Slibný ultra-malý systém unilamelárního nosiče pro lepší dodávání -mangostin do pokožky jako sérum proti stárnutí, část 1

Abstraktní: Pokud může být účinně dopraven na místo svého působení, -mangostan má potenciál vyvinout nová kosmeceutika díky své aktivitě blokující melanogenezi. Cílem této studie bylo vyvinout ultra-malý unilamelární nosný systém pro -mangostanu a vyhodnotit jeho účinnost jako séra proti stařeckým skvrnám na lidech in vivo. Ultra-malé unilamelární základny nosiče byly optimalizovány pomocí 25-faktorového designu s pěti faktory (panenský kokosový olej, sójový lecitin, Tween 80 a doba míchání a rychlost) a dvě úrovně (nízká a vysoký); odezva velikosti kapiček byla analyzována pomocí Design Expert 12®. Vyšetření proti skvrnám bylo provedeno pořízením digitálních snímků lidské kůže po lokální aplikaci ultramalého unilamelárního nosiče s mangostanu v noci po dobu dvou po sobě jdoucích týdnů. Jejich výsledky byly analyzovány pomocí Motic Live Imaging 3.{32}} a standardního červeného, ​​zeleného a modrého skóre. Optimalizované složení séra bylo potvrzeno složením 2,3 procenta panenského kokosového oleje, 1 procenta lecitinu a 28,3 procenta Tween 80 (polysorbát 80) při rychlosti míchání 1500 otáček za minutu po dobu 15 minut. Začleněním 3 procenta -mangostin do optimalizovaného základního vzorce vznikla ultra malá unilamelární nosná globule o velikosti 16,5 nm, se zeta potenciálem -25,8 mV a indexem polydisperze 0,445. Fyzikální charakterizace ultra-malého jednolamelárního nosiče s mangostanu obsahovala 90,94 procent propustnosti, hodnotu pH 6,5, viskozitu 38 cP, specifickou hmotnost 1,042 g/ml a 72,46 procent účinnosti zachycení. Transmisní elektronový mikroskop potvrdil sférické nanočástice v systému. Topická aplikace ultra-malého unilamelárního nosiče s mangostanou v noci po dobu 2 po sobě jdoucích týdnů prokázala aktivitu proti stárnutí, která se projevila prostřednictvím významného snížení intenzity a plochy skvrn u lidských dobrovolníků (p < 0,05).

Glykosid cistanche může také zvýšit aktivitu SOD v srdeční a jaterní tkáni a významně snížit obsah lipofuscinu a MDA v každé tkáni, účinně zachycovat různé reaktivní kyslíkové radikály (OH-, H₂O₂ atd.) a chránit před způsobeným poškozením DNA. OH-radikály. Fenylethanoidové glykosidy Cistanche mají robustní vychytávací schopnost volných radikálů, vyšší redukční schopnost než vitamín C, zlepšují aktivitu SOD v suspenzi spermatu, snižují obsah MDA a mají určitý ochranný účinek na funkci membrány spermií. Polysacharidy Cistanche mohou zvýšit aktivitu SOD a GSH-Px v erytrocytech a plicních tkáních experimentálně senescentních myší způsobených D-galaktózou, stejně jako snížit obsah MDA a kolagenu v plicích a plazmě a zvýšit obsah elastinu. dobrý čisticí účinek na DPPH, prodlužuje dobu hypoxie u senescentních myší, zlepšuje aktivitu SOD v séru a oddaluje fyziologickou degeneraci plic u experimentálně senescentních myší Experimenty prokázaly, že Cistanche má dobrou antioxidační schopnost s buněčnou morfologickou degenerací a má potenciál být lékem k prevenci a léčbě nemocí stárnutí kůže. Zároveň má echinakosid v Cistanche významnou schopnost vychytávat volné radikály DPPH a dokáže vychytávat reaktivní formy kyslíku a bránit volnými radikály indukované degradaci kolagenu a má také dobrý opravný účinek na poškození aniontů volnými radikály thyminu.

