皮肤老化是一个复杂的生理过程,表现为结构和功能的逐渐退化,临床表现为皱纹、皮肤松弛和弹性下降。这些变化不仅降低了皮肤的外观吸引力,还损害了其屏障功能和再生能力[1],[2]。寻找有效的抗衰老治疗方法仍然是皮肤病学和化妆品科学的核心目标。虽然肉毒杆菌毒素注射仍用于通过暂时麻痹肌肉来治疗动态皱纹,但它们伴随着疼痛、肿胀、淤青和潜在的过敏反应等副作用[3],[4]。这激发了对更安全、更经济、更符合患者需求的替代方法的兴趣。
生物技术的进步促进了多种具有抗衰老特性的生物活性化合物的发现,包括铜三肽-1、六肽-9、肌肽、棕榈酰五肽-4、寡肽-1、乙酰八肽-3、棕榈酰三肽-28、烟酰胺、乙酰六肽-8(AH-8)、α-羟基酸(α-HA)、3-O-乙基抗坏血酸(EAC)和羟基皮诺酮酸酯[3],[5],[6],[7],[8]。这些成分通过抗氧化、胶原蛋白稳定、表皮更新和真皮重塑等多种机制对抗老化迹象[9]。然而,它们的经皮吸收仍然有限,特别是对于肽类和亲水分子,即使是在传统的化妆品配方中也是如此[10]。因此,迫切需要创新的输送系统来有效克服皮肤屏障。
在本研究中,我们选择了EAC和AH-8作为模型化合物来研究它们的输送挑战。EAC是一种稳定的维生素C衍生物,具有强大的抗氧化和皮肤亮化作用。尽管其分子量较低(204.18 Da),但其高亲水性(logP = −1.07)限制了被动皮肤渗透[11],[12]。AH-8是一种合成六肽,通过抑制神经递质的释放来减少皱纹,但它面临另一个障碍:其较大的分子量(888.99 Da)远远超过了通常认为必要的500 Da限制。这一限制又因极低的logP值(−6.3)而加剧[7]。这些固有的物理化学性质导致了输送上的重大挑战,使得传统的局部制剂(如乳霜和精华液)在靶向真皮输送方面效果不佳,从而导致生物利用度低和治疗潜力未得到充分发挥。
微针技术通过创建绕过皮肤屏障的临时微通道,为改善经皮药物输送提供了有前景的策略[13],[14]。在各种类型的微针中,可溶解微针(DMN)因其生物相容性和可控释放潜力而受到广泛关注[15]。自2005年以来,关于DMN的科学研究显著增加,超过了固体微针的关注度,化妆品领域是其重要的应用领域[16]。微针的工业规模生产在20世纪90年代成为可能,这得益于微机电系统技术的进步[17]。目前,DMN主要通过激光加工、微模塑或3D打印制造[18],[19]。其中,微模塑因其操作简便和相对较低的设备成本而在工业上应用最为广泛。这种技术的真空辅助变体在促进模具完全填充方面特别有效[13]。然而,仍存在两个关键的生产挑战:(1)模具中的气泡会削弱针的机械结构;(2)长时间(≥12小时)在室温下干燥会限制大规模生产,而高温可能会降解对热敏感的活性成分(如肽类)。
本研究通过调整真空和干燥条件来优化DMN的制备过程,以解决这些制造问题。通过合理选择材料进一步改进了配方,增强了机械性能。装载了EAC和AH-8的优化DMN通过基于标准的评分、形态观察、皮肤刺激测试、体外皮肤穿刺实验和药物负载能力评估进行了严格评估。使用Bama迷你猪皮肤在Franz扩散细胞中通过动力学建模评估了经皮输送效率。然后,通过UV诱导的光老化小鼠模型验证了其抗衰老效果。这项工作为抗衰老剂的经皮输送提供了一种生物相容、符合患者需求的替代方案,架起了化妆品和制药应用之间的桥梁。