1 防晒 论预测值。如图1所示，包含水性TiO2
体系的体外试验结果都大大高于预测的体外 SPF值，说明这两类紫外隔离剂之间产生了 协同增效作用。
人体SPF和体外UVAPF评价 在另一项研究工作中，制备了三种配
有机和无机紫外 隔离剂的优点
的所有 Bethan Spruce – Croda Europe, UK
人们日益认识到紫外线的有害作用， 因此需要有效的防晒产品。目前仅在英 国，每年（2015-2017）都新增大约16,200 个黑色素瘤皮肤癌病例，说明对于先进防晒 产品的需求比以往任何时候都更加迫切2
。
人们日渐意识到SPF和UVA指标的重要性， 所以防晒产品必须紧跟当前趋势，满足针 对高SPF值UVA保护作用的严格规定，并且 达到人们对于肤感的要求。配方师需要考 虑的因素很多。他们不仅需要遵守因地区 而异的各种严格法规，而且产品必须通过 苛刻又昂贵的人体SPF和UVAPF测试，还要 考虑到每种产品涉及的伦理和环境因素， 同时保持产品理想的肤感体验与合理的成 本。为此，我们可以在配方中利用有机与 无机紫外隔离剂的组合，产生协同增效作 用协助配方工作3
讨论
通过我们开展的体外和人体试验，得 到两组结果显示，当水性TiO2
分散体与有机
由于无机紫外隔离剂保护皮肤的方式， 它们常被称为物理紫外隔离剂。最常用的无 机紫外隔离剂是二氧化钛（TiO2
（ZnO），它们性质温和，不会渗透皮肤， 来自天然矿物，对珊瑚安全，因此越来越受 欢迎。配方师们常常把TiO2
和ZnO复配使用，
。该理论如图3所示。 如上所述，建议使用水性TiO2
紫外隔离剂组合使用时，其SPF和UVAPF值 明显高于没有采用紫外隔离剂组合的相同体 系。这背后的原因可能是协同增效作用，即 存在于乳液两相中的紫外隔离剂使SPF值提 高，因为隔离剂在两相中充分分布。另外一 些研究工作采用Monte Carlo计算法来证明这 一理论，利用典型的皮肤光学参数来表征同 时使用有机和无机紫外隔离剂时的协同增效 作用。这证明协同增效作用是由无机紫外隔 离剂与有机紫外隔离剂组合时的光散射导致 的1
。 ）和氧化锌 分散体是
表1：使用乳化剂A的配方 相 成分 A 水
甘油 黄原胶
在设计配方时必须牢记的是，有机和无 机紫外隔离剂的某些组合并不合适，例如丁 基甲氧基二苯甲酰基甲烷（BMDM）与TiO2 这是因为BMDM与金属成分（即TiO2
硅酸铝镁 水性TiO2
分散体 B
鲸蜡醇磷酸酯钾 C12-15醇苯甲酸酯
异硬脂酸癸酯（和）异硬脂醇异硬脂 酸酯
。 ）一起
使用时会形成黄色的络合物。这种黄色络合 物并不削弱隔离剂的保护效果，但会破坏防 晒产品的美感。
甘油硬脂酸酯（和）PEG-100硬脂酸酯 山梨坦硬脂酸酯
不过如果必须同时使用这两种紫外隔 离剂，那也有一些弥补措施。一个好办法是 在配方中使用螯合剂来避免络合作用。此外 还建议采用与有机紫外隔离剂相容性好的 TiO2
C 双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪 水杨酸乙基己酯
丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷 奥克立林
D 防腐剂 个人护理 2021 年 3 月
，例如具有致密二氧化硅包覆层的TiO2
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。 B
因为它与有机紫外隔离剂之间缺乏干扰作 用。水性TiO2
分散体有许多种，其颗粒尺寸
或大或小，这最终会影响配方在皮肤上的透 明度以及UVA和UVB保护范围。使用这些水性 分散体的好处是获得出色的协同增效作用以 及配方灵活性。
