南京工業大學徐虹、王瑞等:聚氨基酸水凝膠材料用于皮膚防曬制劑應用新進展
2019-10-08 09:59:13 作者:本網整理 來源:高分子科學前沿 分享至:

皮膚長期暴露于紫外線(包括天然紫外線和人工紫外線)照射下容易引發光老化,甚至會導致惡性皮膚腫瘤,已成為威脅皮膚健康的重要因素之一。目前傳統防曬霜主要存在的問題是無機(有機)紫外過濾劑穿透皮膚表面進入人體細胞后的潛在生物毒性。近年來,水凝膠粘合劑體系因其可以有效封裝抗紫外功能因子的同時實現非皮膚侵入的功效,一方面實現高效抗紫外功能,另一方面保證產品的生物安全性。盡管如此,人體皮膚表面出汗及動態生理環境的天然特性,致使目前水凝膠粘合劑體系與皮膚表面整合力弱從而引起的凝膠材料結構和功能的不穩定性,成為新型水凝膠防曬霜制劑研發的瓶頸。


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近期,南京工業大學材料化學工程國家重點實驗室,食品與輕工學院徐虹教授、李莎教授、王瑞副教授等人,基于本課題組前期在動態潮濕生理條件下生物水凝膠粘合劑的研究基礎,選擇本課題組自主研發的類似蛋白結構、皮膚親附性、保濕性及生物相容性能均優異的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)為水凝膠前體材料,復合具有優秀抗紫外功能的多酚結構分子單寧酸(TA),通過共價交聯結合分子自組裝技術構建類似皮膚表皮組織的新型雙網絡水凝膠防曬劑(DNHS)。結果顯示該水凝膠在275~360 nm范圍具有廣譜抗紫外性能,同時具有優異的生物粘附性和防水性能(出汗及動態生理條件下),并且不會侵入皮膚組織。此外,當水凝膠表層結構被破壞時,可以在1分鐘內實現完美自修復功能。上述優異性能一方面由于γ-PGA分子結構中大量羧酸基團的存在,增強了皮膚界面的黏附能力,同時與TA分子組裝形成的雙網絡水凝膠體系在皮膚表面構筑穩定的三維網狀結構與皮膚表面形成多重相互作用,實現堅固整合和智能自修復功效。


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該體系的研制成功不僅為新型防曬劑型產品的設計提供了新思路,同時為聚氨基酸水凝膠材料在皮膚健康領域的應用拓寬了新方向。相關研究成果發表在國際材料領域知名刊物《ACS Applied Materials & Interfaces》(影響因子8.456)。


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圖1 DNHS制備過程及多功能特性。(A) DNHS構建示意圖; (B) γ-聚谷氨酸、單寧酸及交聯劑縮水甘油醚的化學分子結構式; (C) DNHS抗紫外, (D) 皮膚整合及 (E) 自修復特性和相關機制。


相關工作得到了國家自然科學基金、江蘇自然科學基金和材料化學工程國家重點實驗室自主課題經費等基金的資助和支持。王瑞副教授是論文的第一作者,徐虹教授和李莎教授為論文的共同通訊作者。


全文鏈接:


https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.9b14538

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