美研创新：安全、高效的创新型高分子去屑剂

头屑、马拉色菌与去屑剂

头皮的健康状态不仅影响一个人整体的美观，而且会直接影响到头发的状态。而一直以来最常见的头皮问题就是头屑和头痒。

头皮最外层的组织——表皮是由无生命力的细胞组成。它们连续不断地脱落，由下面一层细胞来取代，一般以小于0.02毫米的细小颗粒脱落，因此肉眼观察不到。而病理性头皮屑是指头皮异常病变时才会出现的白色或灰色鳞屑，属于皮肤疾病范畴。这种鳞屑颗粒较大，附着在头皮表层或头发上，梳头或搔抓时极易脱落到肩部衣服上。这种看似很小的问题却往往困扰着人们的工作、生活及社交等各个方面。头皮屑出现时，常常伴有头皮炎症和头皮瘙痒等症状。如果不采取恰当的方法有针对性地治疗，可能会周期性、复发性或持续性地发生，严重时可导致头皮毛囊损伤，形成永久性脱发。

病理性头屑普遍被认为与一种由叫马拉色菌（Malassezia）的真菌有关。马拉色菌在头皮上的大量繁殖引起头皮角质层的过度增生，从而促使角质层细胞以白色或灰色鳞屑的形式异常脱落，这种脱落的鳞屑即为头屑。马拉色菌是一种共生菌，每个人都可能带有。皮脂是马拉色菌的食物来源，马拉色菌通过消耗从皮脂中的甘油三酸酯分解（通过脂酶）而来的饱和脂肪酸而生存。马拉色菌消耗皮脂中的甘油三酸酯分解出来的饱和脂肪酸后，剩余的不饱和脂肪酸则渗透入头皮，导致人体的炎症反应。

马拉色菌引发头屑的步骤包括：1）头皮上的马拉色菌释放出毒性物质；2）毒性物质引发炎性反应；3）炎性反应启动细胞的增生；4）细胞过度增生在头皮表面产生发育不完全的细胞群，即头屑。马拉色菌引起炎症反应的结果是引发头皮角质细胞的过度增生。正常情况下，头皮细胞从头皮的底层分裂出来，逐渐向头皮表面移动，最终达到头皮表面，构成角质层。通常，这一过程需要大约28天的时间。而当炎症反应发生时，头皮细胞的增殖异常加速，细胞向头皮表面的移动速度也异常加快，且细胞尚未完全调整好自身的状态便达到表面，下面新的细胞又蜂拥而至，最终导致表层细胞大面积脱落，形成头屑。此时，这一过程被缩短到了7天至21天^[1]。

图 1. 高分子抑菌去屑剂及其作用原理

洗发是美发和保持头皮健康的最基本步骤。头屑最简单治疗方法就是使用高质量的去屑洗发水^[2] 。这些洗发水不仅具有普通洗发水所共有的清洁和护发功能外，还含有抗真菌的有效成份。历史上，人们曾经主要靠使用煤焦油和硫黄治来疗头皮屑。然而随着药物研究的发展，人们已经相继研发出了更加现代的抗真菌活性物，包括吡啶硫酮锌（ZPT）、酮康唑、二硫化硒、甘宝素和吡啶酮乙醇胺盐（OCT）等物质。这些物质的共同特点是都具有很强的抗马拉色菌活性，通常的最低抑菌浓度浓度都在1–30 ppm范围以内。其中酮康唑和二硫化硒的抑制真菌效果虽然很强，但酮康唑只能在医药品中使用，在化妆品领域是禁用的；二硫化硒虽可以应用于化妆品，但因其刺激性也不宜长期连续使用。ZPT具有很强的抗菌能力，可以附着在头皮表面，起到抑制马拉色菌的效果，且不易被皮肤吸收。因此在过去几十年的时间里，ZPT是全球最常用的去屑剂。但因其对环境生态存在着负面影响，ZPT已于2022年3月1日起被欧盟禁止在化妆品中使用。目前，OCT和甘宝素是应用得比较多的去屑剂。市场呼唤创新型去屑剂的出现。

高分子抑菌去屑剂设计理念
前述的抑菌去屑剂都属于低分子量的小分子无机或有机化合物。直到最近为止，高分子抑菌去屑剂并不存在。那么，高分子抑菌去屑剂是否可能、又有什么特征呢？

高分子化合物一般指分子量高达几千到几百万的化合物，是由千百个原子以共价键相互连接而成的。理论上讲，通过在高分子的侧链上导入氨基等具有抑菌效果的官能团，则高分子可以具有抑菌效果。其抑菌能力可以通过控制官能团的比例来调整。高分子抑菌剂在塑料制品、涂料、纺织品、医疗器械等领域中已有应用。它们通过不同的机制，如破坏微生物的细胞膜、干扰其代谢途径或引起细胞凋亡等方式，起到抑菌的作用。但在化妆品中，特别是作为去屑剂的使用尚属罕见。

高分子不会经皮渗透及其成膜性是小分子抑菌剂所不具有的特征。一般来讲，分子量低于500的小分子才可以经皮渗透^[3] ；而分子量高达几千到几百万的高分子无法经皮渗透，也就不会对表皮以下的真皮层及皮下组织造成影响。这意味着理论上讲高分子抑菌剂对人体更安全。成膜性是高分子材料的另一个特征，而溶液成膜是一种最为常见的高分子薄膜制备方法。通过使用含有高分子抑菌剂的洗护产品，待水分等溶剂挥发后，如果高分子抑菌剂可以在头皮上形成薄膜，则其抑菌效率可以得到最大化。因此，既有可能在头皮表面成膜、又不会渗透进头皮内部的高分子抑菌成分堪称理想的新型去屑剂的选择。其抗菌机理是透过细菌或真菌的细胞壁，通过阴阳离子的相互吸引作用而吸附于细胞膜上，从而破坏细胞膜的结构而起到抑菌的作用（图1）。

