Studies on liposome, gel and lipogelosome formulations containing sodium hyaluronate

Abstract

Sodyum hyalüronat (Na-HA) mukopolisakkarit yapısında doğal bir polimer olup cilde esneklik sağlar. Na-HA rekombinant deoksiribonükleik asit (DNA) teknolojisi ile Streptococcus zooepidemicus isimli bakteriden üretilmektedir. Bu tez çalışmasında, Na-HA nın lipozomal jel formülasyonları şeklinde cilt üzerine topikal uygulandığında etkinliği araştırılmıştır. Bu amaçla dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC), 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphatidylglycerol(DMPG),dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) and phospholipon 100H (P 100H) gibi farklı fosfolipidlerle Na-HA (45 kilo dalton) içeren ve içermeyen 16 değişik lipozom formülasyonları hazırlanmıştır. Ortalama partikül büyüklüğü dağılımı ve zeta potansiyel ölçümü yapılarak lipozomların karakteristiği değerlendirilmiştir. Ayrıca Taramalı elektron mikroskop (SEM), Atomik kuvvet mikroskop (AFM), Polarize ışık mikroskop (PLM) çalışmaları ile lipozom formülasyonlarının morfolojik özellikleri araştırlmıştır ve Na-HA nın lipozom içerisine hapsedilme kapasitesi tayin edilmiştir. Lipozom içeren jel formülasyonları hazırlamak için jel yapıcı ajan olarak Poloxamer (PXM 188 ve PXM 407) ve Carbopol türevleri (C 940 and U 21) kullanılmıştır. Na-HA'in lipozom, lipojelozom ve Na-HA nın ticari formülasyonundan in vitro salım profili ?flow through cell? metoduyla çalışılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda Na-HA içeren Phospholipon 100H: SA: CHOL (7:1:2) optimum formülasyon olarak seçilmiştir (L 37). MLV tipi olan L 37 formülasyonunun ortalama partikül büyüklüğü 1899 nm ± 13.01, zeta potansiyeli -20.9 mV ± 0.46 ve hapsetme kapasitesi % 14.95 olarak bulunmuştur. L 37 formülü U 21 jel formülü ile 1:1 oranında karıştırılarak optimum jel formülasyon LG 8 hazırlanmıştır. In vivo amaçla yapılan ön çalışma, 15 bayan gönüllü üzerinde gerçekleştirilmiştir. Optimum formülasyonlardan Na-HA içeren ve Na-HA içermeyen lipozom, lipojelozom formülasyonları ile ticari formülasyon, iki hafta boyunca günde iki kez olmak üzere gönüllülere uygulanmıştır. Cilt yüzeyindeki pH seviyesi, sebum içeriği ve nem seviyesi değişimi gibi tüm parametreler cilt analiz cihazı kullanılarak tayin edilmiş ve değerlendirilmiştir. Ayrıca cilt yüzeyindeki kırışıklık derinliklerindeki değişim cilt analiz cihazı kullanılarak ölçümlenmiştir. LG 8 formülasyonu için nem artış oranı % 30.36 ± 0.12 olarak gözlemlenmiştir. Sonuç olarak hazırladığımız LG 8 formülasyonu, konvansiyonel benzerleriyle karşılaştırıldığında derinin nemliliği ve hasta uyumu bakımından üstün bulunmuştur.

Sodium hyaluronate (Na-HA) is a natural polymer with mucopolysaccharide structure which provides viscoelasticity to the skin. Na-HA is produced by recombinant deoxyribonucleic acid technology (DNA) from Streptococcus zooepidemicus. In this thesis study, the moisturizing effectiveness of Na-HA on skin was investigated in liposome, gel and lipogelosome formulations. For this purpose, 16 different liposome formulations were prepared by thin film technique with using Na-HA (45 kDa) and without Na-HA in various type of phospholipids; dimyristoylphosphatidylcholine (DMPC), 1,2-dimyristoyl-sn-glycero-3-phosphoracglycerol (DMPG), dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) and phospholipon 100H (PL 100H). The liposomes prepared by film technique were characterized by mean particle size and size distribution, entrapment capacity, zeta potential, phospholipid efficiency, liposome type determinations. Polarized light microscopy (PLM), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) techniques were employed for obtaining size distribution and surface appearance and lamellarity. Poloxamer (PXM 188 and PXM 407) and Carbopol derivatives (C 940 and U 21) were used as gelling agents to prepare liposome loaded gel formulations. In vitro release of Na-HA from liposome, Na-HA lipogelosome and marketed formulation of Na-HA was studied by flow through cell method. The optimum formulation was Phospholipon 100H: SA: CHOL (7:1:2) containing Na-HA (L 37). The mean particle size, zeta potential and entrapment capacity were found as 1899 nm ± 13.01, -20.9 mV ± 0,46 and 14.95 %, respectively for the formulation L 37 . Then L 37 formulation was incorporated into the U 21 gel with 1:1 (w/w) ratio (LG 8). The preliminary in vivo studies were performed on 15 female volunteers. With or without Na-HA liposome, lipogelosome and marketed formulation were applied to volunteers for two weeks twice a day. All parameters as changes in humidity levels, sebum content and the pH-level on the skin surface were determined and evaluated by using the Multiprobe Adapter Systems (Corneometer, sebumeter, pH- meter, respectively). The changes of deepness of wrinkles on the skin surface were measured by Skin-visiometer. The increment of moisture level was found 30.36 ± 0.12 % for LG 8 formulation. As a result, LG 8 formulation has improved skin hydration and better compliance than the conventional formulations.