微乳液在化妝品中的應(yīng)用

微乳液是一種光學(xué)透明，低黏度和熱力學(xué)穩(wěn)定的油水混合物分散體系，通常由兩親物質(zhì)（如表面活性劑）與助表面活性劑（如多羥基化合物、短鏈和中鏈醇）在油水界面所形成的界面膜所穩(wěn)定。根據(jù)分散特性和油相與水相的比值，微乳液可以分為3種類型，即水包油（O/W），雙連續(xù)和油包水（W/O）。根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)和組分的量，微乳會自發(fā)地形成。 O/W液滴的存在可能是微乳液中油的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低的特征。相反，W/O液滴的存在可能是微乳液中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低的一個(gè)特征。 微乳液液滴的尺寸約在10～140nm范圍內(nèi)。當(dāng)體系中水和油的量相當(dāng)時(shí)，可能產(chǎn)生雙連續(xù)相微乳液。在這種情況下，體系中存在一個(gè)由表面活性劑穩(wěn)定的、凈曲率為零的、且連續(xù)波動(dòng)的界面，使得油和水都以連續(xù)相的形式存在。在20世紀(jì)40年代早期，Hoar和Schulman率先引出了微乳液的概念。他們通過向乳白色的乳液中不斷添加一種中碳鏈醇，獲得了一個(gè)澄清的單相溶液。Schulman等人隨后將其命名為“微乳液”。 從那時(shí)起，微乳液已被用于許多領(lǐng)域，例如燃料、清潔劑、農(nóng)用化學(xué)品、食品、藥物和化妝品等領(lǐng)域。

護(hù)膚產(chǎn)品已經(jīng)成為越來越受重視的一類化妝品。由于皮膚角質(zhì)層的屏障功能，化妝品中的功能因子（例如保濕劑、美白劑和抗氧化劑等）的經(jīng)皮吸收往往是非常低的。為了提高化妝品功能因子的透皮效果，一些方法已經(jīng)被建議可用于克服皮膚角質(zhì)層形成的障礙。與簡單的溶液或常規(guī)配方劑型相比，微乳液可以更好地透過皮膚運(yùn)輸化妝品功能因子和藥物，是一種有效的運(yùn)載體系。1990年，Linn等人發(fā)現(xiàn)配制在W/O微乳液中鯨蠟醇和辛基二甲基對氨基苯甲酸（PABA）可以有效地透過皮膚，其透皮率遠(yuǎn)高于雪花膏和洗液形式。遺憾的是，Linn等人并沒有對配方和制法作詳細(xì)的描述。此外，幾個(gè)報(bào)告表明，與簡單溶液或常規(guī)藥劑類型相比，微乳液配方中藥物的透皮效果更好。這些發(fā)現(xiàn)均可應(yīng)用于化妝品。

目前，關(guān)于微乳液增強(qiáng)功能因子透皮吸收的機(jī)理主要有以下幾種解釋：

? 由于微乳液的高溶解力，大量的活性功能因子可以分散于微乳液之中。在微乳液中，活性共組分的熱力學(xué)活性更易變得有利于進(jìn)入角質(zhì)層，進(jìn)而提高功能因子的透皮量；

? 微乳液中的表面活性劑可以降低角質(zhì)層的擴(kuò)散障礙；

* 微乳液可以用作活性成分儲庫，其中負(fù)載的活性成分從內(nèi)相中釋放到外相，然后滲透到皮膚；

? 微乳液滴可能會在表面的角質(zhì)層上瓦解，從而釋放它們負(fù)載的功能因子；

? 無需微乳液與角質(zhì)層融合，所負(fù)載的活性成分就可直接從微乳液滴滲透到角質(zhì)層，換言之，分散于連續(xù)相中的微乳液滴只有納米尺寸，極易將負(fù)載的活性組分運(yùn)載穿過角質(zhì)層皮膚；

