能夠成為神物,一定有過人之處。1比500吸水能力的透明質酸足可以稱為補水神物吧。
為什麼透明質酸鈉能吸收比自身重量大500倍的水分?
用通俗的話來解說,透明質酸就是兩種葡萄糖衍生物的縮合,然後不斷重複這個結構。
專業的說法來解說就是,透明質酸(hyaluronic acid,HA)是一種高分子的聚合物,可達25000個雙糖單位,而一個雙糖單位又有4個羥基(-OH),-OH有很強的親水性,所以一個透明質酸就有成千上萬個-OH,相當於八爪魚一樣,有成千上萬觸手在向周圍環境抓取水分子。
因此,透明質酸可吸收其自身重量500倍的水分,具有極其強大的吸水保濕功能。
難道透明質酸吸水能力強就合適護膚補水嗎?
是的,答案很簡單,因為透明質酸是人體組織中不可缺少的組分,是構成人體皮膚細胞間質、眼玻璃體、關節潤滑液等結締組織的主要成分。例如透明質酸在關節滑液中的濃度高達3600mg/L,換算下來相當於0.36%的濃度。在玻璃體和皮膚中的濃度也高達200-300多毫克每升。一個體重75公斤的正常人體內約含16克透明質酸,其中約三分之一每天被分解並重新合成。
透明質酸有非常獨特的四大特性:
1、人體自源性物質,廣泛分布於人體各部位;
2、生物相容性,可在體內降解;
3、強鎖水性,一個透明質酸分子能夠最大吸收其重量500倍(甚至1000倍)的水分;
4、潤滑性,黏彈性。
獨特的分子結構和理化性質就能顯示出重要的生理功能,如潤滑關節,調節血管壁的通透性,調節蛋白質,水電解質擴散及運轉,促進創傷癒合等。
如果人體中透明質酸的減少會產生早老症。組織和器官中的透明質酸減少,可導致關節炎、動脈硬化、脈搏紊亂和腦萎縮等症狀。
對於護膚而言,透明質酸本身就是人體皮膚的重要組成成分!在真皮具有保水和保持皮膚彈性作用,如果皮膚中的透明質酸含量減少,皮膚的保水功能減弱,彈性減弱。
雖然人體自身也能合成透明質酸,由於隨著年齡的增長,皮膚中的透明質酸也會逐漸流失,進而讓真皮的膠原蛋白和彈性纖維減少,引起皮膚鬆弛,造成面部的皺紋。因此,補充透明質酸就不可避免了。
這也是為什麼選擇透明質酸,作為護膚理想的天然保濕因子的原因。
即使透明質酸是人體組織不可缺少的組分,難道就能夠透過皮膚吸收嗎?
透明質酸是一類典型的大分子物質,由D-葡萄糖醛酸和N-乙醯葡糖胺基團重複排列組成的高分子聚合物。重複的基團越多,透明質酸的分子量就越大。
皮膚學上有一個常見但還沒有統一標準的說法,通常認為分子量大於500Da以上(以道爾頓表示,Dalton, Da)的物質一般無法或難以被皮膚吸收。
那麼問題來了,分子量大的透明質酸,不容易通過皮膚屏障,塗抹在皮膚上的透明質酸(或鈉鹽)是否能夠被皮膚吸收呢?
特別是作為一種親水性物質,是否能進入親脂性的角質層?
不易吸收的東西對護膚有用嗎 ?
2016年科學家用拉曼光譜進行分析,發現不同分子量的透明質酸都可以被皮膚吸收,高分子量(100-140萬分子量)的進入角質層為主,而低分子量(2萬-30萬)的滲入得更深。
科學家們做了一個測試,在人造皮膚模型的表面使用含有透明質酸的化妝品產品,一段時間之後,測量在底部培養液中的透明質酸濃度。培養液中的透明質酸越多,說明使用在表面的透明質酸越容易被透皮吸收。
而從測試結果中可以看到,分子量在150萬的透明質酸,進入角質層為主,透皮吸收量在5ng每平方厘米每小時以下,透皮能力低,而分子量50,000的透明質酸,透皮吸收能力是150萬分子量的20倍!
因為小分子的透明質酸比較顯著的透皮吸收能力,可以進入到皮膚內部,提供更好的保濕效果。同時小分子透明質酸也是皮膚中透明質酸降解的產物。
通過使用氫的同位素3H來標記透明質酸,在人和鼠的皮膚上的試驗,也發現了透明質酸可以進入表皮、真皮、淋巴管上皮,而且發現吸收並不限於小分子量的透明質酸。
透明質酸雖然分子量比較大,多方面的證據證明塗抹在皮膚上是可以被皮膚吸收到不同層面的,從而更新了傳統意義上認為的,500Da以上的分子不能被皮膚吸收的觀點,或者可以理解為必須小於500Da的分子才能進入真皮。
目前,市面上常見的透明質酸,採用的是微生物發酵法生產,發酵來源的透明質酸分子量在一千萬道爾頓(1MDa)到兩千萬道爾頓(2MDa)之間。這麼大分子量的透明質酸確實很難透皮吸收,使用之後,作為一層保水的膜,留在皮膚外面。解決了表皮缺水的問題,並不能從皮膚內部解決皮膚乾燥。
為此,原料科學家們採用水解或者酶切技術,將透明質酸切成更小的分子。小分子的透明質酸在化妝品中使用之後,能夠更好的透皮吸收,起到深層補水。而分子量更小的透明質酸甚至可以起到抗氧化和抗炎的作用。
一個好的透明質酸護膚品,同時含有不同分子質量的透明質酸,才能發揮透明質酸的最佳護膚功效。
根據分子量的不同,透明質酸可以分為大分子、中分子、小分子和超小分子透明質酸。
大分子透明質酸(大於1800kDa),可以在皮膚表面形成一層透氣的薄膜,使皮膚光滑濕潤,在皮膚表面鎖住水分,防止水分蒸發。但是透皮能力差,不易被吸收。
中分子透明質酸(1000~1800kDa),也可以在皮膚表層形成透氣膜,鎖住水分、緊緻肌膚,長久保濕。
小分子透明質酸 (400~1000kDa),滲入真皮,能快速與細胞發生水合作用,能實現了肌膚真正的保水功效,促進皮膚營養吸收作用,具有較強的消皺功能,可增加皮膚彈性,延緩皮膚衰老。
應用在化妝品中,達到抗皺消炎、嫩膚防衰老的功效時添加量一般為0.05%~0.5%。
超小分子透明質酸(分子量往往在5k~7k),可抑制各種炎症因子,快速滲透肌膚的真皮層。
自1934年,科學家Karl Meyer和John Palmer在牛眼的玻璃體中分離出透明質酸,透明質酸生產工藝,從人臍帶中提取、雞冠當中提取,因原料來源有限,產量極低,價格奇高,平常人根本用不起透明質酸。經過大半個世紀的發展,微生物發酵法的普及,特別是近十年,得益於中國的透明質酸產能,將這個曾經的天價原料做到普通大眾也可以享用價格,以山東為中心,形成了我國乃至全球透明質酸產業集群。目前中國透明質酸產能占到全球80%以上,同時也普及了透明質酸在護膚品中的應用。
未來,透明質酸在組織工程和藥物載體等方向展現出了不可替代的應用優勢,性狀功能的不斷開發以及和其他材質的組合在未來將會帶來更多場景可能。