Klikněte na doplněk Cistanche Tubulosa

【Další informace:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:{0}}】

Klíčová slova: -mangostan; nanonosič; ultra-malý unilamelární nosič; kosmetické sérum; nanoemulze

1. Úvod

Stařecké skvrny (jaterní skvrny) jsou nejčastější formou kožní hyperpigmentace [1]. Nejčastěji se vyskytují na kůži, která byla po mnoho let vystavena slunci, jako jsou hřbety rukou, horní části nohou, obličej, ramena a horní část zad, a jsou často nevítaným příznakem stárnutí. V důsledku toho je k dispozici široká škála produktů pro bělení kůže s různou účinností a vedlejšími účinky. Pokračující důraz je kladen na vývoj optimalizovaných kosmetických produktů, které poskytují vysoce koncentrovaný účinek rozjasnění pokožky za kratší dobu než konvenční produkty [2]. Dalším zaměřením je vývoj kosmetických přípravků na přírodní bázi, protože jsou veřejností často vnímány pozitivněji, a proto poskytují marketingové výhody. Výzvou při vývoji receptury na bázi fytosloučenin je účinně dodávat aktivní složku do cílových míst přes bariérovou vrstvu stratum corneum [3]. Nanokosmeceutika nabízejí potenciál pro lepší pronikání kůží s relativně jednoduchými aplikačními postupy a potenciál pro cílené dodání. Příklady nanokosmeceutik na bázi fytokosloučenin [4–7] zahrnují ty pro vitamin E a D-panthenol Nanotopes™ [8,9].

-mangostin (1,3,6,trihydroxy-7-methoxy-2,8-bis(3-methylbut-2-en-1-yl){{ 10}}H-xanthan- 9-on má potenciál inhibovat proces tvorby melaninu (tmavé skvrny) [10]. Sloučenina vykazovala silnou antimelanogenní aktivitu proti melanomovým buňkám B16F1 prostřednictvím potlačení aktivity tyrosinázy enzym, důležitý enzym při syntéze melaninu a uplatnění depigmentačního účinku na normální lidské epidermální melanocyty (NHEM) [11]. nebo melanóza.

Jako polyfenolová sloučenina je mangostan náchylný k oxidaci, která by mohla omezit účinnost při aplikaci na pokožku. Účinný formulační přístup proto potřebuje zlepšit jak prostupnost kůží, tak stabilitu aktivní sloučeniny. Několik přístupů prokázalo zvýšenou stabilitu a dodání mangostanu kůží [12], včetně lipozomů [13], niosomů [14] a proteazomů [15].

Naše studie je zaměřena na matrici ultra-malých unilamelárních nosičů (USUC): systém nanonosičů také nazývaný NanotopeTM. Tento systém se vyznačuje mnohem menší velikostí kapiček (menší nebo rovnou 40 nm) ve srovnání s jinými jednolamelárními nebo multilamelárními lipozomy (100–300 nm) [8]. Menší kapičky jsou produkovány pevným poměrem olejové fáze, povrchově aktivní látky, kosurfaktantu a vodné fáze; poměry se získají z optimalizačního postupu. V USUC je dispergovaná fáze obklopena jednou vrstvou fosfatidylcholinu (surfaktant) stabilizovaný kosurfaktantem v disperzním médiu [16]. Menší velikost kapiček je přínosná pro hlubokou penetraci do stratum corneum [8].

Popisujeme zde vývoj systému nanonosičů USUC pro -mangostanu, fyzikální charakterizaci a in vivo testování na lidských dobrovolnících. Optimalizace vzorce byla provedena pomocí 25-faktoriálního návrhu [6,17] a byla nezbytná pro zajištění kvalitního USUC s optimální velikostí kapiček a stabilitou.

