編者按：本文通過對生物醫(yī)藥領域中透皮傳遞系統(tǒng)的引述，闡述了高效生物醫(yī)藥載體——納米乳透皮傳遞系統(tǒng)可以作為皮膚抗衰老和美容化妝品功效成分、生物活性物質、天然或合成藥物等有效載體在皮膚抗衰老制劑和美容化妝品等系列產品中的應用。未來這種高效、新型、系列皮膚美容抗衰老功效納米乳的研發(fā)，必將有力地推動美容化妝品科學研究和應用領域的科技發(fā)展和技術進步，并在今后皮膚抗衰老和醫(yī)學美容及化妝品領域中展現(xiàn)出良好的應用前景。為此，我們將對該文章進行連載，希望對各位同道同仁有所幫助和啟迪。
　　
　　引言
　　
　　隨著皮膚抗衰老和醫(yī)學美容等學科的發(fā)展和科技進步，各種不同類型的系列皮膚抗衰老制劑和美容化妝品層出不窮；特別是分子生物學理論和基因工程技術及臨床醫(yī)學等學科領域的交叉和相互滲透，使人們不但認識到皮膚衰老表現(xiàn)和發(fā)生機制、皮膚衰老疾病過程中相關基因或蛋白組的參與調控、干預或表達缺陷等，也逐漸認識到皮膚老化的發(fā)生和發(fā)展是一個多因素、多步驟、多元化、多反應和多代謝參與的復雜過程，使得包括基因治療、干細胞療法、納米技術及細胞生長因子、活性肽、生物酶及蛋白質等生物制劑及基因工程技術和分子醫(yī)學療法在當今皮膚抗衰老和醫(yī)學美容領域中開始廣泛應用和流行，并成為人類社會關注的焦點和研究的重點。
　　然而，由于皮膚美容和抗衰老制劑中的某些功效成分、生物活性物質、天然或合成藥物、活性多肽分子及功能性蛋白等，具有特殊的分子結構、理化性質、作用特點、代謝反應、生理狀態(tài)、細胞信號傳導及半衰期等，加上人體皮膚獨特的解剖學結構和生理功能及轉運、吸收通道等諸多因素的影響，大多數(shù)抗衰老生物活性物質、天然藥物或功效成分等難以通過皮膚外用的自然擴散、穿過、滲透、吸收等途徑進入皮膚及皮下組織，從而嚴重影響或明顯削弱了這些天然藥物或功效成分應發(fā)揮的皮膚抗衰老生物學作用和生理學功能及臨床應用效果。特別是由于某些皮膚抗衰老或美容的功效成分是高度親水的大分子物質，在生理條件下帶有較強的負電性，因此難以穿透皮膚屏障進入皮膚細胞。即使有些類脂結構具有皮膚抗衰老或美容作用的小分子天然藥物或功效成分部分進入到皮膚組織，但由于未經合適的緩釋／控釋系統(tǒng)調控，導致某些成分在機體內很容易被酶解、水解和降解，作用半衰期明顯縮短，導致其分子結構和理化性質的不穩(wěn)定性增加，從而使其生物利用度和生理學效應受到一定影響甚至破壞。
　　要提高外用途徑的皮膚美容和抗衰老作用和效果，不僅要選擇合適的、確實具有皮膚美容和抗衰老效果的外源性功效成分，并確定能有效接受外源性皮膚美容和抗衰老功效成分作用的皮膚細胞和組織；而且，外源性皮膚抗衰老功效成分經皮傳遞系統(tǒng)的選擇和應用至關重要。只有將這些具有皮膚抗衰老和美容效用的功效成分經皮傳遞系統(tǒng)以恒定的透皮速度通過皮膚表皮層進入真皮層和皮下組織，甚至進入人體循環(huán)，才能產生皮膚、局部組織及全身良好的皮膚抗衰老作用及緩釋控釋效果，最大限度地延長皮膚抗衰老和美容功效成分或天然藥物或生物活性物質在體內的存在時間，使皮膚抗衰老和美容效果更有效、持久、安全。
　　
　　
　　
　　一、透皮藥物傳遞系統(tǒng)
