Чистий рибний колагеновий порошок

Основною характеристикою старіння шкіри є втрата та структурне руйнування колагену в шарі дерми. Пептиди колагену стали ключовим компонентом для заміни, доповнення та активації ендогенного синтезу колагену завдяки своїй малій молекулярній масі, високій біосумісності та легкому поглинанню шкірою.

Однак, будучи найбільшим бар’єрним органом в організмі людини, «цегляна грязьова» структура рогового шару шкіри (утворена кератиноцитами як цеглинки та міжклітинними ліпідами як мул) утворює щільний проникаючий бар’єр, що ускладнює проникнення понад 90% місцевих активних інгредієнтів через роговий шар шкіри та досягнення шару дерми. Для FCP трансдермальна абсорбція стикається з подвійною дилемою: по-перше, молекулярна маса переважно перевищує поріг проникнення в 500 Да, який легко перехоплюється роговим шаром; По-друге, пептидні ланцюги мають сильну полярність і погану розчинність у ліпідах, що ускладнює проникнення в бішар ліпідів. Дані показують, що рівень трансдермального поглинання звичайних препаратів FCP для місцевого застосування становить менше 5%, і більшість інгредієнтів залишаються на поверхні шкіри лише для зволоження, не в змозі досягти глибокого анти-ефекту старіння.

Трансдермальна ефективність FCP визначається не одним фактором, а скоріше динамічним ігровим процесом, у якому молекулярна маса, джерело та матриця взаємодіють і координуються, формуючи основну логіку «політики проникнення через шкіру»:
Молекулярна маса: «фізичний поріг», який визначає ймовірність проникнення. Чим менша молекулярна маса, тим легше вона проникає, але якщо вона занадто мала, вона схильна до дезактивації та поганої стабільності;
Джерело: Генетична основа, яка визначає структуру та активність пептидних ланцюгів. Пептидні послідовності та амінокислотні композиції різних джерел риби сильно відрізняються, що безпосередньо впливає на їх спорідненість зі шкірою;

Суть гри між цими трьома полягає в динамічному балансі ефективності проникнення, біологічної активності та стабільності: гонитва за кінцевою малою молекулярною масою може легко призвести до втрати активності; Покладаючись виключно на високо{0}}якісні ресурси, неможливо подолати перешкоди та обмеження. Покладаючись виключно на оптимізацію матриці, не вистачає активної підтримки пептидного ланцюга. Таким чином, аналіз незалежних механізмів і правил спільної гри цих трьох є ключем до подолання вузького місця FCP трансдермальної доставки ліків і розробки ефективних формул догляду за шкірою, що має велике значення для сприяння науковому та точному розвитку засобів догляду за шкірою з колагеновим пептидом.

Шкіра складається з трьох шарів: епідермісу, дерми та підшкірної клітковини. Основний опір трансдермальній доставці FCP походить від епідермісу, особливо рогового шару.

Роговий шар: крайній шар епідермісу, що складається з 15-20 шарів плоских ядерних кератиноцитів і міжклітинних ліпідів, товщиною приблизно 10-40 мкм. Кератинові клітини багаті кератином, а міжклітинні ліпіди складаються з керамідів, холестерину та жирних кислот у співвідношенні 1:1:1, утворюючи щільну ліпідну двошарову структуру, яка є «першою лінією захисту» від проникнення зовнішніх речовин.

Прозорий шар/зернистий шар/остистий шар/базальний шар: нижче рогового шару спостерігається збільшення міжклітинного простору, зменшення вмісту ліпідів і значне зниження опору. Базальний шар — це епідермальний шар стовбурових клітин, і FCP, що досягає базального шару, може активувати диференціювання стовбурових клітин і сприяти синтезу колагену.

Чистий рибний колагеновий порошокпроникає через шкірний бар'єр в основному трьома шляхами зі зниженням ефективності:

Інтерстиціальний шлях: найважливіший шлях, на який припадає понад 90% загального трансдермального об’єму. FCP проникає в ліпідний подвійний проміжок між кератиноцитами з діаметром проміжку приблизно 20-50 нм і є основним каналом для проникнення малих молекул пептидів.

Перехресний клітинний шлях: FCP безпосередньо проникає в кератиноцити і має проходити через клітинну мембрану, цитоплазму та ядерну мембрану послідовно, з великим опором. Він підходить лише для малих молекул із надзвичайно високою розчинністю в ліпідах.

Додатковий шлях: проникає через волосяні фолікули, потові та сальні залози, що становить менше 10%, але може оминати роговий шар і безпосередньо досягати шару дерми, відіграючи важливу роль у доповненні проникнення великих молекулярних пептидів.

У 1990 році Ян Бос і Маркус Мейнарді офіційно запропонували правило 500 Дальтон: речовини з молекулярною масою, що перевищує 500 Да, важко проникають через роговий шар здорової шкіри; Ефективність проникнення речовин з молекулярною масою менше 500 Да значно зростає зі зменшенням молекулярної маси. Основний механізм цього правила полягає в тому, що інтерстиціальний простір між ліпідними подвійними шарами рогового шару обмежений, і великі молекулярні речовини не можуть пройти через стеричних перешкод, а полярні великі молекули важко розчинити в ліпідному шарі.

