２００９年３７卷第８期 广州化工 ·７１·
透明质酸及其在化妆品中的应用
刘彤
（北京护士学校，北京１Ｏ１１４９）
摘 要：介绍了透明质酸的化学结构。阐述了透明质酸理化性质、皮肤中透明质酸的生理作用及国内外透明质酸的制备工艺。
重点介绍了其在化妆品中的应用，如保湿作用、营养的作用、皮肤损伤的修复和预防作用、润滑性和成膜性及香精固定剂。展望了透
明质酸在化妆品应用领域的发展前景。 关键词：透明质酸；理化性质；生理功能；化妆品应用领域
Ｈｙａｌｕｒｏｌｌｉｃ Ａｃｉｄ ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉ０ｎ ｉｎ Ｃ０ｓｍｅｔｉｃｓ
ＬｌＵ ｊ ｎｇ
（Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎｕｒｓｉｎｇ Ｓｃｈｏ０ｌ，Ｂｅｉｊｉｎｇ ｌ０１ １４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｅａｌ ｓｔｍｃｔｕｒｅ，ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒ０ｐｅｒｔｉｅｓ，ｈｙａｌｕｒ０ｎｉｃ ａｃｉｄ ｓｋｉｎ，ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ ｐｈｙｓｉｏ·
ｌ０ｇｉｃａｌ ｒ０ｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｔ ｈ０ｍｅ ａｎｄ ａｂｍａｄ ｏｆ ｈｙａｌｕｒ０ｎｉｃ ａｃｉｄ ｗｅｒｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ． Ｉｔｓ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｉｎ ｃｏｓｍｅｔｉｃｓ
印ｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｗａｓ ｉｎｔｍｄｕｃｅｄ，ｓｕｃｈ ａｓ ｍｏｉｓｔｕｒｉｚｉｎｇ ｅＨ＿ｅｃｔ，ｔｈｅ ｍｌｅ ０ｆ ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ，ｓｋｉｎ ｄａｍａｇｅ ｒｅｐａｉｒ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍ１ｅ，ｌｕ—
ｂｒｉｃａｔｉｎｇ ａｎｄ ｆｉ１ｍ—ｆ０Ｈｎｉｎｇ ｎａｔｕｒｅ ａｎｄ ｅｓｓｅｎｃｅ ｆｉｘａｔｉｖｅ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌ０ｐｍｅｎｔ ｏｆ ｈｙａｌｕｍｎｉｃ ａｃｉｄ ｉｎ ｃ０ｓｍｅｔｉｃｓ叩ｐｌｉｃａｔｉ０ｎｓ ｗａｓ
ｐｍｓｐｅｃｔｅｄ．
Ｋｅｙ ｗＯｒｄｓ：ｈｙａｌｕｒｏｎｉｃ ａｃｉｄ；ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐＩ＿０ｐｅｎｉｅｓ；ｐｈｙｓｉ０ｌｏｇｉｃａｌ ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｃｏｓｍｅｔｉｃｓ ａｐｐｌｉｅａｔｉ０ｎｓ
透明质酸（ｈｙａ１ｕｒ０ｎｉｃ ａｃｉｄ，简称ＨＡ）是一种直链高分子多
糖，广泛地存在于生物体的结缔组织中，是组成细胞外基质的几 种糖胺聚糖之一，在人的皮肤真皮层和关节滑液中含量最多，具
有保水、润滑等重要的生理作用。Ｍｅｙｅｒ和Ｐａｌｍｅｒ于ｌ９３４年首 次从牛眼玻璃体内分离出以来，ＨＡ就以其独特的保水、润滑等
