常见去屑剂的特性

常见去屑剂的特性、配方应用及常见问题分析

 

本文主要分析常见的7种去屑剂。这7种成分包括吡硫鎓锌、吡罗克酮乙醇胺盐、氯咪巴唑、水杨酸、酮康唑、二硫化硒和煤焦油。我们从分子结构、原料特性、作用机制、配方应用、法规要求、常见问题探讨等等方面对进行分析和总结，旨在为配方师和研究人员在设计去屑洗发水的配方研发中提供一些参考。

一、头皮屑产生的主要原因：

1、皮肤细胞更新过快：

正常情况下，头皮细胞大约每28天更新一次。

在某些情况下，这个过程加速，导致过多的死皮细胞积累。

2、马拉色菌（Malassezia）过度生长：

这是一种存在于头皮上的酵母菌。

当它过度繁殖时，可刺激皮肤细胞加速生长和脱落。

3、皮脂分泌过多：

过多的皮脂可为马拉色菌提供有利生长环境。

也可能导致头皮油腻，加速死皮脱落。

4、干燥的头皮：

反常的是，头皮过于干燥也会导致头皮屑。

干燥会引起头皮皮肤细胞的死亡和脱落。

5、个人卫生习惯：

不经常洗头或洗头不彻底可能导致头皮屑积累。

过于频繁的洗头也可能刺激头皮，加剧头皮屑问题。

6、压力和焦虑：

精神压力可能影响免疫系统，导致头皮问题加重。

7、饮食因素：

缺乏某些营养素（如维生素B、锌）可能影响头皮健康。

高糖、高脂肪饮食可能加剧头皮屑问题。

8、气候变化：

寒冷干燥的天气可能导致头皮干燥，增加头皮屑。

湿热环境可能促进真菌生长。

9、荷尔蒙变化：

青春期、怀孕或更年期的荷尔蒙波动可能影响头皮状况。

10、某些疾病：

脂溢性皮炎、银屑病等皮肤病可能导致严重头皮屑。

某些神经系统疾病也可能影响头皮健康。

11、过敏反应：

对某些护发产品或环境因素的过敏可能引起头皮屑。

12、药物副作用：

某些药物（如部分抗抑郁药）可能以头皮屑为副作用。

13、遗传因素：

某些人可能因遗传原因更容易产生头皮屑。

14、免疫系统问题：

免疫系统功能异常可能导致对正常头皮菌群的过度反应。

15、年龄因素：

随着年龄增长，头皮屑问题可能变得更加常见。

二、常见的去屑原料及去屑机理

2.1 吡硫鎓锌（ZPT）

分子结构：

ZPT是锌与羟基吡啶酮形成的螯合物，存在单体形式，由两个吡啶环通过锌原子与吡啶环结构中的硫和氧分子结合而成。其分子式为C10H8N2O2S2Zn，分子量为317.7 g/mol。

原料性质：

外观：

ZPT通常以乳液状或浆状悬浮液的形式销售，一般含固量通常在48-50%左右 。乳液状产品粒径通常小于1μm，可有效防止沉淀，并能加倍发挥杀菌效力。

作用机理：

• 抗菌能力：ZPT具有很强的抗菌能力，能够有效杀死导致头皮屑的真菌，如马拉色菌。它对细菌、真菌和病毒都有强力杀灭和抑制繁殖的效果。
• 抑制皮脂分泌：ZPT可以抑制头皮油脂的过度分泌，从而减少头皮屑的生成。
• 细胞代谢干扰：ZPT能干扰真菌细胞内的能量供应，使其无法正常进行细胞分裂和代谢，进而导致真菌死亡。
• 持久性作用：由于ZPT在皮肤表面难以被水清洗掉且不易被皮肤吸收，因此它可以在头皮表层长时间发挥作用，持续抑制头屑的生成。

