包載技術及其在化妝品中的應用

李世忠，劉慧珍

（廣東拉芳日化有限公司，廣東 汕頭 515144）

包載技術及其在化妝品中的應用

李世忠，劉慧珍

（廣東拉芳日化有限公司，廣東 汕頭 515144）

介紹了微膠囊和脂質體兩類包載技術的發展現狀及其在化妝品中的應用和制備方法。概述了提高微膠囊、脂質體的穩定性和包封率及其對應用環境、化妝品中其它組分的耐受力，開發新型的微膠囊、脂質體產品的途徑。擴大應用范圍、實現工業化生產是未來包載技術的發展方向。

包載技術；微膠囊；脂質體；化妝品

單就功能性而言，消費者對化妝品的認識經歷了一個不斷深化的過程：從皮膚毛發的簡單清潔到護理、調理作用；從最初的保濕、滋潤等基本需求，進而提高到防曬、美白、祛斑等功效訴求；從美化、掩蓋不完美到抗衰老、修復等更深層次的功能需求。與之相適應，化妝品技術從最初的簡單復配，發展到活性成分的應用，再進一步深入到如何使活性成分有效地進入皮膚、毛發內部并發揮作用的更高層次。

包載技術最初主要應用于醫藥學領域。其獨特的結構特點和作用受到其他領域的廣大科研人員的高度關注，應用范圍進而擴大至食品工業、紡織工業、日用化學品工業、農牧業等領域。在化妝品中，應用比較廣泛的包載技術主要是微膠囊技術和脂質體技術。

1. 微膠囊技術

1.1 微膠囊及其在化妝品中的作用微膠囊技術的研究始于20世紀30年代，是利用天然或合成的高分子成膜材料把分散均勻的固體微粒、液體或氣體包載形成微小固體顆粒的技術，其中包裹在微膠囊內部的物質成為芯材或囊心，微膠囊外部的包載膜稱為壁材或囊壁、殼體，通常微膠囊產品的直徑可控在1～5000μm。

將微膠囊應用于化妝品中的主優點要有：①提高對環境敏感成分的穩定性；②降低某些成分的刺激作用；③可在體內緩慢釋放功能性成分，以達到長效的目的；④可將容易發生化學反應的組分應用于同一體系中；⑤掩蔽某些組分的不良氣味等。

1.2 我國微膠囊技術現狀

美國在微膠囊技術的開發和應用領域一直處于領先地位，日本在20世紀60～70年代逐步趕了上來。我國對微膠囊技術的研究起步較晚，但是在醫藥、農藥、食品、紡織、化妝品工業等方面已開展了較深入的研究。

目前，國內關于微膠囊的研究及應用已有很多報道。張艷等[1]采用原位聚合法制備了一系列具有不同緩釋性能的香精微膠囊，并對其性能和在日化領域的應用做了探討；李雪靜等[2]研究了利用淀粉微膠囊改善香精在洗衣粉中的作用與功效，結果顯示采用淀粉微膠囊包裹香精與液體香精復配時，即使香精總量較低，仍能夠增強香精在洗滌過程及漂洗后的表現力；井樂剛等[3]綜述了國內外維生素C微膠囊制備技術的研究進展，討論了制備維生素C微膠囊所用的包埋材料和包埋方法，并介紹了維生素C微膠囊的應用；宋健[4]等介紹了微膠囊及微膠囊化技術的原料及微膠囊囊壁材料的性質及最新工藝進展。

專利方面，中國專利01115628.7[5]公開了一種含水溶性美容或護膚活性組分的水性核的微膠囊，含該微膠囊的美容或護膚組合物及該微膠囊的制備方法；中國專利02148490.2[6]公開了一種微膠囊水劑型化妝品、個人護理用品及外用藥品，它采用界面聚合法或原位聚合法，將具有一定功效且與水不相互溶的囊芯物質包覆成微膠囊，然后被分散劑、穩定劑直接分散在水中，成為一種懸浮液、乳狀液或凝膠；另外還有一些專利分別公開了維生素A[7]、絲素維生素E[8]、維生素K[9]、維生素D3

