防晒剂凝胶组合物及其制备方法和应用

摘要

本发明提供一种防晒剂凝胶组合物及其制备方法和化妆品中的应用。该防晒剂凝胶组合物含有：a)2～20重量％壳聚糖，b)5～25重量％甘油磷酸盐，c)2～20重量％防晒剂，和d)40～80重量％水，以该防晒剂凝胶组合物的总重量为基准。本发明的防晒剂凝胶组合物不仅能稳定地包覆防晒剂，防止其与人体皮肤直接接触，有效地避免了对人体皮肤的刺激和过敏作用，而且还显著地提高防晒产品的紫外防护能力。

说明书

技术领域

本发明涉及防晒剂凝胶组合物及其制备方法和应用，特别是涉及含有壳聚糖的防晒剂凝胶组合物及其制备方法和应用。

背景技术

在国际上广为使用的防晒剂按其机理不同，大体可分为两种类型，即物理型的紫外线屏蔽剂和化学性的紫外线吸收剂。其中物理防晒剂主要是氧化钛或氧化锌；化学防晒剂主要是含有不饱和或未成对电子基团的物质，包括对氨基苯甲酸(PABA)及其酯类、邻氨基苯甲酸酯类、水杨酸酯类、对甲氧基肉桂酸酯类、二苯甲酮及其衍生物、甲烷衍生物以及樟脑衍生物等。近年有关化学防晒剂成分引发不良反应的报道正呈上升趋势，不良反应包括过敏性接触性皮炎、刺激性接触性皮炎、光毒性反应、光变态反应、接触性荨麻疹等。传统的防晒剂使用方法将化学防晒剂直接配伍在防晒产品中，使防晒剂与人体皮肤直接接触，增加了产生刺激和过敏的可能性。另外纳米级的物理防晒剂极易穿透人体皮肤表层，渗透进入肌肤内部，对人体健康有潜在的危害性。因此，防晒剂的包覆技术应运而生。通过包覆即隔绝了防晒剂与人体皮肤的直接接触，同时又能提高防晒产品的紫外防护能力。

WO2007/075747介绍了一种UV辐射保护剂组合物，其中层状包裹防晒剂的是大豆卵磷脂形成的脂质体，层状包裹的使用延长了防晒剂活性物的释放，提高在紫外线照射下的稳定性，使该组合物能提供大于30的SPF(防晒系数)。WO2007/075747使用的脂质体包覆虽然具有独特的性能和效果，但脂质体作为载体的应用就目前来看，还存在一定的局限性，首先表现在其制备技术给工业化生产带来了一定难度；此外对于某些水溶性药物包封率较低，药物易从脂质体中渗漏；稳定性差亦是脂质体商品化过程急需解决的问题。

CN1709219以明胶和壳聚糖为壁材包裹化学紫外线吸收剂的制备方法：制备过程为将明胶与化学紫外线吸收剂，以及乳化剂进行高速乳化，再将预先进行了氧化降解后的壳聚糖与乙酸的混合液滴加到乳化液中，再以戊二醛为交联剂进行固化将防晒剂稳定地包裹在壁材中。应用此方法将防晒剂包裹在明胶和壳聚糖的壁材料之内，利用壁材料的物理反射漫反射紫外线的作用，较大的提高了对紫外线辐射的防护能力。然而，该制备方法中使用了戊二醛为交联剂，而戊二醛毒性较大，需要在反应结束后去除干净，增加了产品安全的隐患。

US7166273公开了一种耐光的有机防晒组合物：本发明涉及一种胶囊包含至少一种UVA防晒剂和至少一种光稳定剂，胶囊主要由有机聚硅氧烷通过溶胶-凝胶法制备获得，可使Parsol1789(丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷的商品名)的回收率由65％提高到88％。CN1217651描述了一种含固体弹性有机聚硅氧烷的防晒组合物，它包含水溶性及脂溶性遮光剂与具有显著美容性能的一种固体弹性有机聚硅氧烷(用作胶凝剂)相结合。它以油包水或水包油乳剂的形式存在。有机聚硅氧烷的存在可明显地增加紫外线的保护因子，保护因子可从80.3提高到105。然而，US7166273和CN1217651中报道的包覆体采用有机聚硅氧烷，其耐热和耐紫外性能优异，但对皮肤的亲和力和降解性较差。

