之十八篇：高效、雙重防曬及皮膚修復的新型美容化妝品

今年，正好是德國著名的化學家、物理學家喬安·威廉·瑞特(Johann Wilhelm Ritter)博士在日光光譜中發現紫外線存在的211周年。1801年Ritter博士在日光光譜中驚奇地發現紫端外側一段能使含溴化銀照相底片感光。這一重大發現，揭開了日光光譜系中紫外線的神奇奧秘，這也為全球著名的科學家及德國物理學家威廉·康拉德·倫琴(Wilhelm Conrad Roentgen)在1895年發現X射線奠定了重要的基礎，也使他最終成為享譽全球的1901年諾貝爾物理學獎的得主。

實際上，在太陽光光譜中的光線大體可以分為：X線及X光、紫外線及紫外光、可視線及可見光、紅外線及紅外光等四個光譜系。但是，在日光光譜系中，真正能照射到地球表面的光譜只有波長在280nm以上的紫外區和波長在3000nm的紅外區的光譜。通常情況下，紫外輻射約占8%，可見光占49%，紅外輻射占43%左右，其中，尤以紫外線輻射最受關注。

紫外線及其損傷

說起紫外線，我們大家并不陌生。它是陽光光譜中波長從100~400nm(可見光紫端到X射線間)輻射的總稱，是位于日光高能區的不可見光線，也是人們視覺所無法觀測到的特殊光譜系。

通常，可按照紫外線波長不同將它們分為三個主要區域：短波紫外線(UVC)、中波紫外線(UVB)和長波紫外線(UVA)。短波紫外線的波長約是200~280nm。正常情況下，它在經過地球表面的同溫層時已基本被臭氧層全部吸收。因此，理論上講它是很難到達地球表面的。不過，一旦大氣層中出現臭氧層的嚴重破壞或者出現所謂的“空洞現象”，則UVC將對人體產生較為嚴重的損傷作用，甚至可使皮膚癌發生率大大增加。因此對于UVC的影響和破壞仍不可小視。中波紫外線波長在280~320nm之間。客觀地講，它對人體有正負兩個方面的生理作用。一般情況下，此類紫外線的大部分只作用于皮膚表皮層并被表皮層所吸收，一般劑量照射尚不會造成皮膚及皮膚以下組織發生明顯損傷。但因該波段紫外線階能較高，又是UVA作用的800~1000倍，仍可對皮膚產生較為強烈的光損傷效應，包括使被照部位皮膚的真皮層血管擴張，出現紅腫、水泡等臨床體征; 而且，長久照射還可能使皮膚會出現紅斑、炎癥、皮膚過早老化等，嚴重者還有可能發生皮膚癌等惡性病變。因此， 中波段紫外線不僅是人們稱之為的皮膚曬傷、曬紅波段紫外線，也是日常生活中人們需要重點防護的紫外線波段。長波紫外線的波長在320~400nm之間，它的作用雖然較弱，但因其是UVB的1000倍左右，且對衣物和人體皮膚的穿透性遠比中波段紫外線更強，甚至可達到真皮深處，并可對表皮部位的黑色素代謝發揮重要作用，從而可引起皮膚黑色素沉著加深、加重，使皮膚變黑。因而，長波段紫外線也被稱之為“曬黑波段的紫外線”。雖然，它不會引起皮膚組織的急性損傷或破壞，但它對皮膚組織慢性作用或潛在損傷的長期積累，也可導致皮膚出現不同程度的光老化和不同部位的組織損害。

因此，無論是從皮膚美容及皮膚增白和防曬的角度，還是從皮膚光老化、光敏性皮炎的角度看，過強或過久的紫外線照射確實是美容的大敵。

紫外線對皮膚的直接損傷和間接損傷的現象和臨床體征很多，其中，與皮膚美容及光老化相關的表現主要有：皮膚曬紅、曬黑、粗糙、變薄、皺紋、皺襞、皮膚彈性降低、松弛下垂、皮紋加深等皮膚光老化。如果此時我們仍不注意對它的防護，這些強烈的紫外線進一步作用于皮膚時，還可以發生較為嚴重的日光性皮炎，皮膚組織出現明顯的紅斑、水皰、水腫、脫皮等，且皮膚組織結構破壞、各種反應力減弱及皮膚生理功能永久性喪失，嚴重時甚至還可能引起皮膚組織基因突變、畸變和癌變等。我們都知道，很多美國人喜歡日光浴，然而，過頻、過久、過度的日光浴或者使用UVB治療等，均可使皮膚光損傷、光老化、光敏性皮膚病和皮膚癌的發生率明顯增高。曾有報道指出，美國每年新診斷的皮膚癌(主要是基底細胞癌和鱗狀細胞癌)近一百萬人。世界衛生組織也曾指出，全球每年有近4.8萬人因患惡性黑色素瘤而喪生，另有1.2萬人因患其他類型皮膚癌而失去生命。而上述皮膚癌癥約有90%的誘導因素就是因為長時間暴露在陽光紫外線下造成的。

