Vitamin C (ascorbic acid) có vai trò quan trọng trong làm sáng da, chống oxy hóa và tổng hợp collagen. Tuy nhiên, vitamin C rất dễ bị phân hủy do oxy hóa, điều này khiến việc phát triển một công thức ổn định trở nên thách thức.
Trên thực tế, Vitamin C có thể được ổn định trong dung dịch nước ở độ pH thấp và dưới điều kiện loại trừ oxy. Hoặc, như được mô tả gần đây, vitamin C có thể được giữ ổn định trong các chất mang không chứa nước, dựa trên silicon một cách phù hợp.
Ngoài ra, các dẫn xuất vitamin C este hóa như magnesium ascorbyl phosphate, aminopropyl ascorbyl phosphate, và tetrahexyldecyl ascorbate (tetra-isopalmitate ascorbate) là những lựa chọn ổn định và do đó hứa hẹn là các giải pháp thay thế cho vitamin C.
Tóm tắt nội dung
Ascorbyl Tetraisopalmitate (VC-IP)
1. Đặc tính
Ascorbyl Tetraisopalmitate, còn được gọi là Tetrahexyldecyl Ascorbate hoặc VC-IP, được thương hiệu hóa dưới tên BeriCos® VC-IP, là một dạng este của Vitamin C, còn được gọi là Tetrahexyldecyl Ascorbate, Ester-C, hoặc Vitamin C ưa lipid.
- Ascorbyl Tetraisopalmitate được coi là một dẫn xuất Vitamin C cao cấp, và lợi ích của nó xuất phát từ những khác biệt so với Vitamin C nguyên bản.
- Ascorbyl Tetraisopalmitate có khả năng ức chế hoạt động của enzyme tyrosinase trong tế bào và sự sản xuất melanin, mang lại lợi ích trong việc làm trắng da và làm mờ vết thâm.
- So với Vitamin C truyền thống, VC-IP có độ ổn định vượt trội, tăng cường khả năng thẩm thấu qua da và có đặc tính ưa lipid thân thiện với da. Trong quá trình hấp thụ vào da, Ascorbyl Tetraisopalmitate được chuyển hóa thành Vitamin C, từ đó thực hiện các chức năng của nó, bao gồm làm sáng da, thúc đẩy tổng hợp collagen, và ức chế quá trình oxy hóa lipid.
- VC-IP được phê duyệt làm hoạt chất quasi-drug ở Nhật Bản (với nồng độ 3%). Nó cũng được đăng ký tại Hàn Quốc như một thành phần chức năng để làm sáng da với nồng độ 2%.
2. Các dẫn chứng thực nghiệm
(a) Khả năng làm sáng da và giảm sắc tố
Ức chế hoạt động sản sinh melanin trong tế bào hắc tố
- Các nồng độ khác nhau của VC-IP được thêm vào tế bào hắc tố ở người được nuôi cấy (HM-3-KO). Sau 4 ngày nuôi cấy, lượng melanin được tạo ra được đo lường bằng cách quan sát tông màu của mỗi viên tế bào. Như được trình bày dưới đây, VC-IP đã ức chế hiệu quả quá trình tạo melanin trong tế bào hắc tố ở người. Kết quả phụ thuộc vào liều lượng.
Ức chế Hoạt động Tyrosinase Nội bào
- VC-IP được thêm vào tế bào u hắc tố chuột (B16-4A5) với các nồng độ khác nhau. Sau 72 giờ nuôi cấy, các tế bào được hòa tan và chiết xuất. L-Dopa sau đó được thêm vào chiết xuất. Sau 60 phút ở nhiệt độ 37℃, lượng dopachrome hình thành từ hoạt động của enzyme tyrosinase được đánh giá bằng cách đo độ hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 540 nm. Hình dưới đây cho thấy ở nồng độ 0,02% trở lên, VC-IP đã ức chế hoạt động của tyrosinase nội bào.
