Олеогель и наноэмульсия с ретинилпальмитатом для сочетания с микронидлингом: разработка и оптимизация составов

Зачем нужна новая форма ретинола для микронидлинга

Рубцы постакне остаются частым следствием акне и заметно влияют на качество жизни. Авторы напоминают, что добиться заметного эффекта обычно удаётся только комбинированным подходом, где сочетаются технология и активное вещество. Одна из таких технологий, микронидлинг: множество микроскопических каналов в коже запускает каскад заживления, высвобождение факторов роста, стимуляцию фибробластов и ремоделирование ткани с синтезом коллагена, эластина и гликозаминогликанов. Игольчатые устройства бывают ручными (дермароллеры) и автоматическими, например Dermapen, где можно регулировать параметры процедуры.

Микронидлинг ещё и облегчает проникновение веществ в кожу, поэтому логично вводить в процедуру активный компонент. Среди кандидатов авторы называют витамин А и его производные, в частности ретинилпальмитат. По их описанию, ретиноиды действуют через ядерные рецепторы RAR и RXR, влияют на дифференцировку и деление кератиноцитов, обладают противовоспалительными свойствами, усиливают экспрессию генов коллагена I и III в фибробластах и снижают активность матриксных металлопротеиназ, которые разрушают коллаген. Но у витамина А есть слабое место: он очень чувствителен к нагреву, ультрафиолету и окислению, что сильно осложняет создание составов.

По словам авторов, комбинацию микронидлинга с химическими пилингами и плазмой, обогащённой тромбоцитами, при рубцах постакне описывали достаточно подробно, а ретиноиды чаще встречались лишь как часть многокомпонентного протокола, а не как самостоятельное дополнение к микронидлингу. Эту нишу и хотела занять работа: получить два состава с ретинилпальмитатом, которые подходят для нанесения на кожу с нарушенным барьером во время процедуры, и проверить их физико-химические свойства. Это именно фармацевтическая разработка, а не испытание на людях.

Два носителя: олеогель и наноэмульсия

Олеогель авторы описывают как полутвёрдую гидрофобную основу. По сравнению с классическими жирными основами вроде вазелина у неё лучше потребительские свойства: она даёт некоторый окклюзивный эффект, но легче по текстуре. Раз в составе нет воды, у такой основы выше потенциальная микробиологическая стабильность. В работе использовали готовую основу, в которой жидкий парафин структурирован 5% полиэтилена высокого давления.

Наноэмульсия представляет собой жидкую дисперсную систему с каплями размером примерно от 20 до 200 нм. Для жирорастворимых веществ она удобна тем, что позволяет их диспергировать в воде, и, по мнению авторов, даёт лучшее всасывание действующего вещества и хорошую стабильность. Получать такие системы можно высокоэнергетическими способами (гомогенизация под высоким давлением, микрофлюидизация, ультразвук) или низкоэнергетическими. Вторые мягче для термочувствительных веществ, но требуют больше поверхностно-активных веществ и дают менее стабильные составы. Авторы выбрали гомогенизацию под высоким давлением как воспроизводимый и масштабируемый метод, и это же они называют главным ограничением работы, так как другие способы не пробовали.

Активным компонентом служил масляный раствор ретинилпальмитата в арахисовом масле (в таблице состава указано 1 млн МЕ на грамм). Обе формы готовили в асептических условиях: основу олеогеля стерилизовали сухим жаром при 180 °C 30 минут, масляный раствор фильтровали через мембрану 0,22 мкм, работали в ламинарном шкафу. Целевая концентрация во всех составах составляла 5% по массе.

Олеогель: как смешивание влияет на содержание вещества

Первый результат касается не состава, а способа приготовления. Когда олеогель смешивали автоматическим аппаратом Unguator (30 секунд на самой низкой ступени, 810 оборотов в минуту), содержание ретинилпальмитата составило 88,43 ± 0,62% от заявленного, то есть ниже фармакопейного допуска 90-110%. При ручном смешивании в ступке с пестиком показатель был 100,27 ± 0,69%. По расчёту составителя, разница между способами составляет около 11,8 процентного пункта. Авторы объясняют это чувствительностью вещества: даже небольшой нагрев при коротком механическом смешивании может привести к потерям, и ссылаются на данные, что при повышении температуры хранения с 25 до 40 °C содержание ретиноидов в косметических составах заметно падает. Для дальнейших опытов выбрали ручной способ.

Реологию измеряли при 25 и 36 °C (вторая температура выбрана как приближение к условиям в коже во время процедуры). При скорости сдвига 192 с-1 вязкость олеогеля составила 304,12 ± 10,47 мПа·с при 25 °C и 165,35 ± 4,89 мПа·с при 36 °C. По расчёту составителя, при нагреве вязкость падает примерно на 46%. Авторы считают такой уровень достаточным: состав не стекает слишком легко, но и не слишком жидкий, чтобы вводить его шприцем.

