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Pickering乳液在化妆品开发与应用中的优势与挑战

作者:浙江微流纳米生物 日期:2026-03-13 点击:347
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乳液是由2种互不相容的液体构成的相对稳定分散体系,是化妆品常见的剂型之一。1907年,Pickering发现不溶于水的固体颗粒也可以吸附到油水界面形成乳液,并对该乳液体系进行了系统的研究,这种由固体颗粒所稳定的乳液被称为Pickering乳液。近几十年来,得益于固体颗粒合成技术的快速发展和具有可调表面性能的新型胶体的发现,Pickering乳液在食品、医药、化妆品的开发应用越来越受到人们的关注。研究表明,固体颗粒在油水界面的吸附是几乎不可逆,因此,相对于传统 的表面活性剂,使用固体颗粒稳定的乳液具有更高的稳定性,同时在化妆品中,无表面活性剂体系降低了产品对皮肤的刺激性,并且通过纳米颗粒的介导作用实现功效成分更高效率的透皮吸收,符合当前功效型化妆品研究与应用的发展趋势。

1 Pickering乳液在化妆品开发中的优势

应用于化妆品中的Pickering乳液作为一种新型的乳化体系,相对于传统的表面活性剂乳化体系,具备以下的优势:无表面活性剂配方体系、更高的配方稳定性、新的产品感官体验及产品功效的提升

1.1 无表面活性剂配方体系 

乳液型化妆品中,为了降低油水两相的界面张力,获得稳定的水包油或油包水乳液体系,通常需要使用一种或以上的表面活性剂作为乳化剂,低分子量表面活性剂容易透过皮肤角质层进入真皮层,引起皮肤瘙痒、红肿等不良反应。以固体颗粒为乳液型化妆品的乳化剂,能有效避免传统表面活性剂引起的不良反应,更符合当前对化妆品温和配方的研究开发及应用的需。实验人员]以咖啡油为连续相,纳米TiO2、ZnO为固体颗粒制备的W/O型Pickering防晒乳液不仅获得更高的SPF、PA值及广谱防晒性能,而且人体重复激发斑贴测试(HRIPT)显示乳液具有很好的皮肤相容性,重复使用无过敏反应。

1.2 更高的稳定性

        Pickering乳液使用固体颗粒替代传统的表面活性剂作为乳化剂稳定乳液体系,固体颗粒不可逆地吸附在被分散的液滴表面,形成物理屏障,从而阻止了液滴之间的碰撞聚并,同时固体颗粒的静电排斥作用及在连续相中形成的三维网状结构,上述三者相互联系,共同作用,抑制了乳液可能发生的絮凝、聚结、沉降、悬浮和破乳,与传统乳液相比,具有更好的稳定性、抗奥斯瓦尔德熟化。实验人员以二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵(C18QAS)为改性试剂对亲水纳米SiO2改性,制得的SiO2- C18QAS颗粒具有两亲界面活性,颗粒的浓度仅为1%时,能与多种极性不同的有机溶剂(乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯和正辛烷)形成W/O型的稳定Pickering乳液,结果表明该改性颗粒具有良好的乳化性能。

1.3 新的感官体验

消费者在选择化妆品时,产品外观质地、使用时的感受和使用后的肤感,是影响消费者购买决策的重要因素。均匀细腻膏体及触觉感受有助于增加消费者对产品的认同感,引起购买欲望,是产品开发目标之一。Pickering乳液以固体颗粒为乳化剂,为乳液带来全新的外观与质地,颗粒的使用使乳液的拾取与铺展性能更好,使用时在皮肤上的涂抹阻力小,涂抹后肤感更清爽。对比淀粉基Pickering乳液的膏霜和普通表面活性制备的膏霜的涂抹感受,发现Pickering乳液膏霜由于淀粉颗粒的作用,在涂抹后的黏性、滑度、油腻感方面均优于普通表面活性剂膏霜。 Pickering乳液的膏体受颗粒类型、比例、油水相体积比等因素的影响,对于膏体的感官评价目前仍处于初始阶段,探索建立更加全面Pickering乳液的感官评价机制将有助于其进一步的研究与相关产品的开发。

