ĐẶT VẤN ĐỀ Lão hóa da biểu hiện bằng sự suy yếu chức năng của da, làm mỏng lớp biểu bì và hạ bì, làm giảm lượng collagen và elastin, khiến da mất đi độ săn chắc và đàn hồi cũng như bắt đầu xuất hiện các nếp nhăn [37], [41]. Lão hóa là quy luật tự nhiên vậy nên con người chỉ có thể làm chậm lại chứ không thể ngăn chặn được quá trình này. Chính vì thế, các sản phẩm chống lão hóa da luôn nhận được sự quan tâm đặc biệt và nằm ở phân khúc cao cấp trong thị trường mỹ phẩm. Retinyl palmitat là dẫn xuất este của vitamin A, nằm trong nhóm hoạt chất retinoids được đánh giá là có hiệu quả cao nhất trong các nhóm chất chống lão hóa da.
Retinyl palmitat làm giảm sự thoái hóa của collagen thông qua việc ức chế enzym collagenase (một loại enzym phá hủy collagen), tăng sinh biểu bì, trung hòa các gốc oxy hóa tự do trong da, giúp da mau lành thương tổn, bảo vệ da trước tia UVB, … [69] Mặc dù hiệu quả chậm hơn so với các dẫn xuất khác như tretinoin, retinal hay retinol nhưng retinyl palmitat lại được ưa chuộng nhờ sự bền vững và khả năng gây kích ứng thấp hơn các dẫn xuất khác [9], [42]. Tuy nhiên, retinyl palmitat vẫn tồn tại những hạn chế trong việc ứng dụng vào mỹ phẩm. Retinyl palmitat có trọng lượng phân tử lớn (524,9 Da) và đặc tính rất thân dầu (log P=13,8) nên khó thấm vào da [8]. Chỉ có khoảng 18% retinyl palmitat trong aceton thấm được vào da sau 30 giờ [10].
Cấu trúc mặc dù đã được este hóa nhưng vẫn có thể bị oxy hóa, đồng phân hóa, phân hủy và gây kích ứng cho da. Vì vậy các nghiên cứu để bọc retinyl palmitat trong một hệ phân phối thuốc đã được thực hiện và phát triển. Hệ tiểu phân nano lipid từ lâu đã chứng minh được ưu điểm trong việc ứng dụng vào ngành công nghiệp mỹ phẩm nhờ sử dụng các thành phần tương thích sinh học và phân hủy sinh học. Hệ tiểu phân nano lipid có sự ổn định vật lí tốt và giúp cải thiện sự ổn định hóa học của dược chất.
Chúng bám dính và hình thành một lớp màng trên da, ngăn ngừa da mất độ ẩm, tăng hydrat hóa da và từ đó giúp hoạt chất có thể thấm sâu hơn vào da [11], [44], [66]. Để bước đầu góp phần ứng dụng hệ tiểu phân nano lipid cho dược chất thân dầu, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu bào chế nano lipid retinyl palmitat ứng dụng vào mỹ phẩm” với các mục tiêu: 1. Bào chế được hệ nano lipid chứa retinyl palmitat. Đánh giá được một số đặc tính của tiểu phân nano lipid chứa retinyl palmitat.
Tổng quan về retinyl palmitat 1. Công thức hóa học, tên gọi All-trans-retinyl palmitat là dẫn xuất este của vitamin A, thuộc nhóm chất retinoids, thu được bằng cách ngưng tụ nhóm cacboxy của acid palmitic với nhóm hydroxy của all-trans-retinol (Hình 1. Cấu trúc phân tử của retinyl palmitat - Tên gọi theo IUPAC: [(2E,4E,6E,8E)-3,7-dimethyl-9-(2,6,6-trimethyl cyclohexen-1-yl)nona-2,4,6,8-tetraenyl] hexadecanoate. - Tên gọi khác: vitamin A palmitat, retinol palmitat.
Tính chất vật lí, hóa học - Dạng vật lí: màu vàng, tồn tại ở trạng thái lỏng [3]. - Tính tan: tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ (ethanol, isopropanol, cloroform, aceton), chất béo và dầu. Không tan trong nước và glycerol [55]. - Bị đồng phân hóa và phân hủy dưới tác động của tia UV.
