微膠囊技術(shù)在個人護理用品中的應(yīng)用

劉　紅　杜喜平

微膠囊技術(shù)的研究大約始于20世紀30年代由大西洋海岸漁業(yè)公司提出制備魚肝油 —— 明膠微囊的方法。它是聚合物壁殼的微型容器或包裹物，其外形一般呈球形，由天然或人工合成高分子材料構(gòu)成囊壁，大小在幾微米至幾百微米范圍內(nèi)。微膠囊化改善了物質(zhì)的物理性質(zhì)，提高其穩(wěn)定性，減少有毒物質(zhì)對環(huán)境和人類造成的不利影響等。微膠囊化不僅提升了產(chǎn)品價值，而且擴充了具有極大價值的產(chǎn)品。其優(yōu)越的特性，備受大家關(guān)注，己廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料、食品、染料、化妝品等行業(yè)或領(lǐng)域。

一、 微膠囊壁材的分類

壁材是構(gòu)成囊的外殼。不同的壁材在一定程度上決定著產(chǎn)品的物化性質(zhì)。目前可作為微膠囊壁材材料的物質(zhì)主要有3類：天然高分子材料、半合成高分子材料和全合成高分子化合物。另外，一些無機材料也可作為微膠囊壁材的材料。

1．天然高分子材料

用作微膠囊的天然高分子材料主要包括碳水化合物、蛋白質(zhì)類、蠟與脂類物質(zhì)等。

天然高分子材料無毒或毒性很小、不需大量的有機溶劑、對環(huán)境危害小、粘度大、易成膜，但機械強度差，

2．半合成高分子材料

用作微膠囊殼材料的半合成高分子材料主要是纖維素衍生物。如甲基纖維素、乙基纖維素等，另外還有雙硬脂酸甘油酯、羥基硬脂醇等油類。

半合成高分子材料的特點是毒性較小、粘度大、成鹽后溶解度增大。但由于半合成高分子材料易水解，不適合高溫處理，需在使用時臨時配制。

3．全合成高分子材料

常用于微膠囊囊殼材料的全合成高分子材料可分為生物降解和不可生物降解2類，主要包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酯、聚脲等。

全合成高分子材料特點是成膜性好、化學(xué)穩(wěn)定性好、機械強度大、儲存運輸方便、可生物降解或可生物吸收。但需要大量有機溶劑、成本高，對環(huán)境危害大，因此要選擇無毒或低毒、對原藥溶解性較好的溶劑。

4．無機材料

目前大部分微膠囊用無機材料包覆的不多，但從生物降解和環(huán)境保護方面考慮，用無機材料對活性組分進行包覆有很大的發(fā)展前景，如碳酸鈣或磷酸鹽等。

二、 微膠囊制備方法分類

微膠囊化的基本步驟：

1） 芯材為分散相，壁材在分散相或連續(xù)相中；

2） 通過乳化等手段，使芯材以一定的粒度分散在連續(xù)相中；

3） 通過某一種方法將壁材聚集、沉漬或包覆在已分散的芯材周圍；

4） 合成的膜殼是不穩(wěn)定的部分，需利用化學(xué)和物理方法進行處理，以期達到一定的機械強度。

微膠囊的制備可歸納為物理化學(xué)法、物理機械法和化學(xué)法。

1．物理化學(xué)法

在液相中進行，囊芯物與囊材在一定條件下形成新相出來，故又稱相分離方法。它的步驟大體可分為囊芯物的分散、囊材的加入、囊材的沉積和囊材的固化四個步驟。相分離方法又分為單凝聚法、油相分離法、改變溫度法、液中干燥法、復(fù)相乳液法。

2．物理機械法

本法是將固態(tài)或液態(tài)藥物在氣相中進行微膠囊化，需要一定的設(shè)備條件。物理機械法又分為噴霧干燥法、噴霧凝結(jié)法、空氣懸浮法、多孔分離法。

3．化學(xué)法

化學(xué)法是利用在溶液中單體或高分子通過聚合反應(yīng)或縮合反應(yīng)，產(chǎn)生囊膜制成微囊的方法。特點是不加絮凝劑，常先制成W/O型乳濁液，再利用化學(xué)反應(yīng)交聯(lián)固化?；瘜W(xué)法又分界面聚合法、原位聚合法、輻射交聯(lián)法。

三、 微膠囊在化妝品中的應(yīng)用

微膠囊化可將固體、液體甚至氣體包覆在一個微小膠囊中，采用此技術(shù)可保持產(chǎn)品性能穩(wěn)定，解決傳統(tǒng)工藝的不足。另外它對保護生物活性分子和組織的活性也有較大促進作用。很多化妝品中已經(jīng)采用了微膠囊技術(shù)，將微膠囊應(yīng)用于化妝品中，其優(yōu)越性主要表現(xiàn)如下：