Растекаемость определяли между двумя пластинами из оргстекла, добавляя грузы по 150 г до 1200 г. Площадь пятна выросла примерно с 118,12 ± 0,32 мм2 без нагрузки до 177,41 ± 0,28 мм2 при максимальной нагрузке, то есть, по расчёту составителя, примерно в 1,5 раза. Хорошая растекаемость нужна, потому что во время процедуры состав распределяют по коже самим устройством. Авторы добавляют, что тонкий окклюзивный слой, по данным о заживлении ран, может снижать болезненность за счёт прикрытия нервных окончаний, однако для данного состава это не проверяли, а лишь предполагают.

Стабильность олеогеля оценивали при хранении в шприцах, защищённых алюминиевой фольгой, при 6 ± 0,5 °C в течение 28 дней. Содержание ретинилпальмитата постепенно снижалось с 100,27 ± 0,69% в день изготовления до 94,96 ± 0,02% на 28-й день. По расчёту составителя, это потеря около 5,3 процентного пункта. Показатель остался в границах допуска (выше 90%), видимых изменений состава не было. Контрольные точки в методах были на 0, 10, 20 и 28-й день, но в тексте приведены только начальное и конечное значения.

Подбор наноэмульсии: капли, заряд и сколько нужно добавок

Для наноэмульсии авторы сознательно хотели использовать минимум поверхностно-активных веществ, раз состав предназначен для кожи с нарушенным барьером. Выбрали неионогенные Tween 20 и Kolliphor EL как менее раздражающие, чем ионные, а в качестве вспомогательного вещества добавили триацетин, чтобы снизить общую нагрузку добавок. Тестировали Tween 20 или Kolliphor EL в концентрациях 2-6% и триацетин 1% или 5%, всего 30 составов (по таблице состава, включая варианты без триацетина). Смесь масляного раствора с добавками перемешивали, добавляли воду и гомогенизировали под давлением 1000 бар в три цикла; по измерению, температура образца не превышала 35 °C. Затем состав стерилизовали фильтрацией через мембрану 0,22 мкм.

Закономерности были такими. Чем выше концентрация поверхностно-активного вещества, тем мельче капли, а 5% триацетина заметно уменьшали размер частиц по сравнению с 1%. Все составы имели размер капель менее 200 нм и индекс полидисперсности ниже 0,25. Лучшими по размеру оказались четыре варианта с 5-6% Tween 20 или Kolliphor EL и 5% триацетина: диаметр 127,24-131,44 нм, PDI от 0,146 до 0,168, что указывает на узкое распределение по размерам.

Дзета-потенциал у всех составов был отрицательным. Для вариантов с Tween 20 он лежал в диапазоне от минус 32,14 ± 2,68 мВ до минус 20,96 ± 0,62 мВ, для вариантов с Kolliphor EL от минус 19,57 ± 1,21 мВ до минус 9,35 ± 0,88 мВ. Чем выше по модулю потенциал, тем меньше склонность капель слипаться. Это объясняет, почему авторы отдали предпочтение Tween 20. Электронная микроскопия выбранного состава показала сферические капли, размер которых согласуется с измерениями светорассеяния.

Через 28 дней при 25 и при 6 °C у образцов не было видимых признаков расслоения, коалесценции, кремирования или осадка. Победителем стала эмульсия TW5TA5: 5% Tween 20 и 5% триацетина. Начальный размер капель составил 130,32 ± 1,16 нм, PDI 0,163 ± 0,012, дзета-потенциал минус 22,04 ± 1,28 мВ. К 28-му дню при комнатной температуре размер был 129,34 ± 1,43 нм, PDI 0,148 ± 0,011, а потенциал снизился до минус 14,17 ± 0,34 мВ. Размер, таким образом, практически не изменился, а по модулю заряд уменьшился примерно на 7,9 мВ (по расчёту составителя). В вариантах с Kolliphor EL потенциал за месяц падал сильнее: у KL5TA5 с минус 11,33 до минус 3,49 мВ при комнатной температуре.

По вязкости наноэмульсия практически как вода: 1,77 ± 0,04 мПа·с при 25 °C и 1,43 ± 0,02 мПа·с при 36 °C при скорости сдвига 1875 с-1. По расчёту составителя, это примерно в 170 раз меньше, чем у олеогеля при 25 °C, хотя скорости сдвига при измерении различались, поэтому сравнение приблизительное. Авторы считают такую текучесть уместной: для микронидлинга обычно применяют низковязкие растворы, как для мезотерапии. Значение pH составило 4,84 ± 0,04, что они называют приемлемым для местных средств и ссылаются на данные, что эмульсия с pH около 4 улучшала барьер эпидермиса у пожилых людей.

