纳米生物粉体在美容中的应用

纳米生物粉体在美容中的应用（西安量维生物纳米科技股份有限公司）一、概述（一）什么是纳米、什么是纳米材料、什么是纳米生物粉体（二）人体中的纳米结构组织（三）纳米级生物粉体在人体中应用的优势1、皮肤结构2、细胞结构3、纳米生物粉体在对人体应用方面的优势4、纳米技术及产品在美容行业的应用二、公司简介（一）技术简介（二）产品简介（三）公司产品在美容品中应用的优势（四）附件：检测报告三、纳米级生物粉体发展前景一、概述（一）什么是纳米、什么是纳米材料、什么是纳米生物粉体“纳米”(nm)是一个长度尺寸单位，1nm是1m的十亿分之一。当一种物质被不断切割至一定程度，其粒子小至纳米量级即为纳米材料，即颗粒粒径在1—100nm范围内的材料被称为纳米材料。纳米级材料依据制备方法不同，有液体态、固体态之分。纳米生物材料就是纳米材料和纳米技术与生物医药用材料和动植物中有效成分、化学类药物分子的交叉。“粉体”顾名思义为“粉末状固体”，纳米生物粉体是指粉末状的纳米生物材料。纳米材料的制备方法包括：固相法中的高能球磨法，液相法中的沉淀法和溶胶凝胶法，气相法中的凝聚法、化学气相沉淀法等等。纳米生物粉体材料，一种是适合于生物体内应用的纳米材料，它本身即可以是具有生物活性的，也可以不具有生物活性仅仅易于被生物体接受而不引起不良反应。另一类是利用生物分子的特性而发展的新型纳米生物粉体材料，它们可以不被用于生物体，而被用于其它纳米技术或微制造。纳米生物粉体颗粒的粒径比毛细血管通路还小1—2个数量级（毛细血管的口径平均约为7微米）。特殊的纳米粒子还可以进入细胞内部结构从而达到基因治疗的目的。植物、动物当中有效成分的纳米化有利于肌体的吸收和定向、靶向到达作用目标，大幅度提高有效成分的生物利用度。（二）人体中的纳米结构组织纳米结构通常指尺寸在1—100nm范围的微小结构。生物体的骨骼、牙齿等都发现有纳米结构如纳米磷灰石的存在；贝壳、甲虫壳、珊瑚等天然材料具有特别优异的力学性能，在于它们是由被某种有机黏合剂连接的有序排列的纳米碳酸钙颗粒构成。人体的骨骼、牙齿本质是矿化的结缔组织，是由无机物的纳米级羟基磷灰石和有机的高分子组成的纳米复合材料。细胞的主要成分是各种各样的蛋白质、核酸、脂类和其他生物分子，生物分子是构成人体的基本成分。从核酸、蛋白质、病毒到细胞器、生物分子，大量的生物结构均在约1—100nm之间。（三）纳米级生物粉体在人体中应用的优势1、皮肤的结构：皮肤由表皮和真皮两层组成，两层紧密结合。表皮中没有血管的分布，营养的供应和代谢物质是通过组织液经细胞间隙来进行交换，表皮细胞的间隙为十分之一。真皮层有丰富的毛细血管、较大血管、淋巴管、汗腺等，毛细血管的口径平均约为7微米，因此，皮肤有一定的吸收作用。2、细胞及细胞膜的结构：细胞是人体的基本结构单位。细胞的主要成分是各种各样的蛋白质、核酸、脂类和生物分子，生物分子是构成人体的基本成分。生物分子具有纳米量级的空间尺度。在它们之间的层次是亚细胞结构，具有几十到几百纳米量级的空间尺度。体内所有的生理功能和生化反应，都是在细胞内及其产物如细胞间隙中的胶原蛋白和蛋白聚糖的物质基础上进行的。细胞维持正常的活动，人体的生命才得以维持。一切动物细胞都被一层薄膜所包被，称为细胞膜。细胞膜是一个具有特殊结构和功能的半透膜，它允许某些物质或离子有选择的通过，但又能限制或阻止其他一些物质的进出，使细胞在进行自身新陈代谢的同时又能保持细胞内物质成分的稳定。细胞膜对内部结构和细胞所依赖的外部流体之间起着屏障作用，控制着每个活细胞中生物分子的出入。细胞膜主要由脂质、蛋白质和糖类等物质组成，具有微米量级的空间尺度，镶嵌于膜中的蛋白质与细胞内外物质的跨膜转运有关。70年代初，美国科学家研究出了类似这种蛋白质的转运载体――纳米级的脂质体。3、纳米生物粉体在对人体应用方面的优势：由于纳米生物材料粒子的尺寸达到纳米量级1—100nm之间，其小尺寸、高比表面积、脂溶性载体使纳米产品在性能方面表现出了许多优越性：（1）能直接穿透皮肤、毛细血管，进入血液循环，使用范围增大。