MỞ ĐẦU Công nghệ nano (nanotechnology) là ngành công nghệ đột phá bao gồm thiết kế, phân tích, sản xuất và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống có kích thước ở cấp độ nanomet với giới hạn từ 1 nanomet đến 100 nanomet (nm) (1 nm = 10-9 m). Việc ứng dụng công nghệ nano đã trải rộng trên các ngành khoa học khác nhau, từ điện tử đến y học. Trong lĩnh vực thẩm mỹ, các kỹ thuật nano dùng cho phẫu thuật thẩm mỹ đã được hình thành, nhiều loại mỹ phẩm có chứa các loại hạt nano để bảo vệ hoạt chất đã được thương mại hóa. Việc khai phá những ứng dụng mới mẻ, nổi trội của công nghệ nano là hướng đi trong tương lai trong lĩnh vực mỹ phẩm với tiềm năng lớn.
Riêng thị trường toàn cầu cho mỹ phẩm có ứng dụng công nghệ nano đã đạt được khoảng $155.8 triệu vào năm 2012 và hứa hẹn tiềm năng rất lớn trong thời gian tới.Lý do cho sự ứng dụng rộng rãi công nghệ nano cũng như vật liệu na no trong mỹ phẩm là ở kích thước nano, các thành phần hoạt chất trong mỹ phẩm bộc lộ được các đặc tính mới, ưu việt hơn so với chính chúng ở các kích thước lớn. Các tính chất này bao gồm màu sắc, độ trong, độ hòa tan, khả năng kháng khuẩn và hoạt tính hóa sinh học khiến vật liệu nano phù hợp với các ngành công nghiệp mỹ phẩm. Hệ nano chất béo rắn được giới thiệu năm 1991 như là một hệ phân tán có kích thước 50-1000nm, có nhiều ưu điểm có thể khắc phục được hạn chế của các hệ hạt nano khác trong hệ keo truyền thống. Hệ này có khả năng phóng thích hoạt chất đúng mục đích và là một hệ dẫn truyền tốt đối với các hoạt chất có tính kỵ nước, khó hấp thu vào cơ thể.[1 – 3] Các hợp chất carotenoid được chiết xuất từ thiên nhiên, đặc biệt là từ gấc được xem như là thần dược với làn da, có tác dụng chống lão hóa, phòng chữa sạm da, dưỡng da, bảo bệ da, giúp cho da luôn hồng hào, tươi trẻ và mịn mà ng.
Trong gấc, β-Caroten (tiền vitamin A): cao gấp 1,8 lần so với dầu gan cá thu, 15 lần so với cà rốt, là β -caroten thiên nhiên thuần tuý nên có tác dụng chống lão hoá mạn h nhất đồng thời bổ sung nguồn vitamin A giúp duy trì một làn da khỏe mạnh, tăng độ đàn hồi và độ ẩm cho da. Trong gấc có chứa lycopen cao gấp 70 lần so với cà chua, đến mức có thể tự kết tinh thành những tinh thể. Đây là chất carotenoid có khả năng 1 chống lão hóa rất mạnh và cũng là carotenoid duy nhất có khả năng ngăn ngừa được chứng nhồi máu cơ tim và bảo vệ Gen khỏi bị tổn thương (cơ thể không tự tổng hợp được chất này). Chính vì những giá trị đặc biệt này mà những nghiên cứu gần đây đã quan tâm tìm cách đưa carotenoid vào mỹ phẩm như kem dưỡng da nhằm dưỡng và bảo vệ làn da.
Tuy nhiên, khuyết điểm lớn nhất của carotenoid là nhạy vớ i nhiệt độ, ánh sáng, oxy nên thường dễ bị phân hủy. Do đó, tạo hạt nano chất béo rắn bao tinh dầu gấc là phương pháp mới để tối đa hoạt tính của catotenoid, tăng độ bền khi phối trộn vào các sản phẩm mỹ phẩm. Đây cũng chính là lý do thực hiện của đề tài này. 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.
HẠT NANO CHẤT BÉO RẮN (SOLID LIPID NANOPARTICLE – SLN) 2. Khái niệm hệ nano chất béo rắn Dẫn truyền một phân tử thuốc đến vị trí mục tiêu là một trong những nghiên cứu đầy thách thức của lĩnh vực khoa học dược phẩm. Vấn đề này đươc cải thiện đáng kể bằng cách phát triển hệ dẫn truyền như liposome, micell và các hạt nano. Các hạt nano với những đặc điểm đặc biệt như kích thước nhỏ, diện tích bề mặt lớn và khả năng thay đổi tính chất bề mặt nên có rất nhiều lợi thế so với các hệ dẫn truyền thuốc khác (Kreuter, 1997) [1].
