فعل و انفعالات جامدات و نانوذرات با پوست

بسیاری از ترکیبات موجود در فرمولاسیون های موضعی به شکل ذرات جامد هستند. به عنوان مثال می توان به اکسید روی در پماد راش پوشک و لوسیون کالامین برای آبله مرغان ، ضد آفتاب های حاوی تیتانیوم و اکسید روی و غیره و همچنین سایر پودرها مانند میکا و رنگدانه ها اشاره کرد.

برخی از این فرمولاسیون ها برای درمان و تسکین علائم تحریک در پوست تا حدی آسیب دیده در نظر گرفته شده اند ، در حالی که برخی دیگر ، مانند ضد آفتاب ها یا پودرهای فعال نوری ، برای استفاده روی پوست سالم و دست نخورده اعمال می شوند و فقط روی لایه فوقانی آن عمل می کنند (بدون نیاز به نفوذ ) برای محافظت در برابر اشعه یا ایجاد یک ظاهر یکنواخت. برخی از پودرها برای تقویت احساس استفاده می شوند.

هنگام ارزیابی مسیر بالقوه برای نفوذ به پوست ، موارد زیر را می توان ترسیم کرد:

  • از طریق لیپیدهای بین سلولی.

  • از طریق سلولهای بزرگ و

  • از طریق مسیر فولیکولی.

لیپیدهای پوستی بین سلولی (آنهایی که بین سلولهای قرنیه قرار دارند) عمدتا از سرامیدهای آبگریز ، اسیدهای چرب با زنجیره بلند ، کلسترول و مشتقات کلستریل تشکیل شده اند و برای کنترل نفوذ در یک ساختار سفت و سخت کریستالی ژل سازمان یافته اند. در سال 2003 ، فیل ورتز و جنیفر هیل مقاله ای را منتشر کردند که در آن مدل های مولکولی لامه های چربی بین سلول از لایه شاخی اپیدرم را توصیف می کند.1 کار آنها مشخصات چگالی الکترون اندازه گیری شده از میکروگراف های الکترونی عبوری لایه قرنیه خوک تهیه شده با استفاده از تتروکسید روتنیم را بررسی کرده است. اندازه گیری باند متراکم از مرکز به مرکز با یک آرایش 5-3-5 نانومتر سازگار بود. ارتباط با فاصله باند 13 نانومتری در ساختارهای لایه ای جدا کننده بین سلولهای کورنوسیت در لایه شاخی. این واضح است که یافته ای بسیار مهم همراه با پیامدهای مربوط به سلامت موانع پوستی بود. با این حال ، مشخص نیست که آیا تحقیقات ورتز و هیل نشان می دهد که تا زمانی که ذره ای در انتهای پایین مقیاس نانومتر قرار نداشته باشد ، به لایه شاخی تقسیم نمی شود (شکل 1 را ببینید).

معروف است که بیشتر ترکیبات تقسیم شده به پوست از طریق لاملهای لیپیدی بین سلولی متقاطع می شوند ، اما نفوذ از طریق قرنیه سلولهای کراتینه شده نیز به احتمال زیاد رخ می دهد. قرنیه ها موجوداتی چند هسته ای ، هسته ای و بدون اندامک های سیتوپلاسمی هستند ، با یکدیگر قفل می شوند و به صورت ستون های عمودی 10-30 سلول تشکیل می شوند. آنها در یک ماتریس چربی بسیار آبگریز جاسازی شده اند تا لایه شاخی را تشکیل دهند. مملو از کراتین ، سلولهای قرنیه ظرفیت محدودی برای جذب و نگهداری آب از خود نشان می دهند. اگرچه برخی از ترکیبات مانند اتانول و اسید اولئیک برای نفوذ به ساختار قرنیه نشان داده شده است ، اما در تحقیقات انجام شده هیچ مدرک روشنی برای نفوذ ذرات جامد به بدن قرنیه وجود ندارد.