CN1228109凝胶剂和凝胶组合物：该组合物由水膨润性粘土矿物和季铵盐型阳离子表面活性剂与常温液态脂肪酸或高级醇混合所得该组合物配合必要的紫外线吸收剂，对希望有特别高紫外线防御效果的情况很有用。该技术提供了一种油性凝胶的制备方法，适用于油包水的乳化体系，在应用上有一定的局限。

因此，本领域中迫切需要一种防晒剂包覆体系，它不仅可以通过包覆隔绝防晒剂与人体皮肤的直接接触，同时又能提高防晒产品的紫外防护能力和稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种防晒剂凝胶组合物，它含有：a)2～20重量％壳聚糖，b)5～25重量％甘油磷酸盐，c)2～20重量％防晒剂，和d)40～80重量％水，以该防晒剂凝胶组合物的总重量为基准。

本发明还提供一种上述防晒剂凝胶组合物的制备方法，它包括如下步骤：

i)将壳聚糖溶解在稀酸溶液中，形成壳聚糖稀酸水溶液，

ii)将甘油磷酸盐水溶液与所述壳聚糖稀酸水溶液混合，形成水溶胶，

iii)将防晒剂溶液或其乳化液与所述水溶胶混合，得到防晒剂水溶胶，

iv)在30～50℃温度下将所述的防晒剂水溶胶转变成防晒剂凝胶。

本发明还提供一种上述防晒剂凝胶组合物在防晒化妆品中的应用。

本发明的防晒剂凝胶组合物不仅能稳定地包覆防晒剂，防止其与人体皮肤直接接触，有效地避免了对人体皮肤的刺激和过敏作用，而且还显著地提高防晒产品的紫外防护能力。

具体实施方式

在一个优选的实施方式中，本发明的防晒剂凝胶组合物含有：a)5～15重量％壳聚糖，b)5～20重量％甘油磷酸盐，c)5～15重量％防晒剂，和d)50～70重量％水，以该防晒剂凝胶组合物的总重量为基准。

在一个更优选的实施方式中，本发明的防晒剂凝胶组合物含有：a)5～12.5重量％壳聚糖，b)5～15重量％甘油磷酸盐，c)5～12.5重量％防晒剂，和d)60～70重量％水，以该防晒剂凝胶组合物的总重量为基准。

壳聚糖作为一类天然的阳离子多糖相比于普通的胶囊和空心微球体，具有成膜性好，和高皮肤配伍性和高感官效果，还能提供保湿和治愈皮肤的功效，对皮肤有很好的相容性，不产生刺激或过敏等副效应。另外，用壳聚糖形成的水凝胶还用于制备注射药物、支架材料等。由此可见，壳聚糖对于人体来说是相当安全的。并且，由壳聚糖形成的水凝胶是用于有效地释放药物分子。而本专利的目的是形成一种基本不释放防晒剂的凝胶体系。

本发明中所使用的壳聚糖是指分子量在100000～1000000之间、脱乙酰度80％以上的壳聚糖。壳聚糖的分子量对壳聚糖水凝胶的性质有很大的影响。如果分子量过大，壳聚糖的溶解性较差。如果分子量过小，则形成的水凝胶粘度较低。以控制在200000～500000之间较为适宜。壳聚糖的脱乙酰度同样对其性能有影响，以控制在90-95％之间为佳。

本发明中所使用的甘油磷酸盐是指甘油一磷酸盐或二磷酸盐，优选是甘油一磷酸盐，如α-甘油磷酸盐或β-甘油磷酸盐。为了降低成本，本发明中更优选的是α甘油磷酸盐和β甘油磷酸盐混合物。上述的甘油磷酸盐是指甘油磷酸碱金属盐，优选甘油一磷酸碱金属盐，如甘油磷酸钠、甘油磷酸钾或它们的混合物。

本发明的防晒剂是指物理防晒剂和化学防晒剂。物理防晒剂包括化妆品中常用的物理防晒剂，如二氧化钛和氧化锌。

化学防晒剂是指化妆品中常用的化学防晒剂，主要是指含有不饱和基团和/或未成对电子基团的有机物质，例如包括对氨基苯甲酸(PABA)及其酯、邻氨基苯甲酸酯、水杨酸酯、对甲氧基肉桂酸酯、二苯甲酮及其衍生物、甲烷衍生物如丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷以及樟脑衍生物等。

