どのようにリポソマルアスタキサンチンを準備するには?

As the most powerful antioxidant in nature, アスタキサンチン has antioxidant, anti-inflammatory and anti-photoaging properties, and plays an important role in delaying aging, preventing and resisting inflammation, and improving photoaging of the skin. However, free astaxanthin is unstable, poorly water-soluble and has low bioavailability. The development of a stable astaxanthin carrier with good water solubility and that is safe and non-toxic is of great significance for functional cosmetics and human anti-aging, and is also one of the important future development directions for astaxanthin carriers.

1導入

people&の改善で#39の生活水準とスキンケアの概念の継続的な改善、アンチエイジング化粧品市場は年々拡大しています。アスタキサンチンは、肌の老化を遅らせる自然環境にやさしい化粧品成分として、国際的な日用化学業界で注目されている。アスタキサンチン(asx)は、エビ、カニ、藻類などのさまざまな水生生物に見られるカロテノイド(図1)である[1]。一般的なアスタキサンチンは濃いピンク色の結晶で、脂溶性が高く、水に不溶で、有機溶媒に容易に溶解する。Astaxanthin'の長鎖共役エノール構造は、効果的に活性酸素種の活性をクエンチングすることができるので、それは自然界ではるかに強い天然の抗酸化物質です。抗酸化力が非常に強く、ビタミンeの約500倍の抗酸化力を持つことから、「スーパービタミンe」と呼ばれています[2]。

図2に示すように、人体は太陽光、放射線、化粧、調理用ガス、汚染された空気などによって刺激されると、多量のフリーラジカルを生成しやすい。皮膚の表面に過剰なフリーラジカルがあるとき、皮膚はたるみ、たるみ、鈍く、ざらざらし、しわでいっぱいになります。これは脂質過酸化を引き起こし、皮膚の老化や重篤な場合には病気にもつながります。私たちの体は独自の抗酸化システムがフリーラジカルを除去するが、悪い生活習慣、環境汚染、紫外線、仕事と生活の圧力、電子製品からの放射線はすべてフリーラジカルの生成を加速することができ、酸化し、皮膚と体の機能を損傷し、老化を加速させる。

 他のカロチノイド色素と異なり、アスタキサンチンは2倍共役債券一贯してα-hydroxyして、電子効果を一段と活性を持つフリーラジカルの電子を提供することができるます。アスタキサンチンの両端のヒドロキシル基は親水性であり、電子を与えることもできる。血液脳関門を通過して細胞膜のリン脂質二重膜の中央に入り、体内のフリーラジカルと反応してそれ以上の反応を防ぐ。これは体内からフリーラジカルを除去し、脂質過酸化を効果的に減少させ、老化を遅らせ、さらにはがんの発生を予防するのに効果的かもしれません[3-4]。

Vitamin C is a water-soluble compound, while carotene and vitamin E are fat-soluble compounds, and their protective effects are relatively single. Compared with the structure of carotene, astaxanthin has more hydroxyl groups, and the hydrophilicity of the hydroxyl groups gives astaxanthin relatively broader cosmetic applications. Therefore, astaxanthin has super high antioxidant capacity, can reduce the damaging effect of light on the skin, and has broad application prospects in the functional cosmetics industry that slows aging. However, due to the presence of many carbon-carbon double bonds in astaxanthin, the carbon-carbon double bonds are very unstable and sensitive to light, oxygen and temperature. Therefore, astaxanthin has physicochemical properties such as easy oxidation and decomposition upon exposure to light, which greatly reduce its bioavailability. This makes it problematic to directly apply free astaxanthin to cosmetics, limiting its application in cosmetics [5]. Therefore, in order to stably apply astaxanthin to cosmetics, researchers must use a highly efficient carrier system for encapsulation.

数あるキャリア系の中でも、ナノエマルジョンに封入されたアスタキサンチンは、粒子サイズが大きい、界面活性剤含有量が高い、系が不安定、コストが高いなどの問題がありました。高安定性、良好な水溶性、安全性、非毒性を有するアスタキサンチン担体の開発は、機能性化粧品およびヒトのアンチエイジングにとって重要な意義があり、アスタキサンチン担体の将来の重要な開発方向の一つである。

2リポソームキャリア技術

1965年、バンガムとスタンディッシュはリン脂質を水中に分散させ、電子顕微鏡を用いてナノ球状の小胞を発見した。図3に示すように、研究者たちはそれらをリポソームと名付けました。英語名の「liposome」は、ギリシャ語の「lipo(脂肪)」と「soma(体)」を組み合わせたもの。リポソームは親水相と、親水相を囲む1つ以上のリン脂質二重膜から構成される。複数の同心円状リン脂質二重膜を水溶液中に分散させて集合させ、超微小球状の多孔質粒子を形成する[6]。

