3種水溶性美白劑的滲透性研究

肖偉莉，王雪梅，閆廣義，葉 鳳，文國錦

(安徽大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院, 安徽 合肥 230601)

β-熊果苷(β-arbutin)、VC乙基醚(ethyl ascorbic acid )、煙酰胺(nicotinamide)是目前美白護(hù)膚品中常用的水溶性美白活性成分，其美白機(jī)理各不相同.β-熊果苷主要通過抑制黑色素細(xì)胞中的絡(luò)氨酸酶，阻斷多巴及多巴醌的合成來抑制黑色素生成[1].VC乙基醚作為維生素C的衍生物，可以阻止黑色素的氧化過程，抑制黑色素形成，通過影響黑色素形成的多個(gè)環(huán)節(jié)，還原黑色素中間體和黑色素的聚合物，減少多巴和多巴醌類物質(zhì)形成，抑制黑色素的產(chǎn)生[2-3].煙酰胺作為B族維生素的一員，有別于傳統(tǒng)的美白成分，能影響黑素細(xì)胞中物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致黑素細(xì)胞中黑色素合成能力減弱，有效抑制黑色素向角質(zhì)細(xì)胞傳遞[4].當(dāng)有部分黑色素已不可避免地達(dá)到表層皮膚后，煙酰胺又能通過加速皮膚細(xì)胞的更新速度從而促進(jìn)含有黑色素的細(xì)胞脫落，從內(nèi)到外實(shí)現(xiàn)改善膚質(zhì)、凈白肌膚的效果[5].

無論其作用機(jī)理如何，美白劑首先要滲透進(jìn)入皮膚才能發(fā)揮其美白功效.因此，研究美白活性組分的透皮情況對(duì)評(píng)價(jià)其美白效果有著重要的意義.目前經(jīng)皮滲透實(shí)驗(yàn)主要用于藥物的吸收，有關(guān)美白劑的透皮實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道極少.

化妝品的經(jīng)皮過程與藥物的主要區(qū)別在于：多數(shù)藥物是透皮后通過毛細(xì)血管作用進(jìn)入體循環(huán)，在作用部位積聚[6]；大多數(shù)化妝品功能性成分需要進(jìn)入皮膚，按產(chǎn)品的有效性作用于皮膚表面或進(jìn)入表皮或真皮，并在該部位積聚和發(fā)揮作用，不需要透過皮膚進(jìn)入體循環(huán)[7].筆者參照經(jīng)皮給藥實(shí)驗(yàn)的方法，采用高效液相色譜法通過測定累積透過率與滯留率，對(duì)上述3種美白劑進(jìn)行體外透皮研究.

1 儀器與材料

安捷倫高效液相色譜(Agilent HPLC 1260)，配有自動(dòng)進(jìn)樣器和二極管陣列檢測器(DAD)，美國安捷倫科技有限公司；UV-1750紫外-可見分光光度計(jì)，日本島津公司；AB104-N 電子分析天平，精度0.000 1 g，上海梅特勒-托利多儀器有限公司生產(chǎn)；TP-6型智能透皮試驗(yàn)儀，天津市鑫洲科技有限公司；電熱恒溫干燥器，上海精密科學(xué)儀器有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇金城國盛實(shí)驗(yàn)儀器廠；JK-3200B型超聲清洗器，合肥金尼克機(jī)械制造公司；納晶，蘇州納通生物納米技術(shù)有限公司.

β-熊果苷(ABT)、VC乙基醚(EAA)、煙酰胺(NAA)、氮酮、聚二甲基硅氧烷(350-CS)、合成角鯊?fù)?IBIP)、辛酸/癸酸甘油三酯(GTCC)、碳十六十八醇(C16-18醇)、甘油(GC)、聚氧乙烯(100)硬脂酸酯(PEG-100)、失水山梨醇硬脂酸酯(Span-60)、聚氧乙烯單硬脂酸失水山梨醇酯(Tween-60)、羥乙基纖維素(HEC)，均為化妝品級(jí)；甲醇，色譜純；SPF級(jí)昆明種雄性小鼠，(20±2)g，購于安徽醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心.

2 實(shí) 驗(yàn)

2.1 色譜條件

根據(jù)文獻(xiàn)[8-9]選擇色譜條件，色譜柱：Agilent Eclipse Plus C18柱(100 mm×4.6 mm，3.5 μm)，流動(dòng)相：甲醇-水(10∶90，v/v)，雙泵；流速：1 mL·min-1，進(jìn)樣量：10 μL，柱溫30 ℃. ABT、EAA、NAA的檢測波長分別選擇為280, 245, 260 nm；保留時(shí)間分別為 1.28, 4.27, 2.24 min.

