基于大麻二酚纳米乳的皮肤抗颗粒物保护作用:来自离体人体模型的证据

《Colloids and Interfaces》:Application of Cannabidiol Nanoemulsion for Skin Protection Against Particulate Matter: Evidence from an Ex Vivo Human Model

【字体: 时间:2026年01月02日 来源:Colloids and Interfaces 3.2

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  本研究通过相转化温度(PIT)法制备了基于Brij?O10/橄榄油的CBD纳米乳(NE),该体系通过油-表面活性剂协同作用显著提升CBD溶解度(ΔS%达+257%),并在PM2.5暴露的离体人皮肤模型中有效抑制炎症因子IL-6、基质金属蛋白酶MMP-1,同时恢复I型前胶原肽(PIP)表达,为开发抗污染纳米载体提供新策略。

  
纳米乳的形成与稳定性特征
研究选择橄榄油(OL)作为油相,基于其与非离子表面活性剂Brij?O10的相容性,通过相转化温度(PIT)法制备水包油型纳米乳。三元相图显示,当Brij?O10浓度处于5-30%(w/w)时可形成稳定纳米乳区域,其中20%配方(B20)在30天储存期内保持透明且流动性良好。当表面活性剂浓度超过30%时,体系出现凝胶化现象,影响实际应用。
CBD在不同介质中的溶解度特性
实验量化了CBD在各组分的溶解度:水中溶解度仅为0.001%(w/v),橄榄油中高达27.29±0.01%(w/v),而20% Brij?O10胶束溶液溶解度为0.38±0.09%(w/v)。这种显著的差异凸显了CBD的强亲脂性,也提示油-表面活性剂混合体系可能产生协同增溶效果。
CBD对纳米乳相转化温度的影响
研究发现,空白纳米乳的PIT随橄榄油含量增加呈U型变化:低油浓度时PIT下降,高浓度时逐渐回升。而CBD的加入显著改变体系热行为,使含油纳米乳在加热过程中出现浑浊,仅胶束体系(0% OL)可测得PIT值(从67°C降至35°C),表明CBD分子嵌入表面活性剂组装体,干扰其热稳定性。
粒径分布与微观形貌分析
光子相关光谱(PCS)显示,空白纳米乳粒径均小于25纳米,且在1% OL时达到最小值(10纳米)。CBD的引入引发非线性粒径变化:1% OL时粒径骤增至105纳米,4% OL时回落至17纳米,8% OL时又增大至90纳米。透射电镜(TEM)图像定性支持该趋势,显示CBD负载体系在低油含量时出现明显聚集体,而高油含量时形成离散纳米结构。所有体系的zeta电位维持在-10至+3毫伏范围,符合非离子表面活性剂的空间稳定机制。
协同增溶效应的量化验证
通过比较实验测量值与理论计算值(基于组分加权模型),发现所有纳米乳体系均呈现正值的协同增溶百分比(ΔS%=+79%至+257%)。其中B20-OL1体系的ΔS%最高,但其绝对溶解度较低;实际应用中选择B20-OL4-CBD(平衡粒径与透明度)和B20-OL8-CBD(最高绝对溶解度)进行生物学评价。
离体皮肤模型验证生物活性
在PM2.5暴露的离体人皮肤模型中,0.05%浓度的CBD纳米乳表现出良好生物相容性(LDH释放量与对照组无显著差异)。生物学指标检测显示,空白纳米乳可使IL-6水平降低45-70%,而CBD负载体系进一步降低30%(B20-OL4-CBD)和46%(B20-OL8-CBD)。所有纳米乳均使MMP-1分泌抑制90%以上,其中B20-OL8-CBD较空白组再降低55%。值得注意的是,CBD纳米乳能逆转PM诱导的PIP下降(B20-OL4-CBD提升70%,B20-OL8-CBD提升41%),表明其具有促进胶原合成的独特功能。
作用机制与制剂设计关联性
研究揭示橄榄油的高摩尔体积特性使其主要分布于纳米乳核芯,由Brij?O10的烯烃链稳定化,形成典型的核-壳结构。CBD的两亲性导致其在油相与界面区的重新分布,引发胶束溶胀和液滴重组。这种结构重组虽导致体系浊度增加,但未影响物理稳定性,反而通过扩大界面面积和增强核芯可及性实现协同增溶。
结论与应用前景
基于PIT法的Brij?O10-橄榄油纳米乳体系成功实现CBD的高效负载与协同增溶,在PM暴露的离体人皮肤模型中表现出抗炎、抑制基质降解及促进胶原合成的多重保护功效。该研究为开发针对环境污染所致皮肤损伤的功能性纳米载体提供了制剂学与生物学双重证据。
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