[10]等的制備方法。

1.3 微膠囊的制備方法

微膠囊的芯材可以是固體、液體甚至是氣體，可根據使用對象及目的選擇合適的芯材。在化妝品中使用的芯材通常有動植物提取液、酶制劑、氨基酸、維生素、蛋白質、顏料、香料及其他活性成分等。微膠囊的制備方法很多，一般籠統地歸為三類[11]：化學原理法、物理化學原理法、物理和機械原理法。

1）化學原理法：這是以化學反應為基礎的微膠囊制備技術，即利用單體小分子發生聚合反應，生成高分子成膜材料并將囊芯包覆，如界面聚合法、原位聚合法、銳孔-凝固浴法。界面聚合法的原理是將兩種活性單體分別溶解在互不相溶的溶劑中，當一種溶液被分散在另一種溶液中時，兩種溶液中的單體在相界面發生聚合反應而成囊；原位聚合法的單體成分及催化劑全部位于芯材液滴的內部或者外部，發生聚合反應而微膠囊化；銳孔-凝固法是利用銳孔裝置和凝固浴制備微膠囊的方法，與前兩種方法不同，此方法不是以單體為原料通過聚合反應生成膜材料，一般采用可溶性高聚物作原料包覆囊芯，而在凝固浴中固化形成微膠囊，其固化過程可能是化學反應、也可能是物理變化。

2）物理化學原理法包括水相分離法、油相分離法、復相乳液法、熔化分散冷凝法等。水相分離法通過膠體間電荷的中和以及親水膠粒周圍水相溶劑層的消失而成囊，水相體系中的相分離法又可分為復凝聚法、單凝聚法、鹽凝聚法和調節pH值聚合物沉淀法；油相分離法的原理是，向作為囊壁材料的聚合物有機溶劑溶液中加入一種對該聚合物為非溶媒的液體，引發相分離進而形成微膠囊；復相乳化法的基本原理是將芯材分散到壁材的溶劑中，形成的混合物以微滴狀態分散到介質中，隨后除去連續的介質而實現膠囊化；熔化分散冷凝法即當壁材（蠟狀物質）受熱時，芯材分散在液態蠟中并形成微粒（滴），體系冷卻時，蠟狀物質圍繞芯材形成囊壁進而形成微膠囊。

3）物理和機械原理法包括空氣懸浮成膜法、噴霧干燥法、真空蒸發沉積法、包結絡合法、溶劑蒸發法、擠壓法、靜電結合法等。空氣懸浮成膜法即應用流化床的強氣流將芯材微粒（滴）懸浮于空氣中，通過噴嘴將調成適當黏度的壁材溶液噴涂于微粒（滴）表面，提高氣流溫度使壁材溶液中的溶劑揮發，壁材析出而成囊；噴霧干燥法是將芯材分散于囊壁材料的稀溶液中形成懸浮液或乳濁液，用泵將此分散液送到含有噴霧干燥的霧化器中，分散液則被霧化成小液滴，液滴中所含溶劑迅速蒸發而使壁材析出成囊；真空蒸發沉積法是以固體顆粒作為芯材，壁材的蒸氣凝結于芯材的表面而實現膠囊化；包結絡合法是利用β-環糊精中空且內部疏水外部親水的結構特點，將疏水性芯材通過形成包結絡合物而形成分子水平上的微膠囊；溶劑蒸發法將芯材、壁材依次分散于有機相中，然后加到與壁材不相溶的溶液中，加熱使溶劑蒸發、壁材析出而成囊；擠壓法是一種在低溫條件下生產微膠囊的技術，原理是將混懸在一種液化的碳水化合物介質中的芯材與壁材混合物經過模孔，用壓力將其擠進壁材的凝固浴，壁材析出并硬化成囊；靜電結合法，即先將芯材與壁材各制成帶相反電荷的氣溶膠微粒，而后使它們相遇并通過靜電吸引凝結成囊。

