นาโนเทคโนโลยีกับการพัฒนาเครื่องสำอาง

นาโนเทคโนโลยีกับการพัฒนาเครื่องสำอาง
โดย ดร.อุรชา รักษ์ตานนท์ชัย
ศูนย์นาโนเทคโนโลยีแห่งชาติ

กระแสความตื่นตัวด้านนาโนเทคโนโลยีได้เข้ามาสู่ชีวิตประจำวันของเราในทุก ด้าน จะเห็นได้จากผลิตภัณฑ์ที่ได้ออกสู่ท้องตลาดหลายชนิด ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์กีฬา เสื้อผ้าที่มีคุณสมบัติใหม่ๆ จอภาพแสดงผลบนอุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์ และคาดว่าจะเกิดผลิตภัณฑ์ใหม่ๆออกมาอย่างต่อเนื่อง ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอางเป็นอีกรูปแบบหนึ่งของสินค้าที่ได้รับความสนใจอย่าง มาก เนื่องจากความสวยความงามเป็นเรื่องใกล้ตัวที่เราสามารถสัมผัสได้ ผิวพรรณที่อ่อนนุ่ม ไร้ริ้วรอยและดูอ่อนกว่าวัยเป็นสิ่งที่ทุกคนต้องการ โดยเฉพาะเมื่อมีการนำเอานาโนเทคโนโลยีมาใช้เพื่อพัฒนาคุณภาพและประสิทธิภาพ ในการออกฤทธิ์ของเครื่องสำอางแล้ว ยิ่งทำให้กระแสความตื่นตัวในด้านนาโน เทคโนโลยีเป็นที่ต้องการและสามารถสร้างจุดขายได้เป็นอย่างดี

เครื่องสำอางที่มีการนำนาโนเทคโนโลยีมาใช้สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่มใหญ่ คือ
1. การสังเคราะห์อนุภาคนาโน เพื่อใช้เป็นสารกันแดดในกลุ่มโลหะ
ออกไซด์ เช่น ซิงค์ออกไซด์(ZnO) ไททาเนียมไดออกไซด์ (TiO2) โดยทั่วไปสารเหล่านี้เมื่อทาบนผิวสามารถดูดกลืนและสะท้อนแสงได้เป็นอย่างดี ยอมให้แสงขาวที่ตามองเห็นทะลุผ่านได้ แต่ไม่ยอมให้รังสี UVA และ UVB ผ่านได้ ดังนั้นเมื่อสามารถสังเคราะห์สารดังกล่าวให้มีขนาดที่เล็กลงในระดับนาโนเมตร ได้จะทำให้มีพื้นที่ผิวที่มากขึ้น และด้วยอนุภาคที่เล็กละเอียดเมื่อทาบนผิวจะทำให้ไม่เกิดเป็นคราบขาว

2. การเตรียมในรูปแบบของของเหลวกระจายตัวที่มีสารออกฤทธิ์เก็บกักภายในถุงหุ้ม (nanodispersed
system) ซึ่งสามารถทำได้ในหลายรูปแบบ เช่นไลโปโซม (liposomes) อิมัลชัน (nanoemulsions) อนุภาคนาโนชนิดไขมันแข็ง (solid lipid nanoparticles) ซึ่งการเตรียมสารออกฤทธิ์ในรูปแบบดังกล่าวนี้จะช่วยในด้านการเพิ่มความคงตัว ของสารออกฤทธิ์จากการสัมผัสแสงและออกซิเจน สามารถควบคุมการปลดปล่อยได้ตามต้องการ รวมทั้งอาจมีผลในการซึมผ่านผิวหนังได้ดีขึ้น ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของอนุภาค ที่เตรียมได้