2.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的建立

精確稱取 ABT、EAA、NAA并配置成質(zhì)量濃度均為10 mg·mL-1的溶液作為母液.依次稀釋成20，60，150，300，400，500 μg·mL-1的ABT系列標(biāo)準(zhǔn)溶液；5，20，40，150，300，400 μg·mL-1的EAA系列標(biāo)準(zhǔn)溶液；5，40，100，300，600，800 μg·mL-1的NAA系列標(biāo)準(zhǔn)溶液.在2.1色譜條件下進(jìn)樣得到3種樣品的標(biāo)準(zhǔn)曲線.

2.3 待測液的制備

水溶液：精確稱取ABT、EAA、NAA并配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為1.0%的水溶液ABT1、EAA1、NAA1.

乳液：按照表1的配方，將ABT、EAA以及NAA 3種美白劑分別加入其中，制得質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為1.0%的乳液ABT2、EAA2、NAA2.

表1 乳液配方

樣品促滲劑溶液的制備：在上述水溶液與乳液的制備過程中將氮酮(1.0%)加入其中，分別得到水加促滲劑溶液ABT3、EAA3、NAA3，以及乳液加促滲劑溶液ABT4、EAA4、NAA4.

2.4 體外經(jīng)皮實(shí)驗(yàn)

取同一批(30只)健康的SPF級(jí)昆明種雄性小鼠(20±2) g，脫頸處死，取其腹部皮膚，統(tǒng)一保存.實(shí)驗(yàn)前，隨機(jī)選取厚度相近的鼠皮去除脂肪層，刮去小鼠表皮的鼠毛，用生理鹽水洗凈[10]，小鼠皮膚固定在擴(kuò)散池和接收池之間，角質(zhì)層面向擴(kuò)散池，真皮層面向接收池，且與池中溶劑剛好接觸，以防止有氣泡產(chǎn)生.接收池的體積為15 mL，取待測液1 g置于擴(kuò)散池中，在預(yù)先加入磁力攪拌子的接收池中加入蒸餾水，并將接收池放在智能透皮試驗(yàn)儀的磁力攪拌器上，設(shè)置水浴溫度37 ℃，攪拌速率350 r·min-1，每隔2 h，通過取樣口取樣(同時(shí)補(bǔ)充等量的接收液)，經(jīng)0.22 μm 微孔濾膜過濾后進(jìn)行色譜分析，計(jì)算累積透過率[11].試驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉儀器，取下鼠皮，用蒸餾水擦拭并沖洗表面，置于濾紙上常溫晾干后，用剪刀將鼠皮剪碎，并移到小燒杯中，蒸餾水超聲提取30 min后浸泡24 h，提取液經(jīng)0.22 μm 微孔濾膜過濾后進(jìn)樣測定，計(jì)算不同滲透時(shí)間的皮膚滯留率[12].

2.5 美白活性成分的累積透過率隨時(shí)間的變化曲線

在體外經(jīng)皮實(shí)驗(yàn)中，在2，4，6，8，10，12 h分別取3種美白劑的接收液進(jìn)樣，得到ABT、EAA、NAA在不同時(shí)間的累積透過量并繪制出累積透過率隨時(shí)間變化的曲線.

2.6 供給液劑型的改變對(duì)美白劑滲透性的影響

取3種美白劑的水溶液和乳液各1 g，通過2.4中的體外經(jīng)皮實(shí)驗(yàn)，探討它們的滲透性.

2.7 加入促滲劑后對(duì)美白劑滲透性的影響

取加入氮酮的3種美白劑水溶液和乳液各1 g，通過2.4中的體外經(jīng)皮實(shí)驗(yàn)，探討促滲劑對(duì)各美白劑的滲透性影響.

2.8 鼠皮條件的改變對(duì)美白劑滲透性的影響

用納晶在鼠皮的表皮層進(jìn)行處理(納晶片在鼠皮上來回作用3次)，將處理后的鼠皮按照2.6中的實(shí)驗(yàn)方法，研究3種美白劑的水溶液、乳液在納晶處理過的鼠皮上的滲透性.此時(shí)對(duì)應(yīng)的美白劑水溶液記為ABT5、EAA5、NAA5，美白劑乳液為ABT6、EAA6、NAA6.

