Hydroxyethylcellulose (HEC) trong mỹ phẩm: làm đặc và an toàn

Hydroxyethylcellulose (INCI: Hydroxyethylcellulose, viết tắt HEC) là một ether cellulose không mang điện, tan trong nước, dùng để làm đặc, tạo gel trong và ổn định nhũ tương trong gel dưỡng, dầu xả, thuốc nhuộm tóc, mascara, kem đánh răng. HEC không phải hoạt chất dưỡng da; nó quyết định độ sánh, cảm giác khi thoa và độ bền kết cấu.

1. Hydroxyethylcellulose là gì?

Theo hai báo cáo của Hội đồng chuyên gia CIR (Cosmetic Ingredient Review, Hoa Kỳ; 1986 và 2009), HEC được điều chế bằng cách cho cellulose kiềm phản ứng với ethylene oxide khi có mặt cồn hoặc acetone; nhóm hydroxyethyl gắn vào các nhóm –OH ở vị trí 2, 3, 6 của đơn vị anhydroglucose. Hai thông số mô tả mức biến tính:

• Độ thế mol (MS): số mol ethylene oxide trung bình gắn vào một đơn vị anhydroglucose, kể cả phần gắn nối tiếp vào nhóm hydroxyethyl đã có. Các cấp có MS 1,5–3,0, thường gặp 1,8 và 2,5; CIR ghi MS 2,5 cho độ tan trong nước tối ưu và bền với enzyme phân giải.
• Độ thế (DS): số nhóm –OH trung bình bị thế trên mỗi đơn vị, 1,5 đến tối đa 3.

Là polymer, HEC không có công thức hay khối lượng phân tử cố định; CAS 9004-62-0. CIR ghi độ nhớt dung dịch khác nhau rất nhiều ngay trong cùng mức MS và phụ thuộc mạnh vào khối lượng phân tử của cellulose ban đầu: dung dịch 2% từ 25 đến 6.500 cps (Brookfield, 25 °C) tuỳ cấp. Dung dịch 1% có pH 6,5–8,5.

2. HEC làm gì trong công thức?

Chức năng ghi trong CIR 2009: kết dính, ổn định nhũ tương, tạo màng, tăng độ nhớt pha nước. HEC làm đặc theo cơ chế rối chuỗi: chuỗi dài tan hoàn toàn, vượt một nồng độ ngưỡng thì đan vào nhau (Cẩm nang bào chế Butter-C, chương “Gel và chất tạo gel”); dịch HEC giảm nhớt khi chịu lực cắt.

Không ion là khác biệt căn bản so với carbomer và xanthan. CIR ghi HEC không phản ứng với cation mang nhiều điện tích, dung dịch nhìn chung không bị ảnh hưởng khi pH thay đổi vừa phải, và tương hợp với sodium chloride (0,5–26%), ammonium sulfate (10%), zinc sulfate và một số chất diện hoạt anion, lưỡng tính, “tuỳ nồng độ cụ thể”. Đó là dữ liệu tương hợp, không bảo đảm độ nhớt: một nghiên cứu có tác giả đầu thuộc phòng nghiên cứu của một doanh nghiệp ghi nhận dẫn xuất HEC gắn thêm nhóm kỵ nước và nhóm sulfonate chịu muối tốt hơn HEC thường (Kawakami et al., 2006).

Tiêu chí	HEC	Carbomer	Xanthan gum
Điện tích	Không ion (CIR)	Anion	Anion
Trung hoà	Không cần	Bắt buộc mới thành gel	Không cần
Muối	Tương hợp NaCl 0,5–26% tuỳ nồng độ (CIR); vẫn phải đo độ nhớt	Độ nhớt giảm mạnh	Ảnh hưởng tuỳ nồng độ gôm
pH	Ít bị ảnh hưởng khi pH đổi vừa phải (CIR)	Lưu biến ổn định ở pH 5,0–8,0 trong nghiên cứu	Acid vẫn có thể làm giảm độ đặc
Chất cation	Hay được chọn cho nền có chất cation (Cẩm nang Butter-C)	Dễ đục, tủa	Có thể tạo phức tủa
Kéo sợi (cảm quan)	Sau xanthan, cùng nhóm hydroxypropyl guar (Gilbert et al., 2013)	Polymer tổng hợp nói chung kéo sợi ít hơn nhiều (tóm tắt không nêu tên từng polymer)	Cao nhất nhóm thử

3. Bằng chứng trên da và tóc: hạn chế

Dữ liệu về lợi ích trên da của riêng HEC: bằng chứng hạn chế.

