(整理)透明质酸在化妆品中的应用

透明质酸在化妆品中的应用

人体化学物质中水的比例超过70%，所以保持体内水分是保健与美容的关键之一。皮肤的弹性、光滑与细腻程度尤其有赖于此。缺乏水分的皮肤会变得干燥并产生皱纹，甚至导致其内部结构的变化。环境及年龄是导致皮肤丧失自然保湿功能的重要因素。应用保湿剂是保持水分的一个重要手段。目前，世界公认保水能力最强的物质为生物体内透明质酸（H A）。

H A在化妆品中的应用

1.皮肤中H A的分布

H A是构成细胞间质和细胞外基质的主要成分。细胞间质填充在细胞内间隙，维持细胞及组织的结构完整，为细胞提供内环境，对细胞生理功能产生影响。皮肤中H A存在于细胞间的胞外基质中，是细胞间的填充物。真皮和表皮中均含有H A。真皮层较厚，细胞间的胞外空间大、基质多，含H A的量较多。真皮层中的纤维母细胞分泌H A和硫酸化黏多糖，如硫酸软骨素和硫酸皮肤素等。在真皮层发现H A的存在已有50多年的历史，但表皮中H A的发现较晚。这可能是因为表皮层较薄，细胞的排列较紧密，细胞间的空间很小，含H A的量比真皮少的原因。但H A在细胞外基质中的相对含量或浓度并不低，约为 2.5m g/m l。Ta m m i 等[1]利用H A特异性探针（从软骨提取的H A结合蛋白）技术，在表皮组织的细胞间的基质中，观察到强烈的H A染色信号，包括最外层死亡的角质细胞间，均存在H A。

2.皮肤中H A的生理功能[2～4]

2.1保水作用

H A分子中的羧基和其他极性基团可与水形成氢键而结合大量水分，在皮肤组织中的保水作用是其最重要的生理功能之一，其理论保水值高达500m l/g以上，在结缔组织中的实际保水值约为80m l/g。H A在较高浓度时，其长的分子链相互交织成网状，加之与水的氢键结合，从而起到很强的保水作用。其保水性能与H A的浓度和相对分子量（M r）呈正相关，而对水的通透性则与其浓度和M r呈负相关。

H A在细胞间质中的主要作用是保持水分。H A与硫酸化黏多糖和胶原蛋白、弹性蛋白等纤维状蛋白质，共同组成含大量水分的胞外胶状基质，成为细胞代谢的物质交换介质。这种含水的胶状基质，使皮肤柔韧，富有弹性，充足的水分使肌肤光滑细嫩。当皮肤的湿润感消失，出现皱纹时，有人认为就是由于H A的减少而引起的[5]。随着年龄的增长，皮肤中H A的含量降低，皮肤组织细胞和细胞间的水分含量减少，细胞间以H A为主组成的胶状基质所填充的空间减小，导致细胞排列紧密，胶原蛋白失水硬化，使皮肤粗糙，失去弹性。因此水分对于皮肤健康是至关重要的。保水保湿一直是护肤化妆品最主要的研究课题之一。

2.2维持细胞外的空间

H A与硫酸软骨素、硫酸皮肤素等基质成分及其所包含的大量水分，共同形成胞外空间，有利于营养物质的供应和代谢废物的排放、表皮细胞的迁移以及免疫细胞（朗格罕斯细胞和淋巴细胞）在表皮中的出入。

2.3大离子功能

H A分子链上每一个双糖单位带有一个负电荷，使它具有类似离子交

换剂的作用，调节细胞周围阳离子的流动和浓度。

2.4参与角蛋白细胞的变化过程

H A在表皮层中密切参与角蛋白细胞的增殖、向外层迁移和分化等，调节整个变化过程，而其本身的代谢受激素、生长因子和细胞活素等信号分子的调控[4，6]。视黄酸和表皮生长因子（E G F）可刺激H A的生物合成，增加皮肤中H A的含量。

2.5受体结合作用

H A与表皮细胞表面的C D44受体结合，促进表皮细胞的正常分化。

C D44受体是表皮的正常生长和分化的标志，而皮肤发生鳞状细胞癌时，角蛋白细胞的分化停止，与C D44受体的减少和H A从细胞表面的脱落有关。H A是细胞存活的信号物质，它与角蛋白细胞表面受体的结合，产生刺激作用，可减缓向最终凋亡的角质细胞分化[7]。

2.6清除自由基作用

H A在表皮中可清除阳光中的紫外线照射所产生的活性氧自由基，保护皮肤免受其害，被称为高效的自由基“清道夫”。氧自由基可导致脂质过氧化，破坏细胞膜，杀伤细胞，并与皮肤的色素沉着有关。H A与氧自由基发生反应，自由基被清除，H A被降解。因此H A还具有防晒作用。

3.H A在化妆品中的作用

由于H A具有良好的保湿作用，又是皮肤和其他组织中广泛存在的天然生物分子，从20世纪80年代开始用于化妆品中，被誉为理想的天然保湿因子。目前国际上添加H A的化妆品种类已从最初的膏霜、乳液、化妆水、精华素胶囊、膜贴扩展到浴液、粉饼、口红、洗发护发剂、摩丝等，应用日趋广泛。

