《International Journal of Cosmetic Science》:Penetration enhancement effects of topically applied crosslinked hyaluronic acid
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本文系统研究了交联透明质酸(HA)作为透皮吸收促进剂的应用潜力。通过高效液相色谱(HPLC)和基质辅助激光解吸电离质谱成像(MALDI-MSI)技术,发现交联HA能选择性增强亲水性活性成分(如肌肽、精氨酸)及中分子量HA(~200–400 kDa)的皮肤渗透性,其作用机制与强保湿性和成膜性密切相关。该研究为开发多功能护肤品提供了新思路。
引言
透明质酸(HA)是一种由葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺重复单元组成的线性糖胺聚糖(GAG),广泛用于化妆品中,具有保湿、抗衰老和修复皮肤屏障等功能。HA的功效与其分子量密切相关:高分子量HA(>1 MDa)主要在皮肤表面形成保湿层,而低分子量HA(<100 kDa)可渗透至皮肤深层发挥活性。交联HA通过线性HA与多官能团交联剂反应形成网络结构,具有优异的保湿性和成膜性,但其对透皮吸收的增强作用尚不明确。
材料与方法
研究采用猪耳皮肤和人皮肤外植体,分别用于HPLC和MALDI-MSI分析。实验样品包含单一活性成分(如2%肌肽、1%精氨酸)或其与交联HA(Hyacross Hyaluronic Acid Elastomer TL100)的组合,载体为简单水性基质(pH 6.15)。透皮实验持续24小时,后通过HPLC检测活性物含量,或通过MALDI-MSI可视化HA在皮肤中的分布。原子力显微镜(AFM)用于对比交联HA与高分子量HA的成膜特性。
结果
亲水性活性物的渗透增强
交联HA显著提升了亲水性物质(如肌肽、精氨酸)的皮肤渗透量。例如,添加1%交联HA使2%肌肽的递送量增加70%(图1)。精氨酸需3%交联HA才显现增强效果(图2),而疏水性α-生育酚(logP=10.7)的渗透未受影响(图3)。
高分子量HA的局限性
对比实验显示,1%高分子量HA(1000–1800 kDa)或其稀释液对精氨酸的透皮吸收无促进作用(图4、图5),表明交联HA的渗透增强作用并非仅源于保湿性。
AFM揭示成膜特性差异
AFM显示交联HA在云母表面形成均匀网络结构(高度约20 nm),而高分子量HA呈聚集状分布(高度50–90 nm),说明交联HA的成膜能力可能与其渗透增强作用相关(图6)。
离子依赖性效应
交联HA可促进钠PCA的渗透,但对锌PCA无效(图7、图8)。推测Zn2+与交联HA的多位点结合抑制了其功能,而Na+仅单点结合。
大分子递送验证
MALDI-MSI显示,添加3%交联HA后,中分子量HA(~200–400 kDa)在皮肤各层的分布显著增加(图9、图10)。对照实验证实该现象源于线性HA的渗透增强,而非交联HA自身渗透。
讨论
交联HA的渗透增强作用可能源于其强保湿性(利于亲水性物质溶解)和均匀成膜性(促进活性物扩散)。Zn2+的抑制作用进一步说明其网络结构对功能的重要性。此外,交联HA可提升大分子(如HA本身)的透皮能力,为macromolecule(如蛋白质)的non-invasive递送提供了新策略。未来可探索其他成膜性多糖(如壳聚糖)的类似作用。
结论
交联HA能选择性增强亲水性小分子及中分子量HA的皮肤渗透,其作用依赖保湿与成膜双重机制。该研究凸显了交联HA作为多功能护肤品成分的潜力,尤其适用于改善水溶性活性物的递送效率。