三、防晒产品
紫外线吸收剂是防晒产品中的活性成分,可以防止有害的UVB(290~320 nm)和UVA(320~400 nm)到达皮肤表层以下的活性层。为了提高效率,紫外线吸收剂必须保留在皮肤最表层作为保护膜,并且在整个紫外线照射期间保持光稳定。同时,要避免皮肤渗透和紫外线吸收剂的光分解。通常,皮肤渗透会减少预期的紫外线保护,而光分解会导致颜色和外观的变化,增加防晒产品的光毒性,并且不能排除紫外线吸收剂分解产物的潜在过敏可能。
最常用的紫外线吸收剂是亲脂分子,其分子量相对较低。虽然采取了增加光稳定剂和使用高分子量紫外线滤光剂等措施来减少皮肤吸收,但它们仍然能够穿透皮肤并被系统吸收一部分,因此有必要开发新的不穿透皮肤的紫外线吸收剂配方。
在这种情况下,将紫外线吸收剂封装在不同结构中是一个有用的策略,以防止皮肤渗透和增强防晒活性的光保护潜力。封装材料包括许多超分子体系,如固体脂质纳米颗粒、纳米结构脂质载体、纳米乳液、聚合物纳米颗粒、二氧化硅纳米颗粒、树枝状聚合物等。下面将介绍防晒产品中的新型纳米载体。
1.固体脂质纳米颗粒
固体脂质纳米颗粒(solid lipid nanoparticles,SLNs)是开发出来的第一代脂质纳米颗粒。将油/水纳米乳的液体脂质(油)替换为生理上耐受良好、可生物降解的熔融乳化脂质,这种脂质在室温和体温下均为固体。通常,该类纳米颗粒包含一个亲水的外壳和一个疏水的核,其中可封装疏水化合物。纳米颗粒的平均粒径在40~1000 nm之间。
SLNs具有抗紫外线的特性,可以单独用作物理防晒剂。SLNs可作为3,4,5-三甲氧基苯甲酰甲壳素和维生素E防晒剂的载体,以增强紫外线防护效果。但是,它们也有一些不足:①由于脂质体物理状态的复杂性,在储存或使用过程中容易出现药物泄漏现象,稳定性较差;②药物在固体脂质基质中的溶解度有限,导致载药量有限;③SLN虽然是生物基的,但很容易溶解,因此不适合油基配方。
2.纳米结构脂质载体
纳米结构脂质载体(nanostructured lipid carriers,NLCs)被认为是第二代脂质纳米颗粒。NLCs的开发是为了克服SLNs的缺点。NLCs是在SLNs的基础上将固态油脂替换为固态油脂和液态油脂的混合物,其具有更加不规则的缺陷型结构,从而产生更大的空间来容纳更多的活性物质,有效地提高了其包覆率及在长期储存过程中活性物质的稳定性。NLCs属于无定形的不完整结晶,相比于SLNs更便于活性成分的包覆。目前,NLCs包覆活性成分的结构主要有3种,即无定型(amorphous type)、缺陷型(imperfect type)和复合型(multiple type)。
与SLNs相比,NLCs的不规则结构有助于创造更大的空间,对生物活性化合物的载药能力更高。SLNs的其他局限性,例如在储存过程中降低颗粒浓度和排出药物,也能通过NLCs的制备得到解决。NLCs由具有生物降解性的生理性脂质配制而成,显示出非常低的毒性。NLCs为双相药物释放模式,具有可调节的药物释放特性。在这种情况下,药物首先以突释方式释放,然后以恒定速率持续释放。此外,它们还有其他一些优点:由于闭塞性而增加了皮肤的水合作用,并且小巧的尺寸确保了与角质层的紧密接触,从而增加了药物在皮肤中的渗透量。在储存过程中稳定掺入药物,并增强了紫外线防护系统,减少了副作用。使用NLCs负载防晒剂,可大大提高体系防晒效果,降低防晒剂对皮肤的刺激性,减少化学防晒剂的使用剂量,同时提高防晒体系配伍性和稳定性。
