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如何开发清爽的高SPF防晒配方(Ⅰ)

李洪海,张云岭

上海相宜本草化妆品股份有限公司

随着2016年CFDA发布防晒化妆品防晒效果标识管理要求的公告(2016年第107号),中国防晒护肤品的开发进入了SPF50+、PA++++的时代。在选择防晒产品时,中国消费者目前有了越来越多的选择,包括国内生产的防晒产品、进口防晒产品、电子商务海外购物等等。随着国内防晒化妆品标识高SPF的放开,国内外品牌会纷纷上市高SPF值的防晒产品,市场竞争会更加激烈,防晒市场的规模还会持续增长,所以防晒护肤市场是一个机遇和挑战并存的市场。从消费者对防晒产品的喜好角度来讲,消费者在选择防晒产品的时候既会关注产品的SPF值的高低,也会注重产品使用时肤感的清爽与否。笔者通过总结在护肤品行业多年的防晒产品开发经验并且将防晒理论与开发实践相联系,分析汇总了如何进行高SPF防晒产品的配方开发,列出了系列配方开发和设计的关键要素和注意要点,并给出了开发实例,推荐了人体SPF评估达到SPF50+且肤感清爽的防晒配方,以期对化妆品研发和技术人员开发防晒护肤品具有启发和借鉴意义。

1 防晒产品开发的技术要点

1.1 防晒产品的常规剂型及其优缺点

1.1.1 O/W剂型乳液/膏霜

O/W(水包油)剂型防晒产品肤感比较清爽,具有水润的使用感,比较受消费者的欢迎。在O/W剂型中,需要在油相中添加较多的油溶性防晒剂,但由于油相比例的限制,在其中添加较高浓度的防晒剂比较困难,从而O/W剂型的产品要做到高SPF值还是比较困难的。同时,O/W体系不耐水,不适用于开发防水防汗的防晒配方。

1.1.2 W/O剂型乳液

W/O(油包水)剂型防晒产品在使用肤感和稳定性方面比O/W剂型差些,但具有优异的耐水性。而且外相为油相,容易添加较高含量的油溶性防晒剂,W/O剂型比较容易达到高SPF值和PA值。另外,也可以通过使用较高含量的硅油和清爽型的油脂复配来改善W/O剂型的使用肤感。

在W/O剂型里,有一种亚稳定的剂型——产品黏度较低,产品放置一段时间后会有油脂层分离出来,使用前摇一摇产品即可以再乳化而混合均匀。该类W/O摇一摇的剂型除具有W/O剂型的优点以外,其乳化剂和增稠稳定剂的用量较少,可以降低使用时的黏腻感,是目前开发高SPF防晒配方的首选剂型。

1.1.3 凝胶型乳液/霜(gel cream)

该类型一般也是O/W剂型,但主要是使用聚合物型乳化剂为主,不使用或者较少使用传统乳化剂,这类防晒产品的肤感水润,有一种“化水感”。但这类剂型配方中很难添加大量的防晒剂,配方稳定性也比较具有挑战性,所以比较难达到较高SPF值和PA值。

1.1.4 喷雾(酒精溶剂型,乳化型)

喷雾型的防晒产品使用起来比较方便,逐渐受到了消费者的喜欢。喷雾剂型的防晒配方是以酒精为主要的溶剂,将紫外吸收剂溶解在酒精里,喷雾使用时由于酒精的挥发肤感会比较清爽。最新的喷雾剂型技术趋势是将防晒料体灌装在含气雾推进剂的包装中,在夏天高温时使用,需要注意高压气体容器的泄露风险。但喷雾剂型比较难于实现高SPF值。

1.1.5 不同剂型对SPF值的影响

防晒产品的SPF值和PA值的影响因素主要有:添加的防晒剂的种类、配伍及添加量;防晒剂在皮肤上分布的均匀性;粉体的分散效果;配方的耐水性等等。一般情况下,相同或者类似的防晒剂组合在不同体系中的SPF值会有如下规律:W/O(摇一摇)乳液/膏霜>O/W膏霜>O/W乳液>凝胶乳液>喷雾。

