南工大研發(fā)出一種可穿戴聚氨基酸水凝膠防曬劑

防曬劑有效功能成分會不會滲入皮膚細(xì)胞內(nèi)造成潛在毒副作用？防曬劑在流汗和游泳等觸水情況下喪失防曬性能怎么辦？……這些讓廣大愛美人士擔(dān)心的問題，已被南京工業(yè)大學(xué)材料化學(xué)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，食品與輕工學(xué)院徐虹教授、李莎教授和王瑞副教授等人解決。日前，該研究成果刊發(fā)于國際材料領(lǐng)域知名刊物、美國化學(xué)學(xué)會《應(yīng)用材料與界面》。

眾所周知，傳統(tǒng)防曬產(chǎn)品存在著無機(jī)（有機(jī)）紫外過濾劑穿透皮膚表面，在人體細(xì)胞中產(chǎn)生潛在的生物毒性可能。于是，一種既能實(shí)現(xiàn)高效抗紫外功能，又能保證產(chǎn)品生物安全性的水凝膠粘合劑成為業(yè)界研究的趨勢。“如何使水凝膠有效封裝抗紫外因子，且使其在人體皮膚表面出汗及動態(tài)生理環(huán)境變化下，保證材料結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性是研究的關(guān)鍵。”論文第一作者王瑞副教授介紹，“我們課題組采用的自主研發(fā)且已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品γ-聚谷氨酸為原料，研發(fā)出的新型水凝膠防曬劑有效解決了這兩個(gè)瓶頸問題。”

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人徐虹教授表示，“原料天然”和“技術(shù)仿生”是該團(tuán)隊(duì)研發(fā)產(chǎn)品的兩大理念。他們將γ-聚谷氨酸與具有抗紫外功效的天然材料單寧酸通過共價(jià)交聯(lián)結(jié)合分子組裝技術(shù)，研發(fā)得到一種既可以高效廣譜抵抗紫外線輻射，又可實(shí)現(xiàn)可穿戴、防水和自修復(fù)多重功能的水凝膠防曬劑。

“可穿戴，表示這個(gè)新型防曬凝膠材料可類似人體自體皮膚一樣，穿戴在皮膚表面。”王瑞形象地介紹說，“在需要的地方涂上防曬霜劑相當(dāng)于為皮膚撐起了一張‘保護(hù)傘’，該‘傘’具有優(yōu)異的生物粘附性和防水性性能，并且不會滲入皮膚組織，而且可根據(jù)需要隨時(shí)摘取下來。”此外，當(dāng)水凝膠防曬霜劑材料遭遇外界破壞，材料表面結(jié)構(gòu)發(fā)生破損時(shí)，也可以像人體皮膚一樣自動愈合，在1分鐘內(nèi)恢復(fù)材料原有結(jié)構(gòu)和形態(tài)，實(shí)現(xiàn)完美自修復(fù)功能，繼續(xù)發(fā)揮其防曬功能。，

王瑞解釋說，該產(chǎn)品的優(yōu)異性能源于γ-聚谷氨酸是類似蛋白質(zhì)的天然高分子材料，其分子結(jié)構(gòu)中含有的大量親水基團(tuán)，賦予了其天然的保濕和皮膚親附性能，是設(shè)計(jì)皮膚護(hù)理產(chǎn)品的理想選擇。而其強(qiáng)大的黏附性能在與單寧酸分子組裝形成的雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠體系，會在皮膚表面構(gòu)筑穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與皮膚表面形成多重相互作用，實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固整合和智能自修復(fù)功效。也就說，皮膚某處防曬劑被外物擦損，這個(gè)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會像斷了一根絲的蛛網(wǎng)一樣快速地重新粘連，自現(xiàn)自我修復(fù)。

據(jù)介紹，水凝膠是目前為止最接近人體皮膚組織的新材料。聚谷氨酸水凝膠防曬劑的開發(fā)一方面為新型防曬劑型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供了理論支撐和技術(shù)依據(jù)，并最大程度地模擬了天然皮膚結(jié)構(gòu)和功能，同時(shí)還為生物基天然高分子材料聚氨基酸在皮膚護(hù)理領(lǐng)域產(chǎn)品的開發(fā)拓寬了方向。