Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,737

СОЗДАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОСМЕЦЕВТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА С БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ КОМПОЗИЦИЯМИ НАНОСЕЛЕНА

Геляхов И.М. 1 Компанцев Д.В. 1 Привалов И.М. 1 Степанова Э.Ф. 1
1 ФГБОУ ВО «Пятигорский медико-фармацевтический институт» филиал Волгоградского государственного медицинского университета
В статье приведены результаты экспериментальных исследований по созданию космецевтического липосомального средства с биологически активными композициями наноселена. По результатам биологического скрининга в опытах in vitro изучены фармакотоксикологические свойства наноселена и установлена оптимальная дозировка наноселена и вспомогательных веществ в составе крем-бальзама. Разработана инновационная технология нового косметического липосомального средства, обогащенным эссенциальным нульвалентным селеном с размером наночастиц 20–70 нм. Для разработанного липосомального крем-бальзама с наноселеном в опытах in vivo установлено наличие фармакологического эффекта в отношении противовоспалительной, ранозаживляющей и пролиферативной активности. Противовоспалительные и ранозаживляющие свойства наноселена в липосомальной композиции впервые использованы в практике отечественной космецевтики. Обоснована предполагаемая востребованность разработанного космецевтического средства. Созданный крем-бальзам может быть рекомендован как для нормальной, так и для: для склонной к раздражению и поврежденной кожи.
космецевтическое средство
крем-бальзам
наноселен
липосомы
1. Решетник Л.А., Парфенова Е.О. Биотеохимическое и клиническое значение селена для здоровья человека / Л.А. Решетник, Е.О. Парфенова // Сиб. мед. журнал. –1999. – Т. 18. – № 3. – С. 16-22.
2. Карпова Е.А., Демиденко О.К., Ильина О.П. К вопросу о токсичности препаратов на основе наноселена / Е.А. Карпова, О.К. Демиденко, О.П. Ильина // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. – 2014. – № 4. – С. 207-210.
3. Zhang J., Wang X, Xu T. Elemental selenium at Nano Size (Nano-Se) as a potential chemopreventive Agent with reduced risk of selenium toxicity: comparison with Se-Methelselenocysteine in mice // Toxicological sciences. 2008. No. 101 (1). P. 22-30.
4. Серов А.В., Храмцов А.Г. Новый биологически активный препарат на основе наночастиц селена / А.В. Серов, А.Г. Храмцов // Вестник СевКавГТУ. – 2010. – № 4 (25). – С. 122 – 125.
5. Краснюк И.И., Михайлова Г.В., Чижова Е.Т. Лечебно-косметические средства / И.И. Краснюк Г.В. Михайлова, Е.Т. Чижова. – М.: Академия, 2008. – 240 с.
6. Бажутин Н.Б., Золин В.В., Колокольцов А.А., Таргонский С.Н. Перспективы применения липосомальных препаратов в медицинской практике / Н.Б. Бажутини [и др.] // Terra Medica. – 2003. – № 3. – С. 3-6.
7. Сюбаев Р.Д. Современные подходы к доклинической оценке безопасности комбинированного действия лекарственных средств / Р.Д. Сюбаев // Токсикологический вестник. – 2010. – № 5. – С. 12.
8. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств / под ред. А.Н. Миронов, Н.Д. Бунатян, В. Г. Кукес [и др.]. – М: ЗАО «Гриф и К», 2012. – 244 с.

Интенсивная восстанавливающая косметика последнего поколения профессионального уровня, прежде всего, содержит биологически активные ингредиенты с анти-оксидантными свойствами, благотворно влияющие на состояние кожных покровов и стимуляцию процессов клеточного метаболизма. Оптимальный баланс витаминов, макро- и микроэлементов крайне важен для обеспечения биохимических и физиологических процессов, протекающих в коже.

Микроэлемент селен один из девятнадцати наиболее важных микроэлементов, обеспечивающих не только здоровье, но и нормальное функционирование органов и систем организма. Белки, содержащие селен, относятся к группе «селенопротеинов». Селен обеспечивает работу и активность глутатионпероксидазы – основного фермента, участвующего в детоксикации организма и играющего ключевую роль в защите организма от ооксидативного стресса. Кроме того, селен-содержащие ферменты обеспечивают рецеркуляцию аскорбиновой кислоты, восстановителя и кофермента метаболических процессов, в активную форму. Селено-содержащие ферменты из группы дейодиназы обеспечивают превращение не активного гормона Т4 в более активный Т3[1].

