神经酰胺纳米乳液的构建及性能研究

作     者：王玙璇 

作者单位：江南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁蓉;蔡衡

授予年度：2021年

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

主      题：神经酰胺Ⅲ 纳米乳液 稳定性 辅酶Q10 透皮性能 

摘      要：神经酰胺是天然存在于皮肤角质层中的一种重要脂质,将其应用于皮肤后可显著改善皮肤的屏障功能。但直接添加神经酰胺会出现结晶析出、透皮性能差等问题,大大限制其在化妆品中的应用,需使用合适的载体技术对其进行包载以改善这些应用缺陷,这其中常用的载体之一为纳米乳液。因此,本课题拟采用纳米乳液运载神经酰胺Ⅲ(Cer3),探究体系对Cer3结晶的抑制机理;考察Cer3-纳米乳液的透皮性能,并构建共输送Cer3与辅酶Q10(CoQ10)的纳米乳液体系以考察Cer3的促渗机制;在此基础上,加入具有助乳化及促渗功能的植物鞘氨醇(PS)和模拟角质层脂质组成的胆固醇(CHOL)及脂肪酸(FA),对体系高温储藏稳定性及透皮性能进行进一步改进。首先,以氢化卵磷脂(HSPC)为乳化剂制备了Cer3-纳米乳液,当HSPC为4%,甘油与水比例为7:1,均质压力为900 bar,均质次数为9次时,制得的Cer3-纳米乳液粒径在80 nm左右,经不同程度的稀释、升温、离心、冻融循环后,粒径无明显变化,稳定性良好。超景深显微镜、偏光显微镜及X射线衍射仪(XRD)表征发现,HSPC可抑制Cer3晶体形成,降低其结晶度;差示扫描量热仪(DSC)表征结果显示,HSPC可降低Cer3的相转变温度及熔融焓(ΔH);全反射傅里叶红外光谱仪(FTIR)表征出HSPC与Cer3之间未发生化学反应;使用激光共聚焦显微镜(CLSM)对荧光神经酰胺(NBD-Cer)乳液进行了观察,图像显示NBD-Cer可与HSPC一起排布在粒子的油水界面处,证明HSPC可与Cer3发生相互作用并进行重排。由此推测抑制机理为:HSPC与Cer3均为双疏水链结构,二者混合后会因结构相似重排成彼此镶嵌的分子结构,打乱Cer3分子排布,抑制其晶体形成。其次,对Cer3-纳米乳液的透皮性能及Cer3对共输送的CoQ10的促渗机制进行了考察,结果显示,与Cer3油溶液相比,经过纳米乳液的运载,透皮后皮肤中Cer3的含量由(0.50±0.13)μg/cm增至(4.02±0.74)μg/cm,说明纳米乳液可有效促进Cer3的透皮输送。继续对共输送Cer3与CoQ10的纳米乳液进行了考察,透皮实验结果显示,随着Cer3由0%增至2%,透至角质层中的Cer3的含量随之增加,CoQ10的透皮含量由(5.76±0.41)μg/cm增至(9.81±0.60)μg/cm。闭合效应实验结果表明,Cer3可有效减少水分挥发,促进皮肤水合作用;猪皮FTIR表征结果显示,透至角质层的Cer3与角质层脂质融合后,可诱导角质层脂质流动性增强并疏松角蛋白二级结构,从而促进CoQ10的透皮输送。最后,对Cer3-纳米乳液的储藏稳定性进行了考察,粒径数据显示乳液在40℃下易发生奥氏熟化。为改善体系高温储藏稳定性及透皮性能,向体系中加入了PS,结果显示,当PS添加量为1.5%时,乳液于40℃储藏后奥氏熟化速率由6.06降至1.53,高温储藏稳定性得到显著改善;此时Cer3及CoQ10的透皮含量分别提升至(8.12±0.45)μg/cm及(17.66±0.57)μg/cm,CoQ10可渗透至真皮层,对猪皮进行FTIR表征发现PS可提高角质层脂质流动性,并通过与表皮细胞进行静电相互作用,疏松角蛋白结构。继续向体系中加入CHOL和FA,结果显示,当FA为油酸(OA)时,样品透皮后皮肤中Cer3及CoQ10的含量分别为(11.94±0.56)μg/cm和(24.18±0.71)μg/cm,猪皮FTIR表征结果显示OA可通过使脂质双分子层发生扭转,打乱角质层脂质有序排列,增强脂质流动性;进一步对Cer3/CHOL/FA的摩尔比进行了考察,透皮结果显示当摩尔比为1:1:1时,Cer3及CoQ10的透皮含量分别为(13.69±0.51)μg/cm和(28.60±0.68)μg/cm,对猪皮进行FTIR表征后发现,此摩尔比下乳液脂质与角质层脂质相容性最好,可与角质层脂质融合并诱导脂质流动性增强。