大分子的功效成分能否透皮，透皮缓释的方法和纳米促透皮的原理，这几个实验给你们答案。
来源
聚美丽
作者
布丁
4月19日，由聚美丽和中国非公医疗机构协会皮肤专业委员会共同主办、薇诺娜独家冠名的首届中国皮肤科学百人论坛暨屏障健康及敏感专场在上海举行。在论坛中，中国药科大学药剂学教授吕慧侠带来《化妆品功效成分的透皮吸收与透皮储留》主题演讲。围绕功效成分与透皮吸收、促透皮储留技术、促毛囊储留技术三个方面分享了最新的皮层渗透相关技术研究成果。
由于部分研究成果尚未发表，实验数据等内容如需引用，需联系聚美丽获得教授本人授权同意。
以下为演讲实录：
今天我主要跟大家分享三个方面。首先，如何让更多的功效成分进入到皮肤中去；第二，能否让化妆品中的功效成分停留在皮肤上起作用；最后，跟大家分享现在比较热门的纳米技术，怎样促进功效成分在真皮和毛囊中的停留。
影响功效成分透皮吸收的因素有哪些？我们在讨论不同化妆品的功效成分在皮肤中吸收和储留的时候，哪些成分要进去，哪些需要停留，要具体到每一种化妆品来做具体分析。
彩妆、遮瑕、沐浴露、洗面奶之类的化妆品，起到的是遮盖、清洁等作用，它们的有效成分是不需要进入到皮肤中的，如果进去的多了，就会产生*性，因此这类材料我们要限制它进去。
哪些要进去呢？比如防晒类的，物理防晒不需要进去；而化学防晒只有到达角质层之后，才能起到防晒剂的作用，所以是需要进去的。
要进入到哪里呢？以保湿类化妆品为例，由于真皮层中细胞的水分可以达到70％以上，如果进入到真皮层，它本身的细胞液水分越多，就越会发生红肿、肿胀的副作用，所以保湿材料应该到角质层中；而营养类要对应地进入真皮层，育发类功效成分我们是希望它进入到真皮的毛囊中的。皮肤疾病治疗中，比如皮肤癣，如马拉色菌感染，一般都在角质层中或毛囊中，因此也需要分别进入到角质层中或毛囊中。
所以各种不同用途的化妆品也好，皮肤给药的药品也好，都应该区分到底要到皮肤的哪一层去，哪个部位来起效。所以像美白、保湿、抗皱、抗过敏、生发育发类的，特别是现在分类到特殊功能化妆品中的，很大一部分都是需要进入到皮肤中去的。
我们在讲透皮的时候，特别是作为配方研究师，大家都知道，要让药物进入到皮肤中，是要符合很多条件的。
第一，分子量。我们一般认为分子量越小越好，分子量小于，或者有的书上讲小于，是能够进入到皮肤的，那是不是分子量大于或就进不去了呢？
另外一个，溶解度。其实溶解度不是越大越好，水溶性的药物是很难进入到皮肤中的。大家知道我们游泳的时候水是进不去的，因为角质层是亲脂性的，如果游泳能让水进入到皮肤中，那就游成个胖子了。
水溶性的成分难以进入，那油溶性的要油到多少呢？可能很多人都做过虾青素，虾青素的油溶性很强的，是非常难溶的。有一个参数叫做油水分配系数，一般是LogP值在左右的比较适合进行皮肤吸收。LogP就是油相中的浓度除以水相中的浓度，然后再取log值，实际上的数值就是倍，在油中溶解的倍数要是水中的倍，这种药物的性质是比较适合进入到皮肤中去的。
所以化妆品、药品，或者功效成分，它的理化性质要比较合适，才能进入到皮肤中去。分子量，溶解度，油水分配系数，都跟功效成分能否进去有关。
不同分子量透明质酸与皮肤水合度测试我举一个我们近期研究得特别多的案例：透明质酸。透明质酸在保湿里面被称为“神药”，它最大的优点就是能吸收自身水分的倍，所以保湿效果特别好。
其实现在用在化妆品中的透明质酸，分子量大多都是一百多万、几十万的，这么高分子量的透明质酸基本上是不可能能进到皮肤中去的。那为什么用了透明质酸之后，皮肤会变得很柔软，肤感很好？多少分子量透明质酸的能进入皮肤中呢？它是以什么通道进去的？
我们先做皮肤水合度测试。把透明质酸溶成0.1%的溶液后，敷到猪皮上，观察不同时间段的反应。
实验发现，在离体猪皮里面，除了5分子量的水合度略有上升，增加了10%左右；8千、4.2万、6万、92万到万分子量的时候效果比水还差，因此可以判断，在离体猪皮中基本上是进不去的。