　　
　　一直以來，透皮藥物傳遞系統(tǒng)曾指藥物通過皮膚滲透而產生全身或局部治療作用的可粘貼在皮膚表面的薄片狀制劑，其基本類型有膜控釋型、骨架擴散型、膠粘分散型、微貯庫型四種。然而，隨著基因工程技術的發(fā)展，這種粘貼在皮膚表面的透皮藥物傳遞系統(tǒng)逐漸被一些更新型的載體系統(tǒng)或有機或無機包合物或結合物所取代或補充，并在皮膚表面應用發(fā)揮著越來越大的優(yōu)勢，因此，廣義透皮藥物傳遞系統(tǒng)具有更加重要的意義。
　　從基因治療的角度講，目前常見的透皮藥物傳遞載體系統(tǒng)中的載體主要分為兩大類：病毒和非病毒載體。前者主要用于基因治療，它能將需要的遺傳信息(目的基因)傳遞到特定的靶細胞以指導其合成特定的蛋白，修正遺傳過程中故障基因的影響，用于治療癌癥等重大疾病，也可以通過編碼特定抗原成分的基因表達，以疫苗的形式來預防疾病。因為，單純目的裸基因通常很難進入到靶細胞進行表達，而基因傳遞系統(tǒng)需要將治療基因運送到靶細胞以實現(xiàn)基因表達并達到治療目的。因為病毒載體具有特定的噬細胞性，其基因轉導效率較高，因此依然是目前研究和應用最多和最有效的基因傳遞系統(tǒng)。
　　但是，病毒載體的基因治療面臨著嚴峻的生物安全問題，非病毒載體的應用仍然被認為是更安全的TDDS，特別是在一些非基因治療的應用性產品研制方面，非病毒載體的TDDS更受推崇和歡迎，它們主要有：
　　(1)脂質體：由脂質雙分子層膜包封而成的中空球狀體，直徑約100－1000nm，主要由磷脂組成，生物相容性較好，對所攜帶的遺傳物質或活性成分及天然藥物無分子大小限制，可通過滲透、穿透、內吞和融合等作用方式進入細胞。目前應用較多的是陽離子脂質體，其它新型脂質體還有空間脂質體、長循環(huán)脂質體、趨化脂質體、陰離子趨化脂質體等，因其組成成分和結構與生物膜和細胞膜極其相似，更易透過皮膚角質層屏障進入皮內。
　　(2)傳遞體：也稱柔質體，是常規(guī)脂質體經改性的類脂聚集體，即在脂質體的磷脂成分中加入不同的輔助劑如膽酸鈉等，亦被稱為柔性納米脂質體。
　　(3)醇質體：是一種能促進生物活性成分或天然藥物經皮傳遞的囊泡載體，它是卵磷脂在高濃度乙醇中形成的脂質囊泡。
　　(4)藥質體：是具有表面活性的藥物(或前體藥物)在水溶液中組裝形成的有序聚集體，結構類似泡囊或膠束等。藥質體不僅載藥量大，穩(wěn)定性高，且藥物由于本身存在的兩親性而對生物膜具有良好的親和性和透過性。
　　(5)囊泡體：由非離子表面活性劑(加或不加膽固醇)組成、體內外性質與脂質體極其相似的類脂質體。它與生物膜結構類似，細胞親和性和透過性好'可融入細胞，體內易降解，具有緩釋作用，可減少給藥頻率，提高治療指數(shù)，降低藥物劑量和毒副作用。
　　(6)β－環(huán)糊精及其衍生物：是以淀粉為原料，在環(huán)糊精葡萄糖基轉移酶的作用下形成閉合筒狀結構，外部是親水性表面，內部則是一個具有一定尺寸的手性疏水管腔的特殊包合物。
　　(7)原位凝膠：又稱在位凝膠，是高分子材料以溶液或半固體狀態(tài)給藥后，在用藥部位對外界刺激發(fā)生響應，發(fā)生分散狀態(tài)或構象的可逆轉化，形成的半固體或液體制劑。原位凝膠不僅可以直接作為藥物的載體，還可作為中藥傳遞系統(tǒng)的載體。