应用：

• 广泛用于抗屑洗发水和护发素
• 典型浓度：3-1.5%
• 与酮康唑联合使用可增强抗真菌效果
• 与水杨酸组合可提高角质层渗透性

法规要求：

• 2021 年 11 月，欧盟委员会修订了欧洲化妆品法规附件 II禁用成分清单，其中 ZPT 由于具有生殖毒性 1B 的 GHS分类1被加入其中，该禁令已于 2022 年 3 月 1 日正式生效，这也意味着化妆品去屑剂 ZPT 在欧盟化妆品中被正式禁用。
• 目前 ZPT 在我国仍被列入我国化妆品安全技术规范（2015）版的限用原料目录和准用防腐剂目录里，该物质作为防腐剂使用时，在淋洗类产品中最大允许使用浓度是 0.5%，在其他类别中具体要求见防腐剂表的其他规定；如果使用目的不是作为防腐剂，在去屑淋洗类发用产品中最大允许使用浓度是 1.5%,在驻留类发用产品中最大允许浓度是 0.1%，且 ZPT 作为原料及其功能还必须标注在产品标签上。

2.2吡罗克酮乙醇胺盐（OCT）

分子结构：

• 分子式是C14H24N2O3
• 主体是一个6元环(吡啶环),其中包含一个氮原子。
• 在这个环的2号位有一个羰基(C=O)。
• 3号位连接一个羟基(-OH)。
• 6号位连接一个长的烷基链,末端是另一个羰基。
• 乙醇胺(-NH-CH2-CH2-OH)与吡罗克酮形成盐。

原料性质

• 白色或略黄色结晶粉末
• 其在水中具有一定的溶解性，但总体上溶解度较低

作用机理：

抗真菌作用：

• OCT的主要作用是抑制马拉色菌（Malassezia）等与头皮屑相关的真菌。
• 它通过干扰真菌细胞膜的完整性来实现这一效果。

细胞膜破坏：

• OCT能够插入真菌的细胞膜，导致膜结构紊乱和通透性增加。
• 这种作用可能导致细胞内容物泄漏，最终导致真菌细胞死亡。

代谢抑制：

• OCT能够抑制真菌的某些关键酶系统，特别是线粒体中的电子传递链。
• 这种代谢抑制会严重影响真菌的生长和繁殖能力。

脂质代谢干扰：

OCT可能干扰真菌利用头皮皮脂中脂质的能力，影响其生长。

pH调节作用：

OCT可能通过改变局部环境的pH值来创造不利于马拉色菌生长的条件，研究表明，在pH值≤5.5的条件下，OCT对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌具有显著的抑菌能力，抑菌率超过90% 。

抗炎作用：

OCT具有轻微的抗炎作用，可以帮助缓解与头皮屑相关的炎症和瘙痒。

应用：

• 广泛用于抗屑洗发水和护发素
• 典型浓度：5-1%

法规要求：

吡罗克酮乙醇胺盐已收录于《已使用化妆品原料目录（2021年版）》中，序号为01330，不属于《化妆品安全技术规范（2015年版）》中的禁用物质 。

《化妆品安全技术规范（2015版）》中规定，吡罗克酮乙醇胺盐作为限用组分（表3）序号44，不和亚硝基化体系一起使用；避免形成亚硝胺；最低纯度：99%；原料中仲链烷胺最大含量0.5%；产品中亚硝胺最大含量50μg/kg；存放于无亚硝酸盐的容器内。同时作为准用防腐剂（表4）序号39，化妆品使用时的最大允许浓度为：淋洗类产品总量1.0%，其他产品总量0.5%。

2.3 氯咪巴唑（CLM，甘宝素）

分子结构：

原料性质：白色至灰白色的结晶粉末，难溶于水，但易溶于有机溶剂如乙醇和丙二醇等。

作用机理：

氯咪巴唑（CLM）是一种抗真菌化合物，其去屑作用的机制主要通过抑制真菌细胞膜的合成来实现。这种化合物对引起头屑的卵状芽孢菌、卵状糠疹菌属以及白色念珠菌和发癣菌等有抑制作用。

