Liposomi v kozmetiki – učinkovitost, izboljšana z ultrazvokom
, Kathrin Hielscher, objavljeno v rubriki Novice Hielscher
Liposomi v kozmetiki – kako enkapsulacija s pomočjo ultrazvoka izboljša njihovo učinkovitost: Liposomi, mikroskopski kroglasti vezikli, napolnjeni z bioaktivnimi spojinami, sodijo med najizjemnejše inovacije v sodobni znanosti o negi kože. So drobni, biokompatibilni in izjemno učinkoviti pri stabilizaciji občutljivih sestavin in njihovem vnosu globoko v kožo.
Kako nastanejo liposomi in zakaj je sonikacija – uporaba močnostnega ultrazvoka – tako pomembna za proces enkapsulacije?
Rezultat ultrazvočnega oblikovanja liposomov in enkapsulacije je sistem z izjemno homogenostjo, večjo stabilnostjo in izboljšanim biološkim delovanjem – vse to se neposredno odraža v učinkovitejših formulacijah za nego kože.
Sonikatorji, kot je UP400St, uporabljajo akustično kavitacijo za enkapsulacijo bioaktivnih spojin v liposome.
Kaj so liposomi?
Liposomi so vezikli nanometrskih do mikrometrskih velikosti, katerih premer običajno znaša od 50 do 1000 nanometrov. Njihovo strukturo sestavljajo fosfolipidni dvosloji, zgrajeni iz amfifilnih molekul s hidrofilnimi glavami (ki imajo afiniteto do vode) in hidrofobnimi repi (ki imajo afiniteto do maščob). Ko so ti fosfolipidi dispergirani v vodnem okolju, se spontano razporedijo v dvoslojne membrane in tvorijo votle krogle, ki lahko enkapsulirajo tako hidrofilne kot lipofilne učinkovine.
Razlikujemo dva glavna strukturna tipa:
- Unilamelarni liposomi (SUVs) – vsebujejo en sam lipidni dvosloj
- Multilamelarni liposomi (MLVs) – sestavljeni so iz več koncentričnih dvoslojev
Ta zgradba omogoča liposomom, da vključijo, zaščitijo in postopoma sproščajo najrazličnejše učinkovine – od vitaminov in peptidov do rastlinskih izvlečkov in antioksidantov.
Biološki pomen liposomov
Liposomi so v formulacijah za kožo tako dragoceni zaradi svoje biomimetične sestave. Fosfolipidi, kot sta lecitin ali fosfatidilholin, so po strukturi podobni lipidom, ki so naravno prisotni v kožni pregradi.
Ta podobnost omogoča neposredno interakcijo in delno zlitje z roženo plastjo, kar prinaša dve bistveni prednosti:
- Zaščita aktivnih spojin – labilne molekule so zaščitene pred oksidacijo, razgradnjo zaradi UV-sevanja in encimsko razgradnjo.
- Izboljšano prodiranje – ob stiku s kožo se liposomski lipidi zlijejo z epidermalnimi lipidi in nadzorovano sproščajo učinkovine.
Rezultat so večja biološka uporabnost, dolgotrajna učinkovitost in izjemna prenosljivost – tudi pri občutljivi, razdraženi ali starajoči se koži.
Liposomska enkapsulacija s pomočjo ultrazvoka
Medtem ko so liposome v preteklosti proizvajali z mehanskim mešanjem ali hidratacijo tankega filma, se je enkapsulacija s pomočjo ultrazvoka izkazala za posebej učinkovito alternativo, ki omogoča povečanje obsega proizvodnje. Pri tej metodi na disperzijo lipidov v vodi deluje ultrazvok visoke intenzivnosti (običajno približno 20–30 kHz). Hitro nastajanje in implozija mikroskopskih kavitacijskih mehurčkov ustvarjata lokalizirane strižne sile, visoke tlake in prehodne temperaturne gradiente. Ti fizikalni učinki sprožijo spontano nastajanje liposomov z izjemno enakomernostjo.
Nastajanje liposomov z metodo povratnega izparevanja s pomočjo sonikacije
Prednosti tega pristopa so znatne:
- Ozka porazdelitev velikosti delcev in izboljšana homogenost
- Večja stabilnost membran in zmanjšana agregacija
- Večja učinkovitost enkapsulacije tako hidrofilnih kot lipofilnih snovi
- Obdelava brez topil pri nizkih temperaturah, idealna za občutljive bioaktivne snovi, kot so vitamini, encimi ali koencimi
Z vidika priprave formulacij liposomi, izdelani s pomočjo ultrazvoka, ponujajo elegantno in energijsko učinkovito alternativo kemičnim ali toplotnim postopkom enkapsulacije.
Mehanizem delovanja na kožo
Ko ultrazvočno proizveden liposom pride v stik s povrhnjico, se njegova fosfolipidna ovojnica postopoma zlije z naravnim lipidnim matriksom kože. Med tem procesom se enkapsulirane učinkovine postopoma sproščajo – pri tem nastane rezervoarski oziroma depojski učinek.
To nadzorovano sproščanje zagotavlja dolgotrajno biološko uporabnost, podpira obnovo kožne pregrade in zmanjšuje transepidermalno izgubo vode. Poleg tega imajo fosfolipidi, kot je fosfatidilholin, naravne protivnetne in emolientne lastnosti, ki prispevajo k splošnemu zdravju in gladkosti kože.
Znanstveni dokazi in prednosti ultrazvočno proizvedenih liposomov
Številne študije so pokazale, da imajo sonokemično proizvedeni liposomi boljšo fizikalno-kemijsko stabilnost, manjšo velikost delcev in večjo učinkovitost enkapsulacije v primerjavi z vezikli, pripravljenimi po običajnih postopkih. V farmacevtskih raziskavah nanonosilcev ultrazvočno obdelani liposomi danes veljajo za referenčno tehnologijo za enkapsulacijo termolabilnih snovi ali snovi, občutljivih za oksidacijo.
Pri uporabi v kozmetiki te lastnosti prinašajo:
- Izboljšano stabilnost sestavin in daljši rok uporabnosti
- Izboljšano prodiranje hidrofilnih učinkovin
- Zmanjšano oksidacijo in razgradnjo
- Večjo združljivost s kožo in manjšo možnost draženja
Takšni sistemi najbolj koristijo zlasti formulacijam proti staranju, za vlaženje in obnovo kožne pregrade, saj omogočajo podaljšano sproščanje in učinkovitejši vnos v kožo.
Komu koristijo liposomske formulacije?
Liposomske formulacije so načeloma primerne za vse tipe kože – od občutljive in suhe do mastne ali k aknam nagnjene kože. Klinični podatki in podatki in vitro kažejo, da lahko liposomi na osnovi fosfolipidov uravnavajo izločanje sebuma, blažijo vnetje in celo podpirajo obnovo pregrade pri poškodovani koži.
Zato liposomski nosilci niso le funkcionalni, temveč tudi terapevtski, saj povezujejo kozmetično nego z dermatološko učinkovitostjo.
Zakaj proizvajalci kozmetike radi uporabljajo ultrazvok za pripravo liposomov?
Liposomi predstavljajo enega najnaprednejših sistemov za dostavo učinkovin v sodobni kozmetični znanosti. Ko njihovo nastajanje izboljšamo s sonikacijo, njihova učinkovitost, stabilnost in biološko delovanje dosežejo povsem novo raven.
Z združevanjem biomimetične kemije lipidov z akustično energijo liposomska enkapsulacija s pomočjo ultrazvoka dosega tisto, česar običajne metode ne morejo – natančno oblikovane, stabilne in fiziološko združljive vezikle, ki izboljšajo tako kakovost formulacij kot njihovo delovanje na kožo.
Bistvo: Liposomi naredijo kozmetiko inteligentno – ultrazvok pa jo naredi resnično učinkovito.
Stopite v stik z nami! / Vprašajte nas!
Steklena pretočna celica pri sonikatorju UIP1000hdT za proizvodnjo liposomov.
Literatura / reference
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): An efficient liposome based method for antioxidants encapsulation. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 136, 2015. 1067-1072.
- Huang Y.B., Tsai M.J., Wu P.C., Tsai Y.H., Wu Y.H., Fang J.Y. (2011): Elastic liposomes as carriers for oral delivery and the brain distribution of (+)-catechin. Journal of Drug Targeting 19(8), 2011. 709-718.
- Pucek-Kaczmarek, A. (2021): Influence of Process Design on the Preparation of Solid Lipid Nanoparticles by an Ultrasonic-Nanoemulsification Method. Processes 2021, 9, 1265.
- Joanna Kopecka, Giuseppina Salzano, Ivana Campia, Sara Lusa, Dario Ghigo, Giuseppe De Rosa, Chiara Riganti (2013): Insights in the chemical components of liposomes responsible for P-glycoprotein inhibition. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2013.