TỔNG QUAN
Cấu tạo cơ bản của da
Da là tổ chức lớn nhất trong cơ thể con người, đóng vai trò quan trọng trong việc tiếp xúc với môi trường bên ngoài Cấu trúc của da bao gồm hai lớp chính: lớp biểu bì và lớp hạ bì, cùng với các thành phần phức tạp như biểu mô, mô liên kết, dây thần kinh và các tuyến.
Lớp biểu bì là lớp da ngoài cùng, đóng vai trò bảo vệ chống lại các tác động từ môi trường, với độ dày thay đổi từ 0,07 đến 2,5 mm tùy vùng cơ thể Những vùng như lòng bàn tay và lòng bàn chân có biểu bì dày nhất, lên đến 1,5 - 2 mm Biểu bì bao gồm hàng chục lớp tế bào, được phân chia thành năm lớp: lớp đáy, lớp sợi, lớp hạt, lớp bóng và lớp sừng Trong biểu bì có tế bào hắc tố sản xuất melanin, giúp bảo vệ da khỏi tia cực tím (UV) Ngoài ra, tế bào Langerhans hỗ trợ hệ thống miễn dịch, trong khi tế bào Merkel liên kết với các đầu dây thần kinh cảm giác.
Lớp sừng và lớp biểu bì đóng vai trò quan trọng như một rào cản quang học, chủ yếu thông qua cơ chế hấp thụ và tán xạ bức xạ Trong vùng cực tím dưới 300 nm, các hợp chất như acid amin thơm, acid nucleic, acid urocanic và melanin được xác định là những chất hấp thụ tia cực tím chủ yếu trong biểu bì Đối với các bước sóng từ 350 đến 1200 nm, melanin trở thành chất hấp thụ chính của bức xạ trong lớp biểu bì, đặc biệt hiệu quả ở các bước sóng ngắn hơn.
Lớp hạ bì, nằm dưới lớp biểu bì, là lớp thứ hai của da và dày hơn lớp biểu bì Nó chủ yếu cấu thành từ sợi collagen và elastin, đồng thời chứa các mạch máu, dây thần kinh, cơ quan cảm giác, tuyến bã nhờn, tuyến mồ hôi và nang lông.
Hình 1.1 Cấu tạo cơ bản của da
Lớp hạ bì có đặc tính tán xạ quang học nghịch đảo với bước sóng, ảnh hưởng đến độ sâu mà bức xạ với các độ dài sóng khác nhau có thể xuyên qua.
Tổng quan về tia UV
Tia UV (tia cực tím) là sóng điện từ nằm giữa ánh sáng nhìn thấy và tia X, với bước sóng trong khoảng từ 100 nm đến 400 nm, tương ứng với dãy tần số từ 8E14 Hz đến 3E16 Hz.
Mặt trời là nguồn phát ra tia cực tím chủ yếu, bên cạnh đó, các nguồn khác như đèn tiệt trùng, đèn hơi thủy ngân, đèn halogen và đèn huỳnh quang cũng có khả năng tạo ra tia cực tím.
Bức xạ UV được phân chia thành ba loại dựa trên bước sóng, hoạt động sinh học và khả năng xâm nhập vào da Bức xạ có bước sóng ngắn hơn thường gây hại nhiều hơn, nhưng lại khó xuyên qua da Hầu hết các tia UVC và phần lớn UVB bị khí quyển hấp thụ, trong khi tất cả tia UVA và khoảng 10% bức xạ UVB có thể đến bề mặt trái đất Do đó, thành phần bức xạ UV trong quang phổ mặt trời chiếu xuống trái đất nằm trong khoảng từ 290 đến 400 nm.
Khái niệm phân chia phổ UV thành các vùng khác nhau được giới thiệu lần đầu tiên tại cuộc họp Copenhagen của Đại hội quốc tế về ánh sáng lần thứ hai vào tháng 8 năm 1932 Tại đây, ba quang phổ đã được xác định rõ ràng.
• Tia UVA (400 nm - 315 nm) hay còn gọi là tia UV gần
• Tia UVB (280 nm - 315 nm) hay gọi là tia UV trung bình
• Tia UVC (180 nm - 280 nm) hay gọi là tia UV xa
Hình 1.2 Tia UV trong bức xạ mặt trời [7]
Các nhà khoa học về môi trường và da liễu cũng đa chia phổ UV thành ba vùng bước sóng là:
• UVA: 400 - 320 nm UVB: 320 - 290 nm UVC: 290 - 200 nm
Sự phân chia giữa tia UVB và UVC được xác định ở bước sóng 290 nm, vì tia UV có bước sóng ngắn hơn không xuất hiện trong ánh sáng mặt trời trên bề mặt đất Trong khi đó, ngưỡng 320 nm được chọn để phân chia giữa UVB và UVA là tùy ý hơn, mặc dù bức xạ ở bước sóng ngắn hơn vẫn tồn tại.
Bức xạ UV ở bước sóng 320 nm thường có hiệu suất quang học cao hơn so với các bước sóng dài hơn Các nghiên cứu trong lĩnh vực quang sinh học phân tử đã chỉ ra rằng vùng sóng 330 - 340 nm có thể mang lại hiệu quả tốt hơn Do đó, khu vực UVA gần đây đã được phân chia thành UVAI để phản ánh sự khác biệt này.
1.2.2 Ảnh hưởng của tia UV
Tia UV mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe, bao gồm việc hỗ trợ cơ thể tổng hợp vitamin D, ngăn ngừa còi xương, phòng chống ung thư ruột kết, và điều trị một số bệnh da liễu như vảy nến Ngoài ra, tia UV còn giúp cải thiện tâm trạng và có vai trò trong khử trùng Tuy nhiên, việc tiếp xúc với tia UV cần được kiểm soát, vì nếu sử dụng không hợp lý, nó có thể gây ra nhiều tác hại cho sức khỏe.
