脂质体的透皮作用及影响因素

时间:2022-09-30 09:24:15

脂质体由于特有的仿生性和透皮性在化妆品中的应用日趋增多。本文综述了影响脂质体透皮作用的因素和可能机理,为脂质体产品开发奠定了基础。

影响化妆品局部作用的主要因素为功效分子的特性(分子大小、亲脂性)、载携工具(剂型、促透剂)、应用部位的组织。在生物药剂学上,功效分子的吸收程度、速度和分布,是由以上每个组分的物理化学性质及综合作用决定的。

由于皮肤的主要生物功能为屏障,并不建议使用渗透促进剂,因为会损害其重要功能,转而我们操控其他两个因素――功效分子及传输工具。增加功效分子的亲脂性虽然可促进皮肤渗透,但改变功效分子特性可能影响其生物活性。尽管结构、分子的改变或其他操作可以改变一些功效分子的性质,却只能改变功效分子的化学性质而不能使其具有靶向性。因此,改变功效分子穿透和/或定位或者实现功效分子选择性输送的最好途径是利用传输工具或者使用功效分子载体,在这一点上,脂质体是理想的选择。

一、 影响脂质体透皮吸收的几个主要因素

1965年英国的Banghan等人发现一种具有生物膜结构的囊,他们称之为脂质体。1971年Ryman等人提出将脂质体作为功效分子载体,即将酶或功效分子包裹在脂质体中。脂质体是磷脂和其他两亲性物质分散于水中,由一层或多层同心的脂质双分子膜包封而成的球状体。脂质体类似细胞结构,有生物膜的特性和功能,故又称人工生物膜。具有亲水性和疏水性,既可以包裹水溶性物质,又可以包裹脂溶性物质。水溶性物质可包封于脂质体的水层结构中,而脂溶性或两亲性的物质,则结合于脂质体亲脂部分或脂质双分子层中。1986年底,化妆品开始进入这个市场,目前很多化妆品企业均有脂质体的研究和应用。

(一)局部皮肤结构对功效分子透皮的影响

皮肤角质层是外源性物质经皮透入体内的主要屏障,角质层的角质细胞含脂质较少,而角质细胞间基质则由脂质双分子构成。一般来说,对功效分子的促进透皮吸收作用是通过改善角质细胞或角质细胞间脂质的通透性来实现的,使功效分子容易进入体内。由于脂质体特有的物化性质及其对体内或体外环境改变的高度适应性,20世纪80年代初期,Gulaskharan首次报道用脂质体包裹的功效分子用于透皮吸收发现, 脂质体可使更多功效分子滞留在表皮与真皮之间,使吸收进入血液系统的功效分子数量减少,并可有效避免全身不良反应。近年来,脂质体以其良好的生物相容性和显著的促进功效分子透皮吸收特性而受到高度重视,不断涌现脂质体化妆品和脂质体的皮肤外用药物。

借助其性质(脂质组成、大小、表面电荷),脂质体产品中的功效分子及其他成分可满足两个要求,即局部定位工具及功效分子载体。

(二)脂质体粒径的影响

制备多种粒径分布的脂质体,包裹疏水性物质,结果纳米脂质体(粒径小于200nm)的透皮方式与大单室脂质体、MLV(多室脂质体)显著不同。使用30分钟后,纳米脂质体包裹的功效分子在皮肤上基本维持原来的数量,而其他脂质体则下降明显。由于纳米脂质体与皮肤作用快捷,因此透皮更迅速有效。

将亲水性荧光色素CF或者亲脂性荧光色素Dil进行脂质体包裹,通过不同孔径的聚碳酸酯滤膜,制备得不同粒径的脂质体,体外腹部皮肤穿透研究中,使用Franz扩散池和标准的皮肤剥离技术,可以在局部功效分子转运中检测分析脂质体的粒径大小。激光扫描显微成像技术(GLSM)用于检视脂质体Dil的穿透能力,皮肤中Dil荧光素的最大值是71纳米的小脂质体。和大脂质体比较,粒径120纳米的脂质体的CF穿透能力增强。结果显示,CF的穿透能力与脂质体的粒径相关。

(三)脂质体成分的影响

脂质体的基本骨架材料为磷脂和胆固醇,不同磷脂组成的脂质体有不同的性质。人、小鼠和猪的角质层中均不含磷脂,而主要由非极性脂质组成,包括40%的神经酰胺、25%的胆固醇、25%的脂肪酸和10%胆固醇硫酸酯。根据脂质组成的特点,制备了以角质层成分为主的各种脂质体,即角质脂质体,该类脂质体可使所载功效分子具有更大的穿透性。

例如柔性脂质囊泡作为有效的透皮载体具有独特的功能,能转运不同的功效分子,而不需要考虑其大小、结构、分子量或极性。它的组成成分可以是磷脂/表面活性剂/水,也就是通常所讲的柔性脂质体(Transfersome),或者成分为磷脂/醇/水,因为乙醇含量较高而被称为乙醇脂质体(Ethosome)。它们具有相同的特性,就是双分子层流动性较高,易于变形穿透皮肤屏障。

柔性脂质体具有高度变形能力,并能以皮肤水化压力为动力,高效穿透比其自身小数倍的孔道。它是经由脂质体配方改进而来的,在脂质体原有成分中不加或者少加胆固醇,同时加入了膜软化剂,主要是表面活性剂如胆酸钠、去氧胆酸钠、吐温、司盘,使其类脂膜具有高度的变形能力,这是它与普通脂质体最大的区别。称之为柔性脂质体仅是在形态学上与普通脂质体有类似,在功能上则是完全不同的。乙醇脂质体是通常含有2~5%磷脂,20~50%乙醇以及水,虽然体系内含有较高百分比的乙醇或者其他的醇类物质,但是依然能够保持完整的囊泡结构,同时乙醇的存在也能增加膜的流动性利于其变形。

二、 脂质体化妆品的透皮特点

(一)脂质体包裹的功效分子选择性输送

一系列的结果都证实了脂质体的选择性功效分子输送,但难以解释其机理。与普通制剂比较,在表皮和真皮中的功效分子浓度要高3到8倍,但系统中的功效分子浓度并没有成比例增加,反而下降。经皮吸收一般认为是被动吸收,是浓度依赖性的;皮肤中的高浓度会导致经皮吸收增加。另外,血液和尿液的分析都证实脂质体包裹致使透皮吸收显著降低。一些组织中的功效分子分布(皮下组织、脑、肝、胰腺、肺以及心脏)较低,或者差别不明显,但是测试和对照两组动物的真皮中功效分子浓度统计学上差异明显。显然,脂质体的包裹改变了功效分子的药代动力学。游离功效分子的药代动力学是由其物理化学性质决定的,而脂质体包裹的功效分子归宿主要由脂质囊泡和脂质体中的其他成分所决定。

因此脂质体在真皮中能够发挥储存和缓释作用。通过适当的配伍,可以调节脂质体的体内释放(调节体内稳定性和/或脂质体膜的通透性),然后控制透皮吸收。与传统载体比较,由于脂质体可以发挥缓释载体的作用,在皮肤中维持较高浓度,因为清除缓慢,可以增加功效分子的局部浓度。

(二)脂质体剂型增强局部活性

现在的局部物对于完整皮肤是无作用的,将传统(软膏、乳膏)制剂与脂质体剂型的丁卡因及利多卡因进行比较:Pontocaine乳膏(含有丁卡因氢氯化物,等同1.0%丁卡因)应用到健康成年人自愿者的其中一只手臂中;另一只手臂只含有0.5%丁卡因脂质体使用。以成熟的针刺方法,测定两者的效果,结果显示脂质体剂型比乳膏样品更优越。强度高及持续时间较长,显示脂质体穿过皮肤时,载携着被包裹的功效分子,并作为一种真皮内的缓释工具。脂质体包囊的利多卡因与丁卡因研究结果类似:脂质体包囊的利多卡因比游离利多卡因,或不含利多卡因的脂质体样品更具活性。

(三)增加皮肤的局部修复作用

委托北京大学药学院药理学系的药理学实验表明:与空白对照组比较,脂质体对化学损伤性溃疡有良好的促进愈合作用,给药后三天即见效,表现为溃疡愈合快,溃疡面积缩小显著,溃疡愈合天数提前,而对动物体重无明显影响。

三、 脂质体与皮肤作用的可能机理

脂质体可以作为功效分子载体,并促进透皮吸收,但其作用机理尚未完全阐明,一般认为脂质体对皮肤有以下几种作用机制:

(一)水合机制

脂质体提供外源性脂质双层膜,使角质细胞间结构改变,脂质双层中疏水性尾部排列紊乱,脂溶性功效分子可通过扩散和毛细管作用进入细胞间隙,湿化角质层和加强水合作用。

(二)穿透机制

作为转运功效分子的载体,完整的脂质体可以穿过角质细胞、角质细胞之间的间隙和皮肤附属管道开口进入皮肤,因脂质体大小组成不同,穿透皮肤浓度亦不一样,同时把功效分子带入的深度不一样。

(三)融合机制

构成脂质体的外膜与细胞膜相近,脂质体进入皮肤后,可经由脂质的交换和融合作用而维护皮肤生理功能。

通过控制脂质体的粒径和组成成份,可以有目的地利用脂质体的这些特点,应用于日用化学品中。由于脂质体与细胞膜的组成和结构具有相似性,因此其作为优异的透皮吸收载体,在化妆品中的应用将日趋广泛。

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