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1、以纳米科技引领鸸鹋美容化妆品产业的新发展张小宁 清华大学医学院副研究员赵南明 清华大学医学院常务副院长郝艳丽 清华大学医学院博士后朱丹 李伟强 五华潍龙鸸鹋生物技术有限公司“科技是第一生产力” ，以现代科技增强企业实力和竞争力，是当前企业取得进一步发展的关键环节。深圳新西湖公司鸸鹋养殖产业近几年取得飞速发展，形成在栏数 13000头的规模，并有继续扩大发展趋势，成为中国和亚洲最大的鸸鹋养殖基地。鸸鹋全身是宝，鸸鹋油、胶原蛋白、血、蛋壳粉、骨以及肉在美容化妆品、医药保健及健康食品中都具有很高的价值。其中尤其是鸸鹋油，在国际美容界被誉为“液体黄金” ，应用和市场价值极高；而以鸸鹋血、蛋壳粉制成的抗
2、疲劳保健品，功效明确且副作用极小，被称为新一代“天然伟哥” ，成为市场新宠。因此，新西湖公司在鸸鹋养殖产业取得阶段胜利，拥有良好自然资源后，将科学技术推动鸸鹋深加工产业新发展作为下一阶段重要核心工作，加强核心高科技产品的开发，适应国内外市场需求，积极开拓市场，把自然资源和科技的优良结合通过市场实现巨大经济财富，争取使鸸鹋产业链取得大发展，进入一个崭新欣喜阶段！为实现这一战略目标，集团领导做出果断决策，与我国最著名大学清华大学密切技术联合，在清华大学医学院建立“鸸鹋生物技术联合研究所” ，利用现代先进技术加强、加快相关鸸鹋美容化妆产品和医药保健品的开发。目前，经专家的辛勤努力工作，鸸鹋油纳米脂质
3、体精油和化妆品应运而生，纳米鸸鹋油粒度指标达到 4050nm 范围，质量稳定，完全符合国际化妆品市场的技术要求，产品质量达到国际先进水平，并得到国内著名化妆品品牌的重视和应用。同时由清华大学专家设计，利用先进纳米技术建立的鸸鹋油纳米脂质体生产线即将建成投入生产，该生产线引入加拿大目前世界最先进高端纳米化设备，从而为生产出一流的产品品质，为鸸鹋美容化妆品产业的新发展奠定了坚实的技术基础保证。一、纳米技术和纳米脂质体纳米， （英文为 nano-meter，简写为 nm） ，是一个尺度丈量概念， 1 纳米10 -9 米；纳米技术（nanotechnology）是在宏观和微观交界纳米尺寸范围（通常在
4、1100nm ）研究材料性质的一门科学技术。纳米技术与生物医药技术和信息技术被称为 21 世纪三大先进科技技术。纳米颗粒与普通颗粒相比具有大的比表面积，表面原子数、表面能和表面张力随粒径下降急剧增加，具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应四个显著优越特性。纳米技术与其它科学领域结合形成纳米材料、纳米药物、纳米生物、纳米信息等新型交叉科学领域，其发展受到世界各国政府和企业的重视，在生物医药、新材料、美容化妆品等领域纳米技术已率先取得巨大应用发展，并创造了巨大的经济财富。脂质体（liposome）是一种类似生物细胞膜的脂质双层结构，通常可分为单室和多室模型结构，大粒径脂质体多形成
5、多室结构，粒径在 100nm 以下的多为单室结构，如图所示。这种结构能够携带各种亲水的、疏水的和两亲性物质，使它们分别被包封进入脂质体内部水相、插入类脂双分子层或吸附连结在脂质体的表面，可作为药物载体或活性成分载体，将被包封的活性物质直接输送到选择的细胞上发挥药效作用。在药物中常作为抗癌药物载体用于癌症的治疗，故有“生物导弹”之称。图1 脂质体结构和脂质体膜的结构示意图纳米脂质体（nanoliposome）是指粒径小于 100nm 的脂质体结构，多为单室结构，如图 2 示，由于其粒径处于胶体范围，属高分散均匀状态，具有胶体体系的一些物理性质，如稳定性高，外观色泽透明，具有丁达尔现象。磷脂膜表面