1.4 存在的問題及發展方向

我國對微膠囊技術的制備工藝研究取得了一定的成果，但有條件進行工業化生產的公司不多。在微膠囊的應用方面，尤其是在化妝品領域的研究還較少，取得的成績也有限。這主要是受到微膠囊的壁材及粒徑的限定。通常將粒徑5～2000μm的微膠囊稱為微米級的微膠囊。隨著微膠囊技術的發展，現在已經可以制備粒徑小于1μm的微膠囊（粒徑1～1000nm的微膠囊稱為納米膠囊）。納米膠囊具有獨特的性質，如藥物納米膠囊具有良好的靶向性和緩釋作用，可以在許多領域內得到新的應用。但是，由于納米微膠囊制備、性能研究等方面的限制，目前納米膠囊主要應用于醫學領域。

微膠囊以其獨特的性能受到眾多行業的青睞，應用潛力巨大。完善微膠囊傳遞體系的研究，建立相應的評估體系，同時進一步開發和提高微膠囊制造技術，實現工業化生產，將有利于擴大微膠囊的應用范圍。

2. 脂質體技術

2.1 脂質體及其功效

1965年Bangham等發現，將磷脂分散在水中會形成多層囊泡，每一層均為脂質雙分子層，囊泡中央和各層之間被水相隔開，并稱之為脂質體。脂質體一經發現就引起了生物學家、藥學家的興趣。鑒于其獨特的結構特點和組成，脂質體不僅本身可以作為添加劑在化妝品中發揮作用，還可以作為功能性成分的載體起到與微膠囊類似的作用，如緩釋、穩定有效成分等，而且具有增強滲透性的特點。

人的皮膚由一層致密的細胞構成，而細胞膜對大分子生物活性物質是不通透的。所以，化妝品中的活性成分要達到營養、改善皮膚狀況和預防皮膚疾病的功效，關鍵是活性物質必須能透過角質層到達相應的作用部位并維持一定的時間。有研究表明，脂質體能很快進入皮膚深層，脂質體包封的活性物質經皮吸收后可使更多活性物質停留在表皮到真皮之間。為揭開脂質體經皮吸收的機制，國內外學者開展了大量研究，總結出三個作用機制[12]：水合、融合和穿透。水合機制指脂質體經皮吸收是通過增加角質層濕度和水合作用實現的，通過水合作用，脂質雙層中疏水性尾部排列紊亂，使角質細胞結構改變，藥物通過擴散等作用進入細胞間質而起作用；融合機制指構成脂質體的磷脂與表皮脂質屏障中的脂質層融合，角質層脂質組成和結構改變成一種扁平的顆粒狀結構，其屏障作用發生逆轉，脂質體可順利通過這些脂質顆粒的間隙，從而促進活性物的透皮吸收，采用熒光顯微鏡法也證實了磷脂能夠影響角質層細胞中的脂質雙分子層的流動性，從而促進包封物進入角質層細胞；穿透機制指脂質可以通過毛囊通道進入皮膚達到作用點，但其作用機理尚不明確。

2.2 國內脂質體化妝品研究現狀

最早的脂質體化妝品Capture是由Dior公司推出的， L'Oreal、Plenitude等公司隨后也相繼推出了脂質體化妝品。目前，歐洲、美國和日本市場上已有相當數量的脂質體化妝品。我國市場上，旁氏、妮維雅、羽西、蝶妝等都有推出含脂質體的護膚類化妝品[13]，但這些基本上為合資企業或外資企業推出的高端產品，我國獨立研究且商業化的脂質體化妝品幾乎是空白。