リポソームは、高い生物学的利用能、標的、長時間作用、良好な生体適合性、非毒性の利点を有する。リポソームのリン脂質二重膜構造はヒトの皮膚細胞と似ており、直径は数十ナノメートルから数百マイクロメートルに及ぶ。リポソームは多くの物質を水相とリン脂質二重膜内に封入することができる。一般的に、脂溶性成分はリン脂質二重膜の間に封入され、水溶性成分は最も内側の水相に封入され、両親媒性化合物は水相と膜内のリン脂質との接合部に封入される。リポソームの膜材料は、一般的にレシチンやコレステロールなどの天然原料から作られています。それは高い生体適合性と安全性、高い生物学的利用能を持ち、よく吸収されます。皮膚細胞の再生能力を向上させ、皮膚の正常な機能を維持し、皮膚を増加させることができます'の輝きと弾力性。

Liposomal carrier technology was first used in the pharmaceutical industry as a new targeted drug delivery medium. At present, many drugs with liposomes as carriers have been launched on the market one after the other, thanks to their advantages of accurate targeting, long-lasting efficacy and high stability. As research continues to deepen, liposome carrier technology is no longer the “favorite” of the pharmaceutical industry, but has crossed over to become the “ceiling” of the cosmetics industry. In 1986, the world'の最初のリポソーム化粧品、キャプチャは、発売されました[7]。リポソーム担体に封入された有効成分は、皮膚の深い層に継続的に吸収されます。リポソーム化粧品の開発は、スキンケア技術の「新潮流」を導いた。その後、アンチエイジング、美白、保湿効果のあるリポソーム化粧品が相次いで発売され、スキンケア業界の「スター」に浮上した。

リポソーム化粧品は、スキンケアの「最先端」として、従来の化粧品に比べて次のようなメリットがあります。第一に、水溶性成分と脂溶性成分の両方を含むことができ、効果の幅が広がります。第二に、リポソームをコーティングすることで、有効成分の角質層への浸透が促進され、より多くの有効成分が角質層を素早く通過し、有効成分の生物学的利用能が向上します。第三に、リポソームを封入した活性物質は、活性物質の酸化と不活化を効果的に低減し、活性物質の安定性を向上させることができます。第四に、リポソームのカプセル化は、表皮と真皮に長期的な滞留を達成することができ、長期の持続的な解放を保証し、継続的かつゆっくりと効果を発揮し、表皮の直接刺激を減少させる。第五に、リポソームの膜材料は一般的に天然原料から作られており、安全性が高く、生物学的利用能が高く、吸収性が良い。

しかし、リポソームのリン脂質分子構造には、酸化しやすく安定性に乏しい不飽和アシル基が含まれているため、広く利用されるには限界があります。リン脂質の酸化は、過酸化物やヒドロキシルラジカルを生成し、脂質の酸化を促進し、人体に有害です。ビタミンeなどの抗酸化物質をシステムに導入すると、リポソームのリン脂質分子構造を保護し、過酸化物およびヒドロキシルラジカルの発生を防ぎ、脂質過酸化を効果的に抑制し、リポソームの安定性を大幅に向上させることができます[8]。

リポソームをカプセル化することで、アスタキサンチンの水溶液への溶解度を高めることができる。アスタキサンチンはリポソームの膜を貫通し、水素結合を介して膜の極性基と相互作用する。したがって、リポソーム技術を用いたアスタキサンチンリポソームの調製は、アスタキサンチンの安定性と経皮率を大幅に向上させ、アスタキサンチンの水溶性の問題を解決し、生物学的利用能を向上させることができる。

3アスタキサンチンリポソームの調製法

リポソームの主な調製過程は、能動的薬物充填と受動的薬物充填の2つに分けることができる。能動的薬物充填法は、まずブランクのリポソームを形成してから薬剤を充填する方法であり、受動的薬物充填法は、リポソームを形成しながら薬剤を充填する方法である。ここでは、主に受動的薬物ローディング法を紹介します。受動的な薬物ローディング技術は比較的簡単です。親油性化合物をリン脂質とともに有機溶媒に溶解させ、水溶性化合物を水溶液中に溶解させて直接リポソームを調製する。リポソームの製造には、その性質や毒性だけでなく、純度やリポソームの用途を考慮して、適切な脂質材料を選択する必要があります。現在までに、アスタキサンチンリポソームの調製に関する多くの報告がある。ここでは、アスタキサンチンリポソームを調製するためのいくつかの代表的な方法を紹介します。

3.1フィルム分散法

In the thin-film dispersion method, membrane components such as lecithin and cholesterol are first dissolved in an organic solvent, and after being stirred evenly, the organic solvent is removed by rotary evaporation under reduced pressure to form a uniform thin film of lipids. Then, the aqueous phase is added to hydrate and wash the film to form a liposome suspension. Further sonication, agitation or homogenization is used to obtain a more uniform liposome [9].