紫外線損傷的自由基作用機制

紫外線（UV）照射皮膚后，內源性光敏分子迅速吸收光子，而后變成被激活的光敏物。這些光敏物質再通過電子或氫原子的傳遞與底物分子反應生成氧自由基。而當UV作用于人體組織和細胞后，細胞內的水分子（H₂O）迅速被裂解并產生H+、OH-和烷氧自由基。這些自由基可通過擴散方式迅速進入細胞核或核糖體之中，攻擊核酸（DNA、RNA）或與其堿基和胸腺嘧啶雙鍵起加成反應，導致DNA鏈斷裂和堿基降解，從而促進細胞凋亡、基因突變、畸變和癌變。如紫外線所形成的自由基不能被及時清除， 其脂質過氧化反應的中間產物過氧化脂質（LPO）和最終產物丙二醛（MDA）也可與核酸上游離的-NH2共價交聯，而導致生物大分子結構變異或損傷以及造成遺傳信息的改變或破壞。UVA、UVB可能通過下列機制對皮膚產生損傷:①損防DNA；②進行性蛋白交聯；③通過誘導抗原刺激反應的抑制途徑而降低免疫應答；④與各種細胞內結構相互作用產生細胞和組織的損傷。而這，多數情況下就是由高度反應性和強氧化性的自由基所引起的。

紫外線預防及常見和常用的某些防曬產品

隨著人類日常生活不斷更新，生態破壞和環境污染等加重，這些均是導致大氣臭氧層耗損或破壞的常見因素之一，使得較高強度、較大劑量的紫外線進入地球而照射人體、穿透皮膚。尤其酷暑炎熱的夏天，大量的紫外線很容易導致機體組織及細胞中的蛋白質變性、核酸降解、膠原蛋白和彈性纖維等結構組織損傷，從而引起皮膚組織形態結構和生理功能等發生諸多改變，最終導致皮膚出現光老化、過度角化、皮膚干燥、粗糙、皺紋、皺襞、灰暗、色素沉著加重、彈性下降等，甚至還可發生一系列皮膚損傷、皮膚病和皮膚癌癥等。因此，從維持皮膚正常生理功能和新陳代謝、保護皮膚健康、注重美容保健、預防皮膚老化和疾病等多方面考慮，適時、適量、科學、合理地做好紫外線防護工作以及研發新型的防曬產品也是非常重要的。

事實上，隨著社會經濟的發展和人民物質生活水平的不斷提高，人們對紫外線防護及主動防曬與自我保護意識正在逐漸增強，自覺使用防曬化妝品防曬以及預防或減輕紫外線的損傷已成為許多人生活中的必需。也正因為如此，使得具有預防紫外線的防曬產品層出不窮、越來越多。

尤其是我們在日常生活中應更加注意防曬，而有效的方法就是不直接接觸陽光暴曬、反射、吸收或者散射紫外線，從而有效地使人體皮膚免受太陽紫外線輻射。防曬劑從機理上可分為物理防曬劑和化學防曬劑。物理防曬劑主要是靠反射作用，屏蔽掉紫外線來達到防曬的目的。而化學防曬劑則是靠吸收紫外線，使其轉化為熱量再釋放出來，以達到防曬的功效。目前市場上大部分產品都是結合物理和化學防曬劑的混合產品，這些產品就是結合了物理防曬劑和化學防曬劑的優點。

