摘 要 化妝品中的功效成分如何透過(guò)皮膚屏障是化妝品行業(yè)的熱點(diǎn)問(wèn)題。微針技術(shù)通過(guò)微小的針頭在皮膚表面形成微通道，可以促進(jìn)化妝品中的功效成分滲透到皮膚深層，為傳統(tǒng)的皮膚護(hù)理方法帶來(lái)了革新。本文綜述透皮吸收的途徑和增加透皮吸收的方法，以及微針技術(shù)在化妝品透皮吸收中的研究進(jìn)展，討論微針技術(shù)在化妝品行業(yè)中的發(fā)展前景以及面臨的挑戰(zhàn)，以期為未來(lái)的研究和開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞 微針 透皮吸收 化妝品

中圖分類號(hào)：TQ658 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-1533（2024）11-0032-05

引用本文 余敏， 陳剛， 李永勇. 微針在化妝品透皮吸收中的研究進(jìn)展[J]. 上海醫(yī)藥， 2024， 45（11）： 32-36.

Research progress on microneedles in transdermal delivery of cosmetics

YU Min1，2， CHEN Gang2， LI Yongyong1

（ 1. Institute for Biomedical Engineering & Nano Science， School of Medicine， Tongji University， Shanghai 200092， China； 2. School of Advanced Technology， Xi’an Jiaotong？Liverpool University， Suzhou 215123， China）

ABSTRACT The penetration of active ingredients in cosmetics through the skin barrier is a hot topic in the cosmetics industry. Microneedle technology creates microchannels on the skin surface using tiny needles， which can facilitate the penetration of active ingredients from cosmetics into the deeper layers of the skin， bringing innovation to traditional skincare methods. This article reviews the pathways of transdermal absorption and methods to enhance transdermal absorption， as well as the research progress of microneedle technology in transdermal absorption of cosmetics. The development prospects and challenges of microneedle technology in the cosmetics industry are discussed so as to provide references for future research and development.

KEY WORDS microneedles； transdermal delivery； cosmetics

隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和人民生活水平的提高，消費(fèi)者對(duì)美容和個(gè)人護(hù)理的需求不斷增加，推動(dòng)了化妝品行業(yè)的蓬勃發(fā)展。然而皮膚角質(zhì)層的“磚墻”結(jié)構(gòu)也為化妝品功效成分的滲透造成了阻礙。如何增加化妝品功效成分的透皮吸收，對(duì)讓化妝品發(fā)揮更好的美容效果至關(guān)重要。微針技術(shù)被美國(guó)權(quán)威科普類雜志《科學(xué)美國(guó)人》評(píng)選為2020年有望改變世界的十大新型技術(shù)之一。它通過(guò)微小的針頭在皮膚表面形成微通道，已經(jīng)作為醫(yī)療器械被用于藥物遞送、疫苗接種領(lǐng)域，可以促進(jìn)藥物的吸收[1]。越來(lái)越多的化妝品品牌也將微針技術(shù)應(yīng)用于其產(chǎn)品中，推出了微針面膜、微針痘貼等產(chǎn)品，受到消費(fèi)者的喜愛(ài)。本文簡(jiǎn)要介紹透皮吸收途徑、增加透皮吸收的方法、微針技術(shù)以及微針技術(shù)在化妝品遞送中的研究進(jìn)展，旨在幫助大家了解增加對(duì)化妝品透皮吸收以及微針技術(shù)的了解，為化妝品產(chǎn)品研發(fā)和基礎(chǔ)科學(xué)研究提供一定的理論依據(jù)。

1 化妝品透皮吸收

1.1 化妝品中的透皮吸收

“透皮吸收”的概念源于經(jīng)皮給藥體系（transdermal drug delivery systems， TDDS）。TDDS利用皮膚作為藥物施用部位，給藥的藥物通過(guò)皮膚的血管被體循環(huán)吸收，具有侵入性低、避免首過(guò)代謝、使用方便、不需要專業(yè)人員輔助、可以減少給藥頻率等優(yōu)勢(shì)[2]。

