從溶解度、滲透率到功效協同,超分子技術正引領原料研發新風向。
作者| 沐 沐
責編 | Lucky
來源| 聚美麗
在原料創新被擺在更重要位置的今天,作為功效原料改性升級的關鍵路徑,超分子技術正掀起全球美妝市場應用熱潮。
在品牌布局上,近兩年來,寶潔、歐萊雅等國際集團競相押注,不斷發布超分子相關專利或新品;此外,杉海創新、佰鴻集團等本土企業也紛紛在原料、配方端落地成果,讓超分子技術快速進入大眾視野。
市場規模上,美麗修行大數據曾在報道中指出,作為科技護膚的一大支柱,超分子技術有著顯著的市場影響力。2023年電商平臺的公開數據顯示,國內市場上,宣稱采用超分子技術的護膚產品銷售額約200億元。相應地,這類產品所需的原料銷售規模預估高達8億元。
之所以能掀起應用熱潮,源于其早已被頂級學術認證的科學價值與應用潛力。作為曾三度斬獲諾貝爾獎的一項前沿技術,超分子化學核心在于像搭建“分子樂高”一樣,通過氫鍵等非共價作用力,讓不同分子自主、精準地組裝成結構更穩定、功能更優異的新實體。
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而這一特性,恰好擊中了當下原料研發痛點——傳統功效原料中,水楊酸、膠原蛋白等明星原料長期受困于溶解性差、刺激性強、滲透率低、協同性弱等難題,超分子技術的出現,為此提供了針對性破解思路。
本期成分特輯子欄目“原料新品”,便以全球新原料研發動態為主題,聚焦國內外頭部企業利用超分子技術開發的新原料,簡要分析近期的研究成果。
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從布局邏輯看,國內企業如珀萊雅、貝泰妮等,側重于運用該技術改造單一明星成分,以提升其穩定性與溫和性,快速解決市場痛點;而國外企業如歐萊雅、資生堂等,則更傾向于構建系統性的技術平臺,致力于開發具有協同增效作用的的全新復合原料,引領前沿功效突破。
01
珀萊雅:可改善刺激性的超分子琥珀酸技術
在功效護膚市場中,主打調節油脂分泌和控油抗炎的琥珀酸,一直是“刷酸”市場備受關注的活性成分,尤其在抗痘、毛孔護理類產品中應用廣泛。然而,琥珀酸自身的特性卻長期制約著其在化妝品中的高效應用:
從理化性質來看,琥珀酸晶體結構穩定,在化妝品常用體系中溶解性差,長期儲存易結晶析出,無法保證使用效果的穩定性;更關鍵的是,高濃度應用時會造成配方pH值顯著降低,易刺激皮膚屏障,引發泛紅、刺痛等不適,難以平衡其功效與溫和性。
針對這些痛點,珀萊雅近日公開一項專利,通過“共晶技術”將琥珀酸與天然保濕因子甜菜堿,以1:2的特定摩爾比結合,構建出新型超分子體系。
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△圖源:國家知識產權局
該技術的核心在于,甜菜堿分子與琥珀酸分子通過氫鍵等非共價作用力,形成具有全新晶體結構的穩定共晶。
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△琥珀酸甜菜堿共晶結構式,截自國家知識產權局
這一結構改造帶來了明顯的技術優勢:首先,提升琥珀酸在配方中的溶解度與穩定性,解決了其長期放置易結晶的問題,使高濃度添加成為可能。
其次,有效降低配方的潛在刺激性。實驗顯示,琥珀酸甜菜堿共晶在發揮控油、修護功效的同時,其刺激性評分遠低于單一琥珀酸,實現了高功效與溫和性的平衡。
可以看到,這項創新成果為琥珀酸的高效溫和應用提供了可行方案,適用于多種護膚品類。
02
貝泰妮:溶解性增強的高含量水楊酸組合物
另一“刷酸”熱門成分水楊酸,憑借其脂溶性特質能夠深入毛孔內部,溶解油脂栓、代謝老廢角質,同時兼具抗炎殺菌功效,長期以來一直是控油清痘、改善粗糙膚質的核心原料。
然而,其應用痛點同樣突出,主要表現在以下三點:
①溶解性極差,水溶性不足1%;
②配方穩定性堪憂,儲存時易析出晶體;