1．保護芯材，有效防止外界環(huán)境因素對芯材的破壞等不良影響。pH值、氧氣、濕度、熱、光和其他物質(zhì)等，提高其穩(wěn)定性。有些物料容易揮發(fā)和氧化，如胡蘿卜素，接觸空氣中的氧氣會被氧化，采用復(fù)凝聚法制備胡蘿卜素微囊，研究表明胡蘿卜素原料于光照條件下半衰期為6.9天，而胡蘿卜素微囊在相同條件下半衰期為24.8天，胡蘿卜素微囊為原料的3.6倍，將胡蘿卜素制成微囊可增加化妝品的穩(wěn)定性。再如維生素C，性質(zhì)極不穩(wěn)定，分子中含有連烯二醇基[-C(OH)=C(OH)-]的結(jié)構(gòu)，具有很強的還原性及內(nèi)酯環(huán)的結(jié)構(gòu)易水解。一方面與空氣接觸自動氧化生成脫氫抗壞血酸，脫氫抗壞血酸水解生成2，3－二酮C古羅糖酸，并可進一步氧化生成蘇阿塘酸和草酸，從而失去治療作用。另一方面維生素C的水溶液不穩(wěn)定。pH過高或過低都能使內(nèi)酪環(huán)水解，并可進一步發(fā)生脫羧反應(yīng)而生成糠醛。后者受空氣影響經(jīng)氧化和緊合而呈黃色。空氣、光、熱和重金屬都可以加速本反應(yīng)的發(fā)生。通過將其制成維生素Ｃ微囊達到解決其不穩(wěn)定的問題，同時達到控制維生素Ｃ的釋放，維持穩(wěn)定它的濃度，用于化妝品中可減少涂抹次數(shù)，降低化妝品不良反應(yīng)的目的。

2．隔離不相容組分。微膠囊化成分可與其它組分相隔離。當(dāng)原料中由幾種容易相互起作用的成分組成時，把其中某種成分微囊化后使其互相隔離，阻止成分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提高各自的穩(wěn)定性，延長保質(zhì)期。在配制染發(fā)化妝品時，利用微膠囊這一特性，可將染發(fā)劑與氧化劑兩者之一微膠囊化，即可得到使用方便的一劑染發(fā)化妝品。再如化妝品中經(jīng)常用到的凝露，晶瑩剔透的外觀，內(nèi)通常加有彩色微囊，包裹著油類，既達到了產(chǎn)品美觀的視覺感受，又滿足了滋潤皮膚的效果。

3．控制釋放，有效地控制芯材的釋放，使芯材效能得到最大限度的發(fā)揮。該微膠囊壁相當(dāng)于一個半透膜，在一定條件下可允許芯材物質(zhì)透過，以延長芯材物質(zhì)的作用時間。如化妝品中具有清涼爽膚作用的薄荷醇。由于它幾乎不溶于水，擴散力強、易揮發(fā)而不持久、暴露在空氣中易升華的特點，給生產(chǎn)貯運帶來諸多不便，貨架期短。利用微膠囊技術(shù)可以提高它的貯藏穩(wěn)定性、降低揮發(fā)性，從而延長貨架期，實現(xiàn)添加產(chǎn)品的控制釋。再如以聚乳酸為囊材制備的茶多酚緩釋微囊，粒徑多在100～200um，最大包封率為49％，該微囊具有緩釋和保護茶多酚的雙重作用。用于化妝品中既安全又高效。

4.屏蔽味道和氣味，掩蓋芯材的異味。亞麻油由于具有不雅味道難用于好的化妝品，做成微囊后用于化妝品不僅無味，不易被氧化，而且具有很好的護膚功效。再如特有色澤和氣味的中草藥液微膠囊化后，配置到化妝品中，可以制得無色無味的優(yōu)質(zhì)化妝品。

5.改變芯材的物理和化學(xué)性質(zhì)。將有利于液體或半固體的流質(zhì)體轉(zhuǎn)化為自由流動的固體粉末，有利于物料的使用、運輸、保存，并可簡化工藝，防止或延緩了產(chǎn)品劣變的發(fā)生。

6.需要改變物質(zhì)功能的化合物。將疏水性物質(zhì)通過表面處理，使其具有相反的性質(zhì)。如神經(jīng)酰胺微膠囊化后就可以直接加入水劑產(chǎn)品。

7. 增加化妝品的美觀。通過改變微膠囊的光澤、色澤、大小，提高化妝品的視覺享受。

微膠囊技術(shù)發(fā)展至今，在化妝品領(lǐng)域中已經(jīng)顯示出其優(yōu)越的性能，并得到廣大研究者的重視。在我國，微膠囊產(chǎn)品的制備是制約化妝品應(yīng)用的因素之一，盡管微膠囊技術(shù)不再神秘，但是以產(chǎn)業(yè)化的規(guī)模，根據(jù)客戶的需要，提供個性化的微膠囊，也存在很多困難。

編輯/胡迎春