Tia UVA, với bước sóng dài và năng lượng thấp, xâm nhập sâu vào hạ bì, kích hoạt sắc tố có sẵn trong tế bào da và gây tổn hại cho làn da Chúng gây ra lão hóa sớm do ảnh hưởng gián tiếp đến DNA thông qua sự hình thành gốc tự do Nghiên cứu gần đây cũng chỉ ra rằng tia UVA có khả năng gây ung thư và ức chế hệ miễn dịch.
Tia UVB, với bước sóng ngắn và năng lượng cao, có khả năng xâm nhập sâu vào lớp biểu bì, kích thích sản sinh sắc tố mới, dẫn đến tình trạng rám nắng kéo dài Ngoài ra, UVB còn là nguyên nhân chính gây tổn thương da cấp tính như bỏng nắng, đỏ da và rát da, đồng thời gây tổn hại trực tiếp đến DNA.
Nghiên cứu cho thấy UVA có khả năng oxy hóa melanin có sẵn, gây ra hiện tượng sạm màu ngay lập tức, trong khi UVB gây viêm và giải phóng melanin mới, dẫn đến sạm da kéo dài hơn Mức độ tổn thương da do bức xạ tia cực tím tăng lên theo bước sóng giảm, với ánh sáng ở bước sóng 280 nm gây hại gấp 1000 lần so với 340 nm Do đó, việc ngăn chặn tia UVB là yếu tố quan trọng cần xem xét để bảo vệ da khỏi tác động xấu của ánh nắng mặt trời.
Tia UV không chỉ ảnh hưởng đến da mà còn gây hại cho mắt, là nguyên nhân dẫn đến đục thủy tinh thể, tổn thương mắt, và nghiêm trọng hơn là suy hoại võng mạc và cườm mắt, có thể gây lòa hoặc mù Ngoài ra, tia UVB còn có khả năng ức chế hệ miễn dịch.
Các chất chống UV
Chất chống tia UV là những hợp chất giúp bảo vệ da khỏi tác hại của tia UV bằng cách hấp thụ, phản xạ hoặc tán xạ tia sáng Mục tiêu chính của việc sử dụng các chất này là giảm thiểu tối đa ảnh hưởng xấu từ ánh nắng mặt trời, đồng thời mang lại cảm giác dễ chịu và an toàn cho làn da.
1.3.2 Phân loại chất chống nắng
Dựa trên cơ chế tác dụng có thể chia các chất chống nắng thành các nhóm:
• Chất chống UV vô cơ
Các chất chống tia UV vô cơ, đặc biệt là titan dioxyd và kẽm oxyd, đang ngày càng được ưa chuộng Chúng bảo vệ da bằng cách phản xạ, tán xạ và hấp thụ tia UV Ở bước sóng trên 400 nm, hiệu ứng phản xạ và tán xạ là chủ yếu, trong khi ở bước sóng dưới 400 nm, các chất này cũng có khả năng hấp thụ tia cực tím.
Nhóm này có tính ổn định hóa học cao, ít bị phân hủy khi tiếp xúc với ánh nắng, giúp duy trì khả năng bảo vệ lâu dài Đồng thời, chúng không thâm nhập vào da, mang lại sự an toàn cho người sử dụng.
Hình 1.3 Khả năng xâm nhập qua da của tia UV
Hình 1.4 Cơ chế chống tia UV của các chất chống nắng
Chất chống UV vô cơ ngày càng trở nên phổ biến nhờ vào tính ít độc và ít gây kích ứng Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của chúng là khả năng phản xạ và tán xạ bức xạ vùng khả kiến, dẫn đến việc tạo ra vệt màu trắng trên da sau khi sử dụng Điều này có thể làm giảm sức hấp dẫn của sản phẩm chống UV và ảnh hưởng đến sự hài lòng của người dùng.
• Chất chống UV hữu cơ:
Chất chống UV hữu cơ có cấu trúc với sự liên hợp giữa các liên kết đơn và đôi, giúp phân tử này hấp thụ năng lượng trong phổ điện từ.
Các thành phần hữu cơ trong công thức chống UV mang lại sự phong phú và đa dạng, giúp nhà sản xuất linh hoạt trong việc điều chỉnh hệ số chống nắng (SPF), khả năng chống nước và cảm giác trên da Mặc dù chúng kém bền hơn do hấp thụ bức xạ UV, dẫn đến sự biến đổi và tạo ra gốc tự do, nhưng vấn đề chính vẫn là khả năng kích ứng da và thẩm thấu qua da của các chất chống UV hữu cơ.
Các chất chống UV hữu cơ hiện nay rất đa dạng và được phân loại thành 5 nhóm chính: dẫn xuất para-aminobenzoic acid (PABA), benzophenon, salicylat, cinnamat và các chất khác.
1.3.3 Chất chống nắng titan dioxyd
1.3.3.1 Cấu trúc tinh thể và tính chất lý hóa
Titan dioxide, hay titan (IV) oxyd, có công thức phân tử TiO2 và khối lượng phân tử 79,865 g/mol Trong tự nhiên, titan dioxide chủ yếu tồn tại dưới ba dạng tinh thể khác nhau: rutile, anatase và brookite.
Rutile là dạng thù hình bền và phổ biến nhất của titan dioxide, trong khi anatase và brookite là các dạng thù hình giả bền, sẽ chuyển đổi thành rutile khi bị nung nóng.
Hình 1.5 Cấu trúc tinh thể các dạng thù hình của titan dioxyd
Cấu trúc mạng tinh thể khác nhau giữa hai dạng thù hình rutile và anatase của titan dioxyd dẫn đến sự khác biệt về mật độ điện tử Do đó, tính chất và ứng dụng của titan dioxyd phụ thuộc nhiều vào cấu trúc tinh thể và kích thước hạt của các dạng thù hình này.