纳米生物粒子是一种比人体组织细胞还小的超微小的有效成分－载体复合物，粒径在1—100nm之间。红细胞直径有7—8微米，毛细血管腔直径大约为7微米，皮肤细胞间隙为头发的十分之一，而纳米则为万分之一的头发粗细，所以，生物纳粒可直接穿透皮肤表面、毛细血管管壁进入血管，在血液循环系统中自由流动。许多有药理活性的多肽类、蛋白质类、酶类及某些抗生素药物，口服后易被胃酸或胃肠道消化酶破坏，因此，只能通过注射给药，生物纳米粒子的粒径小，溶解度大，可解决水溶性问题而制成注射剂。纳粒粒径比红细胞小的多，可随血液循环在体内流动而不形成血栓。纳米粒子从根本上解决了口服给药不能吸收这一问题。（2）可选择性进入组织细胞中将有良好药理作用的有效成分与纳米级脂质体结合成纳米脂质体复合物，称为纳米制剂。纳米制剂尺寸小到100nm左右且表面覆以特殊包被后，便可以逃过Kupffer细胞的吞噬，定位于实质细胞发挥作用，实现主动靶向作用。如Allemann（美国科学家）把抗肿瘤药ZnPcF16装载到聚乳酸（PLA）纳米粒子和聚乙二醇（PEG）修饰的PLA纳米粒子中给小鼠静脉注射后，发现前者的血液浓度较低。这是因为PEG修饰的纳米粒子能减少网状内皮系统的摄取，同时增加肿瘤组织的摄取。另外，与细胞转运蛋白结构相似的纳米载药脂质体微粒具有了脂溶性，可穿透人体天然的生物屏障，如血脑屏障、血眼屏障、细胞生物膜屏障，进入脑、眼等组织。（3）改善许多有效成分的物理性质：众所周知，当颗粒小于某一尺寸时，较小颗粒的溶解度大于较大颗粒的溶解度，因此，控制有效成分颗粒的大小就可以控制颗粒的溶解速率。许多非水溶性及水溶性差的活性成分制成纳米级颗粒，由于粒径小、比表面积高，如：当粒径为10nm时，比表面积为90㎡/g；粒径为5nm时，比表面积为180㎡/g。大的比表面积使处于表面的原子数愈来愈多，从而增大纳米粒子的活性，水中溶解度大大增加，从而提高人体吸收量，提高有效成分的利用率。4、纳米生物技术及产品在美容行业的应用纳米生物技术就是从动植物中提取必要的物质，然后在纳米尺度组合，最大限度发挥疗效，纳米级化妆品是采用纳米级原料或应用纳米生物技术生产的化妆品。目前，我国还没用严格的标准，但通常颗粒直径在200nm以上就称为亚纳米，因此，化妆品中颗粒直径小于200nm就可以称为纳米化妆品。化妆品尤其是功能性护肤品，其意义就在于给皮肤组织细胞营造一个优越的环境并携带多种营养物质和活性成分，给表面细胞补充水分、养分，改良其性状，改善其新陈代谢过程，使皮肤持久健康。传统工艺乳化得到的化妆品内部结构为胶团状或胶束状，其直径为微米，对皮肤渗透能力很弱，不易被表皮细胞吸收。另外，天然植物提取物、多种生物酶、多种维生素等活性物质，活性越高，越不稳定，见光、遇热，遇酸极易分解或氧化。为了使有效的活性物质，在化妆品的添加、储存过程中保持稳定和鲜活及营造表层皮肤组织结构所需的生物环境，并将所携带的鲜活成分释放和维持有效的时间，科学家于八十年代开始研究类似于一种纳米孢囊的“活细胞仿生微球”，它是仿人体角质细胞结构，由天然物质制成的具有天然磷脂体组成的双极性双层结构，且完全是一种稳定状态，其纳米级超分子结构，依靠其活性细胞结构与人体组织的相容的亲和力，极易进入表层皮肤深层，修复和强化角质层组织结构，防止皮肤老化；另一方面，它的载带作用非常明显，并能保持载带物的稳定性。纳米技术、原料用到化妆品制造业中，能对传统乳化工艺得到化妆品缺陷进行很好改进。因为用纳米功能原料制得的化妆品有效成分可以达到纳米级，皮肤选择吸收功能物质的利用率随之大为提高。纳米化妆品项目的相关试验――透皮吸收测试可由北京军区总医院临床药物研究进行产品的透皮吸收试验。试验报告显示：将两种样品同时涂布于两组小鼠的表皮组织，纳米组在10分钟后，即可明显测出其渗透量，并且随时间延长渗透量的值增大，4小时的时候渗透量达稳态吸收量。