CN110960470A - 具有光热效应的面膜及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有光热效应面膜及其制备方法。本发明以通过培养木糖葡糖酸醋杆菌得到的细菌纤维素为主要原料，添加竹炭和营养物质，复合制得所述面膜。按重量计所述面膜中各组分的含量为细菌纤维素50‑98％，竹炭0.1‑1％，营养物质0.05‑0.5％，余量为去离子水。本发明的面膜不仅可以吸附皮肤上的脏物质，配合嫩肤仪使用还可以提高脸部温度，促进营养物质的吸收和激活热休克蛋白表达，具有延缓皮肤衰老和美白、补水等功能。

Description

具有光热效应的面膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物医学技术领域，具体涉及一种具有光热效应的面膜及其制备方法。

背景技术

面膜是一种面部美容的护肤保养品，它作为用于面部清洁、护理及营养组分的一种载体，敷在脸上以实现美容功能，例如补水、保湿、美白、抗衰老、平衡油脂等。一般面膜包括以下几种类型：泥膏型、撕拉型、冻胶型、湿纸巾型。通常面膜的材料主要是混纺、全棉、蚕丝、涤纶。常用的面膜常常将棉布和混纺浸泡在含有护肤精华的溶液中中，得到吸附有精华的面膜。但这种面膜持水量一般，水分也容易蒸发，存在贴面上时间过长会导致面膜倒吸脸部水分的缺点。目前市面上出现了很多价格高昂的水凝胶面膜，水凝胶面膜持水率高，可以吸附大量的营养物质和水，并且这种面膜的亲肤性很好，可以长期贴附在脸上也不会倒吸皮肤的水分。

很多凝胶面膜在制备的过程中不可避免地需要用到各种交联剂，如戊二醛、环氧氯丙烷等。许多交联剂已有研究证明对动物或人体有毒副作用，交联剂在制备过程中是加入到凝胶内的，尽管水凝胶制备完成后，会尽力去除使浓度控制在安全范围内，但长期使用仍然存在风险。另外，很多凝胶面膜同样还涉及需要将水凝胶重新成型的过程。

细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC)是一种由木糖葡糖酸醋杆菌在生长运动过程中分泌的具有纳米尺寸的纤维素。已有大量研究证明BC具有良好的生物相容性并对多种细胞无短期或长期毒性，另外，BC结构上丰富的羟基可为其化学改性提供大量的活性官能团，并且其纤维互相交织形成的精细三维网络结构使其具有良好的机械性能，使得BC在生物医学方面得到广泛研究和应用，如创面修复、人造血管、药物缓释载体、人工椎间盘、神经界面研究等。

竹炭是竹材在高温和缺氧或限制性通入氧气条件下受热分解而得到的一种具有较高孔隙度的多孔性材料。竹炭具有以下功能：1)丰富的孔隙分布特征和高比表面积；2)良好的吸附特性；3)良好的导电性能和电磁屏蔽性能；4)良好的远红外辐射功能。大多数竹炭面膜主要用到了其吸附特性，例如，很多竹炭面膜常用来做洁净功能的面膜或者用来做黑头贴，并没有利用到竹炭的远红外辐射功能。有研究证明，将42℃的热水附在裸鼠表面5分钟，然后用UVB照射裸鼠，与对照组相比，热敷的裸鼠产生的皮肤皱纹会比对照组少，这与高温可引起HSP70蛋白高表达从而抵抗UVB产生的皱纹的产生(Matsuda M,Hoshino T,Yamakawa N,et al.Suppression of UV-Induced Wrinkle Formation by Induction ofHSP70 Expression in Mice[J].Journal of Investigative Dermatology,2012,133(4):919-928.)。

目前，市场上有销售各种光子嫩肤仪，这种面罩器械内部可以提供多达3种不同波长的光：蓝光(波长405-415nm，抑菌治疗痤疮)、红光(波长610-645nm，嫩肤消炎)、橙光(波长605nm，美白亮肤)，可在家里就利用光源进行美容护肤，但是这种器械有着很大的局限性。家用的光子嫩肤仪与美容院或医院所用的光学激光美容仪功率相差太大，且厂商为了安全性往往将功率降至2-5mW/cm²的功率，在实际使用过程中，可能功效不大。

