《Food Hydrocolloids》：Chitosan-modulated hyaluronic acid emulsion-based dissolving microneedles for improved stability and controlled release of hydrophilic and lipophilic bioactives
编辑推荐：
•壳聚糖（CS）浓度调节了透明质酸（HA）与CS的复合以及水包油（O/W）乳液的特性。•更高的CS浓度增强了可溶微针（DMNs）的强度，改善了插入性能，并延长了溶解时间。•CS提高了储存期间的颜色稳定性，并保留了自由基清除活性。•更高的CS浓度减缓了抗坏血酸（AA）的释放，并
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壳聚糖（CS）浓度调节了透明质酸（HA）与CS的复合以及水包油（O/W）乳液的特性。
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更高的CS浓度增强了可溶微针（DMNs）的强度，改善了插入性能，并延长了溶解时间。
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CS提高了储存期间的颜色稳定性，并保留了自由基清除活性。
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更高的CS浓度减缓了抗坏血酸（AA）的释放，并减少了番茄红素（LY）向受体相的转移。
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多变量分析将乳液特性与可溶微针（DMN）的性能和释放行为联系起来。
引言
基于聚合物的可溶性基质作为生物活性化合物的递送平台，引起了越来越多的关注，因为其组成和结构可以影响机械完整性、水合性、溶解性和释放行为（L. Zhang等，2021）。在这些系统中，可溶微针（DMNs）通常由水溶性或生物可降解聚合物制成，可在皮肤中形成瞬态微通道并在插入后溶解（Arya等，2017）。这种方法使活性化合物能够绕过角质层——皮肤渗透的主要屏障（Amjadi等，2018）。透明质酸（HA）是一种天然存在于皮肤中的阴离子糖胺聚糖，由于其生物相容性、皮肤亲和力、持水能力和溶解行为，已被广泛用作形成可溶微针的多糖（C. Zhang等，2024；Q. Wang, Gan等，2024）。然而，HA的亲水性质可能限制其与传统脂溶性化合物或分散油相的相容性（Lee等，2014）。将油相引入HA基质中可能导致相分离、基质形成不均匀和机械完整性降低，从而影响针形形成、插入性能、稳定性和释放行为。
脂溶性生物活性物质已通过几种配方策略被纳入可溶微针。纳米结构脂质载体、胶束和纳米乳液已被用于纳入水溶性差的化合物，在某些情况下还提供可控或延长递送（Cheng等，2020；Lee等，2014；Nasiri等，2022）。基于微乳的可溶微针也被用于共递送塞来昔布和α-亚麻酸，而分区化微针系统则被开发用于纳入极性或释放特性不同的化合物（J. Li等，2023；L. Q. Zhang等，2020；X. Zhang等，2025）。在基于载体的配方中，脂溶性化合物被包含在分散于水性铸模配方中的胶体载体中，而周围的聚合物则形成可溶微针基质。尽管这些方法能够实现水溶性差化合物的纳入及其释放的修饰，但基质形成性亲水胶体之间的相互作用对乳液特性和所得可溶微针性质的影响尚未得到充分关注。
透明质酸（HA）与壳聚糖（CS）之间多电解质复合物（PECs）的形成可能会调节含乳液可溶微针的结构和释放行为。CS是通过几丁质脱乙酰化获得的阳离子多糖，其质子化氨基在适当条件下可与HA的羧酸基团发生静电相互作用（Luo & Wang，2014；S. D. Nath等，2015）。先前的研究已在具有不同结构配置的微针系统中使用了HA和CS。由透明质酸钠针尖和空间分离的CS基底组成的复合微针已被用于双相抗原释放（Chiu等，2018）。在其他系统中，CS-MoS2纳米复合物已被纳入HA微针用于抗菌应用，而由HA-油胺和CS-油酸缀合物制备的杂化纳米颗粒已被纳入可溶微针用于局部药物递送（Du等，2023；Jha等，2024）。在这些系统中，HA和CS被用作空间分离的结构组分或在制备纳入的纳米结构中使用。据我们所知，O/W乳液基质中浓度依赖性的HA-CS PEC形成尚未被作为影响乳液特性或所得可解微针性能、储存稳定性和释放行为的配方因素进行研究。