3.1保湿作用

保湿作用是H A在化妆品中最重要的作用，与其他保湿剂相比，周围环境的相对湿度对其保湿性的影响较小[8]。化妆品常用的保湿剂有甘油、丙二醇、山梨醇、聚乙二醇、乳酸钠、吡咯烷酮羧酸钠等。实验表明，与这些保湿剂相比，H A在低相对湿度（33%）下的吸湿量最高，吸收的水分是其他物质的 1.5～6倍；而在高相对湿度（75%）下的吸湿量最低，吸收的水分仅为其他物质的1/2～5/6。这种独特的性质，正适应皮肤在不同季节，不同环境湿度下，如干燥的冬季和潮湿的夏季，对化妆品保湿作用的要求。H A的保湿性与其M r有关，M r越高，保湿性能越好[9]。H A作为保湿剂较少单独使用，常与其他保湿剂配合使用。

3.2营养作用

H A是皮肤固有的生物物质，外源性的H A是对皮肤内源性H A的补充。Ｍr较小的H A可渗入皮肤表皮层，促进皮肤营养的供给和废物的排泄，从而防止皮肤老化，起到美容和养颜作用。皮肤的保养重于其他化妆，已成为现代人的养颜意识。

3.3皮肤损伤的修复和预防作用

皮肤受到阳光暴晒所引起的光灼伤或日灸，如皮肤变红、变黑、脱皮等，主要是阳光中的紫外线的作用。H A通过促进表皮细胞的增殖和分化，以及清除氧自由基的作用，可促进受伤部位皮肤的再生，事先使用也有一定预防作用。其作用机理与防晒霜中常用的紫外线吸收剂不同。

因此，在防晒护肤品中H A与紫外线吸收剂混合使用，具有协同作用，可同时减少紫外线的透过和对透过的少量紫外线所造成的皮肤损伤进行修复，起到双重保护作用。将H A、E G F和肝素配合使用，可加速表皮细胞的再生，使皮肤细嫩光滑，富有弹性。皮肤遭受轻度的烧烫伤时，表面涂抹含H A的水剂化妆品可减轻疼痛，加速受伤部位皮肤的愈合。

3.4润滑性和成膜性

H A属于高分子聚合物，具有很强的润滑感和成膜性。含H A的护肤品涂抹时润滑感明显，手感良好。涂于皮肤后，可在皮肤表面形成一层薄膜，使皮肤产生良好的光滑感和湿润感，对皮肤起到保护作用。含H A的护发品，可在头发表面形成一层薄膜，起到保湿、润滑、护发、消除静电等作用，使头发易于梳理、飘逸自然。

3.5增稠性

H A在水溶液中具有很高的黏度，其1%的水溶液呈凝胶状，添加在化妆品中可起增稠和稳定作用，而不会存在油腻感觉。

4.化妆品用H A的来源

早期化妆品用H A主要从鸡冠提取分离，因价格较高在使用上受到限制。后来发展到用微生物发酵法生产。在日本，有的化妆品制造商直接用鸡冠的水解提取液作为H A的来源，添加到化妆品中。这种提取液的H A含量虽然不高，但含有较多的蛋白质、核酸等营养成分，而且生产工艺简单，成本较低。从鸡冠也可提取纯度较高的H A，但成本高，限制了其在化妆品工业的广泛使用。目前化妆品工业所用的H A，主要是用微生物发酵法生产的。发酵法生产的H A，产量不受动物原料的限制，成本较低，易于大规模工业化生产，一般来说纯度较高，M r可以控制。从H A的化学本质来说，其结构非常明确，是由葡糖醛酸和乙酰氨基葡糖组成的双糖单位重复构建成的直链线性大分子多糖。多种文献资料证明，无论是鸡冠提取的、微生物发酵的、还是皮肤中固有的H A，其化学结构是完全一致的，无种属差异性。这些优势使H A得以在化妆品界广泛应用。

固体状态H A最为常用，一般为其钠盐形式，即透明质酸钠，其形态有纤维状和粉末状两种。纤维状H A制作工艺简单，但使用不方便，主要的问题是溶解时间长，有的需要几十小时。粉末状H A制作工艺复杂，但易于溶解。目前多为粉末状产品。

液体状态H A即H A的水溶液，浓度一般为0.5%～1%。液体H A具有添加使用方便的优点。另外，H A在水溶液中的稳定性高于干燥状态，更不易降解[10]。

H A为聚阴离子电解质，带大量负电荷，与阳离子表面活性剂或防腐剂可能反应生成沉淀或混浊，因此H A与阳离子型乳化剂或防腐剂不宜同时使用。

现在添加H A的化妆品的种类有保湿润肤化妆品、防晒化妆品、透明美发水等。

玻璃酸钠在美容领域的应用进展

近年化妆品行业发展迅速，竞争激烈，新型化妆品研究与开发应用日新月异。企业为了竞争和发展的需要，必然要提高产品档次和附加值。目前天然与环保型化妆品添加剂已成为全球日用化工行业的主流，而玻璃