而对照组在一个半小时后才开始有明显的渗透，但与同时间的纳米组的比较渗透量的值低55.58％。说明纳米组在给样最短时间内即达到有效吸收。纳米组的积累吸收量明显大于对照组。据进行此项实验测试的专家称，该实验是严格遵照美国FDA的药理实验标准进行的，其结果是可靠的。纳米化妆品给美容日化行业带来了一股新鲜的活力。瑞士凯斯尼亚、意大利欧风格林和国内邦定、欧利思等产品已开始使用纳米微球技术，以优质、高效、安全、持久等优异性能来满足人们对高品质美容的追求。综上所述，动植物有效成分制成纳米粒以后，更易被人体吸收利用。作为外用美容用品，其透皮吸收的表现、口服后吸收利用率都将有很大的提高。二、公司简介西安量维生物纳米科技股份有限公司，成立于2001年8月，总股本6500万元，位于国家级西安高新技术产业开发区西区，是一家专业从事纳米级生物原料中间体、纳米级保健食品、纳米级化妆品、纳米级生物抗菌消毒类产品、纳米级中药产品等研发、生产与销售的民营股份制企业。公司获得国家高新技术企业、高新产品“双高”认证，同时为国家GMP生产A级企业。（一）技术简介：公司科研团队独立开发了“纳米级生物粉体生产工艺”专有技术及设备并完成产业化，该技术可使植物有效成分、动植物蛋白、可水解矿物质及活性益生菌加工到纳米级标准。公司以此为核心开发了五大系列、200余种产品，并建立了覆盖全国的营销网络，取得市场和行业权威专家的高度认可。公司技术核心包括专有的“纳米级生物粉体”生产工艺技术及设备：（1）受专利保护的“19纳米植物素孢囊生产工艺”、“多组分生物素毫微孢囊生产工艺”、“动植物蛋白纳米级孢囊生产工艺”、“可水解矿物质纳米级孢囊生产工艺”、“活性益生菌纳米级孢囊生产工艺”、“纳米级粉体制剂的薄膜包衣生产工艺”（2）受专利保护的“低温微波提取设备；低温真空减压薄膜蒸发浓缩设备；低温超音速喷雾干燥纳米粉体成型器”的整套生产设备。该技术经陕西省科技情报信息检测中心（国家一级查新机构）在国内外文献查新过程中进行对比分析，结论如下：国内外文献查知，纳米技术在材料领域有论述，但对生物类原料纳米技术无论述。该项目是将纳米技术运用于生物类原料领域，制备成纳米级生物粉体产品，并实现了产业化。该技术及设备经以中国工程院院士为首的专家小组鉴定结论如下：该设备的应用推广，将对推动我国药物、植物资源开发，带动相关产业的发展起到重要作用，开创了纳米生物制剂生产的新领域，增强了中药工业的国际市场竞争力，加快我国中药现代化。该成果国内外首创，属我国的源头创新技术，达到国际领先水平。作为一种源头创新技术，本技术的产业化应用必将对中药、健康食品、化妆品、消毒类产品等多个领域产生深远影响。与传统的化学合成、生物发酵、物理粉碎制成的原料相比，采用纳米技术制造的纳米级生物粉体原料具有的优势是：1、溶解度大、生物利用度高：粉体颗粒粒径小，使有效成分具有了最大的水中溶解度，更易被人体胃肠道吸收从而提高有效成分的利用率。2、透皮吸收直接进入毛细血管并被细胞主动吸收：纳粒粒径为1—100nm，比毛细血管通路小1—2数量级，能渗透到皮肤深层，透皮吸收，并可直接进入细胞间隙及毛细血管；纳粒载体为脂质体、蛋白质，其中的磷脂组分，与细胞转运蛋白相互作用，促进了有效成分的细胞吸收，具有良好的美容效果。3、可控释和缓释：纳米级粉体颗粒是一种包囊型的球状体，有效成分镶嵌在载体中间，粒径分布均匀，可控制有效成分的释放速度，增加在肠道的吸附，延长吸收时间。4、减小肝损伤、副作用：纳粒中有效成分纯度高，从而减少用药量，可降低肝内蓄积和对肝脏的损害，也减少了毒副作用；5、扩大使用范围：纳粒粒径为1――100nm，可直接制成注射剂，增加了有效成分的利用范围，另外，纳粒载体可降解，注射后可随血液循环而不滞塞或阻塞毛细血管、血液循环系统，不易形成血栓。6、实现定向给药：纳粒能穿过血脑屏障，不但实现了定向、靶向运输、局部集中释放，还可实现靶向脑和骨髓给药，皮肤给药后也能迅速进入血液循环。7、分剂量准确：纳粒成球形，粉体流动性