应用：

• 用于抗真菌和控制头皮屑
• 典型浓度：5-1%
• 与吡啶硫酮锌（ZPT）联合使用可增强抗真菌效果
• 与水杨酸组合可提高角质层渗透性
• 最佳活性pH范围：通常为： pH 5.0 - 6.5
• 通常情况下，在个人护理产品中使用的浓度下，氯咪巴唑是安全的。然而，少数人可能会对其产生过敏反应或皮肤刺激，例如发红、瘙痒或灼热感。

法规要求：

• 欧盟消费者安全科学委员会（SCCS）及其前身欧盟消费品科学委员会（SCCP）多次对氯咪巴唑在化妆品中的使用进行了评估，并发布了多项意见。根据最新的评估结果，氯咪巴唑作为防腐剂在以下条件下的使用被认为是安全的：
• 面霜、护发素和足部护理产品：最高使用浓度为2%。
• 冲洗类洗发香波：最高使用浓度为5%。
• 去屑洗发水：限量为2%。

此外，SCCS还建议降低氯咪巴唑在某些产品的限值至0.2%，以进一步确保其安全性。

• 中国的法规与标准

在中国，《化妆品安全技术规范》（2015年版）表4中将氯咪巴唑列为化妆品准用防腐剂，最大允许浓度为0.5%。然而，对于氯咪巴唑在非防腐剂用途下的使用条件尚未明确限定，其使用安全性仍需进一步研究和评估。

2.4 水杨酸

分子结构:

其中包含一个羟基(-OH)和一个羧酸基(-COOH)连接在苯环上。这种结构使得水杨酸具有酸性，其pKa值为2.98(25℃)，因此它能够在水中形成水杨酸盐。分子量为138.12，CAS号为69-72-7。

原料性质：白色结晶性粉末，具有特殊的辛辣味，可溶于水、乙醇、乙醚、氯仿、苯和丙酮等溶剂。

作用机制：

• 促进表皮细胞脱落，加速皮肤更新
• 具有轻微的抗菌和抗炎作用

应用：

• 用于去屑、控油和轻度角质层剥离
• 典型浓度：5-2%
• pH范围：3.0-4.5（为保持有效性）
• 与其他去屑剂（如二硫化硒）结合使用可增强渗透性
• 与α-羟基酸组合可增强去角质效果

法规要求：

• 含量限制：水杨酸作为去屑剂时，其使用浓度必须严格控制。例如，在驻留类产品和淋洗类肤用产品中，水杨酸的最大允许浓度为0%，而在淋洗类发用产品中，最大允许浓度为3.0%。此外，儿童产品（香波除外）不得含有水杨酸。
• 安全技术规范：水杨酸被列为化妆品限用组分之一，具体规定见《化妆品安全技术规范（2015年版）》表3中的序号8“水杨酸”。这意味着在配方中使用水杨酸时，必须确保其符合规定的浓度限制，并且标签上必须标印使用条件和注意事项，如“含水杨酸；三岁以下儿童勿用。

2.5 酮康唑（药用）

分子结构：

分子式：C26H28Cl2N4O4

原料性质：白色结晶粉末，无臭无味。

作用机制：

• 通过抑制真菌细胞膜中麦角固醇的合成来发挥抗真菌作用
• 干扰真菌细胞膜的完整性，导致细胞死亡

应用：

• 主要用于抗真菌，特别是对抗马拉色菌（Malassezia）效果显著
• 在去屑洗发水中的典型浓度为1-2%
• 与锌吡硫酮（ZPT）联合使用可增强抗真菌效果
• 与水杨酸组合可提高角质层渗透性
• pH范围：4.0-5.5

法规要求：

根据《化妆品卫生规范》（2015年版），酮康唑被列为禁用成分之一。这意味着在化妆品中使用酮康唑是被禁止的酮康唑作为药用成分，只能用于作为非处方药物管理的去屑洗剂，不得添加在日常洗发水中。

2.6 二硫化硒

化学式：SeS2

分子结构：

结构特点：

• 中心是一个硒(Se)原子
• 硒原子通过共价键连接两个硫(S)原子
• 分子呈现一个弯曲或V形的结构，不是直线型
• 键角（S-Se-S）约为103°
• Se-S键长约为2.16 Å