ไลโปโซม
เป็นรูปแบบหนึ่งที่ได้มีการนำมาใช้วิจัยและพัฒนามาเป็นเวลานานเพื่อใช้เป็น ระบบนำส่งยาทางการแพทย์ โดยได้มีการค้นพบครั้งแรกโดย Dr. Alec Bangham ในปี 1965 ใช้เป็นระบบนำส่งสารออกฤทธิ์ในรูปแบบถุง (vesicular structures) ที่มีขนาดอนุภาคที่เล็กในระดับนาโนเมตรจนถึงไมโครเมตร ซึ่งขนาดของถุงไขมันที่ได้จะขึ้นกับชนิดของไลโปโซมและวิธีการเตรียม ผนังของไลโปโซมจะเป็นไขมันชนิดฟอสฟอไลปิดซึ่งเป็นไขมันชนิดเดียวกันกับไขมัน ที่ผิวหนังของมนุษย์ จากสูตรโครงสร้างของไขมันชนิดนี้ประกอบด้วยสองส่วน คือ ส่วนที่ชอบน้ำ(hydrophillic) เป็นหัว และส่วนที่ไม่ชอบน้ำ (lipophillic)เป็นหาง จากโครงสร้างทำให้ไลโปโซมเกิดการจัดเรียงตัวของผนังเป็นสองชั้น (bilayers) อย่างชัดเจน สามารถเก็บกักสารสำคัญได้หลายรูปแบบ โดยการเก็บกักสารที่ละลายน้ำได้น้อยไว้ในส่วนผนัง และสารละลายน้ำได้ละลายอยู่ด้านใน
กลไกในการนำส่งยาเข้าสู่ผิวหนังของไลโปโซมมีหลายกลไก ได้แก่
(1) ไลโปโซมดูดซับบริเวณผิวส่วนนอกสุด แล้วเกิดการแตก และเพิ่มแรงส่งให้ยาเข้าสู่ผิวหนังได้ดีขึ้น และ
(2) ไลโปโซมซึมเข้าสู่ผิวหนังชั้นนอกสุดและหลอมรวมกับส่วนของไขมันในชั้นนี้ และเกิดการปลดปล่อยสาร โดยทำหน้าที่เป็นเหมือนตัวเก็บกักยาให้ค่อยปลดปล่อยออกมา ทำให้เกิดประสิทธิภาพที่ยาวนานขึ้น
อย่างไรก็ดีไลโปโซมที่เตรียมได้มักจะประสบปัญหาทางด้านความไม่คงตัวทั้งทาง กายภาพและทางเคมี ตัวอย่าง เช่น ทางกายภาพจะเกิดการรวมตัวกันของไลโปโซมแต่ละถุงทำให้ได้ขนาดที่ใหญ่ขึ้น หรือเกิดการแตกออกทำให้สารที่ต้องการเก็บกักไว้ภายในถุงหลุดออกมา ทางด้านเคมีอาจเกิดปฏิกริยา ไฮโดรไลซิสหรือออกซิเดชันของไขมันที่ถุงได้
นอกจากไลโปโซมแล้วยังมีอีกรูปแบบของระบบนำส่งที่มีลักษณะเป็นถุงคล้ายกันคือ
-Niosome ได้จากการใช้สารลดแรงตึงผิวชนิดไม่มีประจุ (non-ionic surfactant) แทนการใช้ฟอสโฟไลปิดโดยการเตรียมจาก polyoxyethylene alkyl ethers ทำให้ niosomes มีราคาถูกลง และ มีความคงตัวที่ดีกว่าไลโปโซม
-Transferosome เป็นถุงไลโปโซมที่มีความยืดหยุ่นสูงซึ่งได้จากการใช้ไขมันชนิดฟอสฟอไลปิด ร่วมกับสารลดแรงตึงผิว เช่น sodium cholate หรือ deoxycholate โดยเชื่อว่าอนุภาคชนิดนี้สามารถบีบตัวผ่านช่องว่างของเซลล์ในชั้นผิวหนัง ด้านบนได้
-Ethasomes คือไลโปโซมที่มีปริมาณเอทานอลในปริมาณสูงเพื่อช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการ ละลายและบรรจุสารได้หลายชนิดและช่วยให้ถุงมีความนิ่มและสามารถบีบตัวผ่าน เข้าสู่ผิวหนังได้ถึงผิวหนังชั้นในหรือเข้าสู่กระแสเลือดได้

