Liposomi v kozmetiki - ultrazvočno izboljšana učinkovitost
, Kathrin Hielscher, objavljeno v Hielscher News
Liposomi v kozmetiki - kako enkapsulacija z ultrazvokom poveča njihovo učinkovitost: Liposomi, mikroskopski sferični mehurčki, napolnjeni z bioaktivnimi spojinami, so ena najodmevnejših inovacij v sodobni znanosti o negi kože.So majhni, biokompatibilni in izjemno učinkoviti pri stabilizaciji in dostavi občutljivih sestavin globoko v kožo.
Kako nastanejo liposomi in zakaj je sonikacija – uporaba močnostnega ultrazvoka – tako pomembno za proces enkapsulacije?
Rezultat ultrazvočnega oblikovanja in enkapsulacije liposomov je sistem z vrhunsko homogenostjo, večjo stabilnostjo in izboljšano biološko učinkovitostjo. – vse to neposredno vpliva na učinkovitejše formulacije za nego kože.
Sonikatorji, kot je UP400St uporabo akustične kavitacije za enkapsulacijo bioaktivnih spojin v liposome.
Kaj so liposomi?
Liposomi so vezikli nano- do mikrorazsežnosti, običajno s premerom od 50 do 1000 nanometrov.Njihova struktura je sestavljena iz fosfolipidnih dvoslojev, ki jih sestavljajo amfifilne molekule s hidrofilnimi (vodnimi) glavami in hidrofobnimi (maščobnimi) repi.Ko so ti fosfolipidi razpršeni v vodnem okolju, se spontano uredijo v dvoslojne membrane in tvorijo votle krogle, ki lahko vsebujejo tako hidrofilne kot lipofilne aktivne snovi.
Ločimo dve glavni strukturni vrsti:
- Unilamelarni liposomi (SUV) - vsebujejo en lipidni dvosloj
- Multilamelarni liposomi (MLV) - sestavljeni iz več koncentričnih dvoslojnih plasti
Ta arhitektura omogoča, da liposomi vsebujejo, ščitijo in postopoma sproščajo različne učinkovine. – od vitaminov in peptidov do rastlinskih izvlečkov in antioksidantov.
Biološki pomen liposomov
Liposomi so v dermalnih formulacijah tako dragoceni zaradi svoje biomimetične sestave.Fosfolipidi, kot sta lecitin ali fosfatidilholin, so strukturno 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, UV-razgradnjo in encimsko razgradnjo.
- Boljša penetracija - ob stiku s kožo se liposomski lipidi združijo z epidermalnimi lipidi in nadzorovano sproščajo aktivne sestavine.
Rezultat je večja biološka uporabnost, trajna učinkovitost in boljša prenašanje. – tudi za občutljivo, razdraženo ali starajočo se kožo.
Liposomska enkapsulacija z ultrazvočno pomočjo
V preteklosti so liposome proizvajali z mehanskim mešanjem ali hidratacijo tanke plasti, vendar se je enkapsulacija z ultrazvokom izkazala za posebno učinkovito in razširljivo alternativo. Pri tej metodi se na disperzijo lipidov in vode uporabi ultrazvok visoke jakosti (običajno okoli 20-30 kHz). Hitro nastajanje in implozija mikroskopskih kavitacijskih mehurčkov ustvarita lokalizirane strižne sile, visoke tlake in prehodne temperaturne gradiente. Ti fizikalni učinki povzročijo spontano tvorbo liposomov z izjemno enakomernostjo.
Nastajanje liposomov z metodo povratnega izhlapevanja z uporabo ultrazvočnega razglapevanja
Prednosti tega pristopa so velike:
- Ozka porazdelitev velikosti delcev in izboljšana homogenost
- Večja stabilnost membrane in manjša agregacija
- Večja učinkovitost enkapsulacije za hidrofilne in lipofilne snovi
- Obdelava brez topil, pri nizki temperaturi, idealna za občutljive bioaktivne snovi, kot so vitamini, encimi ali koencimi
Z vidika formulacije so liposomi z ultrazvokom elegantna in energetsko učinkovita alternativa kemičnim ali toplotnim načinom enkapsulacije.
Mehanizem delovanja na kožo
Ko pride ultrazvočno proizveden liposom v stik z epidermisom, se njegova fosfolipidna lupina postopoma združi z naravnim lipidnim matriksom kože.Med tem procesom se postopoma sproščajo zaprte učinkovine – s čimer nastane učinek rezervoarja ali depoja.
To nadzorovano sproščanje zagotavlja dolgotrajno biološko razpoložljivost, podpira regeneracijo pregrad in zmanjšuje transepidermalno izgubo vode. Poleg tega imajo fosfolipidi, kot je fosfatidilholin, prirojene protivnetne in mehčalne lastnosti, kar prispeva k splošnemu zdravju in gladkosti kože.
Znanstveni dokazi in prednosti ultrazvočnih liposomov
Številne študije so pokazale, da imajo sonokemično proizvedeni liposomi večjo fizikalno-kemijsko stabilnost, manjšo velikost delcev in večjo učinkovitost enkapsulacije v primerjavi z običajno pripravljenimi vezikli.Na področju raziskav farmacevtskih nanonosilcev ultrazvočno obdelani liposomi zdaj veljajo za referenčno tehnologijo za enkapsulacijo termolabilnih ali na oksidacijo občutljivih snovi.
V kozmetičnih aplikacijah te lastnosti povzročajo:
- Izboljšana stabilnost sestavin in rok trajanja
- Povečana penetracija hidrofilnih učinkovin
- Zmanjšana oksidacija in razgradnja
- Večja združljivost s kožo in manjša možnost draženja
Takšni sistemi so najbolj koristni za formulacije proti staranju, vlaženje in obnovo zapor, saj zagotavljajo podaljšano sproščanje in odlično dostavo po koži.
Kdo ima koristi od liposomskih formulacij?
Liposomske formulacije so primerne za vse vrste kože. – od občutljivih in suhih do mastnih ali nagnjenih k aknam.Klinični in in vitro podatki kažejo, da lahko liposomi na osnovi fosfolipidov uravnavajo izločanje sebuma, blažijo vnetja in celo podpirajo obnovo bariere pri oslabljeni koži.
Zato liposomski nosilci niso le funkcionalni, temveč tudi terapevtski, saj zapolnjujejo vrzel med kozmetično nego in dermatološko učinkovitostjo.
Zakaj proizvajalci kozmetičnih izdelkov obožujejo ultrazvok za formulacijo liposomov?
Liposomi so eden najnaprednejših sistemov za dostavo v sodobni kozmetični znanosti.Ko njihovo tvorbo izboljšamo s sonikacijo, njihova učinkovitost, stabilnost in biološka učinkovitost dosežejo povsem novo raven.
Z združitvijo biomimetične lipidne kemije in akustične energije doseže liposomalna enkapsulacija z ultrazvokom tisto, česar običajne metode ne morejo. – natančne, stabilne in fiziološko združljive vezikle, ki izboljšajo kakovost formulacije in učinkovitost kože.
V bistvu: Liposomi naredijo kozmetiko inteligentno – in ultrazvoka so resnično učinkoviti.
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Steklena pretočna celica na Sonicator 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.