负载视黄醇的甘露糖赤藓糖醇脂质纳米脂质体用于增强人体皮肤渗透性研究（Retinol-Loaded Mannosylerythritol Lipid Nanoliposome for Enhanced Human Skin Penetration）

《SKIN RESEARCH AND TECHNOLOGY》：Retinol-Loaded Mannosylerythritol Lipid Nanoliposome for Enhanced Human Skin Penetration

　　

背景：具抗皱等抗衰老功效的功能化妆品活性物难以穿透皮肤角质层（stratum corneum, SC），需透过皮肤屏障到达真皮层成纤维细胞方能发挥效用。本研究制备了可高效经皮递送知名抗皱成分视黄醇（retinol）的变形脂质体（deformable liposomes / transfersomes）。材料与方法：以氢化卵磷脂（hydrogenated lecithin, HL）与甘露糖赤藓糖醇脂质（mannosylerythritol lipid, MEL）作为边缘活化剂（edge activator），按HL∶MEL质量比10∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶10分别制备五种处方（ML?1至ML?5），分析其粒径、ζ电位、多分散指数（polydispersity index, PDI）、包封率（encapsulation efficiency, EE）及变形指数（deformability index, DI）；采用冷冻透射电子显微镜（cryogenic transmission electron microscopy, cryo?TEM）观察最优处方的脂质体形态，并使用Franz扩散池评价各脂质体处方的视黄醇皮肤渗透能力。结果：经表征，HL∶MEL＝3∶7的ML?4被确定为经皮递送最优处方（粒径89.3±6.8 nm，ζ电位－25.2±1.1 mV，PDI 0.263±0.012，EE 86.3±2.3%，DI 5.76±1.9）；cryo?TEM证实ML?4呈典型脂质体形态；Franz扩散池实验以不含MEL的常规脂质体ML?1为对照，ML?4视黄醇总透皮量为29.0%，较ML?1（18.4%）提高10.6%。结论：本研究以生物表面活性剂MEL为边缘活化剂制备的ML?4变形脂质体可有效包封抗皱剂视黄醇，在不造成物理损伤的前提下提升皮肤渗透能力，表明ML?4可作为功能性化妆品活性物的高效经皮递送系统（transdermal delivery system, TDDS）。

论文解读：负载视黄醇的甘露糖赤藓糖醇脂质纳米脂质体用于增强人体皮肤渗透性

研究背景与意义

皮肤最外层由角质层（stratum corneum, SC）构成"砖墙结构（bricks and mortar structure）"，其中细胞间脂质形成紧密排列的层状结构，是阻碍外用活性物吸收的主要屏障。常规磷脂脂质体因膜刚性强、变形能力不足，难以有效穿过SC细胞间脂质通道实现真皮深层递送。变形脂质体（deformable liposomes / transfersomes）通过在磷脂双分子层中引入边缘活化剂（edge activator，如生物相容性表面活性剂）增加膜流动性与变形能力，可在水合压力下挤压通过比自身粒径更小的SC细胞间孔隙。以往多用聚乙二醇（polyethylene glycol, PEG）类合成非离子表面活性剂作边缘活化剂，但因安全性问题在化妆品中受限。甘露糖赤藓糖醇脂质（mannosylerythritol lipid, MEL）是由Candida sp. SY16发酵产生的糖脂类生物表面活性剂（biosurfactant），具低临界胶束浓度（critical micelle concentration, CMC＝10 mg/L＝1.5×10^?5M）、高生物降解性、低毒性和良好乳化活性，且可自组装形成层状（Lα）液晶相。视黄醇（retinol，维生素A醇）是公认的抗皱功能成分，可刺激Ⅰ型胶原合成、抑制基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinase, MMP）并减少氧化应激，但因其脂溶性强且易被氧化，常规剂型皮肤渗透率低。本研究旨在以MEL替代合成表面活性剂作为边缘活化剂，与氢化卵磷脂（hydrogenated lecithin, HL）共组制备载视黄醇变形纳米脂质体，筛选最优处方并验证其理化性质及离体人皮肤渗透增效作用，论文发表于《SKIN RESEARCH AND TECHNOLOGY》。

