Trang chủ Kiến thứcMỹ phẩm Ứng dụng công nghệ nano bạc trong ngành mỹ phẩm

Ứng dụng công nghệ nano bạc trong ngành mỹ phẩm

Nano Việt
Xuất bản: Cập nhật 389 views

Nano bạc cho thấy hiệu quả bảo quản đủ chống lại vi khuẩn hỗn hợp và nấm hỗn hợp, đồng thời không xâm nhập vào da người bình thường. Ở nồng độ 0,002–0,02 ppm, nano bạc không có tác dụng lên tế bào sừng HaCaT và không làm tăng quá trình chết tế bào do tia cực tím UVB gây ra. Những kết quả này cho thấy rằng nano bạc có tiềm năng được sử dụng làm chất bảo quản trong mỹ phẩm.

Sự an toàn của chất bảo quản ngày càng được quan tâm, điều này rất quan trọng trong hầu hết chế phẩm mỹ phẩm. Tác dụng kháng khuẩn của bạc (Ag) đã được công nhận; tuy nhiên, Bạc có một số hạn chế như một chất bảo quản, chẳng hạn như ảnh hưởng của nó đối với muối. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã nghiên cứu tác động của nano bạc được tổng hợp gần đây đối với vi sinh vật, tính thẩm thấu của da người và độc tính tế bào của AgNPs trong tế bào sừng của người khi chiếu xạ.

Ứng dụng công nghệ nano bạc trong ngành mỹ phẩm

1. Giới thiệu

Chất bảo quản là cần thiết để ngăn ngừa ô nhiễm vi sinh vật sơ cấp trong quá trình chuẩn bị và sản xuất mỹ phẩm, và ngăn ô nhiễm vi sinh thứ cấp sau khi sản xuất khi người tiêu dùng mở và đóng hộp. Các hợp chất như phenoxyethanol và paraben là chất bảo quản mỹ phẩm đã được sử dụng riêng biệt hoặc kết hợp khác nhau.

Tuy nhiên, các hợp chất kháng khuẩn này không chỉ gây kích ứng da tạm thời mà còn làm tăng độ nhạy cảm với tia cực tím (UV). Trên thực tế, chúng ta có thể thấy rằng methylparaben (MP) nằm trong phạm vi nồng độ khuyến nghị vẫn có thể gây độc khi tiếp xúc với tia UVB. Mặt khác, hoạt tính kháng khuẩn của một lượng nhỏ kim loại, được công nhận lần đầu tiên vào thế kỷ 19, là cơ sở cho nhiều quy trình và sản phẩm kháng khuẩn.

Trong số này, bạc (Silver) và các hợp chất gốc Bạc đã được sử dụng rộng rãi và được sử dụng để kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn trong nhiều ứng dụng khác nhau. Những hiện tượng này gây trở ngại đáng kể cho việc sử dụng Bạc như một chất bảo quản mỹ phẩm, vì các hoạt động kháng khuẩn của nó bị tổn hại khi Bạc bị tách ra khỏi các thành phần mỹ phẩm. Nhiều vấn đề trong số này có thể được khắc phục bằng cách sử dụng máy quét nano bạc (AgNPs). Việc giảm kích thước hạt cũng cải thiện khả năng tương thích sinh học và điều này đã dẫn đến việc ngày càng tập trung công nghệ nano vào các ứng dụng y tế.

Bởi vì, chúng tôi quan tâm đến việc sử dụng tiềm năng của nanoilver làm chất bảo quản trong dược phẩm hoặc mỹ phẩm, mục đích nghiên cứu của chúng tôi là tìm hiểu xem AgNPs có hoạt tính kháng khuẩn chống lại nhiều vi sinh vật hay không. Hoặc liệu AgNPs có an toàn cho da hay không.

2. Phương pháp thử nghiệm cho máy quét nano bạc

2.1. Mẫu nano bạc       

Hạt giống AgNPs được lấy từ Johzen Ltd. (Kyoto, Nhật Bản). Nồng độ bạc trong dung dịch ban đầu của AgNPs là 50 phần triệu (ppm; nước tinh khiết 96,995%, natri bicacbonat 1%, chất xenluloza 2%, bạc 0,005%). Phân bố tiềm năng zeta bề mặt, kích thước và kích thước của AgNPs được phân tích bằng phương pháp tán xạ laser (ELS-Z; Otsuka Electronics Co., Ltd., Osaka, Japan).