В активном центре фермента-антиоксиданта глутатионпероксидазы находится остаток аминокислоты селеноцистеина. Глутатионпероксидаза, защищая от окисления белки, липиды и восстанавливая липидные перекиси, предотвращает нарушение клеточных мембран, не допускает их деформацию, нарушения в структуре ДНК, тем самым помогает сдерживать процесс старения кожи и восстанавливать ее структуру, разглаживать мелкие морщины, оказывает противовоспалительное действие при дерматологических заболеваниях. Дефицит селена может проявляться в виде сухой, шершавой кожи, медленно заживающих кожных ран, подверженности кожи инфекции, появления на ней высыпаний, трещинок, гематом. Потребность кожи в селене увеличивается под воздействием ультрафиолетового излучения, электрических разрядов, радиации.

В последнее время широкое распространение получили космецевтические средства в состав которых включен селен. Эта косметика, во-первых, улучшает клеточную функцию кожи, ускоряя процессы ее регенерации, во-вторых, повышает выработку коллагена, и соответственно улучшает эластичность кожи, в-третьих, минимизирует фотоповреждения от солнца.

Можно выделить три поколения препаратов, содержащих селен.

Первое поколение этих препаратов основано на селенате и селените натрия, сернистом селене. Препараты этого поколения обладают невысокой биодоступностью, имеют побочные действия.

Препараты второго поколения основаны на соединениях селена с биолигандами (селен-цистеин, селен-метионин или двухвалентные формы селена). Они более безопасны, биодоступны и имеют большую эффективность.

В препаратах третьего поколения используется наносредство, представляющее собой наномолекулярную селенопротеиновую матрицу, содержащую селен. Основное преимущество препаратов третьего поколения заключается в их более низкой токсичности, причем стабилизированные белком наночастицы селена с размерами 20–60 нм обладают высокими проникающими свойствами, лучше накапливаются в тканях, сохраняя при этом весь спектр биологической активности ионного селена, восполняя его необходимый запас и активируя синтез селенсодержащих ферментов [2, 3]. Наноразмерность частиц селена позволяет использовать их в составе антивозрастных космецевтических средств, поскольку обеспечено не только глубокое проникновение активного вещества в глубинные слои кожи, но и адресная доставка биологически активных ингредиентов.

Актуальность использования наноселена в космецевтике обуславливается возможностью длительного применения таких препаратов с минимальным риском развития побочных эффектов.

В качестве полимера, стабилизирующего селенопротеиновую матрицу при применении наноселена для кожных покровов, часто выбирают хитозан [4]. Хитозан проникает в кожу не только трансдермально, но и трансфолликулярно, трансгландулярно. Известно, что он эффективно связывает ионы водорода, различных металлов (в том числе токсичных и радиоактивных) и органических водорастворимых веществ, имеет отличный сорбирующий эффект, хитозан стимулирует регенерационные процессы кожи.

Несмотря на существующие дискуссии относительно эффективности использования липолсом, с целью транспортировки биологически активных веществ в глубокие слои кожи, липосомы по-прежнему используются в качестве транспортного средства биологически активных веществ, не разрушающихся на поверхности эпидермиса, так они биологически совместимы с клетками кожи и липосомная частица просто встраивается в липидные бислои мембран [5].

Цель исследования: разработка и исследование липосомального крем-бальзама с наноселеном.

Материалы и методы исследования

На разных этапах работы объектами исследований являлись: субстанция наноселена на подложке из бычьего сывороточного альбумина, стабилизированного хитозаном, липосомальные основы различных составов и способов получения, разработанное космецевтическое средство.

В ходеразработки и исследования крем-бальзама применялись технологические, биофармацевтические и фармакологические методы исследований.

Результаты исследования и их обсуждения

Учитывая все положительные стороны воздействия наноселена на кожу, в качестве активного антиоксиданта для введения в липосомальную композицию применялся наномолекулярный селенопротеин.

В результате многостадийно факторного анализа была выбрана матрица-носитель для наноселена – бычий сывороточный альбумин, стабилизированный хитозаном.

Так как наноселен с хитозановым комплексом для космецевтических средств применялся впервые, сначала исследовали его токсичность in vitro на модели Parameciumcaudatum. Было установлено отсутствие токсичности субстанции наноселена в концентрациях менее 0.00014 мг/мл.

Следующим этапом наших исследований был выбор способа получения липолсом. Исследовались три широко используемых способа: приготовление липосом: методом обращения фаз, инжекционным методом, методом ручного встряхивания. По результатам проведенных технологических исследований установлено, что диаметр везикул липосом с наноселеном, сформированных методом встряхивания, оптимально подходит для разрабатываемого крема бальзама [6]. Мультиламеллярная структура полученной композиции способствует глубокому проникновению активных ингредиентов и может применяться для любого типа кожи. Основа, в которую вводились липосомы, представляла собой гель, способный стабилизировать липосомы, и имела следующий состав: вода, глицерин, масло оливковое, лецитин, витамин Е, эпофен, веторон, диквертин, циклометикон, натрия хлорид, нейтрализованный карбомер, шаромикс, катон, парфюмерная композиция.