主要关键技术方法

研究人员以薄膜水化法结合微流化及0.45 μm滤膜过滤制备5组MEL?脂质体（MEL?liposomes, MLs，HL∶MEL＝10∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶10，编号ML?1～ML?5），含神经酰胺（Cer）、胆固醇（Chol）及视黄醇。采用动态光散射测定粒径与多分散指数（PDI）、Zetasizer测ζ电位；紫外?可见分光光度法（UV?vis）以标准曲线计算视黄醇包封率（entrapment efficiency, EE＝C_e/C_i×100）；微型挤出法过50 nm聚碳酸酯膜并按公式DI＝J_flux×(r_v/r_p)²计算变形指数（deformability index, DI）；cryo?TEM观察形态与双层厚度；使用Franz扩散池（有效面积1.77 cm²，受体液为HCO?60∶乙醇∶磷酸盐缓冲液PBS＝2∶20∶78 w/w，37℃ 600 rpm）以人尸体躯干皮肤（Seedgroup Derma:Lab提供，全层厚700?800 μm，表皮约100 μm）进行24 h离体透皮实验，胶带剥离法分离SC与剩余皮肤（epidermis＋dermis），UV?vis定量各部位视黄醇含量，并以1,3?丁二醇（1,3?butylene glycol, 1,3?BG）溶解视黄醇溶液及ML?1（纯HL脂质体）作对照，数据以均值±标准差表示，单因素方差分析（one?way ANOVA）检验显著性（p＜0.05）。

研究结果

3.1 粒径、PDI与ζ电位（Particle Size, PDI, and Zeta Potential of MLs）

ML?1～ML?5粒径分别为137.0±34.4 nm、79.5±14.3 nm、87.5±10.9 nm、89.3±6.8 nm、181.2±54.3 nm；含MEL的变形脂质体（ML?2～ML?4）粒径＜100 nm且分布均一（PDI均＜0.3）。ζ电位依次为－32.9±6.6 mV、－27.6±1.9 mV、－26.7±2.3 mV、－25.2±1.1 mV、－8.1±0.5 mV；ML?2～ML?4因HL极性头基主要分布于脂双层外侧而保持较高负电位，ML?5（纯MEL）因无离子型亲水头基故ζ电位接近零。结论：MEL作为边缘活化剂可使变形脂质体在宽HL∶MEL比例范围（7∶3～3∶7）内维持小粒径与良好分散稳定性。

3.2 MLs的稳定性（Stabilization of MLs）

4周常温储存后，ML?1～ML?4粒径略有下降但基本维持初始值，ML?5粒径由181.2 nm增至316.7 nm发生明显聚集。这与ζ电位结果相符——ML?1～ML?4绝对ζ电位接近或＞｜25｜mV具静电排斥稳定性，ML?5｜ζ｜≈8 mV排斥力弱易聚集。结论：含HL的混合型脂质体（ML?2～ML?4）具良好储存稳定性，纯MEL脂质体（ML?5）不稳定。

3.3 视黄醇包封率（Encapsulation Efficiency of Retinol in ML）

ML?1～ML?5包封率分别为67.1±10.1%、86.3±2.5%、87.9±1.4%、86.3±2.3%、82.1±2.9%。常规脂质体ML?1包封率最低；加入MEL后包封率提升约20%，归因于MEL较短脂肪酸链插入HL刚性脂双层提供柔性空间并增强对脂溶性视黄醇的溶解容纳能力；ML?5虽包封率高于ML?1但因储存不稳定无实用价值。结论：HL∶MEL混合处方尤其ML?3、ML?4可高效包封视黄醇。

