【技术·学术研究】透明质酸的透皮释放及其保湿性能研究

2016.12.19

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最近小伙伴特别喜欢潇哥介绍最新的行业类的研究成果，既然小伙伴们要求，潇哥肯定要满足啦！今天潇哥要介绍南京理工大学，化学生物学与功能材料研究所对透明质酸的透皮研究成果。

众所周知透明质酸（HA）可清除表皮受紫外线照射产生的活性氧自由基，还可渗透到皮肤的真皮层，保持皮肤内的水分，促进真皮胶原蛋白和弹性纤维的合成，从而防止皮肤老化，起到美容和养颜作用，在护肤品中具有独一无二的作用。但是在护肤品中无论添加什么物质，如果皮肤不能吸收，都是无济于事。皮肤表面化妆品营养成分过剩，是导致皮肤氧化的重要原因之一，还容易引起皮肤细菌感染。以上说明我们应该重视HA的透皮吸收研究，而不是盲目地添加。

注：本实验室制备的细菌纤维素(BC)是由多个D-吡喃葡萄糖苷以β-(1,4)-糖苷键连接而成的直链多糖。并且BC在许多领域都有很高的应用价值，尤其对医药中受损皮肤，BC是一种良好的医药载体。另外，BC也可以作为人工皮肤，诱导受损上皮细胞修复。BC具有满足应用于美容行业的如下条件：第一，BC表面存在大量羟基，与水分子有着强烈的相互作用，能保持皮肤的湿润；第二，BC将有效物质输送到皮肤同时，能够隔绝皮肤与外界的接触，能抑制皮肤感染。若以BC为膜载体，膜在保持皮肤湿润的同时更能促进有效物质的输送。本文旨在研究乳液中HA的透皮吸收和保湿性能及其影响因素。并研究了不同载体对HA 进行透皮吸收，以及不同浓度的HA透皮释放量和保湿量，并与市售产品进行比较。

透明质酸乳液的制备：

乳液配方列于表1中，将B组分加入C组分中，并在85℃磁力搅拌10min，再加入乳化剂MONTANOV68，并加热搅拌30min；同时将D组分加热搅拌20min，并快速把之前搅拌好的加入D组分中，再加热搅拌20min，最后均质5min。

表 1水包油乳液配方

组分	水包油乳液	含量wt%
A	MONTANOV68	3
B	海藻提取物	2
	透明质酸	0.1
	氨基酸保湿剂	7
C	尿囊素	0.1
	1,3-丁二醇	5
	汉生胶	0.2
	卡波姆	0.1
D	VE醋酸酯	0.2
	合成角鲨烷	2
	硬脂酸甘油酯	1
E	水	至100

透明质酸透皮释放实验：

将制备好的HA乳液稀释一倍，将BC膜置于乳液中，测定吸附的营养物质含量，取2cm×2cm的BC膜若干片，充分浸入乳液中5天，待膜材充分吸收乳液后，进行透皮实验。

不同载体对吸附透明质酸影响：配制0.1wt%HA，将棉纤维、蚕丝、BC膜置于HA溶液中，测定吸附的HA含量，取2cm×2cm的待测膜片若干片，充分浸入HA中5天后，取出膜材，后用国标法测载体中HA浓度。

不同载体对释放透明质酸影响：将棉纤维、蚕丝、BC膜置于HA溶液中，取2cm×2cm的待测膜片若干片，充分浸入HA中5天，进行透皮实验。

探究乳液与市售产品透皮实验：将BC膜浸于5mL实验室新鲜制备的水包油乳液中，充分吸收营养液至饱和。与其他两种市售BC面膜进行HA透皮实验。

透皮实验具体操作如下：猪皮置于接收池与供给池中间(有效透皮面积S=2.49cm²)，表皮层朝供给室方向，用镊子固定后，将吸附乳液的材质膜紧贴于皮肤表皮层。透皮条件：水浴温度37℃，接收池转速250r/min，供给室处于开放状态。分别对每片膜设定一定的透皮时间(如10，15，20，25min)，每片膜仅测一个时间，透皮完毕后取下。对皮肤处理如下:利用去离子水除去皮肤表面的HA，将皮肤剪碎浸于去离子水中，超声提取真皮及表皮的HA，用紫外分光光度计分析输送到皮肤的HA含量（代入HA标准曲线）。上述实验重复5次，取平均值。对膜材输送到皮肤的营养物的量与时间关系作图，得到材质控制释放曲线。

