Ενσωμάτωση εκχυλίσματος μικροφυκών σε λιπιδικούς νανοφορείς και μελέτη της επίδρασης του φορέα στον δείκτη αντηλιακής προστασίας
Loading...
Date
2023-12
Authors
Χατζοπούλου, Ναταλία
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Τα αντηλιακά σκευάσματα βασίζονται για χρόνια σε συνθετικές ενώσεις για την προστασία από την επιβλαβή υπεριώδη ακτινοβολία (UV). Ωστόσο, υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για την αξιοποίηση των φυσικών φωτοπροστατευτικών ιδιοτήτων των εκχυλισμάτων μικροφυκών με παράλληλη βελτίωση της σταθερότητας και της αποτελεσματικότητάς τους. Η παρούσα εργασία διερευνά την ενκαψακίωση εκχυλίσματος του Tisochrysis lutea (T. lutea) - ενός μικροφύκους πλούσιου σε βιοδραστικές ενώσεις - σε λιπιδικούς νανοφορείς (NLCs) και αξιολογεί την επίδραση αυτής της ενσωμάτωσης στον δείκτη αντηλιακής προστασίας (Sun Protection Factor, SPF).
Παρασκευάστηκαν νανοδομημένοι λιπιδικοί φορείς (NLC) για την ενθυλάκωση του εκχυλίσματος T. lutea, καθώς επίσης, κενοί νανοφορείς, χωρίς εκχύλισμα T. lutea, αναπτύχθηκαν για σύγκριση. Η προετοιμασία των νανοφορέων βασίστηκε στην διαδικασία της θερμής ομογενοποίησης σε συνδυασμό με υπερήχους. Στη συνέχεια, όλα τα δείγματα αποθηκεύτηκαν στο ψυγείο (4oC) για περαιτέρω φυσικοχημικό χαρακτηρισμό. Το μέγεθος των σωματιδίων, ο δείκτης πολυδιασποράς (Polydispersity Index, PdI) και το ζ-δυναμικό όλων των δειγμάτων μετρήθηκαν με την τεχνική της Δυναμικής & Ηλεκτροφορητικής Σκέδασης Φωτός (Dynamic & Electrophoretic Light Scattering, DLS & ELS). Η φόρτωση και η αποτελεσματικότητα της ενκαψακίωσης εκχυλίσματος στα νανοσωματίδια προσδιορίστηκε με την χρήση της χρωματογραφίας μοριακού αποκλεισμού (Size exclusion Chromatography, SEC) σε συνδυασμό με τη Φασματοφωτομετρία υπεριώδους-ορατού (Spectroscopy Ultraviolet-Visible, UV-Vis). Επιπλέον, η σταθερότητα των νανοφορέων αξιολογήθηκε μετά από φυγοκέντριση (5000rpm, 20min). Σε επόμενο στάδιο, τα δείγματα υποβλήθηκαν και σε δοκιμασία επιταχυνόμενης γήρανσης (τρεις κύκλοι θέρμανσης στους 40oC και ψύξης στους 25oC). Περαιτέρω μελέτες σταθερότητας διεξήχθησαν μετά την αποθήκευση των δειγμάτων απουσία φωτός, (α) στους 4°C, (β) σε θερμοκρασία δωματίου (25°C) και (γ) στους 40°C και 75% RH, κατά τις οποίες μετρήθηκαν οι προηγούμενες φυσικοχημικές παράμετροι σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα (1, 8, 15, 22 και 30 ημέρες (d)) Οι τιμές SPF του εκχυλίσματος T. lutea και των φορτωμένων NLCs υπολογίστηκαν in vitro, χρησιμοποιώντας την εξίσωση του Mansur.