化妝品與藥物透皮吸收的主要區(qū)別在于，化妝品的功效成分需要按產(chǎn)品的性能作用在皮膚表面，或者積聚在皮膚表皮層或真皮層發(fā)揮作用，一般不需要透過(guò)皮膚進(jìn)入血液循環(huán)[3]。例如，防曬霜中的UV吸收劑應(yīng)該停留在皮膚表層；美白產(chǎn)品中黑色素抑制劑常需要作用到皮膚的基底層，阻斷黑色素的產(chǎn)生；抗衰老產(chǎn)品的功效成分則作用到真皮層，刺激成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原蛋白。

1.2 透皮吸收的途徑

通常，化妝品或藥物涂抹在皮膚表面，經(jīng)角質(zhì)層吸收可以分為3個(gè)途徑：跨細(xì)胞途徑、細(xì)胞間途徑、經(jīng)皮膚附屬器途徑[2]。

跨細(xì)胞途徑和細(xì)胞間途徑常被統(tǒng)稱為經(jīng)表皮途徑。在跨細(xì)胞途徑中，藥物既要通過(guò)由脂質(zhì)雙層組成的角質(zhì)形成細(xì)胞細(xì)胞膜，又要穿透角質(zhì)形成細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，因此經(jīng)跨細(xì)胞途徑輸送藥物是較為困難的。而在細(xì)胞間途徑中，藥物通過(guò)角質(zhì)層中的細(xì)胞間脂質(zhì)擴(kuò)散。親水性或小分子化合物可以通過(guò)這種途徑輸送到角質(zhì)層以下，因此細(xì)胞間途徑是藥物吸收的主要途徑。

皮膚吸收藥物的第3條途徑是經(jīng)皮膚附屬器，即通過(guò)皮膚中的毛囊、汗腺、皮脂腺遞送藥物。這種途徑對(duì)于極性或離子化合物以及大分子的輸送是有用的。然而，由于皮膚附屬器的吸收面積僅占總皮膚面積的0.1%，與經(jīng)表皮途徑相比，通過(guò)該途徑吸收的藥物是有限的。

1.3 增加透皮吸收的方法

促滲方法總體上分為化學(xué)和物理兩類?；瘜W(xué)方法采用了滲透增強(qiáng)劑等化學(xué)制劑，通過(guò)增加藥物在角質(zhì)層中的擴(kuò)散，破壞角質(zhì)層脂質(zhì)結(jié)構(gòu)或與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)相互作用來(lái)增強(qiáng)藥物在皮膚上的滲透[4]。

經(jīng)典的化學(xué)促滲劑有亞砜類、月桂氮酮及其類似物、醇類、萜（烯）類、脂肪酸及其酯等合成類促滲劑，以及以萜類成分為代表的天然促滲劑[5]。此外，微乳液、脂質(zhì)體等載體系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也逐漸從藥物透皮吸收領(lǐng)域擴(kuò)大到化妝品領(lǐng)域[4]。

在物理方法中，有不同的技術(shù)，如離子導(dǎo)入、電穿孔、超聲導(dǎo)入、無(wú)針射流注射器、微針等。

離子導(dǎo)入是一種利用微小電流增加藥物進(jìn)入皮膚的滲透的方法[2]。藥物在電斥力和電滲透這兩種主要的動(dòng)力學(xué)機(jī)制作用下進(jìn)行擴(kuò)散。該技術(shù)具有一些局限性，如皮膚刺激和皮膚損傷的可能性，目前市面上仍缺乏商用的離子導(dǎo)入裝置。

超聲導(dǎo)入是指將藥物置于探針設(shè)備下，然后將預(yù)定的超聲頻率施加到藥物和皮膚上以促進(jìn)藥物透皮吸收[2]。超聲波的空化效應(yīng)可以改變角質(zhì)層的脂質(zhì)雙層排列，降低藥物穿透皮膚的阻力；而超聲波的熱效應(yīng)則使皮膚溫度增加，也能達(dá)成更高的藥物擴(kuò)散率。

電穿孔是利用高壓電脈沖（5～500 V）以μs、ms的速度將活性治療劑輸送到細(xì)胞和組織中的技術(shù)[4]。電穿孔釋放的脈沖波使角質(zhì)層的脂質(zhì)雙分子層中產(chǎn)生水性孔隙，允許藥物通過(guò)所產(chǎn)生的孔隙滲透到更深的皮膚層，可促進(jìn)大分子量親水性藥物和生物分子的滲透。