　　(8)微膠囊：是把分散的固體、液體和氣體等物質完全包封在一層致密的膜中而形成微膠囊。固體的微膠囊形狀一般與固體相同，液體或氣體的微膠囊的形狀則大多為球形。微膠囊大小約為2-200／μm，其囊壁厚度一般為0.5-150μm。
　　(9)磁微球：磁微球也稱磁性納米微粒，其粒徑為1-100nm，它有很強的表面化學活性，易結合生物大分子，使其成為很好的皮膚靶向性載體，且磁微球能在外磁場作用下快速運動與分離，可提高其皮膚應用的靶向性。除此之外，一些天然高分子及其衍生物，如膠原、去端肽膠原、明膠、纖維蛋白、糖胺多糖、殼聚糖、藻酸鹽和瓊脂糖等，以及合成的高分子及其衍生物，如聚(丙交酯-co.乙交酯)、聚乳酸、聚原酸酯、聚β－氨基酯、聚酸酐、聚氨酯和聚(乙烯-co-醋酸乙烯酯)等均可作為TDDS的載體。前者由于具有優(yōu)良的生物相容性，并具有與細胞相互作用的能力和體內可降解的性質；后者的優(yōu)點在于它們易于改性和加工成型，且降解速率可調控。
　　然而，還有一種透皮藥物傳遞系統(tǒng)被認為不僅適用基因工程制劑和天然藥物及生物活性成分，而且在醫(yī)學美容和皮膚抗衰老及精細化工(化妝品)等領域也有廣闊的應用前景和生命力，它就是納米乳透皮藥物傳遞系統(tǒng)。
　　
　　二、納米乳概述
　　
　　(一)納米乳的基本特性
　　納米乳(NE)以乳滴納米級的超微粒徑著稱，通常納米乳粒徑大約在10—100nm之間。納米乳有空白納米乳和載藥納米乳兩大類，如按照給藥途徑又可分為外用納米乳、口服納米乳和注射納米乳。空白納米乳由油相、水相、乳化劑和助乳化劑四個體系組成。納米乳油相的選擇對藥物的增溶和微乳單相區(qū)的存在至關重要。水相主要與油相一起在表面活性劑的作用下形成彎曲的油水界面膜包裹藥物。表面活性劑在納米乳中的主要作用則是降低油水界面張力、形成牢固的乳化膜、對難溶性藥物的增溶作用。助表面活性劑主要是調節(jié)表面活性劑的HLB(親水親油平衡值)并降低油水界面張力。而載藥納米乳則增加具有功效作用的藥物成分?？瞻准{米乳粒徑大約在10—100nm之間；而載藥納米乳則是由空白納米乳加上目的藥物或功效成分組成，其粒徑大約在150nm左右。通常，納米乳的外觀為透明或半透明的流體，因其乳滴分散在另一種液體中形成膠體分散系統(tǒng)，因此具有一定的乳光。在電鏡下觀察，納米乳的乳滴多為圓球形，乳滴分布均勻，大小基本一致，且分散性、流動性、穩(wěn)定性好，即使經過加熱或高壓滅菌或離心分離也不會使之分層，屬熱力學穩(wěn)定系統(tǒng)。而且，納米乳和一般乳液具有兩個根本不同點：第一，普通乳液的形成一般需要外界提供能量，而納米乳則是自發(fā)形成的；第二，普通乳液是熱力學不穩(wěn)定體系，存放過程中容易發(fā)生聚結而最終分為油相和水相，而納米乳則是熱力學穩(wěn)定體系，存放過程中通常不會發(fā)生聚結或分為油相和水相。這種特性由表面活性劑與助表面活性劑作為乳化劑與助乳化劑共同起穩(wěn)定作用，助表面活性劑通常為短鏈醇、氨或其它較弱的兩性化合物。
　　
　　(二)納米乳的形成機制