3.4 变形指数（Deformability Indices of MLs）

ML?1～ML?5变形指数依次为2.44±1.1、3.24±1.4、3.88±0.8、5.76±1.9、27.38±6.5。随MEL占比增加脂双层柔性增强，DI升高；ML?4（HL∶MEL＝3∶7）在可形成稳定脂质体的混合处方中DI最高；ML?5虽DI最高但因无法形成稳定脂质体膜而迅速聚集失稳。结论：适量HL是MEL变形脂质体结构稳定的必需组分，ML?4兼顾高变形性与储存稳定性。

3.5 形态学分析（Morphological Analysis of ML）

cryo?TEM显示ML?1为典型致密双层球形脂质体，ML?4亦呈清晰封闭双层囊泡结构但双层较ML?1略薄（ML?1双层厚约4?5 nm，ML?4约3.5?4.5 nm，ML?5约2.5?3.5 nm），ML?5出现多层结构、大小不均及聚集现象。双层减薄与MEL较短烷基链及较弱亲水性头基有关。结论：ML?4成功形成稳定单室变形脂质体，MEL掺入使脂双层适度变薄、更具柔性。

3.6 体外Franz扩散池皮肤渗透（In Vitro Franz Diffusion Cell Skin Permeation of MLs）

24 h后，1,3?BG溶液、ML?1、ML?4各组视黄醇总皮肤渗透量（胶带剥离SC＋表皮真皮层＋透皮接收液）分别为3.4%、18.4%、29.0%；其中完全透皮量（Transdermal）分别为0.2%、6.9%、12.1%；滞留于表皮＋真皮层（Skin）分别为2.2%、8.3%、12.8%；滞留于SC（Tape）分别为1.0%、3.1%、4.1%。ML?4较常规脂质体ML?1总渗透量提高10.6%，表皮?真皮滞留量与透皮量均显著提升。结论：ML?4凭借小粒径、高包封率及高膜变形性，可有效携带视黄醇穿过SC并递送至活性皮肤层。

讨论与结论翻译

研究人员比较五种HL∶MEL比例脂质体，确定HL∶MEL＝3∶7（ML?4）为最优变形脂质体处方，其具适宜纳米粒径（≈89 nm）、均匀分散（PDI＜0.3）、较高负ζ电位（－25.2 mV）、良好4周储存稳定性、高视黄醇包封率（86.3%）及高变形指数（5.76），cryo?TEM证实其为具柔性脂双层的封闭囊泡。Franz扩散池离体人皮肤实验表明ML?4所载视黄醇总皮肤渗透率达29.0%，显著高于常规脂质体（18.4%），提升约10.6个百分点，可有效将视黄醇递送至真皮发挥抗皱等抗衰老作用。以生物表面活性剂MEL替代PEG类合成边缘活化剂制备的变形脂质体兼具安全性与化妆品配伍性，为功能性抗衰化妆品活性物的经皮递送系统（TDDS）平台开发提供了新思路。

论文原文结论部分翻译：

本研究为增强具改善皱纹功效的功能化妆品成分视黄醇的皮肤吸收，使用HL与生物表面活性剂MEL作为边缘活化剂按质量比10∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶10制备了载视黄醇变形脂质体（ML?1至ML?5），其中HL∶MEL＝3∶7的ML?4被确定为最优变形脂质体处方。cryo?TEM观察确认ML?4保有与常规脂质体ML?1相似的稳定脂质体膜及清晰脂双层结构。ML?4变形脂质体所载视黄醇的皮肤渗透能力较常规脂质体（ML?1）提高10%以上。结果表明，载视黄醇的ML?4变形脂质体配方可显著增强功能性化妆品成分的皮肤渗透与吸收。本研究以具优良理化性质、功效及化妆品安全兼容性的MEL生物活性表面活性剂制备变形脂质体，开发了可使抗衰老剂视黄醇深入穿透皮肤的新处方，具有重要意义。所开发的MEL变形脂质体配方在化妆品应用及功能性护肤TDDS平台开发中具广阔可持续应用潜力。