Кроме того, установлено, что хитозан, используемый для стабилизации наноселена, является дополнительным источником стабилизации и самих липосом, увеличивая срок хранения липосомальной композиции.

Первичные скрининговые исследования полученной липосомальной композиции наноселена, проведенные в опытах in vitro на парамециях, продемонстрировали высокую биологическую активность и мембранотропное действие. Проведенные исследования дали основания   предполагать, что липосомальный крем с наноразмерными частицами селена должен существенно выступать как активатор клеточного метаболизма и улучшать барьерно-защитную функцию кожных покровов.

Следующим этапом для разработанной рецептуры было проведение более детальных испытаний в опытах in vivo, в частности изучение ранозаживляющего действия и противовоспалительной активности.

Эксперименты in vivo проводились на крысах-самцах линии Wistar весом 200–250 г, полученных из вивария Пятигорского медико-фармацевтического института филиала ФГБОУ ВО ВолгГМУ.

Животные содержались по шесть особей в клетке, при естественном освещении, с обычным рационом питания и свободным доступом к воде.

Изучение ранозаживляющего действия разработанного средства проводилось на модели линейной кожной раны (размер 1 см) [7, 8].

Перед экспериментом крысы были разделены на 4 группы по 6 животных в каждой.

Первая группа (контрольная) – животные, не получавшие лечения после нанесения раны.

Вторая группа (опытная) – животные, которым на рану ежедневно наносили разработанный липосомальный крем-бальзам.

Третья группа (опытная) – животные, которым ежедневно на повязку наносили раствор наноселена.

Поскольку липосомальных кремов с наноселеном нет, то в качестве препарата сравнения был выбран мультиламеллярный крем Anna Lotan с липосомами / Lipo Soft Cream (серия Classic) производство Израиля с регенерирующим эпидермальным эффектом.

Четвертая группа (препарат сравнения) – животные, которым на рану ежедневно наносили крем Anna Lotan.

Визуальное наблюдение за линейной раной и динамикой раневого процесса продемонстрировало:

  • в первые сутки после нанесения линейной раны у крыс всех экспериментальных групп выявлена интенсивная местная воспалительная реакция в виде гиперемии и отечности тканей, граничащих с раневой поверхностью;
  • на третьи сутки эксперимента у всех животных на поверхности линейной раны начал формироваться образовался струп;
  • у животных контрольной группы и группы, получающий раствор наноселена, наблюдалось фрагментарное отторжение струпа. У животных оставшихся групп наблюдалось плотное прилегание струпа к поверхности линейной раны.

Появление молодой соединительной ткани в виде грануляций являлось признаком заживления раны. Показатели ранозаживляющего действия приведены в таблице 1.

При применении экспериментального крем-бальзама с наноселеном на 10 день наблюдения все раны зажили без рубцов. Средняя скорость заживления раны составила 2,4±0,2 мм/сутки. В группе животных, которым накладывалась повязка, смоченная раствором наноселена, раны заживили на 11 день, рубцов нет, однако в течение первой половины наблюдений размер раны уменьшался плохо, раневая поверхность мокла, затем процесс эпитализации пошел быстрее. В группе сравнения раны уменьшались равномерно, зажили на 11 день, рубцов нет. Средняя скорость заживления раны составила 2,25±0,3мм/сутки. В контрольной группе раны зажили на 12 день, раневая поверхность гноилась, имеются рубцы. Средняя скорость заживления раны составила 2,0±0,2 мм/сутки.

Таблица1

Показатели ранозаживляющего действия

Препарат

Средний линейный размер раны (мм)

6 день

7 день

8 день

9 день

10 день

11 день

Контроль (физ. р-р)

6,00±

0,012*

4,67±

0,016*

3,33±

0,023*

2,33±

0,134*

0,67±

0,216*

0,33±

0,021*

Опытный образец (крем-бальзам с наноселеном)

4,33±

0,075*

2,67±

0,040*

1,67±

0,040*

1,00±

0,024*

0

0

Опытный образец (повязка, смоченная наноселеном)

6,00±

0,012*

4,50±

0,016*

2,75±

0,045*

1,41±

0,037*

0,43±

0,034*

0

Препарат сравнения (Anna Lotan крем с липосомами )

5,00±

0,024*

3,00±

0,029*

2,33±

0,012*

1,00±

0,034*

0,33±

0,006*

0

Примечание: * – изменения достоверны относительно контроля, p<0,05;

M – среднее арифметическое;

m – стандартная ошибка среднего арифметического.