(b) Khả năng chống oxy hóa
Khả năng loại bỏ phân tử oxi đơn (Singlet Oxygen)
- VC-IP có khả năng loại bỏ oxy đơn và ngăn chặn quá trình oxy hóa L-Dopa thành dopachrome. Để đánh giá khả năng này, tia UVB được sử dụng để chiếu xạ hỗn hợp Hematoporphyrin và L-Dopa cùng với VC-IP/L-ascorbic acid nhằm tạo ra oxy đơn và sau đó là dopachrome. Lượng dopachrome được tạo ra sau đó được xác định thông qua độ hấp thụ ánh sáng của nó. Dựa trên giá trị đo được, khả năng loại bỏ oxy đơn của VC-IP và L-ascorbic acid được tính toán. Như hình dưới đây cho thấy, VC-IP và L-ascorbic acid đã loại bỏ lần lượt 80% và 78% oxy đơn.
Ức chế Quá trình Oxy hóa Bã nhờn
- VC-IP (10% trong dầu khoáng) được bôi lên vùng cẳng tay trong của 6 tình nguyện viên. Tia UVB (2,05 J/cm²) được sử dụng để chiếu xạ vùng thử nghiệm 4 giờ sau khi bôi. Sau đó, tỷ lệ sản xuất squalene peroxide được đo như một chỉ số của quá trình oxy hóa bã nhờn. Như được trình bày dưới đây, VC-IP đã ức chế sự sản xuất squalene peroxide ở mức tương đương với nhóm đối chứng không tiếp xúc với tia UVB.
Bảo vệ tế bào khỏi tác động của H2O2
Bảo vệ tế bào khỏi tác động bởi t-BHP (tert-butylhydroperoxide)
- Tính năng giống SOD
Lượng Diformazan được hình thành từ sự khử Nitro Blue Tetrazolium bởi các anion superoxide (O2-) được xác định bằng cách đo độ hấp thụ ánh sáng (phương pháp khử NBT). Giá trị này sau đó được sử dụng làm chỉ số cho hoạt động giống SOD của VC-IP. Trước khi đo, 0,1 mL VC-IP được thêm vào 2 mL mẫu. Kết quả cho thấy VC-IP đã ức chế 40% sự hình thành Diformazan. Điều này xác nhận hoạt động giống SOD của VC-IP.
(c) Bảo vệ tế bào khỏi UV
- Bảo vệ DNA khỏi tia UVB
Khi các tế bào bị phơi nhiễm với tia UVB, một protein ức chế ung thư, p53, được kích hoạt để đáp ứng với tổn thương DNA. Lượng p53 được biểu hiện được đo lường như một chỉ số của mức độ tổn thương đối với DNA. Các nguyên bào sợi người (NB1RGB) đã được chiếu tia UVB (0,1 J/cm²). VC-IP đã ức chế đáng kể sự biểu hiện của p53
- Giảm thiểu tổn thương tế bào do tia UV
VC-IP và L-ascorbic acid được thêm vào với nồng độ 10 µmol/L cho các tế bào biểu bì. Các tế bào sau đó được chiếu tia UVB. Sau 24 giờ nuôi cấy, tỷ lệ bảo vệ được đo bằng phương pháp WST-1 assay. Hiệu quả bảo vệ của VC-IP cao hơn so với L-ascorbic acid do thực tế là tỷ lệ chuyển hóa của VC-IP vào trong tế bào cao hơn so với acid ascorbic nguyên chất.
- Ngăn chặn sự tổn thương ở tế bào sừng bởi UVA
Các phần sáng trên các bức ảnh (chụp 1 giờ sau khi chiếu tia UVA) chỉ ra 8-hydroxyguanosine, một chỉ số của tổn thương DNA. Việc áp dụng VC-IP ức chế sự giải phóng 8-hydroxyguanosine, từ đó bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do tia UVA.
Hình ảnh vi mô của tế bào sừng 24 giờ sau khi chiếu xạ.
Điều trị bằng VC-IP làm giảm tỷ lệ chết tế bào xuống 31,5%.
- Ngăn chặn sự phân mảnh DNA
Các tế bào HaCaT được xử lý với 80 μM VC-IP. Sau khi chiếu tia UVA, phân mảnh DNA được phát hiện bằng phương pháp gắn đầu nick (TUNEL). VC-IP đã ức chế đáng kể phân mảnh DNA (được biểu thị bằng nhuộm huỳnh quang).