水和のためにスピンして蒸発するときは、温度をあまり高くしてはいけません。これは、レシチン内の不飽和結合が変性し、加水分解酸化を引き起こし、結果としてカプセルが漏れ、カプセル化速度が低下するからです[10]。pengらは[11]薄膜分散法を用いて、レシチンとコレステロールを膜材料としてアスタキサンチンリポソーム、ポリ乳酸-ヒドロキシ-酢酸共重合体とtween 80を界面活性剤として調製した。界面活性剤を含むアスタキサンチンリポソームは、形を変えて皮膚の奥深くまで浸透します。粒子サイズは251±23 nmで、89.0±8.6 mg/gのアスタキサンチンを含む。フィルム分散と超音波を組み合わせたアスタキサンチンリポソームの調製は、カプセル化されたアスタキサンチンの体積を効果的に減少させることができる。

panら[12]は、クロロホルム中にアスタキサンチン、レシチン、コレステロールを5:1の割合で溶解させ、真空蒸留によりクロロホルムを除去し、0.05 mのリン酸緩衝液で水和した後、sonicated and filtered。調製したアスタキサンチンリポソームのカプセル化率は98.68%,平均粒子径は約80 nm,電位は31.80±1.85 mvであった。li qianらは、フィルム分散と超音波を組み合わせて、フィトステロールオレイン酸-アスタキサンチン複合リポソームを作製した。フィトステリルオレイン酸をカプセル化したアスタキサンチンリポソームは、より優れた水溶性と高い安定性を有し、カプセル化率は最大95.24%である。キトサンで修飾されたアスタキサンチンリポソームは、リン脂質二重膜の安定性を維持し、アスタキサンチンの分解を阻害する。

Qiang et al. [14] prepared chitosan-modified astaxanthin liposomes using the thin-film dispersion method. The chitosan-modifiedアスタキサンチンliposomes had smaller particle sizes and uniform particles. The encapsulated astaxanthin was not easily oxidized or degraded, and had strong stability, so it could be stored for a long time. Sangsuriyawong et al. [15] prepared astaxanthin liposomes with different lecithin concentrations using the thin film dispersion method. The results showed that, within a certain concentration range, the higher the lecithin concentration, the smaller the liposome particle size and the higher the encapsulation rate. The minimum particle size was 140 nm, and the maximum encapsulation rate could be as high as 97%. Liposomes prepared by the film dispersion method can better encapsulate fat-soluble compounds, but the prepared liposomes have a large particle size and cannot encapsulate a large amount of water-soluble compounds.

3.2エタノール注入法

皮普及促進剤、エタノールを下げるだけでなくの融点脂质代分子の存在する角质层有効流れ普及促進細胞膜脂質の不良債権が増加し、その有効率は、肌にいい普及になりも効率よく粒子のサイズを低減さがアスタキサンチン、liposomeペイロードの変化し、アスタキサンチンの安定大きく改善した。まず、リン脂質とコレステロールをエタノールに完全に溶解させ、溶液を水相に注入し、撹拌機に乗せて水分を補給する。

Evaporation under reduced pressure removes the organic solvent to obtain nano-liposomes [16]. Yang Anping et al. [17] used the ethanol injection method to prepare astaxanthin liposomes, which is a simple process with good stability. It does not use organic reagents with high toxicity and is suitable for the industrial preparation of astaxanthin liposomes. Although the preparation process is simple, the encapsulation rate of the astaxanthin liposomes obtained is only 35.28%, and the particle size is 143 nm. Ethanol injection combined with ultrasound produces liposomes with a smaller and more uniform particle size, which is conducive to passing through a microporous filter membrane without precipitation and the system is more stable. However, the encapsulation rate of liposomes prepared by the ethanol injection method is low, and there is the problem of reagent residues that are difficult to completely remove.