原料性质：

• 通常呈现为橙黄色至橙红色的粉末。在某些情况下，它也可以是无色至黄色的固体，通常为结晶状或粉末状。

溶解度特性：

• 二硫化硒是一种非极性化合物。
• 水是极性溶剂。
• 这种极性差异导致二硫化硒在水中几乎不溶解。

作用机制：

细胞代谢抑制：

• 二硫化硒能够抑制真菌和皮肤细胞的代谢活动。
• 它通过与细胞内的巯基（-SH）基团结合，干扰关键酶的功能。
• 这种作用会减缓头皮细胞的更新速度，从而减少皮屑的形成。

抗真菌作用：

• 二硫化硒对马拉色菌（Malassezia）等与头皮屑相关的真菌有直接的抑制作用。
• 它可能通过干扰真菌细胞膜或细胞壁的完整性来实现这一效果。

角质层细胞粘连增强：

• 二硫化硒可以增强角质层细胞之间的粘连力。
• 这种作用可以减少角质细胞的脱落，从而减少可见的头皮屑。

细胞分裂抑制：

• 二硫化硒能够抑制表皮基底层细胞的分裂速度。
• 这种作用可以减缓皮肤细胞的更新速率，有助于减少皮屑的形成。

脂质合成抑制：

• 二硫化硒可能抑制皮脂腺的活动，减少皮脂的产生。
• 这对于控制油性头皮和减少真菌生长的环境有帮助。

角质层渗透：

• 二硫化硒能够渗透到角质层深处。
• 这种深层渗透性使其能够长时间发挥作用，甚至在洗发后仍能持续发挥效果。

应用：

• 主要用于控制脂溢性皮炎和头皮屑
• 典型浓度范围：2-0.5%
• pH范围：4.0-6.0
• pH值对分散稳定性的影响：
• pH值影响二硫化硒颗粒的表面电荷。
• 适当的pH可以帮助维持颗粒的分散状态，防止聚集。
• 温度与pH的协同作用：
• 高温会加速pH引起的不稳定反应。
• 在极端pH条件下，温度升高会更快地降低稳定性。
• 缓冲系统的重要性：
• 添加适当的缓冲剂可以维持稳定的pH值。
• 常用缓冲剂：柠檬酸/柠檬酸钠系统，磷酸盐缓冲系统等。

实际应用中的处理：

• 在洗发水等产品中，二硫化硒通常以悬浮液或分散液的形式存在，而不是真正的溶液。
• 需要使用分散剂和乳化剂来保持均匀分布。

分散vs溶解：

• 在大多数配方中，目标是将二硫化硒均匀分散，而不是溶解。
• 良好的分散可以确保产品的有效性，即使二硫化硒没有真正溶解。

提高分散性的方法：

• 使用表面活性剂（如十二烷基硫酸钠）
• 添加增稠剂
• 使用适当的乳化系统
• 控制粒径（通常越小越好）

法规要求：

在化妆品安全技术规范（2015年版）中，二硫化硒被列为限用组分，不属于禁用物质。此外，巴西的相关法规也指出，含有二硫化硒的去屑类洗发产品需要在标签上标注“含有二硫化硒”和“避免接触眼睛”的警示语。

2.7 煤焦油（药用）

分子结构：

 

原料性质：

• 复杂的有机化合物混合物，主要成分包括多环芳烃
• 深棕色至黑色粘稠液体
• 不溶于水，可溶于有机溶剂

作用机制：

• 通过抑制表皮细胞增殖来减少鳞屑形成
• 具有抗炎和抗菌作用

应用：

• 用于治疗严重头皮屑和银屑病
• 典型浓度：5-5%（以煤焦油提取物计）
• 与水杨酸组合可增强去屑效果
• 与二硫化硒联用可提高抗炎效果
• pH范围：中性至弱碱性
• 考虑添加香精以掩盖其特殊气味