综上所述，如何有效地提高面膜的护肤保养性能同时降低其可能的副作用是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有光热效应的面膜及其制备方法。本发明以细菌纤维素为主要原料，添加竹炭和营养物质，复合制得所述面膜。本发明的面膜利用竹炭纤维的吸附特性和远红外辐射功能，同时利用细菌纤维素天然的网络结构，高度捕获营养物质和水，并结合光子嫩肤仪的红光使用以发挥面膜中竹炭吸收红外光并转变为热能的功能，可以在打开肌肤毛孔的同时提高面膜中护肤精华的吸收效率。长期使用配合有抗衰老功能和修复功能的本发明面膜，可以抵抗紫外线对皮肤伤害的作用。

本发明一个方面提供一种具有光热效应的面膜，其包括以下组分：细菌纤维素、竹炭、营养物质、去离子水；其中上述组分的含量按重量计为细菌纤维素50-98％，竹炭0.1-1％，营养物质0.05-0.5％，余量为去离子水。

在本发明上述面膜的一些实施方案中，所述细菌纤维素通过培养木糖葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)获得。进一步地，所述木糖葡糖酸醋杆菌为木糖葡糖酸醋杆菌ATCC53582。

在本发明上述面膜的一些实施方案中，所述细菌纤维素为含水的细菌纤维素。

在本发明上述面膜的一些实施方案中，所述竹炭为粒径15-25nm的食品级竹炭。

在本发明上述面膜的一些实施方案中，所述营养物质包括甘油和其他物质。进一步地，所述其他物质为透明质酸钠、维生素C、维生素E、泛醇、微生物浸提液中的一种或几种。具体地，透明质酸钠有特殊的保水作用，是理想的天然保湿因子，还具有润滑、调节血管壁通透性、调节蛋白质、水电解质扩散和运转，促进伤口愈合等作用。维生素C具备有抗氧化、抗自由基作用，其抑制酪氨酸酶的形成，可以有效地强化肌肤对抗日晒伤害的能力，从而达到美白，淡斑的功效。维生素E的侧链直接参与巯基的氧化还原过程，从而抑制酪氨酸酶活性，减少黑色素的形成，从而具有祛斑功能；维生素E能抑制脂质过氧化反应，保持组织间联系，使皮肤光滑、有弹性，具有防皱功能；另外，由于维生素E能保护细胞膜免受自由基的氧化损伤，所以能帮助修复并巩固肌肤的天然保护屏障，锁住肌肤内水分，提供由内而外的深层滋养；维生素E还能促进维生素C和A的吸收，并帮助细胞更好地吸收外部护肤品的营养成分，使美容功效加倍。D-泛醇是维生素B5的前体，和维生素B6一起使用后被皮肤吸收能够增加皮肤中的透明质酸含量；泛醇的分子量较小，所以它能够有效渗透到角质层，滋润皮肤表面的角质层，起到强效保湿的作用；泛醇还能够起到有效改善皮肤粗糙、使皮肤变得柔软的作用。微生物可以将复杂的大分子物质分解为简单的小分子物质，使得更容易被肌肤吸收，功效更强，例如SK-II明星产品“神仙水”内就含有酵母发酵物的微生物浸提液，具有美白、延缓肌肤老化、保湿、去角质、调理肌肤等作用。

在本发明上述面膜的一些实施方案中，所述营养物质为甘油、透明质酸钠、维生素C的混合物，优选地，其中甘油：透明质酸钠：维生素C＝2:2:1。

本发明另一个方面还提供一种上述具有光热效应的面膜的制备方法，其包括以下步骤：

1)将木糖葡糖酸醋杆菌接种于培养基中，30℃培养3-5天后，收集细菌纤维素，去离子水浸泡2天后，用0.1mol/L NaCl溶液煮沸40min，随后用去离子水浸泡清洗干净备用；