Αναπτύχθηκαν με επιτυχία κενοί και φορτωμένοι με T. lutea νανοφορείς, με τη σύνθεση τριών διαφορετικών παρτίδων (batches) για την κάθε ομάδα. Τα σκευάσματα NLC έδειξαν περίπου 66% αποτελεσματικότητα ενκαψακίωσης. Το μέσο μέγεθος των νανοσωματιδίων κυμάνθηκε μεταξύ 99,83 nm ± 4,01 nm (για τους κενούς NLCs, p < 0,05) και 103,88 nm ± 7,14 nm (για τους φορτωμένους NLCs, p < 0,05), ενώ το PdI και το ζ-δυναμικό όλων των νανοφορέων βρέθηκαν κοντά στο 0,25 και -45,00 mV, αντίστοιχα. Η ενσωμάτωση του εκχυλίσματος T. lutea δεν επηρέασε τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά των NLCs. Οι νανοφορείς παρέμειναν σταθεροί μετά από φυγοκέντριση, ενώ η επιταχυνόμενη γήρανση προκάλεσε μείωση του μεγέθους και του ζ-δυναμικού, κυρίως στους κενούς NLCs. Κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης στους 4oC, οι φορτισμένοι NLCs παρέμειναν σταθεροί και μόνο οι κενοί NLCs παρουσίασαν διακυμάνσεις στις μετρήσεις του μεγέθους και του ζ-δυναμικού. Κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης στους 25oC, οι φορτωμένοι NLCs παρέμειναν σχετικά σταθεροί, αλλά οι κενοί NLCs παρουσίασαν αυξημένο PdI την τελευταία ημέρα της δοκιμής σταθερότητας (30d) και μικρή μείωση των τιμών του ζ-δυναμικού μετά την πρώτη εβδομάδα αποθήκευσης. Τέλος, κατά τη διάρκεια 30 ημερών αποθήκευσης στους 40°C και 75% RH, τα φορτισμένα NLCs παρουσίασαν αύξηση του μεγέθους σε μία από τις τρεις παρτίδες και μείωση στις υπόλοιπες την τελευταία ημέρα αποθήκευσης, ενώ το PdI και το ζ-δυναμικό δεν παρουσίασαν στατιστικά σημαντικές μεταβολές. Τα κενά NLC παρουσίασαν μείωση του μεγέθους μετά την πρώτη εβδομάδα αποθήκευσης, αλλά στη συνέχεια ο μέσος όρος μεγέθους των νανοσωματιδίων σχεδόν διπλασιάστηκε μέχρι την 30η ημέρα, ενώ οι μετρήσεις του ζ-δυναμικού μειώθηκαν μετά την πρώτη εβδομάδα αποθήκευσης.
Για τον προσδιορισμό του SPF in vitro, 100 μL του δείγματος των φορτωμένων NLCs αραιώθηκαν σε τελικό όγκο 1 mL με προσθήκη αιθανόλης, για κάθε μία από τις τρεις παρτίδες που παρασκευάστηκαν. Η αρχική συγκέντρωση των νανοφορέων σε εκχύλισμα T. lutea ήταν 20 mg/ml, επομένως η συγκέντρωση στην κυψελίδα, μετά την αραίωση σε τελικό όγκο 1 ml, ήταν 2 mg/ml. Το φάσμα απορρόφησης κάθε δείγματος στην περιοχή 200-400 nm λήφθηκε με φασματοφωτομετρία υπεριώδους-ορατού και υπολογίστηκε ο SPF που αντιστοιχεί σε κάθε δείγμα. Η μέση τιμή του SPF που προσδιορίστηκε ήταν 7,58 ± 2,83. Για τη μέτρηση του SPF του εκχυλίσματος T. lutea, παρασκευάστηκε αιθανολικό διάλυμα συγκέντρωσης 2 mg/ml σε εκχύλισμα T. lutea και αφού λήφθηκε το φάσμα απορρόφησης του διαλύματος στην περιοχή 200-400 nm, ο SPF που υπολογίστηκε ήταν 1,72, σημαντικά χαμηλότερος από εκείνον των φορτωμένων με T. lutea NLCs.
Description
Keywords
Λιπιδικοί νανοφορείς, Νανοδομημένοι λιπιδικοί φορείς, Δείκτης αντηλιακής προστασίας, Εκχύλισμα μικροφυκών, Μελέτη σταθερότητας νανοφορέων