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防晒霜可能是生活当中爱美人士必备的护肤品，它可以有效的过滤紫外线对皮肤的伤害。然而目前常见的防晒霜中的小分子有机紫外线吸收剂会破坏环境，并且由于其分子量小，可能通过透皮作用对使用者造成健康风险，起到反作用。
清华大学陶磊副教授
为了解决这些问题，清华大学陶磊副教授团队开 发了一种结合Biginelli反应和自由基聚合器，开发出安全、环境友好的聚合物UV吸收剂。该聚合物具有优异的紫外线吸收能力，可有效保护小鼠免受紫外线辐射引起的皮肤灼伤，比众所周知的紫外线吸收剂（例如，氧苯酮和阿伏苯酮）和市售防晒霜要好得多。这种聚合物由于其高分子量而不透皮，对藻类、珊瑚和小鼠几乎无害。
该论文以“Coral-friendly and non-transdermal polymeric UV filter via the Biginelli reaction for in vivo UV protection”为题发表在Cell Reports Physical Science期刊上。论文一经发表，就被Nature以“Engineered sunscreen protects skin — and leaves coral unscathed”为题，作为研究亮点报道。
防晒霜的设计和合成
创作这个工作的灵感来自陶磊于 2010 年前往大堡礁的一次旅行，在那里他被美丽的珊瑚所折服，随后了解到防晒霜是造成珊瑚白化的原因之一。他对研制一种对珊瑚无害的防晒霜产生了兴趣，因此他的团队开始着手实现这一目标，方法是生成与阿伏苯宗（一种现有的紫外线吸收剂）具有相似结构的不同环状分子。然后利用另一种化学反应通过自由基聚合将这些环状分子以不同的组合连接在一起（图1）。
图1 聚合物的合成步骤
优异的紫外线过滤性能
研究人员最终制备的聚合物紫外线过滤剂被证明明显优于氧苯酮、阿伏苯宗和两种商业防晒霜（图2）。用它治疗的小鼠既不会通过皮肤吸收水溶性聚合物，也不会出现任何炎症。此外，与目前可用的化学防晒剂不同，它似乎对珊瑚和藻类是安全的。他们的原型不影响小球藻或两种常见的珊瑚，即Acropora和Palythoa，而如果暴露于氧苯酮，则这两种珊瑚会在 6 天和 20 天内漂白和死亡（图3）。
图2 对UVR引起的皮肤烧伤的体内保护
图3 不同样品对藻类和珊瑚的影响
优异的生物安全性
作者进一步研究表明聚合物UV过滤器可以避免小分子UV过滤器固有的透皮问题。聚合物紫外线过滤器应对皮肤无刺激性，对使用者安全。作者发现使用P（3）处理的小鼠皮肤的组织在经历过UV照射后，与健康小鼠相似，表皮、真皮和毛囊没有炎症或损伤。这些结果表明P（3）不会刺激皮肤。并且P（3）处理的小鼠的血清ALT和AST水平接近健康小鼠，证明了合成的聚合物具有优异的生物保护性。
图 4 P（3）的透皮能力和生物安全性
“这是对设计生物友好型和珊瑚友好型聚合物紫外线过滤器新策略的初步探索，”该研究的作者清华大学陶磊说道。他表示希望这项研究能够帮助催生新一代的防晒霜。
然而，作者承认，可以对紫外线进行过滤的化学主链结构意味着它不可生物降解。但陶磊表示，他们可以将他们开发的这种化合物与其他化合物结合起来，创造出一种环保且可生物降解的材料进行紫外线的过滤。与此同时，研究人员计划与公司合作测试他们的紫外线吸收剂，看看它是否可以用于防晒霜。
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来源：高分子科学前沿
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