2)将步骤1)所得的细菌纤维素浸泡在含0.1-1％重量竹炭的溶液中，磁力搅拌24h，得到复合物，用去离子水洗掉未粘附的竹炭后备用；

3)将步骤2)所得的复合物脱去部分水后，高温高压灭菌后，浸泡在含0.05-0.5％重量所述营养物质的无菌溶液中24h，得到膜状复合物面膜。

本发明又一个方面还提供一种上述具有光热效应的面膜的制备方法，其包括以下步骤：

1)将木糖葡糖酸醋杆菌接种于培养基中，30℃培养3-5天后，收集细菌纤维素，去离子水浸泡2天后，用0.1mol/L NaCl溶液煮沸40min，随后用去离子水浸泡清洗干净备用；

2)将步骤1)所得的细菌纤维素用高速均质机打碎至匀浆，将0.1-1％重量的所述竹炭、0.05-0.5％重量的所述营养物质加入至所述匀浆中，灭菌后得到无菌泥状复合物面膜。

有益效果

本发明具有光热效应面膜通过竹炭与细菌纤维素之间合理配比，利用细菌纤维素膜自然生长的成型(例如，可基于培养瓶的形状，天然地培养出任意形状和形态的细菌纤维素面膜，无需后期加工形态)，并结合竹炭面膜和光子嫩肤仪使用以通过光热转换提高所述面膜的效能。本发明面膜的制备过程中不涉及到任何交联剂，完全无毒无害；该面膜的机械性能好且持水性能高，长期贴敷于脸上也不会倒吸皮肤上的水分，不会造成皮肤损伤；而且面膜中的竹炭不仅可以吸附皮肤上的脏东西，在结合具有红外LED灯的家用光子嫩肤仪一起使用时，还可提高脸部温度，更好地打开皮肤毛孔，让营养精华更好的渗透进皮肤，提高吸收效率；可以提高皮肤抗紫外线能力，保护皮肤，抵抗衰老。

附图说明

图1所示为实施例2制备的具有美白效果的含竹炭的光热纤维素片状面膜样品形态。

图2所示为实施例5制备的具有美白效果的含竹炭的光热纤维素匀浆泥状面膜样品形态。

图3所示为实施例4、5和6中含竹炭的泥状纤维素面膜与纯纤维素泥状面膜的紫外吸收峰光谱图比较。

图4所示为实施例4、5和6中含竹炭的泥状纤维素面膜与纯纤维素泥状面膜在激光照射下的温度变化比较。

图5所示为实施例1、2和3中含竹炭的片状纤维素面膜与纯纤维素片状面膜在光子嫩肤仪照射下的温度变化比较。

图6所示为不同浓度竹炭的纤维素面膜浸提液的细胞生物相容性实验结果。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1：制备具有光热效应的片状面膜

一种具有光热效应的面膜，其包括以下组分：细菌纤维素(bacterial cellulose,BC)、竹炭、营养物质、去离子水；其中上述组分的含量按重量计为细菌纤维素50％，竹炭1％，营养物质0.5％，余量为去离子水；并且所述竹炭的粒径为20nm，所述营养物质为甘油、透明质酸钠、维生素C的混合物。具体制备步骤如下：

1)将木糖葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)ATCC53582接种于具有一定模型的培养基中，30℃培养3-5天后，收集细菌纤维素，去离子水浸泡2天后，用0.1mol/LNaCl溶液煮沸40min，随后用去离子水浸泡清洗干净备用；

2)将步骤1)所得的细菌纤维素浸泡在含1％竹炭的溶液中，磁力搅拌24h得到复合物，用去离子水洗掉未粘附的竹炭后备用；

3)将步骤2)所得的复合物脱去部分水后，高温高压灭菌后，浸泡在含0.5％的甘油、透明质酸钠、维生素C混合物(其中甘油：透明质酸：维生素C＝2:2:1)的无菌溶液中24h，得到具有美白效果的含竹炭的光热纤维素片状面膜。

