突破传统防晒：液晶乳化技术对防晒性能与皮肤渗透的影响研究

本文基于液晶乳化技术，使用大分子有机防晒剂结合物理防晒剂进行防晒乳液配方研究与开发。通过观测乳液的液晶结构、考察配方稳定性及利用人体防晒指数测试和化学品皮肤吸收体外试验等方法对防晒乳液配方进行性能分析。旨在探索液晶配方技术在防晒化妆品中的应用以及对防晒成分和功效成分的皮肤渗透性影响，明确该技术的潜在应用优势。

研究亮点速览

①稳定性考察：黄原胶提高水相黏度有助于稳定体系；氧化锌可能因水解影响稳定性；体系稳定性与黏度高低无直接关联；固体防晒剂过量易低温析出。

②液晶结构影响因素：烷基糖苷与聚甘油乳化剂组合更易形成液晶；不同物理防晒剂会影响液晶结构形成；化学防晒剂及固体防晒剂添加量增加会减少液晶数量。

③防晒增效作用：糖苷乳化剂形成的液晶结构有助于提高SPF值；氧化锌能够提供更高的防晒指数。

④皮肤渗透性评估：大分子防晒剂TDSA在6h内部分渗透真表皮但未进入皮下组织；该防晒配方对功效活性成分具有缓释作用。

01

实验部分

主要试剂

化学防晒剂：

①聚硅氧烷-15（PARSOL SLX），双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪（PARSOL SHIELD），乙基己基三嗪酮（PARSOL EHT），亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基酚、水、癸基葡糖苷、丙二醇、黄原胶（PARSOL MAX），帝斯曼有限公司；