? 若微乳液中的水含量足夠高，活性成分的皮下吸收量會因角質(zhì)層的水合作用而顯著增加。

1 微乳液的制備

當(dāng)油、水、表面活性劑和助表面活性劑混合到一起時(shí)，根據(jù)化學(xué)性質(zhì)、組分濃度、溫度、壓力的不同可以形成多種可能的分散體系，如常規(guī)乳液、膠束、液晶相（層狀相、六方相、立方相）、凝膠、油的分散液等，微乳液只是其中的可能之一。相圖是一個(gè)能說明，當(dāng)不同比例的組分混合時(shí)，發(fā)生的一系列復(fù)雜的相互作用的一個(gè)有效方法。對于一個(gè)只含有油、水和表面活性劑的簡單微乳液而言，相圖可以繪制為簡單的三角圖（三元相圖），圖中每個(gè)角表示某一組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%。通常，化妝品的微乳液配方往往含有一些其他組分，例如助表面活性劑或活性功能因子等。這種情況下，要研究4種或更多的組分則需要四元相圖。然而，繪制一個(gè)擬三元相圖可能更加方便。這通常需要固定其中一個(gè)組分的含量而改變其他3個(gè)組分的含量，或者固定其中某兩個(gè)組分（例如表面活性劑/助表面活性劑、水/活性成分或油/活性成分）的比例。

相圖的繪制方法主要有以下兩種：①用第三組分滴定兩種組分的混合物；②制備大量組成比例不同樣品。如果所有混合物均可以快速混合達(dá)到平衡，則兩種方法可以得到相同的結(jié)果。相反，如果混合物無法快速混合達(dá)到平衡，使用第二種方法構(gòu)建相圖更好。圖1給出了一個(gè)微乳液的擬三元相圖。該微乳液由棕櫚酸異丙酯（IPP）作為油相組分，水為一個(gè)組分，油烯基聚氧乙烯醚（Brij 97）和正丁醇按2∶1配制的混合物為第三個(gè)組分。由不規(guī)則曲線圍成的區(qū)域即為微乳區(qū)。作為助表面活性劑，正丁醇通過與表面活性劑的相互作用，可以顯著增強(qiáng)界面膜的柔韌性。因此，所獲得微乳區(qū)面積較大。根據(jù)相圖，人們可以按照微乳區(qū)內(nèi)任意一點(diǎn)的組成配置樣品，即可自發(fā)地形成微乳。

圖1 IPP /水/ Brij 97∶1-丁醇（2∶1）的假三元相圖，點(diǎn)表示微乳液的實(shí)例制劑可以選自微乳液區(qū)

2 微乳液表征

與常規(guī)的配方相比，微乳液配方具有許多優(yōu)點(diǎn)。通過簡單混合適當(dāng)比例的特定組分即可制備熱力學(xué)穩(wěn)定的微乳液。無論是對油溶物、水溶物、還是兩親性物質(zhì)，它們在微乳液中的溶解度都是非常大的。當(dāng)然，這與微乳液的類型是密不可分的。通過組分的比例或微乳液類型可以控制微乳液中活性成分的透皮吸收。最近的研究表明，微乳液的類型(O/W，W/O)和活性成分（局部麻醉劑）的固有性質(zhì)（親水性和相對分子質(zhì)量）都會影響B(tài)rij97微乳液中活性成分的經(jīng)皮滲透。因此，如果想要將微乳液應(yīng)用于化妝品領(lǐng)域，微乳液的微觀結(jié)構(gòu)信息是十分重要的。雖然微乳液制備很容易，但微乳液的表征卻是復(fù)雜的，并且需要綜合利用多種實(shí)驗(yàn)技術(shù)來獲取微乳液的微觀結(jié)構(gòu)。簡單總結(jié)如下：

? 通過目視法可將微乳液與普通乳液區(qū)分開。微乳液的外觀是清澈透明的，而普通乳液的外觀是乳白色的。

? 微乳液和液晶的外觀非常相似，均為透明液體，二者可用偏振光顯微鏡區(qū)分。在偏振光顯微鏡下，微乳液沒有雙折射現(xiàn)象，但是在層狀和六方液晶中存在雙折射現(xiàn)象。

基于四川省38個(gè)氣象站點(diǎn) 1970—2016年的氣象數(shù)據(jù)，研究了在不同海拔 ET0及 4個(gè)最主要?dú)庀笠兀ㄏ鄬穸?RH、日平均溫度 t、風(fēng)速WS、日照時(shí)間S）的分布特征，采用敏感度分析以及貢獻(xiàn)率分析不同海拔 ET0變化的驅(qū)動(dòng)因素，得到結(jié)論如下：

? 微乳液、微滴或雙連續(xù)相的微觀結(jié)構(gòu)可采用一些顯微技術(shù)進(jìn)行表征，例如冷凍場發(fā)射掃描電鏡（cryo-FESEM），但是這些技術(shù)通常不能提供關(guān)于微乳液類型（O/W或W/O）的信息。