实施例2：制备具有光热效应的片状面膜

一种具有光热效应的面膜，其包括以下组分：细菌纤维素、竹炭、营养物质、去离子水；其中上述组分的含量按重量计为细菌纤维素50％，竹炭0.5％，营养物质0.25％，余量为去离子水；并且所述竹炭的粒径为20nm，所述营养物质为甘油、透明质酸钠、维生素C的混合物。具体制备步骤如下：

1)将木糖葡糖酸醋杆菌ATCC53582接种于具有一定模型的培养基中，30℃培养3-5天后，收集细菌纤维素，去离子水浸泡2天后，用0.1mol/L NaCl溶液煮沸40min，随后用去离子水浸泡清洗干净备用；

2)将步骤1)所得的细菌纤维素浸泡在含0.5％竹炭的溶液中，磁力搅拌24h得到复合物，用去离子水洗掉未粘附的竹炭后备用；

3)将步骤2)所得的复合物脱去部分水后，高温高压灭菌后，浸泡在含0.25％的甘油、透明质酸钠、维生素C混合物(其中甘油：透明质酸：维生素C＝2:2:1)的无菌溶液中24h，得到具有美白效果的含竹炭的光热纤维素片状面膜，样品形态如图1所示。

实施例3：制备具有光热效应的片状面膜

一种具有光热效应的面膜，其包括以下组分：细菌纤维素、竹炭、营养物质、去离子水；其中上述组分的含量按重量计为细菌纤维素50％，竹炭0.1％，营养物质0.05％，余量为去离子水；并且所述竹炭的粒径为20nm，所述营养物质为甘油、透明质酸钠、维生素C的混合物。具体制备步骤如下：

1)将木糖葡糖酸醋杆菌ATCC53582接种于具有一定模型的培养基中，30℃培养3-5天后，收集细菌纤维素，去离子水浸泡2天后，用0.1mol/L NaCl溶液煮沸40min，随后用去离子水浸泡清洗干净备用；

2)将步骤1)所得的细菌纤维素浸泡在含0.1％竹炭的溶液中，磁力搅拌24h得到复合物，用去离子水洗掉未粘附的竹炭后备用；

3)将步骤2)所得的复合物脱去部分水后，高温高压灭菌后，浸泡在含0.05％的甘油、透明质酸钠、维生素C混合物(其中甘油：透明质酸：维生素C＝2:2:1)的无菌溶液中24h，得到具有美白效果的含竹炭的光热纤维素片状面膜。

实施例4：制备具有光热效应的泥状面膜

一种具有光热效应的面膜，其包括以下组分：细菌纤维素、竹炭、营养物质、去离子水；其中上述组分的含量按重量计为细菌纤维素98％，竹炭1％，营养物质0.5％，余量为去离子水；并且所述竹炭的粒径为20nm，所述营养物质为甘油、透明质酸钠、维生素C的混合物。具体制备步骤如下：

1)将木糖葡糖酸醋杆菌ATCC53582接种于培养基中，30℃培养3-5天后，收集细菌纤维素，去离子水浸泡2天后，用0.1mol/L NaCl溶液煮沸40min，随后用去离子水浸泡清洗干净备用；

2)将步骤1)中的细菌纤维素用高速均质机打碎至匀浆，将灭菌后的1％竹炭、0.5％的甘油、透明质酸钠、维生素C混合物(其中甘油：透明质酸：维生素C＝2:2:1)加入至98％的匀浆细菌纤维素中，得到无菌匀浆泥状面膜。

实施例5：制备具有光热效应的泥状面膜

一种具有光热效应的面膜，其包括以下组分：细菌纤维素、竹炭、营养物质、去离子水；其中上述组分的含量按重量计为细菌纤维素98％，竹炭0.5％，营养物质0.25％，余量为去离子水；并且所述竹炭的粒径为20nm，所述营养物质为甘油、透明质酸钠、维生素C的混合物。具体制备步骤如下：