• CIR (1986) tóm tắt một thử nghiệm trên 10 người: dung dịch HEC 2% để khô trên da cẳng tay rồi đắp sodium lauryl sulfate dưới băng kín 1 giờ, lặp 5 ngày. Điểm kích ứng trung bình (tối đa 4) là 3,6 ở nhóm chứng, 2,4 với HEC và 1,4 với một dẫn xuất HEC mang điện dương. Thử nghiệm nhỏ, cũ.
• Một nghiên cứu năm 2026: so với kem dưỡng niacinamide không có HEC, kem có HEC tăng có ý nghĩa khả năng cấp ẩm (đo bằng phân tích trở kháng điện sinh học) và bền nhiệt hơn ở mức vừa phải (Yu et al., 2026). Tóm tắt không nêu cỡ mẫu hay nồng độ HEC; kết quả thuộc về cả công thức kem.
• Trên tóc: các tóm tắt PubMed đã tra (10/2026) chưa có nghiên cứu về lợi ích của HEC thường. Tác dụng dưỡng tóc thường là của dẫn xuất mang điện dương như polyquaternium-10 — một INCI khác.

Công dụng “cấp ẩm”, “làm dịu” phải chứng minh trên thành phẩm, không gán cho riêng HEC.

4. Nồng độ thường gặp và dạng sản phẩm

Theo dữ liệu FDA và khảo sát của hiệp hội ngành mỹ phẩm Mỹ trích trong CIR 2009, HEC có 1.360 lượt sử dụng, nhiều nhất ở dầu xả (261) và thuốc nhuộm tóc (194); nồng độ khai báo 0,0002–39%. Đây là mức doanh nghiệp khai báo, không phải mức khuyến nghị:

Nhóm sản phẩm (CIR 2009)	Nồng độ đã khai báo
Kem, lotion mặt và cổ; sản phẩm dưỡng ẩm	0,2–2%; 0,05–0,5%
Sản phẩm làm sạch da	0,1–2%
Lotion vùng mắt; mascara	0,03–0,5%; 0,1–2%
Dầu gội; dầu xả	0,3–0,5%; 0,2–3%
Kem đánh răng	0,5–2%
Xà phòng, chất tẩy rửa dùng khi tắm	0,004–39% (mức cao nhất)

Cẩm nang Butter-C ghi khoảng thực hành 0,3–2% cho nhóm ether cellulose, cần thẩm định trên từng công thức. Khăn ướt, dịch tẩm mặt nạ: không có số liệu riêng trong các nguồn đã đọc (thực hành: chốt theo khâu tẩm và thử bảo quản). Dạng phù hợp: gel dưỡng ẩm, gel chứa muối hoặc hoạt chất dạng muối, gel mắt, dầu gội, dầu xả, kem đánh răng.

5. Đưa HEC vào công thức

• Chống vón “mắt cá”: bề mặt hạt ether cellulose hydrat hoá nhanh, tạo lớp gel ngăn nước vào lõi và làm các hạt dính vào nhau (Cẩm nang Butter-C). Rắc từ từ vào xoáy nước hoặc làm ướt trước bằng glycerin (thực hành).
• Cấp đã xử lý bề mặt: CIR ghi có dạng HEC đã xử lý để phân tán nhanh và cấp có phụ gia làm chậm hydrat hoá, chống vón. Glyoxal được mô tả là “phụ gia thường dùng trong sản xuất ether cellulose” (Hoemann et al., 2007). Với cấp này, bột thường được phân tán trong nước trước rồi hydrat hoá khi nâng pH hoặc gia nhiệt — làm theo tài liệu kỹ thuật của đúng cấp (thực hành).
• Vi sinh: CIR ghi dung dịch HEC dễ bị vi khuẩn phân huỷ; trong một nghiên cứu 3 tháng được trích, dung dịch có methyl 4-hydroxybenzoate gần như không đổi, còn dung dịch không có chất bảo quản giảm nhớt rõ theo thời gian. Gel nước nhiều HEC cần thử thách hệ bảo quản.

