化妆品生物技术

随着人民物质、文化生活水平的不断提高所带来的消费升级，化妆品所代表的一类对美追求的产品已成为人们日常消费的必需品，也是大健康产业的组成部分之一。近几十年，我国的化妆品工业无论是在新原料、新产品的开发上，还是在功效性、安全性测试上，抑或是制造工艺、设备上，都有较大发展。这其中的一项重要学科支撑，便是生物技术。生物技术是以现代生命科学为基础，应用生物学、化学和工程学的基本原理，采用先进的科学技术手段，利用生物体（包括微生物、动物细胞和植物细胞）或其组成部分（细胞器和酶）来生产有用物质，或为人类提供某种服务的技术。近年来，随着生物技术在分子生物学、医药等领域的快速发展，生物技术和生物制剂在化妆品原料的研发、化妆品的功效性和安全性评价、化妆品配方设计等化妆品工业领域中的多个环节得到了广泛推广和应用，生物技术逐渐成为化妆品行业未来发展的主要方向之一。

随着中国进口产品关税政策的调整，名牌化妆品不断加大力度进军中国市场，中国化妆品行业竞争日趋激烈，其核心实质是高科技含量产品的较量。国外一些依据皮肤生理学原理开发的新型化妆品在市场上占有很大的优势。面对国外同行在生物技术化妆品方面的优势，国内化妆品行业应该采取积极的对策，全面学习现代生物技术，掌握生物技术的发展动态和成果，通过技术革新，将的生物技术引入到化妆品行业中去。本书从化妆品原料、配方、包装、评价等多个维度出发，总结了化妆品研发中应用的传统技术与近年来的生物技术。希望通过本书，指导致力于从事皮肤健康美丽事业的工作人员利用生物技术研发化妆品。

本书共分六章，章主要讲述生物技术与化妆品的相互关系，介绍生物技术在化妆品中的应用现状，并对其发展前景进行展望；第二章以化妆品的原料生产为切入点，介绍了为化妆品生产提供新型活性添加剂的生物提取分离技术、生物发酵技术、细胞工程和酶工程等生物技术；第三章以化妆品材料为切入点，介绍了生物技术对面膜材料、防晒材料、包装材料的影响；第四章以化妆品的配方设计为切入点，讲述了生物技术在防腐体系的设计、透皮传输技术、皮肤本态分析、皮肤微生态分析等中的应用及趋势；第五章以化妆品的功效性为切入点，介绍了抗黑色素生成、抗光老化、保湿、祛痘、抗过敏、抗刺激和防晒等功效客观评价中的传统方法和依赖于生物技术的评价方法，并对其进行展望；第六章以化妆品的安全性为切入点，介绍了化妆品中禁、限用物质的检测新技术，以及依赖生物技术而发展起来的化妆品安全性评价新方法，着重于替代性试验的介绍。

本书的撰写，需要感谢北京工商大学的支持与资助；感谢项目“科技创新服务能力—科研平台建设—化妆品监管科学研究院”资助；感谢研究团队的何聪芬教授、孟宏教授、李丽教授、王巧娥副教授、易帆副教授和何一凡副研究员的支持与帮助，感谢研究生左锦辉、王诗漪、吴文海、贡晓燕、熊晨阳、冯法晴、何楠、张慧娜、尹雅婷、杨云丽、廖联英、李佳芮、谢奈、薛婉婷和刘伟兰的帮助。

限于资料与笔者能力有限，不足之处在所难免，恳请各位专家学者批评指正，以求实现新的提升。

编著者      

2021年6月   

 

董银卯，北京工商大学教授，博士研究生导师，政府特殊津贴专家。现任北京工商大学中国化妆品研究中心主任、中国化妆品协同创新中心主任、中国轻工业化妆品重点实验室主任等职务，兼任国家药监局化妆品标准专家委员会委员、国家药监局化妆品安全专家委员会委员、国家药监局化妆品安全风险评估专家委员会委员、北京日化协会理事长等社会职务。

主要开展化妆品科学与技术领域的研究工作，主要研究方向包括化妆品理论研究与思想体系设计、化妆品植物功效功效原料研究与开发和特色化妆品配方研究与开发等，建立了“皮肤养生”、“体质养颜”等思想体系；建立了“现代化妆品生物技术”和“化妆品配方设计7步”等技术体系。主编《化妆品配方设计7步》《皮肤本态研究与应用》《皮肤表观生理学》《化妆品植物原料开发与应用》《化妆品配方设计与生产工艺》《皮肤养生与护肤品开发》《现代化妆品生物技术》《养生护肤品》等专著 15部。

