离子交联的多糖基凝胶及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种离子交联的多糖基凝胶，所述凝胶包含天然多糖和金属离子源，其中，以所述凝胶的总重量计，所述天然多糖的含量为0.1

【技术实现步骤摘要】
离子交联的多糖基凝胶及其应用


[0001]本专利技术涉及天然高分子领域和皮肤外用剂领域，具体涉及基于天然多糖大分子和电解质溶液制备凝胶的新方法及其在化妆品领域中的应用。

技术介绍

[0002]水凝胶是一类具有三维交联网络结构且内部持有大量水的高分子材料，在多个领域有着重要应用。用于皮肤护理，如文献《多糖水凝胶及其应用分析》，亚洲美容化妆品杂志，2020，18(1):129
‑
35提及，水凝胶具有许多独特的优点，例如长时间提供润湿的微环境，帮助肌肤快速补充更多水分，达到软化角质，改善皮肤干燥的作用；延长活性成分在皮肤表面的驻留时间，以优良的缓释性实现对皮肤美容的效果等。
[0003]近年来，随着绿色可持续发展观念的普及，天然高分子尤其是天然多糖代替人工聚合物构建水凝胶材料具有明显优势，包括更好的环境友好性、可再生性、低或无细胞毒性等特点。因此，以天然多糖为基本结构单元构筑凝胶骨架在化妆品领域也得到了越来越多的重视和应用。一部分天然多糖的分子结构中含有糖醛酸单元，如结冷胶、果胶、褐藻胶等，糖醛酸中的羧基会发生电离从而使多糖分子带有电负性，导致多糖分子由于静电排斥作用而无法聚集形成稳定的三维网络凝胶结构。因此，破坏体系中的静电排斥力是制备阴离子多糖凝胶的关键。
[0004]金属元素在人体中发挥着重要的调节作用，通常以电解质的形式存在，如Zn
2+
、Cu
2+
、Mg
2+
、Na
+
等，参与体内多种重要的功能和代谢活动。以锌元素为例，文献《在皮肤医学中的锌治疗：综述》，皮肤病研究与实践，2014，2014：709152指出，在皮肤护理中，Zn
2+
可抑制5α
‑
还原酶活性，减少皮脂过多分泌，是油性皮肤护理中不可或缺的成分；此外，Zn
2+
还可减少炎症因子的释放，从而表现出抗炎、抗氧化的能力。此外，Takino等在文献《体外培养的皮肤成纤维细胞中，吡咯烷酮羧酸锌抑制了UVA诱导的基质金属蛋白酶
‑
1的产生，而却促进了胶原合成》，国际美容科学杂志，2012，34(1)：23
‑
8中报道，以吡咯烷酮羧酸锌(PCA Zn)为锌源，发现其可抑制紫外线诱导的真皮成纤维细胞中基质金属蛋白酶
‑
1(MMP
‑
1)和激活蛋白
‑
1(AP
‑
1)的表达，有效减少光老化的伤害。值得注意的是，除了具有功效性，这类带正电荷的电解质还可以同聚合物链上高电负性基团发生相互作用，屏蔽静电排斥，诱导交联网络的形成，这为设计具有护肤功效的水凝胶提供了新思路。
[0005]本专利技术提出了一种将带电荷的多糖分子分散在电解质溶液中，诱导原位交联制备护肤水凝胶的合成策略。因此，本专利技术提供了一种制备离子交联多糖凝胶的新思路，同时，拓展了此类新型护肤水凝胶在化妆品中潜在的应用场景。