Для FCP це правило є обмеженням проникнення в ядро:

Molecular weight>3000 Da: повністю не проникає через роговий шар, здатний лише утворювати зволожуючу плівку на поверхні шкіри;

1000-3000 Da: невелика кількість проникнення, головним чином через допоміжний шлях, швидкість трансдермального всмоктування<5%;

500-1000 Da: помірна проникність, головним чином через міжклітинний простір, швидкість трансдермального всмоктування 5% -15%;

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

Крім обмежень молекулярної маси, трансдермальна доставка FCP також стикається з двома основними перешкодами, що ще більше ускладнює гру:

Сильна полярність і погана розчинність у ліпідах: FCP містить велику кількість гідрофільних аміно- та карбоксильних груп із коефіцієнтом розподілу масло-вода (LogP)<-1, making it difficult to dissolve in the lipids of the stratum corneum and easily excluded from the lipid bilayer.

Пептидні ланцюги легко розкладаються: протеази існують на поверхні шкіри та роговому шарі, які можуть руйнувати незахищений FCP, що призводить до втрати активності; Тим часом пептиди з невеликою молекулою (<300Da) have poor stability and are prone to aggregation and inactivation.

Надмалі молекули FCP в основному складаються з дипептидів і трипептидів (таких як Gly Pro, Gly Pro Hyp), з концентрованою молекулярною масою між 200-500 Da, що повністю відповідає порогу проникнення 500 Da, і може швидко проникати через роговий шар шкіри. Експериментальні дані показують, що<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.

Але його основними дефектами є недостатня активність і низька стабільність: короткі пептидні ланцюги призводять до невеликої кількості активних центрів (Gly Pro Hyp, ключова сигнальна послідовність для синтезу колагену), що ускладнює ефективну активацію фібробластів; Тим часом, полярність пептидів ультрамалої молекули є надзвичайно сильною, завдяки чому вони легко дифундують і втрачаються на поверхні шкіри, а також легко розкладаються шкірними протеазами. При окремому місцевому застосуванні рівень збереження активності становить менше 30%.

500-1000 Да – це оптимальний діапазон молекулярної маси FCP, відомий як «золотий діапазон проникнення». FCP у цьому діапазоні в основному складається з коротких пептидів із 5-10 амінокислот, які мають три основні переваги:

Помірна ефективність проникнення: з молекулярною масою нижче 1000 Да він може проникати через міжклітинний простір, з 24-годинним трансдермальним рівнем поглинання приблизно 15%, що відповідає вимогам ефективності;

Оптимальна активність: містить 3-5 активних послідовностей Gly Pro Hyp, він може ефективно зв’язуватися з поверхневими рецепторами фібробластів і активувати сигнальні шляхи синтезу колагену (такі як шлях TGF - /Smad);

Хороша стабільність: пептидний ланцюг має помірну довжину і нелегко агрегується або деактивується. Він може залишатися стабільним до 6 місяців у водному розчині зі швидкістю збереження активності понад 80%.

Середня молекулярна масаЧистий рибний колагеновий порошокланцюг є відносно довгим і містить кілька активних центрів, з чудовою біологічною активністю та стабільністю. Однак він обмежений правилом 500 Da і важко проникає через роговий шар. Його проникнення в основному залежить від придатків, таких як волосяні фолікули та потові залози, на які припадає менше 0,1% від загальної площі шкіри, що призводить до 24-годинного трансдермального поглинання лише приблизно 5%, при цьому більшість компонентів залишається на поверхні рогового шару.

Основна цінність пептидів із середньою молекулярною масою — зволоження та відновлення поверхні: вони можуть утворювати щільну зволожуючу плівку на поверхні шкіри, утримувати вологу та зменшувати сухість і шорсткість шкіри; У той же час він може відновити пошкодження ліпідів рогового шару та посилити бар’єрну функцію шкіри. Але через нездатність досягти шару дерми глибокі ефекти, такі як анти-старіння та зміцнення, слабкі.

Технологія цілеспрямованого ферментативного гідролізу: точне розрізання пептидних ланцюгів

Використовуючи композитну протеазу (трипсин + папаїн + еластаза) замість одного ферменту, контролюючи температуру ферментативного гідролізу (40-50 градусів), час (2-4 години) і кількість доданого ферменту (0,5% -1%), ланцюги колагенових пептидів вибірково розщеплюються, в результаті чого понад 70% пептидних сегментів зосереджено в золотому діапазоні 500-1000 Да. Дані показують, що частка пептидних сегментів 500-1000 Да у FCP шкіри тріски, отриманій шляхом спрямованого ферментативного гідролізу, становить 82%, а швидкість трансдермального поглинання на 60% вища, ніж у звичайних ферментативних продуктів.

Технологія мембранного розділення: градуйований скринінг, точний контроль молекулярної маси

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% і значно покращена трансдермальна стабільність.