将亲水性和脂溶性生物活性物质同时纳入单个可溶微针是一个配方挑战，因为其对水相和油相具有不同的亲和力。这些生物活性物质的双递送与皮肤应用相关，因为亲水性和脂溶性抗氧化剂分别在水相和脂质丰富的皮肤环境中起作用（Godic等，2014；Passi等，2002）。抗坏血酸（AA）和番茄红素（LY）分别被选为代表性的亲水性和脂溶性生物活性物质。AA是一种参与自由基清除和皮肤氧化还原反应的水溶性抗氧化剂，而LY是一种具有单线态氧猝灭能力的脂溶性类胡萝卜素（Liang等，2019）。这两种化合物在加工和储存过程中都容易降解（Liang等，2019）。
在本研究中，在不同CS浓度下制备了共载AA和LY的HA乳液基可溶微针，以调节HA-CS PEC形成并检查其对乳液特性、可溶微针性能和储存稳定性以及AA和LY释放行为的影响。这些生物活性物质分别被纳入水相和油相中。表征了乳液的物理化学和流变学性质，并对所得可溶微针的形态、抗压强度、插入性能、生物活性物质负载量、储存稳定性、溶解行为、体外释放和细胞相容性进行了评估。进一步使用动力学模型分析AA和LY的释放曲线，以阐明配方依赖的释放机制。还进行了多变量分析，以阐明HA-CS PEC形成、乳液特性、可溶微针性质以及AA和LY释放行为之间的关系。
章节摘要
材料
壳聚糖（CS，分子量100-200 kDa，脱乙酰度≥90%）和透明质酸钠（HA，分子量500-1000 kDa）购自大正化学与金属有限公司（韩国诗原）。作为可溶微针基质形成聚合物的聚乙烯醇（PVA）和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）购自杜克斯试剂（韩国安阳）。大豆油购自CJ第一制糖（韩国首尔）。聚氧乙烯（20）山梨醇单油酸酯（吐温80）由ES公司提供。
HA-CS PEC的形成
通过浊度测量研究了HA-CS多电解质复合物（PECs）的形成。测量在pH 5.6条件下进行，以限制过度复合，同时保持适合微针应用的生物相容性pH条件（Alqarni等，2025）。HA浓度固定在0.1 wt%，CS浓度从0到0.05 wt%变化，保持与微针制备中使用的相同的HA:CS重量比。如图2a所示，浊度随着...
结论
在本研究中，HA-CS PEC调节作为控制共载AA和LY的O/W乳液基可溶微针结构和功能特性的配方策略。浊度和FTIR分析支持了HA和CS之间的相互作用，而平均粒径、Zeta电位和表观粘度的浓度依赖性变化反映了乳液物理化学和流变学性质的变化。增加CS浓度导致更明显的...
作者贡献声明
Se Hoon Moon：撰写—原始草稿，方法论，调查研究，正式分析。Yun Jeong Kim：撰写—原始草稿，调查研究，正式分析，数据整理。Ming Kong：撰写—审阅与编辑，调查研究。Kyung Min Lim：方法论，正式分析。Hee Soon Shin：方法论，调查研究，正式分析。Min Hyeock Lee：撰写—审阅与编辑，监督，资源，项目管理，资金支持，概念化。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争经济利益或个人关系，这些关系可能会影响本文所报道的工作。
致谢
本工作得到了韩国国家研究基金会（NRF）资助（韩国政府MSIT资助）（编号：RS-2024-00353412）的支持。本工作也得到了韩国大学赠款，以及韩国大学CJ食品安全厅生物医学科学与食品安全研究所的支持。
Se Hoon Moon|Yun Jeong Kim|Ming Kong|Kyung Min Lim|Hee Soon Shin|Min Hyeock Lee