高分子多糖的性质，其天然性、无过敏性和与人体组织良好的生 物相容性，在化妆品、保健食品、美容手术和医药领域得到广泛
的应用 Ｉ２ 。目前，ＨＡ已作为一种常见功能性化妆品原料，被
广泛用于第四代化妆品中，因而被国际公认为最理想的化妆品 “天然保湿因子”。添加ＨＡ的化妆品也已成为国际日化界的主 流产品 。
１ 透明质酸的化学结构与理化性质
１．１透明质酸的化学结构
透明质酸是由Ｂ—Ｄ一葡萄糖醛酸和Ｎ一乙酰基一Ｄ一氨基 葡萄糖通过Ｂ一１，３一苷键连接成二糖衍生物，并以此为重复单元 再通过Ｂ—ｌ，４一苷键互相连接成一种酸 粘多糖类物 Ｊ，其结构
见图１。水解时生成一种己糖胺（如葡萄糖胺）和一种糖醛酸（如 葡萄糖醛酸）。ＨＡ分子链的长度及分子量大小不均，双糖单位数 般为３００～ｌ１０ｏ０对，分子量范围为０．２×１０。～７．Ｏ×１０。。其盐
是典型的阴离子聚电解质，高纯度的透明质酸钠和透明质酸钾，
常用于化妆品的制备 。
１．２透明质酸的理化性质
ＨＡ为白色无定形或纤维状物质，无臭，易溶于水，溶于醇、 酮、乙醚等有机溶剂。水溶液呈酸性，带负电，电泳时移向正极。 在高浓度（１％）时，分子问会因氢键而形成物理交联，呈网状形
式存在，有很高的粘弹性和渗透压。比旋度［ｄ］ｎ加＝一７０。一８０。， 与阿利新蓝、亚甲基蓝反应呈蓝色。ＨＡ水溶液是一种非牛顿型
流体，有着良好的粘弹性和应变性。这些性质主要取决于其本身 分子量的大小和溶液浓度与酸度的高低 。
Ｈ
Ｎ一乙酰基一Ｄ一氨基葡萄糖 Ｂ—Ｄ一葡萄糖醛酸 图１ 透明质酸的化学结构
１．３透明质酸的理化性质
１．３．１亲水性 ＨＡ分子中含有的大量羧基和羟基使其在水溶液中可形成 分子内和分子间氢键。ＨＡ在空间上呈刚性的螺旋柱构型，柱的 内侧由于存在大量的羟基而产生强烈的亲水性。研究发现 ＨＡ分子可以保留比自身重５００～１０００倍的水。
浓度和分子量是影响ＨＡ的吸水性的重要因素。在小分子
量或低浓度的透明质酸溶液中，黏度低；在大分子量或高浓度的 ＨＡ溶液中，ＨＡ分子间相互缠绕，因而黏度高 。ＨＡ在较高浓
度时，水分子通过极性键和氢键与透明质酸分子相互结合，使得
ＨＡ就像“分子海绵”一样，牢牢地抓住水分。
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１．３．２成膜性 ＨＡ由于其大分子链的柔顺性而具有较强的成膜能力，可以
形成一层保水薄膜。 １．３．３抗压性、弹性
当ＨＡ处于封闭的问隙，如细胞问基质时将产生膨胀压，加 上分子表面的一Ｃ００一因吸收了阳离子，增加了基质的渗透压。
使得ＨＡ所存在的部位、组织具有较好的抗压性和弹性。
２透明质酸的生理功能
ＨＡ 在机体内主要在成纤维细胞或其他细胞的胞浆膜
及表皮角朊细胞等处合成，是构成细胞问质和细胞外基质的主 要成分之一。皮肤中ＨＡ存在于细胞间的胞外基质中，与其它基
质成份共同构成细胞间的填充物。表皮和真皮中均含有ＨＡ。 皮肤中ＨＡ的生理作用有以下几个方面。
２．１ 保水作用 ＨＡ具有强烈的亲水性，其ＨＡ理论保水值” 高达５００ｍＬ／ｇ
以上，在结缔组织中的实际保水值约为８ＯｍＩ／ｇ。在较高浓度的
溶液中，ＨＡ长的分子链相互交织成网状，与水通过氢键结合，具 有很强的保水作用。细胞问质中的ＨＡ首要作用即是保持水分。
但随着年龄的增长，皮肤中ＨＡ的含量逐渐降低，使皮肤粗糙，失 去弹性。由此可见充足的水分对于皮肤的健康是必需的，因而 保水保湿一直是护肤化妆品主要的功能之一，也是护肤品的最
重要的研究课题之一。
２．２抗衰老功能
据研究表明 ＨＡ具有防止皮肤皱纹形成和抗皮肤衰老功
能。表皮中的ＨＡ可清除阳光中的紫外线照射所产生的活性氧 自由基，保护皮肤免受其害，被称为高效的自由基“清道夫”。
２．３营养皮肤功能