Titan dioxyd không chỉ tồn tại dưới ba dạng thù hình tinh thể mà còn có dạng vô định hình, được hình thành từ quá trình thuỷ phân muối vô cơ của Ti 4+ hoặc các hợp chất hữu cơ của titan trong nước ở nhiệt độ thấp Tuy nhiên, dạng vô định hình này không bền vững trong không khí ở nhiệt độ phòng và sẽ chuyển đổi thành dạng anatase khi được đun nóng.
Titan dioxide là một bột màu trắng, không mùi và không vị Chất này không tan trong các axit như axit sulfuric loãng, axit clohydric, axit nitric, cũng như các dung môi hữu cơ và nước Tuy nhiên, titan dioxide có khả năng tan trong axit flohydric và axit sulfuric đặc nóng.
Thành phần các dạng thù hình của titan dioxyd ảnh hưởng lớn đến tính chất và hiệu suất của nó, do đó có thể cần thiết phải điều chỉnh sự biến đổi để tạo ra dạng thù hình hoặc hỗn hợp cụ thể sau xử lý nhiệt Rutile là dạng ổn định của titan dioxyd ở mọi nhiệt độ và áp suất, trong khi anatase ổn định động học ở nhiệt độ thấp hơn Mặc dù rutile có tính ổn định nhiệt động học cao hơn, anatase thường là sản phẩm chính trong tổng hợp titan dioxyd nhờ cấu trúc ít bị hạn chế hơn, dẫn đến khả năng hình thành được cải thiện.
Titan dioxide nano thường được sử dụng trong kem chống nắng nhờ kích thước tiểu phân nhỏ, giúp hấp thụ, phân tán và phản xạ bức xạ UV bước sóng ngắn mà vẫn giữ được tính trong suốt với ánh sáng khả kiến Điều này làm cho kem chống nắng chứa titan dioxide nano ít để lại vệt trắng trên da Việc giảm kích thước tiểu phân không chỉ nâng cao khả năng cản UV ở bước sóng ngắn mà còn cải thiện độ trong suốt Titan dioxide nano cung cấp bảo vệ hiệu quả cho da trước cả tia UVB và UVA, và thường được phối hợp vào các công thức chống nắng vì tính hiệu quả vượt trội so với các tiểu phân thô trong việc hấp thụ và tán xạ tia UV.
Các tiểu phân nano thường kết dính với nhau, tạo thành các tiểu phân lớn hơn Titan dioxyd nano thường tồn tại ở dạng không bao hoặc được bao bọc bề mặt bởi các chất hữu cơ và vô cơ khác nhau Những chất được sử dụng để bao bề mặt bao gồm nhôm, silica và methicon.
Một số nghiên cứu sử dụng titan dioxyd làm chất chống UV trên da
Monteiro-Riviere và các cộng sự (2011) đã tiến hành nghiên cứu để đánh giá độ an toàn của các chế phẩm chống nắng chứa titan dioxyd nano và kẽm oxyd nano trên da bị cháy nắng UVB thông qua các thí nghiệm in vitro và in vivo Da lợn được tiếp xúc với UVB gây cháy nắng vừa phải, và bốn loại kem chống nắng đã được thử nghiệm Kết quả từ kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) cho thấy tiểu phân titan dioxyd nano đã thâm nhập vào lớp sừng, trong khi tiểu phân kẽm oxyd nano chỉ ở bề mặt da Phân tích bằng phổ khối ion thứ cấp (TOF-SIMS) không phát hiện sự hiện diện của titan dioxyd nano hoặc kẽm oxyd nano, cho thấy mức độ hấp thụ qua da là tối thiểu Trong nghiên cứu in vivo, sau 24 và 48 giờ, titan dioxyd trong nhũ tương N/D đã thâm nhập sâu hơn vào lớp sừng bị tổn thương bởi UVB, trong khi tiểu phân kẽm oxyd được phát hiện ở bề mặt lớp sừng Kết luận cho thấy da bị tổn thương do UVB có thể tăng cường sự thâm nhập của các tiểu phân nano trong các công thức chống nắng nhưng không dẫn đến hấp thụ qua da.
J.S Barbosa và cộng sự (2018) đã nghiên cứu hệ tiểu phân titan dioxyd được bao bề mặt bằng phương pháp siêu âm hóa học (sonochemistry) nhằm mục đích giảm hoạt động xúc tác quang và tăng sự ổn định keo của titan dioxyd Trong nghiên cứu này, SiO2, Al2O3, ZrO2 và natri polyacrylat (PAANa) đã được sử dụng để điều chỉnh bề mặt của các tiểu phân titan dioxyd Các mẫu này được phân tích bằng các phương pháp XRPD, FT-IR, DLS, EDS, SEM và TEM Hoạt động xúc tác quang và khả năng chắn tia UV được đánh giá bởi DLS và chỉ số chống nắng SPF FT-IR, EDS và điện tích bề mặt của các tiểu phân titan dioxyd đã khẳng định sự thành công của lớp bao ngoài Các loại kem chống nắng được sản xuất với titan dioxyd đã được bao bề mặt cho thấy xúc
Nghiên cứu cho thấy rằng các tác quang hóa thấp hơn có thể được áp dụng trong kem chống nắng mà vẫn duy trì chỉ số SPF tương tự như titan dioxyd ban đầu Sử dụng titan dioxyd phủ PAANa không chỉ tăng cường độ ổn định của hệ keo mà còn giúp sản xuất kem chống nắng an toàn hơn cho sức khỏe nhờ giảm thiểu sự hình thành các gốc tự do.
