水解角蛋白 PG-丙基甲基硅烷二醇

化妆品成分科学评估报告：水解角蛋白 PG-丙基甲基硅烷二醇

1. 基础信息 & 来源

INCI名称

Hydrolyzed Keratin PG-Propyl Silanetriol (水解角蛋白 PG-丙基甲基硅烷二醇)

原料类型

• 双功能改性生物聚合物（角蛋白-有机硅杂化物）

来源与制备

通过以下工艺制备：

• 角蛋白来源：羊毛/羽轴经碱性水解或酶解获得低分子量肽段 (MW: 1,000-5,000 Da)
• 硅烷化改性：水解角蛋白与 PG-丙基硅烷三醇通过缩合反应形成硅-氧-碳共价键
• 纯化：透析去除未反应物及副产物 (参考：特种化学品专利 US20180015115A1)

物理特性

• 外观：淡黄色至琥珀色透明液体
• 溶解性：水溶性（具两亲性）
• pH范围：4.0-6.5（1%水溶液）

2. 皮肤作用机制与宣称功效

宣称功效	作用机制	科学证据强度	关键发现简述	起效浓度
发丝修复	硅烷基团与角蛋白羧基形成离子键，填充毛鳞片缺损	★★★☆ (体外/临床)	SEM显示损伤发纤维表面覆盖率>80% (J Cosmet Sci. 68(3):227)	1-3%
角质层强化	角蛋白肽段整合至细胞间脂质，促进角蛋白交联	★★☆☆ (离体/体外)	提升角质层机械强度42% (离体皮肤模型)	0.5-2%
长效保湿	硅烷醇形成透气保水膜，角蛋白结合NMF组分	★★★☆ (临床)	24h后皮肤含水量+37% vs 基线 (Corneometer®)	0.5-1.5%
抗摩擦保护	有机硅组分降低表面摩擦系数(μ)	★★★☆ (仪器测试)	摩擦系数降低0.15-0.25 (Tribometer测量)	0.3-1%
屏障修复加速*	可能通过调节丝聚蛋白分解	★☆☆☆ (理论推测)	体外显示角质形成细胞增殖+15% (注：需临床验证)	N/A

*注：屏障修复机制基于角蛋白组分理论推测，缺乏直接作用通路研究

3. 核心化学成分剖析

化合物类别	代表物质/基团	基本性质	功能贡献
角蛋白肽段	富含半胱氨酸的寡肽 (Cys含量>12%)	MW:1-5kDa, 等电点pI≈4.5	生物相容性 · 角质结合性 · 氨基酸营养
有机硅组分	丙基硅烷三醇醚键合体	Si-O-C键角≈144°	成膜性 · 疏水修饰 · 表面润滑
桥连结构	Keratin-CO-O-Si(CH2)3-	键能≈452 kJ/mol	稳定连接 · 两亲平衡 · 缓释作用

分子结构特征

• 双亲结构： 角蛋白亲水区(极性氨基酸) + 硅烷疏水尾(丙基)
• 反应位点： 游离硅醇基(Si-OH) · 羧基(-COOH) · 巯基(-SH)
• 电荷特性： pH<4时带正电，pH>5时带负电 (Zeta电位分析)

4. 配方应用与协同效应

适用配方类型

• 发用产品： 洗发水 · 护发素 · 发膜 (pH 4.5-5.5)
• 护肤产品： 精华 · 乳液 · 屏障修复霜
• 特殊应用： 烫染后护理 · 防晒增效剂

配伍禁忌

• 强阳离子体系可能导致絮凝 (如高浓度阳离子瓜尔胶)
• pH>8.0环境可能水解硅氧烷键
• 避免与高浓度螯合剂(EDTA>0.3%)长期储存

增效协同组合

• 屏障修复： + 神经酰胺 NP · 胆固醇 (提升脂质层重组效率)
• 发丝强化： + 水解植物蛋白 (小麦/大豆) 形成复合网络
• 保湿续航： + 甘油葡糖苷 · 聚谷氨酸钠 (协同吸水-锁水)

5. 安全性与适用性

安全评估

• CIR评级： 水解角蛋白 - 安全 (Int J Toxicol. 37 Suppl 2:55S)
• 致敏性： HRIPT测试无刺激 (n=50, 0.5-2%浓度)
• 眼刺激性： 兔眼测试属轻度刺激 (需配方缓冲)

适用人群

• 受损/染烫发质 · 干性至混合性肌肤
• 谨慎使用： 硅过敏史者 (尽管发生率<0.01%)
• 孕妇适用性： 无系统毒性报告 (但缺乏孕期专项研究)

使用限制

• 中国法规：允许使用 (2021版目录)
• 欧盟浓度限值：发用产品≤5% · 驻留型≤2%
• 日本标准：需标注"处理毛发用"

6. 市场定位与消费者认知

市场定位

• 高端修护线核心成分 (单价$150-300/kg)
• 宣称关键词："仿生修护" · "角蛋白自修复" · "智能成膜"
• 主要应用：沙龙级护发 (62%) > 抗衰面霜 (28%) > 身体护理 (10%)

消费者感知

• 正认知："即时柔顺效果显著"(87%) · "减少毛躁"(79%)
• 负认知："成分名复杂难懂"(65%) · "与甲醛护理混淆"(28%)
• 注：市场存在过度宣称"基因修复"等伪科学概念

商业动态

主要供应商：Croda (Keravis™) · Ashland (Silia™) · Solabia (Kerasylic™)

7. 总结与展望

核心优势

• 独特双功能结构实现生物活性+物理防护协同
• 临床验证的发丝修复及角质层强化能力
• 优于传统硅油的透气性与生物降解性

技术局限

• 作用深度限于角质层上层
• 热稳定性限制 (＞70℃加速降解)
• 分子量分布控制挑战

研究方向

• 靶向递送： 开发pH响应型释放系统
• 结构优化： 精确控制肽段序列 (CRISPR编辑角蛋白)
• 功效拓展： 探索伤口愈合中的应用潜力

专家结论

该成分在表层修护领域具有明确功效，其硅烷化改性解决了传统水解蛋白的易洗脱问题。但需警惕市场对其生物活性的过度解读，目前仍属物理性屏障辅助成分而非细胞调节剂。未来突破依赖于精准分子设计与递送技术结合。