Результаты исследования, приведенные в таблицы 1, свидетельствуют, что наиболее выраженным ранозаживляющим эффектом обладает экспериментальный липосомальный крем-бальзам с наноселеном, достоверно уменьшая сроки заживления линейной раны.

Влияние экспериментального крема с наноселеном на течение воспалительного процесса (интенсивность экссудативной фазы и качество процесса пролиферации) изучали на 24 крысах-самцах линии Wistar массой 200–250 г. Пролиферативное воспаление индуцировалось имплантацией простерилизованного ватного шарика массой 15 мг. У животных под хлоралгидратным наркозом (300 мг/кг) в асептических условиях после разреза всех слоев кожи формировали полость, в которую вкладывали ватный шарик, затем края раны сшивали [6, 7].

На 8 сутки опыта имплантированный шарик с образовавшейся вокруг него грануляционной тканью извлекался из полости, взвешивался и высушивался до постоянного веса при температуре 60 ºС в течение нескольких дней. О величине экссудативной фазы воспаления судили по разнице в весе шарика до и после высушивания, о величине пролиферативной фазы – по разнице в весе высушенного и исходного шарика.

Контрольным животным повязка пропитывалась физиологическим раствором. В первой опытной группе исследуемый липосомальный крем-бальзам с наноселеном на хитозановой основе наносили тонким слоем на стерильную марлевую повязку. На протяжении восьми дней повязка менялась один раз в сутки. Второй опытной группе повязка пропитывалась раствором наноселена. Группе сравнения наносили тонким слоем на стерильную марлевую салфетку крем Anna Lotan.

Результаты опыта, обработанные методами вариационной статистики, представлены в таблице 2.

Таблица 2

Показатели противовоспалительной активности липосомального крем-бальзама с наноселеном на модели пролиферативного воспаления

Группы животных

Количество

животных

Экссудация, мг

Пролиферация, мг

Контроль (физ. раствор)

6

128,75±0,37 *

17,58±0,16 *

Опытный группа (крем-бальзам с наноселеном)

6

109,51±0,53 *

13,11±0,17 *

Опытный группа (повязка, смоченная наноселеном)

6

114,21±0,42 *

15,55±0,20 *

Группа сравнения (крем Anna Lotan с липосомами )

6

123,11±0,91 *

16,75±0,10 *

Примечание: * – изменения достоверны относительно контроля, p<0,05;

M – среднее арифметическое;

m – стандартная ошибка среднего арифметического.

Как показали исследования, разработанный крем-бальзам с наноселеном достоверно снижает величину отёка относительно контроля на 14,9,0 %, раствор наноселена – на 8,3 %, препарат сравнения Anna Lotan с липосомами – на 4,3 %.

Применение липосомального крем-бальзама с наноселеном на хитозановой основе выявило достоверное снижение синтеза грануляций на 25,4 %, применение раствора наноселена – на 11,5 %, препарата сравнения – на 4,7 %.

На модели пролиферативного воспаления установлено, что разработанный крем- бальзам имеет выраженное противовоспалительное действие.

Выводы. По результатам проведенных исследований установлено, что разработанное космецевтическое средство, крем-бальзама с наноселеном на хитозановой основе обладает ранозаживляющим и противовоспалительным эффектом. Добавление наноселена на хитозановой основе в липосомальную основу позволяет рассматривать полученную композицию как активатор клеточного метаболизма, интенсифицирующий процессы обновления клеток, тканевой регенерации, эпитализации ран. Противовоспалительные и ранозаживляющие свойства наноселена в липосомальной композиции впервые использованы в практике отечественной космецевтики.

Созданный крем-бальзам может быть рекомендован как для нормальной, так и для склонной к раздражению и поврежденной кожи. Входящие в состав липосомальной основы фосфолипиды поддерживают водно-жировой баланс кожи; наноселен на хитозановой основе  не только предохраняет кожу от вредного воздействия внешних факторов, но и  стимулирует естественный процесс восстановления клеток, тем самым предотвращая преждевременное старение кожи, восстанавливая ее структуру, что  придает кожным покровам бархатистость и упругость, устраняет раздражение и шелушение, Разработанные рецептуры можно использовать как в промышленных условиях, так и в условиях малого бизнеса.


Библиографическая ссылка

Геляхов И.М., Компанцев Д.В., Привалов И.М., Степанова Э.Ф. СОЗДАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ КОСМЕЦЕВТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА С БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ КОМПОЗИЦИЯМИ НАНОСЕЛЕНА // Современные проблемы науки и образования. – 2017. – № 5.;
URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=26892 (дата обращения: 19.07.2019).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252