2.2. Kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn của nano bạc

Hoạt tính kháng khuẩn của AgNPs được đánh giá dựa trên huyền phù vi khuẩn (Escherichia coli, American Type Culture Collection [ATCC] 8739; Pseudomonas aeruginosa, ATCC 9027; Staphylococcus aureus, ATCC 6538), huyền phù nấm (nấm men và nấm mốc) (Candida albicans, ATCC 10231 ; Aspergillus niger, ATCC 16404; Penicillium citrium, ATCC 9849; Aureobasidium pullulans, IFO 6353), và huyền phù chất thải (hệ thống thoát nước nhà bếp được lọc). Mỗi chủng được cấy trên bề mặt thạch nghiêng.

Đối với thử nghiệm, 20 g AgNPs (1,0 ppm, được tạo thành từ nano Bạc 50 ppm bằng cách pha loãng với nước tinh khiết) được chuyển vô trùng vào mỗi trong ba lọ đã khử trùng và mỗi lọ được cấy 0,2 mL huyền phù vi sinh. Sau đó, các lọ đã cấy huyền phù vi khuẩn được ủ ở 30°C, và các lọ cấy hỗn dịch nấm được ủ ở 25°C. Số lượng vi sinh vật còn sống được xác định ở các thời điểm 7, 14 và 21 ngày bằng phương pháp đĩa rót.

2.3. Sự thâm nhập qua da của nano bạc

Nano bạc được đánh giá trong một bài kiểm tra vượt qua da chuyên dụng bằng cách sử dụng da người. Việc chuẩn bị mẫu được thực hiện bởi BIOalternatives (Gençay, Pháp). Các mảnh da người (4 cm x 4 cm) được chuẩn bị từ một đối tượng khỏe mạnh trong quá trình phẫu thuật thẩm mỹ (nữ người hiến tặng, 49 tuổi).

Chất lượng của da được quan sát bằng mắt thường và các vùng bị thay đổi được loại bỏ. Mỗi mảnh da được đặt như một hàng rào ngăn cách giữa hai nửa tế bào khuếch tán, với lớp sừng hướng vào buồng hiến tặng. Ngăn chứa thụ thể chứa đầy 8 mL chất lỏng thụ thể (nước muối đệm phosphat, PBS), được đậy kín và để đến nhiệt độ chính xác.

Dung dịch nano với nồng độ 0,5 ppm hoặc 50 ppm được thoa lên bề mặt da (55 μL / cm2). Thử nghiệm được thực hiện trong 24 giờ cho ba lần. Tại thời điểm 1, 6, 12 và 24 giờ, môi trường dưới da được thu hoạch và ngay lập tức được làm đông lạnh ở -80 ° C cho đến khi đo được nồng độ Bạc.

Nồng độ nano bạc được xác định bằng phương pháp khối phổ huyết tương kết hợp cảm ứng (ICP-MS) sau khi phân hủy bằng vi sóng. Thiết bị được sử dụng trong ICP-MS là SPI-9000 (SII NanoTechnology Inc., Tokyo, Nhật Bản)

Sau khi kiểm tra độ xuyên thấu của da, da được đông lạnh ở -80 ° C cho đến khi đo được nồng độ Bạc trong mô da. Nồng độ bạc của da được xác định bằng Quang phổ phát xạ nguyên tử ICP (ICP-AES) sau khi phân hủy bằng vi sóng. Thiết bị được sử dụng trong ICP-AES là ICPS8000 (Shimadzu Corp., Kyoto, Japan).