? 根據(jù)微乳的定義，微乳液的黏度一般很低，具有典型的牛頓流體行為。

? 電導(dǎo)率法可用于區(qū)分微乳液的類型。由于水的導(dǎo)電性能更好，通常O/W微乳液的電導(dǎo)率比W/O微乳液電導(dǎo)率高。

? 連續(xù)相的熱力學(xué)性質(zhì)，例如凝固點(diǎn)、熔點(diǎn)、焓和熱容量通常被認(rèn)為與純組分相差無幾，但是內(nèi)相（分散相）的熱力學(xué)性質(zhì)卻會由于界面的存在而發(fā)生改變。因此，差示掃描量熱法（DSC）也是微乳液的一種表征手段。

? 基于核磁共振（NMR）技術(shù)，微乳液類型可以根據(jù)組分的自擴(kuò)散系數(shù)判斷。如果微乳液是分散液滴型的，內(nèi)相的自擴(kuò)散系數(shù)由液滴的擴(kuò)散決定，因此，比純組分慢。此外，由于在液滴表面形成的單分子層，表面活性劑或表面活性劑混合物的擴(kuò)散也是緩慢的。然而，對于雙連續(xù)微乳液，由于油和水都形成較大的連續(xù)區(qū)，導(dǎo)致兩種組分的自擴(kuò)散系數(shù)很高，與純物質(zhì)基本保持在相同的量級，而表面活性劑是擴(kuò)散最慢的組分。

? 熒光共振能譜（FRET）是一種新的技術(shù)，通過檢測溶解在水相中的熒光分子的電子激發(fā)態(tài)之間的能量轉(zhuǎn)移的變化來進(jìn)行微乳液表征。

綜上所述，每個(gè)實(shí)驗(yàn)技術(shù)都只能提供部分有關(guān)微乳液類型和微觀結(jié)構(gòu)的信息，但它們之間可以相互補(bǔ)充。

3 化妝品微乳液

微乳液在化妝品中的應(yīng)用已有很多專利和文獻(xiàn)報(bào)道，特別是在護(hù)膚品、護(hù)發(fā)素等個(gè)人護(hù)理用品中的應(yīng)用。除了好的外觀、熱力學(xué)穩(wěn)定、強(qiáng)的增容能力和易制備等優(yōu)點(diǎn)之外，微乳液可以使化妝品更有效和更穩(wěn)定。本文重點(diǎn)綜述了微乳液在護(hù)膚品中的應(yīng)用。

a-生育酚（a-T）是一種廣泛用于護(hù)膚產(chǎn)品中的活性成分。 作為抗氧化劑，它能清除和破壞導(dǎo)致皮膚老化的重要因素侵蝕性氧化劑和自由基。通過在micro-Yucatan豬皮模型上進(jìn)行的體外實(shí)驗(yàn)，人們發(fā)現(xiàn)a-生育酚可以經(jīng)由多種運(yùn)載系統(tǒng)（簡單溶液、凝膠、乳液和微乳液）滲透皮膚，其中微乳液配方是一種最佳的運(yùn)載系統(tǒng)。

利用微乳液的強(qiáng)增溶能力，可以增溶低溶解度的物質(zhì)，形成透明的液體產(chǎn)品。例如，由大豆卵磷脂、癸基聚葡萄糖、環(huán)甲聚硅氧烷、薄荷醇、尿囊素和硬脂基聚甲基硅氧烷等組分形成的O/W微乳液可以有效增溶防曬劑（4-甲基亞芐基樟腦或甲氧基肉桂酸辛酯），配成透明的防曬微乳油。這種防曬微乳具有良好的膚感、防水、無黏性和易鋪展的特性。

番茄紅素是一種在水和油中均難溶解的抗氧化劑，但卻可以增溶于由霍霍巴油、水、Brij96V和己醇構(gòu)成的微乳液，并且其在微乳液中的溶解度高于其在任意一種純微乳液組分中的溶解度。雖然番茄紅素的加入導(dǎo)致微乳液滴從球形變成了線狀，但所形成的配方仍然是透明澄清的，在化妝品的使用中極具吸引力。

十甲基環(huán)五硅氧烷雖然是硅樹脂的一個(gè)良好的溶劑，但二者的配比卻有非常嚴(yán)苛的限制。 通過對以十甲基環(huán)五硅氧烷和異辛酸鯨蠟酯混合物（1∶1）作油相，聚氧乙烯甘油單硬脂酸酯為表面活性劑，乙醇水溶液作為水相的體系的研究，發(fā)現(xiàn)在油/水比為3∶7，體系為雙連續(xù)微乳，并且當(dāng)油/水比例為1∶1至7∶3時(shí)，該微乳對硅樹脂的洗滌能力最強(qiáng)。因此，這種雙連續(xù)微乳為清洗硅樹脂提供了良好的解決方法。

