1. TỔNG QUAN VỀ MỸ PHẨM
1.3. Xu thế phát triển mỹ phẩm hiện nay
1.3.3. Công nghệ nano trong mỹ phẩm
Công nghệ nano là khoa học về thiết kế nguyên tử và phân tử trong các kích thước nano - nhỏ hơn chiều rộng của một sợi tóc con người 80000 lần. Thị trường thế giới đối với các sản phẩm có chứa vật liệu nano được dự kiến sẽ đạt 2,6 nghìn tỉ đôla vào năm 2015. Việc sử dụng công nghệ nano đã xuất hiện trên các lĩnh vực khác nhau của khoa học, từ đồ điện tử đến y học và bây giờ đã tìm thấy ứng dụng trong lĩnh vực mỹ phẩm với tên gọi “nanocosmetic”. Ảnh hưởng rộng lớn này của công nghệ nano trong các ngành công nghiệp mỹ phẩm là do các tính chất được tăng cường, đạt được nhờ các hạt ở cấp nano bao gồm màu sắc, độ trong suốt, độ tan. Các loại khác nhau của vật liệu nano sử dụng trong mỹ phẩm bao gồm nanosome, liposome, fullerene, hạt nano lipid rắn. Gần đây, những lo ngại về sự an toàn của nanocosmetic như được nâng lên và đã buộc các ngành công nghiệp mỹ phẩm để hạn chế việc sử dụng công nghệ nano trong mỹ phẩm và phải trải qua một đánh giá an toàn chính thức trước khi nhập vào thị trường (Hình 4). [7]
Hình 4. Sản phẩm mỹ phẩm nano với nhiều ứng dụng
Công nghệ nano là một lĩnh vực khoa học tiên tiến bao gồm thiết kế, định tính, sản xuất và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng cách kiểm soát hình dạng và kích thước ở quy mô nanomet, với phạm vi kích thước từ 1-100 nanomet (nm). Khi phân tử ở kích thước nano, một số các tính chất của phân tử đó trở nên thay đổi và một số đặc tính mới cũng phát triển. Một số chất vốn không có từ tính hoặc quang tính ở dạng khối sẽ phát huy các khả năng này khi ở dạng nano. Ở một số chất khác thì màu sắc, độ trong suốt, độ hòa tan cũng như tốc độ phản ứng cũng thay đổi khi kích thước hạt trở nên nhỏ đi. Vì lẽ đó mà các công ty mỹ phẩm lớn trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu về ứng dụng của công nghệ nano từ lâu. Các nhà sản xuất sử dụng phiên bản nano của các thành phần quen thuộc để tăng độ bảo vệ tia cực tím, giúp thành phần chủ động của sản phẩm thâm nhập sâu hơn vào da, tăng ảnh hưởng lâu dài của sản phẩm lên da, tăng màu sắc và chất lượng của sản phẩm. Vào năm 2012, thị trường mỹ phẩm toàn cầu với ứng dụng của công nghệ nano được xem là đã vượt ngưỡng 150 triệu đôla. Trong mỹ phẩm, các thương hiệu mỹ phẩm thế giới như L’Oréal đã đầu tư rất nhiều tiền với hy vọng có được những bằng sáng chế liên quan đến chống lão hóa và làm đẹp (Hình 5). [7]
Hình 5. Biểu đồ top 10 công ty sử dụng nanocosmetic
Thành phần mỹ phẩm chứa khoáng chất dựa trên với kích thước nano như kem chống nắng. Trong các sản phẩm kem chống nắng, titanium dioxide và kẽm oxide,
trong phạm vi kích thước 20 nm, được sử dụng như các bộ lọc UV hiệu quả. Ưu điểm chính của nó là cung cấp rộng sự bảo vệ khỏi tia UV và không gây ra các tác hại cho sức khỏe da. Ứng dụng nano khác được sử dụng trong mỹ phẩm như fullerene, nanotube, liposome, quantum dot. [7]
• Liposome là những tiểu phân hình cầu có kích thước nano, có cấu trúc gồm một hoặc nhiều lớp màng lipid kép bao quanh một lõi chứa hoạt chất. Liposome được xem là hệ vận chuyển lý tưởng với khả năng chứa, bảo vệ, vận chuyển và giải phóng hoạt chất vào những vị trí mong muốn trong cơ thể một cách chính xác và đúng liều lượng. Đối với mỹ phẩm thông thường, khi thoa lên da, các hoạt chất hầu như chỉ thấm đến lớp biểu bì, một số ít đến lớp hạ bì và phần còn lại tồn động trên da. Đối với mỹ phẩm chứa liposome, các hạt nano siêu nhỏ sẽ dễ dàng đi sâu vào trong cấu trúc da đến tận lớp hạ bì, tìm đến những tế bào hư tổn và giải phóng hoạt chất, giúp nồng độ hoạt chất tại vị trí tác động đạt mức cao nhất. Với khả năng đưa dung dịch đến những nơi cần thiết và có thể đi xuyên qua màng tế bào, lipsome là ứng viên quan trọng để đưa những sản phẩm dưỡng da, chống lão hóa và chống oxy hóa đi sâu hơn dưới da. Một lợi thế của liposome là nhà sản xuất hoàn toàn có thể kiểm soát được kích cỡ. Ba loại liposome phổ biến ở dạng nano là transferosome, niosome và ethosome (Hình 6). [7]