2.4. Tế bào sừng ở người bình thường

Tế bào HaCaT là một dòng tế bào bất tử tự nhiên của con người và được cung cấp bởi Tiến sĩ Kato thuộc Khoa Da liễu của Đại học Y khoa Tỉnh Kyoto (Kyoto, Nhật Bản). Tế bào sừng HaCaT được nuôi cấy trong bình nuôi cấy tế bào 80 cm2 và được duy trì trong môi trường thiết yếu Dulbecco đã sửa đổi (Gibco-BRL, Gaithersburg, Maryland) được bổ sung 5% huyết thanh bò mang thai (Equitech-Bio Inc., Kerrvill, Texas), 2 mM glutamine, và 100 U / mL penicillin / streptomycin (Gibco) ở 37 ° C trong môi trường ẩm có chứa 5% CO2. Các tế bào được phân chia 7 ngày một lần với tỷ lệ 1:10.

2.5. Chiếu tia UVB sau khi điều trị bằng nano bạc hoặc methylparaben

Nguồn UVB bao gồm sáu bóng đèn huỳnh quang (FL-20SE-30; Toshiba Medical Supply, Tokyo, Nhật Bản) với phổ phát xạ 275–375 nm, chủ yếu trong phạm vi UVB, đạt cực đại ở 305 nm và bao gồm một lượng nhỏ tia UVA. và UVC (năng lượng: UVA, 30%; UVB, 54%; UVC, 0,2%). Bức xạ UVB được đo bằng máy đo bức xạ UV (UVR3036 / S2; Topcon Corp., Tokyo, Japan).

Tế bào sừng HaCaT được nuôi cấy trong các đĩa nuôi cấy tế bào 35 mm cho đến khi hợp lưu và ủ trong 24 giờ khi không có hoặc có mặt của AgNPs hoặc các MP tương ứng. Sau khi điều trị bằng AgNPs hoặc MP, các tế bào tiếp xúc với UVB (30 mJ/cm2).

Trước khi chiếu tia UVB, môi trường đã được làm sạch và thay thế bằng PBS. Sau khi chiếu xạ, các tế bào được ủ trong môi trường nuôi cấy tế bào không có AgNPs hoặc hạt MP trong 24 giờ.

2.6. Phân tích tế bào chết bằng kính hiển vi

Apoptosis gây ra bởi AgNPs hoặc MP có và không có UVB được xác định bằng kính hiển vi huỳnh quang sau khi nhuộm với Hoechst 33342 (HO342) và propidium iodide (PI). Sau 24 giờ chiếu tia UVB, các tế bào được rửa hai lần bằng PBS và ủ với thuốc nhuộm 10 μg / mL HO342 trong 15 phút ở 37 ° C và với 10 μg / mL PI trong 10 phút ở 37 ° C. Các tế bào nhuộm màu kép được kiểm tra với kính hiển vi huỳnh quang ngược IX70-23FL / DIC-SP (Olympus, Tokyo, Nhật Bản).

3. Kết quả nghiên cứu về nano bạc trong mỹ phẩm

3.1. Đặc điểm của AgNPs tổng hợp

Dung dịch AgNPs có màu vàng nhạt, không đổi màu, không lắng cặn sau khi bảo quản trên 1 năm. Điện thế zeta bề mặt của AgNPs được đo bằng ELS-Z (Otsuka Electronics Co., Ltd.). Các đỉnh điện thế lớn nhất của AgNPs được đo ở -32,76 mV (Hình 1). Sự phân bố hình dạng và kích thước của AgNPs được phân tích bằng phương pháp tán xạ laser,  tán sắc đơn sắc cao với đường kính trung bình 730,5 nm và độ lệch chuẩn 14,70 nm (n = 5, Hình 2) được phủ bằng gôm xenlulo và các phân tử nước.

Nano bạc cho thấy hiệu quả bảo quản đủ chống lại vi khuẩn hỗn hợp và nấm hỗn hợp, đồng thời không xâm nhập vào da người bình thường. Ở nồng độ 0,002–0,02 ppm, nano bạc không có tác dụng lên tế bào sừng HaCaT và không làm tăng quá trình chết tế bào do tia cực tím UVB gây ra. Những kết quả này cho thấy rằng nano bạc có tiềm năng được sử dụng làm chất bảo quản trong mỹ phẩm.