1)将木糖葡糖酸醋杆菌ATCC53582接种于培养基中，30℃培养3-5天后，收集细菌纤维素，去离子水浸泡2天后，用0.1mol/L NaCl溶液煮沸40min，随后用去离子水浸泡清洗干净备用；

2)将步骤1)中的细菌纤维素用高速均质机打碎至匀浆，将灭菌后的0.5％竹炭、0.25％的甘油、透明质酸钠、维生素C混合物(其中甘油：透明质酸：维生素C＝2:2:1)加入至98％的匀浆细菌纤维素中，得到无菌匀浆泥状面膜，样品形态如图2所示。

实施例6：制备具有光热效应的泥状面膜

一种具有光热效应的面膜，其包括以下组分：细菌纤维素、竹炭、营养物质、去离子水；其中上述组分的含量按重量计为细菌纤维素98％，竹炭0.1％，营养物质0.05％，余量为去离子水；并且所述竹炭的粒径为20nm，所述营养物质为甘油、透明质酸钠、维生素E、泛醇的混合物。具体制备步骤如下：

1)将木糖葡糖酸醋杆菌ATCC53582接种于培养基中，30℃培养3-5天后，收集细菌纤维素，去离子水浸泡2天后，用0.1mol/L NaCl溶液煮沸40min，随后用去离子水浸泡清洗干净备用；

2)将步骤1)中的细菌纤维素用高速均质机打碎至匀浆，将灭菌后的0.1％竹炭、0.05％的甘油、透明质酸钠、维生素E、泛醇混合物(其中甘油：透明质酸：维生素E：泛醇＝4:4:1:1)加入至98％的匀浆细菌纤维素中，得到无菌匀浆泥状面膜。

实施例7：泥状面膜样品的光吸收峰测试

为了验证本发明掺入竹炭的面膜具有光吸收效应，我们将实施例4、5和6中的面膜样品进行了光吸收峰测试。将泥状面膜干燥后于紫外分光光度仪下进行全波长扫射，图3所示为实施例4、5和6的含竹炭的细菌纤维素泥状面膜干燥后的紫外吸收峰光谱图，其中A为纯BC干燥后测得的全波长吸收吸光值；B为0.1％BaCh-BC干燥后测得的全波长吸收吸光值，其中BaCh为竹炭(bamboo charcoal)的缩写；C为0.5％BaCh-BC干燥后测得的全波长吸收吸光值；D为1％BaCh-BC干燥后测得的全波长吸收吸光值；E为纯竹炭粉末测得的全波长吸收吸光值。

结果表明，实施例4-6中含竹炭的细菌纤维素泥状面膜在整个近红外区都有较好的吸收效果，而纯细菌纤维素(BC)在区间内吸收较低，并且随着竹炭的掺入，光吸收值变高，且竹炭浓度越高，吸收值越高。

实施例8：泥状面膜样品的光热转换实验

为验证本发明中将竹炭掺入面膜后，在近红外激光照射下可以提高面膜温度，我们做了光热转换实验。取0.3g匀浆样品，涂在盖玻片上，面积约为1.5-2cm²，在808nm激光照射下，电压-电流：2.9V-1.1A。图4示出了竹炭纤维素泥状面膜激光照射下的温度变化图，其中，pure BC为纯的细菌纤维素匀浆作为阴性对照，其他为不同浓度(0.1％、0.5％和1％)竹炭(bamboo charcoal)掺入细菌纤维素(BC)的面膜。

结果表明，掺入竹炭的BC，在808nm激光的照射下，2分钟内均可升高30度，60秒前升温较快，且竹炭浓度越高，温度越高。因此，竹炭具有良好的光热转化效果，可用作面膜的光热材料。