Mặt khác, các hạt nano còn có lợi thế là dễ phân hủy, không độc hại, độ ổn định cao nên có khả năng được lưu trữ trong thời gian dài (Chowdary et al. Từ một thập kỷ gần đây ngày càng nhiều các nghiên cứu sử dụng hạt nano lipid rắn (solid lipid nanoparticles – SLN) nhằm ứng dụng như một hệ dẫn truyền thuốc thay thế các hệ truyền thống như hệ nhũ tương lipid, liposome và các h ạt nano polymer. SLN kết hợp những ưu điểm đồng thời cũng tránh một số nhược điểm của các hệ khác, như có khả năng vận chuyển hiệu quả các hoạt chất và thâm nhập dễ dàng vào màng tế bào vì kích thước vi hạt nano [2],các hoạt chất kỵ nước hoặc ít tan trong nước có thể được phối trộn dễ dàng vào hệ nano chất béo rắn, qui trình tổng hợp tương đối dễ thực hiện, chẳng những yêu cầu chi phí thấp mà còn không sử dụng dung môi hữu cơ độc hại, lại có thể tiến hành sản xuất ở quy mô công nghiệp.1 [3] là hình ảnh chụp SEM của các hạt nano lipid rắn được tạo thành bởi triglycerit và chất hoạt động bề mặt không ion.1: Hạt nano lipid rắn được tạo thành bởi triglycerit và chất hoạt động bề mặt không ion 3 Hình 2.2:Hạt nano lipid rắn bảo vệ dược chất amphotericin B.2 mô tả sự tạo thành hạt nano lipid rắn bằng cách trộn tristearin và acid stearic tạo thành lõi, lecithin và chất hoạt động Natri taurocholat được thêm vào để ổn định hệ, amphotericin B được bảo vệ bền trong lõi lipid.1: Một số lipid và chất hoạt động bề mặt được sử dụng để tạo hạt nano lipid rắn [4]. Lipids Surfactants Tryacylglycerol Phospholipids Tricaprin Soy lecithin Trilaurin Egg lecithin Trimyristin Phosphatydincholine Tripalmtin Ethylene oxide/propylene oxide copolymer Tristearin Poloxamer 188 Acylglycerol Poloxamer 182 Glycerol monostearate Poloxamer 407 Glycerol behenate Poloxamine 908 Glycerol palmitostearate Sorbitan ethylene oxide/propylene oxide copolymer Lipid acid Polysorbate 20 Stearic acid Polysorbate 60 Palmitic acid Polysorbate 80 Decanoic acid Alkylaryl polyether alcohol polymers Behenic acid Tyloxapol Waxe Bile salts Cetyl palmitate Sodium cholate Cyclic complexes Sodium glycocholate Cyclodextrin Sodium taurocholate Para-acyl-calix-arenes Sodium taurodeoxycholate 4 Hệ hạt nano chất béo rắn được chia thành 3 dạng chính [4]: Dạng ma trận : Hoạt chất được phân tán đều trong nền chất béo rắn Dạng vỏ : Hoạt chất bao bọc bên ngoài lõi chất béo rắn Dạng lõi : Hoạt chất được bao bọc bên trong bởi lõi chất béo rắn (a) dạng matrix (b) dạng vỏ (c) dạng lõi Hình 2.3: Ba kiểu phân bố dược chất trong tiểu phân nano lipid Trong ba dạng trên thì dạng ma trận là dạng phổ biến và dễ tạo nhất bằng những phương pháp đồng hóa thông dụng.Do đó, đề tài sẽ tập trung nghiên cứu chế tạo hệ hạt nano chất béo rắn có dạng ma trận.