Главная проблема: потеря ретинилпальмитата

Физические показатели наноэмульсии были хорошими, но ключевой вывод оказался менее благоприятным. Содержание ретинилпальмитата сразу после изготовления у выбранной эмульсии было ниже необходимых 90%. Точного значения в тексте статьи нет: говорится только, что потери при производстве превысили допустимые пределы. Авторы связывают потерю с высокой чувствительностью вещества к условиям обработки при гомогенизации под давлением.

Поэтому итог работы двойной. Олеогель с ручным смешиванием отвечает фармакопейным требованиям по содержанию и сохраняет его в допуске 28 дней при хранении в холодильнике и защите от света. Наноэмульсия по размеру, равномерности и заряду выглядит подходящей, но химически стабильной её авторы не считают. Они прямо пишут, что получить стабильную наноэмульсию с ретинилпальмитатом при малом содержании добавок и без консервантов остаётся трудной задачей, и предлагают для дальнейшей работы эффективное охлаждение при гомогенизации, уменьшение мёртвого объёма и закладку избытка вещества в состав.

Цитотоксичность и клинические данные

Цитотоксичность проверяли на линии мышиных фибробластов L929 методом MTT. Образец олеогеля выдерживали в среде 18 часов, затем разбавленную вытяжку наносили на клетки на 24 часа. Жизнеспособность клеток оставалась выше 70%, а плацебо переносилось немного лучше. Эксперимент выполнен как один независимый: для олеогеля сделали три повтора для каждого из трёх образцов. В заголовке раздела упомянуты олеогель и наноэмульсия, но в методах и результатах описан только олеогель, поэтому для наноэмульсии таких данных в статье нет.

Раздел о клинической оценке состоит из ссылки на более раннюю работу тех же авторов: в ней олеогель с 5% ретинилпальмитата применяли в серии процедур микронидлинга у пациентов с рубцами постакне, и описаны хорошая переносимость, безопасность и удовлетворённость пациентов. Эти данные в самой рассматриваемой статье не представлены и здесь не проверялись. Наноэмульсию на людях пока не испытывали из-за необходимости доработки по содержанию вещества.

Ограничения и как читать эти результаты

Авторы называют два ограничения: испытан только один способ получения наноэмульсии (гомогенизация под высоким давлением) и не проведены исследования высвобождения и проникновения вещества in vitro. Второе важно, поскольку именно проникновение определяет, дойдёт ли ретиноид до нужных слоёв. К этому можно добавить замечания по тексту: стабильность оценена только в течение 28 дней, олеогель хранили лишь при 6 °C, цитотоксичность проверена на мышиных клетках в одном эксперименте, а сведений об эффективности для рубцов в работе нет. Также не приведено число, показывающее, насколько ниже 90% оказалось содержание в наноэмульсии.

Для читателя, интересующегося косметикой и процедурами с ретиноидами, практический смысл такой. Работа показывает, что ретинилпальмитат капризен в производстве: способ смешивания и нагрев сами по себе меняют дозу, а красивые физические параметры эмульсии не гарантируют сохранность действующего вещества. Это аргумент в пользу того, что составы, предназначенные для нанесения на кожу с нарушенным барьером, должны проходить контроль содержания и стабильности. Но работа не показывает, что такие составы лучше обычных средств, не оценивает результат для кожи и не даёт основания считать процедуру безопасной или эффективной. Использовать описанные препараты вне исследований нельзя, а решения о ретиноидах и микронидлинге принимает врач.

Термины

Ретинилпальмитат

Сложный эфир ретинола и пальмитиновой кислоты, форма витамина А, которую используют в средствах для кожи; чувствителен к нагреву, свету и окислению.

Микронидлинг

Процедура, при которой множество тонких игл создаёт в коже микроканалы, запуская процессы заживления и ремоделирования ткани.

Олеогель

Полутвёрдая безводная основа, в которой масло удерживается структурирующим веществом; здесь это жидкий парафин с полиэтиленом.

Наноэмульсия

Жидкая система из мельчайших капель масла в воде размером примерно 20-200 нм.

Гомогенизация под высоким давлением

Способ получения эмульсий, при котором смесь продавливают под давлением (здесь 1000 бар), разбивая капли на мелкие.

PDI (индекс полидисперсности)

Показатель разброса размеров капель: чем он ниже, тем однороднее система; в работе значения были ниже 0,25.

Дзета-потенциал

Показатель заряда поверхности капель; чем он выше по модулю, тем сильнее капли отталкиваются и тем меньше риск их слипания.

Фармакопейный допуск

Допустимый диапазон содержания действующего вещества по требованиям фармакопеи; здесь 90-110% от заявленного.

Тест MTT

Лабораторный метод оценки жизнеспособности клеток по их способности превращать краситель.

Неионогенное ПАВ

Вещество, снижающее поверхностное натяжение без электрического заряда; считается менее раздражающим, чем ионные (Tween 20, Kolliphor EL).