物理防曬劑的主要成分是二氧化鈦和氧化鋅、高嶺土等，物理防曬劑的防曬譜比較廣，所以防曬能力比較強。但是，由于這些物質的物理、化學性質，決定其只能配制成油性的膏劑使用，所以這種防曬霜比較油，厚重不清爽，油性的皮膚使用就可能會感覺不夠舒適。而以化學防曬劑（如甲氧基肉桂酸異辛酯、辛-水楊酸、對-胺基苯甲酸、聚羥基硬脂酸、二乙基胺羥苯基己基苯甲酸鹽等）為主的產品質地就比較細膩，抹在皮膚上感覺比較清爽，更適合油性皮膚，但是不足之處在于化學防曬劑在紫外線作用下會分解、裂變，同時分解后的小分子容易引起皮膚過敏的現象。據測試，目前在防曬化妝品中使用的化學防曬劑OMC（甲氧基肉桂酸異辛酯），在經過10倍最小紅斑紫外線劑量輻射后，大約有近70%的光降解。因此，化學防曬劑光降解是配方設計師很頭痛的問題。由于光降解，配方中必須添加較高劑量的化學防曬劑以保證使用時有足夠高的SPF（防曬指數），而過高的防曬劑量又容易引起皮膚過敏。當然，一些天然防曬劑如黃芩苷、白藜蘆醇、茶多酚、甘草黃銅以其安全性高、防曬效果好的特點逐漸進入防曬劑市場，并越來越受到人們的青睞。

現有某些防曬產品的不足

防曬產品在供給使用前，需制成適合于各種應用的形式，這種形式稱為給藥的劑型，簡稱制劑。在應用中為了方便使用和達到最佳的護膚效果，根據護膚產品的用途不同，同一種產品還可加工成不同的劑型來使用。對于制劑的要求，要求產品制成不同的劑型后，能方便消費者使用，使用舒適，同時增加了產品的穩定性，減少毒副作用，且效果要好，也便于產品的貯存、運輸和攜帶。目前市場上皮膚防曬產品常用的劑型有粉劑、軟膏劑、乳劑等，物理防曬劑常制備成粉劑，使用時涂抹在防曬部位，利用反射的原理達到防曬效果。但是物理防曬劑型，膚感、手感不好，而且在皮膚均勻鋪展是個問題；另外粉體劑型使用，容易堵塞毛孔，而隨著納米技術發展，在一定程度上改善了物理防曬劑產品的不足，如已有納米二氧化鈦和納米氧化鋅防曬劑。化學防曬劑常用乳膏劑、乳劑劑型，但由于化學防曬劑光穩定性不高，不同的防曬劑有不同的光降解率，光降解作用降低了化學防曬劑對紫外線的防護作用；同時化學防曬劑降解后的小分子，更容易對皮膚產生刺激性。而當前的劑型沒能解決這些問題，這就需要我們去尋找發現新型的防曬劑或用一種新的劑型來解決這些問題。

目前有學者通過檢測發現，如在防曬化妝品中加入過多的紫外線吸收劑，易對皮膚產生刺激，使皮膚過敏、光敏、起紅疹、皮膚發炎、老化和變黑等。因此，《化妝品衛生規范》對防曬劑的種類和使用量作了限制。某些防曬化妝品的副作用除了皮膚反應如接觸性皮炎、接觸性過敏和光過敏外，還有專業醫學資料報道，某些防曬劑還有可能影響Vit D的合成與分泌，引起可觀察到的VitD3減少。長期使用SPF為29的防曬化妝品，兩年后有可能得到同樣結論。由于防曬化妝品在皮膚上搽涂面積大，且承受烈日曝曬，因此，保證產品的安全性非常重要。

因此，一種良好的皮膚防曬化妝品，在使用過程中不僅要有預防或減輕紫外線損傷的防曬效果，而且還要有很好的感官性和舒適性、很高的安全性和穩定性。當然，這些不僅僅與防曬功效成分的物理化學特性有關，還與使用的防曬劑載體有很大的關系。面對化學防曬劑致敏的問題，只能降低防曬劑在化妝品中的含量，而低的含量加上化學防曬劑的不穩定以及光分解更加降低防曬化妝品的防曬效果。如何使得化學防曬劑更好地應用于防曬化妝品中，保持防曬劑良好的穩定性及降低其過敏性，這就成為配方設計師首要面對和待解決的問題。