本发明中所用的水是符合化妆品行业卫生安全标准的水，例如去离子水。

本发明防晒剂凝胶组合物的制备方法通常是先制备壳聚糖/甘油磷酸盐水溶胶，然后加入化学防晒剂，混合均匀后通过加热将所得到的含防晒剂的水溶胶转变成凝胶体，完成对防晒剂的包覆。

壳聚糖水凝胶的制备参考A.Chenite等在《CarbohydratePolymers》2001年46卷中发表的方法。将壳聚糖溶解在0.1M的稀酸溶液中，调节pH值在7.02左右，缓慢滴加甘油磷酸盐的水溶液，快速搅拌30分钟后可得到壳聚糖/甘油磷酸盐的温敏水凝胶。

上述的酸是本领域中已知的有助于壳聚糖溶解于水形成水溶液的酸。该酸例如包括醋酸、盐酸、草酸、柠檬酸、乳酸或它们的混合物。

然后，制备防晒剂溶液或悬浮液。为了使化学防晒剂溶解于水形成水溶液，通常可任选地加入少量有机溶剂、乳化剂或它们的混合物。以该防晒剂凝胶组合物的总重量为基准，本发明中加入不超过25重量％有机溶剂和/或不超过10重量％乳化剂，优选不超过20重量％有机溶剂和/或不超过5重量％乳化剂。

本发明中所用的有机溶剂是化妆品行业中用于制备防晒剂溶液时常用的有机溶剂，例如包括醇、酮、酯、醚或酸。

上述的醇例如包括C₁-C₄的一元或多元醇，例如异丙醇、乙二醇、甘油、聚合度小于12的聚乙二醇、聚丙二醇(15)或它们的混合物。

上述的酮例如包括丙酮、丁酮等。

上述的酯例如包括醋酸乙酯、己二酸二异丙酯、苯甲酸C_12～15烷基酯、棕榈酸异丙酯、棕榈酸异辛酯、硬脂酸辛酯、辛/癸酸甘油三酯等。

上述的醚包括硬脂醇醚、聚丙二醇(15)硬脂醇醚等。

在将防晒剂溶液滴加入壳聚糖水溶胶时，pH值宜控制在中性偏碱性为好，最低不应低于6.80，否则所制备的水溶胶在37℃下无法形成凝胶，或者所成凝胶粘度低起不到好的包覆性。

滴加完后，将防晒剂溶液与壳聚糖水溶胶混合物继续搅拌一段时间后，优选5～30分钟，更优选10～20分钟，直到混合均匀。然后，将混合物放入25～50℃，优选30～40℃的恒温培养箱中加热一定时间，如10～60分钟，优选20～40分钟，凝结成胶，即可得到壳聚糖/甘油磷酸钠的温敏水凝胶包覆的防晒体系。

由上述方法制得的防晒剂凝胶不仅能稳定牢固地包覆防晒剂，防止其与人体皮肤直接接触，从而有效地避免了对人体皮肤的刺激和过敏作用，而且还显著地提高防晒产品的紫外防护能力。

实施例

如下实施例中的数据按如下设备和方法测量：

防晒剂含量：使用高压液相用外标法检测，流动相为甲醇，并使用安捷伦1200高压液相色谱仪。

防晒凝胶吸光度使用紫外分光光度计检测，例如用岛津UV-2101PC紫外可见光分光光度计检测。

UVB防晒剂二苯甲酮-4吸光度检测：用1cm比色皿于325nm处，以去离子水为参比溶液测其吸光度(浓度为5mg/L)。

UVA防晒剂丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷吸光度检测：用1cm比色皿于357nm处，以无水酒精为参比溶液测其吸光度(浓度为5mg/L)。

实施例1

将0.2克壳聚糖粉末溶解于0.9毫升0.1M的醋酸溶液中，形成壳聚糖醋酸溶液。于室温搅拌，待壳聚糖完全溶解后，静置以去除气泡。将0.4克甘油磷酸钠粉末溶解于1.0克去离子水中，搅拌下，逐滴滴加到壳聚糖醋酸溶液中去，加完后，继续搅拌30分钟。将0.2克二苯甲酮-4溶解在0.4克去离子水中，缓慢滴加到上述壳聚糖-甘油磷酸钠水溶胶中去，加完继续搅拌15分钟后，倒入具塞的试管中放进37℃的恒温培养箱中，25分钟凝结成胶，即可得到3.1克壳聚糖/甘油磷酸钠的温敏水凝胶包覆的防晒体系。二苯甲酮-4负载率用HPLC检测达到80％；；所得到的防晒凝胶吸光度用紫外分光光度计检测，比相同含量的纯二苯甲酮-4提高了50％；常温下100天释放了1.5％的二苯甲酮-4。