فولیکول ها به طور یکنواخت در بدن پخش می شوند. احتمالاً دو قسمت فوقانی پیشانی است که شناخته شده است دارای بالاترین محتوای فولیکولی است و کف پا که فولیکول ندارد. مطالعات با گزارش آنها در مورد درصد توزیع فولیکول ها از 0.1 تا 1 or یا حتی 2 ist متناقض است. Otbeg N. و همکاران (2004) متذکر می شوند که توزیع و همچنین اندازه دهانه فولیکولر بین محلهای بدن متفاوت است. دهانه فولیکول ، طبق این تحقیقات ، بین 70 تا 170 میکرومتر است.2

وقتی فولیکول را به عنوان یک مسیر شنت به درم واسکولار در نظر می گیرید ، ممکن است تصور شود که ذراتی با اندازه کمتر از 70 میکرون می توانند از طریق فولیکول به خون نفوذ کنند. با این حال ، این دقیق نیست. فولیکول از سبوم پر شده و جریان سبوم از داخل به خارج است. علاوه بر این ، فولیکول حاوی مکانیسم پاسخ ایمنی است که از حمله به مواد خارجی محافظت می کند و ممکن است در واکنش التهابی که منجر به هایپرکراتینیزاسیون شود ، منافذ را مسدود کرده و از نفوذ بیشتر جلوگیری کند. به این ترکیبات ، بسته به مشخصات واکنش ، “کمدوژنیک” ، “آکنوژنیک” یا مواردی گفته می شود که “مواد آرایشی آکنه” را تحریک می کنند.

برخی از مطالعات ادعا می کنند که بسته به اندازه و سایر خواص نانوذرات و تحت شرایط خاص افزایش نفوذ ، ممکن است مخزنی در شنت فولیکولی ایجاد کنند. به عنوان مثال ، مطالعه ای که در سال 2007 توسط Lademann J et al منتشر شد ، خاطرنشان می کند که نانوذرات با قطر 320 نانومتر تا 10 روز در فولیکول ذخیره شده اند.3 این نظریه مطرح شد که حرکت موها ممکن است به عنوان مکانیزم پمپاژ عمل کند و نانوذرات را به عمق پیازهای مو فشار دهد. مطالعات دیگر نشان داده است که مواد ذره ای ترجیحاً به فولیکول های مو نفوذ می کنند و عمق نفوذ به اندازه ذرات یا فرمول پایه مورد استفاده بستگی دارد (Patzelt A. et al 2009).4

به طور خلاصه این بخش از ستون ، مسیرهای بالقوه نفوذ ذرات ، حتی در مقیاس نانو اندازه آنها ، بسیار محدود است. اگر بزرگتر از چند نانومتر باشد ، نفوذ از طریق لیپیدهای بین سلولی یا از طریق قرنیه کراتینه شده ممکن نیست و در حالی که از نظر تئوری پارتیشن به فولیکول امکان پذیر است ، در شرایط تسهیل کننده خاص یا با استفاده از مواد استثنایی رخ می دهد. چنین بحثی ، البته ، برای پوست سالم و سالم اعمال می شود و ممکن است وقتی پوست به هر دلیلی آسیب ببیند ، بسیار متفاوت باشد.

اثر متقابل پوست یک ترکیب در فرم محلول مولکولی آن کاملاً از همان ماده شیمیایی در حالت جامد ذرات آن متفاوت است. در حقیقت انتظار نمی رود که ذرات جامد به پوست آسیب دیده یا تحت شرایط منحصر به فرد نفوذ کنند.

ارزیابی مشابه برای مولکولهای بزرگ مانند پلیمرها اعمال می شود. همچنین پیش بینی می شود که آن ها در لایه شاخی فوقانی باقی بمانند و از آن طرف نفوذ نکنند. این واقعیت که پوست روزانه یک لایه از قرنیه ها می ریزد و هر ماه خود را تجدید می کند. ضریب ایمنی “رقت” را به این محاسبه اضافه می کند.

با توجه به تجزیه و تحلیل بالا ، هنگام ارزیابی ایمنی برهمکنش ذرات با پوست ، چرا ما نیاز به آزمایش نقطه پایانی سیستمیک مانند سمیت سلولی یا سمیت ژنی داریم؟ منطق علمی چنین مواردی را می توان با موارد زیر توضیح داد:

  • پلیمرها و / یا ذرات همگن نیستند و ممکن است حاوی مونومرها و ناخالصی های محلول باشند که به طور بالقوه به پوست نفوذ می کنند. از آنجا که صنعت لوازم آرایشی و بهداشتی در مقایسه با صنعت داروسازی سطح بالاتری از ناخالصی ها را در مقایسه با صنعت داروسازی مجاز می داند ، بنابراین قرار گرفتن در معرض تجمع طولانی مدت ممکن است نگران کننده باشد زیرا ممکن است ناخالصی ها به لایه لایه شاخی نفوذ کنند.

