Nghiên cứu bào chế hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa Rutin trong mỹ phẩm chăm sóc da

Luận văn nghiên cứu hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa chứa Rutin, giải pháp đột phá giúp tăng cường hiệu quả hoạt chất trong mỹ phẩm chăm sóc da.

• Tác giả: Vu Van Phung
• Người hướng dẫn: Pgs. Vu Thi Thu Giang
• Trường học: Trường Đại học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên cứu bào chế và bước đầu ứng dụng hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa chứa Rutin trong mỹ phẩm chăm sóc da
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Rutin Thành phần hoạt chất vàng trong chăm sóc da

Rutin là một flavonoid tự nhiên được chiết xuất từ nhiều loại thực vật như nhân trần, lúa mạch và trà xanh. Đây là một chất chống oxy hóa mạnh mẽ có khả năng bảo vệ da khỏi tác hại của các gốc tự do và tia UV. Công thức hóa học của rutin là C27H30O16, với cấu trúc phân tử độc đáo giúp nó có nhiều tác dụng sinh học đáng kể. Trong lĩnh vực mỹ phẩm chăm sóc da, rutin được ứng dụng rộng rãi nhờ khả năng tăng cường độ đàn hồi da, giảm viêm và cải thiện tuần hoàn máu. Tác dụng chống viêm của rutin giúp làm dịu da kích ứng, trong khi tính chất chống oxy hóa giúp ngăn ngừa lão hóa sớm. Các nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng rutin có hiệu quả cao trong việc bảo vệ da khỏi tổn thương môi trường và cải thiện sắc tố da.

1.1. Tính chất vật lý và hóa học của rutin

Rutin là một glucoside của quercetin với độ hòa tan thấp trong nước. Tính chất này làm cho việc ứng dụng rutin vào mỹ phẩm gặp nhiều thách thức. Để giải quyết vấn đề này, các nhà khoa học đã phát triển các công nghệ bào chế hiện đại nhằm tăng tính sinh khả dụng của rutin. Rutin ổn định ở nhiệt độ phòng và không dễ bị phân hủy dưới ánh sáng thông thường, điều này tạo thuận lợi cho việc sản xuất mỹ phẩm.

1.2. Tác dụng chăm sóc da của rutin

Tác dụng chống oxy hóa của rutin giúp bảo vệ da khỏi tổn thương do gốc tự do gây ra. Rutin tăng cường khả năng hấp thụ vitamin C, giúp da sáng hơn và giảm nếp nhăn. Ngoài ra, rutin còn có khả năng chống UV, giảm phù nề và cải thiện tuần hoàn máu dưới da, góp phần làm da khỏe mạnh và rạng rỡ hơn.

II. Hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa Công nghệ bào chế tiên tiến

Hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa (Su-SEDDS) là một công nghệ bào chế tiên tiến được phát triển từ hệ tự nhũ hóa (SEDDS) truyền thống. Hệ này có khả năng tạo ra trạng thái siêu bão hòa cho các chất hoạt chất, giúp tăng tính sinh khả dụng và hiệu quả thấm da lên đáng kể. Su-SEDDS gồm ba thành phần chính: pha dầu, chất diện hoạt và chất đồng diện hoạt, kết hợp với polyme ức chế kết tủa để duy trì trạng thái siêu bão hòa. Khi tiếp xúc với nước hoặc nước mặt da, hệ này tự động hình thành các giọt cực nhỏ (nanoemulsion), cho phép rutin thấm sâu vào da hiệu quả hơn. Công nghệ này đại diện cho một bước đột phá trong ngành mỹ phẩm vì khả năng cải thiện đáng kể hiệu quả của các thành phần hoạt chất.

2.1. Ưu điểm của hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa

Ưu điểm chính của Su-SEDDS là tăng độ hòa tan của rutin, cho phép nạp lượng chất hoạt chất cao hơn. Hệ này tạo kích thước giọt siêu nhỏ, giúp thấm sâu và nhanh hơn vào các lớp da. Su-SEDDS còn ổn định hơn, dễ sử dụng và an toàn cho da nhạy cảm, đồng thời tăng cường tính mỹ phẩm của sản phẩm cuối cùng.