3.2. Hoạt động kháng khuẩn của nano bạc

Các xét nghiệm kháng khuẩn được thực hiện bằng cách sử dụng hỗn hợp dung dịch vi khuẩn, hỗn hợp dung dịch nấm và huyền phù chất thải (cống nhà bếp đã lọc) được xử lý bằng AgNPs ở nồng độ 1,0 ppm. Bảng 1 cho thấy số lượng vi sinh vật trong huyền phù chế phẩm. AgNPs ở 1,0 ppm cho thấy hiệu quả bảo quản thích hợp (CFU / g b101) đối với vi khuẩn hỗn hợp và nấm hỗn hợp (Bảng 2).

Nano bạc cho thấy hiệu quả bảo quản đủ chống lại vi khuẩn hỗn hợp và nấm hỗn hợp, đồng thời không xâm nhập vào da người bình thường. Ở nồng độ 0,002–0,02 ppm, nano bạc không có tác dụng lên tế bào sừng HaCaT và không làm tăng quá trình chết tế bào do tia cực tím UVB gây ra. Những kết quả này cho thấy rằng nano bạc có tiềm năng được sử dụng làm chất bảo quản trong mỹ phẩm.

3.3. Sự thâm nhập của nano bạc qua da

Chúng tôi đã đánh giá liệu nano bạc có thể xuyên qua da người hay không trong một thử nghiệm thẩm thấu qua da chuyên biệt bằng cách sử dụng da người. Các hạt nano bạc được đánh giá ở mức 0,5 ppm hoặc 50 ppm. AgNPs được áp dụng trên bề mặt da người (55 μL / cm2), và nồng độ của Bạc được đo trong môi trường bên dưới da vào 1, 6, 12 và 24 giờ sau khi tiếp xúc. Bạc không được phát hiện tại bất kỳ thời điểm nào (Bảng 3). Hơn nữa, bạc trong mô da không được phát hiện ở liều lượng 0,5 ppm hoặc 50 ppm tại bất kỳ thời điểm nào.

Nano bạc cho thấy hiệu quả bảo quản đủ chống lại vi khuẩn hỗn hợp và nấm hỗn hợp, đồng thời không xâm nhập vào da người bình thường. Ở nồng độ 0,002–0,02 ppm, nano bạc không có tác dụng lên tế bào sừng HaCaT và không làm tăng quá trình chết tế bào do tia cực tím UVB gây ra. Những kết quả này cho thấy rằng nano bạc có tiềm năng được sử dụng làm chất bảo quản trong mỹ phẩm

3.4. Ảnh hưởng của nano bạc đến sự chết của tế bào do bức xạ UVB gây ra

Chúng tôi xác nhận rằng nano không xuyên qua da người. Tuy nhiên, khi chức năng bảo vệ của da người bị gián đoạn do vết thương hoặc cháy nắng, AgNPs có thể xâm nhập vào da. Do đó, chúng tôi đã nghiên cứu tác dụng gây độc tế bào của AgNPs có và không có chiếu tia UVB trong tế bào sừng. Để đánh giá loại tế bào chết trong tế bào sừng HaCaT, chúng tôi sử dụng phương pháp nhuộm kép sử dụng HO342 và PI.

Các hình ảnh thu được chỉ ra rằng có một lượng nhỏ quá trình chết rụng và hoại tử, và AgNPs ở nồng độ 0,002–0,02 ppm không có tác dụng làm chết tế bào. Tuy nhiên, nano bạc ở nồng độ 0,002–0,02 ppm không làm tăng khả năng chết tế bào do tia UVB của tế bào sừng HaCaT (Hình 3, A) MP ở nồng độ 0,003% đến 0,03% không có tác dụng làm chết tế bào; tuy nhiên, 0,003% MP làm tăng quá trình chết tế bào do tia UVB trong tế bào sừng HaCaT (Hình 3, B).

Nano bạc cho thấy hiệu quả bảo quản đủ chống lại vi khuẩn hỗn hợp và nấm hỗn hợp, đồng thời không xâm nhập vào da người bình thường. Ở nồng độ 0,002–0,02 ppm, nano bạc không có tác dụng lên tế bào sừng HaCaT và không làm tăng quá trình chết tế bào do tia cực tím UVB gây ra. Những kết quả này cho thấy rằng nano bạc có tiềm năng được sử dụng làm chất bảo quản trong mỹ phẩm.