無(wú)針射流注射器是一種創(chuàng)新的藥物輸送系統(tǒng)，它能夠在無(wú)需使用針頭的情況下傳遞蛋白質(zhì)和多肽等藥物。該系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)高壓電源（如彈簧或壓縮氣體）來(lái)產(chǎn)生高達(dá)60～140 m/s的高速射流。這種高速高壓的射流能夠穿透皮膚屏障，形成微小的孔洞。一旦形成這些微孔，藥物便可順利通過(guò)這些孔洞進(jìn)入體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)有效的藥物遞送[4]。

2 微針技術(shù)

2.1 微針的分類及制作技術(shù)

微針技術(shù)是用微米級(jí)的針頭，以微創(chuàng)方式穿過(guò)生物屏障的一種技術(shù)[6]。根據(jù)微針的設(shè)計(jì)、材料和用途的不同，大致可以將微針?lè)譃?類：實(shí)心微針、涂層微針、空心微針、可溶性微針和水凝膠微針。

2.1.1 固體微針

固體微針是最初的微針類型，主要由硅、鈦、不銹鋼和聚合物材料制成，用于物理穿透皮膚，為活性成分的透皮輸送創(chuàng)建微通道。然而，由于皮膚的彈性，固體微針創(chuàng)建的微通道在微針拔出以后會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)修復(fù)，這可能導(dǎo)致遞活性成分送量減少[7]。此外，來(lái)自固體微針的金屬或硅微針?biāo)槠绻粼谄つw內(nèi)可能會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)[8]?？涛g法是最常見(jiàn)的制作固體微針的方法，使用化學(xué)或物理刻蝕技術(shù)，在固體材料表面逐漸剝離或刻蝕出微針的結(jié)構(gòu)。通常在基板上涂覆光刻膠，然后利用光刻技術(shù)形成微針的圖案，最后使用刻蝕工藝將不需要的部分去除得到固體微針[9]。

2.1.2 涂層微針

涂層微針由與固體微針相似的材料制成，具有尖銳、固體的核心結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)被一層含有活性成分的水溶性層所覆蓋。當(dāng)涂層微針應(yīng)用于皮膚上時(shí)，覆蓋的涂層吸收皮膚間質(zhì)液迅速溶解，釋放涂覆的活性成分[10]。涂層微針的涂覆效率取決于其所使用的工藝、輔料和均勻性[11]，主要制作方法是在制備好的微針表面進(jìn)行包衣加工，利用涂覆、噴涂或其他涂層技術(shù)，將活性成分覆蓋在微針的表面。

2.1.3 空心微針

空心微針被認(rèn)為是一種微尺寸皮下注射針，具有以微米為單位的長(zhǎng)度和直徑，制作工藝與固體微針類似[12]。活性成分溶液儲(chǔ)存在微針內(nèi)部空間，刺入皮膚后便會(huì)通過(guò)微通道注入皮膚?？招奈⑨槃?chuàng)造的微通道比固體微針更穩(wěn)定。然而，空心微針存在微通道堵塞的問(wèn)題[13]。

2.1.4 可溶性微針

可溶性微針由可溶解材料（如透明質(zhì)酸、多糖等）制成，能夠在皮膚中溶解，直接釋放活性成分。與空心微針不同，可溶性微針由可生物降解或水溶性基質(zhì)材料制成，具有良好的生物相容性[14]。可溶性微針在插入后不需要額外操作，并具有良好的生物相容性、低成本生產(chǎn)和控制釋放的優(yōu)點(diǎn)[15]，適用于輸送較小分子的藥物或化妝品成分[16]?？扇苄晕⑨樀闹谱鞣椒ㄖ饕扇∥⒛＞叻ǎ褂?D打印技術(shù)制作模具，使用可溶解基質(zhì)材料制作可溶性微針。

2.1.5 水凝膠微針

水凝膠微針最早在2012年被報(bào)道[17]，由可溶脹的親水性聚合物制成，插入皮膚后可以吸收皮膚間質(zhì)液，緩慢釋放所負(fù)載的活性成分。與固體微針和空心微針相比，水凝膠微針在一定程度上可以抵抗皮膚微通道愈合，并且不殘留在皮膚中。然而，它的缺點(diǎn)是貼片佩戴時(shí)間長(zhǎng)，且難以維持活性成分的治療水平。水凝膠微針的制作工藝與可溶性微針類似，其采用材料為可溶脹材料，在制作中通常采用物理或化學(xué)方式形成凝膠的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以達(dá)到使用過(guò)程中吸液溶脹的效果。

