新型納米結構防曬劑的研制

郭天程，李嘉柔，盧海萍，姚翰淳，胡瑾

(南京科技職業學院化學與材料工程學院，江蘇 南京 210048)

0 引言

為了避免紫外線對人體造成的影響，越來越多的人開始使用含有抵擋紫外線功能的產品，進而促進了防曬化妝品的發展。經研究發現，大約44.3%的太陽光輻射是400～760 nm的可見光，49.5%是760～5 000 nm的紅外輻射，只有6.2%是由于100～400 nm的紫外光輻射。紫外光輻射是由98% UVA (320～400 nm)和2%UVB (290～320 nm)組成的[1]。少量暴露在紫外光輻射下具有一定的治療作用，但由于近些年臭氧層的破壞，到達地球的紫外輻射強度增加。紫外光輻射被皮膚中的不同發色團、DNA、RNA、蛋白質和脂質所吸收。這些發色團吸收了紫外光后會產生一系列光化學反應和有害的活性氧自由基的次級相互作用[2]。

關于防曬劑會對人體健康有害的報道越來越多，如UVB輻射主要會產生如下嚴重的傷害：急性損傷如曬傷和長期傷害，如癌癥。UVB對細胞DNA和蛋白質有直接影響。一種理想的防曬劑應該提供UVB/UVA的保護，在紫外線輻射后依然保持不變[3]。最近的研究表明，防曬劑的防曬性能不僅與防曬劑的理化性質有關，同時也與運載系統有關。因此，開發基于新的更安全運載系統的防曬產品變得越來越迫切。引入新型基于脂質體的納米粒子體系的新型防曬劑，正迅速進入化妝品市場。包裹有活性成分的脂質體納米粒子具有高滲透性、持續或定向釋放活性成分以及提高防曬的整體功能等優點。負載在脂質體納米粒子中的活性成分的傳輸賦予防曬新的價值。

1 納米脂質體的分類

脂質體的大小從0.025～2.5 μm不等，其具有一層或兩層膜。脂質體具有穩定性高、無毒、生物相容、生物降解完全等優點，但也具有溶解度低、半衰期短、有時會發生氧化、水解等反應、生產成本高等缺點。囊泡大小是確定脂質體循環半衰期的一個重要參數，雙層的數量和大小決定了脂質體載藥量的多少。根據雙層的數量和大小，脂質體可以分為多層脂質體(MLV)和單層脂質體兩類。單層脂質體可以再分為大單層脂質體(LUV)和小單層脂質體(SUV)兩類[4]。在單層脂質體中，囊泡有一個包圍水溶液的磷脂雙層球體。在多層脂質體中，囊泡具有洋蔥狀結構。一般來說，在一個小囊泡的內部形成幾個單層小泡，產生由多層水分隔的同心磷脂球組成的多層結構[5]。

2 納米脂質體防曬劑的制備方法

納米脂質防曬劑的制備方法主要有乳化超聲法、均質法、溶劑擴散法、微乳液法等。研究表明，無論用什么方法均包含四個基本步驟：干燥有機溶劑中的脂質；將脂質分散在水介質中；純化所得脂質體；分析最終產品。

2.1 均質法

均質法分為熱均質乳化技術和高壓均質法兩類。

2.1.1 熱均質乳化技術

熱均質乳化技術是使用最廣泛的納米粒子制備方法，這種方法在在高剪切混合設備的攪拌下，將基于熔融的脂質相分散在熱的表面活性劑水溶液中的一種方法。得到的乳狀液熱均質后冷卻，最終通過脂質的重結晶得到納米粒子[6-7]。

均質步驟是強制減少粒子大小的方法。可以通過超聲或高壓實現均質。超聲均質法(UH)是通過探頭在液體介質中傳輸高功率超聲波的一種方法。超聲波會產生能內爆的小的真空氣泡，從而產生高剪切作用力[8]。另一方面，這種方法設備成本低，但其具有明顯的缺點，如冷卻過程中脂質體會團聚。

2.1.2 高壓均質法

高壓均質法(HPH)是目前廣泛應用于醫藥和食品工業的一種工藝，基于高壓均質機在一定壓力下使粒子變小、均勻。為得到脂質納米粒子，初始粗乳液在高壓(高達150 MPa)通過均質閥，溫度高于脂質的熔點，得到二次稀乳液。幾次高壓均質循環后，得到的脂質納米粒子中不含聚集體。除了高成本以外，實驗室和中試用的高壓均質機使其樣品數量有限，能產生大規模生產相同的結果以確保結果的可放大性。因此，HPH可用于從實驗室到中試到工業生產中納米粒子的生產[9-10]。

凌慧等[11]采用高壓均質法制備包覆防曬劑的NLC，首先制備油相。具體是將固體脂質和辛酸/癸酸和甘油酯化而成的高純度油脂混合升溫至某一均質溫度，然后加入不同防曬劑。接著，把在相同溫度的表面活性劑水溶液中加入油相，在一定轉速下剪切1 min，快速混勻得到初乳，將初乳高壓均質后室溫冷卻，制備成包覆防曬劑的 NLC。研究發現，通過高壓均質法制備的防曬劑相對于普通乳狀液來說，紫外吸收能力好，光異構化程度低，光穩定性好。