科研方面，我國已有文獻從各個方面綜述了脂質體技術在化妝品中的應用[14-17]，包括脂質體的結構組成、功能特點、機理探討、制備方法等，但關于脂質體的具體制備方法及脂質體化妝品開發的報道較少[18,19]。專利98110614.5[20]公開了一種適用于制藥工業和日用化學工業，尤其是化妝品工業的神經酰胺脂質體乳劑的制備方法；專利02111967.8[21]公開了一種維生素A脂質體及其制備方法，通過制備微生物A前體脂質體懸液，加入支撐劑后經冷凍干燥或噴霧干燥制得維生素A前體脂質體，臨用前按需要量加水，經水合、振蕩即能恢復成維生素A脂質體，該方法可明顯提高維生素A脂質體的穩定性；專利200710304524.X[22]公開了一種神經酰胺納米脂質體制劑及其制備方法，該方法可以得到一種外觀呈透明或半透明狀，平均粒徑小于100nm的神經酰胺脂質體制劑，且具有穩定性高、水分散性及生物相溶性等特點，可以用于制備化妝品；專利200610013829.0[23]公開了一種快速吸收的護膚組合物，該護膚組合物中含有10～20%的混合油脂脂質體。

2.3 脂質體的制備

經過幾十年的發展，國內外有關專家已開發成功多種脂質體的制備方法，如薄膜分散法、超聲分散法、逆相蒸發法、注入法、表面活性劑處理法、復乳法、超臨界法、離子梯度載藥法等。

1）薄膜分散法是將膜材和脂溶性藥物溶于有機溶劑后置于燒瓶中，減壓除去溶劑，使成膜材料在瓶壁上形成薄膜，再加入含水溶性藥物的緩沖溶液，振搖，除去未包封藥物即得脂質體懸液。

2）超聲分散法是將膜材和脂溶性藥物溶于有機溶劑后置于燒瓶中，減壓除去溶劑，殘液用超聲波處理除去未包封藥物得脂質體。

3）逆相蒸發法是將膜材溶于有機溶劑，與含藥緩沖液混合乳化至形成穩定的W/O乳液，減壓除去溶劑，除去未包封藥物即得脂質體。

4）注入法是將類脂質和脂溶性藥物溶于有機溶劑中，再用微量注射裝置在攪拌下將其均速注入到含藥水相中，攪拌揮發掉有機溶劑即得到脂質體。根據溶劑的不同，注入法可分為乙醇注入法和乙醚注入法。

5）表面活性劑處理法是將脂質、表面活性劑與藥物放入水中，攪拌或超聲波處理使成膠束溶液，除去表面活性劑和未包封藥物即得脂質體。

6）復乳法是將含藥水溶液加入膜材的有機溶液中，乳化得到W/O初乳，再將初乳加入到10倍體積的水中，乳化得到W/O/W復乳，然后在一定溫度下去除有機溶劑即可得到脂質體。

7）超臨界法是將膜材的乙醇溶液與藥物溶液一起放入高壓釜中，將高壓釜于恒溫水浴中通入二氧化碳，進行超臨界態下孵化即得脂質體。

8）采用離子梯度載藥法，是先用適當方法制成包封質子化液體的脂質體，再將該脂質體置于主要以分子形式存在的藥液中一段時間獲得載藥脂質體。離子梯度法最大的優點是包封率高。其原理是，親脂藥物分子具有自由通過脂質體膜的性質，而親脂性藥物的離子則不能通過。常見的有pH梯度法、硫酸銨梯度法和醋酸鈣梯度法等。

各種脂質體制備方法均有其優缺點，包載的對象和脂質體的粒徑不同，需要根據脂質體的包載對象和應用體系選擇合適的制備方法。

2.4 脂質體技術發展方向

脂質體既可包載水溶性物質、又可包載油溶性物質，而且與人體細胞膜具有相似成分、有良好生物相容性。但也存在一些缺點，影響其推廣應用，主要表現為：①穩定性差，容易受pH值、體系內其他物質、包封物、光照、溫度甚至混合方式等因素的影響，因此其應用范圍和保存時間都受到制約；②容易變質，由于脂質體中使用的脂類物質多是支持細菌生長的培養基，所以脂質體必須進行防腐處理，可能會損失包封物的活性；③包封率差，工業化生產困難；④成本高，高純度磷脂和其它原料價格都較高，使得脂質體的成本也很高，經濟可行性差。另外，脂質體中的磷脂類型、脂質體粒徑、脂質體荷電性及脂質體中的其它輔助制劑等都影響脂質體的透皮吸收，大大影響脂質體在化妝品中的應用。含有表面活性劑等能夠與脂質體結構中的磷脂雙層膜發生融合的物質、鹽類等高電離強度的物質以及過度剪切等容易造成脂質體結構破壞或失活的體系都不宜添加脂質體。另外，對于脂質體自身穩定性及其在化妝品體系中的存在狀態、活性、功效等方面的檢測方法有限，需要進一步完善。這些問題也是脂質體技術未來在研發中要攻克的主要方向。