②对苯二亚甲基二樟脑磺酸（和）氨丁三醇（ECAM Dry 74），觅方生物；

物理防晒剂

①二氧化钛、聚季铵盐-51、硬脂酸、氢氧化铝（OLP-6300），上海奥利实业有限公司；

②氧化锌、聚羟基硬脂酸（Super Zinc Sheet Natural），广州百氪生物；

③鲸蜡醇磷酸酯钾、硅石，化妆品级，帝斯曼有限公司；

④1，2-戊二醇，化妆品级，托尔（THOR）专用化学品有限公司；

⑤黄原胶，化妆品级，美国斯比凯克公司；

⑥乙二酸二丁酯，化妆品级，巴斯夫（中国）有限公司；

⑦月桂酰肌氨酸异丙酯，化妆品级，盛德百泰生物技术有限公司；

⑧C12-15醇苯甲酸酯、司拉氯铵水辉石、碳酸丙二醇酯，化妆品级，海名斯个人护理品公司；

⑨鲸蜡硬脂醇、鲸蜡硬脂基葡糖苷、聚丙烯酰胺、C13-14异链烷烃、月桂醇聚醚-7、水，化妆品级，赛比克化学品有限公司；

⑩甘油硬脂酸酯柠檬酸酯、聚甘油-3硬脂酸酯、氢化卵磷脂，化妆品级，Lucas Meyer 公司；

⑪聚甘油-6硬脂酸酯、聚甘油-6山嵛酸酯，化妆品级，赢创工业集团；

⑫苯氧乙醇、乙基己基甘油，化妆品级，亚什兰（ASHLAND）公司；

⑬水解透明质酸钠、可溶性胶原、鞣酸、1，2-己二醇，化妆品级，华湙生物科技有限公司；

⑭水黄皮籽提取物，化妆品级，广州百氪生物；

⑮丁二醇，化妆品级，德国OXEA公司。

02

实验结果与讨论

2.1

稳定性

本实验中通过高、低温稳定性测试及离心测试进行样品稳定性观测，结果如表2。

从稳定性测试发现：

①样品1的稳定性优于样品2，可能是由于黄原胶添加量的提高增加了水相黏度，从而降低了油相聚合速度，促进乳化剂在水/油组分间有序排列，增加了产品稳定性。

②样品1的稳定性优于样品3，表明在该防晒体系中，物理防晒剂氧化锌不利于体系稳定，分析原因可能是，氧化锌水解电离出Zn2+与OH- ，不利于乳化体系的稳定。

③通过样品1与样品5对比，卵磷脂类乳化剂体系的黏度虽然较低，但稳定性良好，表明体系稳定性好坏和黏度高低没有直接的关系。

④样品4经过长时间低温测试有少量晶体状析出，分析可能是因为增加了固体化学防晒剂添加量，油相中的固体防晒剂浓度相对饱和，在低温条件下出现防晒剂溶解度下降而析出。

2.2

液晶结构

通过生物显微镜CX43在偏振光源下观察5个样品液晶结构，结果见图1：

①通过观察样品1和样品3，可以发现在相同乳化剂体系，不同的物理防晒剂对液晶结构形成有一定影响，在本研究中，氧化锌更不容易形成液晶结构。

②通过观察样品1与样品4，可以发现含有化学防晒剂的油相添加量增加，形成液晶数量有一定程度下降。

③通过观察样品1与样品5可以发现，在本实验使用的防晒剂及油脂体系中，烷基糖苷与聚甘油乳化剂搭配比卵磷脂乳化剂更容易形成液晶结构。

2.3

防晒指数

防晒乳液配方的防晒指数受多种因素的影响。包括防晒剂的种类和用量，油脂的种类和用量，乳化剂种类，成膜剂和一些防晒增效的功效成分等因素影响。合适的乳化剂有助于防晒剂在配方中的分散和稳定，以及涂抹在皮肤上更均匀。通过人体测试，对本实验中开发的防晒乳液配方进行了对比实验，结果见表3：

①样品1的SPF指数比样品5的SPF指数有较高的提升，说明糖苷乳化剂形成的液晶结构一定程度上可以提高防晒指数。

②样品3体系未观察到液晶结构，但SPF指数仍有较大程度提高，初步推断该配方中所使用的物理防晒剂氧化锌比样品1和2中使用的物理防晒剂二氧化钛能够提供更高的防晒指数。

③样品4的有机防晒剂用量高于样品1中有机防晒剂用量，防晒指数测试结果与样品1结果接近，且明显低于理论计算值，分析原因可能和部分固体防晒剂以晶体形式析出，未能发挥防晒功效，导致防晒指数低于预期。

通过人体SPF测试结果与仪器法测试结果和SPF计算机模拟算法结果比对后发现，人体SPF测试结果明显优于仪器法与计算机模拟法的结果。结合原料商提供的研究数据，初步判断在配方中添加的某些功效成分起到了良好的防晒增效作用。

2.4

皮肤渗透性

为了进一步验证配方中的大分子防晒剂是否经皮渗透，本研究通过Franz扩散池技术，对液晶防晒化妆品样品1中的大分子防晒剂对苯二亚甲基二樟脑磺酸（TDSA）进行皮肤渗透性测试。样品处理时间为6 h，同时使用3组离体皮肤进行内部TDSA浓度与收集池中TDSA浓度定量分析，结果见表4。

通过对以上数据分析后表明，配方中TDSA在6 h的时间内累计渗透进皮肤内部的比率为14.23%。皮下收集池中未检测出TDSA，说明在6h内，配方中的大分子防晒剂未完全渗透真表皮进入皮下组织内。从该测试结果来看，配方中的大分子防晒剂TDSA仍然具有一定的皮肤渗透性，虽未通过真皮组织进入皮下组织，但是否对真表皮组织造成负面影响需借助其他测试方法进行确认。

除了测试防晒剂的皮肤渗透性，本实验还对配方中包裹技术处理后的胶原蛋白进行皮肤渗透性测试，结果见图2和图3。

实验结果表明，包裹处理后的胶原蛋白比未处理的胶原蛋白表现出较好的皮肤渗透性。通过图3可知，4h后防晒乳液和包裹处理后的胶原蛋白水溶液，皮肤样品显示出较强的胶原蛋白荧光强度，说明胶原蛋白的经皮渗透情况良好。相较于包裹处理后的胶原蛋白水溶液体系，防晒乳液中的胶原蛋白所表现出的皮肤渗透量有所减少。该现象在一定上表明，该防晒配方对功效活性成分具有一定的缓释作用，能够有效减缓配方中成分的经皮渗透。

03

结论

本研究通过对包含大分子防晒剂的液晶型防晒乳液的制备与性能研究，得出如下结论：

①在所用的防晒体系中，烷基糖苷与聚甘油乳化剂搭配更容易形成液晶结构；

②配方体系中使用物理防晒剂氧化锌不利于液晶结构的形成，且存在一定的配方不稳定的风险；

③固体防晒剂和油脂添加量增加，不利于液晶结构的形成，高用量的固体有机防晒剂存在析出风险；

④液晶结构的形成一定程度上可以对防晒剂增效，提高防晒指数，减少防晒剂用量；

⑤大分子防晒剂TDSA在6h内部分渗透真表皮，但未渗透进皮下组织；

⑥使用包裹处理后的大分子胶原蛋白在液晶配方中的皮肤渗透效果有一定的降低，说明液晶结构具有一定的缓释作用。