新颖的富勒烯——用于粉状化妆品

富勒烯是碳的同素异形体，化学名为C60，是由60个碳原子形成的多面体结构，直径约0.7nm。不同于钻石和石墨的共价键晶体结构，富勒烯是单质分子。

大量的研究者集中研究了富勒烯的足球状结构特性，日本三菱商事株式会社的全资子公司VC60则致力于富勒烯的抗氧化化学特性研究，拓展了富勒烯在化妆品领域的应用。

富勒烯具有疏水性，不溶于水。能够很快的分散在不饱和脂肪中，但在饱和烃类物质中溶解度较低，而饱和烃被广泛用于化妆品领域。因此，直接将富勒烯混合加入化妆品配方中成为目前一大难题。

富勒烯在化妆品中的功效

临床试验结果表明：用β-胡萝卜素漂白法和铜还原法测定时，富勒烯的抗氧化能力分别是维生素C的172倍和250倍1。添加1%（2ppm）的富勒烯到化妆品中，8周后能提亮肤色、减少皱纹、改善痤疮并减弱活性氧引起的皮肤问题2,3,4。

富勒烯的安全性数据

富勒烯是一种纳米材料，但是其作用类似于典型的有机物分子，其性质与已有的一些有机物如维生素E类似，但是又不同于一些纳米的共价晶体如二氧化钛-TiO2（图1所示）。

图1. 共价键晶体结构与单分子晶体结构区别

如上所述，富勒烯具有与低分子量化合物相同的性质并溶于油中。因此，VC60认为富勒烯的安全性与这些被用于化妆品中的一些低分子量的化合物成分类似。已经采用了化妆品中经常使用的毒性试验如基因毒性检测、人体斑贴试验等评估富勒烯的毒性5,6,7，所有的毒性测试结果都是阴性的，这表明富勒烯可在化妆品中安全使用。

基于化妆品成分——新型富勒烯

油溶性富勒烯和水溶性富勒烯都是液体，适用于乳液、精华和膏霜等配方体系。最近发现，市场上很多彩妆产品中也会添加一些活性成分如抗氧化剂，为了使富勒烯在化妆产品如粉底中得到应用，VC60开发了粉末富勒烯。

粉状富勒烯在直接与彩妆产品成分混合中会出现以下问题：

1）粉状富勒烯的颗粒直径根据生产过程不等，有些甚至几十微米。

2）由于单颗粒之间的高粘连型，富勒烯粉末很难再次分散在配方体系中。

3）由于富勒烯是黑色的，它只适用于特定产品中。

图2. a）X- 射线衍射分析表明富勒烯被包裹在二氧化硅中得到的彩妆富勒烯 b）富勒烯包裹于二氧化硅示意图

这些问题可以通过将富勒烯包裹到多孔二氧化硅中得以解决。2015年，彩妆富勒烯（也称为“粉状富勒烯”）——通过新型的富勒烯分散方法合成的一款富勒烯面世。它是第一款粉末状富勒烯的化妆品成分，适用于彩妆和粉底中。

富勒烯在二氧化硅中包裹效果确定

用X-射线衍射分析粉状富勒烯在多孔二氧化硅中的分布，如图2a所示，X-射线衍射分析了以下样品：富勒烯、粉状富勒烯、富勒烯和二氧化硅的混合物以及二氧化硅样品。纯富勒烯样品含有三个尖锐的峰，而二氧化硅有一个较宽的峰。富勒烯和二氧化硅混合物含有三个尖锐的特征峰，并与二氧化硅的峰重叠。另一方面，粉状富勒烯产品中富勒烯的三个特征峰消失了。这一结果表明，富勒烯被装载到多孔二氧化硅内部，形成粉状富勒烯。

粉状富勒烯基本性质

粉状富勒烯是类似二氧化硅的白色粉末，富勒烯原始的黑色通过包裹到二氧化硅中而被掩盖，通过电子显微镜确定，其平均粒径约为3.92μM，吸油率是91mL/100g。粉状富勒烯的性质类似于二氧化硅（富勒烯的包裹物），因此，可同样用于粉底产品中。但当粉状富勒烯与足量的水混合时，二氧化硅被溶解而呈现透明，而富勒烯的黑色又再次出现。因此，粉状富勒烯只能被用于含粉量高的产品中，如粉底。

安全性评价

利用人体皮肤的三维模型，检测皮肤刺激性，人体敏感性和斑贴试验评估了粉状富勒烯的安全性。结果表明，上述的安全性测试结果都是阴性的，说明粉状富勒烯是安全的原料。

结论

彩妆富勒烯解决了富勒烯的低分散性和黑色等问题，成为全球首例用于化妆品成分的粉状富勒烯。此外，粉状富勒烯的抗氧化功效与富勒烯其他衍生物相似，如水溶性富勒烯和油溶性富勒烯。因此，粉状富勒烯适合用于化妆产品如粉底中，以此获得更具有吸引力的皮肤。

参考文献

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2. Ito M, Yamana S. Brightening effect caused by control of free radicals. Personal Care. 2011; 12(4): 44–47

3. Kato S, Taira H, Aoshima H, Saitoh Y, Miwa N. Clinical evaluation of fullerene-C60 dissolved in squalane for anti-wrinkle cosmetics. J Nanosci Nanotechnol. 2010; 10(10): 6769–6774

4. Inui S, Aoshima H, Nishiyama A, Itami S. Improvement of acne vulgaris by topical fullerene application: unique impact on skin care. Nanomedicine. 2011; 7(2): 238-241

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6. Mori T, Takada H, et al. Preclinical studies on safety of fullerene upon acute oral administration and evaluation for no mutagenesis. Toxicol. 2006; 225: 48–54

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