Перспективна надмала одношарова система-носій для покращеного надходження в шкіру мангостину як сироватки проти вікових плям Частина 1

Анотація: Якщо він може бути ефективно доставлений до місця його дії, мангостін має потенціал для розробки нових космецевтичних препаратів завдяки своїй активності, що блокує меланогенез. Це дослідження мало на меті розробити ультрамалу одношарову систему носія для -мангостану та оцінити її ефективність як сироватки проти пігментних плям на людях in vivo. Надмалі одношарові носії основи були оптимізовані за допомогою 25-факторного дизайну з п’ятьма факторами (кокосова олія першого віджиму, соєвий лецитин, Tween 80, а також тривалість і швидкість перемішування) і двома рівнями (низький і високий); реакцію розміру краплі аналізували за допомогою Design Expert 12®. Дослідження проти плям проводилося шляхом отримання цифрових зображень шкіри людини після місцевого застосування надмалого одношарового носія, заповненого мангостаном, вночі протягом двох тижнів поспіль. Результати були проаналізовані за допомогою Motic Live Imaging 3.0 і стандартної червоної, зеленої та синьої балів. Оптимізована формула сироватки була підтверджена композицією з 2,3% кокосової олії першого віджиму, 1% лецитину та 28,3% твіну 80 (полісорбат 80) при швидкості перемішування 1500 обертів на хвилину протягом 15 хвилин. Включення 3% -мангостину в оптимізовану базову формулу дало надмалу одношарову глобулу-носій розміром 16,5 нм, з дзета-потенціалом -25,8 мВ і індексом полідисперсії 0,445. Фізичні характеристики ультрамалого одношарового носія, завантаженого мангостаном, включали 90,94 відсотка пропускання, значення рН 6,5, в’язкість 38 сП, питому вагу 1,042 г/мл і 72,46 відсотка ефективності захоплення. Трансмісійний електронний мікроскоп підтвердив сферичні нанорозмірні краплі в системі. Місцеве застосування ультрамалого одношарового носія, заповненого мангостаном, на ніч протягом 2 тижнів поспіль продемонструвало дію проти пігментних плям, що проявляється через значне зменшення інтенсивності та площі плям у людей-добровольців (p <0,05).

Глікозид цистанхи може також підвищувати активність СОД у тканинах серця та печінки та значно знижувати вміст ліпофусцину та МДА в кожній тканині, ефективно поглинаючи різні реактивні кисневі радикали (OH-, H₂O₂ тощо) та захищаючи від пошкодження ДНК, спричиненого ОН-радикалами. Фенілетаноїдні глікозиди Cistanche мають потужну здатність поглинати вільні радикали, вищу відновну здатність, ніж вітамін С, покращують активність СОД у суспензії сперми, знижують вміст МДА та мають певний захисний ефект на функцію мембрани сперми. Полісахариди цистанхе можуть підвищувати активність SOD і GSH-Px в еритроцитах і легеневих тканинах експериментально старіючих мишей, викликаних D-галактозою, а також знижувати вміст MDA і колагену в легенях і плазмі і підвищувати вміст еластину, мають хороша очищувальна дія на DPPH, подовжує час гіпоксії у старіючих мишей, покращує активність СОД у сироватці та затримує фізіологічну дегенерацію легенів у експериментально старіючих мишей. Експерименти показали, що цистанша має хорошу антиоксидантну здатність до клітинної морфологічної дегенерації. і має потенціал бути лікарським засобом для запобігання та лікування хвороб старіння шкіри. У той же час ехінакозид у Cistanche має значну здатність поглинати вільні радикали DPPH і може поглинати активні форми кисню та запобігати індукованій вільними радикалами деградації колагену, а також має хороший ефект відновлення при пошкодженні аніонів вільних радикалів тиміну.

Натисніть на добавку Cistanche Tubulosa

【Додаткова інформація:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Ключові слова: -мангостан; наноносій; ультрамалий одношаровий носій; сироватка космецевтична; наноемульсія

1. Введення

Вікові плями (пігментні плями) є найпоширенішою формою гіперпігментації шкіри [1]. Вони найчастіше зустрічаються на шкірі, яка протягом багатьох років перебувала під впливом сонячних променів, наприклад, на тильних сторонах долонь, верхівках стоп, обличчі, плечах і верхній частині спини, і часто є небажаною ознакою старіння. Отже, існує широкий вибір продуктів для відбілювання шкіри з різною ефективністю та побічними ефектами. Постійна увага приділяється розробці оптимізованих космецевтичних продуктів, які забезпечують висококонцентрований ефект освітлення шкіри за менший час, ніж звичайні продукти [2]. Інша увага приділяється розробці космецевтичних засобів на натуральній основі, оскільки вони часто сприймаються громадськістю більш позитивно і, отже, забезпечують маркетингові переваги. Проблема розробки формули на основі фітосполук полягає в тому, щоб ефективно доставити активний інгредієнт до цільових ділянок через бар’єрний шар рогового шару [3]. Нанокосмецевтика пропонує потенціал для покращеного проникнення шкіри завдяки відносно простим процедурам нанесення та потенціалу цільової доставки. Приклади нанокосмецевтики на основі фітосполук [4–7] включають засоби для вітаміну Е та D-пантенолу Nanotopes™ [8,9].

-мангостин (1,3,6,тригідрокси-7-метокси-2,8-біс(3-метилбут-2-ен-1-іл){{ 10}}H-xanthan- 9-one має потенціал інгібувати процес утворення меланіну (темні плями) [10]. Сполука показала сильну антимеланогенну активність проти клітин меланоми B16F1 через пригнічення активності тирозинази ензим, важливий фермент у синтезі меланіну та здійсненні депігментаційної дії на нормальні епідермальні меланоцити людини (NHEMs) [11].Тому мангостин можна використовувати як компонент косметичних засобів або препаратів для лікування плям, хлоазми. , або меланоз.

Як поліфенольна сполука, -мангостан схильний до окислення, що може обмежити ефективність при нанесенні на шкіру. Таким чином, ефективний підхід до формулювання повинен покращувати як проникнення шкіри, так і стабільність активної сполуки. Кілька підходів продемонстрували підвищену стабільність і доставку β-мангостану в шкіру [12], включаючи ліпосоми [13], ніосоми [14] і протеасоми [15].

Наше дослідження зосереджено на матриці надмалого одношарового носія (USUC): система наноносія, яку також називають NanotopeTM. Ця система характеризується набагато меншим розміром крапель (менше або дорівнює 40 нм) порівняно з іншими одношаровими або багатошаровими ліпосомами (100–300 нм) [8]. Менші краплі утворюються за допомогою фіксованого співвідношення масляної фази, поверхнево-активної речовини, додаткової поверхнево-активної речовини та водної фази; коефіцієнти отримані з процедури оптимізації. У USUC дисперсна фаза оточена одним шаром фосфатидилхоліну (поверхнево-активної речовини), стабілізованого доповерхнево-активною речовиною в диспергуючому середовищі [16]. Менший розмір краплі сприятливий для глибокого проникнення в роговий шар [8].

Тут ми описуємо розробку системи наноносіїв USUC для -мангостану, фізичні характеристики та тестування in vivo на людях-добровольцях. Оптимізацію формули було здійснено з використанням 25-факторіального плану [6,17] і було важливо для забезпечення високоякісного USUC з оптимальним розміром краплі та стабільністю.

2. Матеріали та методи

2.1. Матеріали

-мангостин (чистота більше або дорівнює 90 відсоткам) був придбаний в Інституті технологій Бандунга (Марк Херб, Бандунг, Індонезія). Інші компоненти включали соєвий лецитин (харчовий; Shankar Soya Products, Індор, Індія), кокосову олію першого віджиму (VCO; Wahana, Паданг, Індонезія) і Tween 80 (Bratachem, Джакарта, Індонезія). Усі інші хімічні речовини мали про-аналіз класу.

2.2. Експериментальний дизайн

Оптимізацію проводили за допомогою {{0}}факторного плану, що складається з трьох змінних складу (концентрації Tween 80 (X1), соєвого лецитину (X2) і VCO (X3)) і двох змінних процесу: тривалості перемішування ( X4) і швидкість (X5) (з двома рівнями — високий і низький) [18]. Було підготовлено тридцять дві базові формули USUC із застосуванням факторів і рівнів, описаних у таблиці 1. Залежною змінною був розмір крапель USUC. Розмір вимагався в межах 0–40 нм [19]. Вплив кожної змінної та її взаємодій було визначено за допомогою факторного рівняння у такій формі:

2.3. Оптимізація базової формули USUC

Базові формули USUC готували шляхом спонтанного титрування у водній фазі. Соєвий лецитин і Tween 80 перемішували магнітною мішалкою (IKA® C-MAG HS 7, Staufen, Німеччина) при температурі 75 ◦C, додаючи під час перемішування VCO. Воду повільно титрували в суміш до утворення прозорого розчину [8]. 32 основи були охарактеризовані за розміром частинок (крапель) за допомогою аналізатора розміру частинок (Shimadzu SALD 2300, Токіо, Японія).

Дані були проаналізовані за допомогою комп’ютерного програмного забезпечення Design Expert® версії 12 (StatEase®, Міннеаполіс, Міннесота, США), щоб підібрати факторне рівняння з доданими взаємодіями та співвіднести відповідь із досліджуваними змінними [17]. Ефект і взаємодія між незалежними змінними були описані за допомогою 3D поверхневих і контурних графіків [19].

Приготування -Mangostin USUC

-мангостин (3% мас./об.) розчиняли в VCO перед приготуванням USUC, як описано вище. Склад VCO, соєвого лецитину та Tween 80 та умови процесу змішування були такими ж, як і для оптимізованої бази USUC [8,20,23].

2.4. Характеристика USUC, завантаженої -мангостином

2.4.1. Фізико-хімічні властивості

Характеристика USUC включає органолептичне дослідження, значення рН, відсоток пропускання, фізичну стабільність через цикли заморожування та відтавання, в’язкість, питому вагу, розмір крапель, індекс полідисперсності (PDI) і дзета-потенціал [21,24,25]. Рівень pH сумішей USUC вимірювали за допомогою pH-метра (Hanna Instrument, Woonsocket, RI, USA), який був попередньо відкалібрований. Це вимірювання проводили один раз на тиждень протягом 8-тижневого зберігання при кімнатній температурі [26]. Коефіцієнт пропускання вимірювали спектрофотометром УФ-видимого діапазону (SHIMADZU UV-1601, Токіо, Японія) при довжині хвилі 650 нм. Коефіцієнт пропускання, близький до 100 відсотків, свідчить про прозорість рідких зразків [27,28].

Фізичну стабільність основ USUC оцінювали за допомогою циклічного тесту заморожування та відтавання: USUC зберігали при температурі -5 ◦C протягом 24 годин, а потім при 25 ◦C ще 24 години. Цей тест повторювали протягом трьох циклів. Фізико-хімічні властивості USUC, такі як pH, в'язкість, питома вага та пропускна здатність, оцінювали після трьох циклів [29].

В'язкість основ USUC вимірювали чашковим віскозиметром (Brookfield DV2T, Міддлборо, Массачусетс, США) з використанням шпинделя номер 3 зі швидкістю 100 об/хв у трьох повторах. Питома вага основ USUC визначали за допомогою пікнометра при 25 ◦C [20,30].

Розмір крапель, індекс полідисперсності (PDI) і дзета-потенціал -мангостину USUC визначали за допомогою аналізатора розміру частинок (HORIBA Scientific SZ-100, Кіото, Японія) при 25 ◦C [31].

2.4.2. Визначення ефективності інкапсуляції (EE)

Кількість -мангостину, захопленого формулою USUC, було вивільнено шляхом екстракції USUC, завантаженої -мангостаном, етилацетатом (1:2) з подальшою обробкою ультразвуком протягом 10 хвилин (Elmasonic S 80 (H), Зінген, Німеччина) . Концентрацію -мангостину в етилацетатному розчині вимірювали за допомогою валідованого спектрофотометричного аналітичного методу при λ max 314 нм [24].

Ефективність захоплення (EE) була розрахована за допомогою наступного рівняння:

2.4.3. Мікроскопічний аналіз за допомогою трансмісійного електронного мікроскопа (ТЕМ)

Морфологію USUC, насиченого мангостаном, спостерігали за допомогою TEM (JEOL JEM 1010, Токіо, Японія) при 80,0 кВ і збільшенні 30,000×. Зразок 10 мкл опускали на сітку, фарбували уранілацетатом і висушували. Спостереження проводили при кімнатній температурі [8,24,32].

2.4.4. Візуальна оцінка USUC, завантаженої мангостином, у людей-добровольців

Пластирне тестування було проведено на шкірі внутрішньої частини передпліччя 10 добровольців і залишено на 24 години, щоб перевірити потенційні реакції подразнення, такі як червоні сверблячі висипання на шкірі. Аналіз протипігментного ефекту -мангостину USUC проводився на 2 добровольцях віком 57 років і 40 років відповідно. Експеримент проводився згідно з етичним допуском, виданим медичним факультетом Університету Андаласа (документ № 181/UN.16.2/KEP-FK/2020 від 23 грудня 2020 року). USUC, насичений мангостаном, наносили тонким шаром на плями та все обличчя на ніч протягом 2 тижнів поспіль. Обидва добровольці заповнили інформовану згоду на участь у цьому дослідженні та погодилися не використовувати будь-який крем для освітлення обличчя під час тесту. Перед фотографуванням волонтери очистили обличчя комерційним безмасляним засобом для зняття макіяжу. Обличчя добровольців були сфотографовані за допомогою однолінзової дзеркальної цифрової камери (Nikon D 810, Мелвілл, Нью-Йорк, США) до і після лікування. Кожне зображення обличчя було зроблено з відстані 30–40 см за допомогою камери з роздільною здатністю 36 мегапікселів і розмірами 7360 × 4912. Інтенсивність темних плям перевірялася шляхом вимірювання значень червоного, зеленого та синього (колірна модель RGB). ) з Adobe® Photoshop для Windows і OS X (Microsoft Corp, Редмонд, Вашингтон, США). Розмір темних плям визначали за допомогою мікроскопа (Olympus, Нінбо, Китай), оснащеного Motic Live Imaging 3.0. [33–35].

2.5. Статистичний аналіз

Дані представлені як середнє ± стандартне відхилення. Для підтвердження оптимізованої формули проти прогнозованої реакції використовувався простий t-тест; парний t-тест був проведений для виявлення значних покращень у параметрах стану шкіри. Двофакторний дисперсійний аналіз (= 0.05) використовувався для встановлення суттєвої різниці між середніми значеннями, а потім множинний тест Дункана на 5-відсотковому рівні значущості [18].

3. Результати

3.1. Оптимізація базової формули

Тридцять дві базові формули USUC були приготовлені з різними факторами, як описано в таблиці 2. Вимірювання змінної відповіді показало широкий діапазон розміру крапель 11,3 нм–184,5 мкм. Лише шість формул (F1, F3, F9, F12, F25 і F28) відповідали критеріям системи USUC із розміром крапель менше або рівним 40 нм [8]. Дані в таблиці 2 були додатково проаналізовані за допомогою програмного забезпечення Design Expert® для отримання регресійної моделі з подальшим визначенням оптимізованої формули.

3.2. Відповідь (Y): Вплив незалежних змінних на розмір частинок

Була проведена оцінка розміру краплі як відповіді (Y). П'ять факторів, або незалежних змінних, були змодельовані на етапі проектування експерименту, після чого було створено поверхню відгуку для розміру краплі. На рисунку 1 зображено тривимірні графіки впливу незалежних змінних на розмір частинок. Отримане факторне рівняння наведено у рівнянні (3):

Відповідь на розмір краплі збільшувалася, коли склад Tween 80 і соєвого лецитину був на вищому рівні (рис. 1а). Зменшення рівня VCO та підвищення рівня Tween 80 призвело до відповіді розміру краплі 20–70 нм (рис. 1b). Вплив співвідношення між Tween 80 і часом перемішування на відповідь розміру краплі показав, що довший час перемішування призводить до відповіді розміру краплі 20–100 нм (рис. 1c). Відповідь розміру краплі 20,000 нм було досягнуто при швидкості перемішування 1200–1350 об/хв і вмісті Tween 80 20 відсотків. Підвищення рівня Tween 80 із нижчим рівнем швидкості перемішування збільшило відгук розміру краплі до 80,000 нм, що вказано синьо-зеленою зоною (рис. 1d). Збільшення вмісту соєвого лецитину та VCO призвело до більших значень розміру крапель, як позначено синьо-зеленою областю (50,000–100,000 нм) (рис. 1e). Збільшення вмісту лецитину та використання довшого часу перемішування призвело до збільшення розміру краплі, на що вказує синьо-зелена область (50, 000–100, 000 нм) (рис. 1f). Збільшення вмісту соєвого лецитину при високій швидкості перемішування збільшило розмір крапель, що позначено областю від зеленого до жовтого (50,000–150,000 нм) (рис. 1g). Оцінка вмісту VCO та часу перемішування за відповіддю на розмір краплі показала, що час перемішування становить 15 хв, а рівень VCO становить<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. Визначення оптимальної формули Software Design Expert®

Аналіз було проведено за допомогою Design Expert® для створення накладених контурних графіків. На малюнку 2 жовта область представляє область передбачення оптимальної базової формули з відповіддю розміру краплі. Передбачувана оптимальна базова формула була знайдена при концентрації 28,2% Tween 80% і 1% соєвого лецитину з бажаним значенням 1.00. Значення бажаності, ближче до 1, вказує на здатність моделі створювати оптимізовану формулу. Оптимальними умовами для виготовлення основи USUC були швидкість перемішування 1500 об/хв протягом 15 хв. Цей склад і ці умови дали прогнозовану відповідь 34,04 нм. Підготовка оптимізованої формули для підтвердження (Таблиця 3) призвела до розміру краплі 36 нм, що суттєво не відрізняється від прогнозованої відповіді (p більше або дорівнює 0,05).

【Додаткова інформація:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】