技术实现思路

[0006]一方面，本专利技术提供了一种离子交联的多糖基凝胶，所述凝胶包含天然多糖和金属离子源，其中，以所述凝胶的总重量计，所述天然多糖的含量为0.1
‑
1重量％，所述金属离子源的含量为0.01
‑
1重量％，其中，所述金属离子源与所述天然多糖的重量比为1:10至10:
1。
[0007]在优选的实施方式中，本专利技术凝胶中的天然多糖选自：结冷胶、果胶、褐藻胶或它们的组合。在优选的实施方式中，本专利技术凝胶中的金属离子源形成包含选自Zn2+、Cu2+、Mg2+、Na+的金属离子的电解质溶液。在更优选的实施方式中，所述金属离子源是吡咯烷酮羧酸锌、吡咯烷酮羧酸铜、吡咯烷酮羧酸钠或它们的组合。
[0008]在优选的实施方式中，本专利技术凝胶中的天然多糖的含量为0.1
‑
0.6重量％。在优选的实施方式中，本专利技术凝胶中的金属离子源的含量为0.01
‑
0.4重量％。在优选的实施方式中，所述金属离子与所述天然多糖的重量比为1:5至5:1。
[0009]在优选的实施方式中，本专利技术凝胶的硬度为400
‑
9000g。
[0010]在优选的实施方式中，本专利技术的凝胶是水凝胶。
[0011]另一方面，本专利技术还涉及本专利技术的凝胶在皮肤外用剂中的应用。在优选的实施方式中，皮肤外用剂选自：洁面乳、化妆水、乳液、膏霜、面膜、啫喱。
附图说明
[0012]图1显示了室温(25℃)时，采用试管倒置法评估的对比例1至对比例4的凝胶体系。如图所示，分散在水溶液中的结冷胶仍为溶液状态，具有流动性。
[0013]图2显示了室温(25℃)时，采用试管倒置法评估的实施例1至实施例9的凝胶体系。如图所示，分散在电解质溶液中的结冷胶最终形成固体的凝胶结构，无流动性，说明PCA Zn具有减弱体系中的静电排斥力，诱导结冷胶分子交联获得水凝胶的作用。
[0014]图3示出显示了室温(25℃)时，采用试管倒置法评估的实施例10的凝胶体系。如图所示，以PCA Cu代替PCA Zn同样可以诱导结冷胶分子形成凝胶结构。
[0015]图4显示了喷雾测试中的喷雾瓶。
[0016]图5显示了本专利技术所述喷雾实验的过程。
[0017]图6显示了实施例3和实施例6以整块凝胶的形态用于喷雾测试的照片。如图所示，将喷雾泵头取出，观察到质地较硬的凝胶无法自行填补使用造成的缺损区域，而质地柔软的凝胶可及时填充缺损区域，达到无空隙的结果。
具体实施方式
[0018]除非另有定义，本文所用的所有技术和科学术语具有本专利技术所属领域普通技术人员共同理解的相同含义。虽然与本文所述相似或等同的任何方法和材料可用于实施或测试本专利技术，但本文描述的是优选的方法和材料。对于本专利技术的目的，下面定义了以下术语。
[0019]为了提供更简明的描述，本文给出的一些数量表述没有用术语“约”修饰。应当理解，无论是否明确地使用了术语“约”，本文所给出的每个量都意在指代实际的给定值，并且还意在指代由本领域的普通技术人员可合理推测出的这些给定值的近似值，包括这些给定值的由实验和/或测量条件所引起的近似值。
[0020]为了提供更简洁的描述，本文中一些数量表述被叙述为约X量至约Y量的范围。应当理解，当叙述范围时，该范围并不限制于所叙述的上下界限，而应包括约X量至约Y量的整个范围或它们之间的任何量。
[0021]本专利技术提出了将带电荷的多糖分子分散在电解质溶液中，诱导原位交联制备凝胶
体系。金属离子能够诱导天然多糖(例如结冷胶)分子形成稳定的物理结构，在低温(4℃)、常温(25℃)和高温(40℃)条件下均可保持凝胶状态。
[0022]天然多糖
[0023]近年来，以天然多糖为基本结构单元构筑凝胶体系得到了广泛的关注。例如，一些天然多糖(如结冷胶、果胶、褐藻胶等)的分子结构中包含羧基、糖醛酸等基团，这些基团在水溶液中易解离使多糖分子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子交联的多糖基凝胶，所述凝胶包含天然多糖和金属离子源，其中，以所述凝胶的总重量计，所述天然多糖的含量为0.1
‑
1重量％，所述金属离子源的含量为0.01
‑
1重量％，其中，所述金属离子源与所述天然多糖的重量比为1:10至10:1。2.如权利要求1所述的凝胶，其中，所述天然多糖选自：结冷胶、果胶、褐藻胶或它们的组合。3.如权利要求1所述的凝胶，其中，所述金属离子源形成包含选自Zn
2+
、Cu
2+
、Mg
2+
、Na
+
的金属离子的电解质溶液。4.如权利要求1所述的凝胶，其中，所述金属离子源是吡咯烷酮羧酸锌、吡咯烷酮羧酸铜、吡咯烷酮羧酸钠或它们的组合。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：李致，朱沁，丛远华，贾海东，
申请(专利权)人：上海家化联合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：