6、结构中可嵌入一些小分子物质使表面结构形成更加紧密结构，包裹核内活性物质不溢漏，使活性物质处于密封状态，保护其性质更加稳定。图2 单室纳米脂质体纳米脂质体由于粒径处于纳米级范围，具有突出的纳米效应，即小尺寸效应和表面效应。小尺寸效应意味着其穿透生理组织屏障能力很强，渗透力增强，可有效携带活性物质进入靶组织发挥功效作用。表面效应是指物质经纳米化处理后，形成的小粒子数目，以及粒子表面原子数量成千上万倍增多，其遮盖力、附着性很强，也极大增加了活性物质与细胞的接触面积，更多的处于表面的活性物质原子能够参与功效反应，使活性物质的功效作用大大提高发挥，反应速度极大增加。对于药物和化妆品来说，意味着可以使用较
7、小的纳米化活性物质剂量，达到高剂量非纳米化时使用量的效果。这一特点不仅仅意味着生产商可以节约昂贵活性物质的成本，更重要的是对于使用者来说，不仅获得了提高的使用效果，而且因为减少了药物的剂量，降低了药物毒性，增加了使用者安全性。这对于人体健康来讲，是非常科学、重要和人性化的理念。二、纳米脂质体化妆品就世界范围而言，纳米脂质体技术和电促渗技术一直是国际美容化妆品界极力追求的目标，是不久未来世界化妆品重要发展方向和巨大经济财富宝库。目前，欧美大型化妆品公司均投入巨资开发纳米化妆品领域，世界化妆品巨头公司法国欧莱雅公司每年投入 6亿美元开发纳米技术化妆品，来抢占未来纳米化妆品市场领导地位，其核心发展领
8、域即是纳米脂质体化妆品。由于纳米脂质体制备技术难度较大，要求严格，目前此领域主要是法国、德国和美国处于技术领先地位，相关产品多用于高端，价格十分昂贵。纳米脂质体之所以成为化妆品界的贵族和新宠，有其坚实的科学基础和独特的优越特性。随着生命科学的发展，人们更多认识到：人体的美丽年轻源于健康，深层源于肌体细胞的活力。每一个细胞都是一个微小的生命体，需要营养和能量的滋养，特别对于皮肤，直接与外界接触，受损害和老化程度较高，更需要直接给予保护和滋养。皮肤在人体自然进化过程中形成一种三层结构，如图所示。图 3 人体表皮细胞结构角质层和表皮形成一种致密屏障结构，可抵御外物直接进入真皮和人体内循环系统造成伤害
9、。人体皮肤细胞膜是由磷脂双层结构组成，细胞间堆积间隙约 5060nm ，一般物质很难穿透这一间隙屏障，如图。图 4 人体生物膜结构纳米脂质体作为一种活性物质的载体，兼具与皮肤细胞良好的生理相容性，均为磷脂膜结构组成；和小尺寸强穿透皮肤细胞间隙物理效应，不使用任何融蚀损伤表皮细胞的化学渗透剂，可使纳米脂质体粒子携带活性物质通过物理途径，自然顺畅穿过细胞间隙进入真皮细胞环境，形成一个营养活性物质的“囊库” ，逐步释放供真皮层细胞吸收利用，发挥良好功效作用。而一般的物质，科学研究表明：既便是以分子状态在表皮存在、具有较好渗透作用的活性物质，都很难达到象纳米脂质体这样的效果，因此纳米脂质体技术在化妆品
10、领域中的应用得到科学界和企业界的普遍认同和推崇，是未来高档化妆品发展的重要方向和趋势。正是由于纳米脂质体载体技术具有良好生理相容安全性和能够携带活性物质以物理形式进入真皮细胞的优良特性，因此采用纳米脂质体载药技术能够更好、更快的发挥活性物质的传输和功效作用，长期使用更加安全和科学；同时由于纳米脂质体粒子粒度很小，数目众多，遮盖力、附着力强，使用时不会对皮肤产生刺激性，手感更加细腻滑爽、自然舒适，皮肤驻留时间和吸收利用率成倍增加，而且体系非常稳定，易于化妆品的质量控制。这些特性在满足各类化妆品营养、美白、祛斑等作用和生产配方设计时，优越性显得尤其突出。三、鸸鹋油纳米脂质体化妆品1、作用功效原理鸸
11、鹋油纳米脂质体是一种平均粒径小于 50 nm 的具有稳定的单层卵磷脂膜的超微载体系统。由于在单层排列的卵磷脂分子中间嵌入了一种特殊的呈锥形的辅助表面活性剂，使得所形成的球面具有均匀而密实的结构。同时，该紧密的膜结构相对较稳定，不与外界物质进行交换。由于超微载体系统具有稳定紧密的卵磷脂单层膜，它对所加载体的活性物，特别是易于氧化的组分具有更强的保护效果。就其体积而言,超微载体的直径是目前普通脂质体直径的 1/5 至 1/10。由球体体积计算可知，当球体直径降至其原来的 1/8 时，要达到原体积则需 512 个小球体。对超微载体系统而言，这意味着在同样质量的情况下比原来的体系多了 511 个加载活