　　納米乳的形成機制錯綜復雜，目前觀點眾說紛紜，有增溶理論、雙重膜理論、穿流理論、負界面張力學說、幾何排列理論、內聚作用能比值理論、熱力學理論等。目前較為成熟和公認的納米乳形成機制有如下幾種：其一是表面張力理論。該理論認為，納米乳在形成過程中，由于乳化劑和助乳化劑的加入，使得油水界面的張力大大降低甚至達到負值，從而使油水界面自動擴大而形成納米乳。其二是界面擴增理論。即由于納米乳在形成過程中加入的助乳化劑，能在油相和水相二者之間進行合理分配，促進乳化劑在油水兩相的界面之間形成穩(wěn)定的界面膜，并使油水二相界面擴大而形成納米乳。其三是膠束理論。即在納米乳形成體系中，由于在乳化劑的溶液中加入助乳化劑，再加入油相，使膠束逐漸變大，當達到10～100 nm時便形成納米乳。除此之外，還有學者利用熱力學方法計算出納米乳形成的自由能及其相變條件，但這些理論尚不能完整地解釋納米乳的形成機制。
　　
　　(三)納米乳的制備方法
　　納米乳制備的正交設計和星點設計效應方法在納米乳制備過程中被廣泛應用。目前制備納米乳的方法主要分為三類：高能乳化法、低能乳化法和自動乳化法三種。高能乳化法制備納米乳主要是通過不同形式產生的高能進行納米乳制備，通常將其分為三種方法，即剪切攪拌法、高壓均質機勻漿法和超聲乳化法。低能乳化法制備納米乳則是利用納米乳中各系統(tǒng)各自的理化性質，使乳滴自然分散自發(fā)形成納米乳，通常分為相變溫度乳化法和相轉變乳化法。自動乳化法制備納米乳則需要先制備油相，因為油相對納米乳的自動乳化和乳劑的物理化學性質具有極為重要的影響，然后將油相和油溶性表面活性劑溶解在可與水混溶的溶劑中進行磁力攪拌，并把油相加入水相；最后與水混溶的溶劑通過減壓蒸餾揮干。當有機相和水相的混溶性較好時，自動乳化的速率即可達到最大。
　　
　　(四)影響納米乳的類型及影響因素
　　納米乳的類型主要有三種，即水包油(O／W)型、油包水(W／O)型和雙連續(xù)相納米乳。O／W型是細小的油滴分散在水相中，表面覆蓋一層由表面活性劑與助表面活性劑分子構成的單分子膜，分子極性端朝油滴，非極性端朝向連續(xù)的水相。W／O型則是細小的水滴分散在油相中，表面覆蓋一層由表面活性劑與助表面活性劑分子構成的單分子膜，分子極性端朝水滴，非極性端朝向連續(xù)的油相。當油相和水相兩者比例適當時，還會形成一種稱之為雙連續(xù)相納米乳，即任一部分油相在形成液滴被水連續(xù)相包圍的同時，亦與其它油滴一起組成油連續(xù)相，包圍介于油相中水滴，由表面活性劑組成的界面不斷波動使雙連續(xù)相納米乳具有各向同性。
　　一般認為選擇親水親油平衡(HLB)值介于3～7的乳化劑可形成W／O型納米乳，選擇親水親油平衡(HLB)值介于7～14的乳化劑可形成轉相的納米乳(0／W型或W／O型)，選擇親水親油平衡(HLB)值介于14～20的乳化劑可形成O／W型納米乳
　　影響納米乳形成不同類型的主要因素是油相和水相的體積比及兩者的粘度差異和表面活性劑的種類。其中，表面活性劑對納米乳的形成及性質最為重要，它的分子一般由非極性的、親油的碳氫鏈和極性的、親水的基團兩部分構成，具有既親油又親水的兩親性質，此種分子具有可在各種界面上定向吸附及在溶液內部形成膠團的重要性質，具有降低界面的表面張力，決定納米乳的類型，產生界面張力梯度，導致靜電和位阻排斥效應等。
　　
　　(五)納米乳的鑒定及質量評價指標
