白鑫 陈雨桐 侯轲明 熊祺 尚亚卓
(华东理工大学化学与分子工程学院化妆品研究室)
摘要：碳酸护肤品是近年发展起来的新型护肤品，正逐渐成为护肤品行业关注的热点产品之一。产品中存在的或使用时产生的二氧化碳安全、无副作用且能深入皮肤底层，加速皮肤血液循环、促进肌肤细胞新陈代谢、有效清除皮肤深层的垃圾和废物，从根本上解决基本皮肤问题，获得细腻、红润有光泽且富有弹性的健康肌肤。本文对碳酸护肤品的发展、护肤机制及功效等作简要综述，并根据作者的个人理解对碳酸护肤产品存在的问题及将来发展方向进行简要分析，让更多的消费者享受产品愉悦的使用感、感受强大的护肤功效的同时体会产品的作用精髓，也为后续碳酸类护肤品的开发提供参考信息。
关键词：碳酸护肤品;二氧化碳;波尔效应;血液循环; 新陈代谢
护肤品是具有保护皮肤功能的一类产品，这类产品通常是针对皮肤的某一方面进行护理，调理皮肤的水油平衡、给皮肤输送营养成分，包括日常使用的水、乳、霜、精华、洗面奶、面膜、眼霜以及按摩膏、去角质膏、清洁霜等。当这些护肤品中含有二氧化碳(或碳酸)，或在产品使用过程中能够产生二氧化碳时，我们就可以将这种护肤品称为碳酸护肤品。碳酸护肤品是皮肤医学和美学有机结合的产物。二氧化碳不仅安全、无副作用而且能迅速深入皮肤底层，加速皮肤血液循环、促进肌肤细胞新陈代谢、有效清除皮肤深层的垃圾和废物，从根本上解决诸如补水、祛皱、美白等基本皮肤问题，获得细腻、红润有光泽且富有弹性的健康肌肤[1,2]。在护肤品市场, 碳酸护肤品安全有效的双重品质正逐渐被国内消费者认可和接受, 比如使用碳酸面膜、碳酸泡沫肌底液、碳酸爽肤水及润肤乳等含碳酸的护肤品已较为常见。然而，大多消费者对碳酸护肤品的护肤机制及功效却知之甚少。为此，本文对碳酸护肤品的发展、护肤机制及功效等作简要综述，并根据作者的个人理解对目前产品存在的问题及发展方向提出拙见，旨在让更多的消费者享受产品愉悦的使用感的同时，深入体会产品的作用精髓，也为后续碳酸护肤品的开发提供参考信息。
1 碳酸护肤研究进展
碳酸护肤源自日本，是目前较为流行的一种护肤理念，这一理念是由日本的医学博士日置正人提出的。他在利用二氧化碳治疗患者伤口的过程中偶然发现高浓度二氧化碳能有效地被皮肤吸收，并迅速渗入皮肤底层到达血管，从而使细胞更加活跃，加速自身修复并促进胶原蛋白的合成。该发现最初被应用于医学美容领域，随着科技的发展，为了让更多消费者共享科学护肤带来的神奇焕变，国内外研究者开展了相应的研究工作，各类制备碳酸护肤品的设备、技术及相应的产品也应运而生。
对于碳酸护肤而言，护肤产品中含有或使用时能够产生高浓度的二氧化碳是其发挥护肤功效的基础。为了保证碳酸护肤品的功效，研究者在碳酸产品制备设备及技术方面开展了相应的研究工作。2012年，上野隆志等开发了一种体积较小，重量较轻，使用及携带均方便的碳酸溶液美容美发器。这种美容美发器能够有效将二氧化碳气体加压溶于水内获得碳酸水溶液，配合美容美发用水使用，实现护肤、护发功能[3]。同年，刘亮也发明了一种结构小巧方便携带、使用方便的碳酸泡沫美容器。该美容器可以将二氧化碳与水充分溶合产出百分之百的碳酸，用于美容护发、改善皮肤衰老的现象[4]。2013年，日置正人开发了一种制剂技术——产生二氧化碳的美容薄片产品。该技术是在含有酸的液剂和载有碳酸盐的薄片状基材的美容产品中，通过在含有酸的液剂中引入疏水改性烷基纤维素，使薄片状基材浸入液剂时能够均匀且持续地产生细小的二氧化碳气泡，为产生二氧化碳的美容薄片产品的制备提供了技术[5]。郑朱娥等人将泡腾片及含有碳酸水的护肤水巧妙结合，利用泡腾片能够在护肤水中延迟浮起且具高发泡的性能制备了碳酸护肤套件[6]。护肤水中碳酸水的引入提高了泡腾片发泡期间护肤水中碳酸的浓度，使该碳酸护肤产品功效大大提高。
面膜是护肤品中的一个重要类别，作为营养及功效性成分的载体越来越受到消费者的喜爱，碳酸面膜更是必不可少。严敬华通过合理调节原料中柠檬酸与柠檬酸钠的比例获得了存储及使用性能兼优的面膜[7]。该面膜不但存储时具有稳定的性质，而且敷到脸上后能迅速产生丰富细腻的泡泡，让消费者在使用中体验厚厚的一层泡泡从无到有的奇妙感觉。同时，泡泡在移动的过程中能够吸附毛孔深处的污垢及多余油脂，深层清洁皮肤的同时，让肌肤能更好的吸收其他营养成分。2017年，杨远海将含有蛋清、牛奶蛋白等易于吸收的动物蛋白营养液和二氧化碳气体按适宜的比例加压混合后，再通过降温、增压，高压罐装获得了碳酸面膜液，这种面膜液通过泵头挤压形成细腻、柔和的泡沫，即碳酸面膜[8]。面膜液中蛋清、牛奶蛋白等的存在不仅为面膜液提供粘滑的肤感，而且还赋予面膜液优良的起泡性及适宜的韧性，为更多二氧化碳气体分子的留存提供了条件，进而提高碳酸面膜的功效性。梁艳芬等针对市面上大多碳酸面膜存在的易滴落，不容易清洗，刮洗时容易对皮肤造成物理刺激，或者是粉体不容易溶解，搅拌中接触空气过久碳酸挥发、产品结块，发泡效果不佳等问题，发明了一种两剂凝胶状碳酸发泡面膜[9]。该面膜由偏酸性预制品(包含多元醇、黄原胶、柠檬酸、柠檬酸钠、去离子水等)和偏碱性预制品(包含多元醇、碳酸氢钠、甘草酸二钾、甘露糖醇、去离子水等)组成，即用即混。这种凝胶状的面膜能够将二氧化碳封入凝胶中，发泡效果佳，产品稳定性好，且使用后凝胶直接成膜撕开即可。
实际上，碳酸产品涉及护肤品的多个品类。胡伟杰于2014年公开了一种用于肌肤修复的碳酸型护肤液[10]。这种护肤液中不但含有碳酸水，而且还引入了各种功效性成分，包括能够改善皮肤状态、提高皮肤持水能力、增强皮肤弹性、延缓衰老的神经酰胺;亲水性的天然保湿因子胶原蛋白、具有改善动态纹路功效的蛇毒蛋白肽、具有显著保湿功效的透明质酸以及能防晒及晒后修复且能减少晒后皮肤黑斑生长的人寡肽等。这种护肤液利用碳酸水能够直达毛细血管深处的渗透力，促进机体血液循环的同时，有效促进其他功效组分的吸收，提高功效成分的利用度。王雯雯等通过在碳酸泉片剂中加入功能添加剂，包括净化剂(具有优异的抗氧化作用或还原性能的天然维生素C、维生素E、茶多酚、胡罗卜素类、生物类黄酮等)和精油(具有杀菌、消炎、护肤、抗老化、镇静、提神等身心保健功效的香薰精油、草本类精油、花香类精油、土质类精油、木质类精油等)，以去除沐浴水中的余氯和重金属等有害物质，同时起到美肤、护肤和杀菌消炎的功效，显著提升沐浴舒适度[11]。魏春红等在2018年发明了一种二氧化碳美容皮肤外用物组合及其制备方法[12]。外用物是含有酸的胶状物及碳酸盐固体混合物的组合物，避免了碱性粘稠混合物涂布在皮肤上引起的敏感、刺激;二氧化碳经皮吸收效果显著，外用物组合的稳定性高，成分配合使用范围广泛，可以广泛用于美容护理以及治疗领域。2019年，梁修剑将护肤成分制成泡腾片的形式，与分开装的纯净水组合使用制备了具有美白、保湿、抗衰、紧致皮肤、修复等功效的泡腾VC固体爽肤水[13]。这种爽肤水解决了传统爽肤水中一些功效成份长时间存放易挥发、变性等的问题，确保了爽肤水护肤功效的发挥。刘蔡钺等利用纯净水和二氧化碳混合制备了碳酸泉，把碳酸泉作为主要成分制备了含透明质酸钠、玻尿酸、胶原蛋白、山梨醇、甘油、熊果苷、香料以及酸碱调解剂等的润肤液[14]。该润肤液借助碳酸泉中二氧化碳小分子易穿进毛孔的特点，引导其他营养成分以及水分最大限度地进入肌肤，达到高效保湿、润肤、护肤的功能和目的。
总之，二氧化碳的护肤功效越来越被更多的消费者认可，碳酸护肤品品类及数量都有上升趋势。各大化妆品公司也都先后推出了不同品类的碳酸护肤产品。比如，佰草集肌活新颜焕肤乳、兰芝气泡水焕亮精华液、SOFINA芯美颜泡沫按摩润肤洁面乳、奥蜜思碳酸亮颜泡泡面膜、RAFRA 香橙碳酸泡沫洁面慕斯等。碳酸护肤品市场份额有望明显增长。
2 碳酸护肤作用机制及碳酸护肤品功效
2.1 碳酸护肤作用原理
碳酸产品在日本倍受欢迎，日本人喜欢饮用碳酸水、使用碳酸浴剂泡澡、 用碳酸水洗头、做碳酸SPA，使用碳酸护肤品就更为常见。在日本一提到碳酸，很多人首先想到的就是碳酸可以加快血液循环。碳酸类护肤品的护肤原理和市面上常见护肤产品的护肤原理有所不同。常见的护肤品的护肤机理大多是补充基底所缺少的营养物质或带走皮肤中的过剩垃圾从而达到护肤的效果。而碳酸类护肤品则是从本质上解决皮肤问题，通过调理皮肤基底，更深层次的达到护肤的目的。实际上，碳酸护肤这一理念是基于医学界的波尔效应提出来的。波尔效应是1904年丹麦科学家Christian Bohr发现的pH值和CO2分压的变化对血红蛋白(Hb)结合氧能力影响的一种现象[15]。简单来说，波尔效应就是随着二氧化碳浓度的增加，细胞内的pH值有所降低，会引起红细胞内血红蛋白氧亲和力的下降，血液中的氧气就会逐渐脱离血红蛋白，从而为细胞补充氧气，提高细胞的活跃度[16]。这一“异常情况”一旦发生，身体就会及时自发做出响应，提高该部位的供氧量，血液循环由此加快。研究证实，二氧化碳含量的升高，会引起氧利用率的增加[17]和血管的舒张[18]，增加血管运动量，促进血液循环[19]，近而影响皮肤局部微循环[2]。显然，碳酸护肤品中功能性成分是二氧化碳，小于毛孔直径的二氧化碳气体经皮实施后，迅速到达皮肤底层，引起血液中发生波尔效应，加速皮肤血液循环、促进肌肤细胞新陈代谢[17]。
2.2 碳酸护肤品功效
碳酸护肤品功效性源自其作用机制、功效成分性质及产品特殊的使用感。波尔效应赋予产品加快血液循环，促进新陈代谢的性能;功效成分二氧化碳则使产品具有深层清洁，促进产品吸收的同时，又能软化角质、舒缓肌肤、调节皮肤PH值、强化皮肤屏障;而产品特殊的使用感使消费者心情愉悦，促进机体健康。产品的各个功效之间互相联系、相互依存、密不可分。
2.2.1加快血液循环，促进新陈代谢
顺畅的血液循环对皮肤健康至关重要，皮肤血液循环出现问题，就会导致皮肤出现各种疾病。血管则是人体的命脉，是血液输送养分和营养物质到达全身的通道，同时也是排出新陈代谢的垃圾、残留物等的主要渠道。血管内垃圾增多直接影响着皮肤的状态，会导致皮肤粗糙、干燥。上已述及，碳酸护肤品是利用波尔效应原理加速皮肤血液循环、促进肌肤细胞新陈代谢的。护肤品中的二氧化碳渗透至肌肤深处，促进皮肤血液循环，将更多氧气及营养输送至肌肤，增强抵抗力。血液循环的加速，也可有效清除血管中的垃圾，缓解或消除肌肤疲劳、疼痛、异感，改善肌肤状态。碳酸类护肤品的使用可提高皮肤内二氧化碳的含量，增加氧利用率的同时，给肌肤带来更多氧份，提高皮肤的营养状态，呈现出更明亮、更红润的肤色。同时，接受碳酸类护肤品护理后的皮肤对环境的适应性增强，耐热、耐寒等能力提高[18]。可见，碳酸护肤品通过加快血液循环，促进新陈代谢，由内而外提高肌肤自我修复能力，从本质上改善皮肤机能，塑造健康肌肤。
2.2.2 深层清洁，促进吸收
皮肤无时无刻不在产生、吸附各种垃圾和污垢。覆盖在皮肤上的灰尘和皮肤分泌物、毛孔浅层的污垢以及皮肤新陈代谢产生的老化的角质层或死亡细胞等在皮肤上的堆积往往会影响皮肤状态，从而引发各种皮肤问题。因而，清洁皮肤是护肤的基础。虽然一些常规的清洁产品包括卸妆液、洁面霜、洗面奶等可以完全清除附着于皮肤表面的灰尘、油污等，但很难有效清除毛孔中多余的皮脂、污垢以及死细胞。碳酸护肤品以其特殊的性能在皮肤清洁方面也发挥着重要的作用。碳酸类护肤品中微小的二氧化碳可轻松“钻”进毛孔，提高局部血液循环，增加皮肤温度，同时“揪”出毛孔中的污垢，达到深层清洁效果的同时，起到疏通肌肤通道的作用，便于后续护肤品中的功效成分更深、更多地渗入肌肤。显然，碳酸护肤品是通过微小的碳酸分子对皮肤深层污垢的清除，疏通肌肤通道，促进皮肤对营养成分的吸收，达到清洁肌肤和促进吸收的双重作用。
2.2.3软化角质, 舒缓肌肤
角质层位于肌肤的最外层，与皮肤的锁水和防御能力有关。角质层过厚不但会使皮肤氧化、老化，同时也会阻碍护肤品和保养品的渗透和吸收。久而久之，皮肤会变得越来越粗糙，肤色变暗，斑点增多，皮肤会随之变黄和老化。因此，有必要软化角质层，帮助护肤品正常渗透和吸收。碳酸护肤品具有一定的软化角质、暂时疏散角质层结构的作用，配合按摩可以加速软化并去除肌肤的老废角质，改善肌肤的光泽度[20, 21]。通过软化角质层，一些沉积物和色素可以被有效清除，皮肤会重新正常代谢，从而美白紧致肌肤。此外，软化角质层后，水膜能使旧角质层自动脱落，使皮肤能不受阻碍地完全吸收常用护肤品，可以让肌肤变得更加光滑细腻、有弹性。同时，软化角质层还能有效清洁和疏通皮肤，使皮肤新陈代谢恢复正常状态，对于爱长痘和粗糙的问题肌肤而言，能够恢复一定的柔软度，达到舒缓肌肤的作用。
2.2.4 调节皮肤PH值，强化皮肤屏障
人体皮肤表面的pH值大约在4.5~6.5之间，呈弱酸性。皮肤的pH值直接影响着皮肤的屏障功能、角质层紧密性、对刺激的敏感性等。皮肤的pH越高，对水通透的屏障功能越低;较高的pH值也易引起皮肤干燥和瘙痒。此外，高pH值的皮肤对化学刺激更敏感，易产生接触性皮炎，皮肤局部pH值的改变可以诱发或加重某些皮肤病。碳酸类护肤品呈弱酸性对皮肤相对友好，可维持皮肤合理pH值，强化皮肤屏障，有助于皮肤锁住水分。研究证实，用碳酸护理过的皮肤测试区域中，表皮失水的上升幅度较小，基线pH趋于降低，更有利于维持皮肤弱酸性环境[22]。碳酸护肤品可通过维持皮肤pH值处于正常的范围使皮肤处于最佳状态，此时，皮肤抵御外界伤害的能力以及弹性、水润度、光泽度等等均处于较佳状态。
2.2.5 愉悦心情，促进机体健康
各种各样护肤手段的目的就是获得健康、理想的肌肤。其实，心理美容(属心理美学)是一种拥有理想肌肤的有效手段，良好的心理状态和愉悦心情的美容效果是任何其它美容措施所不能替代的[23]。使用碳酸产品最直接、最快速的收效就是有趣的使用体验。碳酸护肤品富含丰富的碳酸泡泡，涂布于皮肤时通常会有一种“噗呲噗呲”气泡破碎的声响，且会伴随温热感，可使使用者不好的心情和情绪得到快速调节和缓和，神清气爽。消费者在使用碳酸护肤品享受泡泡从无到有，随之“嗖嗖”钻进毛孔的快感的同时，更是心态的一种很好的放松。同时，二氧化碳能够对皮肤感觉神经给予最特殊的刺激。二氧化碳以小泡的形式分布于人体皮肤时可形成一层气泡膜，气泡膜能刺激皮肤末梢感受器，后又经皮肤进人体内，刺激血管引起毛细血管扩张而致皮肤潮红。因而，使用碳酸护肤品后常伴随有温暖、愉快、轻松的感觉。医学家认为，愉快的情绪使人心理处于怡然自得状态，有益于各种激素的正常分泌，有利于调节脑细胞的兴奋和血液循环，使人体皮肤得到充分的营养，有利细胞新陈代谢。使用碳酸护肤品可以实现愉悦心情的良性循环，改善皮肤血液循环，促进机体健康。
3 碳酸护肤品面临的问题及发展方向
3.1 碳酸护肤品面临的问题
随着人们生活水平的日益提高，护肤意识不断增强，不同功效和剂型的护肤品应运而生。碳酸护肤品也不例外，近年来出现了各种碳酸类护肤品，包括碳酸洁面摩丝、碳酸面膜、碳酸化妆水、碳酸肌底液、碳酸精华、碳酸泡导入美容液等等。碳酸产品目前通常通过两种方式来实现二氧化碳的产生：用压力容器罐装加压的二氧化碳;使用时混合两种物质产生二氧化碳。碳酸护肤品正是利用产品中二氧化碳生成的极小的碳酸泡沫来达到护肤效果的。二氧化碳的浓度及发泡稳定性直接影响着产品的使用性能。当二氧化碳浓度达到1000ppm以上时，产品才具有疗养作用[24]。一般而言，二氧化碳浓度越大，发泡越稳定，产品促进血液循环的效果就越好。然而，现在一些产品打着碳酸护肤的幌子，要么二氧化碳浓度不够，要么形成的泡沫稳定性差，很快消失，很难发挥碳酸护肤品应有的功效。这是碳酸护肤品当前面临的重要问题。
除了产品自身可能存在的问题外，消费者对碳酸护肤机制的认识也存在不足。目前国内的化妆品比较重视成分，“成分党”们通常通过分析护肤品中含有的成分来确定产品的作用、功效及适用人群。然而，碳酸的作用，包括对血液循环的影响以及能给肌肤带来的益处等等却很少被人熟知。对于上述提到的碳酸类护肤品的心理美容功效更是闻所未闻。当然，消费者对碳酸护肤品护肤知识的匮乏，使其不能合理的对产品进行使用和存放，使碳酸护肤品的功效大打折扣。这些都在一定程度上限制了消费者的购买欲，也影响了碳酸护肤品的市场。
3.2 碳酸护肤品发展方向
碳酸护肤倡导的是碳酸通过波尔效应改善皮肤血液循环，促进新陈代谢，向细胞提供营养和水分、加速老废物的排除，从而提高肌肤自身机能的护肤理念。这一护肤理念反映了人们日益提高的认知能力和认知水平，顺应了科技的发展潮流。碳酸产品在接受市场考验的过程中不断完善，得以提升，其功效性也由概念向实际功效转变。只是如何令其护肤性能得以充分发挥、甚至更深层次提高、拓展其性能是研究人员值得探讨的问题，也决定了碳酸护肤品的发展方向。
3.2.1 固守碳酸本性
为了确保碳酸护肤品特有功效性能的发挥，产品必须含有或能够产生高浓度的二氧化碳。 碳酸浓度越大，产品功效性越强。只有让消费者实实在在体会到碳酸类产品固有的功效性，产品才能维持持久的生命力。
3.2.2 拓展护肤功效
理想护肤品的护肤功能应该是全方位、多角度的。碳酸护肤品固有的碳酸功效显然已足够强大，再根据实际需要，结合肌肤所需的更多营养元素及功效成分，如能够强效保湿、抗皱、修复受损皮肤的透明质酸;具有美白祛除功效，同时还有杀菌、消炎作用的熊果苷等，所制得的产品应集多种护肤产品功效于一身，可以解决各种肌肤问题。目前市场上这类产品正在逐渐增多，或许将成为市场主流。
3.2.3 打造天然护肤
以功效性需求为主流，崇尚自然、回归自然，注重护肤与健康相结合的理念影响着护肤品的发展开发，天然护肤品已逐渐成为护肤品产业的主导力量[25]。天然护肤品中的活性成分主要来源于植物、动物和微生物，其中植物活性成分的应用最为广泛。天然护肤品具有疗效明显、针对性强、长期使用无副作用或副作用小等优点。因此，利用天然提取物的有效成分开发护肤产品是目前护肤行业的热点和趋势。二氧化碳本身源于自然，其不但适合天然产物有效成分的提取，而且利用二氧化碳也可以合成植物天然产物。如果把天然提取物有效引入碳酸类产品，构造纯天然护肤产品，该产品应该兼具碳酸护肤品和天然护肤品的双重优势，用于护肤势必会有意想不到的收效。
若结合我国国粹精华——中医，根据中医组方原则把天然中药引入碳酸护肤产品，充分利用我国中医强大的效果及碳酸产品特有的优势，制备出的产品的功效应该不言而喻。相信在不久的将来会得到证实。
4 结论
碳酸护肤品凭借其时尚的护肤理念和强大的护肤功效，正成为护肤品行业关注的热点。产品中的功效成分二氧化碳安全、无副作用，能迅速渗入皮肤底层，引起血液中发生波尔效应，加速皮肤血液循环。碳酸产品也可以有效清除皮肤深层的垃圾和废物，达到深层清洁，促进产品吸收的目的。此外，碳酸产品还具有软化角质、舒缓肌肤、调节皮肤PH值、强化皮肤屏障等功效。碳酸产品特殊的使用感也可使消费者实现心里美容。然而，当前市面上碳酸护肤品中二氧化碳浓度不够，形成的泡沫稳定性差等问题，使碳酸护肤品的功效大打折扣。同时，消费者对碳酸护肤品护肤知识的匮乏也在一定程度上限制了消费者的购买欲，影响了碳酸护肤品的市场。固守碳酸本性，确保产品中二氧化碳浓度及起泡稳定性，让消费者真正体会碳酸类产品固有的功效性是产品维持持久生命力的根本。拓展护肤功效，开发集多种护肤功效于一身的碳酸产品、构造兼具碳酸护肤品和天然护肤品双重优势的产品是其未来发展的方向。充分利用我国中医强大的效果，根据中医组方原则开发中药碳酸护肤品，可使碳酸产品优势得以彰显。结合高新乳化技术，包括液晶乳化技术、纳米乳化技术、微乳化技术、皮克林乳化等制备碳酸护肤品，实现碳酸浓度最大化、碳酸泡沫细微化、强化碳酸护肤功效，应该是碳酸类护肤品未来发展的重要方向之一。当然，目前我们也应该开展相关基础研究工作，加深对碳酸护肤产品的认知程度，以便开发性能优异的高效碳酸护肤品。
文章来源：转载自《看世界》理论研究杂志，2020年11月下
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