2.2 微針透皮效率

微針形成的微通道可以暫時(shí)打破皮膚的屏障功能，使得化妝品中的活性成分更容易滲透到皮膚深層，提高了其吸收效率和治療效果。另一方面，微針物理刺激皮膚時(shí)，可以激活皮膚內(nèi)的膠原蛋白合成，促進(jìn)膠原蛋白的生成，從而改善皮膚狀態(tài)[18]。

微針透皮效率相較于乳膏等傳統(tǒng)經(jīng)皮給藥方式具有顯著優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在其高效的藥物輸送能力和更好的控制性上。微針能夠直接穿透皮膚表層，將藥物有效成分準(zhǔn)確、快速地傳遞到目標(biāo)區(qū)域，從而顯著提高藥物的生物利用度，使用較低的劑量便能達(dá)到與乳膏劑同樣甚至更好的效果，極大提升了活性成分的透皮效率。有研究表明，可以將米諾地爾包載于透明質(zhì)酸微針中治療禿發(fā)，通過(guò)使用禿鼠模型評(píng)估了負(fù)載米諾地爾微針于涂抹米諾地爾的治療效果。值得注意的是，在禿鼠模型中，米諾地爾微針貼片僅用1/10的劑量就達(dá)到了與局部涂組別類似的效果，證明微針將米諾地爾的透皮效率提升了10倍[19]。

2.3 微針的安全性

臨床前研究表明，微針尤其是可溶性微針在使用部位不會(huì)引起腫脹、疼痛或紅斑。與傳統(tǒng)針劑相比，受試者更傾向于使用微針[20]。其中，可溶性微針在進(jìn)入皮膚后可以逐漸溶解，釋放出活性成分。這種類型的微針能夠避免尖銳廢棄物的產(chǎn)生，被認(rèn)為是相對(duì)較安全的。目前的研究表明，使用生物相容性好的聚合物材料（如透明質(zhì)酸）制成的可溶性微針對(duì)皮膚的刺激性小，且無(wú)明顯的系統(tǒng)性不良反應(yīng)[20]。

3 微針技術(shù)在化妝品透皮吸收中的應(yīng)用

3.1 實(shí)心微針：皮膚透入促進(jìn)劑的傳遞

在化妝品領(lǐng)域，微針技術(shù)的應(yīng)用正在不斷擴(kuò)大，其中實(shí)心微針和可溶性微針技術(shù)是目前最為廣泛使用的2種類型。

實(shí)心微針技術(shù)通過(guò)在皮膚上形成微小的穿刺，創(chuàng)造出臨時(shí)的通道，從而促進(jìn)活性成分的透皮吸收[6]。例如，含有抗痤瘡成分的外用制劑，通過(guò)實(shí)心微針預(yù)處理皮膚后，可以更有效地滲透進(jìn)入皮膚深層，發(fā)揮其治療作用。此外，實(shí)心微針技術(shù)還可以單獨(dú)使用，通過(guò)刺激皮膚的自然創(chuàng)傷后炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，促進(jìn)新血管生成和膠原蛋白合成，從而改善皮膚的整體外觀和質(zhì)感。美國(guó)FDA批準(zhǔn)的Dermaroller是這種技術(shù)的典型代表，它是一種手持式微針設(shè)備，配備了固定在滾筒上的醫(yī)療級(jí)實(shí)心鋼微針，可用于刺激皮膚的自然愈合反應(yīng)，或在微針治療后施用藥劑，以增強(qiáng)皮膚的治療和美容效果[18]。

在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，也有多家企業(yè)涉足實(shí)心微針技術(shù)的應(yīng)用。納通生物開發(fā)了納米晶片，這是一種采用高純度單晶硅納米技術(shù)制成的微針產(chǎn)品，建立了全球首家將納米晶片技術(shù)應(yīng)用于皮膚管理、護(hù)理及治療領(lǐng)域的品牌——納晶。而元旭生物則推出了高純硅微針和納米聚合物微針等多款美容護(hù)膚產(chǎn)品，其旗下的高科技護(hù)膚品牌艾薇納（AVINOR），推出了艾薇納納米促滲儀，這也是利用實(shí)心微針技術(shù)來(lái)增強(qiáng)護(hù)膚品功效的代表性產(chǎn)品。