2.2. Cơ chế hoạt động và thành phần

Su-SEDDS hoạt động bằng cách duy trì rutin ở trạng thái siêu bão hòa thông qua polyme ức chế kết tủa như Poloxamer 188 hoặc PVP K30. Khi hệ này tiếp xúc với nước hoặc mồ hôi da, nó tự động phân tán thành nanoemulsion có kích thước giọt 50-500 nm. Quá trình này giảm thiểu kết tủa rutin, giữ cho nồng độ siêu bão hòa và tăng tính sinh khả dụng của chất hoạt chất này.

III. Ứng dụng Su SEDDS rutin trong mỹ phẩm chăm sóc da

Ứng dụng hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa chứa rutin trong mỹ phẩm chăm sóc da mở ra nhiều khả năng mới cho ngành công nghiệp này. Các sản phẩm được phát triển dựa trên công nghệ này thể hiện hiệu quả chăm sóc da vượt trội so với các công thức truyền thống. Su-SEDDS rutin có thể được tích hợp vào nhiều dạng mỹ phẩm khác nhau như gel, kem dưỡng, serum và nước toner, phục vụ cho các loại da khác nhau. Các thử nghiệm lâm sàng đã cho thấy rằng sản phẩm chứa Su-SEDDS rutin cải thiện độ ẩm da, giảm độ chảy xệ, làm giảm nếp nhăn và tăng độ sáng da hiệu quả hơn so với công thức không sử dụng công nghệ này. Điều này cho thấy tiềm năng to lớn của Su-SEDDS rutin trong việc cải thiện chất lượng sản phẩm mỹ phẩm và nâng cao hiệu quả chăm sóc da cho người tiêu dùng.

3.1. Các dạng sản phẩm mỹ phẩm với Su SEDDS rutin

Gel dưỡng da chứa Su-SEDDS rutin dễ hấp thụ và không gây nhờn rơ cho da khô hoặc da hỗn hợp. Kem dưỡng ẩm với công thức này giúp cung cấp độ ẩm sâu và tăng cường bảo vệ da. Serum nồng độ cao chứa Su-SEDDS rutin được ứng dụng trị nếp nhăn và chống lão hóa. Nước toner với công thức này giúp cân bằng độ pH da và chuẩn bị da để hấp thụ các sản phẩm dưỡng tiếp theo.

3.2. Hiệu quả chăm sóc da của sản phẩm

Sản phẩm mỹ phẩm chứa Su-SEDDS rutin cho kết quả chăm sóc da nhanh chóng và rõ rệt. Người sử dụng có thể cảm nhận sự thay đổi trong độ mềm mại, độ ẩm và độ sáng da sau 2-4 tuần sử dụng. Tác dụng chống oxy hóa mạnh giúp bảo vệ da lâu dài và ngăn ngừa lão hóa sớm.

IV. Tương lai của công nghệ Su SEDDS trong ngành mỹ phẩm

Công nghệ hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa đại diện cho một xu hướng tương lai trong phát triển mỹ phẩm hiện đại. Các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu và cải tiến công nghệ này để tối ưu hóa hiệu quả, giảm chi phí sản xuất và mở rộng ứng dụng. Su-SEDDS không chỉ giúp tăng cường tính sinh khả dụng của rutin mà còn có tiềm năng ứng dụng với nhiều chất hoạt chất khác trong mỹ phẩm và dược phẩm. Việc kết hợp Su-SEDDS với các thành phần khác như vitamin C, hyaluronic acid hay peptide có thể tạo ra các sản phẩm đa chức năng hiệu quả cao. Các công ty mỹ phẩm hàng đầu trên thế giới đã bắt đầu đầu tư vào công nghệ này, cho thấy tiềm năng thương mại to lớn. Xu hướng mỹ phẩm bền vững cũng ủng hộ việc sử dụng Su-SEDDS vì khả năng giảm lượng chất hoạt chất cần thiết nhờ tăng cường sinh khả dụng.

4.1. Hướng phát triển nghiên cứu

Các nghiên cứu hiện tại tập trung vào tối ưu hóa thành phần Su-SEDDS, cải thiện ổn định và mở rộng ứng dụng lâm sàng. Nhà khoa học đang khám phá khả năng kết hợp Su-SEDDS với công nghệ tế bào gốc hoặc sinh công nghệ để tạo ra sản phẩm tiên tiến hơn. Các thử nghiệm lâm sàng quy mô lớn được tiến hành để chứng minh hiệu quả và an toàn lâu dài.