3.3逆蒸着法

逆蒸着法は、時間が短縮され、封止率が高いが、水溶性化合物の封止にのみ適している。逆蒸着法は、薄膜分散法と同様に、まず有機溶媒中にレシチンやコレステロールなどの膜材料を溶解させた後、水相溶液を加え、それをソナー化して均一なエマルジョンを形成する方法です。混合物を層状化せずに放置し、最終的に有機溶媒を減圧ロータリー蒸発によって除去してリポソームを得る。pahilaら[18]まず、クロロホルム中にアスタキサンチンとレシチンを一定量ずつ別々に溶解させ、リン酸緩衝液を適量混ぜた後、40°cの水浴中で減圧回転蒸着により有機溶媒を除去した。liposome粒子の大き成果については折っμm。

3.4他の方法

liu yuanら[19-20]は、乳化と低温での蒸発結晶化を用いてアスタキサンチンリポソームを調製し、皮膚の光損傷とコラーゲン損傷を軽減するために使用した。カプセル化率は約80%であった。製造方法は複雑で、工業化が難しい。jing yongkangら[21]は、超音波と組み合わせた均質化乳化法を用いて、アスタキサンチンナノリポソームを調製した。この方法で調製されたアスタキサンチンリポソームの粒子サイズは128 nmで、カプセル化率は55.18%であった。粒子が小さく、分散が均一な脂質は、肌のバリアをよりよく浸透し、皮膚の奥深くまで浸透し、より良い浸透効果を得ることができます。

4結論

Astaxanthin, as a super natural antioxidant, has become the focus of attention in the skin care industry. More and more cosmetics use astaxanthin as the main natural active ingredient. The future star of cosmetic science, liposome carrier technology, has played an important role in the stable application of astaxanthin in cosmetics, effectively solving problems such as astaxanthin'の低安定性と低生物学的利用能。リポソーム封止技術を用いて調製されたアスタキサンチンリポソームは、良好な生体適合性、安定性、低毒性、高い封止率を有する。化粧品業界では、アスタキサンチンリポソームは今後のスキンケア業界で大きな可能性を秘めた有望株です。

参照

【1】張維国、羅洪甫。^ a b c d e f『官報』第2032号、大正12年(1923年)12月22日。

[2] lorenz r, cysewski g . trends in biotechnology, 2000, 18(4): 160。

[3] zhang z y, hu w l, qu x f, et al。^ a b c d e f g h i『食品安全と品質』、2019年、11(5):1431頁。

[4] zhu x b, wu j, yu l d, et al。科学技術情報,2020,18(12):06。

[5] geng zhaoyan, sun han, guan bin, et al。中国食品科学誌,2017,17(7):86。

[6] han xu, ding guanyu, dong qing, et al。2018年(平成30年)3月25日:ダイヤ改正。

【7】戴旭東、李雲、李双双^「international journal of pharmaceutical research, 2020, 47(11): 914」。international journal of pharmaceutical research . 2016年3月14日閲覧。

【8】宋元、恵民日、麗霞鼎。中国薬事学会誌,2011,25(4):384。

[9] qiu y, gao y, hu k . journal of controlled release: official journal of the controlled release, 2008, 129(2): 144。

[10] song y l .ビポセチン塩酸リポソームおよびリポソームのハイドロゲル軟膏の調製およびin vitro経皮挙動[d]。Xi&#^『仙台市史』仙台市立大学、2014年。

[11] peng c h, chang c h, peng r y . european journal of pharmaceutical and biopharmaceutics, 2010, 75(2): 154。

[12] pan l, zhang s, gu k . journal of food, 2018, 16(1): 607。

[13] li q, liu y, pan l, et al。中国の石油、2023年。

[14] qiang m, pang x, ma d, et al。^ a b c d e f g h i、2巻10・25(3)。

[15] sangsuriyawong a, limpawattana m, siriwan d . food science and biotechnology, 2019, 28(2): 529。

[16] godin b, touitou e, rubinstein e . the journal of antimicrobial chemotherapy, 2005, 55(6): 989。

[17] yang anping, gu siying, liang yijun, et al。^『官報』第2039号、大正9年(1920年)12月16日。

[18] pahila j, ishikawa y, ohshima t . journal of agricultural and food chemistry, 2019, 67(12): 3491。

[19] li fumin, liu yuan, liao jinfen, et al。日本医学学会誌,2018,49(5):712。

[20]劉元。マウスのuvb誘発性皮膚光損傷に対するアスタキサンチンリポソームの保護効果に関する予備的研究[d]。2016年、南山大学教授。

[21] jing yongkang, zhang wei, gao hong, et al。中国のオイル&ファッツ、2022。