3.纳米乳液(https://www.daowen.com)
纳米乳液是表面活性剂与油相及水相的复合物,有水包油、油包水和双连续纳米乳液等不同类型。其尺寸从50 nm到200 nm不等,具有非常低的油/水界面张力和被单分子层磷脂包围的亲脂性核心。这些特征使其更适合于亲脂性化合物的递送。通常,纳米乳液具有低黏度、高动力学稳定性、高界面面积和高增溶能力等特性。在化妆品配方中,纳米乳液能够让有效成分快速渗透和主动运输,并与皮肤水合。
4.聚化物纳米颗粒
聚化物纳米颗粒(polymeric nanoparticles,PNs)是指直径达到亚微米级的聚合物胶体载体。根据它们的结构、组成和分布,可以将它们分为纳米胶囊(NCs)和纳米球(NSs)。在前者中,活性化合物被包裹在胶囊的内部空腔中;而在后者中,它们被吸附在表面。NC的脂质壁层使亲脂性化合物持续释放并保护它们避免光降解。PNs的性能取决于聚合物的组成、有机溶剂和表面活性剂的用量,这些因素会影响其粒径、表面性能和释放速率等参数。
PNs的主要优点是能够控制/持续释放紫外线吸收剂,从而延长其在皮肤上的停留时间,提高防晒产品的光稳定性,防止皮肤吸收。
5.二氧化硅纳米颗粒
二氧化硅纳米颗粒(silica nanoparticles,SNs)可以将紫外线吸收剂限制在中空的二氧化硅基质中,或者将紫外线吸收剂的前体限制在二氧化硅基质中,用于化学结合紫外线吸收剂。它们的粒径在10 nm和10 μm之间不等。最近报道的一种新型紫外线吸收剂是基于BP-3的前体在阳光照射下的光化学转化。紫外线吸收剂可根据需要由其前体产生,在需要的时间、地点和程度上提供保护,随着紫外线照射量的增加而增强其阻挡紫外线的能力。研究采用溶胶-凝胶技术,将BP-3的硅基前体和烷氧硅烷聚合,然后被SN(平均粒径为100~1000 nm)封装。与未封装的BP-3相比,封装将最终产品的吸光度提高了3倍,从而提高了BP-3前体的转化效率。从化学的角度来看,紫外线吸收剂被封装在刚性基质中,可通过限制反应初始阶段形成的自由基的迁移率来提高光转化效率。此外,紫外线吸收剂与防晒配方的其他成分之间的这种物理屏障可以防止化学配伍禁忌。从生物学的角度来看,限制在硅基质中可降低紫外线吸收剂潜在的毒性和致敏性。最后,由于二氧化硅是一种天然的化学惰性材料,相对于分子吸收剂,只要紫外线吸收剂不释放,这种超分子防晒剂对环境的影响也大大减小。
6.树枝状聚合物
树枝状聚合物是一种高度分支的球状胶束状单分子纳米结构以及多价纳米颗粒,直径范围一般为2~20nm。连续系列的分支以树枝状方式嫁接到核上。该类聚合物通常采用三维球状结构,具有单分散性、多价和稳定性等特性,是具有一定精确度和选择性的理想载体。树枝状聚合物提供从内核的控制释放,药物一般被负载到聚合物的内部以及附着在其表面。
树枝状聚合物具有明确的三维结构和多种表面官能团,可以将药物包裹在树枝状聚合物结构内,也可以在药物与树枝状聚合物末端官能团之间形成静电/共价键。文献报道过两种药物传递机制。第一种机制是药物和树枝状聚合物之间的共价键在体内存在酶或键断裂所需的环境时发生断裂。药物释放的第二种方式不依赖于外部因素的物理条件、温度和pH的改变。