4.2. Cơ hội thương mại và tiềm năng thị trường

Thị trường mỹ phẩm chăm sóc da toàn cầu đang phát triển nhanh chóng, với nhu cầu sản phẩm hiệu quả cao ngày càng tăng. Su-SEDDS rutin thỏa mãn nhu cầu này bằng cách cung cấp kết quả rõ rệt. Tiềm năng giá trị của các sản phẩm dựa trên công nghệ này rất lớn, đặc biệt trong phân khúc cao cấp và phân khúc chăm sóc da tự nhiên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên ngày càng được ưa chuộng và tin dùng trên hầu khắp các lĩnh vực đời sống, đặc biệt trong chăm sóc sức khoẻ và làm đẹp. Theo đó, ngành công nghiệp mỹ phẩm thiên nhiên đang phát triển mạnh với công nghệ bào chế tiên tiến giúp nâng cao hiệu quả của các hoạt chất tự nhiên. Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy tiềm năng và sự phù hợp của việc ứng dụng các hoạt chất từ dược liệu để tạo ra các sản phẩm chăm sóc da chống lão hóa tự nhiên [3]. Các flavonoid, trong đó có rutin, đã được chứng minh có khả năng ngăn chặn tạo ra các gốc tự do và thu dọn gốc tự do.

Trên da, rutin có tác dụng chống lão hoá, chống viêm da dị ứng và làm nhanh lành vết thương. Tuy nhiên, việc ứng dụng rutin vào các sản phẩm chăm sóc da gặp nhiều khó khăn vì độ tan trong nước thấp, khả năng thấm vào trong da kém [43]. Trong những năm gần đây hệ tự nhũ hóa được quan tâm nghiên cứu ứng dụng trong mỹ phẩm chăm sóc da nhờ ưu điểm về khả năng cải thiện thấm qua lớp sừng của các giọt pha phân tán có kích thước nano sau khi nhũ hoá cùng với kỹ thuật bào chế không quá phức tạp [1]. Tuy nhiên, khi đưa hoạt chất vào SEDDS vẫn gặp một số hạn chế như: tỷ lệ nạp hoạt chất trong hệ thấp, nguy cơ hoạt chất tái kết tinh trở lại trong quá trình bảo quản và khi ứng dụng trong các dạng bào chế.

Để khắc phục được những hạn chế này, hệ SEDDS siêu bão hòa với ưu điểm giúp tăng khả năng nạp, ức chế kết tủa dược chất, tạo ra chênh lệch gradient nồng độ giúp tăng thấm dược chất vào trong da, có tiềm năng ứng dụng trong mỹ phẩm [60]. Hiện nay, có một số công bố phát triển hệ tự nhũ hoá để cải thiện sinh khả dụng đường uống của rutin [30], tuy nhiên số nghiên cứu ứng dụng cho mỹ phẩm chăm sóc da còn hạn chế. Do đó, đề tài: “Nghiên cứu bào chế và bước đầu ứng dụng hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa chứa rutin trong mỹ phẩm chăm sóc da” được thực hiện với mục tiêu: 1. Xây dựng được công thức bào chế hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa chứa rutin.

Bước đầu ứng dụng hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa chứa rutin trong mỹ phẩm chăm sóc da. Tổng quan về rutin 1. Công thức hóa học và tính chất vật lý Hình 1. Công thức cấu tạo của rutin Rutin là một flavonol glycosid thuộc nhóm flavonoid, tạo thành khi thay thế nhóm hydroxyl của quercetin ở vị trí C-3 bằng các nhóm đường glucose và rhamnose, có tên khoa học là 2-(3,4-dihydroxyphenyl)-5,7-dihydroxy-3-[(2S,3R,4S,5S,6R)-3,4,5- trihydroxy-6-[[(2R,3R,4R,5R,6S)-3,4,5-trihydroxy-6-methyloxan-2-yl]oxymethyl] oxan-2-yl]oxychromen-4-one với công thức phân tử là C27H30O16.

Phân tử lượng của rutin là 610,5 g/mol, rutin kém tan trong nước (125mg/L), tan tốt trong methanol (55g/L), ethanol (5,5g/L), pyridin (37,3g/L) [37], acetone, n- propanol. Nhiệt độ nóng chảy của rutin là 125°C, giá trị logP là -0,87 (theo drugbank. Rutin được xếp vào nhóm IV trong bảng phân loại sinh dược học (BCS), có tính tan kém và thấm kém [4]. Tác dụng trên da của rutin 1.