อนุภาคนาโนชนิดไขมันแข็ง (solid lipid nanoparticles)
เป็นระบบนำส่งสารที่มีขนาดอนุภาคอยู่ในช่วง 50 ถึง 1,000 นาโนเมตร สามารถเตรียมได้โดยใช้หลักการเดียวกันกับการเตรียมอิมัลชั่นชนิดน้ำมันในน้ำ โดยใช้สารห่อหุ้มประเภทไขมัน เช่น ไตรกลีเซอไรด์ และแวกซ์ เป็นต้น ซึ่งสารเหล่านี้เข้ากันได้กับร่างกาย เมื่อเตรียมเสร็จและปล่อยให้เย็นตัวลงที่อุณหภูมิห้อง สารห่อหุ้มจะเปลี่ยนสถานะเป็นของแข็งและหุ้มสารสำคัญเอาไว้ข้างใน ลักษณะโครงสร้างของอนุภาคของอนุภาคนาโนชนิดไขมันแข็งจะคล้ายกับนาโนอิมัล ชั่น (nanoemulsion) คือชั้นที่ห่อหุ้มนั้นจะเรียงตัวกันชั้นเดียว (monolayer) แต่ ณ อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิร่างกาย อนุภาคนาโนชนิดไขมันแข็งจะอยู่ในสถานะของแข็ง ส่วนนาโนอิมัลชั่นจะอยู่ในสถานะของเหลว ดังนั้น จึงมีผลต่อการปลดปล่อยสารสำคัญ อนุภาคนาโนชนิดไขมันแข็งจะสามารถควบคุมการปลดปล่อยสารสำคัญอยู่ในสารห่อหุ้ม ที่เป็นของแข็ง ดังนั้นสารสำคัญจึงค่อยๆ ถูกปลดปล่อยออกมาและสามารถลดการระคายเคืองของผิวหนังจากสารสำคัญบางชนิดได้ สามารถเตรียมได้ด้วยการเตรียมสารสำคัญและไขมันในรูปแบบของอิมัลชั่นก่อนแล้ว ทำการลดขนาดด้วยเครื่อง high pressure homogenizer
ข้อดีของรูปแบบอนุภาคนาโนชนิดนี้ คือ สามารถควบคุมการปลดปล่อยสารสำคัญ และช่วยเพิ่มระยะเวลาในการออกฤทธิ์ เพิ่มความชุ่มชื้นให้กับผิว (occlusion effect) เพิ่มความคงตัวของสารสำคัญและผลิตภัณฑ์ เพิ่มการดูดซึมสารลงในชั้นที่ลึกยิ่งขึ้น สามารถนำวิธีการไปผลิตในระดับอุตสาหกรรมได้ง่าย การนำมาใช้ในทางเครื่องสำอางสามารถทำได้ในหลายรูปแบบ คือ ใช้ได้ทันทีในรูปแบบโลชั่น หรือบรรจุลงในเนื้อครีม หรือทำให้อยู่ในรูปแบบเจล โดยการเติมสารเพิ่มความหนืด ปัจจุบันได้มีการจดสิทธิบัตรการเตรียมการใช้ high pressure homogenizer โดยบริษัท SkyePharma ประเทศอังกฤษ ส่วนการเตรียมด้วยเทคนิคไมโครอิมัลชัน ได้จดสิทธิบัตรโดยบริษัท Vectorpharma ประเทศอิตาลี

