格拉布里丁纳米脂质体的经皮渗透性及其在制剂中的应用潜力

本研究通过乙醇注射结合高压均质化技术制备了高包封效率（98.3%）的Glabridin纳米脂体（Gla-NL），粒径48.4±0.2 nm，稳定性显著优于游离Gla，透皮率提升1.75倍，且抗氧化及美白活性增强，为化妆品应用提供有效递送系统。

徐龙飞|王亚楠|李书静|吴珂

北京工商大学轻工科学与工程学院，中国北京100048

摘要

格拉布里丁（Glabridin，简称Gla）是一种从甘草根中提取的戊二烯化异黄酮，具有抗炎、抗氧化和心血管保护等多种生物活性。然而，由于其溶解度低、稳定性差以及皮肤渗透能力弱，Gla在化妆品中的应用效果不佳。因此，通过乙醇注射结合高压均质化技术成功制备了具有优异透皮渗透性和配方适用性的Gla纳米脂质体，并通过单因素实验和正交实验确定了最佳配方。Gla纳米脂质体（Gla-NL）的粒径、多分散指数（PDI）和包封效率分别为48.4 ± 0.2 nm、0.280 ± 0.002和98.30 ± 0.13%。当浓度低于0.00156 g/mL时，细胞存活率可超过90%。Franz扩散细胞实验表明，Gla-NL的滞留量和24小时累计释放量分别是Gla油溶液的1.75倍和2.06倍。Turbiscan Lab稳定性分析结果显示，Gla-NL的整体稳定性明显优于对照组。此外，Gla-NL的DPPH自由基清除率是未包封Gla的1.18倍。根据人体效果评估，Gla-NL具有显著的美白效果，志愿者使用四周后，Gla-NL配方的黑色素减少量是未包封Gla的2.9倍。这些结果表明，Gla-NL在化妆品活性成分的包封、局部递送和配方应用方面具有广阔前景。

引言

格拉布里丁（Gla）是一种存在于甘草根中的黄酮类化合物。^[1]作为甘草提取物的主要成分，Gla的成本较高，且有效浓度较低。^[2]研究表明，Gla通过调节MAPK和cAMP信号通路，降低与黑色素生成相关的因子（如MITF、TYR、TRP-1和TRP-2）的mRNA表达水平，从而抑制酪氨酸酶活性并减少黑色素合成。^{[3], [4], [5], [6]}此外，Gla还具有内皮素拮抗作用，能够减弱内皮素对黑色素细胞增殖的调控作用，进而减少黑色素生成并产生美白效果。^{[7], [8], [9]}其抗氧化活性通过抑制还原型辅酶II（NADPH）氧化系统及上调超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）等抗氧化防御系统相关因子来增强人体皮肤的抗氧化能力。^{[10], [11]}Gla还能抑制环氧化酶活性，减轻UVA引起的炎症反应和活性氧（ROS）的生成。^{[12], [13], [14]}由于其优异的美白、抗氧化和抗炎效果，Gla作为天然植物化妆品成分受到了广泛关注。然而，表皮细胞的亲水性及其自身的水不溶性限制了其在皮肤中的渗透，这成为其应用的主要障碍。^[15]为提高Gla的水溶性、皮肤渗透性和分散稳定性，亟需开发新的稳定递送系统以充分发挥其护肤功效。