方，进行人体SPF和体外UVAPF测试，如表 8所示。除了紫外隔离剂的组合方式，这三 个配方的其他组分都相同。第一个仅包含有 机紫外隔离剂，第二个仅包含无机紫外隔离 剂，而第三个包含有机和无机紫外隔离剂的 组合。制备好后，这些配方被送往外部机构 进行人体SPF测试，并在公司内部完成体外 UVAPF测试，结果如图2所示。 如图2所示，采用有机和无机紫外隔离 剂的组合时，人体SPF和体外UVAPF值比单独 使用有机或无机紫外隔离剂时明显增加，再 次说明这两类紫外隔离剂之间产生了协同增 效作用。
80 70 60 50 40 30 20 10 0
乳化剂 A 乳化剂 B 乳化剂 C 分散体）的配方的体外SPF值。 。TiO2 乳化剂 D 乳化剂 E 乳化剂 F
图1：含有各种水包油乳化剂和两种紫外隔离剂体系（仅有机紫外隔离剂；有机紫外隔离剂 与水性TiO2
因为它们的隔离曲线不同，一起使用时会产 生良好的广谱紫外线防护效果4
UVB波段起保护作用，对UVA波段的作用有 限，但这取决于颗粒大小。相反，ZnO的隔 离范围在UVA和UVB波段，这意味着二者结 合时会产生广谱保护效果5
表2：使用乳化剂B的配方 相 成分 A 水
甘油 黄原胶 硅酸铝镁
有机紫外隔离剂常被称为化学紫外隔离 剂，因为其保护皮肤的方式不同于无机紫外 隔离剂。有机紫外隔离剂一般是带有羰基的 芳香化合物，常用的类型有肉桂酸酯类、水 杨酸酯类和二苯酮类。与无机紫外隔离剂相 反，通常需要在配方中如鸡尾酒般的进行多 种复配，才能实现广谱保护效果，因为它们 的隔离范围普遍较窄5
水性TiO2分散体 。 鲸蜡醇磷酸酯钾
B C12-15醇苯甲酸酯 异硬脂酸癸酯（和）异硬脂醇异硬脂酸酯
C 双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪 水杨酸乙基己酯
丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷 奥克立林
D 防腐剂 。
实验结果 体外SPF评价
为了研究这种协同增效作用，我们采 用两种不同的紫外隔离剂来与六种不同的水 包油乳化剂组成配方。第一种隔离剂体系仅 包含有机紫外隔离剂，第二种体系是在同一 个有机紫外隔离剂体系中加入水性TiO2
甘油 黄原胶
硅酸铝镁 水性TiO2
B 分散体 C12-15醇苯甲酸酯
体。这种复配技术意味着隔离剂可以进入配 山梨坦硬脂酸酯
C 双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪 水杨酸乙基己酯
D 防腐剂 加至100
仅有机
表4：使用乳化剂D的配方 相 成分 A 水
3.00 0.20 0.80 –
3.00 甘油
10.00 5.00 1.50
1.00 2.00
黄原胶
硅酸铝镁 水性TiO2
分散体 C12-15醇苯甲酸酯 山梨坦硬脂酸酯 D 防腐剂
2.00 8.00 0.80
水杨酸乙基己酯 奥克立林
丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷 奥克立林
有机 + 水性TIO2 加至100
3.00 0.20 0.80 7.00 3.00
异硬脂酸癸酯（和）异硬脂醇异硬脂酸酯 1.00
10.00 5.00 1.50
聚甘油-4月桂酸酯/琥珀酸酯（和）水 2.00
C 双-乙基己氧苯酚甲氧苯基三嗪 5.00
丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷 8.00
5.00 2.00
0.80 分散体
异硬脂酸癸酯（和）异硬脂醇异硬脂酸酯 聚甘油-4月桂酸酯/琥珀酸酯（和）水
分散
表3：使用乳化剂C的配方 相 成分 A 水
主要在 摘要
随着防晒剂的使用日益广泛，配 方师必须采取最高效、最有用的方 式，充分挖掘出配方中每种紫外隔离 剂的保护潜力。研究显示，利用有机 与无机紫外隔离剂组合的协同增效作 用，可以达到大大改善配方的整体表 现，提高无机防晒剂的添加量，减少 对有机紫外隔离剂的干扰和降低每单 位SPF防护的成本。研究充分证明同时 使用两类紫外隔离剂会产生协同增效 作用，其基础是两类紫外隔离剂的保 护机制不同，它们的作用方式不同， 但又相辅相成。这在之前采用Monte Carlo计算方法的一项研究工作中得 到了验证，该方法通过典型的皮肤光 学参数来表征同时使用有机和无机紫 外隔离剂时的协同增效作用。这证明 协同增效作用是由无机紫外隔离剂与 有机紫外隔离剂组合时的光散射导 致的1