2.9 數(shù)據(jù)處理

按如下公式計(jì)算累積透過率與滯留率[13-14]

其中：Qn為累積透過量(mg)，qj為滯留量(mg)；cn為第n次取樣時(shí)接受液的質(zhì)量濃度(mg·mL-1)；cj為滯留量的濃度(mg·mL-1)；V0為接收池體積(mL)，Vi為取樣體積(mL)，V為鼠皮提取液的體積(mL)；Tn為累積透過率(%)，T為滯留率(%)；M為作用在鼠皮上美白劑的總質(zhì)量(mg).

3 結(jié)果與討論

3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

將3種美白劑的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液依次進(jìn)樣，以標(biāo)樣濃度為橫坐標(biāo)、峰面積為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸，得到3種物質(zhì)的線性回歸方程以及相關(guān)系數(shù)，結(jié)果列于表2.

表2 β-熊果苷、VC乙基醚和煙酰胺的線性方程、線性范圍和相關(guān)系數(shù)

3.2 美白劑的滲透性隨時(shí)間的變化

圖2為3種美白劑在水溶液中的累積透過率隨時(shí)間的變化曲線.

圖1 3種美白劑的累積透過率曲線

由圖1可以看出，隨滲透時(shí)間的延長，3種美白劑的累積透過率均逐漸增大，煙酰胺的累積透過率明顯大于其他兩種美白劑.滲透8 h時(shí)，ABT、EAA、NAA的累積透過率分別為50.2%，43.4%，61.0%；滲透12 h時(shí)，分別達(dá)到59.5%，54.1%，68.9%.考慮到護(hù)膚品在皮膚上的停留時(shí)間，以下實(shí)驗(yàn)的滲透時(shí)間均選擇8 h.

3.3 美白劑在不同劑型中的滲透性

3種美白劑在不同劑型中的累積透過率、滯留率隨時(shí)間變化情況見表3～4.

表3 3種美白活性劑水溶液的累積透過率與滯留率

表4 3種美白活性劑乳液的累積透過率與滯留率

由表3、4可見，無論是在水溶液還是乳液中，隨著滲透時(shí)間的延長，3種美白劑累積透過率和滯留率均呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)；同樣的滲透時(shí)間，煙酰胺的累積透過率最大，VC乙基醚最低；熊果苷的滯留率最大，煙酰胺的最低.對(duì)于單個(gè)的美白劑來說，水溶液中的累積透過率均大于乳液中的累積透過率，而滯留率均小于乳液中的滯留率；滲透8 h后，水溶液中的累積透過率與滯留率分別為50.2%, 6.7%(ABT)；43.4%, 1.9%(EAA)；61.0%, 3.0%(NAA).乳液中的累積透過率與滯留率分別為14.0%, 9.6%(ABT)；25.7%, 4.3%(EAA)；45.0%, 4.5%(NAA).

人體皮膚角質(zhì)層中的含水量大約在20%，其中25%～ 35%的水是結(jié)合水，其余的為自由水，角質(zhì)層中存在一個(gè)水樣的小孔通道，水在促滲系統(tǒng)的研究中也被看作是一種促滲劑，因而增加組織的水化作用能夠提高水溶性活性組分的滲透性[15]；對(duì)于乳液系來說，油脂和增稠劑的加入使乳液系的稠度和黏度均明顯增加，使得其滲透性弱于水溶液.即在水溶液中有利于這3種美白物質(zhì)的滲透，乳液則更有利于這3種美白物質(zhì)在皮膚中累積.

3.4 氮酮對(duì)3種美白劑滲透性的影響

在經(jīng)皮給藥實(shí)驗(yàn)中為了使藥物更好地進(jìn)入皮膚，往往都會(huì)選擇添加一定的促滲劑來達(dá)到預(yù)期的目的.氮酮是一種新型高效、無毒、無刺激性的透皮吸收促進(jìn)劑，對(duì)親水性和疏水性成分均有較好的促滲作用[16].氮酮作為一種能夠促進(jìn)活性組分向皮膚中滲透的物質(zhì)，是由于其能夠溶解角質(zhì)層中的脂質(zhì)，從而改變角質(zhì)層的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)活性組分的吸收[15].

表5、6為加入氮酮后3種美白劑的累積透過率與滯留率.

表5 3種加促滲劑氮酮的美白活性劑水溶液的累積透過率與滯留率

表6 3種加促滲劑氮酮的美白活性劑乳液的累積透過率與滯留率

由表5、6與表3、4相比較可看出，水溶液與乳液在加入氮酮后累積滲透率均隨著滲透時(shí)間的延長而增加，但滯留量相較于未加氮酮之前卻有所減少.