章　概论 1

节　生物技术现状    1

第二节　生物技术主要研究方向    4

第三节　生物技术的应用    6

第四节　发展趋势    12

一、医疗    13

二、制造业、能源行业    13

三、农业    13

四、化妆品行业    13

第二章　化妆品原料制备与生物技术    17

节　生物技术对化妆品原料制备的影响    17

第二节　生物提取分离技术与化妆品原料    18

一、生物提取分离技术的应用    18

二、生物分离纯化技术的应用    22

三、前景与展望    27

第三节　微生物发酵技术与化妆品原料    29

一、微生物发酵生产的化妆品添加剂    29

二、化妆品用发酵工艺    30

三、前景与展望    33

第四节　植物细胞工程与化妆品原料    34

一、植物细胞工程技术的应用    34

二、前景与展望    38

第五节　酶工程与化妆品原料    39

一、化妆品中的酶    40

二、化妆品用酶的生产工艺    42

三、前景与展望    45

第三章　化妆品材料与生物技术    46

节　生物技术对化妆品材料的影响    46

一、生物纳米技术    46

二、载体技术    48

第二节　面膜材料    53

一、传统面膜材料    53

二、利用生物技术的面膜新材料    56

三、前景与展望    60

第三节　防晒材料    61

一、传统防晒材料    61

二、利用生物技术的防晒新材料    62

三、前景与展望    63

第四节　化妆品包装材料    64

第四章　化妆品配方与生物技术    66

节　化妆品的生物防腐技术    66

一、化妆品中的微生物    67

二、化妆品防腐体系的建立    69

三、前景与展望    72

第二节　透皮传输技术    75

一、皮肤的结构与透皮传输    75

二、化妆品缓释技术    78

三、前景与展望    82

第三节　皮肤本态    82

一、皮肤本态概述    82

二、皮肤本态与化妆品设计    84

三、皮肤本态测试方法    85

四、前景与展望    90

第四节　皮肤微生态    90

一、皮肤微生态概述    90

二、皮肤微生态与化妆品设计    93

三、皮肤微生态的检测    94

四、前景与展望    95

第五章　化妆品功效性评价与生物技术    97

节　抗黑色素生成功效评价中的生物技术    97

一、传统抗黑色素生成功效评价方法    97

二、黑色素代谢的分子生物学机制    100

三、依赖生物技术的抗黑色素生成功效评价方法    102

第二节　抗光老化功效评价中的生物技术    103

一、传统抗光老化功效评价方法    103

二、皮肤光老化的组织学特征及临床表现    105

三、皮肤光老化的分子机制    106

四、依赖生物技术的抗光老化功效评价方法    109

第三节　保湿功效评价中的生物技术    110

一、传统保湿功效评价方法    110

二、皮肤保湿的生理学基础    112

三、依赖生物技术的保湿功效评价方法    113

第四节　祛痘功效评价中的生物技术    114

一、传统祛痘功效评价方法    114

二、痤疮的发病及形成因素    114

三、痤疮的临床表现及分级    117

四、依赖生物技术的消炎祛痘功效评价方法    118

第五节　抗敏抗刺激功效评价中的生物技术    119

一、传统抗敏抗刺激功效评价方法    119

二、过敏的类型及症状    123

三、过敏的机制    123

四、依赖生物技术的抗敏抗刺激功效评价方法    123

第六章　化妆品安全性评价与生物技术    126

节　生物技术在化妆品安全评价中的应用趋势    126

第二节　安全性评价的替代性实验    128

一、细胞毒性与系统毒性测试    128

二、皮肤刺激性与腐蚀性测试    130

三、眼刺激与腐蚀性测试    131

四、皮肤致敏测试    133

五、皮肤光毒性测试    138 

六、遗传毒性测试    140

七、靶器官毒性测试    144

参考文献    146

董银卯，北京工商大学教授，博士研究生导师，政府特殊津贴专家。现任北京工商大学中国化妆品研究中心主任、中国化妆品协同创新中心主任、中国轻工业化妆品重点实验室主任等职务，兼任国家药监局化妆品标准专家委员会委员、国家药监局化妆品安全专家委员会委员、国家药监局化妆品安全风险评估专家委员会委员、北京日化协会理事长等社会职务。

主要开展化妆品科学与技术领域的研究工作，主要研究方向包括化妆品理论研究与思想体系设计、化妆品植物功效功效原料研究与开发和特色化妆品配方研究与开发等，建立了“皮肤养生”、“体质养颜”等思想体系；建立了“现代化妆品生物技术”和“化妆品配方设计7步”等技术体系。主编《化妆品配方设计7步》《皮肤本态研究与应用》《皮肤表观生理学》《化妆品植物原料开发与应用》《化妆品配方设计与生产工艺》《皮肤养生与护肤品开发》《现代化妆品生物技术》《养生护肤品》等专著 15部。