不同分子量的ＨＡ对皮肤的作用不同。大分子量的ＨＡ对 皮肤具有保湿的作用，这是因为它作用于皮肤表面后，可迅速在
皮肤表面形成一层透气的水化膜，使角质层水合软化，从而增加 角质层对活性物质的吸收利用。同时，由于皮肤的矩阵结构¨ ，
还使ＨＡ成为化妆品中活性成分传递的有效介质，为真皮胶原蛋 白和弹性纤维的合成提供了优越的外部环境，加强了营养物质
的供给，产生营养皮肤功能。
２．４促进伤口愈合功能 当机体受伤时 ，ＨＡ会快速到达伤口处，由ＨＡ酶降解，激 发伤口逐渐进行修复。在伤口部位，ＨＡ能增强凝血酶的活性，
加速纤维凝血块的形成，并能促进单核细胞的病理吞噬作用和 表皮细胞的进入与粘附及成纤细胞的增殖和游走，防止炎症渗
出，直接促进细胞的生长、分化、重建与结构修复。
２．５药物载体功能
ＨＡ作为药物载体 ，具有缓释药物作用和促进药物透皮 吸收的功能。溶液中ＨＡ分子间相交联成的网状结构能够粘附
药物分子，减缓药物在体内扩散速度，产生长效、延效作用。另 外，ＨＡ具有较强的保湿性能，在皮肤表面形成的水化膜能使角
质层水合软化，改变了角质层的水合结构，在护肤的同时，也增 加了药物分子透皮吸收的能力，提高了药效。
２．６抗菌消炎功能
在啮齿类动物机体中 ，小分子量的ＨＡ本身就具有抑制 病菌生长、抑制病理反应的功能，产生抗菌消炎作用。大分子量 的ＨＡ在皮肤表面形成的一层水化膜，能有效将皮肤与细菌隔离 开来，阻止了细菌侵入皮肤，间接产生抗菌消炎作用。
３透明质酸在化妆品中的应用
ＨＡ具有良好的保湿作用，又是皮肤和其它组织中广泛存在
的天然分子，其优异的性能已经受到国际化妆品界的广泛关注。 目前国际上添加ＨＡ的化妆品种类已从最初的膏霜、乳液、化妆 水、精华素胶囊、贴膜扩展到浴液、粉饼、口红、洗发护发剂、摩丝 等，应用日趋广泛。
３．１ 保湿作用
ＨＡ在化妆品中最重要的作用是保湿，与其它保湿剂相比， 其优点是保湿性受周围环境的相对湿度的影响较小。ＨＡ与常
用的保湿剂，如甘油、丙二醇、山梨醇、聚乙二醇、乳酸钠、吡咯烷 酮羧酸钠等相比 ，在低相对湿度（３３％）下的吸湿量最高，而 在高相对湿度（７５％）下的吸湿量最低，见图４。这种独特的性 质，正适应皮肤在不同季节，不同环境湿度下，如干燥的冬季和
潮湿的夏季，对化妆品保湿作用的要求。ＨＡ的保湿性与其分子 量有关，分子量越大，保湿性能越好。ＨＡ作为保湿剂较少单独
使用，常与其它保湿剂配合使用。
１ｏ０ 吸湿量 （ｇ水，１ｏ０ｇ）
５０ 吡咯浣酮羧酸的 口甘油 口山梨醇 皿透明质酸钠
相对湿度３３％相对湿度７５％
图４ ＨＡ与其它保湿剂的保湿性比较 ｌ９Ｊ
３．２营养的作用
ＨＡ是皮肤固有的生物物质，外源性的ＨＡ是对皮肤内源性
ＨＡ的补充。经常使用含有ＨＡ的化妆品，其中小分子质量的
ＨＡ分子可渗透到皮肤的真皮层，保持皮肤内的水分，促进皮肤 营养物质的供给和废物的排泄，从而防止皮肤老化，起到美容和 养颜作用。
３．３皮肤损伤的修复和预防作用
皮肤受到阳光暴晒所引起的光灼伤或日灸，如皮肤变红、变 黑、脱皮等，主要是阳光中的紫外线的作用。ＨＡ通过促进表皮
细胞的增殖和分化，以及清除氧自由基的作用，可促进受伤部位 皮肤的再生 。ＨＡ的防晒作用机制与防晒霜中常用的紫外线
吸收剂不同。因此，在防晒护肤品中ＨＡ与紫外线吸收剂混合使 用，具有协同作用，可同时减少紫外线的透过和对透过的少量紫
外线所造成的皮肤损伤进行修复，起到双重保护作用。皮肤遭
受轻度的烧烫伤时，表面涂抹含ＨＡ的水剂化妆品可减轻疼痛， 加速受伤部位皮肤的愈合。
３．４润滑性和成膜性
ＨＡ属于高分子聚合物，具有很强的润滑感和成膜性。含 ＨＡ的护肤品涂抹时润滑感明显，手感很好。涂于皮肤后，可在
皮肤表面形成一层薄膜，使皮肤产生良好的光滑和湿润感，
对皮