Et lovende ultra-lille unlamellært bæresystem til forbedret hudafgivelse af -mangostin som et anti-age-spot-serum del 1

Abstrakt: Hvis det effektivt kan leveres til sit virkested, har -mangosteen potentialet til at udvikle nye kosmetiske midler på grund af dets melanogenese-blokerende aktivitet. Denne undersøgelse havde til formål at udvikle et ultralille unilamellært bæresystem til -mangosteen og at evaluere dets effektivitet som et anti-age-spot-serum på mennesker in vivo. De ultrasmå unilamellære bærerbaser blev optimeret ved hjælp af et 25-faktorielt design med fem faktorer (jomfru kokosolie, sojalecithin, Tween 80 og omrøringsvarighed og -hastighed) og to niveauer (lav og høj); dråbestørrelsens respons blev analyseret ved hjælp af Design Expert 12®. Anti-plet undersøgelsen blev udført ved at optage digitale billeder af den menneskelige hud efter topisk påføring af en -mangostan-fyldt ultra-lille unilamellær bærer om natten i to på hinanden følgende uger. Resultaterne deraf blev analyseret ved hjælp af Motic Live Imaging 3.0 og en standard rød, grøn og blå score. Den optimerede serumformel blev bekræftet med en sammensætning af 2,3 procent jomfru kokosolie, 1 procent lecithin og 28,3 procent Tween 80 (polysorbat 80) ved en omrøringshastighed på 1500 omdrejninger i minuttet i 15 min. Inkorporering af 3 procent -mangostin til den optimerede basisformel gav en ultralille unilamellær bærekuglestørrelse på 16,5 nm med et zeta-potentiale på -25,8 mV og et polydispersionsindeks på 0,445. Fysisk karakterisering af en -mangostan-fyldt ultralille unilamellær bærer omfattede 90,94 procent transmittans, en pH-værdi på 6,5, en viskositet på 38 cP, massefylde på 1,042 g/ml og 72,46 procent indfangningseffektivitet. Et transmissionselektronmikroskop bekræftede sfæriske dråber i nanostørrelse i systemet. Topisk påføring af en -mangostan-belastet ultra-lille unilamellær bærer om natten i 2 på hinanden følgende uger viste anti-age-spot aktivitet vist gennem en signifikant reduktion i intensitet og areal af pletter hos frivillige mennesker (p < 0,05).

Glycoside af cistanche kan også øge aktiviteten af ​​SOD i hjerte- og levervæv og signifikant reducere indholdet af lipofuscin og MDA i hvert væv, hvilket effektivt fjerner forskellige reaktive iltradikaler (OH-, H₂O₂ osv.) og beskytter mod DNA-skader forårsaget af OH-radikaler. Cistanche phenylethanoid glycosider har en robust fjernelsesevne af frie radikaler, en højere reducerende evne end C-vitamin, forbedrer aktiviteten af ​​SOD i spermsuspension, reducerer indholdet af MDA og har en vis beskyttende effekt på sædmembranens funktion. Cistanche polysaccharider kan øge aktiviteten af ​​SOD og GSH-Px i erytrocytter og lungevæv fra eksperimentelt senescent mus forårsaget af D-galactose, samt reducere indholdet af MDA og kollagen i lunge og plasma, og øge indholdet af elastin, har en god rensende effekt på DPPH, forlænge hypoksitiden hos senescent mus, forbedre aktiviteten af ​​SOD i serum og forsinke den fysiologiske degeneration af lunge hos eksperimentelt senescent mus Med cellulær morfologisk degeneration har forsøg vist, at Cistanche har den gode antioxidantevne og har potentialet til at være et lægemiddel til at forebygge og behandle hudaldringssygdomme. Samtidig har echinacosid i Cistanche en betydelig evne til at opfange DPPH frie radikaler og kan opfange reaktive oxygenarter og forhindre fri radikal-induceret kollagen nedbrydning, og har også en god reparationseffekt på anionskader af thymin frie radikaler.

Klik på Cistanche Tubulosa Supplement

【For mere info:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Nøgleord: -mangostan; nanobærer; ultralille unilamellær bærer; kosmetisk serum; nanoemulsion

1. Introduktion

Alderspletter (leverpletter) er den mest almindelige form for hudhyperpigmentering [1]. De er mest almindelige på hud, der har været udsat for sol i mange år, såsom bagsiden af ​​hænderne, toppen af ​​fødderne, ansigt, skuldre og øvre ryg og er ofte et uvelkomment tegn på aldring. Derfor er der en bred vifte af hudblegeprodukter til rådighed, med varieret effekt og bivirkninger. Et løbende fokus er at udvikle optimerede kosmetiske produkter, der giver en meget koncentreret hud-oplysende effekt på kortere tid end den, der tages af konventionelle produkter [2]. Et andet fokus er på at udvikle naturbaserede kosmetikprodukter, da de ofte opfattes mere positivt af offentligheden og derfor giver markedsføringsfordele. Udfordringen ved at udvikle en phytoforbindelse-baseret formel er effektivt at levere den aktive ingrediens til dens målsteder gennem stratum corneum-barrierelaget [3]. Nanocosmeceuticals giver mulighed for forbedret hudgennemtrængning med relativt enkle påføringsprocedurer og potentiale for målrettet levering. Eksempler på phytoforbindelse-baserede nanokosmeceutiske midler [4-7] inkluderer dem til vitamin E og 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-one har potentiale til at hæmme processen med melanindannelse (mørke pletter) [10]. Forbindelsen viste stærk anti-melanogen aktivitet mod B16F1 melanomceller gennem undertrykkelse af aktiviteten af ​​tyrosinasen enzym, et vigtigt enzym i melaninsyntese, og udøvelse af en depigmenterende effekt på normale humane epidermale melanocytter (NHEM'er) [11] Derfor kan -mangostin bruges som en komponent i kosmetik eller lægemidler til behandling af pletter, chloasma eller melanose.

Som en polyphenolforbindelse er -mangosteen modtagelig for oxidation, der kan begrænse effektiviteten, når den påføres huden. En effektiv formuleringstilgang skal derfor forbedre både hudgennemtrængning og stabiliteten af ​​den aktive forbindelse. Adskillige tilgange har vist øget stabilitet og hudafgivelse af -mangosteen [12], herunder liposomer [13], niosomer [14] og proteasomer [15].

Vores undersøgelse er fokuseret på den ultra-small unilamellar carrier (USUC) matrix: et nanocarrier system også kaldet NanotopeTM. Dette system er karakteriseret ved en meget mindre dråbestørrelse (mindre end eller lig med 40 nm) sammenlignet med andre unilamellære eller multilamellære liposomer (100-300 nm) [8]. Mindre dråber produceres af et fast forhold mellem en oliefase, et overfladeaktivt middel, et co-overfladeaktivt middel og en vandig fase; forhold opnås fra en optimeringsprocedure. I USUC er en dispergeret fase omgivet af et enkelt lag phosphatidylcholin (overfladeaktivt middel) stabiliseret af et co-overfladeaktivt middel i dispergeringsmediet [16]. Mindre dråbestørrelse er gavnlig for dyb penetration i stratum corneum [8].

Vi beskriver her udviklingen af ​​et USUC nanocarrier system til -mangosteen, fysisk karakterisering og in vivo test i menneskelige frivillige. Formeloptimering blev foretaget ved hjælp af et 25-faktorielt design [6,17] og var afgørende for at give et USUC af god kvalitet med optimal dråbestørrelse og stabilitet.

2. Materialer og metoder

2.1. Materialer

-mangostin (renhed større end eller lig med 90 procent) blev købt fra Institut Teknologi Bandung (Mark Herb, Bandung, Indonesien). Andre komponenter omfattede sojalecithin (fødevaregodkendt; Shankar Soya Products, Indore, Indien), jomfru kokosolie (VCO; Wahana, Padang, Indonesien) og Tween 80 (Bratachem, Jakarta, Indonesien). Alle andre kemikalier var af pro-analyse kvalitet.

2.2. Eksperimentelt design

Optimering blev udført ved hjælp af et {{0}}faktorelt design bestående af tre sammensætningsvariable (Tween 80 (X1), sojalecithin (X2) og VCO (X3) koncentrationer) og to procesvariable: omrøringsvarighed ( X4) og hastighed (X5) (med to niveauer - høj og lav) [18]. Der blev fremstillet 32 ​​USUC-baseformler under anvendelse af faktorerne og niveauerne beskrevet i tabel 1. Den afhængige variabel var dråbestørrelsen af ​​USUC. Størrelsen var påkrævet i området 0-40 nm [19]. Virkningerne af hver variabel og dens interaktioner blev bestemt ved hjælp af en faktorligning i følgende form:

2.3. USUC Base Formel Optimering

USUC-baseformlerne blev fremstillet med spontan vandig fasetitrering. Sojalecithin og Tween 80 blev omrørt med en magnetomrører (IKA® C-MAG HS 7, Staufen, Tyskland) ved en temperatur på 75 ◦C med VCO tilsat under omrøring. Vand blev titreret langsomt ind i blandingen, indtil en gennemsigtig opløsning blev fremstillet [8]. De 32 baser blev karakteriseret med hensyn til deres partikelstørrelse (dråbestørrelse) ved anvendelse af en partikelstørrelsesanalysator (Shimadzu SALD 2300, Tokyo, Japan).

Data blev analyseret ved hjælp af Design Expert® version 12 computersoftware (StatEase®, Minneapolis, MN, USA) for at passe til den faktorielle ligning med tilføjede interaktioner og korrelere responsen med de undersøgte variable [17]. Effekten og interaktionerne mellem de uafhængige variabler blev beskrevet med 3D overflade- og konturplot [19].

Fremstilling af -Mangostin USUC

-mangostin (3% vægt/volumen) blev opløst i VCO før USUC-fremstilling som beskrevet ovenfor. Sammensætningen af ​​VCO, sojalecithin og Tween 80 og betingelserne for blandingsprocessen var de samme som dem for den optimerede USUC-base [8,20,23].

2.4. Karakterisering af en -Mangostin-fyldt USUC

2.4.1. Fysisk-kemiske egenskaber

Karakterisering af en USUC involverer organoleptisk undersøgelse, pH-værdi, procent transmittans, fysisk stabilitet via fryse-og-tø-cyklusser, viskositet, vægtfylde, dråbestørrelse, polydispersitetsindeks (PDI) og zeta-potentiale [21,24,25]. pH-værdien af ​​USUC-formler blev målt ved hjælp af et pH-meter (Hanna Instrument, Woonsocket, RI, USA), der tidligere var kalibreret. Denne måling blev udført en gang om ugen under 8-ugers opbevaring ved stuetemperatur [26]. Transmittansen blev målt med et UV-synligt spektrofotometer (SHIMADZU UV-1601, Tokyo, Japan) ved en bølgelængde på 650 nm. Transmittansen på tæt på 100 procent indikerer gennemsigtigheden af ​​væskeprøver [27,28].

Den fysiske stabilitet af USUC-baserne blev evalueret ved hjælp af en fryse-og-tø-cyklustest: USUC'erne blev opbevaret ved en temperatur på -5 ◦C i 24 timer og derefter ved 25 ◦C i yderligere 24 timer. Denne test blev gentaget i tre cyklusser. De fysisk-kemiske egenskaber af USUC, såsom pH, viskositet, vægtfylde og transmittans, blev evalueret efter tre cyklusser [29].

Viskositeten af ​​USUC-baser blev målt med et cup-and-bob-viskosimeter (Brookfield DV2T, Middleboro, MA, USA) under anvendelse af spindel nummer 3 ved en hastighed på 100 rpm i tre eksemplarer. Den specifikke vægtfylde af USUC-baser blev bestemt ved hjælp af et pyknometer ved 25 ◦C [20,30].

Dråbestørrelse, polydispersitetsindeks (PDI) og zeta-potentiale for -mangostin USUC'erne blev bestemt ved hjælp af en partikelstørrelsesanalysator (HORIBA Scientific SZ-100, Kyoto, Japan) ved 25 ◦C [31].

2.4.2. Bestemmelse af indkapslingseffektivitet (EE)

Mængden af ​​-mangostin indesluttet i USUC-formlen blev frigivet via ekstraktion af en -mangostan-fyldt USUC med ethylacetat (1:2), efterfulgt af sonikering af det i 10 minutter (Elmasonic S 80 (H), Singen, Tyskland) . Koncentrationen af ​​-mangostin i ethylacetatopløsningen blev målt ved hjælp af en valideret spektrofotometrisk analysemetode ved en λ max på 314 nm [24].

Indfangningseffektivitet (EE) blev beregnet ved hjælp af følgende ligning:

2.4.3. Mikroskopisk analyse via transmissionselektronmikroskop (TEM)

Morfologien af ​​det -mangostan-fyldte USUC blev observeret under anvendelse af en TEM (JEOL JEM 1010, Tokyo, Japan) ved 80,0 KV og 30,000× forstørrelse. En 10 µL prøve blev dryppet på et gitter, farvet med uranylacetat og tørret. Observationen blev udført ved stuetemperatur [8,24,32].

2.4.4. Visuel evaluering af en -Mangostin-fyldt USUC i menneskelige frivillige

Plastertest blev udført på den indre underarms hud hos 10 frivillige og efterladt i 24 timer for at kontrollere potentielle irritationsreaktioner, såsom røde, kløende udslæt på huden. Et assay af anti-plet-effekten af ​​-mangostin USUC blev udført på 2 kvindelige frivillige i alderen henholdsvis 57 år og 40 år. Eksperimentet blev udført af den etiske godkendelse udstedt af Det Medicinske Fakultet, Andalas Universitet (dokument nr. 181/UN.16.2/KEP-FK/2020 den 23. december 2020). Den -mangostanfyldte USUC blev påført tyndt på pletter og over hele ansigtet om natten i 2 på hinanden følgende uger. Begge frivillige udfyldte informeret samtykke til at deltage i denne undersøgelse og indvilligede i ikke at bruge nogen ansigtslyscreme under testen. Inden de blev fotograferet, rensede frivillige deres ansigter med kommerciel oliefri makeupfjerner. De frivilliges ansigter blev fotograferet med et enkelt-linse refleks digitalkamera (Nikon D 810, Melville, NY, USA) før og efter behandlingen. Hvert ansigtsbillede blev taget fra en afstand på 30-40 cm ved hjælp af et kamera udstyret med 36 megapixel og dimensioner på 7360 × 4912. Intensiteten af ​​mørke pletter blev valideret ved at måle værdierne for rød, grøn og blå (RGB-farvemodel) ) med Adobe® Photoshop til Windows og OS X (Microsoft Corp, Redmond, WA, USA). Størrelsen af ​​de mørke pletter blev bestemt ved hjælp af et mikroskop (Olympus, Ningbo, Kina) udstyret med Motic Live Imaging 3.0. [33-35].

2.5. Statistisk analyse

Data er vist som middel ± standardafvigelse. En simpel t-test blev brugt til at bekræfte den optimerede formel mod den forudsagte respons; en parret t-test blev udført for at identificere signifikante forbedringer i parametrene for hudtilstande. En to-vejs ANOVA (= 0.05) blev anvendt til at fastslå en signifikant forskel mellem gennemsnit, efterfulgt af en Duncan multiple range-test på 5 procent signifikansniveau [18].

3. Resultater

3.1. Basisformeloptimering

32 USUC-baseformler blev fremstillet med forskellige faktorer, som beskrevet i tabel 2. Måling af responsvariablen viste et bredt dråbestørrelsesområde på 11,3 nm-184,5 µm. Kun seks formler (F1, F3, F9, F12, F25 og F28) opfyldte kriterierne for et USUC-system med dråbestørrelse mindre end eller lig med 40 nm [8]. Data i tabel 2 blev analyseret yderligere med Design Expert® software for at opnå en regressionsmodel efterfulgt af bestemmelse af den optimerede formel.

3.2. Respons (Y): Effekt af uafhængige variabler på partikelstørrelse

Evaluering af dråbestørrelse, da responsen (Y) blev udført. Fem faktorer eller uafhængige variabler blev modelleret i det eksperimentelle designstadium efterfulgt af genereringen af ​​en responsoverflade for dråbestørrelse. Figur 1 viser 3D-respons-overfladeplot af uafhængige variables virkninger på partikelstørrelse. Den opnåede faktorligning er givet i ligning (3):

Dråbestørrelsesresponsen steg, når sammensætningen af ​​Tween 80 og sojalecithin var på højere niveauer (figur 1a). Reduktion af niveauet af VCO og forøgelse af niveauet af Tween 80 resulterede i en dråbestørrelsesrespons på 20-70 nm (figur 1b). Effekten af ​​forholdet mellem Tween 80 og omrøringstid på dråbestørrelsesrespons viste, at en længere omrøringstid resulterede i en dråbestørrelsesrespons på 20-100 nm (figur 1c). En dråbestørrelsesrespons på 20,000 nm blev opnået med en omrøringshastighed på 1200-1350 rpm og et Tween 80-indhold på 20 procent. En stigning i Tween 80-niveauet med et lavere niveau af omrøringshastighed øgede dråbestørrelsesresponsen med op til 80,000 nm, angivet ved det blå-til-grønne område (figur 1d). Stigende indhold af sojalecithin og VCO resulterede i større værdier af dråbestørrelse, som markeret med det blå-til-grønne område (50,000–100,000 nm) (figur 1e). Forøgelse af lecithinindhold og brug af længere omrøringstid resulterede i større dråbestørrelse, som angivet af det blå-til-grønne område (50,000–100,000 nm) (figur 1f). Forøgelse af sojalecithinindholdet med høj omrøringshastighed øgede dråbestørrelsen, som markeret med det grøn-til-gule område (50,000–150,000 nm) (figur 1g). Evaluering af VCO-indhold og omrøringstid på dråbestørrelsesrespons viste, at en omrøringstid på 15 minutter og et VCO-niveau på<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. Bestemmelse af optimal formel af Software Design Expert®

Analyse blev udført ved hjælp af Design Expert® til at generere overlejrede konturplot. I figur 2 repræsenterer det gule område forudsigelsesområdet for den optimale basisformel med dråbestørrelsesresponsen. En estimeret optimal basisformel blev fundet ved en koncentration på 28,2 Tween 80 procent og 1 procent sojalecithin, med en ønskelighedsværdi på 1.00. En ønskelighedsværdi tættere på 1 angiver modellens evne til at producere den optimerede formel. De optimerede betingelser for fremstilling af USUC-basen var en omrøringshastighed på 1500 rpm i 15 min. Denne sammensætning og disse betingelser opnåede det forudsagte respons på 34,04 nm. Forberedelse af den optimerede formel til bekræftelse (tabel 3) resulterede i en dråbestørrelse på 36 nm, som ikke er signifikant forskellig fra den forudsagte respons (p større end eller lig med 0,05).

【For mere info:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】