Hình 6. Liposome sử dụng trong công nghệ nano
• Nanoemulsion gọi là chất nhũ tương dạng nano, những hạt nanoemulsion là cấu trúc hạt trong hạt. Ở dạng này, ta sẽ thấy một hạt cực nhỏ được nằm trong một hạt khác lớn hơn một chút nhưng vẫn ở kích thước nano. Cấu tạo này bảo đảm sự an toàn khi di chuyển thành phần chính, tăng độ bền cũng như tuổi thọ của sản phẩm. [7]
• Nanocapsule: Con nhộng nano là những hạt cực nhỏ được làm bằng polymer có chứa chất lỏng và chất dầu ở bên trong. Kỹ thuật này được ứng dụng để làm tăng tuổi thọ của kem chống nắng hóa học, vốn có tính chịu nhiệt kém. [7]
• Hydrogel là một thành phần thường thấy ở một số sản phẩm dưỡng da của Hàn Quốc và Nhật Bản, hydrogel là một mạng lưới polymer ba chiều ưa nước có khả năng nở ra trong nước hoặc các loại dung dịch sinh học. Hydrogel hoàn toàn không tan
trong dung dịch nhưng chỉ tạo ra các cầu nối giữa dung dịch và chính bản thân nó mà thôi. Chính vì đặc điểm này, hydrogel có khả năng thay đổi tính chất theo các điều kiện khác nhau để giảm thiểu hoặc ngăn ngừa những thiệt hại lên da của người sử dụng. [7]
• Buckminsterfullerene: Cấu trúc hình trái banh carbon 60 này là một cấu trúc cổ điển của lịch sử công nghệ nano. Với đường kính 1 nm, fullerene có mặt ở nhiều sản phẩm, từ thực phẩm đến mỹ phẩm. Sự hiện diện của cấu trúc này ở các kem dưỡng da sang trọng đóng vai trò của một chất chống gốc tự do. Đây là một cấu trúc được đầu tư mạnh mẽ với nhiều tiềm năng ứng dụng trong tương lai. [7]
• Nano vàng và nano bạc: Nano bạc rất nổi tiếng với tính kháng khuẩn cao và từ lâu đã được thêm vào khẩu trang y tế đắt tiền. Ngày nay, nano bạc được thấy ở các bông phấn để diệt khuẩn và cũng đang được nghiên cứu để chế tạo kem lăn nách với khả năng kháng khuẩn trong 24 giờ. Nano vàng cũng có tính kháng khuẩn tương đương với nano bạc và được nghiên cứu để kháng khuẩn ở vùng miệng. Trên thị trường thế giới đã xuất hiện kem đánh răng có chứa nano vàng. [7]
• Nano kẽm oxide và titanium dioxide là hai thành phần quen thuộc và rất hiệu quả ở kem chống nắng nhưng hai oxide kim loại này thường có màu trắng đục khi thoa lên da. Ở dạng nano với kích thước 20 nm, kẽm oxide và titanium dioxide trở nên trong suốt nhưng không gây hại đến sức khỏe. [7]
Tuy có nhiều lợi ích, nhưng công nghệ nano không hoàn toàn vô hại. Các hạt nano đã được tìm thấy để gây ra một số lượng lớn các rủi ro cả cho con người cũng như môi trường. Độc tính của vật liệu nano đang bị ảnh hưởng bởi tính chất của chúng, mà nguyên nhân do kích thước của chúng nhỏ hơn, thành phần hóa học, cấu trúc bề mặt, độ hòa tan, hình dáng và tập hợp. Do kích thước hạt nhỏ nên phản ứng của các chất dưới dạng nano thường diễn ra nhanh hơn gấp nhiều lần so với các hạt ở kích thước thông thường. Ngoài ra, khả năng tích tụ sản phẩm dưới da và ở nội tạng là có thật. Các hạt nano rất nhẹ nên dễ bay lơ lửng trên không trung và dễ bị hít vào. Vì thế, các hãng mỹ phẩm rất hạn chế đưa ra thị trường các sản phẩm nano dưới dạng bột.
Việc sử dụng các vật liệu nano thiết kế trong thế giới ngày nay đã chiếm được niềm tin của các ngành công nghiệp mỹ phẩm với các thuộc tính nâng cao của nó và họ đang chuyển hướng tập trung từ mỹ phẩm dược thành nanocosmeceutical bằng cách kết hợp công nghệ nano trong hầu hết các quá trình sản xuất của họ. Nhưng tất cả những
23
nanocosmetic đã nêu ra một mối quan tâm lớn về an toàn của họ đối với con người và môi trường. Để đảm bảo sự an toàn và hiệu quả của sản phẩm đó, Liên minh châu Âu đã kết hợp một sửa đổi luật mới, sẽ có hiệu lực từ năm 2012 trở đi. Quy định mới này sẽ chỉ cho phép các sản phẩm nanocosmetic an toàn hơn để nhập vào thị trường, bảo vệ vẻ đẹp và sức khỏe của người tiêu dùng (Hình 7). [7]
Hình 7. Các sản phẩm mỹ phẩm sử dụng công nghệ nano