Phương pháp tạo hệ nano chất béo rắn (SLN) Hầu hết các nghiên cứu để tạo hệ nano chất béo rắn đều gồm 2 giai đoạn [5]: Giai đoạn 1: tạo hệ nhũ thô dầu trong nước dạng vi nhũ Giai đoạn 2: Sự hóa rắn của pha phân tán. Trong quá trình tạo hệ thì quan trọng nhất là giai đoạn đồng hóa.Có hai kỹ thuật chính để tạo hệ nano chất béo rắn là đồng hóa nóng (hot homogenization) và đồng hóa lạnh (cold homogenization) [3]. Sự khác nhau giữa 2 quy trình tổng hợp được mô tả như sau: 5 Hoạt chất được phân tán trong pha chất ĐỒNG HÓA béo rắn nóng chảy (hỗn hợp trộn thô) ĐỒNG HÓA NÓNG LẠNH Phân tán hh thô trong nước nóng có Hóa rắn hỗn hợp thô bằng nito lỏng chưa chất HĐBM hoặc đá khô Trộn lại bằng cách khuấy từ để tạo Xay hoặc nghiền tạo thành dạng bột thành hệ nhũ thô mịn (50 – 100 µm) Đồng hóa áp uất cao hệ nhũ trên (t o> to Phân tán bộ trong nước có hòa tan chất nóng chảy chất béo rắn) HĐBM Tạo hệ nhũ dầu trong nước Đồng hóa áp suất cao (to≤ to phòng) Hóa rắn hệ nhũ nano (to ≤ to phòng) SLN 2. Độ bền của hệ nano chất béo rắn Độ bền và ổn định của hệ hạt nano chất béo rắn được đánh giá dựa trên hai yếu tố là kích thước hạt phân bố và trạng thái kết tinh của hệ hạt nano, hay nói cách khác dựa trên kích thước và hình thái hạt: [3] - Kích thước hạt ảnh hưởng đến cảm quan về sản phẩm (mắt người chỉ có thể phát hiện ánh sáng tán xạ nếu kích thước hạt lớn hơn 1 µm, và cũng là là một yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến khả năng hấp thu qua da (mỹ phẩm), qua màng ruột, mức độ tồn tại của hệ trong cơ thể và các cơ chế phân bố hoạt chất trong hệ thống màng nội bào (Reticulo endothelial system –RES).
- Trạng thái kết tinh của hệ tương thích mạnh đến khả năng phóng thích và kết hợp các loại thuốc. 6 Vấn đề độ bền và tính ổn định của hệ nano chất béo rắn phụ thuộc vào các thông số quá trình thực hiện, chất HĐBM, công thức hệcần tiếp tục được nghiên cứu và tìm hiểu. DẦU GẤC Ở Việt Nam, từ lâu dầu gấc đã đư ợc sử dụng làm thuốc bổ, cung cấp vitamin A cho trẻ nhỏ, phụ nữ có thai và cho con bú. Dầu gấc còn được sử dụng để bôi vết thương và vết bỏng giúp mau lành, nhanh lên da non.
Uống dầu gấc giúp người bệnh nhanh chóng phục hồi, tăng khả năng chống đỡ bệnh tật. Ngày nay, cùng với sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu về gấc đã ch ỉ ra được thêm nhiều công dụng của dầu gấc như: tăng khả năng miễn dịch, chống lại quá trình oxy hóa và lão hóa tế bào [9], loại bỏ tác động độc hại của môi trường như các chất độc hóa học, tia phóng xạ. Các thành phần carotenoid, lycopene và vitamin E trong dầu gấc có tác động trung hòa 75% các chất gây ung thư. Carotenoid Carotenoid là các sắc tố tự nhiên tạo ra màu vàng, da cam, đỏ trong rất nhiều các loại hoa quả (gấc, chanh, đào, mơ, cam, nho,.), rau (cà rốt, cà chua,.), nấm và hoa.
Chúng cũng có mặt trong các sản phẩm động vật như trứng, tôm, cá,. Ngày nay, các hợp chất carotenoid rất được quan tâm nghiên cứu, đã đạt được những kết quả không chỉ về ảnh hưởng của chúng lên cơ thể sinh vật mà còn đ ưa ra một số sản phẩm thuốc, thực phẩm chức năng bổ sung hàng ngày và tiềm năng ứng dụng trong mỹ phẩm [9]. Carotenoid được tìm thấy từ thế kỷ 19, năm 1831 Wachen đề xuất thuật ngữ “carotene” cho một hợp chất màu phân cực được kết tinh từ rễ của cà rốt. Berzelius gọi sắc tố màu vàng phân cực chiết xuất từ lá mùa thu “xanthophylls”, từ tiếng Hy Lạp Xanthos có nghĩa là màu vàng và phyllon có nghĩa là lá.