Čistý rybí kolagen v prášku

Základní charakteristikou stárnutí kůže je ztráta a strukturální rozpad kolagenu ve vrstvě dermis. Kolagenové peptidy se staly klíčovou složkou pro nahrazení, doplnění a aktivaci endogenní syntézy kolagenu díky své malé molekulové hmotnosti, vysoké biokompatibilitě a snadné absorpci pokožkou.

Jako největší bariérový orgán v lidském těle však struktura „cihlového bahna“ stratum corneum kůže (tvořená keratinocyty jako cihly a mezibuněčnými lipidy jako bahno) tvoří hustou permeační bariéru, která ztěžuje pronikání více než 90 % lokálních aktivních složek do stratum corneum a dosažení vrstvy dermis. U FCP čelí transdermální absorpce dvojímu dilematu: za prvé, molekulová hmotnost většinou překračuje práh penetrace 500 Da, který je snadno zachycen stratum corneum; Za druhé, peptidové řetězce mají silnou polaritu a špatnou rozpustnost v lipidech, což ztěžuje penetraci lipidovou dvojvrstvou. Údaje ukazují, že míra transdermální absorpce běžných FCP topických přípravků je nižší než 5 % a většina složek zůstává pouze na povrchu pokožky, aby měla hydratační účinky, takže není možné dosáhnout hlubokých účinků proti stárnutí.

Transdermální účinnost FCP není určována jediným faktorem, ale spíše dynamickým herním procesem, ve kterém molekulová hmotnost, zdroj a matrice interagují a koordinují se a tvoří základní logiku „politiky pronikání do kůže“:
Molekulová hmotnost: „fyzický práh“, který určuje pravděpodobnost pronikání. Čím menší je molekulová hmotnost, tím snáze proniká, ale pokud je příliš malá, je náchylná k deaktivaci a špatné stabilitě;
Zdroj: Genetický základ, který určuje strukturu a aktivitu peptidových řetězců. Peptidové sekvence a aminokyselinové složení různých rybích zdrojů se velmi liší, což přímo ovlivňuje jejich afinitu ke kůži;

Podstatou hry mezi těmito třemi je dynamická rovnováha permeační účinnosti, biologické aktivity a stability: sledování konečné malé molekulové hmotnosti může snadno vést ke ztrátě aktivity; Spoléhání se pouze na vysoce-kvalitní zdroje nemůže překonat překážky a omezení. Spoléhání se pouze na optimalizaci matrice postrádá aktivní podporu peptidového řetězce. Proto je analýza nezávislých mechanismů a společných herních pravidel těchto tří klíčů k prolomení hrdla láhve FCP s transdermálním podáváním léků a k vývoji účinných přípravků péče o pleť, což má velký význam pro podporu vědeckého a přesného vývoje péče o pleť s kolagenovým peptidem.

Kůže se skládá ze tří vrstev: epidermis, dermis a podkoží. Základní odpor FCP transdermální aplikace pochází z epidermis, zejména stratum corneum.

Stratum corneum: Nejvzdálenější vrstva epidermis, složená z 15-20 vrstev plochých jaderných keratinocytů a mezibuněčných lipidů, o tloušťce přibližně 10-40 μm. Keratinové buňky jsou bohaté na keratin a mezibuněčné lipidy jsou složeny z ceramidů, cholesterolu a mastných kyselin v poměru 1:1:1 a tvoří hustou lipidovou dvouvrstvou strukturu, která je „první linií obrany“ proti pronikání vnějších látek.

Transparentní vrstva/granulární vrstva/trnová vrstva/bazální vrstva: Pod stratum corneum dochází ke zvětšení mezibuněčného prostoru, snížení obsahu lipidů a výraznému snížení rezistence. Bazální vrstva je vrstva epidermálních kmenových buněk a FCP dosahující bazální vrstvy může aktivovat diferenciaci kmenových buněk a podporovat syntézu kolagenu.

Čistý rybí kolagen v práškuproniká přes kožní bariéru především třemi cestami s klesající účinností:

Intersticiální cesta: nejdůležitější cesta, která představuje více než 90 % celkového transdermálního objemu. FCP proniká mezerou lipidové dvojvrstvy mezi keratinocyty s průměrem mezery přibližně 20-50 nm a je hlavním kanálem pro penetraci peptidů s malou molekulou.

Zkřížená buněčná cesta: FCP přímo proniká do keratinocytů a musí projít buněčnou membránou, cytoplazmou a jadernou membránou postupně, s velkým odporem. Je vhodný pouze pro malé molekuly s extrémně vysokou rozpustností v lipidech.

Pomocná cesta: Proniká přes vlasové folikuly, potní žlázy a mazové žlázy, tvoří méně než 10 %, ale může obejít stratum corneum a přímo se dostat do vrstvy dermis, což hraje důležitou roli při doplňování pronikání velkých molekulárních peptidů.

V roce 1990 Jan Bos a Marcus Meinardi formálně navrhli pravidlo 500 Daltonů: látky s molekulovou hmotností přesahující 500 Da obtížně pronikají do stratum corneum zdravé kůže; Permeační účinnost látek s molekulovou hmotností menší než 500Da výrazně roste s poklesem molekulové hmotnosti. Základním mechanismem tohoto pravidla je, že intersticiální prostor mezi lipidovými dvojvrstvami stratum corneum je omezený a velké molekulární látky nemohou procházet kvůli sterické zábraně a polární velké molekuly se v lipidové vrstvě obtížně rozpouštějí.

