Чистый рыбный коллагеновый порошок

Основной характеристикой старения кожи является потеря и структурное разрушение коллагена в слое дермы. Коллагеновые пептиды стали ключевым компонентом для замены, дополнения и активации синтеза эндогенного коллагена благодаря их небольшой молекулярной массе, высокой биосовместимости и легкому впитыванию кожей.

Однако, являясь крупнейшим барьерным органом в человеческом организме, структура «кирпичной грязи» рогового слоя кожи (образованная кератиноцитами в виде кирпичиков и межклеточными липидами в виде грязи) образует плотный барьер проникновения, что затрудняет проникновение более 90% местных активных ингредиентов в роговой слой и достижение слоя дермы. В случае FCP трансдермальная абсорбция сталкивается с двойной дилеммой: во-первых, молекулярная масса в большинстве случаев превышает порог проникновения в 500 Да, который легко перехватывается роговым слоем; Во-вторых, пептидные цепи имеют сильную полярность и плохую растворимость в липидах, что затрудняет проникновение в липидный бислой. Данные показывают, что скорость трансдермальной абсорбции обычных препаратов для местного применения FCP составляет менее 5 %, а большинство ингредиентов остаются на поверхности кожи только для оказания увлажняющего эффекта, не имея возможности достичь глубокого анти-эффекта против старения.

Трансдермальная эффективность FCP определяется не каким-то одним фактором, а скорее динамическим игровым процессом, в котором молекулярная масса, источник и матрица взаимодействуют и координируются, образуя основную логику «политики проникновения через кожу»:
Молекулярный вес: «физический порог», определяющий вероятность проникновения. Чем меньше молекулярная масса, тем легче проникнуть в нее, но если она слишком мала, она склонна к дезактивации и плохой стабильности;
Источник: Генетическая основа, определяющая структуру и активность пептидных цепей. Пептидные последовательности и аминокислотный состав различных источников рыбы сильно различаются, что напрямую влияет на их сродство с кожей;

Суть игры между этими тремя заключается в динамическом балансе эффективности проникновения, биологической активности и стабильности: стремление к предельно малой молекулярной массе может легко привести к потере активности; Полагаясь исключительно на-качественные ресурсы, невозможно преодолеть препятствия и ограничения; Если полагаться исключительно на оптимизацию матрицы, отсутствует активная поддержка пептидной цепи. Таким образом, анализ независимых механизмов и правил совместной игры всех трех является ключом к прорыву горлышка трансдермальной доставки лекарств FCP и разработке эффективных формул ухода за кожей, что имеет большое значение для содействия научной и точной разработке средств по уходу за кожей с коллагеновыми пептидами.

Кожа состоит из трех слоев: эпидермиса, дермы и подкожной клетчатки. Основная резистентность при трансдермальной доставке FCP исходит из эпидермиса, особенно рогового слоя.

Роговой слой: Самый внешний слой эпидермиса, состоящий из 15-20 слоев плоских ядросодержащих кератиноцитов и межклеточных липидов, толщиной примерно 10-40 мкм. Кератиновые клетки богаты кератином, а межклеточные липиды состоят из церамидов, холестерина и жирных кислот в соотношении 1:1:1, образуя плотную двухслойную структуру липидов, которая является «первой линией защиты» от проникновения внешних веществ.

Прозрачный слой/зернистый слой/шипчатый слой/базальный слой: Ниже рогового слоя наблюдается увеличение межклеточного пространства, уменьшение содержания липидов и значительное снижение резистентности. Базальный слой представляет собой слой эпидермальных стволовых клеток, и FCP, достигая базального слоя, может активировать дифференцировку стволовых клеток и способствовать синтезу коллагена.

Чистый рыбный коллагеновый порошокпроникает через кожный барьер преимущественно тремя путями, при этом эффективность снижается:

Интерстициальный путь: наиболее важный путь, на который приходится более 90% общего трансдермального объема. FCP проникает в зазор липидного бислоя между кератиноцитами с диаметром зазора около 20-50 нм и является основным каналом для проникновения низкомолекулярных пептидов.

Межклеточный путь: FCP напрямую проникает в кератиноциты и должен последовательно проходить через клеточную мембрану, цитоплазму и ядерную мембрану с большим сопротивлением. Он подходит только для небольших молекул с чрезвычайно высокой растворимостью в липидах.

Вспомогательный путь: проникает через волосяные фолликулы, потовые и сальные железы, что составляет менее 10%, но может обходить роговой слой и напрямую достигать слоя дермы, играя важную роль в дополнении проникновения крупномолекулярных пептидов.

В 1990 году Ян Бос и Маркус Мейнарди официально предложили правило 500 Дальтон: вещества с молекулярной массой, превышающей 500 Да, трудно проникают через роговой слой здоровой кожи; Эффективность проникновения веществ с молекулярной массой менее 500 Да существенно возрастает с уменьшением молекулярной массы. Основной механизм этого правила заключается в том, что интерстициальное пространство между липидными бислоями рогового слоя ограничено, и крупные молекулярные вещества не могут пройти сквозь него из-за стерических препятствий, а полярные крупные молекулы трудно растворить в липидном слое.

Для FCP это правило является основным ограничением проникновения:

Molecular weight>3000Да: совершенно не способен проникать в роговой слой, способен лишь образовывать увлажняющую пленку на поверхности кожи;

1000–3000 Да: небольшое проникновение, в основном через дополнительные пути, скорость трансдермальной абсорбции.<5%;

500-1000 Да: умеренная проницаемость, преимущественно через межклеточное пространство, скорость трансдермальной абсорбции 5–15%;

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

Помимо ограничений по молекулярной массе, трансдермальная доставка FCP также сталкивается с двумя основными препятствиями, которые еще больше усугубляют сложность игры:

Сильная полярность и плохая растворимость в липидах: FCP содержит большое количество гидрофильных амино- и карбоксильных групп с коэффициентом распределения масло-вода (LogP).<-1, making it difficult to dissolve in the lipids of the stratum corneum and easily excluded from the lipid bilayer.

Пептидные цепи легко разлагаются: на поверхности кожи и в роговом слое существуют протеазы, которые могут разрушать незащищенный FCP, что приводит к потере активности; Между тем, низкомолекулярные пептиды (<300Da) have poor stability and are prone to aggregation and inactivation.

Сверхмалые молекулы FCP в основном состоят из дипептидов и трипептидов (таких как Gly Pro, Gly Pro Hyp) с молекулярной массой, концентрированной в пределах 200-500 Да, что полностью соответствует порогу проникновения 500 Да и может быстро проникать в роговой слой. Экспериментальные данные показывают, что<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.

Но его основными недостатками являются недостаточная активность и плохая стабильность: короткие пептидные цепи приводят к небольшому количеству активных сайтов (Gly Pro Hyp, ключевая сигнальная последовательность для синтеза коллагена), что затрудняет эффективную активацию фибробластов; Между тем, полярность сверхмалых молекул пептидов чрезвычайно сильна, что позволяет им легко диффундировать и теряться на поверхности кожи, а также легко разрушаться под действием протеаз кожи. При местном применении степень сохранения активности составляет менее 30%.

500–1000 Да — это оптимальный диапазон молекулярной массы для FCP, известный как «золотой диапазон проницаемости». FCP в этом диапазоне в основном состоит из коротких пептидов из 5-10 аминокислот, которые имеют три основных преимущества:

Умеренная эффективность проникновения: при молекулярной массе ниже 1000 Да он может проникать через межклеточное пространство, скорость трансдермальной абсорбции в течение 24 часов составляет около 15%, что соответствует требованиям эффективности;

Оптимальная активность: содержащий 3-5 активные последовательности Gly Pro Hyp, он может эффективно связываться с поверхностными рецепторами фибробластов и активировать сигнальные пути синтеза коллагена (такие как путь TGF-/Smad);

Хорошая стабильность: пептидная цепь имеет умеренную длину, ее нелегко агрегировать или деактивировать. Он может оставаться стабильным до 6 месяцев в водном растворе со степенью сохранения активности более 80%.

Средняя молекулярная массаЧистый рыбный коллагеновый порошокцепь относительно длинная и содержит несколько активных центров, обладает превосходной биологической активностью и стабильностью. Однако он ограничен правилом 500 Да и трудно проникает в роговой слой. Его проникновение в основном зависит от придатков, таких как волосяные фолликулы и потовые железы, которые занимают менее 0,1% от общей площади кожи, в результате чего скорость трансдермальной абсорбции за 24 часа составляет всего около 5%, при этом большинство компонентов остается на поверхности рогового слоя.

Основная ценность пептидов средней молекулярной массы — увлажнение и восстановление поверхности: они могут образовывать плотную увлажняющую пленку на поверхности кожи, удерживать влагу, уменьшать сухость и шероховатость кожи; В то же время он может восстанавливать липидные повреждения рогового слоя и улучшать барьерную функцию кожи. Но из-за неспособности достичь слоя дермы такие глубокие эффекты, как омоложение-старение и укрепление кожи, являются слабыми.

Технология целевого ферментативного гидролиза: точное разрезание пептидных цепей

Используя сложную протеазу (трипсин+папаин+эластаза) вместо одного фермента, контролируя температуру ферментативного гидролиза (40-50 градусов), время (2-4 часа) и количество добавленного фермента (0,5%-1%), пептидные цепи коллагена избирательно расщепляются, в результате чего более 70% пептидных сегментов концентрируются в золотом диапазоне 500-1000 Да. Данные показывают, что доля пептидных сегментов массой 500-1000 Да в FCP кожи трески, полученном путем направленного ферментативного гидролиза, составляет 82%, а скорость трансдермальной абсорбции на 60% выше, чем у обычных ферментативных продуктов.

Технология мембранного разделения: ступенчатый скрининг, точный контроль молекулярной массы.

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% и значительно улучшена трансдермальная стабильность.