法规要求：在中国，煤焦油作为去屑剂被视为药用成分，煤焦油洗剂被归类为皮肤科用药类非处方药。

三、去屑洗发水在小试、大生产过程中会遇到的问题及解决方案

1. 含ZPT去屑产品料体变色问题

可能原因：

1. 搅拌设备质量问题：使用的搅拌设备或者不锈钢工器具质量差或有微小划痕，导致金属离子析出，主要是铁离子，使料体变紫色。
2. 水质问题：使用的水中含有过多的金属离子（如铜、铁）。
3. 原料污染：其他原料中可能含有微量金属离子。

解决方案：

1. a) 使用高质量的316L不锈钢搅拌设备，新锅使用前需做好钝化。
2. b) 在配方中添加螯合剂，如EDTA或柠檬酸。
3. c) 使用去离子水或纯化水。
4. d) 控制加料温度和pH值（5.0-6.0）。
5. e) 考虑使用包覆型ZPT，减少与金属离子的直接接触。

f)最坏的办法，重新补加一定量ZPT。

1.2 ZPT分散性问题

ZPT在某些配方中可能出现沉降或悬浮不均匀的情况。

解决方案：

1. a) 使用适当的分散剂或悬浮剂，如卡波姆或SF-1悬浮。
2. b) 用水按一定比例稀释后加入，优化搅拌工艺，如使用高剪切混合器。
3. c) 调整配方的粘度，当洗发水粘度不达7000cps时，需要添加悬浮剂，以提高悬浮稳定性。
4. 二硫化硒的沉降和分离

二硫化硒在某些配方中可能出现沉降或油水分离。

参照前面一篇文章的解决方案。

3. 水杨酸的结晶问题

在某些配方中，水杨酸可能会出现结晶。

解决方案：

1. a) 控制水杨酸的浓度，通常不超过2%
2. b) 调整配方的pH值（通常保持在3.5-4.5之间）。
3. c) 添加适量的溶剂，如丙二醇或乙醇。
4. d) 考虑使用水杨酸钠代替游离水杨酸。
5. 煤焦油的稳定性和气味问题

煤焦油产品可能出现分离和强烈气味。

解决方案：

1. a) 使用适当的乳化系统。
2. b) 添加抗氧化剂以提高稳定性。
3. c) 使用微胶囊技术包裹煤焦油。
4. d) 添加适量的香精或气味中和剂。
5. 酮康唑的溶解性问题

酮康唑在水基配方中的溶解性较差。

解决方案：

1. a) 使用适当的溶剂，如丙二醇或聚乙二醇。
2. b) 考虑使用微乳化技术。
3. c) 调整pH值以提高溶解度（通常在pH 4.0-5.5之间效果较好）。
4. d) 使用脂质体包裹技术。
5. 甘宝素的溶解性问题

溶解性问题

解决办法：

1. 适当加热：在40-50°C下加热可以提高溶解度。
2. 调整pH：在中性到弱酸性条件下，甘宝素的溶解性更好。
3. 使用助溶剂：如丙二醇或丁二醇可以帮助溶解。

7.生产设备的清洁问题

问题描述：

某些去屑原料可能在设备上留下残留，影响后续生产。

解决方案：

1. a) 建立严格的清洁流程，包括使用适当的清洁剂和消毒剂。
2. b) 考虑使用专用设备生产含特殊去屑原料的产品。
3. c) 进行充分的冲洗和验证测试，确保设备清洁度。

8.原料相容性问题

问题描述：

某些去屑原料之间可能存在相互作用，影响效果或稳定性。

解决方案：

1. a) 进行全面的相容性测试。
2. b) 考虑使用隔离技术，如微胶囊化。
3. c) 优化配方顺序和生产工艺。

9.包装材料相互作用

问题描述：

某些去屑原料可能与包装材料发生反应。

解决方案：

1. a) 选择适当的包装材料，如泵头的材质、铝管内涂层的材质等。
2. b) 进行长期的包装相容性测试。
3. c) 考虑使用阻隔性更好的包装材料。

 

建议:

将这份信息视为一个起点,而不是最终答案。

查阅最新的同行评议的科学文献以获取最新、最可靠的信息。

配方研究是一个持续的过程,我们应该保持开放和批判性思维的态度。