背景：

个人护理行业对含有活性成分的产品需求日益增长，这些活性成分通常具有抗氧化、抗炎、抗衰、抗菌和光保护等功能。然而，这些成分易受光、温度、氧气和pH等环境因素的影响而降解，因此需要有效的封装策略来保护其活性并延长产品生命周期。此外，随着消费者追求精简护肤的理念，他们越来越偏好那些能够提供多重功效的多功能产品。

传统的双乳液（如水包油包水，W/O/W）技术可用于同时封装亲水性和疏水性活性成分，但存在多分散性高和装载效率低的问题。相比之下，微流控技术能够精确控制液滴形成，制备具有可调性质的单分散微胶囊，为活性成分的封装和释放提供了更优解决方案。

导读：

近期，清华大学化学工程系程易教授团队采用微流控技术制备了基于EstoGel M的油凝胶微胶囊，能够同时包封疏水性和亲水性活性成分。所制备的微胶囊具有良好的触感体验和温度稳定性，为开发集高包封效率和多功能属性于一体的创新个人护理产品提供了一种有前景的策略。相关研究以“Thermoresponsive Phase Change Oleogel Microcapsules for Coencapsulation of Hydrophilic and Hydrophobic Actives”为题目，发表在期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上。

本文要点：

1、本研究采用微流控技术制备了基于EstoGel M的油凝胶微胶囊，能够同时包封疏水性和亲水性活性物质。

2、该油凝胶具有凝胶状特性，熔点约为70°C，确保了在水性环境中对亲水性和疏水性活性物质的高包封效率。

3、微流控制备的包封疏水活性物质的油凝胶微球具有较好的弹性，可在小于15mN的力下破裂，能够提供良好的触感体验。

4、该油凝胶微球在70°C以下的温度范围内保持结构完整性，表现出良好的热力学稳定性。

5、此外，采用微流控技术成功制备了同时包封亲水性和疏水性活性成分的油凝胶微胶囊，其具有出色的肤感和温度稳定性。

微流控技术通过以下几个方面显著提升了活性成分的封装效率：

1、精确控制液滴形成

• 微流控技术能够精确控制液滴的大小和形状，从而制备单分散的微胶囊，避免了传统双重乳液技术中多分散性高的问题。

• 通过一阶段或两阶段共流微流控芯片，可以灵活调节微胶囊的结构和组成，确保活性成分的高效封装。

2、减少交叉污染与成分损失

• 微流控技术能够实现亲水性和疏水性活性成分的共封装，避免了传统方法中可能出现的交叉污染问题，同时最大限度减少成分损失。

• 这种共封装方式还能够促进活性成分之间的协同作用，提高产品的多功能性。

3、温控系统的精准调节

• 微流控平台配备自构建的温控系统，确保分散相在形成液滴前保持熔融状态，并在液滴形成后快速冷却固化为油凝胶微球。

• 例如，分散相温度控制在90°C，连续相温度控制在60°C，这种精确的温控过程提高了微胶囊的质量和稳定性。

4、高效的封装与释放控制

• 微流控技术制备的EstoGel M基油凝胶微胶囊具有良好的热稳定性（可耐受高达70°C），确保活性成分在整个产品生命周期中的稳定性。

• 此外，微胶囊的剪切稀化特性和温敏响应特性使其能够实现受控释放，进一步提升了封装效率和功能性。

综上所述，微流控技术通过精确控制液滴形成、优化温控过程以及实现高效的共封装和释放控制，大幅提升了活性成分的效用，为个人护理产品的创新提供了强有力的技术支持。

文中提出的EstoGel M基油凝胶微胶囊用于图案定制应用的想法很有意思，这种技术在个人护理产品中如何实现差异化和个性化？

1、温敏相变特性实现动态图案展示

• EstoGel M是一种温敏相变材料，其油凝胶微胶囊在特定温度下能够发生相变或释放活性成分。通过控制温度变化，可以在产品表面形成动态的图案或文字展示，为消费者提供独特的视觉体验。

• 例如，在护肤品或面膜中，微胶囊可以通过皮肤温度或外部加热触发，显示出定制化的图案或颜色变化，增强产品的趣味性和互动性。

2、受控释放实现功能性与美观性的结合

• 微胶囊的剪切稀化特性和温敏响应特性，使其能够在特定条件下释放封装的活性成分（如抗氧化剂、维生素等）。这种受控释放不仅提升了产品的功能性，还可以通过释放过程中的视觉变化（如颜色或质地的改变）进一步增强个性化体验。