Hình 3. Tế bào sừng HaCaT được nhuộm bằng Hoechst 33342 (xanh lam) và propidium iodide (đỏ). Tế bào nhuộm xanh có chức năng của màng tế bào còn nguyên vẹn. Tế bào nhân là tế bào apoptotic sớm (màu xanh lá cây) và tế bào apoptotic muộn (màu đỏ). Hình ảnh đại diện cho bốn thí nghiệm độc lập. (A) Chết HaCaT do tia UVB gây ra trong tế bào sừng được xử lý bằng các hạt AgNPs (Bạc). (B) apoptosis gây ra bởi tia UVB trong tế bào sừng HaCaT được điều trị bằng methylparaben (MP).

3.5. Thảo luận kết quả nghiên cứu nano bạc

Kết quả của nghiên cứu này đã chỉ ra rằng nano bạc là một chất bảo quản an toàn và ổn định, và chúng có hiệu quả chống lại nhiều loại vi sinh vật. Khi Bạc bị tách khỏi các thành phần mỹ phẩm, tác dụng kháng khuẩn của nó sẽ bị ảnh hưởng. Dung dịch hạt AgNPs được sử dụng trong nghiên cứu này rất ổn định và không lắng sau khi được bảo quản trên 1 năm.

Không rõ liệu các hạt nano bạc có được hấp thụ hay thâm nhập vào da người hay không. Để xác nhận điều này, chúng tôi đã thực hiện một thử nghiệm thẩm thấu qua da bằng cách sử dụng da người. Kết quả cho thấy AgNPs không có khả năng thâm nhập vào da người, do đó có nghĩa là chúng chỉ hoạt động như một chất bảo quản và không kích thích tế bào sừng.

Trong nghiên cứu này, AgNPs 1,0 ppm cho thấy các hoạt động kháng khuẩn và AgNPs 50 ppm không thể xâm nhập vào bề mặt da.

Tuy nhiên, nếu da bị tổn thương bằng cách nào đó (ví dụ như dị ứng), có thể 0,2% đến 2% AgNPs có thể xâm nhập vào da. nồng độ nano bạc 0,002–0,02 ppm không cho thấy bất kỳ độc tính tế bào nào đối với tế bào sừng và không ảnh hưởng đến quá trình chết tế bào do tia UVB gây ra.

Cho phép sử dụng MP trong các sản phẩm mỹ phẩm với nồng độ tối đa là 0,8% (wt / wt) Theo quy định của Cộng đồng Kinh tế Đan Mạch và Châu Âu, và nồng độ thông thường của MP trong các sản phẩm của Mỹ là dưới 0,32%. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng khoảng 1% lượng MP được sử dụng chạm đến lớp dưới cùng của lớp biểu bì ở lợn mini Yucatan.

Do đó, nồng độ thực tế của MP (0,003%) làm tăng khả năng tồn tại của tế bào do tia UVB gây ra. Kết hợp với các báo cáo trước đây, nghiên cứu này khẳng định tiềm năng lớn của AgNPs để sử dụng làm chất bảo quản trong mỹ phẩm so với MP.

Reference source: Silver nanoparticles as a safe preservative for use in cosmetics
Satoshi Kokura, MD, PhD⁎, Osamu Handa, MD, PhD, Tomohisa Takagi, MD, PhD,
Takeshi Ishikawa, MD, PhD, Yuji Naito, MD, PhD, Toshikazu Yoshikawa, MD, PhD

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT NANO VIỆT

Địa chỉ: 240 Võ Văn Hát, Phường Long Trường, TP. Thủ Đức, TP. HCM

Hotline: 0907 771 622 – 0923 884 877 – 0931 791 133 – 0796 155 955 – 0789 377 177  – 0987 623 531

Email: [email protected]

Fanpage: Nanovnn – Nano bạc nguyên liệu

Related Posts

Trang web này sử dụng cookie để cải thiện trải nghiệm của bạn. Chúng tôi sẽ cho rằng bạn đồng ý với điều này, nhưng bạn có thể chọn không tham gia nếu muốn. Chấp nhận Đọc thêm

error: Content is protected !!
0907 771 622