《Journal of Drug Delivery Science and Technology》：Layer-by-layer engineered phytosomal nanocarriers for improved stability and skin localization of labile hydrophilic molecules
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摘要易变亲水性生物活性物质的局部递送往往受到其化学稳定性差和皮肤渗透性不足的限制，从而制约了其治疗潜力。本研究通过协同的结构设计和表面工程，开发了一种多层植物质体平台来应对这些挑战。首先将模型亲水性抗氧化剂与磷脂酰胆碱结合形成植物质体，随后再利用壳聚糖和透明质酸进行逐层组装，以提
摘要
易变亲水性生物活性物质的局部递送往往受到其化学稳定性差和皮肤渗透性不足的限制，从而制约了其治疗潜力。本研究通过协同的结构设计和表面工程，开发了一种多层植物质体平台来应对这些挑战。首先将模型亲水性抗氧化剂与磷脂酰胆碱结合形成植物质体，随后再利用壳聚糖和透明质酸进行逐层组装，以提高其物理化学稳定性并调控界面性质。研究比较了该系统与传统脂质体载体的复合指数、大小、表面电荷、羟基自由基清除能力以及化学稳定性等物理化学性质。此外还评估了其在体外释放情况、离体皮肤沉积效果以及UVA诱导的皮肤老化小鼠模型中的体内功效。优化后的系统显示出较高的复合指数以及更好的化学稳定性，能够在离体研究中实现持续释放，并更有效地定位于表皮与真皮交界处。体内实验则表明，与未包封的活性物质相比，该系统具有更强的保护作用，能够减少炎症反应并恢复正常的皮肤结构。这些研究结果证明，多层植物质体是一种高效且多功能的平台，可用于稳定易变亲水性化合物并提升其在皮肤中的生物利用度，为其在局部给药和透皮给药中的应用提供了有力支持。
引言
皮肤老化是一个受多种因素影响的生物学过程，既包括年龄增长等内在因素，也包括紫外线辐射和环境污染等外在因素。在这两种机制中，氧化应激都在皮肤老化的进程中起着关键作用[1]。过量的活性氧生成会导致胶原蛋白和弹性蛋白等关键结构蛋白降解，进而使皮肤弹性下降、出现皱纹、色素沉着以及变得粗糙。除了外观上的变化，皮肤老化还会损害屏障功能、延缓伤口愈合，降低对机械力和环境压力的抵抗能力，从而增加感染和肿瘤的风险[2]。通过外用抗氧化剂可以有效缓解皮肤老化，这类物质能够清除自由基，保护皮肤免受氧化损伤[3]。随着人们对抗衰老产品的需求不断增加，2023年全球化妆品抗氧化剂市场的价值为1.4126亿美元，预计到2030年这一数字将上升至约2.0963亿美元，复合年增长率约为5.7%[4]。
尽管许多生物活性抗氧化剂具有潜在的治疗价值，但由于其高度亲水且化学稳定性差，导致皮肤渗透性不佳，因此难以实现有效的局部递送。在众多用于减轻皮肤氧化损伤的抗氧化剂中，维生素C是最被广泛研究的之一[1,5]。维生素C又称L-抗坏血酸，因其具有多种生物功能而备受关注，包括强大的抗氧化作用、作为胶原蛋白合成过程中的辅因子，以及抑制酪氨酸酶的活性。通过这些机制，维生素C能够抵御氧化应激带来的伤害，减少皱纹和细纹的出现，同时改善色素沉着问题[6]。然而，由于维生素C长期稳定性较差且亲水性较强，限制了其在皮肤中的渗透能力，因此在其在化妆品中的应用仍面临诸多挑战。虽然人们已经开发出了各种化学衍生物来克服这些问题，但这些衍生物往往生物活性较低，皮肤转化率不稳定，或者其效果取决于配方，这进一步限制了它们的实际应用价值[[6], [7], [8], [9]]。
为突破这些限制，人们开始探索基于纳米技术的递送系统。基于脂质的载体、聚合物纳米颗粒以及可变形囊泡在一定程度上提升了药物的稳定性和皮肤渗透性[[10], [11], [12], [13]]。不过，这些系统也存在诸多固有缺陷，比如药物装载量有限、储存过程中容易泄漏、容易发生聚集，以及皮肤渗透性表现不一致，这些都限制了它们的实际应用。