2. Materiály a metody

2.1. Materiály

-mangostin (čistota větší nebo rovna 90 procentům) byl zakoupen od Institut Teknologi Bandung (Mark Herb, Bandung, Indonésie). Další složky zahrnovaly sójový lecitin (potravinářský; Shankar Soya Products, Indore, Indie), panenský kokosový olej (VCO; Wahana, Padang, Indonésie) a Tween 80 (Bratachem, Jakarta, Indonésie). Všechny ostatní chemikálie byly proanalýzy.

2.2. Experimentální design

Optimalizace byla provedena pomocí {{0}}faktorového designu sestávajícího ze tří proměnných složení (koncentrace Tween 80 (X1), sójového lecitinu (X2) a VCO (X3)) a dvou procesních proměnných: doba míchání ( X4) a rychlost (X5) (se dvěma úrovněmi – vysokou a nízkou) [18]. Bylo připraveno 32 základních vzorců USUC za použití faktorů a úrovní popsaných v tabulce 1. Závislou proměnnou byla velikost kapiček USUC. Velikost byla požadována v rozmezí 0–40 nm [19]. Účinky každé proměnné a jejích interakcí byly určeny pomocí faktoriální rovnice v následujícím tvaru:

2.3. Optimalizace základního vzorce USUC

Vzorce báze USUC byly připraveny spontánní titrací ve vodné fázi. Sojový lecitin a Tween 80 byly míchány magnetickým míchadlem (IKA® C-MAG HS 7, Staufen, Německo) při teplotě 75 °C, přičemž během míchání byl přidán VCO. Voda byla pomalu titrována do směsi, dokud nevznikl průhledný roztok [8]. 32 bází bylo charakterizováno z hlediska velikosti jejich částic (kapek) pomocí analyzátoru velikosti částic (Shimadzu SALD 2300, Tokio, Japonsko).

Data byla analyzována pomocí počítačového softwaru Design Expert® verze 12 (StatEase®, Minneapolis, MN, USA), aby byla dosazena faktoriální rovnice s přidanými interakcemi a korelována odezva se zkoumanými proměnnými [17]. Efekt a interakce mezi nezávislými proměnnými byly popsány pomocí 3D grafů povrchu a kontur [19].

Příprava -Mangostin USUC

-mangostin (3 procenta w/v) byl rozpuštěn ve VCO před přípravou USUC, jak je popsáno výše. Složení VCO, sójového lecitinu a Tween 80 a podmínky procesu míchání byly stejné jako u optimalizované báze USUC [8,20,23].

2.4. Charakterizace USUC nabitého mangostinem

2.4.1. Fyzikálně-chemické vlastnosti

Charakterizace USUC zahrnuje organoleptické vyšetření, hodnotu pH, procento propustnosti, fyzikální stabilitu prostřednictvím cyklů zmrazování a rozmrazování, viskozitu, specifickou hmotnost, velikost kapiček, index polydisperzity (PDI) a zeta potenciál [21,24,25]. pH formulí USUC bylo měřeno pomocí pH metru (Hanna Instrument, Woonsocket, RI, USA), který byl dříve kalibrován. Toto měření bylo prováděno jednou týdně během 8-týdenního skladování při pokojové teplotě [26]. Transmitance byla měřena UV-viditelným spektrofotometrem (SHIMADZU UV-1601, Tokio, Japonsko) při vlnové délce 650 nm. Propustnost téměř 100 procent indikuje průhlednost kapalných vzorků [27,28].

Fyzikální stabilita bází USUC byla hodnocena pomocí cyklického testu zmrazování a rozmrazování: USUC byly skladovány při teplotě -5 ◦C po dobu 24 hodin a poté při 25 ◦C po dobu dalších 24 hodin. Tento test byl opakován ve třech cyklech. Fyzikálně-chemické vlastnosti USUC, jako je pH, viskozita, specifická hmotnost a propustnost, byly hodnoceny po třech cyklech [29].