Nghiên cứu của P.J Lu và các cộng sự (2018) đã phân tích đặc tính của titan dioxyd và kẽm oxyd kích thước nano trong bột chống nắng bằng nhiều phương pháp đo lường khác nhau Họ đã khảo sát chín loại kem chống nắng thương mại, trong đó bốn mẫu chỉ chứa tiểu phân titan dioxyd nano và năm mẫu kết hợp cả titan dioxyd nano và kẽm oxyd nano Nghiên cứu đã mô tả các tiểu phân oxyd kim loại nano dựa trên kích thước, hình dạng và thành phần thông qua các phương pháp như quang phổ nguồn plasma cảm ứng cao tần kết nối khối phổ đơn hạt (SP-ICP-MS), kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) và nhiễu xạ tia X (XRD) Kết quả cho thấy có hai cấu hình tiểu phân titan dioxyd nano trong bột chống nắng, với kích thước tinh thể trung bình có thể vượt quá 100 nm do hiện tượng kết tụ Ngoài ra, nghiên cứu chỉ ra rằng SP-ICP-MS là phương pháp hiệu quả trong việc mô tả các tiểu phân nano, khắc phục các hạn chế của TEM và XRD.
Taha Vosoughi Torbati và các cộng sự (2019) đã phát triển nanocompozit titan dioxyd/kẽm titanat (Zn2TiO4)/bạc với khả năng bảo vệ bức xạ UV và hoạt động kháng khuẩn cho kem chống nắng Nanocompozit này được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel và được phân tích qua các kỹ thuật FESEM, EDX, XRD, TGA, quang phổ UV-Vis và FTIR Các loại kem chống nắng khác nhau đã được chế tạo bằng cách kết hợp nanocompozit với titan dioxyd nano, nhằm kiểm tra khả năng chống lại bức xạ cực tím và tác dụng kháng khuẩn Nghiên cứu cho thấy hoạt tính kháng khuẩn của hệ titan dioxyd/kẽm titanat/bạc nanocompozit có hiệu quả đối với vi khuẩn gram dương (S aureus) và gram âm (Escherichia coli) Kết quả cho thấy nanocompozit này có hệ số bảo vệ cao hơn so với titan dioxyd nano, với kích thước trung bình dưới 100 nm và khả năng hấp thụ tia cực tím tốt hơn Việc bổ sung nanocompozit titan dioxyd/kẽm titanat/bạc vào kem chống nắng không chỉ mang lại hiệu quả bảo vệ tốt nhất.
12 toàn bộ dải UV mà còn tận dụng tác dụng hiệp đồng của chúng trong kem chống nắng
Nghiên cứu của Ronald Sluyter và các cộng sự (2019) đã chỉ ra rằng hệ tiểu phân titan dioxyd nano gắn yttri oxyd có thể cải thiện khả năng cản tia cực tím và ức chế hoạt động quang xúc tác, ứng dụng trong mỹ phẩm và chống nắng Hệ tiểu phân này được tổng hợp với tỷ lệ khối lượng yttri oxyd/titan dioxyd là 5% và 10% qua phương pháp thủy nhiệt, và đã được đánh giá về các tính chất vật lý, quang hóa và độc tính Kết quả cho thấy hệ titan dioxyd nano gắn yttri oxyd tăng cường hấp thụ UVB và UVA ngắn, đồng thời giảm tán xạ trong vùng khả kiến so với titan dioxyd nano ban đầu (P25) Đánh giá độc tính tế bào trên dòng tế bào keratinocyte người (HaCaT) cho thấy cả hai mẫu titan dioxyd nano gắn yttri oxyd đều có khả năng tương thích sinh học cao hơn so với titan dioxyd ban đầu Tóm lại, các nanocomposite này không chỉ cải thiện tính chất quang học mà còn cho thấy tiềm năng ứng dụng trong sản phẩm chống nắng nhờ vào tính tương thích sinh học tốt và hoạt động xúc tác quang giảm.
A Alexis và các cộng sự (2019) đã nghiên cứu tổng quan về độ an toàn của tiểu phân titan dioxyd nano trong mỹ phẩm Nghiên cứu dựa trên các bài báo liên quan trên cơ sở dữ liệu PubMed Nghiên cứu tập trung vào khả năng hấp thu và phân bố của titan dioxyd nano khi tiếp xúc với da, đường hô hấp và đường uống và xem xét độc tính của hệ tiểu phân titan dioxyd nano trên các đường dùng này cũng như độc tính gây đột biến và nhiễm độc gen, khả năng gây ung thư và độc tính sinh sản Các thống kê chỉ ra rằng titan dioxyd nano không gây dị ứng cho da, không có bằng chứng về khả năng gây ung thư, gây đột biến hoặc độc tính sinh sản sau khi da tiếp xúc với titan dioxyd nano Hệ tiểu phân titan dioxyd nano thể hiện độc tính tế bào trong ống nghiệm, thông qua sự sản sinh ra gốc tự do và được tăng cường bằng chiếu xạ UVA hoặc UVB Tuy nhiên, không có tác dụng gây độc tế bào trên mô hình da người 3D và titan dioxyd nano được sử dụng trong mỹ phẩm thường được bao bề mặt để giảm sản sinh ra gốc tự do Vì titan dioxyd nano với kích thước thích hợp hầu như không thâm nhập qua da vào hệ tuần hoàn sau khi bôi trên da bình thường hoặc da tổn thương nên titan dioxyd nano từ kem chống nắng không xuất hiện bất kỳ rủi ro sức khỏe nào khi sử dụng ở nồng độ lên tới 25%
SCCS (Ủy ban Khoa học về An toàn Người tiêu dùng) không khuyến nghị sử dụng titan dioxyd nano trong các sản phẩm có thể hít phải, như sản phẩm phun và bột, mặc dù dữ liệu trên người vẫn chưa đầy đủ Nghiên cứu trên động vật đã ghi nhận trường hợp viêm phổi Tuy nhiên, sau khi tiếp xúc qua đường miệng, sự hấp thụ và độc tính của titan dioxyd nano là hạn chế, do đó, titan dioxyd nano có trong son dưỡng môi được cho là không gây hại cho sức khỏe.
