Bào chế và đánh giá tính chất mặt nạ từ fibroin tơ tằm chứa hoạt chất kháng khuẩn allicin
Xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu làm đẹp cũng theo đó mà phát triển ngày một nhanh chóng. Một trong những cách làm đẹp an toàn và hiệu quả nhất chính là dưỡng da bằng những sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên. Trong một chu trình chăm sóc da mặt thì việc đẹp mặt nạ là việc đơn giản, dễ thao tác, tiện lợi, ít tốn công nhất. Các loại mặt nạ chứa sẵn các hoạt chất cần thiết cho da, giúp da căng bóng ẩm mượt sau khi đẹp. Do những ưu điểm mà mặt nạ mang lại, việc nghiên cứu và phát triển mặt nạ dưỡng da ngày càng được xúc tiến, đặc biệt là ở các công ty Dược mỹ phẩm. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều dạng mặt nạ, điển hình là mặt nạ dạng sợi không dệt, mặt nạ cotton, mặt nạ Hydrogel, Bio-cellulose, Lyocell,.... Những loại mặt nạ kể trên có một vài khuyết điểm như (1) không có hoặc ít khả năng bám dính, (2) khả năng thấm hút hoạt chất còn nhiều hạn chế, (3) nhanh khô, có thể gây ra hiện tượng hút ẩm ngược nếu đẹp quá lâu, làm mất độ ẩm của da, (4) giá thành khá cao, và (5) làm bằng vật liệu tổng hợp kém thân thiện làn da và dễ gây kích ứng. Vì những hạn chế trên, nghiên cứu bào chế mặt nạ dưỡng da từ vật liệu mới, có nguồn gốc từ thiên nhiên, an toàn và lành tính, là rất cần thiết.
Một trong số những lựa chọn tối ưu hiện nay để bào chế mặt nạ dưỡng da là fibroin. Fibroin, protein chính nằm trong phần lõi của sợi tơ tằm (chiếm khoảng 75% khối lượng), là một polymer đã được Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (U.S. Food and Drug Administration, FDA) công nhận là một vật liệu y sinh thích ứng với cơ thể người và có khả năng tự phân hủy sinh học. Với cấu trúc anti-parallel β-sheet và amphiphilic (có đồng thời cấu trúc thân nước và kỵ nước), fibroin vừa có tính mềm dẻo, đàn hồi, vừa có độ cứng và khả năng chống lại một số tác nhân gây phân hủy hóa học như acid, base, và các chất oxi hóa. Vì những ưu điểm đó, fibroin đã và đang được nghiên cứu rộng rãi trong y khoa, mỹ phẩm, dược phẩm. Đồng thời, fibroin còn có khả năng phân hủy sinh học có thể kiểm soát giúp bảo vệ môi trường, không gây độc tế bào, có đặc tính sinh kháng thể thấp, không gây viêm nhiễm giúp hạn chế tối đa tình trạng kích ứng trên da. Hơn nữa, fibroin có khả năng tải hoạt chất tốt đã được ứng dụng trong việc phân phối thuốc có kiểm soát qua đường tiêm, đường uống, qua da và qua mắt. Đối với phân phối hoạt chất qua da hầu hầu hết các nghiên cứu đều đề cập tới dạng bào chế là hydrogel, lotion,... dạng bào chế mặt nạ tải hoạt chất vẫn còn ít nghiên cứu đề cập đến.
Vì thế, nghiên cứu hướng tới bào chế thành công mặt nạ từ fibroin tơ tằm ứng dụng tải hoạt chất từ tự nhiên. Một trong nh ng hoạt chất tự nhiên tiềm năng là allicin có trong d ch chiết tỏi. Allicin là một hợp chất lưu huỳnh oxy hóa được phân lập năm 1944 từ dịch chiết tỏi tươi với tác dụng kháng khuẩn khá cao. Mặt nạ fibroin chứa allicin được bào chế bằng phương pháp đổ khuôn đơn giản, được đánh giá tính chất lý hóa hoàn chỉnh, và được thử nghiệm khả năng giải phóng hoạt chất cũng như khả năng thẩm thấu hoạt chất qua da.
1. Phương pháp nghiên cứu
1.1. Hóa chất và dụng cụ
Kén tơ tằm thô thu mua từ xã Phương Đ nh, huyện Trực Ninh, tỉnh Nam Đ nh, Việt Nam. Sodium carbonate (Na2CO3), calcium chloride (CaCl2), calcium nitrate tetrahydrate (Ca(NO3)2.4H2O) được cung cấp bởi hóa chất Xilong, Trung Quốc. Allicin được cung cấp bởi sản phẩm dầu tỏi Tuệ Linh, Việt Nam. Màng thẩm phân được mua từ hóa chất Sigma-Aldrich, Singapore. Nước cất sử dụng trong các thí nghiệm hoàn toàn là nước cất 2 lần.
Dụng cụ sử dụng trong các thí nghiệm bao gồm cốc thủy tinh, micropipet, máy khuấy từ gia nhiệt, bình định mức và một số vật tư tiêu hao khác.
