奈米化粧品制造技术课件

民生科技產業實務學程

產品開發實務

化粧保養品產品開發實務1保養產品的開發

DevelopmentofSkin-careproducts2保養品所謂“保養”就是“保護”和“營養”基本上是白天保護，晚上營養白天保護皮膚不受陽光紫外線的傷害，不受空氣污染物的傷害，不受微生物、細菌的傷害，不受氣候變化，溫度、濕度變化的傷害晚上10點到2點是皮膚新陳代謝最旺盛的時候，應補充適當的營養3皮膚的保護皮膚的保護包括：1.防止太陽光/紫外線的傷害2.防止細菌/微生物的傷害3.防止空氣污染物/自由基的傷害4.防止氣候/空氣乾燥的傷害4皮膚的保護用品日霜隔離霜防護霜防曬霜5皮膚的營養

皮膚的營養包括：脂肪：不飽和脂肪酸，各種固醇類等蛋白質：胺基酸，多胜肽(Polypeptides)等糖類：葡萄糖、黏多糖體等維他命：維他命A,B,C,D,E等礦物質：微量元素鋅,銅,錳等(酵素的合成)6皮膚的營養用品晚霜、營養霜、滋養霜：中、乾性皮膚使用精華液(露)、美容液、美容凝露：中、油性皮膚使用7保養品的吸收與不吸收8皮膚的吸收途徑9皮膚的經皮吸收路徑10決定經皮吸收的因素

化粧品成分性質的影響：

•親水性或親油性(油溶性較易吸收)

•pH酸鹼值

•分子的大小

•粒子的大小傳輸系統(載體)的影響：

•濃度及溶解度(梯階效應)

•粘稠度(影響擴散係數)

•載體的組成份(non-aqueoussolventsincreasepenetration)

•穿透促進劑(Penetrationenhancers)

皮膚狀況的影響：

•角質層細胞的結合牢固度

•皮脂的含量及組成

•皮膚的pH酸鹼值

•皮膚的水合度(increasedhydrationusuallyincreasespenetrationrate)

•皮膚的厚度：耳後很薄,手掌很厚

•皮膚是否有傷口

•新陳代謝：新陳代謝快,吸收減少

•皮膚的溫度11皮膚穿透促進劑12皮膚的酸鹼值與

皮膚的天然酸性保護膜健康皮膚的生理酸鹼值平均是pH4.5到6.0。1928年SchadeandMacrhionini提出皮膚的酸度可以防止細菌和黴菌的生長，幫助皮膚抵抗感染的報告，並稱之為皮膚的”酸性外套”或”酸性保護膜”(SkinAcidMantle)。皮膚的”酸性保護膜”有防禦功能及自我消毒(Self-disinfection)的作用13保護用品的開發14配方的開發Formulations15化粧品的組成份16化粧品的組成份

基本成份(基劑):就是構成化粧品的基本性質及化粧品的共同成份。特殊成份(添加劑):就是指賦予產品特殊功能或特殊訴求或特殊性質的成份。17基本成份

(基劑)1.賦型劑:就是構成產品劑型的成份

2.安定劑:就是能促進劑型之安定的成份3.賦香劑:就是香精﹑香料等。4.色料:包括染料﹑有機顏料﹑無機顏料及色澱等。18賦型劑

水溶劑油脂蠟類界面活性劑各種粉體基劑

19安定劑

保濕劑:可防止水份蒸發，導致產品乾涸、分離或變質增稠劑:防止沈澱分離防腐劑:防止細菌感染腐敗抗氧化劑:防止油脂氧化酸敗防變色劑:通常為紫外線吸收劑，防變色離子封鎖劑:防止金屬離子的作用

20特殊成份(添加劑)特殊功能的成份(機能性成份)特殊來源的成份

特殊性質的成份

21特殊功能的成份(機能性成份)