Trần Thị Hải Yến và các cộng sự (2019) đã tiến hành nghiên cứu về việc bào chế và đánh giá chỉ số SPF của kem chống nắng chứa titan dioxyd, một chất chống nắng vật lý lâu đời trong mỹ phẩm Titan dioxyd, với khả năng phản xạ và phân tán tia UV qua cơ chế quang học, đã được sử dụng để tạo ra kem chống nắng bằng phương pháp nhũ hóa trực tiếp và phân tán Kết quả cho thấy kem chống nắng chứa 5% titan dioxyd có dạng mịn màng và đạt chỉ số chống nắng SPF ở mức trung bình 20+ Tại Việt Nam, titan dioxyd đã được nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực như mỹ phẩm, năng lượng và môi trường, với nhiều sản phẩm kem chống nắng nội địa đang được tiêu thụ rộng rãi nhờ tính an toàn và khả năng bảo vệ da hiệu quả Nghiên cứu này nhằm bào chế kem chống nắng chứa titan dioxyd dạng nano để bảo vệ da khỏi tác hại của tia UV.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên vật liệu, thiết bị và động vật thí nghiệm
STT Tên nguyên liệu Nguồn gốc Tiêu chuẩn
1 Alcol cetylic Trung Quốc USP 38-NF33
2 Acid stearic Trung Quốc USP 38-NF33
3 Dầu parafin Trung Quốc NSX
4 Dầu silicon Trung Quốc NSX
10 Nước tinh khiết Việt Nam DĐVN V
11 Triethanol amin Trung Quốc NSX
13 Propylen glycol Trung Quốc NSX
16 Màu Yellow lake Mỹ NSX
17 Titan dioxyd Trung Quốc NSX
(Titan dioxyd nano bao nhôm oxyd
Caiser Chemistry of Korea Hàn Quốc
STT Tên thiết bị Hãng sản xuất
1 Bể siêu âm Wiseclean - Wisd - Hàn Quốc
2 Cân kỹ thuật Sartorious - Đức
3 Cân phân tích Sartorious AG Gottingen - Đức
4 Tủ sấy tĩnh Memmert ULM - 500 - Đức
5 Máy đo KTTP Zetasizer ZS90 - Malvern - Anh
6 Máy đo quang UV-Vis U - 5100 Spectrophotometer Hitachi -
7 Máy siêu âm đầu dò QSONICA Sonicator Q500 - Mỹ
8 Máy đồng nhất hóa Unidrive X1000 Homogenizer Drive - Đức
10 Máy đo độ bám dính Texture Analyzer CT3 1500 - Mỹ
Các dụng cụ khác: cốc có mỏ, ống đong, đũa thủy tinh, pipet, chày, cối, bát sứ…
Thỏ trắng, khỏe mạnh, cân nặng 2 - 2,5 kg Thỏ được nuôi trong phòng thí nghiệm bộ môn Dược lý Trường Đại học Dược Hà Nội.
Nội dung nghiên cứu
Để đạt được những mục tiêu đề ra, nghiên cứu đã thực hiện các nội dung sau:
• Nghiên cứu xây dựng công thức bào chế chứa titan dioxyd nano
• Đánh giá một số đặc tính của sản phẩm bào chế được.
Phương pháp nghiên cứu
2.3.1 Phương pháp bào chế kem bôi da chứa chất chống UV
2.3.1.1 Phương pháp bào chế kem
Chuẩn bị pha dầu: Cân đong, đun chảy các tá dược pha dầu, khuấy trộn đến đồng nhất Đun nóng pha dầu lên 65 o C
Chuẩn bị pha nước: Tạo gel với tá dược tạo gel
Ngâm trương nở HPMC và khuấy cho đến khi đạt độ đồng nhất để tạo gel A Hòa tan các thành phần khác trong nước tinh khiết và phân tán titan dioxyd vào hỗn dịch này để tạo hỗn dịch B Kết hợp gel A vào hỗn dịch B và đun nóng hỗn hợp đến 70 độ C.
Nhũ hóa hai pha bằng thiết bị thích hợp trong điều kiện thích hợp Bảo quản ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ, sau đó tiến hành các thử nghiệm
Hình 2.1 Sơ đồ bào chế kem chống nắng
2.3.1.2 Phương pháp khảo sát ảnh hưởng của các thông số kỹ thuật
Để cải thiện quá trình nhũ hóa, cần thay đổi các thiết bị, điều chỉnh tốc độ và thời gian nhũ hóa, đồng thời lựa chọn điều kiện phù hợp dựa trên các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm như hình thức và độ ổn định cấu trúc lý hóa.
2.3.1.3 Phương pháp khảo sát lựa chọn các thành phần trong công thức
Việc điều chỉnh các thành phần và tỉ lệ trong công thức bào chế là rất quan trọng Cần lựa chọn các thành phần phù hợp dựa trên các tiêu chí đánh giá sản phẩm như hình thức, độ ổn định cấu trúc lý hóa và khả năng chống UV.
2.3.2 Phương pháp đánh giá sản phẩm
Quan sát, ghi nhận về màu sắc và thể chất của các mẫu
Sản phẩm phải đáp ứng các tiêu chí về hình thức, bao gồm màu trắng, kết cấu mịn màng và đồng nhất Khi thoa lên da, sản phẩm tạo ra một lớp mỏng mịn, đều màu, không quá trắng và không gây nhờn rít cho da.
2.3.2.2 Đánh giá độ ổn định cấu trúc lí hóa của nhũ tương
Cân 2 - 5 g kem vào trong ống ly tâm để khảo sát khả năng tách lớp theo các thông số sau:
Tốc độ ly tâm: 5000 vòng/phút
Thời gian: 30 phút, 60 phút, 120 phút
Quan sát, đánh giá các mẫu sau ly tâm [5]
2.3.2.3 Đánh giá chỉ số SPF
Cân một lượng kem từ 1,3 đến 2,0 mg/cm² và trải đều lên bề mặt tấm polymethylmethacrylat (PMMA) Sau đó, thực hiện quét quang phổ truyền qua trong khoảng bước sóng 290 - 400 nm bằng máy quang phổ U-5100 UV/VIS Spectrophotomet Mẫu trắng được sử dụng là tấm PMMA không có kem.