1.4 产品功效的提升

防晒产品中,纳米TiO2等改性接枝颗粒不仅作为Pickering乳液的乳化剂,同时具有紫外线吸收的功效。研究人员]设计了一种负载纳米TiO2颗粒的海藻酸钙微球(Alg@TiO2微球),并将其作为防晒乳液的乳化剂制备了稳定的油包水型Pickering乳液,经100天室温保存后乳液状态保持稳定,紫外吸收对比实验发现该Pickering乳液防晒性能更优异且具有易清洗的特性。将具有紫外吸收作用的芥酸(SA)作为功能基团利用酯化反应接枝到透明质酸钠(HA)上,SA的引入使聚合物(HA-SA)具有两亲性和紫外线吸收特性;进一步的研究表明,具有两亲性且颗粒粒径不同的 HA-SA颗粒可作为乳化剂,通过一步均质获得稳定的多重 Pickering乳液;HA的保湿性和SA对紫外线辐射的保护作用,使HA-SA颗粒有可能成为兼具保湿与防晒的高端化妆品乳化剂。

利用有机纳米颗粒的生物相容性,促进化妆品中的功效组分更高效透过皮肤角质层,进入真皮层发挥功效,是Pickering乳液的另一独特性能。较早的研究已显示以淀粉颗粒制备的Pickering乳液具有明显的透皮运输效果,可以提高功效组分的经皮渗透量。

2 Pickering乳液在化妆品应用中的挑战

       虽然Pickering乳液应用于化妆品具有明显的优势,且在研究中取得一定的成果,但目前实现商业化销售的商品却不多,究其原因,Pickering乳液在化妆品产品应用中的安全性与稳定性方面仍需要进一步研究。

2.1 产品安全性

纳米材料应用于化妆品领域一直存在安全性争议,特别是驻留于皮肤表面的无机纳米颗粒,其跨皮肤屏障的吸收和在人体内的积蓄风险是化妆品安全性评估的重点。一般认为,纳米颗粒的尺寸、团聚/聚集状态、形状、晶体结构、化学成分、表面接枝、表面电荷、孔隙度、使用剂量、暴露时间和配方是影响纳米颗粒透皮和毒性的主要因素。研究显示,尺寸大于75 nm的纳米SiO2不会穿透人体皮肤,但(42±3)nm的纳米SiO2颗粒也可以穿透轻微受损的皮肤屏障,并被皮肤细胞内化。

2.2 产品稳定性

以纳米固体颗粒为乳化剂的Pickering乳液理论上具备更高的稳定性,但由于乳液型化妆品复杂的配方组成,油相的极性、功效组分的含量、润肤剂的物理化学性质、防腐剂的种类等均可能影响配方的稳定性。实验人员对纳米SiO2颗粒与不同极性油脂制备的Pickering乳液的稳定性考察发现,油相的极性和纳米颗粒的疏水性必须有一定的差别,只有液体对颗粒具有适当润湿性的情况下,才能获得更稳定的乳液体系。因此,对Pickering乳液应用于化妆品,需要从整体配方体系的构建出发,进行系统化的理论与实践研究,充分掌握纳米固体颗粒与化妆品配方中不同组分相互作用的规律,规避不稳定因素,提高乳液产品的稳定性。

3 结束语

Pickering乳液独特的稳定机制及产品使用感受契合当前化妆品领域追求无表面活性剂、干爽不油腻的研究开发需求;同时,利用有机纳米颗粒制备的Pickering乳液具备独特的透皮运输功能,进一步开发功效型化妆品也将成为Pickering乳液在化妆品开发应用的新热点。目前,Pickering乳液透皮运输的相关机制尚未完全清楚,透皮运输的规律、影响运输效率因素等仍需进一步深入研究,以实现化妆品功效成分的高效、靶向运输,为仿生化妆品的研究开发探索新的方向。

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