油性皮膚:收斂劑﹑殺菌﹑消炎劑﹑去角質劑乾性皮膚:細胞修復劑，抗老防皺劑﹑防曬抗紫外線劑﹑黑色素抑制劑﹑去頭皮屑劑﹑細胞更新促進劑﹑血液循環促進劑

22特殊來源的成份

動物萃取物植物萃取物各種生化/生物科技成份活酵母(微生物成分)植物精油海藻海鹽

23特殊性質的成份

果酸（高酸度成份）硫代甘醇酸

微量元素

維生素

酵素

激素

高分子聚合物

24保護用品基劑的選擇劑型的選擇：採O/W型乳霜：較清爽，不油膩基劑成分的選擇：選用不易被皮膚吸收的成分：礦物性及合成油25保護用品添加劑的選擇抗紫外線劑抗菌劑抗自由基/抗氧化劑保濕劑其他添加劑26典型的O/W乳化劑型27典型的O/W乳霜製劑1、脂肪酸及脂肪酸鹽型（陰離子型）（FATTYACIDANDFATTYACIDSALTTYPE）：俗稱雪花膏型2、脂肪醇及脂肪醇硫酸酯鹽（陰離子型）（FATTYALCOHOLANDFATTYALCOHOLSULFATETYPE）：親水軟膏型3、脂肪酸多元醇酯型(非離子型)(FATTYACIDPOLYOLESTERTYPE)

在實務上，以上述兩種以上混合者較多，另外，也可以添加天然或合成的高分子聚合物為增稠安定劑

28典型的脂肪酸及脂肪酸鹽型O/W乳霜

雪花霜(VanishingCream，

StearateCream)StearicAcid15.00PotassiumHydroxide(80%)1.00PropyleneGlycol15.00IsopropylPalmite2.00Watertomaketo100.0029典型的脂肪酸及脂肪酸鹽型O/W乳霜

(StearateTypeVanishingCream)

StearicAcid23.00

CetylAlcohol2.00PropyleneGlycol5.00

Triethanolamine1.40EDTA0.02Watertomaketo100.0030脂肪醇及脂肪醇硫酸酯鹽

O/W親水性軟膏型HydrophilicOintmentStearylAlcohol25WhitePetrolatum25PropyleneGlycol12SodiumLaurylSulfate1Methylparaben0.025Propylparaben0.015PureWater37

出自美國藥典USP–

HydrophilicOintment31脂肪醇及脂肪醇硫酸酯鹽

O/W親水性軟膏型HydrophilicOintmentMineraloil13.6%Vaselin2.4%CetylAlcohol4.5%

StearicAcid15%PropyleneGlycol26%Propyl

Paraben0.15%MethylParaben0.25%Water37.5%SodiumLaurylSulfate1%

32市售日霜、保護用品成分例33旁氏隔離霜

主成份：Octyl

Methoxy

cinnamate4.94％4-Tert-Butyl-4-MethoxyldibenzoylMethane1.90％其他成分WaterCyclomethiconeTriethylhexanoinTitaniumdioxideTalcCetearylAlcoholGlycerinStearicacidButyleneGlycolIsopentydiol

Glyceryl

StearateDimethiconePEG-40StearateDisodiumEDTASodiumStearoyl

LactylateCarbomer

potassiumHydroxideMethylparabenPropyl

parabenFragranceCI77491CI77492CI7749934歐蕾多元修護日霜(SPF15)

ACTIVEINGREDIENTS：4.0%OCTYLSALCYLATE2.0%AVOBENZONE1.0%PHENYLBENZIMIDAZOLESULFONICACID1.0%OCTOCRYLENEWATERGLYCERINNIACINAMIDEDIMETHICONEISOPROPYLISOSTEARATEPOLYACRYLAMIDETRIETHANOLAMINESTEARYLALCOHOLC13-14ISOPARAFFINCETYLALCOHOLPTFEPANTHENOLTOCOPHERYLACETATETITANIUMDIOXIDEBEHENYLALCOHOLDIMETHICONOLSUCROSEPOLYCOTTONSEEDATEBEZYLALCOHOLMETHYLPARABENCARBOMERLAURETH-7PROPYLPARABENCETEARYLGLUCOSIDEETHYLPARABENPEG-100STEARATEDISODIUMEDTASTEARICACIDAMMONIUMPOLYACRYLATEVITAMINB3PRO-VITAMINB5VITAMINE35蜜妮高防曬乳液SPF28、PA++