Chỉ số SPF được tính toán theo phương trình [6]:
- Eλ là giá trị quang phổ gây ban đỏ ở bước sóng λ được tính theo công thức do CIE đưa ra như sau:
• E = 1,0 với khoảng bước sóng 250 nm < λ ≤ 298 nm
• E = 100,094(298−λ) với khoảng bước sóng từ 298 nm < λ ≤328 nm
• E = 1000,015(139−λ) với khoảng bước sóng từ 328 nm < λ ≤ 400 nm [23]
- S là quang phổ của nguồn UV
- Giá trị của S và E được ghi trong phụ lục
- Tλ là quang phổ truyền qua được đo ở bước sóng λ [24]
2.3.2.4 Đánh giá mức độ bám dính
Cách 1: Đo công bóc tách sản phẩm khỏi da thỏ bằng thiết bị Texture analyzer CT3
1500 với trình tự như sau:
- Da thỏ được cạo sạch lông trong vòng 25 - 30 phút sau khi thỏ chết và tiến hành thí nghiệm ở nhiệt độ 30 o C
Da thỏ được gắn cố định trên một khối trụ ở phía trên, trong khi mẫu kem được đổ đầy và làm phẳng trong một nắp nhựa Nắp nhựa được cố định vào khay bằng băng dính hai mặt Quá trình thực hiện bao gồm việc hạ thấp da thỏ xuống kem, nhúng vào kem và sau đó nhấc ra Sau mỗi lần đo, da thỏ sẽ được thay mới để đảm bảo độ chính xác.
+ Chương trình đo: Đo lực kéo ( Tension)
+ Khoảng cách biến dạng: 50 mm
Hình 2.2 Thiết bị đo chỉ số kết dính sinh học
Cách 2: Quan sát khả năng bám dính màu lưu lại trên da
Bôi một lượng khoảng 0,25 g chế phẩm (có sử dụng tá dược màu) vừa đủ lên diện tích da 3 cm 2 (phía trong cánh tay tình nguyện viên)
Rửa bằng nước tinh khiết với tốc độ 10 ml/phút trong 3 phút
Quan sát màu lưu lại trên da so với ban đầu
2.3.2.5 Đánh giá tính kích ứng trên da thỏ
Thí nghiệm được thực hiện trên ba con thỏ trắng, trong đó vùng lưng của mỗi con thỏ được cạo sạch lông khoảng 24 giờ trước khi tiến hành, đảm bảo không gây tổn thương cho da Khu vực lưng của thỏ được chia thành hai khu vực thí nghiệm để phục vụ cho mục đích nghiên cứu.
Vùng A: Vùng không bôi mẫu làm chứng
Vùng B: Vùng bôi mẫu làm chứng
Lấy 0,5 g mẫu và bôi lên vùng da nhỏ khoảng 6 cm², sau đó che phủ bằng một miếng gạc và cố định bằng băng dính y tế Cần theo dõi chặt chẽ để đảm bảo rằng động vật thí nghiệm không tiếp xúc hoặc nuốt phải mẫu trong suốt quá trình thử nghiệm.
Sau khoảng 4 giờ, tiến hành gỡ bỏ băng dính và gạc, sau đó lau sạch các vị trí thí nghiệm bằng nước cất và vải mềm Tiếp theo, quan sát và phân loại các phản ứng đã xảy ra.
Đánh giá số lượng nốt ban đỏ và phù tại các vị trí đã bôi thuốc sau 1, 24, 48 và 72 giờ Nếu phát hiện tổn thương, tiến hành theo dõi sự hồi phục trong vòng 14 ngày.
Bên cạnh việc kiểm tra kích ứng, tất cả các dấu hiệu bất thường đều được ghi lại và báo cáo theo hướng dẫn của OECD 404 và ISO 10993-10-2010 Các phản ứng da như ban đỏ và phù được mô tả và đánh giá dựa trên hệ thống trong bảng 2.1, áp dụng cho từng vị trí và thời gian cụ thể Kết quả sẽ được ghi nhận để báo cáo thử nghiệm, với điểm số trung bình được tính cho từng dấu hiệu và tổng hợp để xác định mức độ kích ứng của sản phẩm, như thể hiện trong bảng 2.2.
Bảng 2.1 Bảng đánh giá mức độ phản ứng của da
Ban đỏ và hoại tử
Có ban đỏ nhưng rất nhẹ 1
Ban đỏ từ trung bình đến nhiều 3
Ban đỏ nặng trở thành hoại tử nhẹ 4
Phù nề ít (quan sát thấy xung quanh) 2
Phù nề trung bình (mức độ phù nề khoảng 1mm) 3 Phù nề nhiều (trên 1mm lan cả ra xung quanh) 4
Bảng 2.2 Bảng chia điểm mức độ kích ứng da Mức độ kích ứng Tổng điểm trung bình của đỏ da và phù nề
Kích ứng không đáng kể 0,1-0,4
Các thí nghiệm được thực hiện 3 lần lấy kết quả trung bình
THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Khảo sát thông số kỹ thuật
3.1.1 Khảo sát thiết bị nhũ hóa
Thiết bị nhũ hóa đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và cải thiện thể chất của kem Các thiết bị nhũ hóa phổ biến trong phòng thí nghiệm bao gồm máy siêu âm đầu dò, chày cối và máy đồng nhất hóa, mỗi loại đều mang lại những ưu điểm riêng trong quá trình sản xuất kem.