③高濃度時刺激性較強,易破壞皮膚屏障,這也限制了其在敏感肌產品中的應用。
為解決上述難題,貝泰妮聯合云南特色植物提取實驗室采用“共熔技術”,開發出一項創新專利——一種消熔的高含量水楊酸組合物。
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△圖源:國家知識產權局
專利顯示,該組合物由聚乙二醇?8和PPG?14?聚甘油?2?醚形成共熔劑,通過與水楊酸共熔后形成穩定的均相體系,制備出高濃度且溫和的水楊酸組合物,其中水楊酸在組合物中的重量百分比達25%~30%。
值得注意的是,通過DSC掃描測試發現,該共熔體系中已無水楊酸的熔融峰,這表明水楊酸的晶體結構已被破壞,形成了全新的“超分子聚集體”,從而解決水楊酸溶解性差、在配方中易結晶析出的問題。
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△DSC掃描測試結果,截自國家知識產權局
另據該專利披露,該組合物未添加有機溶劑和pH調節劑等成分,經家兔急性眼刺激性試驗和多次皮膚刺激性試驗驗證,結果均為無刺激性,這表明上述水楊酸組合物具有良好的溫和性,為水楊酸在敏感肌護理領域的應用拓寬了邊界。
03
雅詩蘭黛:水溶性提升的新型超分子壬二酸
除琥珀酸、水楊酸外,壬二酸作為護膚領域的多面手,以其出色的抗炎、抗氧化、抑制異常色素沉著和抗菌活性而聞名,尤其對玫瑰痤瘡和痘印有良好效果。然而,其難溶屬性是阻礙其廣泛應用的最大絆腳石。其水溶性較差,極易在配方中析出晶體,且難以難以制備高濃度的水基產品。
針對這一共性難題,超分子技術是近年來提升成分溶解性的重要方向。此前已有諸多探索,例如萱嘉生物將壬二酸與吡啶甲酰胺等含有氨基的有機化合物形成超分子共晶,實現水溶性的26.3倍提升;江南大學則嘗試由壬二酸、乳酸和泛醇形成的超分子體系,將壬二酸在體系中含量提升至39wt%等。
在此背景下,雅詩蘭黛近期提出了一種新的超分子聚集體方案,通過將壬二酸與L-脯氨酸以1:1的摩爾比結合,構建穩定的超分子結構。
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△圖源:國家知識產權局
專利數據顯示,該方案使壬二酸在蒸餾水中的溶解度增加約1.19倍,從原料壬二酸的2352ppm增加到超分子聚集體的2795ppm。
與此同時,該專利還驗證了該超分子聚合體在實際配方中以1wt%添加時,可完全溶解,而未作超分子處理的配方則處在晶體析出問題。
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△溶解度實驗,截自國家知識產權局
相較此前超分子技術探索,雅詩蘭黛的這一新型方案,既規避了萱嘉生物相關方法中堿性環境易導致壬二酸分解、影響功效與穩定性的問題,也改善了江南大學方案中乳酸長期使用可能破壞皮膚屏障的隱患,為壬二酸在溫和型高濃度水基配方、敏感肌適用功效產品中的穩定應用提供了更優選擇。
04
資生堂:顯著提高皮膚滲透率的超分子膠原
除卻酸類成分,作為抗衰護膚領域的核心原料,膠原蛋白雖市場熱度不減,卻也因分子量過大導致的經皮滲透率低問題,長期制約著其功效發揮。傳統膠原蛋白分子量多在幾萬至幾十萬道爾頓,遠超皮膚角質層滲透閾值,大部分僅能停留在表層發揮短暫保濕作用,難以真正作用于真皮層,抗衰效果大打折扣。
近期,資生堂與深圳杉海創新技術有限公司聯合申請了一項新專利,提出將膠原蛋白與透明質酸鈉通過“超分子共晶”技術結合,顯著提升皮膚吸收效率。
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△圖源:國家知識產權局
在傳統配方中,膠原蛋白與透明質酸多僅為物理混合,難以實現理想的協同效果,尤其是膠原蛋白,因分子量大、結構穩定,其經皮滲透效率始終是應用中的主要瓶頸。