2.2 乳化超聲法

乳化超聲法是乳化超聲法是制備NLC最常用的方法。首先將脂質在高于其熔點5～10℃條件下熔融，將藥物或防曬劑溶解或均勻地分散在加熱后的脂質中。然后在攪拌條件下將相同溫度下的表面活性劑水溶液形成均一的前乳液加入其中，最后在降溫過程中性成納米脂質顆粒。此方法的優點是操作簡單，已被廣泛應用于小規模的實驗研究中，快速。但容易引入金屬雜質，該方法目前不適用于大規模的工廠生產中。

Surajit Das等[12]采用乳化超聲方法制備了含有疏水藥物維A酸的固體脂質體納米顆粒，并檢測其溶解性。實驗結果表明，在P recirol? ATO5和Compritol?888ATO 中，10 mg的維A酸溶解度分別為0.45±0.07 g和 0.36±0.06 g。同時，負載維A酸的SLN在4 ℃時穩定90 d，是一種優良的藥物載體，能延緩或延長藥物釋放時間，提高生物藥效率。

2.3 溶劑擴散法

溶劑擴散法是在乳化蒸發-低溫固化法的基礎上發展而來的，溶劑擴散法是指將脂質材料在一定溫度條件下溶于低毒的有機溶劑(如乙醇和丙酮)中，隨后在水相中乳化，最后將有機溶劑揮發掉。這種方法具有無需蒸除有機溶劑的優點，但同樣不適用于大規模生產。

Rania A. Sanad等[13]采用溶劑擴散法將氧苯酮包覆在納米結構脂質載體(NLC)中，以提高其防曬功效和安全性。研究表明，包覆有氧苯酮的納米脂質相對于氧苯酮而言，體外防曬系數和UVA保護因子分別提高了6倍和8倍，同時克服了游離氧化苯甲酮所帶來的副作用，其刺激性極低。

2.4 微乳液法

微乳液法是Gasco等發現采用并推廣出來的，其具體操作是首先將脂質熔融，在攪拌下在脂質熔融體中加入相同溫度的水、表面活性劑和助表面活性劑等的混合物。如果脂質、水、助表面活性劑和表面活性劑以合適的比率混合，就會發現，只需溫和攪拌，就可以產生透明的熱力學穩定的微乳體系。最后將微乳液分散于冷水中獲得SLN。制備得到的顆粒，其小尺寸是由微乳膠粒沉淀形成，而不是通過機械攪拌產生的。

王宏雁等[14]以采用微乳法，以磷脂和乙二醇癸酸丁二酸單酯為原料制備白藜蘆醇納米脂質體，以食品乳化劑穩定的植物油形成的水包油乳狀液模擬非均相食品體系，研究白藜蘆醇納米脂質體的制備與抗氧化性能。通過研究發現，白藜蘆醇對脂質過氧化物的生成以及脂質氧化次級產物丙二醛的生成都具有明顯的抑制效果，抑制率分別為41.39%、42.74% 和17.67%、55.84%。通過抑制率對比可以看出，將白藜蘆醇包封于納米脂質體中，對脂質氧化抑制效果要比乳狀液體系中更加明顯。從而說明納米脂質體包覆的白藜蘆醇具有更好的抗氧化性能。

3 脂質體納米粒子在防曬劑中的應用

基于脂質體納米粒子的化妝品化學穩定性更好、皮膚相容性更佳、皮膚抗輻射和抗老化能力更強。基于納米脂質體的化妝品由于其生物相容性、安全性和其增強功能性而在最近幾十年廣受關注。脂質納米載體由于高負載量和可調節活性成分釋放特性，對用于皮膚疾病預防的化妝品作出了重大貢獻。納米脂質體的粒徑在1～100 nm范圍內，其比表面積一般高于60 m2/cm3，這使其可以成為化妝品活性成分的理想載體。

在化妝品中使用的脂質體納米顆粒有如下類型：固體脂質體納米顆粒(SLN)、納米結構脂質載體(NLC)，脂質體和納米乳液。納米乳液是一種流體的納米尺寸的膠體粒子分散在另一流體中的分散體系，其廣泛用于護膚品、除臭劑、防曬劑和護發產品中。其具有快速滲透、同化結構和水合能力等特性，使其廣泛用于化妝品的經皮傳輸中。

最早基于脂質體的商用化妝品是叫做“Capture”(by Dior in 1986)的抗衰老霜。脂質體的關鍵組分是卵磷脂，其具有軟化皮膚的性質，因此，其可用于護膚產品中。脂質體可有效用于包封用于治療和美容的親水和親油的活性組分。

下一代脂質納米粒子SLN和 NLC在傳輸活性成分和治療皮膚病方面有巨大的潛力。這些配方正被全世界的研究人員廣泛研究，以提出具有美化皮膚的同時能治愈皮膚疾病的化妝品。商用納米脂質化妝品如表1所示。

表1 市場上基于脂質納米粒子的化妝品

4 結語

納米結構脂質載體是一種新材料，其在防曬劑中的應用具有明顯優勢。研究發現，使用生物活性成分或化妝品制劑中的天然成分會大大提高化妝品的商業和臨床價值。對于研究人員來說，基于脂質納米粒子的防曬劑中的生物活性組分和導致皮膚病的某種成分的作用機理等還需要進一步研究。隨著對納米結構防曬劑的制備及性能測試等研究的深入，納米結構防曬劑的應用將得到開拓，性能也將越來越好。