6. An toàn, ai cần lưu ý

Kết luận CIR. Năm 1986, HEC cùng bốn ether cellulose khác: “safe as cosmetic ingredients in the present practices of use and concentration”. Bản sửa đổi năm 2009 gộp 25 polymer cellulose, trong đó có HEC: “are safe as cosmetic ingredients in the practices of use and concentration given in this safety assessment”. CIR nhận định các polymer này không thấm đáng kể qua hàng rào da.

• Thử áp lặp lại (RIPT) trên 50 người với HEC nguyên chất và HEC 5%: mọi điểm bằng 0. Sản phẩm chứa 0,3–1% HEC thử RIPT trên tổng cộng 708 người: từ không kích ứng tới kích ứng nhẹ, không mẫn cảm (CIR 1986).
• Mascara chứa 0,4% HEC thử quang mẫn cảm trên 101 người, một nửa có da nhạy cảm: không ghi nhận phản ứng (CIR 2009).
• Tác dụng bất lợi toàn thân của HEC chỉ ghi nhận khi tiêm tĩnh mạch (chó) hoặc tiêm màng bụng (chuột nhắt mang thai), không liên quan bôi da; trên da, mắt thỏ: không tới hơi kích ứng.
• Dị ứng: các thử áp trên người nêu trên không ghi nhận mẫn cảm. PubMed có một báo cáo ca mà tiêu đề nêu phản ứng chéo với HPMC và HEC ở một người dị ứng carboxymethylcellulose (Méar et al., 2024); bài không có tóm tắt, chưa đọc được chi tiết.

Ai cần lưu ý: người đã được chẩn đoán dị ứng một dẫn xuất cellulose nên hỏi bác sĩ dị ứng. Phụ nữ mang thai hoặc cho con bú: chưa đủ dữ liệu, nên hỏi bác sĩ.

7. Ethylene oxide, 1,4-dioxane và glyoxal

Vì HEC được tạo bằng phản ứng với ethylene oxide, khách hàng hay hỏi về ethylene oxide tồn dư và 1,4-dioxane. Hai báo cáo CIR không có số liệu nào về hai tạp này với HEC. Khung pháp lý:

• Phụ lục II ASEAN (bản 2026-1, 22/6/2026): “Ethylene oxide”, CAS 75-21-8 (Ref 182) và “Dioxane”, CAS 123-91-1 (Ref 343) không được là thành phần mỹ phẩm. Điều 14 Thông tư 06/2011/TT-BYT chỉ chấp nhận hàm lượng vết không tránh được về kỹ thuật theo thực hành tốt sản xuất và vẫn bảo đảm an toàn.
• Hướng dẫn ASEAN về giới hạn chất nhiễm (bản 3.0): 1,4-dioxane không quá 10 ppm từ 19/6/2023, dùng khi phân tích thành phẩm trong kiểm tra hậu mại.
• Glyoxal (CAS 107-22-2): Phụ lục III, Ref 102, tối đa 100 mg/kg.

Thực hành: yêu cầu nhà cung cấp xác nhận ethylene oxide tồn dư, 1,4-dioxane theo lô, và glyoxal nếu dùng cấp xử lý bề mặt.