而在活体的、志愿者的实验中，效果还是挺好的，特别是5和8分子量的，但是从4.2万、6万、92万和万这几个数据上看水合度，效果跟水是差不多的。
那是不是就意味着就不吸收了？我们又做了一些不同分子量配比的实验，也发现跟5分子量配比的效果比较好，其他都不是特别好。
通过以上实验我们能得到三个结论：
只有小分子量的HA可以明显增加皮肤水合度；
离体猪皮的皮肤水合度增加不如活体的人体皮肤；
不同分子量HA复配也说明只有小分子量的透明质酸可以增强皮肤水合度。
为了探究这个问题，我们把透明质酸接上荧光（fitc），进行一系列的红外、核磁等表征，来证明它已经合成成功上了，接下来就开始做离体猪皮的实验，通过荧光的方式来标记。
实验中，5分子量的透明质酸，0.5小时就进入了“砖泥结构”中致密的角质层，到了4个小时已经完整进入整个皮肤了。
5分子量的能进去，那大分子量的是不是就很难了？我们从这个实验结果可以看到，8分子量的在4小时进入到整个皮肤中去了，而4.2万、6万的到了12小时都只停留在角质层，没有进入到真皮中去。也就是说，大分子量的透明质酸是可以结合在角质层上的。
这个就是说明了一个问题：即使用了大分子的透明质酸放到处方里，皮肤的柔软度、保湿效果还是不错的，证明大分子量的透明质酸还是可以与皮肤角质层作用起到保湿作用的，但是只有小分子量的是能够进入到皮肤真皮中去。
接下来，看一下透明质酸是如何与皮肤相互作用的呢？
在处理过透明质酸之后，我们做了全反射红外和HE染色实验，可以看到HA对角质层是有影响的。
小分子的透明质酸是和角蛋白起作用，大分子量的透明质酸会跟脂质相作用，而脂质是角质层的泥结构，角蛋白是砖结构，所以从这个可以推测出来，小分子量的透明质酸其实是可以通过细胞通路途径进去的，而大分子量的透明质酸在一定程度上影响了脂质间的相互作用，让细胞变得肿胀、蓬松，也能够使得其他的药物得到一定程度的促吸收的作用。
HE染色实验，也就是皮肤切片实验。从上图看，A是生理盐水，B是7分子量的透明质酸，另外还有4万2、6万和92万分子量的。从B图看角质层是很肿胀，很松散的，呈游离状态，到图C中4万2的时候稍微有一点这种状态，到后面对角质层就基本没有什么影响了。
因此这几个实验可以充分证明：
小分子量的透明质酸可以缓慢透过角质层，进入表皮层以及真皮层；
透明质酸可以与皮肤脂质和蛋白相作用，特别是小分子量的玻尿酸可以明显增加角质层的水合作用，增大角质层的细胞间隙。
其实在透明质酸的综述里面，低分子量的透明质酸，有抗炎、抗阻、抗衰、抗肿瘤等作用。如果要用透明质酸来作敏感性皮肤使用的产品，大小分子的透明质酸进行组合，让小分子的进去，大分子在外面保湿，这样的保湿效果是最好的。我们根据这个理论做的一个产品就是天纵易康的益肤透明质酸面膜，作为医疗器械的保湿敷料在临床上用的效果还是不错的。
大分子的透明质酸只能停留在角质层上，那能不能用这种大小分子相互配合，做纳米制剂的修饰，修饰在外围，然后让透明质酸带着它进去呢？其实华熙生物的肌活系列，用的就是这个理论。把透明质酸修饰在脂质体的外面，让它带着虾青素、传明酸等等进入到皮肤中去。
事实上，保湿和促皮肤吸收和储留，现在已经延伸到了各种其他材料，比如海藻糖、香菇多糖、虫草多糖等多糖类。但透明质酸的效果尤其好，是因为我们发现皮肤细胞膜上的CD40受体是能够跟透明质酸相结合的。根据这个理论，我们可以做产品的延伸，比如保湿的时候怎么进行配方比较好，要促药物的吸收和储留的时候，脂质体不稳定，能不能用多糖类的去稳定和促吸收，就是这个研究的意义。
促透皮储留技术的原理那么，如果有些材料不想让它进到皮肤里太多，想让它进行缓释，应该怎么办呢？
研究成分的大家应该都很熟悉一个药叫谷胱甘肽，它是抗氧化剂，能够美白，是三个氨基酸的组合的三肽。这个材料水溶性极好，因此非常难进入皮肤中，但如果在皮肤中停留的太少，美白抗氧化作用是不够的。所以我们要用各种技术来让它增加在皮肤中的药量，促进进入并让它储留在皮肤中。