  • ترکیباتی که روی پوست قرار می گیرند لازم نیست از نظر جسمی به آن نفوذ کنند تا اثر بیولوژیکی به آنها وارد شود. به عنوان مثال می دانیم که تنها انسداد پوست ، جمعیت بیوتای آن را تغییر می دهد و منجر به انبوهی از حوادث بیوشیمیایی می شود که می تواند در اپیدرم زنده شناسایی شود.

  • انواع برنامه های آرایشی و بهداشتی و شخصی برای پوستهای آسیب دیده مانند پس از اصلاح ، بعد از لوسیون های آفتاب ، لایه برداری و بعد از لایه برداری و به طور یکسان است.

افزودن به چالش و پیچیدگی ، به دلیل ممنوعیت آزمایش حیوانات و ظهور روشهای کشت سلولهای آزمایشگاهی ، آزمایش ذرات جامد برای نقاط مختلف مختلف محدود است و باید با دقت طراحی شود. اگر دوغابی از مواد جامد در یک فرهنگ مانند سلولهای کراتینوسیت یا فیبروبلاست به سلولها وارد شود ، سلولها به سرعت از بین می روند. چنین پدیده ای اگرچه ممکن است به عنوان واکنش سمیت سلولی تعبیر شود ، یک مصنوع است. به این دلیل که سلولهای موجود در یک فرهنگ در مقایسه با کاربرد روی پوست بسیار آسیب پذیرتر و حساس تر هستند و ذرات جامد محیطی سمی در فرهنگ ایجاد می کنند که نمی توان با شرایط زندگی واقعی موازی کرد. اگر ذرات را به روشی آزمایش کنیم ، همه آنها مثبت آزمایش می شوند و به اشتباه به عنوان بسیار سمی طبقه بندی می شوند. این یک نتیجه مثبت کاذب خواهد بود.

با توجه به دلیل فوق ، ذرات باید از نظر ناخالصی و اجزای محلول مورد آزمایش قرار گیرند ، رویکرد مناسب تر این است که پودر را در محیط کشت به حالت تعلیق درآورید ، آن را بچرخانید ، سانتریفیوژ کنید ، ماده مایع شفاف را پاک کرده و در انواع مختلف به فرهنگ معرفی کنید از رقت این مسمومیت بالقوه مونومرهای موجود و ناخالصی های محلول را پوشش می دهد.

روش دیگر می تواند استفاده از مدل اپیدرم زنده بازسازی شده مانند Epiderm FT یا نمونه های پوست تازه باشد. با داشتن مانع پوستی ، از EpiDerm و مدل های مشابه می توان برای آزمایش سوزش ناشی از مواد ذره ای و استفاده از ضد آفتاب استفاده کرد. پروتکل تحریک پوستی EpiDerm ممکن است برای ارزیابی اینکه آیا یک ماده ذره ای احتمال تحریک اولیه پوست را دارد ، استفاده شود. این پروتکل توسط ECVAM (مرکز اروپایی اعتبار سنجی روش های جایگزین) تأیید شده و توسط OECD (سازمان همکاری اقتصادی و توسعه) (TG 439) به عنوان یک گزینه غیر جانوری برای آزمایش Draize خرگوش ، پذیرفته شده است. این ماده از 5٪ سدیم دودسیل سولفات (SDS) به عنوان کنترل مثبت استفاده می کند و نقطه پایانی مطالعه زنده ماندن سلول است که با استفاده از روش رنگ سنجی MTT اندازه گیری می شود. این ارزیابی شامل آنزیم های اکسیدوروکتازاز سلولی وابسته به NAD (P) H است که ممکن است ، در شرایط تعریف شده ، تعداد سلول های زنده موجود را منعکس کند. این آنزیم ها قادر به کاهش رنگ تترازولیوم MTT 3- (4،5-dimethylthiazol-2-yl) -2،5-diphenyltetrazolium bromide به فرمازان نامحلول آن هستند که دارای رنگ بنفش است. طبق این پروتکل ، ترکیبی که به معنای زنده ماندن بافت است برابر یا کمتر از 50٪ باشد ، تحریک کننده تلقی می شود در حالی که ترکیبی که بیش از 50٪ زنده ماندن داشته باشد ، غیر تحریک کننده محسوب می شود.