根据上述设计理念，新型高分子抑菌去屑剂已由专业生产各种功能性高分子材料、年产能超过150万吨的日本触媒公司生产出来，经与增溶剂、成膜剂等辅助成分复配，作为一款创新型的抑菌去屑剂即将投放市场。本研究对其有效性及应用性进行了实验验证。

安全性及功效验证结果

针对新型高分子去屑剂Poly-D-Fi（INCI：丙烯酸（酯）类/甲基丙烯酸二甲基氨乙酯共聚物、癸二醇、丁二醇、水），我们进行了下述安全性及功效效果的实验验证。

安全性
将上述高分子去屑剂制成有效物含量1%的弱酸性水溶液后，对25名志愿者进行24小时人体单次皮肤封闭型斑贴试验。依据日本行业的判定标准，高分子去屑剂的皮肤刺激指数为0（皮肤刺激指数=评定总分/受试人数x100），即无刺激。

进而将高分子去屑剂1%的弱酸性水溶液对50名志愿者进行RIPT人体重复全封闭型皮肤斑贴试验。依据国际判定标准，创新型高分子去屑剂对皮肤无累积性刺激性、无致敏性。

以上结果表明，新型高分子去屑剂在人体外用应用时是安全、无刺激的。

对马拉色菌的抑菌效果
实验方法：使用Leeming and Notman agar（LNA）培养基培养马拉色菌Malassezia furfur，菌液浓度调至OD650=1.0后接种至测试样品中，每24小时进行一次菌株数量的检测。

图 2. 各种去屑剂对马拉色菌抑菌的抑菌效果

测试结果如图2所示。高分子去屑剂在浓度150ppm时，24小时后可100%抑制马拉色菌的生长；在浓度15ppm时，48小时后可100%抑制马拉色菌的生长。同时，结果显示，高分子去屑剂抑制马拉色菌的效果在低浓度时即显著优于传统的去屑剂ZPT及OCT。

在头皮护理精华液中的应用
实验方法：使用Leeming and Notman agar（LNA）培养基培养马拉色菌Malassezia furfur，将菌液浓度调至OD650=1.0后接种至测试样品中。24小时后进行菌株数量的检测。随后再度添加菌液至测试样品中，24小时后进行菌株数量的检测。重复进行两次菌液的添加。本实验的测试样品为自制的免洗型头皮护理精华液，配方中包含甘油3%、PPG-13-癸基十四醇聚醚-24 0.5%、苯甲酸钠0.4%、苯氧乙醇0.4%、香精0.2%、泛醇0.1%、创新型高分子去屑剂0.1%、EDTA二钠0.05%、余量为水。

图 3. 含高分子去屑剂的头皮护理精华液对马拉色菌的持续性抑菌效果

测试结果如图3所示。可见含有创新型高分子去屑剂的精华液对马拉色菌具有持续性的高效抑制作用。

在去屑洗发水中的应用
实验方法：在添加了0.5%橄榄油的Sabouraud Dextrose Agar (SDA)培养基中，加入浓度为OD650=1.0的马拉色菌Malassezia furfur菌液进行培养。然后在培养基正中间打开一个孔洞，加入0.2ml的测试样品。置于25℃下继续培养，观察平板中是否有抑菌圈的形成并测量抑菌圈的直径。本实验的测试样品为自制洗发水及作为对照品的市售洗发水。自制洗发水配方中包含：月桂醇聚醚硫酸酯钠13%、椰油酰胺丙基甜菜碱3%、甲基椰油酰基牛磺酸牛磺酸钠2%、椰油酰胺甲基MEA 2%、头发调理组合物植物甾醇/辛基十二醇月桂酰谷氨酸酯&PPG-9二聚甘油醚&聚丙二醇-34&PPG-52丁醚1%、香精0.5%、氯化钠0.5%、苯氧乙醇0.4%、瓜儿胶羟丙基三甲基氯化铵0.5%、苯甲酸钠0.25%、EDTA二钠0.13%、创新型高分子去屑剂0.1%、余量为水。
 

图 4. 洗发水的马拉色菌抑菌测试结果

测试结果如图4所示。含有高分子去屑剂的自制洗发水在不同稀释浓度下均产生了抑菌圈，且不同稀释浓度下的抑菌圈直径均明显大于相同浓度下的含ZPT的市售洗发水及含OCT的市售洗发水。由此可见，含有高分子去屑剂的自制洗发水在冲洗头发的过程中，可持续地发挥高效的抑菌作用。

结论

在替代ZPT成为大趋势的当下，市场呼唤安全且高效的创新型去屑成分。本文中的高分子抑菌去屑剂已被实验证明人体使用安全，且无论作为原料本身，还是添加到免洗型产品及冲洗型的洗发水中，其抑菌效果及效率都显著优越于传统的ZPT及OCT。这款高分子去屑剂的问世，将为化妆品行业和广大有头屑烦恼的消费者带来新的、更安全且有效的选择。

参考文献：
[1]  杨建中，“用于洗护发技术中的科学基础”，中国化妆品（行业版），2010年增刊第1期（2010）
[2]  杨建中，J. R. Schwartz，“有效去屑香波技术的设计原理”，中国化妆品（行业版），254, 82 (2008)
[3]  J.D.Bos, M.M.Meinardi，“The 500 Dalton rule for the skin penetration of chemical compounds and drugs”，Experimental dermatology，Vol. 9,3 (2000)

来源：荣格-《 国际个人护理品生产商情》

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