主成分:2-Ethylhexyl4-Methoxycinnamate3.0%Zincoxide11.6%

其他成分Cyclomethicone

Dimethicone

WaterAlcoholPolymethylsiloxane

GlycerinTALCNeopentylGlycolDicappateDimethicone

copolyol

MethiconePolysilicone-9TitaniumDioxideAluminaFragranceSilicaBHT36乳霜製劑品管物化性質的測定與設定37乳霜的基本物化性質的測定

(1)、黏稠度(ViscosityandConsistency)(2)、安定性(Stability)

(3)、顏色、外觀與分散粒子的大小(Color、Appearanceandparticlesize)

(4)、導電性(Electricalconductivity)

(5)、酸鹼值(pHValue)(6)、使用之觸感(Feeling)38乳霜製劑的分析

(1)、乳化型態(O/W或W/O)的分析

(i)、導電度法

(ii)、分散度法

(iii)、色素分散度法(2)、pH值測定(3)、含水量測定(4)、油相分析(5)、黏稠度測定39製程的開發40乳霜製劑的調配製造

油相原料的選擇(oilphase)內外相的相體積比(phasevolumeratio)乳化劑的選擇(choiceofemulsifiers)乳化劑的化學結構配合禁忌乳化劑的HLB值41O/W乳霜製劑黏稠度的調整

降低黏稠度的方法：增加外相(水相)的含量降低外相(水相)的黏稠度提高乳化劑的HLB值

增加黏稠度的方法：提高水相的黏稠度：例如添加增稠劑提高油相的熔點：例如添加油蠟成分降低乳化劑的HLB值42影響乳霜製劑安定性的因素分散相粒子的大小：一般直徑約為0.1~100micron；100A~600A時則成為透明狀的微粒乳化(microemulsion)。兩相密度的差異度外相的黏稠度粒子的電荷乳化劑的性質及乳化力和使用量儲存的狀況：如溫度和振盪情況43影響乳霜製劑性質的各種因素

1、油相與水相

(i)、原料的物化性質

(ii)、相體積比

(iii)、加入的次序2、乳化劑

(i)、乳化劑的性質

(ii)、乳化劑加入的次序

(iii)、乳化劑的濃度3、乳化過程

(i)、乳化的溫度

(ii)、乳化機具的型式4、冷卻過程

(i)、冷卻溫度

(ii)、冷卻方法

(iii)、冷卻速率44營養用品的開發45營養用品基劑的選擇劑型的選擇：採W/O型乳霜或微脂粒製劑或奈米乳化的O/W製劑：油溶性成分或粒子小的製劑基劑成分的選擇：選用較容易被皮膚吸收的成分：

植物油及小分子的植物精油46典型的W/O乳霜製劑硼砂蜜蠟型乳霜(Beeswax-BoraxType)Theratioofbeeswaxtoboraxis16:1to20:1冷霜中Beeswax含量約6~15%，Borax需要量視Beeswax含量及其酸價而定。1g之Beeswax約需0.06~0.08g之Borax，若為無水Borax則約需0.03~0.04g。Beeswax含26酸(Cerotinicacid)與Borax反應成皂基。76年1月16日衛署藥字第646105號公告化妝品禁止使用原料：

硼酸（Boricacid）、過硼酸鈉（Sodiumperborate）、硼酸鈉（Sodiumborate），（但Sodiumborate用以乳化Beeswax及BleachedBeeswax者不在此限，惟其含量不得超過0.76%）

非離子型乳霜(Non-ionicType)47Compositionofbeeswax

Description

%offractionNumberofcomponentsinfractoinMajor(1%以上)Minor(1%以下)Hydrocarbons1410(5)66Monoesters3510(7)10Diesters146(5)24Triesters3520Hydroxymonoesters46(1)20Hydroxypolyesters8520Acidesters1720Acidpolyesters2520Freeacids128(3)10Freealcohols15?Unidentified67?TOTAL10074>21048市售晚霜、營養用品成分例49MuradPerfecting