همچنین بسیار مناسب است كه پروتكل به گونه ای طراحی و تهیه شود كه نگرانی های احتمالی ایمنی را كه مخصوص تركیب مورد آزمایش هستند ، پوشش دهد. اگر کسی بخواهد در مورد اثرات بالقوه آن در اثر قرار گرفتن در معرض تجمع مزمن جمع شود ، افزودن یک ردیف نشانگر زیستی آزمایش شده در سطح پروتئین آنها ممکن است یک روش عاقلانه باشد.

به طور خلاصه ، ترکیبات جامد غیر محلول ذرات معلق ، مگر اینکه خیلی کوچک باشند ، یا روی پوست آسیب دیده اعمال شوند ، احتمالاً به پوست سالم و سالم نفوذ نمی کنند مگر اینکه وسیله ای برای ایجاد خطر برای ایجاد مانع ، مانند تقویت کننده های نفوذ یا موارد دیگر ، استفاده شود.
مجاورت با بافت مخاطی (اطراف چشم یا دهان) باید به روشی جداگانه مورد توجه قرار گیرد و در صورتی که این استفاده در نظر گرفته شده از فرمول باشد ، در نظر گرفته شود. طراحی مطالعه در کشت سلول یا مدل پوست باید دقیق باشد ، بنابراین هیچ سمیت مثبت کاذبی به دلیل رسوب ذرات در محیط کشت ایجاد نمی شود. ابزارهای خلاقانه و نقاط پایانی بیولوژیکی اضافی ممکن است برای ارزیابی خطر شناخته شده بالقوه در نظر گرفته شوند.

منابع:

  1. Wertz PW و Hill JR مدل های مولکولی لایه های چربی بین سلولی از لایه شاخی اپیدرمال Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – غشاهای زیستی. دوره 1616 ، شماره 2 ، 13 اکتبر 2003 ، 121–126.

  2. Otberg N ، Richter H ، Schaefer H ، Blume-Peytavi U ، Sterry W ، Lademann J. تغییرات اندازه و توزیع فولیکول مو در مکانهای مختلف بدن. J Invest Dermatol. 2004 ژانویه ؛ 122 (1): 14-9.

  3. Lademann J1 ، Richter H ، Teichmann A ، Otberg N ، Blume-Peytavi U ، Luengo J ، Weiss B ، Schaefer UF ، Lehr CM ، Wepf R ، Sterry W. Eur J Pharm Biopharm. 2007 مه ؛ 66 (2): 159-64. Epub 2006.

  4. Alexa Patzelt Heike Richter Lars Dähne Peter Walden Karl-Heinz Wiesmüller ، Ute Wank Wolfram Sterry و Jürgen Lademann تأثیر وسیله نقلیه بر نفوذ ذرات به فولیکول های مو داروسازی 2011 ، 3 ، 307-314 ؛ doi: 10.3390 / pharmaceutics3020307.

  5. OECD http://www.oecd.org/chemicalsafety/testing/TG٪20List٪20EN٪20Aug٪202012.pdf

  6. ضمیمه I کمیسیون اتحادیه اروپا http://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/uri=CELEX:32013D0674&qid=1395764232390&from=FR:PDF


نوا دایان

مدیر
دکتر ناوا دایان LLC

Nava Dayan Ph.D. صاحب دکتر ناوا دایان LLC ، یک مشاوره علوم و تحقیقات پوست و ارائه خدمات به صنایع دارویی ، آرایشی و بهداشتی و مراقبت های شخصی است. او 25 سال سابقه فعالیت در بخش مراقبت از پوست و بیش از 150 اعتبار انتشار دارد.
تلفن: 201-206-7341
ایمیل: [email protected]

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>