通過觀察3種美白劑的累積滲透率發(fā)現(xiàn)，隨著滲透時(shí)間的延長，氮酮對(duì)3種美白劑的促滲作用有所不同.與表3、4中不加氮酮的水溶液、乳液相比，加入氮酮后，ABT水溶液滲透2 h時(shí)的增加幅度最大(54.8%)，乳液則在8 h時(shí)的增加幅度最大(51.3%)；EAA水溶液在4 h的增加幅度最大(54.1%)，乳液在8 h的增加幅度最大(17.7%)；NAA水溶液在4 h增加幅度最大(33.5%)；乳液在2 h的增加幅度最大(25.0%).說明氮酮更有利于ABT的滲透，更有利于水溶液中活性組分的滲透，即氮酮對(duì)水溶性藥物促滲作用較強(qiáng)[17].

3.5 鼠皮經(jīng)納晶處理后的滲透性分析

納晶，又稱作納米晶片，作為一種新型的促滲美膚工具逐漸被人們所熟知.它與皮膚的作用面由許多直徑小于100 nm的納米針組成.在很短的時(shí)間中，納晶能夠跟微針一樣，在皮膚表面打開非常多的細(xì)小的通道[18]，從而達(dá)到促進(jìn)活性組分吸收的目的.與傳統(tǒng)的一些傳輸方式相比，它具有操作簡單方便、無痛等優(yōu)點(diǎn)[19].

表7、8為鼠皮經(jīng)納晶處理后3種美白劑水溶液、乳液的累積透過率與滯留率隨時(shí)間變化情況.

表7 3種美白活性劑水溶液在經(jīng)納晶處理后的鼠皮上的累積透過率與滯留率

表8 3種美白活性劑乳液在經(jīng)納晶處理后的鼠皮上的累積透過率與滯留率

由表7、8可看出，鼠皮經(jīng)納晶處理后，隨著滲透時(shí)間的延長，3種美白劑的滯留率略有減少；累積透過率在逐漸增加.但不同劑型、不同滲透時(shí)間，其增加的幅度有所不同.與表3、表4中未處理的水溶液、乳液相比，ABT滲透2 h后累積透過率的增加幅度最大，在水溶液中達(dá)32.9%，在乳液中為14.9%；EAA水溶液在2 h的增加幅度最大(23.5%)，乳液在8 h的增加幅度最大(20.3%)；NAA水溶液在4 h的增加幅度最大(25.7%)，乳液在2 h時(shí)的增加幅度最大(11.8%).可見納晶處理鼠皮后更有利于水溶液中ABT的滲透.

在經(jīng)納晶處理后短時(shí)間內(nèi)皮膚的通道得以打開使得累積透過率變化較明顯.但隨著時(shí)間的延長以及皮膚自身的作用，細(xì)小的通道又發(fā)生閉合[20].經(jīng)納晶處理后，3種美白劑的累積透過率在水溶液中的增加相較于乳液要明顯，而滯留率的變化很小且不明顯，說明納晶處理更有利于水溶液中活性組分的滲透，而對(duì)微米級(jí)的乳化顆粒促滲效果并不顯著.

4 結(jié)束語

筆者通過體外經(jīng)皮實(shí)驗(yàn)對(duì)3種水溶性美白劑 β-熊果苷、VC乙基醚和煙酰胺的滲透性進(jìn)行了研究.由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出：水溶液中，相同滲透時(shí)間煙酰胺的累積透過率最大；3種美白劑的累積透過率和滯留率均隨著滲透時(shí)間的延長而增加；同一物質(zhì)在水溶液中的累積透過率高于乳液中的，滯留率小于乳液中的.由此可見，水溶液有利于活性物質(zhì)透過皮膚，而乳液劑型更有利于其在皮膚中累積.加入氮酮、預(yù)先用納晶處理鼠皮等方式均可增大各組分的滲透率，但同時(shí)滯留量也均有所減少.氮酮的促滲性能總體上要好于納晶處理.氮酮對(duì)親水性和疏水性的化合物都能增強(qiáng)其透皮作用，在日常生活及生產(chǎn)中用途廣泛，但由于其對(duì)酸堿不穩(wěn)定，可能會(huì)使配方中油水分離，因此對(duì)于產(chǎn)品的穩(wěn)定性可能產(chǎn)生影響.納晶屬于一種新型的促滲手段，雖然使用較為繁瑣，促滲效果也弱于氮酮，但從安全護(hù)膚的角度來說不失為一個(gè)更好的選擇.