1.2. Chiết fibroin từ kén tơ tằm
Kén tằm được khử sericin bằng phương pháp khử muối với dung d ch Na2CO3 0,5% (w/v) ở 100°C trong 1 giờ, sau đó rửa ba lần bằng nước và làm khô trong không khí. Tơ đã khử sericin sau đó được hòa tan trong hỗn hợp gồm CaCl2: H2O: Ca(NO3)2: EtOH (30: 45: 5: 20 w/w/w/w).
Hỗn hợp tơ sau hòa tan được lọc bằng màng thẩm tách với nước ở nhiệt độ phòng từ 3-5 ngày. Sau khi lọc dung dịch fibroin được ly tâm loại cặn và đo UV-Vis ở bước sóng 276 nm để xác định nồng độ dịch chiết. Cuối cùng, dịch chiết fibroin có thể bảo quản lạnh để sử dụng hoặc được đông khô để bảo quản.
1.3. Bào chế mặt nạ từ fibroin tơ tằm
Mặt nạ được bào chế theo phương pháp đổ khuôn đơn giản. Đầu tiên, chuẩn bị lần lượt 10 mL dung dịch fibroin 1% (SF), 10 mL dung dịch gelatin (GE) với các nồng độ lần lượt là 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% (w/v), 10 mL dung dịch carbopol 1% (w/v). Tiếp theo, các thành phần được trộn đều với nhau và hỗn hợp được phân tán đều bằng máy khuấy từ với tốc độ 400 vòng/phút. Sau đó, 0,3 mL Tween 80 được thêm vào hỗn hợp, khuấy trong 10 phút. Cuối cùng, allicin được thêm vào hỗn hợp và khuấy trong 15 phút. Kết thúc quá trình, hỗn hợp được đổ khuôn tạo hình mặt nạ và để yên trong 1 giờ. Sản phẩm mặt nạ hoàn chỉnh được bảo quản lạnh ở 4°C.
1.4. Đánh giá tính chất hóa lý
Chế phẩm mặt nạ dư ng da được đánh giá các thông số cảm quan như (1) hình dạng, (2) độ ổn định, (3) độ dày, (4) độ bám dính, (5) mùi hương. Các tính chất hóa lý như cấu trúc mặt nạ được đánh giá bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) trên thiết bị FESEM, S4800 Hitachi, Japan; khả năng giải phóng hoạt chất và khả năng thẩm thấu được xác định bằng phương pháp đo UV-Vis với thiết bị Jasco V-770; tương tác giữa các thành phần trong mặt nạ được đánh giá bằng phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR). Các phép đo được thực hiện ở Tòa nhà công nghệ cao và Viện phức hợp phòng thí nghiệm Trường Đại học Cần Thơ.
1.5 Khả năng giải phóng hoạt chất và khả năng thẩm thấu của mặt nạ
Để đảm bảo sau khi đắp mặt nạ, allicin sẽ giải phóng khỏi mặt nạ và thấm vào da, thí nghiệm giải phóng hoạt chất và khả năng thẩm thấu qua da được tiến hành.
Mặt nạ được kiểm tra khả năng giải phóng bằng cách ngâm mặt nạ vào dung dịch đệm phosphate có pH 5,5 (mô phỏng pH của da) trong 120 phút (thời gian trung bình của mỗi lần đắp mặt nạ). Sau các khoảng thời gian cách nhau 15 phút, 1 mL mẫu được rút ra và hàm lượng allicin giải phóng được kiểm tra bằng phương pháp UV-Vis. Phần trăm phóng thích hoạt chất từ mặt nạ được tính toán theo công thức (1):
%H = ctVo/ Mo x 100%
Trong đó: H là hiệu suất giải phóng (%)
Ct là nồng độ allicin phóng thích tại thời điểm t
V0 là thể tích dung d ch đệm
M0 là khối lượng allicin ban đầu
Khả năng thẩm thấu hoạt chất của mặt nạ được kiểm tra bằng tế bào Franz (Franz cell) trên da lợn (mô phỏng biểu bì da người). Ở ngăn cho, mặt nạ được đắp trên mảnh da lợn, với diện tích 9,1 cm2. Ở ngăn nhận, dung dịch đệm phosphate pH 5,5 được đổ đầy (mô phỏng môi trường da). Sau 30 phút, dung dịch ở ngăn nhận được rút ra và định lượng hàm lượng allicin thấm qua da bằng phương pháp đo UV-Vis. Đồng thời, lượng allicin thấm và được giữ lại trong da được chiết xuất bằng 5 mL ethanol, sau đó xác định hàm lượng allicin trong da bằng phương pháp đo UV-Vis.
2. Kết luận
Nghiên cứu đã bào chế thành công mặt nạ dưỡng da từ fibroin tơ tằm chứa allicin với độ bền mặt nạ đạt hơn 24 giờ, các tính chất cảm quan sử dụng đều đáp ứng tiêu chí của sản phẩm mặt nạ, tính chất hóa lí hoàn thiện về cấu trúc và sự tương tác của các thành phần trong mặt nạ. Hơn nữa, lượng hoạt chất thẩm thấu vào da trên 80% và đáp ứng nồng độ dùng trong các sản phẩm mỹ phẩm. Kết quả này có thể là tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo trong việc ứng dụng fibroin tơ tằm cho các sản phẩm mỹ phẩm.
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên (tập 229, số 02, năm 2024)