实施例9：片状面膜在封闭条件下的光子嫩肤仪温度测试实验

将光子嫩肤仪用透明胶封闭，留少许缝隙，模拟人使用光子嫩肤仪的实际情况。将竹炭(BaCh)浓度为0.25％的BaCh-BC和竹炭浓度为0.5％的BaCh-BC两种片状面膜置于嫩肤仪内部光源之上，照射一段时间后，记录温度变化。其中，光子嫩肤仪输出功率2.66mW/cm²、波长620-629nm，测试条件：室温：26℃；BC：1.5mm；0.25％BaCh-BC:1.5mm；0.5％BaCh-BC：1.5mm。图5示出了竹炭纤维片状面膜在光子嫩肤仪照射下的温度变化图。结果表明，竹炭可以提高所述面膜在光照下将光转变为热的能力；而且随着竹炭浓度的提高可以加快温度提升速率，增强有效温度作用时间。

实施例10：含竹炭的纤维素面膜浸提液的生物相容性实验

尽管我们使用的面膜基底材料细菌纤维素和竹炭均为可食用的，其他营养物质也没有毒，但仍需检测其生物相容性。考虑到面膜贴在脸部表皮，我们选择人永生化角质细胞HaCAT细胞作为实验细胞。将竹炭细菌纤维素泥状面膜与细胞培养基按照0.1g/mL比例混匀，37℃浸提24h，10000rpm、5min离心取上清,得浸提液，取浸提液进行细胞生物相容性实验。96孔板接种细胞，10000/孔，24h后，细胞培养液换成浸提液，用CCK-8测定1、3、5天细胞活性(n≥4)，测试结果如图6所示。结果表明，在长达5天的培养过程中，与阳性结果(PS)相比，不同浓度竹炭的纤维素面膜浸提液都有良好的生物相容性，说明面膜无毒副作用。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种具有光热效应的面膜，其特征在于，包括以下组分：细菌纤维素、竹炭、营养物质、去离子水；其中上述组分的含量按重量计为细菌纤维素50-98％，竹炭0.1-1％，营养物质0.05-0.5％，余量为去离子水。

2.如权利要求1所述的具有光热效应的面膜，其特征在于，所述细菌纤维素通过培养木糖葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter xylinum)获得。

3.如权利要求2所述的具有光热效应的面膜，其特征在于，所述木糖葡糖酸醋杆菌为木糖葡糖酸醋杆菌ATCC53582。

4.如权利要求1所述的具有光热效应的面膜，其特征在于，所述细菌纤维素为含水的细菌纤维素。

5.如权利要求1所述的具有光热效应的面膜，其特征在于，所述竹炭为粒径15-25nm的食品级竹炭。

6.如权利要求1所述的具有光热效应的面膜，其特征在于，所述营养物质包括甘油和其他物质。

7.如权利要求6所述的具有光热效应的面膜，其特征在于，所述其他物质为透明质酸钠、维生素C、维生素E、泛醇、微生物浸提液中的一种或几种。

8.如权利要求6所述的具有光热效应的面膜，其特征在于，所述营养物质为甘油、透明质酸钠、维生素C的混合物，优选其中甘油：透明质酸钠：维生素C＝2:2:1。

9.权利要求1-7所述具有光热效应的面膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将木糖葡糖酸醋杆菌接种于培养基中，30℃培养3-5天后，收集细菌纤维素，去离子水浸泡2天后，用0.1mol/L NaCl溶液煮沸40min，随后用去离子水浸泡清洗干净备用；

2)将步骤1)所得的细菌纤维素浸泡在含0.1-1％重量竹炭的溶液中，磁力搅拌24h，得到复合物，用去离子水洗掉未粘附的竹炭后备用；

3)将步骤2)所得的复合物脱去部分水后，高温高压灭菌后，浸泡在含0.05-0.5％重量所述营养物质的无菌溶液中24h，得到膜状复合物面膜。

10.权利要求1-7所述具有光热效应的面膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将木糖葡糖酸醋杆菌接种于培养基中，30℃培养3-5天后，收集细菌纤维素，去离子水浸泡2天后，用0.1mol/L NaCl溶液煮沸40min，随后用去离子水浸泡清洗干净备用；

2)将步骤1)所得的细菌纤维素用高速均质机打碎至匀浆，将0.1-1％重量的所述竹炭、0.05-0.5％重量的所述营养物质加入至所述匀浆中，灭菌后得到无菌泥状复合物面膜。

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