而資生堂與杉海創新的這項新專利技術,通過構建超分子共晶,使二者在溶液中形成穩定的納米級復合結構,其粒徑可精準控制在18~500nm范圍內,這有效提升了其穿透角質層的能力,從而能更深入作用于皮膚深層。
此外,實驗數據證實,當膠原蛋白與透明質酸鈉以10:1的比例形成共晶體時,其透皮滲透率分別達到普通膠原蛋白的9.4倍、普通透明質酸鈉的2.92倍。
更為重要的是,該技術展現了明確的生物學功效,不僅能有效提升肌膚內源性硫酸軟骨素、I型及III型膠原蛋白的含量,還可增加表皮活細胞層的厚度,從而實現可見的緊致與抗皺效果,適用于化妝品、保健品和醫用敷料等多個領域。
05
理膚泉:突破單一成分功效的共體超分子科技
在功效護膚高度精細化的今天,單一成分的功效局限已難以滿足消費者對多維護膚的需求,如何讓多種活性成分實現“1+1>2”的精準協同,而非配方表上的簡單羅列,已成為衡量前沿技術價值、構建產品核心壁壘的關鍵。
針對這一行業痛點,理膚泉于第八屆進博會期間,正式發布獨家專利共體超分子【B5+紅沒藥醇】成分,及其全新超分子系列產品,以超分子技術破解成分協同難題。
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△理膚泉全新超分子系列產品,截自歐萊雅中國資訊中心
據悉,該技術是理膚泉聯合諾獎科學家實驗室共同研發的成果,核心創新在于通過超分子化學反應,讓B5與紅沒藥醇分子形成“榫卯”式共體結構,借助非共價鍵作用力實現穩定結合與協同作用。
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△共體超分子【B5+紅沒藥醇】結構,截自國家知識產權局
眾所周知,B5(泛醇)主打保濕修護皮膚屏障,紅沒藥醇擅長抗炎鎮靜,二者單獨使用時功效相對單一,而共體超分子結構不僅能讓兩種成分緊密協同,還可促進透皮吸收,從而表現出更佳的修護舒緩功效。基于該技術的超分子水光乳,經臨床試驗驗證,連續使用4周可有效提升肌膚水潤度、彈性與光澤度。
此外,理膚泉還將這一雙重共體超分子科技延伸至清痘領域,開發出共體超分子水楊酸+煙酰胺、水楊酸+甜菜堿成分,打破傳統控油清痘產品刺激皮膚的局限,實現更深層滲透、更持久溫和控油。
總的來講,上述國內外頭部企業在超分子技術領域的創新成果,覆蓋了單一成分改性、大分子滲透提升、復合成分協同等多個維度,為解決原料溶解性差、穩定性不足、刺激性強、功效協同性弱等行業痛點,提供了切實可行的研發思路,推動護膚產品向更高效、溫和、精準的方向迭代。
不過,就眼下而言,超分子技術的產業化應用仍面臨著從市場信任到科學傳播的諸多挑戰:
其一,如何真正起效存疑。
盡管各方紛紛入局,但行業內部對于超分子技術在最終產品中的實際功效,一直存在審慎的質詢。
其二,行業尚缺乏統一的技術標準與評價體系。
目前超分子技術的定義、結構表征方法及功效驗證標準尚未統一,導致市場產品宣稱混亂,也給監管帶來挑戰。
其三,將“實驗室語言”轉化為“市場信任”,也是一大挑戰。
相比原料產業中相對成熟的A醇、VC、煙酰胺等,超分子在消費者教育上存在天然門檻。
盡管挑戰重重,但值得肯定的是,超分子技術已然成為美妝原料創新的核心賽道,其技術潛力與市場前景已得到行業共識。
恰如杉海創新創始人張嘉恒在此前與聚美麗的交流中所說:“超分子技術在美妝護膚和大健康領域的應用才剛剛起步,但前景廣闊。我們展望未來五到十年,隨著科研投入和產業化攻關的持續進行,消費者日常使用的產品中可能會出現越來越多的‘諾獎同款’技術加持的配方。”
參考資料:
1.美麗修行大數據:《》
信息來源:國家知識產權局、各企業官網、官微及新美學科學傳播
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視覺設計:筱情
微信排版:沐沐
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