植物质体则提供了一种很有前景的替代方案，在这种系统中，生物活性分子通过与磷脂形成氢键而构成分子复合物，从而提高了其物理化学稳定性，并增强了与生物膜之间的相互作用[14]。与传统的囊泡系统不同，这种分子整合方式能够最大限度地减少药物泄漏，有助于提升其在皮肤中的递送效率[[15], [16], [17], [18], [19]]。不过，仍需进一步优化以提升其表面功能、稳定性和靶向性。
为解决上述问题，逐层组装技术为设计多功能纳米载体提供了一种灵活的方法，该方法通过依次沉积带相反电荷的聚合物来实现。在此过程中，壳聚糖能够增强黏膜粘附性，并暂时调节皮肤的屏障功能[20]，而透明质酸则有助于保持皮肤水分，还能通过受体介导实现靶向作用[21]，从而共同提升药物在皮肤中的滞留时间和渗透能力。尽管此前已有研究探讨过用于局部递送的包覆脂质体系统，但大多数研究使用的仍是传统脂质体，且主要致力于提升其包封效果或短期稳定性[22,23]。
在本研究中，我们以维生素C作为模型亲水性且易受氧化的活性物质，开发了一种多层植物质体纳米载体，旨在探索该系统作为局部递送平台的潜力。首先将维生素C与磷脂酰胆碱结合形成植物质体，随后再利用壳聚糖和透明质酸通过逐层组装技术对其功能进行优化。我们重点对壳聚糖的分子量及其包覆行为进行了系统优化，以期获得具有良好物理化学特性的稳定多层囊泡。最后，从复合效率、物理化学性质、抗氧化剂保留能力、稳定性提升效果、体外释放情况、离体皮肤沉积效果、与血清混合后的流变学性质，以及UVA诱导的皮肤损伤模型中的体内功效等方面，对该系统进行了全面评估。通过这种综合研究方法，本研究旨在证明多层植物质体作为一种可行的策略，有望提升易变亲水性生物活性物质的局部递送效果。
章节要点
材料
大豆来源的L-α-磷脂酰胆碱（PC）、高分子量及低分子量壳聚糖（分别记为HMWC和LMWC）均购自Sigma Aldrich（美国）。透明质酸（HA）购自Fluka biochemika（瑞士）。预中和聚丙烯酸酯（卡波姆）购自Kislota（美国）。维生素C购自El-Nasr公司（埃及）。乙醇购自Edwik（埃及）。Lichrosolv?氯仿（Supelco品牌）购自Sigma Aldrich（德国）。乙腈则由
维生素C复合植物质体的制备、优化与表征
维生素C与磷脂酰胆碱的复合是植物质体制备过程中的关键初始步骤，这一过程主要受维生素C与磷脂酰胆碱的摩尔比以及溶剂体积的影响。所选溶剂必须能够有效溶解维生素C和磷脂酰胆碱，从而促进二者之间的分子相互作用，因此我们选择了乙醇作为溶剂。作为一种质子溶剂，乙醇已被证明能够促进稳定植物质体复合物的形成，且其产率高于传统非质子溶剂，同时还能留下较少的溶剂残留物
结论
在本研究中，我们以维生素C作为模型分子，成功开发了一种多层植物质体纳米载体平台，用以解决易变亲水性生物活性物质局部递送过程中存在的固有缺陷。通过维生素C与磷脂酰胆碱的复合，利用分子间氢键形成了稳定的植物质体，其复合效率高达93%，同时抗氧化剂的活性也得到了较好保留，保留率为77%。
随后通过壳聚糖和透明质酸的逐层包覆处理，进一步实现了对植物质体性能的调控
资金支持
作者声明，在撰写本稿件期间并未获得任何资金、资助或其他形式的支持。
作者贡献说明
Rasha M. Mokles：正式分析、研究实施、方法设计、初稿撰写。Maie S. Taha：概念构思、正式分析、方法设计、项目管理、监督指导、结果验证、数据可视化、初稿撰写及审稿修改。Ghada A. Abdelbary：资源协调、监督指导、结果验证、审稿修改。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知利益冲突或个人关系。
Rasha M. Mokles|Maie S. Taha|Ghada A. Abdelbary
