些能與水結合的大分子,能保持水分及封阻作用,包括透明質酸、硫酸軟骨素、膠原、彈力蛋白及DNA等。富含這些親水基質的保濕劑可以從真皮中吸取大量水分并與之結合,無論在低濕度還是在高濕度條件下,都具有相同的高吸濕性。

(四)防光劑:防光劑能防止細胞損傷及脫水。與光老化有關的紫外線主要是中波紫外線(UVB)和長波紫外線(UVA),皮膚被照射后可產生自由基,這些自由基經氧化或交聯作用損傷DNA,造成皮膚干燥、脫屑、脆性增加以及修復功能減退。

防光劑分物理性與化學性兩種。物理性防光劑又稱反射性防光劑,成分包括氧化鋅、二氧化鈦,在皮膚表面形成屏障反射UVA和UVB;化學性防光劑又稱吸收性防光劑,可吸收某段光譜的紫外線而起防曬功效,成分有對氨基苯甲酸酯、水楊酸酯及二苯酮等。市售防光產品成分多以化學性防光劑為主。

(五)乳化劑:乳化劑是保濕劑中的主要輔助成分,用于使原本不相溶的幾種液體乳化形成均一的混合物,如油和水,常用的乳化劑有甘油單酯、甘油雙酯、磷脂等。乳化劑目前仍是外用劑型中應用最多的基質。

(六)防腐劑:在生產及使用過程中為了防止微生物的污染,常需要在化妝品中加入一些防腐劑,包括:羥苯甲酸酯類、能釋放甲醛的化合物、一些絡合劑如依地酸(EDTA)、Kathon CG(Methylisothiazolinone和methylchloroisothiazolinone的混合物)、以及酒精等,這些物質雖有良好的防腐作用但常常成為接觸性皮炎的原因。

(七)香料:香料用于掩飾原有成分味道或還可產生宜人味道,如肉桂醇、異丁香酚等。但某些香料會產生皮膚刺激癥狀,尤其對于一些已有疾患的敏感皮膚。

(八)脂質體:脂質體呈雙殼球狀,直徑小于5微米,雙殼含與皮膚細胞膜類似成分,球芯為水溶性保濕劑、維生素或其他藥物。脂質體作為藥物載體能較好的包裹親水或親油性藥物,提高藥物的滲透性,增加藥物在皮膚中的滯留量,降低藥物對皮膚的刺激性。近20年來,皮膚局部用脂質體制劑日益引起關注,脂質體在保濕劑中的應用是皮膚護理產品中的一個較新的進展。