仅有机
加至100 3.00 0.20 0.80 –
3.50
10.00 5.00 2.00 5.00 2.00 8.00 0.80
仅有机
加至100 3.00 0.20 0.80 –
。
方的两相，因为有机紫外隔离剂是油溶性， 会进入内部的油相，而水性TiO2
入外相。这些配方如下表1-6所示。配制好 后，对这些配方进行体外SPF测试，评价两 种紫外隔离剂体系的SPF值以及电脑模拟预 测SPF值之间的差异。 加至100
10.00 5.00 2.67 3.40 2.00 5.00 2.00 8.00 0.80
仅有机
3.00 0.20 0.80 –
表1：使用乳化剂A的配方 相 成分 A 水
分散体会进 8.00
10.00 5.00 2.67 3.40 2.00 5.00 2.00
0.80 甘油
用上述六种乳化剂体系和两种紫外隔离 剂体系配制出十二种配方，测量体外SPF值， 并与电脑模拟预测的SPF值比较。测量体外 SPF值时，采用HD-Spreadmaster (HelioScreen) 在两类PMMA板（HD6和SB6）上进行自动化 铺展，使用HD-Thermaster
有机 + 水性TIO2 加至100
黄原胶 硅酸铝镁 水性TiO2
B
度控制在25℃，然后使用UV2000S Labsphere 测量。如表7所示，在采用有机紫外隔离剂与 水性TiO2
显著提高。 图1也显示了这十二种含有或不含水性 分散体的配方的体外试验结果，以及理
分散体组合的配方中，体外SPF值都 5.00
10.00 5.00 2.46 3.04 2.00
TiO2
2.00 8.00 0.80
丁基甲氧基二苯甲酰基甲 奥克立林
D 防腐剂
3.04 2.00 5.00 2.00 8.00 0.80
(HelioScreen)将温 2.46
甘油硬脂酸酯（和）PEG 山梨坦硬脂酸酯
10.00 5.00
C 双-乙基己氧苯酚甲氧苯 水杨酸乙基己酯
鲸蜡醇磷酸酯钾 C12-15醇苯甲酸酯0.20
3.00
异硬脂酸癸酯（和）异硬 酸酯
0.80 –
分散体 分散体
有机 + 水性TIO2 加至100
3.00 0.20 0.80 7.00 3.50
10.00 5.00 2.00 5.00 2.00 8.00 0.80
有机 + 水性TIO2 加至100
由于无机紫外隔离剂保护 它们常被称为物理紫外隔离剂 机紫外隔离剂是二氧化钛（Ti （ZnO），它们性质温和，不 来自天然矿物，对珊瑚安全， 欢迎。配方师们常常把TiO2
3.00 0.20 0.80 7.00
和Z 分散体 Bethan Spruce – Croda Eur
人们日益认识到紫外线的 因此需要有效的防晒产品。 国，每年（2015-2017）都新 个黑色素瘤皮肤癌病例，说明 产品的需求比以往任何时候都 人们日渐意识到SPF和UVA指 所以防晒产品必须紧跟当前趋 对高SPF值UVA保护作用的严 达到人们对于肤感的要求。配 虑的因素很多。他们不仅需要 而异的各种严格法规，而且产 苛刻又昂贵的人体SPF和UVAP 考虑到每种产品涉及的伦理和 同时保持产品理想的肤感体验 本。为此，我们可以在配方中 无机紫外隔离剂的组合，产生 用协助配方工作3
分散体 。
1 防晒 防晒 仅有机 ■ 理论预测值 ■ 组合体系 ■
73 2
有
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2021 年 3 月 个人护理个人护理 2021 年 3 月
体外SPF值
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