Viskozita bází USUC byla měřena viskozimetrem cup-and-bob (Brookfield DV2T, Middleboro, MA, USA) s použitím vřetena číslo 3 při rychlosti 100 ot./min. v triplikátech. Specifická hmotnost bází USUC byla stanovena pomocí pyknometru při 25 ◦C [20,30].

Velikost kapiček, index polydisperzity (PDI) a zeta potenciál -mangostinových USUC byly stanoveny pomocí analyzátoru velikosti částic (HORIBA Scientific SZ-100, Kyoto, Japonsko) při 25 ◦C [31].

2.4.2. Stanovení účinnosti zapouzdření (EE)

Množství -mangostinu zachyceného ve vzorci USUC se uvolnilo extrakcí USUC naplněného mangostanu ethylacetátem (1:2) s následnou sonikací po dobu 10 minut (Elmasonic S 80 (H), Singen, Německo) . Koncentrace -mangostinu v ethylacetátovém roztoku byla měřena pomocí validované spektrofotometrické analytické metody při λ max 314 nm [24].

Účinnost zachycení (EE) byla vypočtena pomocí následující rovnice:

2.4.3. Mikroskopická analýza pomocí transmisního elektronového mikroskopu (TEM)

Morfologie USUC nabitého mangostanou byla pozorována pomocí TEM (JEOL JEM 1010, Tokio, Japonsko) při 80,0 KV a 30,000× zvětšení. Vzorek o objemu 10 ul byl nakapán na mřížku, obarven uranylacetátem a vysušen. Pozorování bylo prováděno při pokojové teplotě [8,24,32].

2.4.4. Vizuální hodnocení USUC nabitého mangostinem u lidských dobrovolníků

Testování náplastí bylo provedeno na vnitřní kůži předloktí 10 dobrovolníků a nechalo se 24 hodin, aby se zkontrolovaly možné reakce podráždění, jako jsou červené svědivé vyrážky na kůži. Test anti-spotového účinku -mangostinu USUC byl proveden na 2 dobrovolnicích ve věku 57 let a 40 let. Experiment byl proveden na základě etického povolení vydaného Lékařskou fakultou Andalaské univerzity (dokument č. 181/UN.16.2/KEP-FK/2020 ze dne 23. prosince 2020). USUC s obsahem mangostanu byl aplikován tence na skvrny a po celém obličeji na noc po dobu 2 po sobě jdoucích týdnů. Oba dobrovolníci vyplnili informovaný souhlas s účastí v této studii a souhlasili s tím, že během testu nebudou používat žádný obličejový zesvětlující krém. Před fotografováním si dobrovolníci vyčistili obličej komerčním bezolejovým odstraňovačem make-upu. Obličeje dobrovolníků byly před a po ošetření vyfotografovány pomocí jednooké zrcadlovky (Nikon D 810, Melville, NY, USA). Každý snímek obličeje byl pořízen ze vzdálenosti 30–40 cm pomocí fotoaparátu vybaveného 36 megapixely a rozměry 7360 × 4912. Intenzita tmavých skvrn byla ověřena měřením hodnot červené, zelené a modré (barevný model RGB ) s Adobe® Photoshop pro Windows a OS X (Microsoft Corp, Redmond, WA, USA). Velikost tmavých skvrn byla stanovena pomocí mikroskopu (Olympus, Ningbo, Čína) vybaveného Motic Live Imaging 3.0. [33–35].

2.5. Statistická analýza

Data jsou uvedena jako průměr ± standardní odchylka. Pro potvrzení optimalizovaného vzorce proti předpokládané odpovědi byl použit jednoduchý t-test; byl proveden párový t-test k identifikaci významných zlepšení parametrů kožních stavů. Ke stanovení významného rozdílu mezi průměry byla použita dvoucestná ANOVA (= 0.05), po níž následoval Duncanův vícenásobný rozsahový test na 5procentní hladině významnosti [18].

3. Výsledky

3.1. Optimalizace základního vzorce

Bylo připraveno 32 základních vzorců USUC s různými faktory, jak je popsáno v tabulce 2. Měření proměnné odezvy ukázalo široký rozsah velikosti kapiček 11,3 nm–184,5 µm. Pouze šest vzorců (F1, F3, F9, F12, F25 a F28) splnilo kritéria systému USUC s velikostí kapiček menší nebo rovnou 40 nm [8]. Data v tabulce 2 byla dále analyzována softwarem Design Expert®, aby se získal regresní model, po kterém následovalo stanovení optimalizovaného vzorce.

3.2. Odezva (Y): Vliv nezávislých proměnných na velikost částic

Bylo provedeno vyhodnocení velikosti kapky jako odezvy (Y). Ve fázi experimentálního návrhu bylo modelováno pět faktorů nebo nezávislých proměnných, po kterých následovalo generování povrchu odezvy pro velikost kapky. Obrázek 1 znázorňuje 3D grafy odezva-povrch účinků nezávislých proměnných na velikost částic. Získaná faktorová rovnice je uvedena v rovnici (3):

Odezva na velikost kapiček se zvýšila, když bylo složení Tween 80 a sójového lecitinu na vyšších hladinách (obrázek 1a). Snížení hladiny VCO a zvýšení hladiny Tween 80 vedlo k odezvě velikosti kapky 20–70 nm (obrázek 1b). Vliv vztahu mezi Tween 80 a dobou míchání na odezvu velikosti kapky ukázal, že delší doba míchání vedla k odezvě velikosti kapky 20–100 nm (obrázek 1c). Odezvy velikosti kapiček 20,{15}} nm bylo dosaženo při rychlosti míchání 1200–1350 ot./min a obsahu Tween 80 20 procent. Zvýšení hladiny Tween 80 s nižší úrovní rychlosti míchání zvýšilo odezvu velikosti kapky až o 80,000 nm, což je indikováno modrozelenou oblastí (obrázek 1d). Zvyšující se obsah sójového lecitinu a VCO vedl k vyšším hodnotám velikosti kapiček, jak je označeno modrozelenou oblastí (50,000–100,000 nm) (obrázek 1e). Zvýšení obsahu lecitinu a použití delší doby míchání vedlo k větší velikosti kapiček, jak ukazuje modrozelená oblast (50,000–100,000 nm) (obrázek 1f). Zvýšení obsahu sójového lecitinu s vysokou rychlostí míchání zvýšilo velikost kapiček, jak je označeno zeleno-žlutou oblastí (50,000–150,000 nm) (obrázek 1g). Vyhodnocení obsahu VCO a doby míchání na odezvu velikosti kapek ukázalo, že doba míchání 15 minut a hladina VCO<1.5% resulted in a droplet size of 40 nm (Figure 1h). The droplet-size profiles were varied,  with different levels of combination for both VCO versus stirring speed and stirring speed versus stirring time (Figure 1i,j).

3.3. Stanovení optimálního vzorce pomocí Software Design Expert®

Analýza byla provedena pomocí Design Expert® pro vytvoření superponovaných vrstevnicových grafů. Na obrázku 2 představuje žlutá oblast oblast predikce optimálního základního vzorce s odezvou velikosti kapky. Odhadovaný optimální základní vzorec byl nalezen při koncentraci 28,2 Tween 80 procent a 1 procento sójového lecitinu, s hodnotou vhodnosti 1.00. Hodnota potřebnosti blížící se 1 označuje schopnost modelu vytvořit optimalizovaný vzorec. Optimalizované podmínky pro výrobu báze USUC byly rychlost míchání 1500 ot./min. po dobu 15 minut. Toto složení a tyto podmínky získaly předpokládanou odezvu 34,04 nm. Příprava optimalizovaného vzorce pro potvrzení (tabulka 3) vedla k velikosti kapky 36 nm, která se významně neliší od předpokládané odpovědi (p větší nebo rovna 0,05).

【Další informace:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:{0}}】