Các nguyên tắc cơ bản của công nghệ nano để tăng cường hấp thụ qua da

Định nghĩa hạt nano và chất mang nano trong các ứng dụng da liễu

Hạt nano là những hạt nhỏ có kích thước trong khoảng nanomet, thường từ 1 đến 100 nanomet (nm), nhỏ hơn khoảng 1000 lần so với chiều rộng của một sợi tóc người. Kích thước cực nhỏ của chúng dẫn đến các tính chất vật lý và hóa học khác biệt so với vật liệu khối của chúng, bao gồm tỷ lệ diện tích bề mặt trên thể tích tăng đáng kể và khả năng phản ứng cao hơn.   

Chất mang nano là các hệ thống có kích thước trong phạm vi nanomet (1 nm đến 100 nm) được thiết kế để bao gói và vận chuyển hiệu quả các tác nhân trị liệu hoạt tính. Chúng đóng vai trò quan trọng trong mỹ phẩm và dược phẩm để tăng cường độ ổn định của các thành phần, tăng khả năng xuyên thấu qua da và cho phép giải phóng bền vững. Các ví dụ về chất mang nano liên quan đến việc phân phối qua da bao gồm hạt nano, nhũ tương nano và gel nano. Nhũ tương gel nano (NEGs), chẳng hạn, kết hợp nhũ tương nano trong nền gel, mang lại độ ổn định được cải thiện, kết cấu không nhờn và khả năng xuyên thấu tăng cường cho các ứng dụng bôi ngoài da.   

Cơ chế xuyên thấu qua da của ứng dụng công nghệ Nano: Mở khóa khả năng phân phối sâu hơn

Hàng rào chính của da, lớp sừng (stratum corneum – SC), là một ma trận lipid/protein dày 10-20 µm hạn chế sự khuếch tán của nhiều chất. Các hạt nano vượt qua hàng rào này bằng cách xuyên thấu qua da thông qua nhiều con đường khác nhau:   

• Khoảng trống lipid giữa các tế bào: Các hạt nano có thể làm rộng các khoảng trống dưới nanomet này, cho phép vận chuyển tăng cường .
• Các con đường xuyên tế bào: Đi qua trực tiếp các tế bào da.   
• Các con đường xuyên phụ kiện: Sử dụng nang lông và tuyến mồ hôi làm điểm xâm nhập.   

Sự tăng cường tổng thể của các cơ chế phân phối thuốc này cho phép xuyên thấu sâu hơn và giữ lại trong các lớp da, dẫn đến phân phối hiệu quả hơn, tại chỗ cụ thể và kéo dài hiệu quả trị liệu. Điều này có nghĩa là công thức nano của Tắckeda không chỉ giúp sản phẩm hoạt động hiệu quả hơn mà còn có khả năng an toàn hơn và hiệu quả hơn bằng cách tập trung các thành phần hoạt tính vào nơi cần thiết nhất (ví dụ: cơ bắp, khớp đối với dầu xoa bóp) đồng thời giảm phơi nhiễm toàn thân hoặc kích ứng. Đây là một điểm khác biệt quan trọng so với các ứng dụng bôi ngoài da truyền thống.   

Sự quan trọng của kích thước hạt Nano: Tối ưu hóa sinh khả dụng và hiệu quả

Kích thước hạt là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng xuyên thấu qua da và sinh khả dụng. “Quy tắc 500 Dalton” cho thấy các phân tử có khối lượng phân tử lớn hơn 500 Dalton có khả năng xuyên thấu qua hàng rào da khỏe mạnh, nguyên vẹn bị hạn chế đáng kể. Các phân tử nhỏ hơn (thường <500 Dalton) và các hợp chất ưa lipid có thể xuyên thấu thành công qua da mà không cần chất tăng cường xuyên thấu hóa học.   

Đối với hạt nano, các nghiên cứu cho thấy kích thước nhỏ hơn giúp tăng cường khả năng xuyên thấu. Ví dụ, liposome có đường kính trung bình từ 31-41 nm cho thấy khả năng xuyên thấu tăng cường đáng kể so với các loại lớn hơn (>105 nm). Các chấm lượng tử vô cơ có kích thước từ 4 nm đến 12 nm cũng cho thấy khả năng vận chuyển thụ động hiệu quả qua lớp sừng. Nói chung, các hạt nano trong phạm vi 1 đến 100 nm được coi là tối ưu cho các ứng dụng phân phối thuốc, vì các hạt nano nhỏ hơn có thể xuyên thấu sâu hơn vào các mô. Việc giảm kích thước của dược liệu (chiết xuất thảo dược) thành dược liệu nano giúp tăng cường độ hòa tan, hấp thụ và sinh khả dụng, cho phép giảm liều lượng cần thiết để đạt được hiệu quả trị liệu tương tự.   

Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là trong khi các hạt nhỏ hơn có khả năng xuyên thấu tốt hơn, thì một số phân tử nhỏ hơn cũng có nguy cơ gây ra phản ứng viêm và gây stress oxy hóa. Điều này tạo ra một sự cân bằng. Kích thước lý tưởng không chỉ là “càng nhỏ càng tốt” mà là một “điểm tối ưu” giúp tối đa hóa khả năng xuyên thấu và sinh khả dụng mà không làm tăng kích ứng hoặc các tác dụng toàn thân không mong muốn. Thành công của Tắckeda phụ thuộc vào việc kiểm soát chính xác kích thước hạt nano để tận dụng khả năng phân phối tăng cường đồng thời giảm thiểu các rủi ro tiềm ẩn do xuyên thấu quá mức hoặc kích ứng. Điều này ngụ ý rằng các quy trình công thức và kiểm soát chất lượng tinh vi đang được áp dụng để đạt được tiêu chuẩn “như trong bảng kiểm nghiệm”.   

Bảng 1: Phân tích so sánh các phạm vi kích thước hạt nano và đặc điểm phân phối qua da

  Như Tinh dầu xoa bóp Tắckeda đã gửi đi kiểm tra đo kích thước hạt Nano, kết quả như sau: