矽靈之謎:安全還是有害?

您是否曾經看過許多網路文章聲稱矽靈對皮膚有害,但您可能會好奇為什麼仍然有許多知名品牌使用如dimethicone、dimethiconol和cyclomethicone…等矽靈化合物作為改善產品膚感的劑型呢?

一、矽靈的歷史與發展?

矽靈是一種人工合成的有機矽化合物,它具有防止靜電、增加光澤、改善質地等多種特性。矽靈最早被用於髮品中可以追溯到20世紀50年代,當時美容業界開始廣泛使用含有矽靈的護髮產品。

最初,矽靈主要是作為一種塗料添加劑使用的,用於防止塑料表面出現靜電和增加表面光澤。在20世紀50年代中期,化妝品公司開始研究矽靈在護髮產品中的應用,並將其添加到洗髮水和護髮素中。這些產品可以幫助頭髮更容易地梳理、降低毛躁度、提高光澤度。

矽靈的使用逐漸得到了廣泛的認可,並被添加到越來越多的髮品中,包括護髮素、髮膠、頭皮按摩油、染髮劑等等。今天,矽靈已成為護髮產品中常見的成分之一,並且有許多不同的形式和配方可以滿足不同的護髮需求。

二、最早標榜無矽靈的髮品?

最早標榜無矽靈的髮品公司是英國的Lush。Lush在2008年推出了一款名為“Big”的海鹽洗髮水,該產品宣稱不含矽靈、硫酸鹽和其他有害化學物質,並且使用天然成分。

Lush推出無矽靈髮品的主要動機是為了回應消費者對於化學物質和環境的擔憂。Lush認為,矽靈等化學物質可能會對健康和環境產生負面影響,因此他們決定開發一系列不含這些化學物質的天然髮品。

然而,Lush僅是希望通過推出無矽靈髮品來提高消費者對於天然、有機、無害的髮品的認識和關注。他們相信,通過提供這樣的產品,可以鼓勵消費者更加關注自己和環境的健康,進而推動整個護髮產業的轉型和升級。

▲ LUSH Big | Sea Salt Shampoo(中文品名:豐盈洗髮露)

三、矽靈的爭議點?

Q ₁:矽靈無法透過洗髮洗掉?

 

A ₁:洗髮時透過洗髮精(界面活性劑)能輕易去除!

關於矽靈的可洗性,早在1988年,DISAPIO, A., & FRIDD, P.等人針對有機矽在皮膚和頭髮上使用實質性特性在《國際化妝品科學期刊》(International Journal of Cosmetic Science)發表了測試 1,說明不同類型的矽靈在可洗性上存在些許差異,但也證實矽靈的確透過水和溫和的表面活性劑就能去除。

就上述的可洗性而言,可視其結構與親水性的強弱去判別。矽靈的主鏈是由矽和氧交替連接而成,矽和氧的電負性差不大,因此主鏈對水並不親和。但是,矽靈的主鏈上還會有一些官能基,如羥基(-OH)和氨基(-NH 2、-NHR或-NR2),這兩者都是親水性的官能基,它們可以與水形成氫鍵,因此增加矽靈的親水性;另外像是甲基(-CH3)和苯基(-C6H5)都是疏水性的官能基,它們與水的相互作用很弱,因此降低矽靈的親水性。因此,我們可以根據矽靈的結構式,大致判斷其親水性的高低。

例如下表中Dimethicone 單體的結構式是 −[−(CH3​)2​SiO−]n​−,它的官能基只有甲基,是疏水性的,因此它的親水性很低,只有一顆星。而 Dimethiconol 是 −[−(CH3​)2​SiO−]n​−OH,其尾部帶有親水性的羥基,因此它的親水性比 Dimethicone 高,有三顆星。

矽靈家族 成分 結構式 官能基 親水性 皮膚透氣性

線狀矽靈

分子量範圍:
200到100萬。

線狀矽靈具有

  1. 低表面張力
  2. 高滑潤性
  3. 高耐熱性
  4. 高透明度

可以形成保護膜,減少水分流失,增加光澤和柔軟度。

Dimethicone 甲基(-CH3) ⭐⭐⭐
Dimethiconol 羥基(-OH) ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐
Amodimethicone 氨基(-NH2) ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐
Phenyl Trimethicone 苯基(-C6H5) ⭐⭐ ⭐⭐⭐
Trimethylsiloxysilicate 甲基(-CH3) ⭐⭐

環狀矽靈

分子量範圍:
200~1000。

環狀矽靈具有

  1. 高揮發性
  2. 低黏度
  3. 低油膩感
  4. 低堵塞性

可以提供清爽的使用感受,增加產品的穩定性,減少沉澱和分層。

Cyclopentasiloxane 甲基(-CH3) ⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐
Cyclohexasiloxane 甲基(-CH3) ⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐

矽靈交聯聚合物

分子量範圍:
1000~100萬。

矽靈交聯聚合具有

  1. 高黏彈性
  2. 高抗水性
  3. 高抗油性
  4. 高抗氧化性

可以提供持久的效果,增強產品的抗污能力,改善產品的觸感和延展性。

Dimethicone/Vinyl Dimethicone Crosspolymer

甲基(-CH3)

乙烯基(-CH=CH₂)

⭐⭐

矽靈家族大致分為三類:

  • 線狀矽靈:

分子量範圍:200到100萬。

線狀矽靈具有
1.低表面張力   2.高滑潤性
3.高耐熱性    4.高透明度

可以形成保護膜,減少水分流失,增加光澤和柔軟度。

成分 官能基 親水性 透氣性
Dimethicone 甲基

Dimethiconol 羥基

Amodimethicone 氨基

Phenyl Trimethicone 苯基

Trimethylsiloxysilicate 甲基

  • 環狀矽靈

分子量範圍:200~1000。

環狀矽靈具有

1.高揮發性  2.低黏度

3.低油膩感  4.低堵塞性

可以提供清爽的使用感受,增加產品的穩定性,減少沉澱和分層。

成分 官能基 親水性 透氣性
Cyclopentasiloxane
甲基

Cyclohexasiloxane
甲基

  • 矽靈交聯聚合物

分子量範圍:1000~100萬。

矽靈交聯聚合具有

1.高黏彈性  2.高抗水性

3.高抗油性  4.高抗氧化性

由矽靈分子通過矽氫鍵或矽碳鍵交聯而成的三維網狀結構可以提供持久的效果,增強產品的抗污能力,改善產品的觸感和延展性。

成分 官能基 親水性 透氣性
Dimethicone/Vinyl Dimethicone Crosspolymer

甲基

乙烯基

 

 

Q₂:矽靈會使皮膚無法呼吸,造成皮膚癢、頭皮掉髮等?

 

A₂:矽靈對皮膚的阻隔性不大,不會造成皮膚封閉!

針對Q₂,De Paepe等人於2014年在《皮膚藥理學和生理學》(Skin Pharmacology and Physiology)中發表了一篇名為《Silicones as Nonocclusive Topical Agents》2,其中探討常用於化妝品的矽靈(dimethicone, dimethiconol and dimethicone crosspolymer) 在塗抹於皮膚後測定TEWL(經皮水分散失)。您可以透過實驗驚奇的發現,在皮膚上塗抹各類矽靈後,皮膚的水分子能輕易地穿透矽靈,其散失的數值與沒塗的部位非常接近,這與「矽靈會使皮膚無法呼吸」的質疑論點是背道而馳的。

▲圖表(1) 2 不同成份造成的TEWL(經皮水分散失),其中矽靈(Silicone 1,2,3)與未塗抹之皮膚(Control)的經皮水分散失量較為相近。反觀常見的凡士林(Petrolatum)這類長鏈脂肪烴,相較矽靈在皮膚封閉性測試有明顯的阻隔效果。

四、全球的主要衛生機構對矽靈用於化妝品的安全評估:

矽靈對生物毒性的研究主要集中在兩種矽靈化合物:D4(環四矽氧烷)和D5(環五矽氧烷)。這兩種化合物具有高揮發性和高穩定性,可能對環境和人體健康造成影響。

根據目前的科學證據,矽靈對生物毒性的影響如下:

對環境的影響:D4和D5會隨著廢水排放到水域中,並在水生生物體內累積。高濃度的D4和D5可能對水生生物的生長、繁殖和存活造成負面影響。

對人體的影響:D4和D5的皮膚吸收率很低,不太可能導致皮膚刺激或過敏。D4和D5的吸入或口服攝入可能對呼吸道和消化道造成一些刺激,但不會造成嚴重的毒性。D4和D5的生殖毒性和致癌性仍有爭議,有些動物實驗顯示D4和D5可能干擾荷爾蒙平衡,影響生殖功能和發育,甚至增加腫瘤的風險,但對人體的影響尚未有確切的證據。

多個全球主要的衛生機構對矽靈用於化妝品的安全性進行了評估和監管。其中包括歐盟化妝品法規(REACH),美國FDA,日本及韓國等多個國家和地區的監管機構。

根據歐盟化妝品法規(REACH),矽靈被歸為安全的化妝品成分之一,並被允許在歐洲市場上使用。

美國FDA對於矽靈用於化妝品的安全性進行了評估和監管。根據FDA的結論,矽靈是安全的化妝品成分之一,並被允許在美國市場上使用。

日本及韓國等多個國家和地區的監管機構也對於矽靈用於化妝品的安全性進行了評估和監管,它們都認為矽靈是安全的化妝品成分之一,並被允許在市場上使用。

五、結論

總的來說,全球主要的衛生機構都評估和監管了矽靈在化妝品中的安全性,得出結論認為矽靈是安全的化妝品成分之一。因此,許多品牌並未停止使用矽靈,只要使用適量並按照標示使用,大眾可以安心使用含有矽靈的化妝品產品。

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