（上图）图A可以发现谷胱甘肽和透明质酸合用之后，不管是哪种分子量的透明质酸，都阻碍了谷胱甘肽的透皮吸收。透过去少了，是不是就不好了？我们在做化妆品实验的时候，很多人都重视透皮吸收这一点，但是实际上并不需要它透皮很多，而是需要它储留在皮肤中。
图B是将角质层剥下来做高效液下的检测，可以发现它跟游离药物相比，7的、9的、4万2的、9万的分子量，在8小时、12小时都是增多的，就说明了它有缓释的作用；图C是在活性表皮层加真皮层做的实验；图D是全皮层。B、C、D说明了一个问题，谷胱甘肽虽然透过少了，但是它在角质层中和真皮层中的含量都增加了。
那是为什么？
用分子模拟的方法，可以发现透明质酸和谷胱甘肽之间是相互作用的，我们通常用范德华力、氢键等来表征它们相互作用的强弱。氢键产生就说明它虽然是物理作用，但是它们相互作用得比较紧密。理论上可以推测，谷胱甘肽和透明质酸可以手拉手进入到皮肤中去。从这个实验中可以得到的这样一个结论：
小分子量的HA具有促进药物透皮吸收和储留的作用；
高分子量的HA可以用来阻滞或缓释用药。
另外，我们其实5年前就在做二氧化钛是否会被毛囊吸收和储留的实验。实验发现大分子量的透明质酸和二氧化钛相合用，可以形成一层膜，二氧化钛进不去，从而极大程度地减少在毛囊中的储留。如果大家做遮瑕霜，做不希望药物进去的成分，可以用一些高分子量的多糖类的材料来进行阻碍。
纳米技术促进功效成分在真皮、毛囊储留最后我们来讲，怎么来促进药物在角质层中和毛囊中的吸收和储留，现在最热的就是纳米制剂了。
皮肤疾病，就是各种真菌或者是细菌的感染，比如说像白色念珠菌或者是马拉色菌之类的，通常是在角质层处和毛囊处比较多。
现在热门的纳米技术，主要就是指脂质体、醇质体、纳米粒/复合纳米粒、纳晶、纳米乳剂等这些促进药物吸收非常好的技术和途径。
举个我们做过的例子。复合纳米粒的制备就是用玉米蛋白，酮康唑做模型药治疗真菌，卵磷脂来包裹，这三个在乙醇里面溶解了之后，直接拿水分散，用TEM等进行表征，这个体系是可以工业化大生产，非常简单。
最后来做透皮吸收和储留，上图中A、C、E是在鼠皮上，B、D、F是在猪皮上。因为鼠皮上的毛孔特别多，猪皮上的毛孔比较少，比较接近于人，所以我们一般建议是猪来做这个实验。特别是纳米制剂，建议用猪来做。但是如果做处方对比的话，用鼠来做就行了，一个是价格问题，第二个是新鲜程度问题。国内的养猪场切割出来的猪差异太大，有些SD值能超过50%甚至%，所以实验就不具有统计学意义了，从科学上讲，你如果做对照，建议大家自己切割的鼠皮比较好把控一点。
D、F这几张图可以表明，纳米粒是能够促进药物在角质层中和真皮中储留的，而且储留量非常大，比例可以达到好多倍。理论上讲毛囊只占人皮肤的0.1%，也就是说只有0.1%的药物应该从毛囊进去，但是我们现在发现纳米制剂有0%从毛囊进去，这个提示我们什么？做生发育发的就应该把它做成纳米制剂，因为它毛囊上储留的非常多。
大家可以看上图荧光标记的纳米粒分布图，特别是6小时的放大之后的E图，毛囊的结构很清晰，在毛囊处药物量非常高，这些纳米粒主要在角质层和毛囊中。
我们又做了活体成像实验，从最后一行的图片看，它整个皮肤是会扩散的，跟理论说法是不太一样。很多人认为皮肤是垂直吸收的，不能水平扩散，但是这个实验发现它是能够水平扩散出去的。
当心、肝、脾、肺、肾取出来荧光拍照之后，看药物全部进去之后到达内脏的*性表征，可以发现一天三次的纳米粒给药比一天一次的游离药物的*性还要小。
所以从这个实验可以证明，制成纳米粒后：
可以促进药物的透皮吸收；
促进药物的皮肤真皮层和角质层中的储留，特别对于较厚的皮肤；
通过毛囊途径进入的药物量增加。
因此这种纳米粒在治疗皮肤疾病的过程中，是能够发挥很好的作用的，特别是生发育发的产品。纳米粒是对于治疗皮肤类疾病或需要在皮肤中发挥作用的化妆品功效成分的理想选择，也是作为毛囊药物（如生发育发类产品）的理想选择。
我的汇报就到这里，谢谢大家。
·END·看完不妨给个在看
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