微乳液配方不僅可以改善化妝品的功效，而且可以提高活性成分的穩(wěn)定性。 例如，當(dāng)熊果苷和曲酸被溶解于由卵磷脂和烷基葡糖苷作為兩親物組成的O/W微乳液中時(shí)，展現(xiàn)出了比其溶解于水溶液中時(shí)更強(qiáng)抗紫外輻射能力。

為了配制用于活性成分的最佳微乳液體系，必須考慮影響產(chǎn)物穩(wěn)定性的所有因素。微乳液類型是十分關(guān)鍵的。例如，抗壞血酸棕櫚酸酯在W/O型微乳液中比在O/W微乳液中更穩(wěn)定。這主要是因?yàn)榛钚越M分在循環(huán)過程中對氧化是非常敏感的，增溶在水相可以受到微乳液滴更好的保護(hù)。盡管如此，其他的一些因素，像活性組分起始濃度、氧、光照等都會影響到抗壞血酸棕櫚酸酯在微乳液中的穩(wěn)定性。相較于抗壞血酸棕櫚酸酯，抗壞血酸磷酸鈉在兩種類型的微乳液中都是穩(wěn)定的。通過對抗壞血酸磷酸鈉微乳液配方的局部給藥研究，發(fā)現(xiàn)微乳液類型會影響抗壞血酸磷酸鈉釋放量，即與O/W體系相比，W/O系統(tǒng)的抗壞血酸磷酸鈉釋放量更少。這主要?dú)w因于抗壞血酸磷酸鈉在微乳液中所處位置不同。此外，微乳液性質(zhì)對活性組分通過熱分離的人類表皮進(jìn)行透皮吸收是一個(gè)非常關(guān)鍵的參數(shù)。

通常，微乳液需要高濃度的表面活性劑和助表面活性劑以分別降低界面張力和增加界面膜的柔性。因此，對皮膚的刺激或毒性主要取決于表面活性劑和助表面活性劑的性質(zhì)。為了降低微乳液在化妝品中應(yīng)用時(shí)可能帶來的高毒性和刺激性，許多新的原材料正在被研究開發(fā)，以取代傳統(tǒng)的表面活性劑和助表面活性劑。例如，由L-鼠李糖和戊醇在對甲苯磺酸催化下直接縮醛化制備的戊基鼠李糖苷可以在由水、異辛烷（油）和溴化十六烷基吡啶組成的微乳液體系作助表面活性劑。它是一種可生物相容的和低毒的物質(zhì)。通過對溫和型表面活性劑（乙氧基化甘油酯）的研究，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)的PEG8辛酸/癸酸甘油酯或聚（甘油基-6-二油酸酯）無法穩(wěn)定微乳液，但二者的混合物卻可以形成微乳液。形成微乳所需的最小表面活性劑混合物濃度取決于油相的選擇。

現(xiàn)在，越來越多的新材料的研究以應(yīng)用于化妝品為目標(biāo)。他們需要適當(dāng)?shù)呐浞揭垣@得最佳效果，微乳液配方是其中的選擇之一。

例如，最近研究發(fā)現(xiàn)：環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷的一種無規(guī)共聚物聚氧乙烯/聚氧丙烯二甲基醚（EPDME），在皮膚護(hù)理中具有優(yōu)異的保濕功效，可與水、液體石蠟、POE（7）油醚形成微乳。

4 結(jié)語

因?yàn)榛瘖y品市場的總成本非常高，并且還有繼續(xù)增加的趨勢，所以需要新的配方制劑用于產(chǎn)品開發(fā)和吸引客戶。 由于微乳液的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使人們對其非常感興趣。

? 微乳液可通過簡單地混合適當(dāng)比例的特定組分自發(fā)形成，因此，不會出現(xiàn)放大問題。

? 微乳液是一種外觀透明的低黏度液體，因此，產(chǎn)品具有吸引力且易于使用。

? 微乳液的熱力學(xué)穩(wěn)定性提供了長的保質(zhì)期。? 微乳液的強(qiáng)增溶能力為油溶性、水溶性或兩親性化妝品物質(zhì)的加入提供了可能性。

? 微乳液微觀結(jié)構(gòu)能夠包埋高濃度的活性成分，且與常規(guī)制劑相比，微乳的經(jīng)皮給藥效率更高。