3. 結語

提高微膠囊、脂質體的穩定性和包封率及其對應用環境、化妝品中其它組分的耐受力，開發新型微膠囊、脂質體產品，建立科學合理的評估體系，探討其作用機理，擴大應用范圍以及實現工業化生產是包載技術未來的發展方向。

[1] 張艷,李嫻等. 緩釋型香精微膠囊的制備及應用[J].日用化學工業,2007,37(1):31-33.

[2] 李雪靜,夏儷琪等. 淀粉微膠囊改善香精在洗衣粉中的作用與功效[J].日用化學工業,2009,39(1): 39-41,42.

[3] 井樂剛,趙新淮. 維生素C微膠囊的制備及應用的研究進展[J].化工進展,2006, 25(11):1256-1260.

[4] 宋健,劉東志,張天永. 微膠囊及微膠囊化技術的研究進展[J].化工進展,1999,1: 42-44.

[5] 歐萊雅. 含水溶性美容活性組分水性核的微膠囊及含其的組合物[P].中國專利: 01115628.7,2001.4.28.

[6] 曾仲韜. 微膠囊水劑型化妝品、個人護理用品及外用藥品[P].中國專利: 02148490.2,2002.12.11.

[7] 浙江新和成股份有限公司. 連續化納米分散維生素A微膠囊的制備方法[P].中國專利:200910097064.7,2009.8.26.

[8] 浙江大學. 一種絲素維生素E微膠囊的制備方法[P].中國專利:200610050664.4, 2006.12.10.

[9] 浙江大學. 一種絲素維生素K微膠囊的制備方法[P].中國專利:200810163170.6, 2009.5.6.

[10] 浙江花園生物高科股份有限公司. 維生素D3微膠囊及其制備方法[P].中國專利:200910097784.3,2009.9.23.

[11] 梁治齊. 微膠囊技術及其應用[M].北京:中國輕工業出版社,1999.4.

[12] 脂質體在化妝品中的研究進展[J].日用化學工業,2007,37(1):46-49,70.

[13] 嚴勇朝,解素花等. 脂質體——一種新型的化妝品體系[J].北京日化,2002,2: 19-23.

[14] 姚殿軍,俞路. 脂質體及其在化妝品中的應用[J].日用化學工業,1994,6：32-36,56.

[15] 趙小凌,劉濟湘. 脂質體的制備、檢測及其在化妝品中的應用研究[J].日用化學工業,1998,5:8-11.

[16] 穆筱梅. 脂質體在化妝品中的研究進展[J].日用化學工業,2007,37(1):46-49,70.

[17] 何學民. 神經酰胺及其脂質體技術的國內外研究動態[J].日用化學品科學, 2002,25(4):25-27,32.

[18] 陳懷穎,王詠梅等. 納米脂質體化妝品的質量研究[J].北京日化,2006,4:24-26.

[19] 張貴民. 那能托超微載體系統的透皮性能研究[J].日用化學工業,2001,2:17-21.

[20] 師范大學. 神經酰胺脂質體乳劑的制備方法[P].中國專利:98110614.5,1998.1.16.

[21] 上海家化聯合股份有限公司. 一種維生素A脂質體及其制備方法[P].中國專利:02111967.8，2003.4.16.

[22] 清華大學. 一種神經酰胺納米脂質體制劑及其制備方法和應用[P].中國專利:200710304524.X，2007.12.28.

[23] 天津郁美凈集團有限公司. 快速吸收的護膚組合物[P].中國專利: 200610013829.0,2006.5.23.