　　目前，有關納米乳的鑒定及質量評價指標主要有：(1)外觀性狀：可采用肉眼觀察，空白納米乳多為帶有乳光的無色透明或半透明的分散體系，顏色受空白納米乳體系中原料的顏色影響；而載藥(功效成分)納米乳多為帶有乳光的無色透明或半透明的分散體系，顏色則由所含添加劑(功效成分或藥物)的顏色決定；(2)PH值測定：可采用PH3C型酸度計測定；(3)液體粘度：可采用烏式粘度計測定，空白納米乳粘度較低；(4)電導率：O／W型納米乳劑的導電性比W／O型納米乳劑導電性強，可采用電導儀測定；(5)折射率：平行光入射后有丁達爾現(xiàn)象'可采用阿貝折光儀測定；(6)粒徑大?。嚎瞻准{米乳粒徑大小均在10—100nm，載藥納米乳大約在lOOnm左右'可采用激光粒徑測定儀測定，或用透射電鏡和掃描電鏡；(7)電位：采用電泳光散射(ELS)法，取納米乳適量，室溫下置Nicomp380／ZLS激光粒度／動電位分析儀測定動電位分布；(8)顆粒分布：納米乳分布均勻且分布范圍較窄，可采用粒度分布分析測試儀測定；(9)包封率：包封率測定可參考文獻，或者用透射電鏡、掃描電鏡等進行檢測；O10)界面張力：納米乳具有超低界面張力'在油相和水相中加入表面活性劑后，油一水相的界面張力可從50毫牛頓／米(mN／m)左右降至幾毫牛頓／米(mN／m)或十幾毫牛頓／米(mN／m)。此時，再加助表面活性劑，油一水界面張力甚至降到超低界面張力(10—6～10-7毫牛頓／米)；(11)載藥(功效成分)量及含量測定：可采用分光光度計，或高效液相色譜儀，或氣相色譜儀等儀器測定；(12)穩(wěn)定性：包括對光穩(wěn)定性試驗，對熱穩(wěn)定性試驗及恒溫加速試驗等。納米乳通常很穩(wěn)定，長時間放置亦不分層和破乳；若將納米乳放在超速離心機中旋轉5—10分鐘不會分層可采用肉眼觀察及分光光度法，離心機分離法等進行；(13)納米乳類型：利用紅色的油溶性染料蘇丹紅…和藍色的水溶性染料亞甲蘭在納米乳中擴散的快慢來判斷，如果藍色的擴散速度大于紅色，則納米乳為O／W型，反之則為W／O型，如兩者一樣快，就是雙連續(xù)型。同時一些先進的檢測設備，如納米投射電鏡、激光粒度測定儀、偏光顯微鏡、納米電動色譜儀、冷凍蝕刻電鏡等用于納米制藥中，其檢測技術，如小角中子衍射(SANS)用于探測油分子向納米乳表面活性劑界面膜滲透的本質，動態(tài)超速離心沉降技術、動態(tài)熒光探針、差示掃描量熱法(DSC)亦用于納米乳的研究。
　　
　　(六)納米乳的主要特點：
　　納米乳透皮傳遞載體系統(tǒng)具有以下特點：(1)增溶和速溶，提高難溶性藥物的溶解度；(2)制備簡單，易消毒滅菌處理；(3)物理及熱力學穩(wěn)定性好，具有各相同性的透明液體，可以濾過，易于制備和貯存；(4)包容性強，可同時包容不同脂溶性的藥物；(5)提高一些蛋白多肽類藥物或功效成分的穩(wěn)定性；(6)促進大分子水溶性藥物在人體內的吸收；(7)提高添加藥物或功效成分在體內的利用度；(8)黏度較低，使用舒適；(9)粒徑小且均勻，提高包封于其中的藥物分散度，促進藥物的透皮吸收；(10)對易于水解的藥物制成油包水型納米乳可起到保護作用；(11)具有緩釋控釋和靶向作用。而且納米乳作為一種新型經皮傳遞載體系統(tǒng)在皮膚抗衰老和美容化妝品中應用，具有科學、新穎、先進、實用等高新技術產品的特點。