新型防曬產品的研制

為了克服當前化學防曬劑產品的不足，采用目前國際上十分流行的經皮藥物傳遞載體納米乳是很好的選擇之一。如將某些可溶性化學防曬劑、天然藥物防曬劑和植物提取防曬劑等包裹在納米乳的乳核之中，即可形成一種可直接外用于皮膚的防曬復合納米乳。該新型防曬納米乳既可防止某些防曬劑的光敏性和易降解性，又可促進不同防曬劑的融合性和兼容性及匹配性，從而，大大提高了防曬產品的穩定性和共濟協同效應以及生物利用度。同時，還可使這些防曬劑在納米乳載體中逐步緩慢釋放，既提高了防曬時效性，又大大降低了大量防曬劑直接與皮膚接觸而引起的皮膚刺激或過敏或皮膚損傷，這大大降低了防曬劑的不良反應，提高了產品的安全性。另外，添加一些可對于紫外線引起皮膚產生多余的自由基具有清除作用的功效成分，從而在防曬的同時防止了自由基對皮膚進一步的損傷，達到集防曬與修復紫外線導致的皮膚損傷于一體。根據這個設想，我們制備出了皮膚外用防曬納米乳。

我們研制的防曬劑納米乳以肉豆蔻酸異丙酯作為油相，辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯作為乳化劑，聚甘油脂肪酸酯為助乳化劑，蒸餾水作為水相；而辛酸癸酸三甘油酯作為功效成分Parsol1789等防曬劑的助溶劑，乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-Na2)作為絡合劑，用于絡合體系中的金屬離子和分離金屬，有助于保持功效成分的有效性；其他添加的功效成分對于紫外線引起皮膚

產生多余的自由基有很好的清除作用，可防止自由基對皮膚進一步的損失；檬酸和二水合檸檬酸三鈉能夠組成良好的緩沖體系，能維持納米乳體系pH值相對穩定，且有利于功效成分有效發揮。由于乳化劑辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯有助于油相肉豆蔻酸異丙酯和水相蒸餾水的相互交融并形成乳滴，而助乳化劑聚甘油脂肪酸酯也是防曬功效納米乳形成的重要條件。特別是由于聚甘油脂肪酸酯與辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯各自特殊的理化特性，使助乳化劑聚甘油脂肪酸酯可以插入到與乳化劑辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯的界膜中，形成復合凝聚膜，以提高膜的凝固性和柔順性，并可增加與辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯的溶解度，且進一步降低界面張力，有利于形成更加穩定的防曬功效納米乳。辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯常受溶解度的限制，而聚甘油脂肪酸酯能使辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯的溶解度增大，乳滴更容易進一步分散，特別是辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯和聚甘油脂肪酸酯在肉豆蔻酸異丙酯和蒸餾水相界面進一步大量吸附，使兩者在連續相內的濃度降低，界面張力重新成為正值，使之逐步形成穩定的皮膚防曬復合納米乳。

結束語

科學合理應用經皮促滲納米乳載體為三元相的獨特特征，使它在提高各種不同理化特性防曬劑復合應用的合理性、匹配性、溶解性等方面取得了突破性進展。而且，以此為基礎所完成的可直接皮膚外用的防曬復合功效納米乳產品，在產品設計的協調性、協同性、增效性、穩定性、安全性等方面也確實具有很大的進步，尤其是，此種防曬復合功效納米乳，不僅同時具有中波和長波紫外線的防護效應及防曬作用，而且，能夠兼具防御或抵抗或消除紫外線損傷后的自由基連鎖氧化反應或脂質過氧化損傷。還有，采用此科學理念設計和制造的這種新型防曬納米乳，其配制組方科學、成分精簡、成本低廉、制備工藝簡單、實際操作容易、制備高效快速、不需要特殊儀器設備，同時，進行該防曬納米乳配制完全是在常溫條件下自發形成納米乳體系，不需要電力和其他能源，既可節約能源和成本，又不污染環境，降低了資源消耗和浪費，也使產品成本大大降低；而且，納米乳作為兩種互不相溶的液體按一定的比例，在表面活性劑和助表面活性劑的共同作用下自然形成熱力學穩定的、各向同性的、流動性好、清澈透明、晶瑩剔透的、有細微黃色的、略帶乳光的分散體系，具有良好的感觀性，實際使用舒適性極佳，這些特點都有利于產品的應用推廣和產業化。

當然，我們目前尚是首次將納米乳經皮藥物傳遞載體應用于防曬化妝品中，未來對于納米乳體系中各個液相中各種成分設計與組成、工藝改進與優化、產品應用的穩定性與安全性、功效作用的穩定性與持久性、產品用途的針對性與適應性等方面尚需繼續進行發展和創新，使之更受消費者歡迎和青睞，更具國際競爭力和吸引力。