1.2 防晒配方设计的关键指标

进行防晒产品配方的开发设计前,需要对项目进行初步立项,收集整理包括但不限于下面的项目信息:目标SPF值、PA值、包装形式和产品的剂型、目标用户、成本结构、适用的相关法规要求等等。防晒配方技术角度,需要考虑到如下几个方面的技术要点:防晒剂选择和配伍;油脂的选择和配伍及对结晶防晒剂的有效溶解;乳化体系的选择;防晒增效剂、成膜剂的搭配;肤感调节成分的添加;防腐体系的设计等等。

要开发出清爽的高SPF值产品,以下几个指标是互相影响的:高SPF值;清爽的肤感;配方的成本。

1.3 防晒剂选择和配伍原则

1.3.1 尽量选用一些比较安全、温和的防晒剂

尽量选择一些比较安全、温和且光稳定性较好的防晒成分,避免一些争议性和潜在致敏的防晒剂,例如对氨基苯甲酸(PABA)衍生物,还有二苯甲酮-3,由于潜在致敏原因,法规规定使用后需要在标签上特别标注。安全性方面,一般认为分子量500以上的比较难吸收,所以相对安全可选择:乙基己基三嗪酮(EHT),分子量823;亚甲基双-苯并三唑基四甲基丁基酚(MBBT),分子量659;双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪(BEMT),分子量629。

1.3.2 有机紫外吸收剂和无机紫外散射剂结合使用

无机防晒剂可以加强紫外线在皮肤上的散射、折射等,增加被有机防晒剂吸收的概率,本身也是很好的紫外线吸收剂;如果配方设计时,为了某些原因单纯使用有机防晒剂组合或者单纯使用无机防晒剂,要做到高SPF值都是有一定挑战性的。

每种防晒剂因为安全等原因属于法规限用物质,都有其对应规定的使用上限浓度。为了提高整体配方的SPF值,需要多种防晒剂搭配,而无机防晒剂和有机防晒剂搭配可以减少配方中油脂的总量,减少配方的油腻感。为了强化配方的PA值,日本市场最近就比较普遍使用高含量的氧化锌来开发防晒产品。

在进行有机和无机防晒剂搭配时,要注意一些有机防晒剂和粉体防晒剂的配伍兼容问题。例如丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷和有些二氧化钛(表面处理含氧化铝等)及氧化锌不相容,会出现产品结晶、变黄等质量问题。

1.3.3 强化UVA防晒,同时做好不稳定防晒剂的稳定工作

紫外线UVA可以穿透皮肤的真皮层,主要会引起光老化和皮肤黑化,UVA也会强化UVB对皮肤的伤害。所以在开发高SPF值防晒产品配方的时候,也要注意强化PA值,PA值高也有助于提高SPF值。

丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷(又称,BMDM等)是一种高效的UVA紫外吸收剂,其性价比也很高,在很多防晒产品配方中广泛应用。但是,BMDM的应用有很多技术挑战和相应的注意事项。

BMDM的化学稳定性较差,受到阳光的照射,它就被激发而逐渐分解失去效用,这就需要配合额外的光降解保护措施及防晒配方设计中考虑恰当的配伍。BMDM和另外一

种应用非常广泛的UVB紫外吸收剂——甲氧基肉桂酸乙基己酯(简称OMC),在光的作用下会发生反应生成新的化合物,从而逐渐失去防晒效果,所以在防晒产品配方设计时不建议将BMDM和OMC同时配伍使用。

在防晒产品配方设计时,添加BMDM时搭配UVB防晒剂奥克立林(OCTO)是一个比较公认的稳定技术,二者搭配时OCTO的建议用量要略高于BMDM的用量,这样对BMDM能够起到较好的光保护作用,例如BMDM的添加量在3%,OCTO的添加量在3%~4%效果会比较好。有资料表明4-甲基苄亚基樟脑(4-MBC)和广谱防晒剂BEMT可以作为二者的荧光激发态的猝灭剂,能有效地稳定BMDM。

此外在配方中添加不属于防晒剂清单中防晒增效剂例如丁基辛醇水杨酸酯( BHB,)和萘二甲酸2,6-二乙基己酯(商品名 TQ,)也能够起到提升SPF值和稳定防晒剂的效果。

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