Pro FCP je toto pravidlo základním omezením pronikání:

Molecular weight>3000Da: zcela neschopný proniknout do stratum corneum, pouze schopen vytvořit hydratační film na povrchu kůže;

1000-3000Da: malé množství penetrace, hlavně prostřednictvím akcesorní dráhy, transdermální absorpce<5%;

500-1000Da: mírná permeabilita, hlavně prostřednictvím mezibuněčné prostorové dráhy, transdermální absorpce 5% -15%;

<500Da: Efficient penetration, can quickly penetrate the stratum corneum to reach the dermis layer, with a transdermal absorption rate of>20%.

Kromě omezení molekulové hmotnosti čelí transdermální podávání FCP také dvěma základním překážkám, které dále zhoršují složitost hry:

Silná polarita a špatná rozpustnost v lipidech: FCP obsahuje velké množství hydrofilních aminoskupin a karboxylových skupin s rozdělovacím koeficientem olej-voda (LogP)<-1, making it difficult to dissolve in the lipids of the stratum corneum and easily excluded from the lipid bilayer.

Peptidové řetězce jsou snadno odbouratelné: Proteázy existují na povrchu kůže a stratum corneum, které mohou degradovat nechráněný FCP, což vede ke ztrátě aktivity; Mezitím peptidy s malou molekulou (<300Da) have poor stability and are prone to aggregation and inactivation.

Ultra malá molekula FCP se skládá hlavně z dipeptidů a tripeptidů (jako Gly Pro, Gly Pro Hyp), s molekulovou hmotností koncentrovanou mezi 200-500Da, plně splňující práh penetrace 500Da a může rychle proniknout do stratum corneum. Experimentální data ukazují, že<500Da ultra small molecule peptide derived from cod skin can achieve a transdermal absorption rate of 35% within 24 hours and reach the dermis layer within 1 hour.

Ale jeho hlavní defekty jsou nedostatečná aktivita a špatná stabilita: krátké peptidové řetězce mají za následek malý počet aktivních míst (Gly Pro Hyp, klíčová signální sekvence pro syntézu kolagenu), což ztěžuje účinnou aktivaci fibroblastů; Mezitím je polarita peptidů s velmi malými molekulami extrémně silná, takže se snadno rozptýlí a ztratí na povrchu kůže a snadno se rozloží kožními proteázami. Při lokální aplikaci samotné je míra udržení aktivity nižší než 30 %.

500-1000Da je optimální rozsah molekulové hmotnosti pro FCP, známý jako "zlatý propustný rozsah". FCP v tomto rozsahu se většinou skládá z krátkých peptidů o 5-10 aminokyselinách, které mají tři hlavní výhody:

Střední účinnost penetrace: s molekulovou hmotností nižší než 1000 Da může pronikat mezibuněčnou prostorovou cestou, s 24hodinovou transdermální absorpcí asi 15 %, což splňuje požadavky na účinnost;

Optimální aktivita: obsahuje 3-5 aktivních sekvencí Gly Pro Hyp, dokáže se účinně vázat na povrchové receptory fibroblastů a aktivovat signální dráhy syntézy kolagenu (jako je dráha TGF - /Smad);

Dobrá stabilita: Peptidový řetězec má střední délku a nelze jej snadno agregovat nebo deaktivovat. Může zůstat stabilní po dobu až 6 měsíců ve vodném roztoku s mírou zachování aktivity nad 80 %.

Střední molekulová hmotnostČistý rybí kolagen v práškuŘetězec je relativně dlouhý a obsahuje více aktivních míst s vynikající biologickou aktivitou a stabilitou. Je však omezena pravidlem 500Da a obtížně proniká do stratum corneum. Jeho pronikání závisí hlavně na přídavcích, jako jsou vlasové folikuly a potní žlázy, které tvoří méně než 0,1 % celkové plochy kůže, což má za následek 24hodinovou transdermální absorpci pouze asi 5 %, přičemž většina složek zůstává na povrchu stratum corneum.

Základní hodnotou peptidů se střední molekulovou hmotností je hydratace a oprava povrchu: mohou vytvořit hustý zvlhčující film na povrchu pokožky, uzamknout vlhkost a zlepšit suchost a drsnost pokožky; Zároveň dokáže opravit poškození lipidové vrstvy stratum corneum a posílit funkci kožní bariéry. Ale vzhledem k neschopnosti dosáhnout vrstvy dermis jsou hluboké účinky, jako je anti-stárnutí a zpevnění, slabé.

Technologie cílené enzymatické hydrolýzy: přesné řezání peptidových řetězců

Použitím kompozitní proteázy (trypsin+papain+elastáza) místo jednoho enzymu, řízením teploty enzymatické hydrolýzy (40-50 stupňů), času (2-4 hodiny) a množství přidaného enzymu (0,5% -1%) jsou kolagenové peptidové řetězce selektivně štěpeny, což vede k tomu, že více než 70% peptidových segmentů je koncentrováno ve zlatém rozmezí 5000-1000D Data ukazují, že podíl 500-1000Da peptidových segmentů v FCP tresčí kůže připravené řízenou enzymatickou hydrolýzou je 82 % a rychlost transdermální absorpce je o 60 % vyšší než u běžných enzymatických produktů.

Technologie membránové separace: stupňovité třídění, přesné řízení molekulové hmotnosti

Using ultrafiltration membranes (molecular weight cut-off of 500Da, 1000Da, 3000Da) to perform graded filtration of enzymatic hydrolysis products, removing large molecule impurities and ineffective peptide segments of ultra small molecules, and accurately enriching active peptide segments of 500-1000Da. The FCP purified by membrane separation has a molecular weight distribution uniformity (PDI) of ≤ 1.3, an active sequence retention rate of>95 % a výrazně zlepšená transdermální stabilita.