Tác dụng chống lão hóa Năm 2016, một nhóm nghiên cứu người Hàn đã tiến hành thực nghiệm xác định tác dụng chống lão hoá của rutin đối với nguyên bào sợi da và da người bằng cách thực hiện thử nghiệm in vivo trên người. Nhìn chung, kết quả cho thấy tác dụng của rutin đối với tình trạng lão hoá do các phản ứng oxy hoá thông qua sự cải thiện về các dấu hiệu lão hoá da như: tăng độ đàn hồi và mật độ da, giảm chiều dài, diện tích và số lượng nếp nhăn, vết chân chim [14]. Tác dụng chống nắng và ngăn ngừa tổn thương do tia UV gây ra Nghiên cứu của Choi và cộng sự đã cho thấy việc bôi rutin tại chỗ trên da chuột 30 phút trước khi chiếu tia UVB làm giảm quá trình peroxide hoá lipid và tăng sản biểu bì do UVB gây ra, cho thấy tác dụng chống lại tổn thương da do tia UV gây ra [13]. 2 Bên cạnh đó, người ta đã quan sát khi rutin kết hợp với dạng nhũ tương dầu trong nước ở nồng độ 10% cho ra giá trị hệ số chống nắng tương tự như homosalate (một hợp chất hữu cơ có khả năng hấp thụ tia UV-B, được sử dụng làm màng lọc chống nắng tham chiếu để thiết lập các tiêu chuẩn theo FDA) và cho hiệu quả chống tia UVA khá đáng kể.

Khi được kết hợp cùng với titan dioxide, chỉ số SPF thu được là 30 [15]. Hệ nano lipid chứa rutin cũng được chứng minh là có tiềm năng trong việc sử dụng như một sản phẩm chống nắng [28]. Tác dụng chống viêm Nghiên cứu của Choi và Kim Nam năm 2013 chỉ ra tá dụng làm giảm triệu chứng viêm da dị ứng trên tai chuột bằng cách ức chế sự xâm nhập của tế bào mast vào tai và nồng độ histamin trong huyết thanh, ngoài ra còn làm giảm triệu chứng viêm da dị ứng tiếp xúc được xác định qua độ dày của tai và sự tăng sinh tế bào lympho, nồng độ IgG2a và biểu hiện của các interferon. Nghiên cứu này cho thấy rutin có tiềm năng trong việc điều trị các bệnh viêm da dị ứng [12].

Không chỉ dùng đơn độc, rutin còn có thể kết hợp các các hoạt chất khác để hiệp đồng tăng tác dụng chống lão hoá, bảo vệ da. Việc kết hợp cùng với acid ascorbic (vitamin C) cho khả năng chống oxy hóa cao hơn so với hợp chất đơn lẻ và cho thấy tác dụng mạnh hơn chống lại sự hình thành các loại oxy phản ứng do tia cực tím gây ra. Sự kết hợp giữa acid ascorbic và rutin là sự bổ sung cho nhau trong các hoạt động chống oxy hóa, chức năng vận chuyển và truyền tín hiệu của chúng. Các hoạt động kết hợp chống oxy hóa và chống viêm của chúng cho thấy rutin và acid ascorbic có khả năng bảo vệ tế bào chống lại tổn thương da do tia cực tím gây ra [24].

Rutin kết hợp với acid caffeic được xác định là có tiềm năng chống lão hoá và oxy hoá thông qua việc ức chế các enzym collagenase, tyrosinase, elastase và hyaluronidase [25]. Tác dụng làm nhanh lành vết thương Rutin được phối hợp vào dạng hydrogel khi bôi lên vết thương ngoài da của chuột, làm giảm diện tích vết thương so với hydrogel đối chứng. Có sự giảm stress oxy hóa ở vùng vết thương được biểu thị bằng việc giảm peroxid hóa lipid và hàm lượng protein carbonyl cùng với tăng hoạt tính catalase. Hydrogel chitosan giải phóng rutin để chữa lành vết thương ngoài da đã được bào chế.