NightCreamWater(Aqua),HelianthusAnnuus(HybridSunflower)Oil,Dicaprylyl

Maleate,Glycerin,Squalane,StearicAcid,Isostearyl

Glycolate,PropyleneGlycol,Glyceryl

Stearate,PEG-100Stearate,CetearylAlcohol,Ceteareth-20,AlgaeExtract,Borago

OfficinalisSeedOil,Oenothera

Biennis(EveningPrimrose)Oil,DEA-CetylPhosphate,Panthenol,Palmitoyl

Hydroxypropyltrimonium

Amylopectin/GlycerinCrosspolymer

Lecithin,Vitis

Vinifera(Grape)SeedExtract,CamelliaSinensisLeafExtract,Tocopherol,MagnesiumAscorbylPhosphate,HydrolyzedSoyFlour,AvenaSativa(Oat)KernelProtein,Retinyl

Palmitate,CitrusAurantium

Dulcis(Orange)FruitExtract,ButyleneGlycol,Spiraea

UlmariaExtract,HoneyExtract,Glycolipids,HyaluronicAcid,Carbomer

Triethanolamine,DiazolidinylUrea,Methylparaben,Propylparaben50Whenhopeisnotenoughphilosophy®NightCreamWater(aqua),Prunus

Amygdalus

DulcisOil(sweetalmond),LaurylLactate,Pentaerythrityl

Tetracaprylate/Tetracaprate,MagnesiumAscorbylPhosphate,CetylAlcohol,Triethanolamine,Dimethicone,PPG-2MyristylEtherPropionate,Glycerin,Cyclomethicone,EmulsifyingWaxNF,DEACetylPhosphate,CetearylAlcohol,PEG150Distearate,TocopherylAcetate,Retinyl

Palmitate,Borago

OfficinalisSeedOil,Panthenol,Allantoin,BetaGlucan,Arginine,Dioscorea

mexicanarootextract,SodiumCarboxymethyl

Betaglucan,Behentrimonium

Methosulfate,Carbomer,Acrylates/C10-3051載體的開發

52奈米載體

(NanoCarriers)微脂粒(liposome)在化粧品已經有一段很長的使用經驗微脂粒(liposome)依照構造又分成多層微脂粒multilamellaliposome(multilamellavesicle,MLV)

及單層微脂粒unilamellaliposome(unilamellavesicle,ULV)單層微脂粒(unilamellavesicle,ULV)又分成大單層微脂粒

LUV(largeunilamellavesicle)及小單層微脂粒SUV(smallunilamellavesicle)

53奈米載體

(NanoCarriers)多層微脂粒MLV的粒子大小為400~3,500nm大單層微脂粒LUV的粒子大小為200~1,000nm小單層微脂粒SUV的粒子大小為20~50nm54微脂粒(Liposome)的經皮吸收55微脂粒(Liposome)由一到數層脂質雙層膜(lipidbilayer)

所組成的微小的囊胞有自行密合（self-closing）的特性

由脂雙層膜包裹水溶液形成可同時作為疏水性（hydrophobic）及親水性（hydrophilic）藥物的載體疏水性藥物可以嵌入脂雙層中，而親水性藥物可包覆在微脂粒內的水溶液層中56磷脂質

Lecithin(phosphatidylcholines)

卵磷脂是一種磷酸甘油酯：含磷酸、膽鹼、甘油酯和兩分子脂肪酸，是一種兩性界面活性劑57磷脂醯膽鹼

PHOSPHATIDYLCHOLINE

58卵磷脂(Lecithin)與磷脂醯膽鹼

(PHOSPHATIDYLCHOLINE)

卵磷脂(Lecithin)含有磷脂醯膽鹼

(PHOSPHATIDYLCHOLINE)

卵磷脂(Lecithin)可來自動物,植物和微生物,如動物的卵,植物的大豆,葵花子,葡萄子等蛋黃裡含有68-72%磷脂醯膽鹼

(PHOSPHATIDYLCHOLINE)