3.2 可溶性微針：化妝品功效成分的直接輸送

可溶性微針技術(shù)通過(guò)將活性成分封裝在微針中，提供了一種有效的透皮遞送方式。多項(xiàng)研究表明，可溶性微針技術(shù)能夠有效提升化妝品中活性成分的透皮吸收效率。例如，抗壞血酸作為一種抗氧化劑和抗皺劑，通過(guò)透明質(zhì)酸（hyaluronic acid， HA）微針遞送后，其在減少皺紋方面的效用得到了顯著提升[21]。同樣，腺苷作為抗皺劑，通過(guò)HA微針的應(yīng)用也被證實(shí)能顯著改善皮膚的皺紋、彈性和真皮密度[22]。肽類物質(zhì)，作為新興的化妝品成分，也被證實(shí)可通過(guò)微針技術(shù)提高其皮膚滲透性，從而對(duì)皮膚健康和年輕化產(chǎn)生積極影響[23]。

可溶性微針技術(shù)因其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在全球范圍內(nèi)得到了廣泛研究和應(yīng)用（表1）。日本Cosmed制藥公司的MicroHyala是首個(gè)成功上市的可溶性微針美容產(chǎn)品，主要用于美白和祛斑。在國(guó)內(nèi)，廣州中科微晶生物科技有限責(zé)任公司的“高教授微晶祛斑膜”作為國(guó)內(nèi)首個(gè)注冊(cè)的國(guó)產(chǎn)特殊化妝品微晶產(chǎn)品，于2021年3月10日獲得批準(zhǔn)。l3H/cUWKBXxUoP8BOqRD7g== 國(guó)內(nèi)企業(yè)如中科微針、優(yōu)微生物、青瀾生物、廣州新濟(jì)、納麗生物、儷齡之密等，也積極將可溶性微針技術(shù)應(yīng)用于化妝品的生產(chǎn)。這些產(chǎn)品主要應(yīng)用于眼膜、面膜等護(hù)膚領(lǐng)域，通過(guò)提高透皮吸收效率，實(shí)現(xiàn)美白、祛斑、祛皺、生發(fā)等美容效果。

4 總結(jié)與展望

微針技術(shù)以其出色的透皮能力而受到關(guān)注。通過(guò)微針穿透皮膚的角質(zhì)層，所形成的微小通道能夠顯著提高皮膚對(duì)活性成分的吸收能力，使得化妝品能夠更深入地滋養(yǎng)肌膚，從而帶來(lái)更加顯著的護(hù)膚效果。然而，在化妝品領(lǐng)域，微針技術(shù)的發(fā)展同樣面臨著一些挑戰(zhàn)。

首先，微針產(chǎn)品的制造工藝較為復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)工藝的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。目前，缺乏針對(duì)微針產(chǎn)品的統(tǒng)一質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，這可能會(huì)對(duì)消費(fèi)者的信任度和產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生不利影響。其次，微針技術(shù)穿透了皮膚角質(zhì)層這一天然屏障，從而增加了皮膚感染的風(fēng)險(xiǎn)。此外，微針技術(shù)提高了活性物質(zhì)的滲透率，這意味著在使用微針遞送化妝品中的活性成分之前，必須對(duì)肌膚進(jìn)行耐受性測(cè)試，以預(yù)防可能的過(guò)敏和不耐受反應(yīng)。為了確保微針技術(shù)在化妝品行業(yè)的健康發(fā)展，加強(qiáng)相關(guān)的質(zhì)量管理和安全標(biāo)準(zhǔn)的制定顯得尤為重要。建立健全的監(jiān)管體系，是確保產(chǎn)品質(zhì)量和使用安全性的關(guān)鍵。通過(guò)這些措施，可促進(jìn)微針技術(shù)在化妝品領(lǐng)域的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展，為消費(fèi)者提供更安全、更有效的護(hù)膚選擇。

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