與一般乳劑相比，納米乳通常只需要在室溫條件下制備，這更加有利于生物活性物質和功效成分及天然藥物保持其特有的生物學效應和生理學功能；與脂質體等其它靶向藥物傳遞系統(tǒng)相比，納米乳的乳滴粒徑更加微小、細膩、均勻；理化性質更加溫和、穩(wěn)定、適合；使用更加舒適、安全、有效；制備更易工業(yè)化、產業(yè)化、環(huán)?；６?，納米乳由于乳滴粒徑小，其經皮滲透吸收作用更快，并能促進功效成分增溶和速溶，維持功效成分生物特性穩(wěn)定，減少功效成分用量，延長功效成分在皮膚表面停留時間，具有被動靶向及緩釋控釋作用，且能提高功效成分的生物利用度，減少使用副作用，安全性相對提高，實際效果更明顯，遠期或近期效果也應更好。
　　，
　　由此可見，納米乳作為良好新型的經皮傳遞被動靶向載體系統(tǒng)，在皮膚抗衰老和美容化妝品等方面的應用已展現(xiàn)出廣闊的應用前景和強大的生命力。而選用納米乳經皮傳遞系統(tǒng)作為皮膚抗衰老和美容功效成分或生物活’性物質或天然藥物的微分子載體進行全系列新型皮膚抗衰老美容功效納米乳的研制，也就成為我們研究團隊的方向之一。(待續(xù))
　　
　　作者簡介
　　
　　丁克祥，男，1958年出生，中華人民共和國國務院政府特殊津貼專家，國家授予的“國家級有突出貢獻中青年科技專家”，團中央、全國青聯(lián)授予的“首屆中國青年科學家科技創(chuàng)業(yè)獎獲得者”，美國Baylor college of medicine細胞和基因治療中心博士后，南方醫(yī)科大學(原中國人民解放軍第一軍醫(yī)大學科研部)教授，中國海軍抗衰老研究中心首任主任(海軍大校軍銜、副軍職待遇)，中山大學醫(yī)學部(原中山醫(yī)科大學)研究生導師，博士導師梯隊成員。在國內外多家專業(yè)機構和學術刊物擔任重要職務。
　　專業(yè)特長為衰老自由基生物學和自由基醫(yī)學、抗衰老基礎醫(yī)學和抗衰老制劑學。在美國留學的研究方向：重組腫瘤基因的構建克隆及基因蛋白表達純化和McAb&PcAb制備、早期癌癥基因血液診斷與納米微粒的靶向治療及智能一體化系統(tǒng)研究等；目前研究方向：自體脂肪轉移及重新分布和重組人脂肪細胞增殖調控因子的基因工程研究、主動或被動靶向緩釋控釋定釋藥物載體系統(tǒng)研究、醫(yī)學美容和皮膚抗衰老系列功效納米乳的研制等。
　　主持和協(xié)助完成科研項目39項，獲得軍隊級、國家部(省)級自然科學獎、發(fā)明獎和科技進步獎及中國發(fā)明專利共20項。其中一、二等獎共7項，中國科協(xié)頒發(fā)的“優(yōu)秀論文一等獎”1項，國際國內學術大會獎6項，出版專著9部，發(fā)表中英文學術論文168篇：曾獲得國家科委重點推廣項目、全軍醫(yī)藥科技重點推廠應用項目、國家省部級重點推廣項目各1項；主持或參與美國NIH科技基金研究項目1項，主持和參與國家863計劃項目、國家科技部國際重點科技合作項目、國家科技部創(chuàng)新研究基金項目、上海市科委科研計劃項目、湖北省重大科技攻關項目各1項；主持加拿大國際營養(yǎng)衛(wèi)生研究院科研合作項目和美國生物技術研究院(ABTRI)國際重點合作項目各1項。獲得國家發(fā)明專利2項，申報中國發(fā)明專利9項(其中6項已進入實審