化妆品中功能性物质的渗透传导系统

化妆品中功能性物质的渗透传导系统（综述）

广州捷诚化妆品技术研究所 朱杰连

近年来，随着化妆品科技和生物科技的快速发展，大量的特殊功能性物质及大分子制剂进入了化妆品领域，使化妆品的使用功能得到进一步的提升和拓展，形成了不同使用方向的功能型护理用品。

然而，这些功能性物质和大分子在化妆品中大多难以发挥应有的作用。原因是大多数功能物质和生物大分子制剂在皮肤角质层屏障作用下难以渗入皮下，而无法与皮肤受体发生作用，这是目前大多数功能型化妆品功效不理想的主要原因之一。

在功能化妆品研究中，功能性物质的理化性质有严格的要求，如适宜的溶解性、分子量、较低的熔点、适宜的油-水分配系数及pH等。而皮肤的屏障作用是决定药物渗透速度的关键。皮肤的渗透速度存在着个体差异及身体不同部位之间的差异。人体各部位渗透速度按下列顺序依次增加：足底、前臀、脚背、头皮、腹股沟、阴囊、耳后。由于皮肤的屏障作用，使大多数功能物质．即使剂量低、功效高的物质，透皮渗透速度也难以满足功效需要。因此克服皮肤屏障作用，促进功能物质在一定时间内透皮渗透达到作用量，是功能型化妆品开发研究的关键课题之一。

一、功能物质在皮肤上的渗透传导机理

在功能物质的渗透传输系统中，物质运转是一个不可逆非平衡态热力学过程，其渗透速度和渗透率与物质的理化性质、皮肤特性及外力场等因素有很大关系。一般情况下，渗透传导速率满足Fick’s的第一扩散定律：

J Z =P Z⊿C Z （1）

其中：⊿C Z为皮肤两侧的浓度差，P Z为渗透系数：

P Z＝K Z.D Z/H Z （2）

式中：K Z为功能物质在角质层的分散系数；D Z为扩散系数；H Z为角质层厚度。

由（1）式和（2）式可见，功能物质在皮肤上的渗透率与该物质的性质（K Z）有关，还与物质的浓度（C Z）和皮肤角质层厚度（H Z）有关。

借鉴医学领域的研究成果可以发现，功能物质在皮肤上的渗透传导是通过以下途径进行的：

1 物质通过皮肤动脉通道、角质层转运(包括细胞内扩散、细胞间质扩散)和表皮深层、真皮转运而被皮肤乳头层吸收，从而进入肌体组织。

2 皮肤穴位处的物质吸收。与别处皮肤相比，穴位处皮肤阻抗低、电容大、电位高，有利于物质的透皮吸收。

3 粘膜处物质的吸收。如口腔的舌下粘膜、鼻粘膜、直肠粘膜等均为医药外用的常见给药部位，粘膜没有角质层，活性物透入较容易、速度快。现在有些品牌的保健品已经研制成舌下喷剂的给药方式。但此处皮肤较为娇嫩，不耐刺激，这是需要注意的。

4 水合作用。角质层的含水量为环境相对湿度的函数。皮外贴膜，可以在局部形成一种水份难以蒸发扩散的密闭状态，使角质层含水量由5～15%增至50%。角质层经水合作用后，可膨胀成多孔状态，易于物质穿透，实践证明，功能物质的透皮速率可因此增加4～5倍。

5 表面活性剂或透皮促进剂的作用。如产品中含表面活性剂，可促进物质被动扩散吸收，增加表皮类脂膜对物质的透过率；月桂氮卓酮(Azone)、二甲基亚砜等均有显著的促进大多数亲水性和疏水性化合物的透皮吸收作用。它们可能是通过增加类脂骨架无序性而增加角质的非均匀性来打开新的渗透途径，从而促进物质的渗透。有报道说Azone可增加角质松动性，使角质层的类脂质产生不规则排列，且可使毛囊口拓宽，有利于药物通过角质层吸收。据周金煦等人用2%Azone水溶液对小鼠皮肤表面超微结构改变的研究中，发现部分表皮出现小裂隙，有的孔穴长达2～4um。

6 芳香性药物的促进作用。现代离体皮肤试验表明：芳香性物质敷于局部，可使皮质类固醇透皮能力提高8～10倍，这也是现代香熏理疗保健的理论基础。

二、物质渗透传导的动力学因素

由Fick’s的物质扩散定律可知，影响物质渗透传导的主要因素有物质的性质、浓度和角质层厚度。那么它们之间又有着怎样的内在联系呢？有学者采用Franz扩散池，以离体兔皮为透皮屏障，用高压液相色谱法测定不同透皮促进剂对Gli（一种治疗糖尿病的药物）的透皮速率、透皮时滞和渗透系数等透皮吸收动力学参数。

实验方法及结果

1. 离体皮肤的制备

将新西兰家兔(雌性) 的腹部毛用电动剃须刀剃干净,处死。立即剪取腹部皮肤,仔细剥离皮下脂肪层和结缔组织,用生理盐水冲洗干净,置于生理盐水中,于低温冰箱保存备用。实验前自然解冻,并用生理盐水浸泡0.15 h.

2 渗透扩散装置和实验方法

采用改良Franz双室渗透扩散装置,离体兔皮固定在扩散池和样品池之间,使角质层面向

扩散池。扩散池中加入 Gli和不同组分透皮吸收促进剂的乙醇溶液;接受池内放置接受液;透皮实验开始稳定20 min 后,于1 ,2 ,3 ,4 ,5 ,6 ,8 ,10 ,24 h 从接受池取样2 ml ,同时补充等体积同温的空白接受液。样品液进行预处理,自动进样10μl 作HPLC 分析。测得的样品峰面积,用标准曲线方程换算成药物浓度,按以下公式计算累积渗透量Q 。

其中, c n :为第n 个取样点浓度(μg/ ml) , c i 为第i 个取样点浓度, A 为扩散渗透面积(cm 2) 。以Q 值为纵坐标,时间t 为横坐标进行线性回归分析,其斜率即为透皮速率常数J (μg ·cm - 2·h - 1) 。增透倍数Er = J / J 0 ( J 0 :未加透皮吸收促进剂的渗透速率) ,渗透系数Kr (cm ·h - 1)= J / c 0 ( c 0 :扩散池中的药物初始浓度,μg/ ml) 。

3. 单一促进剂对Gli体外经皮渗透的影响

取6 份浓度为5 mg/ ml 的Gli乙醇溶液,其中5 份按体积比分别加入3 %的氮酮(Azone) 、丙二醇(PG) 、油酸(OA) 、卡必醇(Carbitol) 和N 2甲基222吡咯烷酮(NMP) 5 种透皮促进剂,一份不加促进剂作为空白。将混合好的溶液加入夹有兔皮的扩散池中,研究上述5 种促进剂对Gli透过作用的影响。计算不同透皮促进剂的透皮速率常数J ,增透倍数Er 和渗透系数Kr 。 实验结果表明,与空白比较,单独使用油酸, N 2甲基222吡咯烷酮和氮酮可使Gli的透皮吸收速率依次增加,对药物的透皮吸收促进作用依次增大,其中氮酮还具有较短的透皮时滞。相反,丙二醇和卡必醇则使Gli的透皮速率减小,阻滞活性物的渗透。这5 种透皮吸收促进剂对体外经皮渗透的影响如图1

4. 复合促进剂合用对Gli体外经皮渗透的影响

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