大豆裡含有20-22%磷脂醯膽鹼

(PHOSPHATIDYLCHOLINE)來自動物和植物的磷脂醯膽鹼,其脂肪酸的結構不同大豆卵磷脂含有19-24%的棕櫚酸及硬脂酸之飽和脂肪酸,9-11%單元不飽和脂肪酸,56-60%亞油酸蛋黃裡含有41-46%的棕櫚酸及硬脂酸之飽和脂肪酸,35-38%的油酸,15-18%的亞油酸59磷脂質是構築細胞膜與Liposome的基石親水端親油端三種主要的磷脂質：60Liposome的形成

磷脂双層(phospholipid

bilayer)

水相水相磷脂双層61細胞膜與微脂粒(囊)Liposome的形成細胞膜微脂囊62單層微脂粒與細胞膜VerySmallLiposome(smallunilamellavesicle)極小微脂囊CellMembrane細胞膜63Liposome的結構可包覆水溶性物質及油溶性物質疏水洞親水洞64奈米載體開發例65奈米球洗髮精DailySelf-AdjustingShampoo

It’soneshampoothatworksforalltypesofhair,makingthisself-adjustingformulathesmartchoicefortheentirefamily.Formulatedwithprotectiveingredientsthatenhanceshineandmanageability,theadditionofNanosphereTechnologycreatesadynamicshampoothatadjuststothedaily,changingneedsofyourhair.

66奈米洗髮精配方例-奈米乳液相

FirstPhase:PEG-400isostearate(byUnichema)4.5%

DisodiumsaltofN-stearoyl-L-glutamicacid,0.5%(AcylglutamateHS21byAjinomoto)Avocadooil20%Absoluteethanol15%

Secondphase:Glycerol5%

Demineralizedwaterq.s.for100%

FirstPhase

加熱到45℃，Secondphase加熱到30℃，混合後再以高壓均質機1,500bars壓力，經過7次均質處理，得到60nm的奈米油球囊。資料來源:美國專利US6,488,780December3,200267奈米洗髮精配方例-成品混合Sodiumlaurylethersulphate(70/30C12/C14，2.2EO)15gCocoyl

betaine(DehytonAB30)2.7gNanoemulsion15gFragrance,q.s.preservativeq.s.Citricacidq.s.pH7.6Demineralizedwaterq.s.to100g

在室溫下混合即可

資料來源:美國專利US6,488,780December3,2002

68微脂粒及奈米製劑的製造設備69微脂粒(Liposome)製造機Microfluidizer®

的各種機型-(實驗室用)M-110SMicrofluidizer®Processor,SmallVolumeSampleSize14ml.M-110FMicrofluidizer®ProcessorSampleSize60mltocontinuous70微脂粒(Liposome)製造機-(實驗室用)

Microfluidizer®110S的解剖圖SchematicdrawingofthehomogenisationprocessusingtheMicrofluidizer110S®Schematiccross-sectionthroughthedispersionzoneoftheMicrofluidizer®,theso-calledinteractionchamber(left)andenlargedviewoftheliquidjetflowthroughthedissipationzoneinthecentreareaoftheinteractionchamber(right)71微射流體機Microfluidizer®與

高壓均質機-實驗用Microfluidizer®Processor

M-110Y高壓均質機EmulsiFlex-C572奈米乳化製劑的設備73高壓均質機Niro

Soavi:viaMarioda

Erba

Edoari,29/A-43100Parma-Italy-Tel.+390521965411-Fax+390521242819意大利74經過高壓均質機處理前後比較Thestartingparticlesizeislarge(5-10microns)andthedistributionwideAfterprocessingat18000psi/124MPa.dramaticreductioninsize(52nm)andthenarrowerdistribution.

75經過高壓均質機處理前後比較76經過高壓均質機處理後粒徑變化Oilinwateremulsion

Sample

Pressure(psi)

Diameter（nm)

unprocessed(處理前)

-

656

1pass(一次處理)16,000

77

3passes(兩次)

16,000

59

5passes(三次)16,000

4277各種乳劑均質的方法78研磨式均質機

roto