Theo khảo sát sơ bộ, các thành phần được sử dụng bào chế kem được trình bày ở bảng 3.1 theo phương pháp được trình bày ở mục 2.3.1.1
Bảng 3.1 Công thức kem bôi da chống UV
STT Thành phần Khối lượng (g)
7 Nước tinh khiết vừa đủ 20,00
Các thiết bị được khảo sát với các thông số được trình bày ở bảng 3.2
Bảng 3.2 Thiết bị và thông số khảo sát
STT Mẫu Thiết bị Thông số Sau ly tâm 30 phút
M1 Chày cối Đánh nhanh mạnh trong
M2 Máy siêu âm đầu dò
Tốc độ 5000 rpm trong 2 phút
Tách lớp với thể tích tách lớp lớn
Kết quả cho thấy rằng nhũ hóa bằng chày cối ở mẫu M1 không đủ hiệu quả để phân tán hai pha tạo thành nhũ tương Trong khi đó, mẫu M2 và M3 có tính chất đồng nhất và ổn định hơn, nhưng khi thực hiện quá trình ly tâm, vẫn gặp phải một số vấn đề.
Mẫu M3 tách lớp nhiều hơn mẫu M2 sau 30 phút, có thể do thiết bị đồng nhất hóa tạo ra lực phân tán mạnh Điều này dẫn đến việc hình thành các hạt nhũ tương nhỏ hơn, dễ dàng kết tụ lại, gây ra hiện tượng tách lớp trong kem.
Máy siêu âm đầu dò được lựa chọn làm thiết bị nhũ hóa cho các khảo sát tiếp theo vì tính ổn định kém hơn so với các phương pháp khác.
3.1.2 Khảo sát thời gian nhũ hóa
Thời gian nhũ hóa đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành nhũ tương Nghiên cứu về thời gian nhũ hóa được thực hiện với các thành phần như đã trình bày trong bảng 3.1, theo phương pháp nêu trong mục 2.3.1.1 Thiết bị siêu âm đầu dò với cường độ 30% được sử dụng trong các khoảng thời gian 0,5; 1; 2; và 5 phút để khảo sát hiệu quả của quá trình nhũ hóa.
Khi nhũ hóa trong 0,5 phút, dầu có xu hướng nổi trên bề mặt kem do chưa phân tán hoàn toàn vào pha nước Sau 30 phút ly tâm, kem xuất hiện hiện tượng tách lớp rõ rệt.
Nhũ hóa trong 1 phút chỉ để lại một lượng dầu rất ít trên bề mặt kem, trong khi sau 30 phút ly tâm, kem sẽ tách thành nhiều lớp và có thể tích giảm so với khi nhũ hóa trong 0,5 phút.
Nhũ hóa trong thời gian 2 phút và 5 phút cho thấy không còn hiện tượng dầu nổi trên bề mặt, với dầu đã phân tán hoàn toàn vào pha nước Tuy nhiên, khi ly tâm trong 30 phút, cả hai mẫu kem đều tách lớp Kết quả cho thấy thời gian nhũ hóa có ảnh hưởng lớn đến khả năng hình thành kem; thời gian nhũ hóa ngắn không đủ để hai pha dầu và nước phân tán đều, trong khi thời gian dài không cải thiện chất lượng kem Khi tăng thời gian nhũ hóa, khả năng hình thành và ổn định của nhũ tương tăng lên, nhưng đến một thời điểm nhất định, độ ổn định không thay đổi Do đó, phương pháp nhũ hóa bằng máy siêu âm đầu dò trong 2 phút được lựa chọn để khảo sát cường độ nhũ hóa.
3.1.3 Khảo sát cường độ nhũ hóa
Cường độ nhũ hóa đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và duy trì độ ổn định của nhũ tương Nghiên cứu về cường độ nhũ hóa đã được thực hiện với các thành phần được liệt kê trong bảng 3.1, theo phương pháp trình bày tại mục 2.3.1.1 Quá trình nhũ hóa được thực hiện bằng thiết bị siêu âm đầu dò trong thời gian 2 phút với các cường độ 20%, 30% và 40%.
Kết quả ở bảng 3.3 cho thấy
- Khi nhũ hóa ở cường độ 20%, cường độ nhũ hóa thấp làm kem kém ổn định hóa lý hơn
Khi nhũ hóa ở cường độ 30% và 40%, độ ổn định của sản phẩm khi ly tâm tương đương nhau Sự gia tăng cường độ lực phân tán giúp cải thiện độ ổn định của nhũ tương Tuy nhiên, khi cường độ nhũ hóa đạt đến một mức nhất định, tính ổn định của kem không còn thay đổi nữa.
23 đổi Do đó lựa chọn cường độ 30% làm cường độ nhũ hóa cho các khảo sát tiếp theo nhằm tiết kiệm năng lượng
Bảng 3.3 Kết quả đánh giá kem bào chế với cường độ nhũ hóa khác nhau
Cường độ Màu sắc Thể chất Độ ổn định nhũ tương sau ly tâm 30 phút
20% Trắng Lỏng Tách nhiều lớp
Vậy thiết bị siêu âm đầu dò với cường độ 30% trong thời gian 2 phút được lựa chọn để tiến hành các khảo sát tiếp theo.
Khảo sát lựa chọn các thành phần trong công thức
3.2.1 Khảo sát tỷ lệ thành phần kem có cấu trúc nhũ tương D/N
Dựa trên công thức trong tài liệu tham khảo và kết quả khảo sát sơ bộ, kem bôi da đã được bào chế theo công thức được nêu trong bảng 3.4, sử dụng phương pháp trình bày ở mục 2.3.1.1.
Bảng 3.4 Công thức kem bôi da
Propylen glycol 2,00 1,00 0,50 0,25 Titan dioxyd 1,00 1,00 1,00 1,00 Nước tinh khiết vừa đủ (g) 20,00 20,00 20,00 20,00
Mẫu M4 kem màu trắng, thể chất rất đặc, không có bọt khí, khi bôi trên da chậm khô, gây cảm giác trơn nhờn
Mẫu M5 là kem màu trắng với kết cấu đặc, khi thoa lên da có độ trơn nhờn và thời gian khô lâu Trong khi đó, mẫu M6 cũng là kem màu trắng nhưng có kết cấu lỏng, ít bọt khí, khi bôi lên da nhanh khô và tạo ra lớp màng mỏng dễ chịu.