Khi tiếp xúc với không khí hoặc khí oxy sẽ bị oxy hóa thành chất không có hoạt tính [55]. Độ ổn định Tính ổn định của retinoids phụ thuộc vào giá trị pH, các chất chống oxy hóa và điều kiện môi trường bảo quản. Tính ổn định của retinyl palmitat được cải thiện đáng kể nhờ vitamin C và E, butylated hydroxytoluen, và chất chống nắng [20]. Con đường chuyển hóa Hiện nay, các retinoids có trong mỹ phẩm bao gồm retinyl este, retinol, retinaldehyd, acid retinoic, isotretinoin, adapalen và tazaroten.
Tuy nhiên, các dẫn xuất cần phải chuyển hóa thành acid retinoic để có tác dụng sinh học [69]. Retinyl este đi vào trong da, dưới sự hoạt động của enzym retinyl este hydrolase (REH) sẽ được thủy phân thành retinol [51]. Mặt khác, retinol cũng có thể este hóa thành các dẫn xuất retinyl este dưới sự xúc tác của enzyme lecithin:retinol acyltransferase (LRAT) [22]. Quá trình chuyển đổi retinol thành retinaldehyd được xúc tác bởi hai họ enzym, cytosolic alcohol dehydrogenases (ADHs) và chủ yếu là microsomal retinol dehydrogenases (RDHs).
Sau đó, retinaldehyd oxy hóa thành acid 2 retinoic nhờ ba retinaldehyde dehydrogenase (RALDH1, RALDH2 và RALDH3) [50]. Quá trình chuyển đổi retinol thành retinal có thể được đảo ngược nhờ enzym DHRS3, một retinal reductase (RALR) nhưng quá trình chuyển đổi retinal sang acid retinoic là một chiều [69] (Hình 1. Con đường chuyển hóa của retinoids trên da Tương ứng với con đường chuyển hóa, thứ tự xếp hạng hiệu quả sau khi bôi retinoids tại chỗ như sau: acid retinoic> retinaldehyd> retinol> retinyl este. Nói cách khác, càng gần retinoic acid, chúng càng có hoạt tính retinoid cao hơn [64].
Tác dụng trên da a. Tăng sinh và biệt hóa tế bào Nhóm chất retinoids ảnh hưởng mạnh mẽ đến sự biệt hóa và tăng sinh của tế bào biểu mô. Tế bào sừng được nuôi cấy in vitro trong môi trường thiếu acid retinoic bị giảm tính di động và tăng độ kết dính. Việc sản xuất keratins được điều hòa bởi nồng độ retinoids, bổ sung retinoids trong tế bào sừng biểu bì của con người được nuôi cấy dẫn đến tăng biểu hiện của keratin 7, keratin 13, keratin 15 và keratin 19, giảm biểu hiện của keratin 1, keratin 5, keratin 6, keratin 10 và keratin 14 [69], [72].
Chống lão hóa Sau khi các dẫn xuất chuyển hóa thành acid retinoic thì acid retinoic sẽ liên kết với thụ thể acid retinoic (RAR) và thụ thể retinoid X (RXR) để tạo ra những tác động lên gen mục tiêu [30]. Cả RAR và RXR đều có trong da người, nhưng RXR-α và RAR-γ heterodimers là các thụ thể retinoid có vai trò quan trọng hơn. Tín hiệu của chúng giúp tăng sản xuất procollagen, làm tăng sự hình thành collagen loại I và III, ức chế matrix metalloproteinase (có khả năng phân hủy collagen, ức chế sự tổng hợp hình thành collagen mới) [16], [17]. Kong và cộng sự vào năm 2016 đã chỉ ra rằng sử dụng acid retinoic và retinol giúp điều hòa biểu hiện của các gen mã hóa cho collagen loại 1 (COL1A1) và collagen 3 loại 3 (COL3A1), từ đó làm tăng sinh protein procollagen I và procollagen III.
Cả hai hợp chất đều làm tăng độ dày biểu bì và giúp giảm nếp nhăn trên khuôn mặt sau 12 tuần điều trị, góp phần chống lão hóa da [32]. Bảo vệ da trước tia UVB Vào năm 2017, Li và cộng sự đã cho thấy rằng acid retinoic hạn chế tác hại do tia UVB gây ra đối với các sợi collagen, và tăng hàm lượng collagen trong da bị ảnh hưởng [36]. Tác dụng của vitamin A như một loại kem chống nắng cũng đã được chứng minh. Antille và cộng sự đã báo cáo rằng, sử dụng 2% retinyl palmitat bôi trên da một lần mỗi ngày trong 2 ngày có khả năng bảo vệ da khỏi ban đỏ do tia UVB gây ra tương đương với một sản phẩm kem chống nắng có chỉ số SPF là 20 [5].