目前已开发出多种Gla递送系统，包括脂质体、环糊精包合物、纳米颗粒和聚合物胶束。其中，脂质体因其良好的生物相容性而被广泛应用于多种小分子药物和大分子生物制剂的递送，被认为是最先进的药物载体之一。^[16]例如，李^[17]利用高压均质化技术制备了神经酰胺脂质体，平均粒径为71.7 nm，PDI值为0.214，zeta电位为-23.3 mV，药物负载量为2.3%，包封效率为95.9%。程^[18]等人采用改进的高压均质化技术制备了L-PT8-G脂质体，平均粒径为27.87 ± 0.67 nm，药物负载量约为0.5%，包封效率超过99.0%。Wang^[19]等人使用乙醇注射法制备了柴胡素脂质体，平均粒径为76.21 ± 4.01 nm，药物包封效率为90.81 ± 3.32%，负载效率为6.24 ± 0.21%。虽然环糊精包合物等递送系统可提高Gla的溶解性和生物利用度，但生产成本较高。^[20]聚合物胶束能增强药物的透皮吸收和稳定性，但其制备过程复杂，储存和运输条件要求严格，需进一步优化以实现大规模生产。^{[21], [22], [23]}纳米乳液作为高效的透皮药物递送系统，显著提升了格列吡嗪的皮肤吸收和稳定性，但仍存在化学稳定性问题，尤其是在极端温度条件下易发生相分离。^[24]

现代配方技术可通过改变角质层的水分含量或与脂质双层结合来突破皮肤屏障，提高活性成分的透皮吸收和传输效率，增强化妆品配方的实用性和成分的生物利用度。纳米脂质体由磷脂和胆固醇构成，结构类似于脂质双层，可与角质形成细胞融合，常用于化妆品中的活性成分递送。^[25]它们能提高活性成分的溶解性、稳定性和应用效果，且小粒径使其能够穿透角质层，提高生物利用度。^[26]

在本研究中，我们结合乙醇注射法和高压均质化技术制备了Gla纳米脂质体，并通过单因素和正交实验设计确定了最佳配方。与传统方法制备的脂质体相比^{[17], [18], [19]}，Gla纳米脂质体具有更小的粒径、更高的药物包封效率和更好的稳定性，更适合工业化生产。我们对其理化性质进行了表征，并详细研究了其在化妆品中的配方稳定性和皮肤渗透特性。结果表明，Gla纳米脂质体显著提升了Gla的透皮渗透能力和在皮肤中的滞留效果，为Gla在化妆品行业的广泛应用提供了有效途径。

材料

Gla购自上海奥利企业有限公司（中国上海）。磷脂供应商为Lipoid GMBH S45（德国路德维希港）。胆固醇由嘉兴生物科技有限公司（中国常州）提供。甲基葡糖苷倍半硬脂酸酯购自Lubrizol Corporation（美国俄亥俄州克利夫兰）。二十五聚苯乙烯醇聚醚购自龙泉化学科技有限公司（中国上海）。二十一聚硬脂醇聚醚、二十五聚鲸蜡醇聚醚等也用于实验。

Gla-NL配方的优化

当Gla与磷脂和胆固醇结合时，非离子表面活性剂作为脂质体边缘激活剂，可使其弹性变形并降低界面张力。^[39]合适的非离子表面活性剂可改善纳米脂质体的稳定性、变形能力和皮肤渗透性。^{[40], [41]}

使用亲水性和亲脂性非离子表面活性剂制备的纳米脂质体在粒径和均匀性上存在差异。

结论

本研究通过乙醇注射结合高压均质化技术成功制备了粒径小、包封效率高、稳定性好的Gla-NL，可作为化妆品的局部递送系统，评估其皮肤渗透性、配方适用性、抗氧化活性和美白效果。根据粒径和多分散指数选择了最佳配方。

CRediT作者贡献声明

吴珂：负责监督。李书静：负责撰写、审稿和编辑。王亚楠：负责撰写初稿。徐龙飞：负责数据分析。

伦理声明

本文未涉及任何伦理问题，因为我们未对人类或动物进行实验，也未收集任何个人信息或敏感数据。

利益冲突声明

作者不存在任何可能影响本研究结果的利益冲突。

数据可用性声明

本研究生成或分析的所有数据均包含在本文中。如有进一步疑问，请联系通讯作者。

资金来源

本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：22301012）、北京科学技术协会的青年精英科学家资助计划（项目编号：BYESS2024051）、北京市教委的研发计划（项目编号：KM202310011005）以及北京工商大学青年学者研究基金（项目编号：QNJJ2022-23）的支持。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本研究结果的利益冲突。