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 化妆品用透明质酸(HA)发展应用新趋势

   HA作为保湿剂应用于护肤品领域,到目前为止,已经有近20年的历史。伴随着发酵法生产透明质酸技术的提高和规模化的进一步扩大,HA已经成为护肤品中的重要成分,广泛应用于各种护肤品产品,也得到了市场和广大消费者的认可。为了适应市场诉求的变化,HA生产厂家研制出更多类型的HA原料产品,以达到消费者、配方工程师对化妆品不同效果的需求。本文将从化学修饰角度出发,阐述化妆品用HA发展应用新趋势。

一、化学修饰HA

图1HA 与 EDC, HOBT, NHS 和1,1’-羰基二咪唑的酰胺化反应

   HA是由葡萄糖醛酸和氨基葡萄糖双糖重复单位组成的,每个双糖单位中含有羧基、羟基、氨基等多种官能团,可以修饰。通过对官能团的化学修饰,来满足化妆品对HA原料的不同性质的需求。目前,在对HA的化学修饰方面,研究最多的是对羧基、羟基、N-乙酰氨基进行修饰。如图1所示,N-乙酰氨基脱掉乙酰基后,裸露出的氨基可以与酸发生反应,生成酰胺类衍生物。由于每条HA 链只有一个还原末端,该基团相对含量低,人们对它的修饰研究则比较少。图2为HA上可进行化学修饰的部位。

2HA可进行化学修饰的部位

1.乙酰化HA(AcHA

   AcHA是由天然HA经乙酰化反应得到的。在酸性环境中引入乙酰基,取代HA糖环结构的一部分羟基中的氢离子,乙酰基取代数为2.6-3.8。乙酰基的引入,使得AcHA兼具亲水性和亲脂性;乙酰基相当于HA大分子在角质层等皮肤结构的“锚”,与皮肤中的脂肪成分紧密结合,可带来更高的保水能力和角质层软化效果。如图3所示,通过实验室细胞试验(人角质形成细胞)与人体水分流失量测试研究证明:AcHA不仅能促进表皮细胞增殖,还能修复受损的表皮细胞,增强表皮角质层屏障功能,提高肌肤的自然抵御能力。从而高效减少皮肤内部水分蒸发,改善皮肤粗糙、干燥状态。

3AcHA促进表皮细胞增殖

2.异丙醇基HA

   异丙醇基HA,是在天然的HA中,使用异丙醇取代糖醛酸单体羧基上的H或Na制得的。由于加入了异丙醇基团,使得衍生物具有亲水性和疏水性两种性质,亲油和亲水两种性质相互平衡,提高了HA在油相化妆品中的溶解度。在使用过程中,异丙醇基HA对皮肤角质层具有很好的亲和性,可以更长时间地保留在皮肤中。其能够透过皮肤的油层更好的深入皮肤内,从而为油性皮肤组织提供水分保湿,是一种更加高端的护肤原料。实验室研究证明:异丙醇基HA,在存在有较低浓度或者中等浓度HA酶的溶液中,抗酶解性很好,如图4所示。因此,异丙醇基HA基于其两亲和抗酶的特性,可以显著延长与皮肤作用的时间,改善皮肤的粗糙老化现象,在化妆品领域具有非常广泛的应用前景。

4异丙醇基HA的耐酶性试验

3.聚季铵盐HA

   为保证去污能力,洗护产品会加入表面活性剂,但表面活性剂的使用往往带来皮肤干燥、刺激、过敏等副作用。而HA作为酸性粘多糖天然保湿因子,不仅能够提高肌肤的水合功能,而且能降低表面活性剂的刺激,尤其是低分子HA降低表面活性剂的刺激效果尤为显著,如图5所示。就功效方面而论,HA的保湿、降低刺激性等功效为HA应用于洗护产品提供了可能。将聚季铵盐与HA结合,使得HA和阳离子聚合物两种高分子物质相互协同,既具有阳离子的调理性,又具有HA固有的水合保湿性及其他生理活性功能。在护肤品配方中使用时,可黏附在皮肤表面避免被冲洗,使皮肤具有丝滑的手感,更能提高皮肤的屏障功能,改善肤质。

图5体外皮肤模型抗刺激实验

 

4.交联HA

   在对HA的结构修饰中,除了化学修饰之外,交联修饰也是一种重要的方式。交联是通过化学共轭反应,将HA大分子中的一些官能团与某种化学物质连接起来,从而实现对HA分子中官能团的部分修饰。目前,针对HA交联方法较多,有些反应发生在水溶液中,有些反应必须发生在如二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)等有机溶剂中。

   经交联技术获得的交联HA,拥有致密网状结构。扫描电镜照片显示,交联HA在皮肤表面为三维立体网状结构,均匀覆盖,如图6所示。交联反应使HA大分子局部高度聚集折叠,可以结合更多水分子,在皮肤表面达到成膜、水合和保护作用。还可作为自由基清除剂,减轻日晒后的疼痛和水泡。可应用于化妆品和发用产品,也可用作水溶性或油溶性活性物质的传递系统。

6交联HA的电镜照片

   HA 具有皮肤保湿和营养双重作用, 是其他保湿剂所不能比拟的。HA 作为一种功能独特、应用广泛的化妆品原料, 已引起国内外化妆品界的普遍关注, 以HA为功能性成分的新型特殊用途化妆品已成为目前国际日化界的主流产品, 其应用发展前景非常广阔。由于近几年我国化妆品行业发展迅速、竞争激烈,新型化妆品的研究与开发应用日新月异,国内企业为了竞争与发展的需要,必然会提高产品档次和附加值,紧跟国际潮流。各种类型HA的出现意味着化妆品市场对创新需求的不断扩大,从基础护肤品到彩妆,再到发用品,高、中、低、寡聚HA及其各种衍生产品满足着大众对肌肤护理品的各种需求。市面上已经出现了含有多重HA成分的化妆品,通过各种不同的搭配达到多重保湿,多重呵护的功效,相信这样的HA组合会为越来越多的化妆品赢得大众的关注和喜爱。毋庸质疑,使用安全、具有优异性能和广泛用途的HA及其衍生产品,将会迎来十分广阔的市场前景。

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