นาโนอิมัลชัน (nanoemulsion)
เป็นระบบในรูปแบบของเหลวใสที่มีความคงตัวทางเทอร์โมไดนามิกส์สูง มีชื่อเรียกหลายชื่อเช่น oil-in-water emulsions หรือ submicron emulsion หรือ miniemulsion มีลักษณะของอนุภาคที่เรียกว่าไมเซลล์ (micelle) ที่มีขนาดประมาณ 10 ถึง 140 นาโนเมตร โดยมีส่วนประกอบหลัก คือ น้ำมัน น้ำและสารลดแรงตึงผิว โดยสามารถคงรูปอยู่ได้จากผิวฟิล์มของสารลดแรงตึงผิว สามารถเตรียมได้จากสารลดแรงตึงผิวหลายชนิดแต่ต้องคำนึงถึงความเป็นพิษของสาร เช่นกัน แต่โดยทั่วไปแล้วจำเป็นต้องใช้สารลดแรงตึงผิวในปริมาณสูงเพื่อเพิ่มความคง ตัวของของเหลว

อนุภาคนาโนที่ทำจากพอลิเมอร์ (polymeric nanoparticles)
เป็น รูปแบบที่มีการนำมาใช้ในทางการแพทย์มาก สามารถเตรียมได้หลายวิธี เช่น solvent evaporation, polymerization ตัวอย่างของพอลิเมอร์ที่มีการนำมาใช้ เช่น PLGA หรือ poly(lactic-co-glycolic acid) เนื่องจากเป็นสารที่ได้รับการยอมรับจากองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาว่า สามารถย่อยสลายได้ในร่างกาย มีความปลอดภัยสูง รูปแบบที่มีการนำมาใช้เก็บกักสารในกลุ่มวิตามินซีได้เป็นผลิตภัณฑ์รูปแบบผง อนุภาคนาโนชนิดแห้งและเมื่อต้องการใช้จะทำการผสมกับครีมหรือเจลก่อนการใช้ ตัวอย่างเช่น Nano LeVic®"ผลิตโดย Hosokawa Powder Technology Research Institute (HPTRI) ร่วมกับบริษัท Powder Green® ประเทศญี่ปุ่น

เครื่องสำอางนาโนที่มีวางขายในเชิงพาณิชย์
- สำหรับการนำมาใช้ในทางเครื่องสำอางเริ่มจากการผลิตไลโปโซมเจล ของบริษัท Christian Dior ในปี ค.ศ. 1986 ในชื่อ Capture® และตามด้วยผลิตภัณฑ์ในชื่อ Plentitude® ของ บริษัท L’Oreal ได้ใช้เทคนิคของ Niosomes ในการนำส่งสารเพื่อเพิ่มความชุ่มชื่นแก่ผิว ในปัจจุบันได้มีการใช้เทคนิคการเตรียมอนุภาคนาโนตามที่ได้กล่าวมาข้างต้น เพื่อการบรรจุและนำส่งสาร โดยผสมอนุภาคเหล่านี้กับเนื้อของเครื่องสำอาง เช่น
- ครีมบำรุงผิวที่มีอนุภาคบรรจุสารอุ้มความชื้น (hemectants) สารทำให้ขาว (whitening agent) สารชะลอความแก่ (anti-aging) เอนไซม์ หรือวิตามินต่างๆ
- ครีมกันแดดที่มีสารกันแดด (sunscreen) หรือสารอุ้มความชื้น
- ครีมรองพิ้นที่มีสารปรับสีผิว หรือสารทำให้ผิวสีเข้ม (tanning agents)
- ลิปสติกที่มีอนุภาคนาโนบรรจุน้ำมันเพื่อเพิ่มความชุ่มชื่นที่สามารถออกฤทธิ์ได้เมื่ออนุภาคแตกออก
- แป้งแข็งและอายแชโดว์ที่มีอนุภาคบรรจุสารสี (pigment) และหัวน้ำหอม

นอกจากนี้การใช้อนุภาคนาโนที่ไม่ได้มีการบรรจุสารสำคัญใดๆ เช่น ไลโปโซมแบบเปล่าเพื่อเป็นส่วนผสมในครีมบำรุงผิวสามารถช่วยเพิ่มความชุ่มชื่น แก่ผิวได้เช่นกัน
guest

โพสต์: 111
ลงทะเบียนเมื่อ: เสาร์ 14 ก.พ. 2009 11:19 pm