静电纺丝技术在化妆品中的应用
静电纺丝技术是一种电流体动力学技术,在高压电场下,高分子聚合物溶液被雾化成微小喷射细流,这些细流经过拉伸细化、弯曲、固化过程,沉积在物体表面形成纳米纤维膜,所以静电纺丝也是一种纳米技术。
静电纺丝主要装置如图1所示,分别由四个主要部分组成,可调节电压的高压电源、注射泵、流出纺丝液的喷丝针头和接地的纤维接收装置。
目前静电纺丝技术在化妆品领域的应用主要是集中在面膜产品,包括眼贴。局部贴等。原材料主要是胶原蛋白、多肽、壳聚糖、玻尿酸等,然后在高压电流的作用下成纳米纤维,再铺膜成型。技术机理看起来是比较简单的,但是实际操作过程中,影响因素还是比较多的,主要分为2类,溶液相关的因素(溶液浓度、黏度、分子质量、表面张力)和装置相关的因素(溶液的流速、电场强度)。
静电纺丝技术做成的面膜产品(也叫纳米纤维面膜),有以下优势:
1、活性物浓度高
传统无纺布面膜含大量水分,所以局部活性物浓度较低;而静电纺丝膜遇少量水瞬间即溶、可形成具有高渗透性的局部高浓度环境。
2、贴敷性好
纳米纤维因为具有较小的直径,所以可以深入皮肤的沟壑之中,提高了与皮肤的接触的面积,与普通携带精华液的非织造布面膜相比,纳米纤维面膜增加了对皮肤的贴敷性。
3、无防腐
为干式面膜,不含水分,干燥环境下更有利于功效成分活性的保持;无防腐剂、无色素、无香精,更安全。
4、生物相容性好
纳米纤维膜孔隙率较高,为细胞增殖、粘附提供充 足的空间、营养和信号交换条件;纳米纤维对细胞具有引导 作用,可为细胞的生长提供更大的表面积和三维立体环境, 能够在较长的时间支持细胞生长。
目前市面上已有多款使用了静电纺丝技术,具有不同功效的缓释型纳米纤维面膜(遇水后会逐步释放功效成分,达到被脸部皮肤吸收的目的)、速溶型纳米纤维面膜(遇水可以瞬间溶解),以及不同功效的护肤贴。
为验证纳米纤维面膜具有增强皮肤屏障功能、提高皮肤弹性、淡化眼角鱼尾纹等效果,志愿者在使用抗皱纳米纤维面膜前后局部效果图如图3所示。志愿者在使用其30 min后,能明显观察到眼角的皮肤褶皱变短、变浅,抗皱效果显著。
总结:静电纺丝技术/纳米纤维技术作为一个材料学科新型技术,已经被成功引入化妆品领域制备出纳米纤维面膜(具有安全性好、贴敷性佳、生物相容性优异、活性浓度高等优点),但是目前市面上的产品还比较少,而且价格也比较贵,需要进一步改善性价比。也有研究者利用海洋鱼胶原添加植物成分后进行静电纺丝,得到的纳米纤维膜可以快速渗透到皮肤深层,并达到提高皮肤水分含量、改善皱纹等效果。