12、性物的超微颗粒，从而使其所覆盖的表面积大大增加，即活性物运送的靶点大大增加，亦即相应的期望疗效或效果会大大提高。一般认为只有当超微载体的颗粒小于或接近皮肤角质层砖块模型统计学意义上的缝隙约 50nm 时，具有较紧密结构的卵磷脂超微载体才能够有效穿过皮肤角质层的紧密屏障而进入皮肤的表皮以及真皮。超微载体对皮肤的渗透和扩散机理极其复杂，目前尚无较为令人信服的模型。我们认为超微载体在角层的扩散是由其粒径大小及结构的紧密程度所决定的。即粒径越小及结构越紧密或紧凑，则越易通过由死细胞所构成的角质层天然屏障。而超微载体在皮肤的表皮及真皮中的渗透和扩散是通过与皮肤细胞具有亲和性的超微载体球体表面的卵磷脂被皮
13、肤细胞吸附、吞噬、融合以及交换等方式而进行的。在这些复合的过程中超微载体或被皮肤细胞瓦解进而所运载的活性物供给细胞或者继续被下一个细胞吞噬及运输。2、鸸鹋油纳米脂质体的优越特性1）优良的生理相容性脂质体磷脂膜结构类似人体细胞膜组成和结构，与人体细胞具有极佳的生理相容性。脂质体与皮肤细胞相容性示意图2）更高的安全性由于纳米脂质体技术的采用，提高了活性物质的稳定性，降低了使用剂量和毒性；且纳米脂质体能够以物理途径穿过细胞间隙进行活性物质的传输载运，不含任何对皮肤造成损伤的化学渗透剂，因此其使用安全性大大提高。3）优良的功效作用鸸鹋油是一种极佳的美容化妆品原料，通过纳米脂质体技术的运用，其功效作用得
14、以充分的发挥，达到极佳的美容效果。4）为细胞提供营养“储库”，使细胞健康充满活力鸸鹋油纳米脂质体分散在细胞间质中，为细胞提供丰富的营养“储库”，使细胞更加健康活力，美白、滋养、防晒、保湿功能得以长效实现。保湿滋养示意图3、鸸鹋油纳米脂质体的制备技术与检测先进的制备技术微射流纳米化技术为实现纳米脂质体生产中的纳米化、稳定性、微包覆修饰，能实现粒度在纳米尺度范围，保持鸸鹋油的生物活性，以及获得粒度小且粒度分布特性窄的高质量鸸鹋油纳米脂质体，我们采用了具有国际先进水平的“微射流纳米化技术” 。先进的技术理论微射流纳米脂质体制剂技术采用现代先进超微粉碎分散理论。利用撞击流在极小孔径的管道中高速相向流动
15、碰撞，撞击面产生强冲击、挤压、剪切、强湍流和强高压声波作用，使得外加载机械功能够较充分地转化为颗粒粉碎和分散的能量，快速达到纳米粉碎分散和乳化目的。工艺参数中，如加载压力、循环处理次数、悬浮液浓度、粘度、分散条件、撞击器结构尺寸等都直接影响最终产品的粒度及粒度分布，通过控制这些条件即可在一定尺度范围获得理想粒度大小及分布的产品。其技术特点是：粒度小、粒度分布窄和粒度大小范围可控；不混入杂质；工艺稳定、高效、可控、安全，在现代新型药物制剂的开发和生产领域有着重要的应用价值。先进的纳米化技术设备脂质体剂型的稳定性往往在脂质体粒径越小的时候越能达到。纳米脂质体制备的关键是控制粒子粒径的大小，以及获得
16、较窄且均匀的粒度分布。为达到这一目的，解决方案是进行超高压均质和挤出过滤。目前，加拿大 AVESTIN公司生产的超高压均质机是这一技术领域中最为先进的技术设备。其加工压力最高达220MPa，采用二次冲击爆破式粉碎原理，可瞬间将物质进行超高分散纳米化粉碎，且可在较低温度下工作，从而对活性药物的活性起到了充分的保护作用。在高品质鸸鹋油纳米脂质体的制备生产线中，配备了加拿大 AVESTIN 公司超高压纳米化核心设备，充分保证了产品的质量和稳定性。可靠的检测分析方法粒度大小与粒度分布特性是直接关系纳米脂质体的质量标准、功效及使用性能的重要指标。快速、准确检测液相纳米制剂粒度，我们采用国际标准统一的检测方法激光动态光散射粒度分析法，使用仪器为美国 Brookhaven 仪器公司生产的 ZetaPALS 型激光粒度分析仪。鸸鹋油纳米脂质体粒度检测结果符合 GMP 卫生要求生产流程的封闭性以及隔离操作过程设计，极大避免了外界环境的污染，且流程设备器件均不产生杂质污染，因此，对鸸鹋油纳米脂质体的优质生产提供