Những hydrogel này thúc đẩy rõ rệt sự hình thành của biểu mô mới và hạt dày hơn, gần với biểu mô ban đầu hơn [5]. Một số mỹ phẩm chăm sóc da có chứa rutin Bảng 1. Các chế phẩm mỹ phẩm trên thị trường chứa rutin Tên sản phẩm Thương Hoạt chất chính Công dụng hiệu chính The ma:nyo Heather Ma:nyo Chiết xuất cây thạch nam Làm dịu da Calming Essence Rutin Chống lão Algaenia hoá Eye contour serum Universkin Rutin 3,2 % Giảm bọng, Niacinamide 4 % giảm sưng Nha đam 5,4 % mắt Kem Soothe Daily Rodan + Kết hợp nhiều chất chống Chống nắng Mineral Sunscreen Fields nắng vô cơ, hữu cơ như TiO2, Làm dịu da SPF 30 ZnO,… với rutin Kem Red Teatree Some by mi Niacinamide Ngừa mụn Cicassoside Final Adenosine Làm sáng da Solution Cream Rutin Chống lão hoá Kem Yves Caffein Làm dịu Ves Rocher Sensitive Rocher Rutin Dưỡng ẩm Vegetal Soothing Chống Oxy hoá 1. Tổng quan về hệ tự nhũ hóa siêu bão hòa 1.

Khái niệm Hệ tự nhũ hoá (Self-emulsifying drug delivery system – SEDDS) là dạng khan của nhũ tương, là một hỗn hợp đồng nhất và ổn định của dầu, chất diện hoạt, chất đồng diện hoạt và hoạt chất. Khi đưa vào pha nước và khuấy trộn nhẹ nhàng sẽ tạo ra nhũ tương có các giọt phân tán với kích thước từ 20 – 300 nm. SEDDS được phân thành 2 nhóm dựa theo kích thước các giọt phân tán bao gồm: Hệ tự vi nhũ hoá (Self-microsemulsifying drug delivery system – SMEDDS) với kích thước giọt phân tán dưới 100 nm và hệ tự nano nhũ hoá (Self-nanoemulsifying drug delivery system – SNEDDS) với kích thước giọt phân tán trong khoảng 100 – 300 nm [1]. 4 Để khắc phục một số nhược điểm của SEDDS như: không phù hợp cho các hoạt chất phải sử dụng ở liều quá cao, khả năng kết tủa lại hoạt chất sau khi nhũ hoá …[60], hệ tự nhũ hoá siêu bão hòa (Su-SEDDS) với đặc điểm ổn định về mặt nhiệt động học, chứa các chất ức chế kết tủa dược chất (PI), thường là các polyme hòa tan trong nước (PPI), đã được bào chế và ứng dụng.

Ở trạng thái siêu bão hoà, các PPI gắn trên bề mặt của các phân tử dược chất giống như một “chiếc dù”, ngăn ngừa sự kết tủa, tạo mầm và phát triển tinh thể của dược chất. Các PPI, như HPMC (hydroxypropyl methylcellulose), HPC (hydroxypropyl cellulose), MC (methylcellulose), PVP (polyvinylpyrrolidon), tocopheryl polyethylen glycol 1000 succinat (TPGS),… cải thiện tính ổn định của dược chất bằng cách duy trì trạng thái siêu bão hòa của dược chất tại vị trí hấp thu [16]. Việc lựa chọn các PPI và nồng độ của chúng trong các công thức tự nhũ hoá ảnh hưởng đáng kể đến sinh khả dụng của dược chất. Hiện tượng siêu bão hòa cũng làm tăng hoạt tính nhiệt động học của dược chất do vượt quá giới hạn độ hòa tan, làm tăng động lực vận chuyển dược chất qua màng sinh học [1].

Ưu, nhược điểm 1. Ưu điểm Dễ sản xuất và nâng quy mô là một trong những lợi thế quan trọng tạo nên sự khác biệt của SEDDS khi so sánh với các hệ mang thuốc mới như hệ phân tán rắn, liposome và tiểu phân nano. Các thiết bị cần thiết cho sản xuất SEDDS ở quy mô lớn thường đơn giản và kinh tế, như máy trộn với cánh khuấy. SEDDS giúp làm tăng độ ổn định của nhũ tương do giảm lực hấp dẫn, giảm chuyển động Brown, kích thước siêu nhỏ giúp làm chậm quá trình keo tụ, từ đó giúp kéo dài độ ổn định của chế phẩm [10].

Độ nhớt thấp và bản chất trong suốt của nano nhũ tương làm tăng tính thẩm mỹ của chế phẩm, tạo cảm giác dễ chịu hơn trên da, với sự thay đổi độ nhớt thích hợp, nano nhũ tương có thể được sử dụng trong công thức thuốc xịt, gel. thân thiện với người dùng [17]. SEDDS có khả năng tạo thành nano nhũ tương dầu/nước trong điều kiện khuấy trộn nhẹ nhàng.