(d) Tác dụng chống lão hóa
- Hoạt động tái tạo tế bào / Tăng sinh tế bào
VC-IP được bổ sung với các nồng độ khác nhau vào nguyên bào sợi người (NB1RGB). Sau 3 ngày nuôi cấy, tốc độ tăng trưởng tế bào được đo bằng phương pháp thử MTT. Như được thể hiện bên dưới, VC-IP thúc đẩy sự tăng sinh của nguyên bào sợi người, và kết quả phụ thuộc vào liều lượng.
- Thúc đẩy tổng hợp collagen
Proline tham gia vào tổng hợp collagen đã được gắn nhãn bằng 3H và thêm vào nguyên bào sợi da người (NHDF) với các nồng độ khác nhau của VC-IP/L-ascorbic acid, sau đó nuôi cấy trong 24 giờ. Sau đó, các phân đoạn collagen được thu nhận. Lượng 3H được đưa vào phân đoạn collagen được đo bằng máy đếm nhấp nháy lỏng và máy slot blotter. Như được thể hiện bên dưới, VC-IP đã thúc đẩy đáng kể tổng hợp collagen.
- Ức chế hoạt động của enzyme phân hủy collagen
VC-IP được thêm vào với nồng độ 10-50 μmol/L vào nguyên bào sợi da người (NHDF). Sau 48 giờ nuôi cấy, chất tiết được thu nhận. Hoạt động của hai loại enzyme phân hủy collagen, MMP-2 (72kDa) và MMP-9 (92kDa), trong chất tiết được đánh giá bằng phương pháp zymography gelatin. VC-IP đã ức chế mạnh hoạt động của cả MMP-2 và MMP-9. Hiệu quả ức chế của VC-IP cao hơn đáng kể so với L-ascorbic acid.
(e) Khả năng thẩm thấu và ổn định
- Thẩm thấu qua da của VC-IP
Thẩm thấu qua da của VC-IP được đo bằng một lát mô lấy từ da người. VC-IP cho thấy khả năng thẩm thấu vượt trội vào lớp biểu bì.
VC-IP là một chất lỏng tan trong dầu và có khả năng tương thích cao với da. Điều này dường như giải thích cho khả năng thẩm thấu qua da tuyệt vời.
Khả năng này có thể được tăng cường khi VC-IP được sử dụng cùng với polypropylen-2 (PP-2, Bertek Pharmaceuticals).
- Hấp thụ hiệu quả vào nguyên bào sợi da người
Hấp thụ VC-IP vào nguyên bào sợi da người (NHDF) được đo bằng nồng độ axit ascorbic 2 giờ sau khi thêm VC-IP. Như được thể hiện bên dưới, lượng axit ascorbic được hấp thụ vào da sau khi thêm VC-IP cao hơn đáng kể so với khi chỉ sử dụng axit ascorbic một mình. Đã được chứng minh rằng VC-IP được phân hủy nhanh chóng thành axit ascorbic với tỷ lệ chuyển đổi cao.
- Độ ổn định: hòa tan tốt trong dầu (25–75°C), nhưng kém trong alcohol; cần công thức pH ≤ 6 và bổ sung chất chống oxy hóa như tocopherol để tránh đổi màu.
Độ hòa tan của IP-VC
- Mức độ hòa tan của IP-VC được test ở các nhiệt độ 25, 50 và 75 độ C cho thấy IP-VC hòa tan tốt trong dầu (cả phân cực lẫn không phân cực), không tan hoặc tan kém trong các dung môi alcohol.
Hướng dẫn sử dụng:
- VC-IP có độ ổn định vượt trội so với các dẫn xuất vitamin C khác. Tuy nhiên, nó có thể bị đổi màu trong một số điều kiện cụ thể. Hãy thiết kế các chế phẩm trong phạm vi pH không cao hơn 6.0.
- Việc sử dụng các chất tạo phức (chelating agents) và chất chống oxy hóa (tocopherol) trong công thức được khuyến nghị vì chúng hiệu quả trong việc ngăn ngừa đổi màu. Vì tiếp xúc với nước có thể gây oxy hóa VC-IP, hãy thêm các chất hoạt động bề mặt có chuỗi polyoxyethylene dài để ổn định hệ thống, tăng cường màng giao diện.
- Tránh làm nóng trong thời gian dài.
Độ bền của IP-VC trong kem