• 例如，消费者可以通过轻轻按摩或加热产品，触发微胶囊释放活性成分，同时展现独特的图案或颜色变化，满足个性化护肤需求。

3、高精度微流控技术支持定制化设计

• 微流控技术能够精确控制微胶囊的大小、形状和结构，为个性化设计提供了技术支持。通过调整微胶囊的组成和排列方式，可以在产品中实现复杂的图案或文字定制。

• 例如，护肤品制造商可以根据消费者需求，设计特定的微胶囊排列方式，在产品中嵌入品牌标志、个性化文字或艺术图案，提升产品的独特性。

4、多功能性满足消费者多样化需求

• EstoGel M基油凝胶微胶囊能够同时封装亲水性和疏水性活性成分，提供多重护肤功效（如保湿、抗氧化、抗炎等）。这种多功能性与图案定制相结合，可以为消费者提供既实用又美观的产品。

• 例如，消费者可以选择具有特定功效的微胶囊，同时享受个性化的图案展示，满足功能性与审美性的双重需求。

5、提升用户体验与品牌价值

• 图案定制技术不仅能够增强产品的视觉吸引力，还可以通过互动性设计提升用户体验。例如，消费者在使用过程中看到图案逐渐显现或消失，会感受到产品的独特性和科技感。

• 此外，这种技术还可以帮助品牌打造差异化形象，通过个性化设计吸引更多消费者，提升品牌价值和市场竞争力。

图1.（a）EstoGelM基油凝胶微球结构示意图。（b）EstoGelM基油凝胶微胶囊结构示意图。

图2.（a）EstoGelM基油凝胶凝胶化机理示意图。（b）油凝胶状态随温度变化的图像。（c）含有辅酶Q10的EstoGelM基油凝胶图片。显微图像显示在右下角。（d）EstoGelM基油凝胶的振幅扫描。（e）EstoGelM基油凝胶的振荡频率扫描。（f）EstoGelM基油凝胶的振荡温度扫描，显示温度依赖的G′和G′′。（g）EstoGelM基油凝胶的DSC分析。比例尺为1mm。

图3.评估EstoGelM基油凝胶包封亲水性活性成分的效果。

图4.（a）EstoGelM基油凝胶微球包裹疏水活性成分紫草油的显微图像。分散相和连续相的流速分别为20和60mL/h。比例尺为1mm。（b）包封疏水活性成分辅酶Q10的EstoGelM基油凝胶微球的显微图像。分散相和连续相的流速分别为6和30mL/h。比例尺为1mm。（c）包封疏水活性成分紫草油的EstoGelM基油凝胶微球的压痕顺应性曲线。（d）包封疏水活性成分紫草油的EstoGelM基油凝胶微球的渗透试验曲线。（e）EstoGelM基油凝胶微球包埋紫草油的使用步骤。

图5.（a）EstoGelM基油凝胶微球热稳定性评估示意图。（b）不同温度条件（30、50、70和90°C）下EstoGelM基油凝胶微球的照片和显微图像。比例尺为1mm。

图6.（a）EstoGelM基油凝胶微胶囊包裹亲水性可食用蓝色色素的图像。内相、中间相和外相流体的流速分别为5、12和200mL/h。（b）EstoGelM基油凝胶微胶囊包裹亲水性铜肽的图像。内相、中间相和外相流体的流速分别为10、40和200mL/h。（c）同时包封疏水性辅酶Q10和亲水性铜肽的EstoGelM基油凝胶微胶囊的显微图像。内相、中间相和外相流体的流速分别为5、12和100mL/h。比例尺为1mm。（d）同时包封疏水性紫草油和亲水性铜肽的EstoGelM基油凝胶微胶囊的显微图像。内相、中间相和外相流体的流速分别为5、12和100mL/h。比例尺为1mm。（e）同时包封疏水性辅酶Q10和亲水性VB12的EstoGelM基油凝胶微胶囊的图像。内相、中间相和外相流体的流速分别为3、10和80mL/h。（f）包封疏水性辅酶Q10和亲水性VB12的油凝胶微胶囊的使用步骤。

图7.（a）不同温度条件下油凝胶微胶囊的显微图像。比例尺为1mm。（b）封装在油凝胶微胶囊中的亲水性水杨酸的热响应释放。（c）用于图案定制应用的油凝胶微胶囊。

论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.4c15064