Ngoài ra, retinyl palmitat còn được ứng dụng để bảo vệ chống lại sự phá hủy ADN do ánh sáng UVB gây ra [65]. Làm lành vết thương Sự thiếu hụt vitamin A làm chậm quá trình tế bào biểu mô di chuyển lên trên để đóng miệng vết thương, giảm tốc độ tổng hợp collagen và hình thành liên kết chéo của collagen mới. Các nghiên cứu lâm sàng đã chứng minh rằng việc bôi vitamin A tại chỗ hoặc bổ sung bằng đường uống đều giúp kích thích tái tạo biểu bì, tăng tốc độ quá trình đóng miệng vết thương và phục hồi cấu trúc biểu mô, tăng cường sản xuất các thành phần chất nền ngoại bào như collagen loại I và fibronectin, tăng sinh tế bào sừng và nguyên bào sợi, đồng thời giảm thoái hóa chất nền metalloproteinase. Ở những người sử dụng glucocorticoid, sau khi bị thương, nồng độ corticosteroid cao sẽ làm chậm sự xuất hiện của các tế bào viêm, nguyên bào sợi; sự lắng đọng của chất nền, collagen và quá trình tái tạo mao mạch.
Vitamin A đã được chứng minh là làm giảm sự ảnh hưởng của glucocorticoid lên quá trình làm lành vết thương, từ đó giúp tăng tốc độ làm lành vết thương [54]. Một số tác dụng khác của retinoids trên da và trên cấp độ phân tử được trình bày trong hình 1. (A) Tác động trên các lớp và tế bào da. (B) Tác động cấp độ phân tử.
Hạn chế trong ứng dụng Mặc dù retinoids có nhiều tác dụng tốt trên da nhưng ứng dụng trên lâm sàng của nó vẫn bị hạn chế do các tác dụng phụ. Tác dụng phụ thường gặp và phổ biến nhất của thuốc bôi retinoids là cảm giác ngứa, nóng bỏng tại các vị trí bôi, ban đỏ và bong tróc da. Các tác dụng phụ thường biểu hiện trong vài tuần đầu điều trị và có liên quan đến sự giải phóng các cytokine tiền viêm như IL-1, TNF-α, IL-6 và IL-8 [43]. Tác dụng phụ khác là nhạy cảm với ánh nắng, thường xảy ra khi bắt đầu điều trị.
Việc tiếp xúc với ánh nắng có thể tạo ra độc tính cấp tính và mãn tính thông qua việc hình thành các sản phẩm gây độc. Retinoids hấp thụ ánh sáng trong phạm vi tia UVA (315-400 nm) nên khi bị tia UVA chiếu vào có thể tạo ra các gốc oxy hóa tồn tại trong thời gian ngắn, đã được chứng minh là làm hỏng ADN, protein và dẫn đến hình thành khối u [71]. Bệnh nhân đang điều trị bằng retinoids nên tránh tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và thực hiện các biện pháp tránh nắng như sử dụng kem chống nắng. Tuy nhiên, sau vài tháng điều trị, phản ứng của da với bức xạ UV trở lại bình thường [43].
Phụ nữ trong độ tuổi sinh đẻ và đang cho con bú được khuyên cần thận trọng hoặc ngừng sử dụng retinoids tại chỗ. Mặc dù, trong hơn 25 năm sử dụng tretinoin đường bôi cho điều trị mụn trứng cá, không có trường hợp nào gây quái thai và nghiên cứu của Jick cùng cộng sự cũng chỉ ra sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê về khả năng gây quái thai của retinoids [24], [31]. Tuy nhiên, retinyl palmitat lại là một loại retinoid tương đối mới đã được báo cáo là có tác dụng điều trị với khả năng gây kích ứng thấp. Retinyl palmitat tạo ra đáp 5 ứng thấp hơn nên khả năng gây kích ứng cũng thấp hơn so với các dẫn xuất retinoids khác, phần lớn là do khả năng thấm vào da kém.
Hơn nữa, tính thân dầu cao khiến nó có nhiều khả năng tồn tại trong lớp phospholipid kép của tế bào sừng [9].