透明质酸乳液保湿性能测试：将恒温恒湿箱设定为28℃和湿度40%下，稳定半天，将相同面积大小的培养皿在电子天平上称重量得M₁，分别称取乳液（不同质量百分比的HA）均匀涂抹在培养皿中,称重量得M₂，将培养皿（不封口)放入稳定的恒温恒湿箱，隔一定的时间取出培养皿(封口),称重量得M₃，该方法称为体外称量法，水分损失率按公式：水分损失率(%)=(M₂-M₃)/(M₂-M₁)*100计算，并与其他类似产品进行保湿性能研究。

结果与讨论：

图1a、1b可知乳液在冷热循环中，并未分层，说明乳液稳定性良好。图1c、1d可知本实验制备的乳液在离心后而并未出现分层现象，说明被测乳液通过了离心测试，稳定性良好。

图2a为乳液的粒径分布图，说明该乳液为液滴颗粒粒径分布于100-200nm的乳白色液体，属于微乳范畴且为单峰，说明该乳液粒径均一，远远优于其他文献报道。由图2b可知，乳液的表观粘度较小，为低粘度液体，且表观粘度随剪切速率的增加而减少，表观为剪切变稀性状。乳液的低粘度说明乳液流动性较好，易与载体混合，而剪切变稀特性说明乳液具有良好的铺展性，满足护肤品的实用性要求。

探究影响透明质酸释放因素以及原理：

图 3 不同浓度的乳液在不同时间HA释放量

由图3可知，体外实验10min时0.1wt%HA释放量多，根据菲克第一定律J=-D*dC/dx可知，两侧浓度差越大，动力就越大，起始释放量就越多。在初始释放时，0.1wt%HA比0.05wt%HA更占优势，释放速率更大。直到22min之后，0.05wt%HA的释放量比0.1wt%HA释放多，因为BC膜是亲水性物质，0.1wt%HA一开始进入BC膜孔中，但随着BC膜孔中浓度增大，在皮肤上渗透率逐渐下降，流动性液逐渐下降。于实际应用而言，在恰当的时间10~25min，0.1wt%HA乳液效果更好。

不同载体对透明质酸吸附释放研究：

图 4 表明原HA溶液在浸渍材料后余下浓度为：BC膜>蚕丝>无纺布，以此反推得出BC膜比其他吸附最少。图5可以看出开始释放时蚕丝的释放量最大，其次是无纺布，最后是BC膜，但随着时间的延长，蚕丝释放量直线下降；而无纺布释放量呈现先下降再上升；BC膜则是先上升再下降在上升，最后无纺布的释放量最高，BC膜位于中间。但三种材料平均释放HA量大小为：无纺布>BC膜>蚕丝，说明BC膜虽然吸附的最少，但释放量却不低，由此证明BC膜相对于其他两种载体是最佳选择。

乳液与产品透皮释放研究：

图6表明，本实验制备乳液释放量最大，遥遥领先于市售产品，而产品2在释放 HA 时明显比产品1释放的更多，并且在25min时，释放量是其他产品的三倍多；但一开始释放比较缓慢，说明以产品2要使用到25min左右为佳，而产品1在HA的释放上一直呈现缓慢的增长，可得总释放量实验制备乳液>产品2>产品1，证明该乳液在透皮释放HA上具有明显优势。