8. Góc nhìn cho chủ thương hiệu (B2B)

• Pháp quy: Hydroxyethylcellulose (kể cả tra theo CAS 9004-62-0) không có trong Phụ lục II, III, VI (bản 2026-1) và VII (bản 2025-2, 12/12/2025); không có giới hạn nồng độ hay cảnh báo nhãn riêng.
• “Tự nhiên”: HEC là cellulose đã biến đổi hoá học; viết “dẫn xuất cellulose”, tránh “hoàn toàn tự nhiên”. CIR 1986 ghi HEC, khác các ether cellulose cùng báo cáo, không được phép làm phụ gia thực phẩm trực tiếp ở Mỹ.
• Hồ sơ nguyên liệu: COA ghi cấp độ nhớt kèm điều kiện đo, vi sinh, tạp chất; đổi cấp phải thử lại độ ổn định.
• Công bố: HEC là chất tạo kết cấu; không công bố công dụng dưỡng da cho riêng HEC.

Butter-C dùng được hydroxyethylcellulose trong gia công gel dưỡng, dầu gội, dầu xả; cấp nguyên liệu và hệ bảo quản chọn bằng thử trên công thức.

Câu hỏi thường gặp

Hydroxyethylcellulose có an toàn không?

CIR kết luận HEC an toàn ở thực tế sử dụng và nồng độ trong mỹ phẩm; trong các thử áp trên người được tổng hợp, HEC không gây mẫn cảm.

HEC có phải thành phần tự nhiên không?

Nguyên liệu gốc là cellulose nhưng đã được biến đổi hoá học bằng ethylene oxide, nên gọi là dẫn xuất cellulose.

Vì sao gel HEC loãng dần?

Một nguyên nhân CIR ghi nhận là vi khuẩn phân huỷ polymer khi hệ bảo quản chưa đủ. Cần kiểm vi sinh và thử thách hệ bảo quản.

Gel có muối hoặc hoạt chất acid nên dùng HEC hay carbomer?

HEC không ion, không cần trung hoà, ít nhạy với muối và pH hơn carbomer; vẫn phải đo độ nhớt trên công thức đầy đủ.

Phụ nữ mang thai có dùng được?

Chưa đủ dữ liệu riêng cho bôi ngoài da trong thai kỳ, nên hỏi bác sĩ.

Tài liệu tham khảo

1. Cosmetic Ingredient Review Expert Panel. Amended Safety Assessment of Cellulose and Related Polymers as Used in Cosmetics (Final Report, 23/3/2009). https://cir-reports.cir-safety.org/view-attachment?id=2e65c18f-8c74-ec11-8943-0022482f06a6
2. Cosmetic Ingredient Review Expert Panel. Final Report on the Safety Assessment of Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Methylcellulose, Hydroxypropyl Methylcellulose, and Cellulose Gum. J Am Coll Toxicol. 1986;5(3):1-59. https://cir-reports.cir-safety.org/view-attachment?id=b865874a-8d74-ec11-8943-0022482f06a6
3. ASEAN Cosmetic Committee. ASEAN Guidelines on Limits of Contaminants for Cosmetics (Release Version 3.0). https://file.go.gov.sg/asean-guidelines-on-limits-of-contaminants-for-cosmetics.pdf
4. Gilbert L et al. Stretching properties of xanthan, carob, modified guar and celluloses in cosmetic emulsions. Carbohydr Polym. 2013. PMID 23499107
5. Kawakami K et al. Salt tolerance of an aqueous solution of a novel amphiphilic polysaccharide derivative. Langmuir. 2006. PMID 16548598
6. Hoemann CD et al. Cytocompatible gel formation of chitosan-glycerol phosphate solutions supplemented with hydroxyl ethyl cellulose is due to the presence of glyoxal. J Biomed Mater Res A. 2007. PMID 17503494
7. Yu JU et al. Intermolecular network reorganization induced by hydroxyethyl cellulose enables structurally stable niacinamide-based soft matter systems. Int J Biol Macromol. 2026. PMID 42595163
8. Méar A et al. Cross-reactivity to Hydroxypropyl Methylcellulose and Hydroxyethyl Cellulose in a Patient Allergic to Carboxymethylcellulose: A Case Report. J Investig Allergol Clin Immunol. 2024. PMID 39319537