实施例2

将0.2克壳聚糖粉末溶解于0.9毫升0.1M的盐酸溶液中，形成壳聚糖盐酸溶液。于室温搅拌，待壳聚糖完全溶解后，静置以去除气泡。将0.4克甘油磷酸钠粉末溶解于1.0克去离子水中，搅拌下，逐滴滴加到壳聚糖盐酸溶液中去，加完后，继续搅拌30分钟。将0.2克二苯甲酮-4溶解在0.4克去离子水中，缓慢滴加到上述壳聚糖-甘油磷酸钠水溶胶中去，加完继续搅拌15分钟后，倒入具塞的试管中放进37℃的恒温培养箱中，25分钟凝结成胶，即可得到3.1克壳聚糖/甘油磷酸钠的温敏水凝胶包覆的防晒体系。二苯甲酮-4负载率用HPLC检测达到81％；所得到的防晒凝胶吸光度用紫外分光光度计检测，比相同含量的纯二苯甲酮-4提高了50％；常温下100天释放了1.4％的二苯甲酮-4。

实施例3

将0.1克壳聚糖粉末溶解于0.9毫升0.1M的醋酸溶液中，形成壳聚糖醋酸溶液。于室温搅拌，待壳聚糖完全溶解后，静置以去除气泡。将0.4克甘油磷酸钠粉末溶解于1.0克去离子水中，在搅拌下，逐滴滴加到壳聚糖醋酸溶液中去，加完后，继续搅拌30分钟。将0.2克二苯甲酮-4溶解在0.4克去离子水中，缓慢滴加到上述壳聚糖-甘油磷酸钠水溶胶中去，加完继续搅拌15分钟后，倒入具塞的试管中放进37℃的恒温培养箱中，25分钟凝结成胶，即可得到3.0克壳聚糖/甘油磷酸钠的温敏水凝胶包覆的防晒体系。二苯甲酮-4负载率用HPLC检测达到68％；所得到的防晒凝胶吸光度用紫外分光光度计检测，比相同含量的纯二苯甲酮-4提高了41％；常温下100天释放了2.1％的二苯甲酮-4。

实施例4

将0.2克壳聚糖粉末溶解于0.9毫升0.1M的醋酸溶液中，形成壳聚糖醋酸溶液。于室温搅拌，待壳聚糖完全溶解后，静置以去除气泡。将0.4克甘油磷酸钠粉末溶解于1.0克去离子水中，在搅拌下，逐滴滴加到壳聚糖醋酸溶液中去，加完后，继续搅拌30分钟。将0.2克丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷溶解在1.0克己二酸二异丙酯之中再加入0.3克壬基酚聚氧乙烯醚，缓慢滴加到上述壳聚糖-甘油磷酸钠水溶胶中去，加完继续搅拌15分钟后，倒入具塞的试管中放进37℃的恒温培养箱中，25分钟凝结成胶，即可得到4.0克壳聚糖/甘油磷酸钠的温敏水凝胶包覆的防晒体系。丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷负载率用HPLC检测达到77％；所得到的防晒凝胶吸光度用紫外分光光度计检测，比相同含量的纯丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷提高了46％；常温下100天释放了8.5％的丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷。

实施例5

将0.18克壳聚糖粉末溶解于0.9毫升0.1M的盐酸溶液中，形成壳聚糖盐酸溶液。于室温搅拌，待壳聚糖完全溶解后，静置以去除气泡。将0.4克甘油磷酸钠粉末溶解于1.0克去离子水中，搅拌下，逐滴滴加到壳聚糖盐酸溶液中去，加完后，继续搅拌30分钟。将0.2克丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷在溶解在1.0克己二酸二异丙酯之中再加入0.3克壬基酚聚氧乙烯醚，缓慢滴加到上述壳聚糖-甘油磷酸钠水溶胶中去，加完继续搅拌15分钟后，放入37℃的恒温培养箱中，凝结成胶，即可得到3.98克壳聚糖/甘油磷酸钠的温敏水凝胶包覆的防晒体系。丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷负载率用HPLC检测达到75％；所得到的防晒凝胶吸光度用紫外分光光度计检测，比相同含量的纯丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷提高了45％；常温下100天释放了6.4％的丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷。