基于石榴油优化纳米结构脂质载体-水凝胶系统增强槲皮素皮肤递送及UVB防护研究

为解决槲皮素(quercetin)因疏水性、化学不稳定性导致的皮肤渗透性差和生物利用度低等问题，研究人员开发了负载石榴油(pomegranate oil)的纳米结构脂质载体(NLCs)，并嵌入海藻酸钠/聚乙烯醇(SA-PVA)水凝胶中。通过Box-Behnken设计优化配方，该体系显著提升槲皮素包封率(55%)和皮肤滞留性，体外实验证实其通过清除ROS降低UVB诱导的角质形成细胞凋亡，为光防护制剂开发提供新策略。

　　

研究背景与意义
槲皮素作为自然界分布最广的黄酮类化合物，具有抗氧化、抗炎和光防护等多重生物活性，但其临床应用长期受限于高疏水性、化学不稳定性和皮肤渗透性差等问题。传统脂质纳米粒(SLNs)虽能改善药物递送，但存在载药量低和突释等缺陷。与此同时，紫外线(UVB)辐射通过诱导活性氧(ROS)生成导致皮肤光老化甚至癌变，亟需开发兼具高递送效率和光防护功能的创新制剂。

研究设计与方法
葡萄牙波尔图大学的研究团队创新性地将石榴油——一种富含石榴酸且具有天然抗氧化活性的液体脂质——引入纳米结构脂质载体(NLCs)的配方中，通过Box-Behnken实验设计优化了脂质比例、水含量和药物浓度等关键参数。随后将优化后的NLCs嵌入海藻酸钠(sodium alginate, SA)与聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)的杂化水凝胶基质中，构建了"纳米载体-水凝胶"二级递送系统。研究采用透射电镜(TEM)和差示扫描量热法(DSC)表征纳米粒形态与结晶行为，通过人工皮肤模型(PVPA_sc)评估渗透性，并利用UVB辐照人永生化角质形成细胞(HaCaT)模型验证光保护效果。相关成果发表在《International Journal of Pharmaceutics》。

关键技术
研究采用热乳化-超声法制备NLCs；通过Box-Behnken设计优化配方参数；使用流变仪分析水凝胶的黏弹性；采用PVPA_sc人工皮肤模型评估渗透行为；通过MTT法和流式细胞术检测UVB辐照下的细胞保护效应。

主要研究结果

1. NLCs优化与表征
   优化后的NLCs粒径为234±14 nm，包封率达55%，显著高于SLNs(43%)。DSC显示石榴油的加入使脂质基质形成缺陷型晶体结构，FTIR证实槲皮素成功包载。TEM观察到NLCs呈现非球形不规则形态，与SLNs的规整球形形成对比。

2. 稳定性与抗氧化活性
   4℃储存12周后，NLCs各项参数保持稳定，Zeta电位维持在-19±3 mV。ABTS/DPPH实验显示包载后槲皮素抗氧化活性仅轻微下降，而石榴油本身展现出协同抗氧化效应。

3. 皮肤渗透行为
   PVPA_sc模型显示NLCs-水凝胶系统使槲皮素皮肤滞留量提升至60 μg，是游离药物的2倍，且无显著透皮渗透，确保局部作用。

4. 光防护机制
   在60 mJ/cm² UVB辐照下：

• NLCs-水凝胶处理组细胞存活率比空白对照组高40%
• 流式检测显示早期凋亡细胞减少25%
• DCFH-DA荧光证实ROS水平降低70%
  石榴油单独处理组也表现出显著ROS清除能力，但未与槲皮素产生叠加效应。

水凝胶特性
SA-PVA水凝胶呈现剪切稀化的假塑性流体特性，6周内保持结构稳定。SEM显示NLCs的加入使水凝胶网络结构更致密，孔径减小。

结论与展望
该研究成功构建了基于天然活性成分的多功能递送系统，通过"纳米结构脂质载体-生物聚合物水凝胶"的协同设计，同时解决了槲皮素皮肤递送效率低和稳定性差两大难题。特别值得注意的是，选择石榴油作为功能性液体脂质，不仅提高了载药量，还赋予制剂额外的抗氧化和抗炎活性。在机制层面，研究证实该系统通过双重途径发挥光保护作用：物理阻隔UVB辐射和生化清除ROS。这种将天然活性成分、纳米技术和生物材料相结合的策略，为开发新一代功能性护肤品和皮肤光防护制剂提供了重要参考。未来研究可进一步探索该体系在特应性皮炎、银屑病等炎症性皮肤疾病中的应用潜力。