Mẫu M7 do tỷ lệ pha dầu quá nhỏ đồng thời tỷ lệ chất diện hoạt thấp nên không tạo được mẫu kem đồng nhất
Mẫu M6 cho thấy khả năng bám dính tốt, chất liệu đẹp và dễ dàng tạo lớp mỏng trên da, đồng thời khô nhanh Vì vậy, việc lựa chọn thành phần công thức dựa trên mẫu M6 là cần thiết để tiếp tục khảo sát.
3.2.2 Khảo sát các loại titan dioxyd
Titan dioxide hiện đang được sử dụng rộng rãi trong mỹ phẩm, đặc biệt là thành phần chính trong kem chống nắng vô cơ Các loại titan dioxide khác nhau có ảnh hưởng đến tính chất và hiệu quả chống nắng của sản phẩm Kem bôi da chứa titan dioxide và titan dioxide nano được chế tạo theo phương pháp đã nêu ở mục 2.3.1.1, với các thành phần được trình bày chi tiết trong bảng 3.5.
Bảng 3.5 Công thức kem chống nắng với 2 loại titan dioxyd
Nước tinh khiết vừa đủ (g) 20,00 20,00
Kết quả đánh giá kem được trình bày ở bảng 3.6.
Bảng 3.6 Kết quả đánh giá kem chứa 2 loại titan dioxyd
Mẫu Màu sắc, thể chất Độ ổn định sau ly tâm 30 phút Chỉ số SPF
M8 Màu trắng, lỏng Tách lớp 30,6
M9 Màu trắng, lỏng Không tách lớp 33,8
Kết quả nghiên cứu cho thấy mẫu M9 chứa titan dioxide nano có độ ổn định cao hơn và chỉ số SPF vượt trội so với mẫu M8 với titan dioxide thông thường Điều này có thể được giải thích bởi kích thước nhỏ hơn của titan dioxide nano, giúp phân tán tốt hơn trong kem và tạo ra sự ổn định cao hơn Với cùng một khối lượng, số lượng tiểu phân titan dioxide nano cũng gia tăng, góp phần nâng cao hiệu quả bảo vệ.
Việc sử dụng titan dioxide nano mang lại diện tích bề mặt tiếp xúc lớn hơn, giúp tăng cường khả năng chống UV Do đó, lựa chọn titan dioxide nano cho các nghiên cứu tiếp theo là rất hợp lý.
Khảo sát khả năng bám dính và lưu lại trên da của kem được thực hiện theo phương pháp ở mục 2.3.2.4 với mẫu M9 kết hợp tá dược màu Kết quả cho thấy kem dễ bị nước rửa trôi, cho thấy khả năng bám dính kém khi tiếp xúc với nước Để cải thiện khả năng này, kem bôi da đã được nghiên cứu và bào chế với cấu trúc nhũ tương N/D.
Hình 3.1 Hình ảnh kem lưu lại trên da sau khi nước chảy qua
3.2.3 Khảo sát thành phần pha dầu
Dựa vào công thức từ tài liệu tham khảo [4] và kết quả khảo sát sơ bộ, kem bôi da đã được bào chế theo các công thức được trình bày trong bảng 3.7, sử dụng phương pháp mô tả ở mục 2.3.1.1 Kết quả chi tiết có thể xem trong bảng 3.7.
Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ thành phần pha dầu cao làm kem trở nên đặc nhớt hơn, đặc biệt là mẫu M10 với hàm lượng vaselin và lanolin lớn, gây cảm giác trơn nhờn và bít tắc trên da Khi giảm tỷ lệ vaselin và lanolin ở các mẫu M11, M12, M13 và M14, mức độ trơn nhờn giảm nhưng kem vẫn còn đặc Mẫu M15 với tỷ lệ alcol cetylic thấp hơn cho cảm giác dễ chịu hơn khi bôi lên da Alcol cetylic, chất rắn ở nhiệt độ thường, được sử dụng để làm đặc và làm mềm kem, do đó, sự thay đổi tỷ lệ của nó ảnh hưởng đến tính chất của kem Tuy nhiên, kem bị tách lớp sau 30 phút ly tâm, cho thấy độ ổn định hóa lý chưa tốt và cần khảo sát các thành phần trong công thức để cải thiện độ ổn định của sản phẩm.
Bảng 3.7 Công thức kem bôi da trong khảo sát pha dầu
Nước tinh khiết vừa đủ
Thể chất Đặc Đặc Hơi đặc Hơi đặc Hơi đặc Lỏng
Hơi vàng Trắng Trắng Trắng Trắng Độ ổn định khi ly tâm
3.2.4 Khảo sát chất nhũ hóa Để tăng độ ổn định của kem các chất diện hoạt được khảo sát bao gồm isopropyl mirystat, glycerin monostearat và span 80 Theo khảo sát sơ bộ, tiến hành bào chế kem bôi da với các thành phần được trình bày ở bảng 3.8 theo phương pháp ở mục 2.3.1.1 Kết quả được trình bày tại bảng 3.8
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng span 80 làm chất nhũ hóa trong kem lỏng (M20, M21) dẫn đến độ ổn định nhũ tương kém, nhanh chóng tách lớp sau 30 phút ly tâm Ngược lại, glycerin monostearat trong các mẫu (M22, M23) tạo ra kem đặc với độ ổn định nhũ tương tốt hơn Glycerin monostearat, ở nhiệt độ thường, tồn tại dưới dạng rắn và không chỉ là chất nhũ hóa mà còn giúp làm đặc thể chất Để cải thiện nhược điểm của các chất nhũ hóa đơn lẻ, việc kết hợp span 80 và glycerin monostearat trong các mẫu (M24, M25, M26) đã tạo ra kem mịn màng hơn và độ ổn định nhũ tương được cải thiện đáng kể so với việc chỉ sử dụng span 80.
Mẫu M25 kem với tỷ lệ glycerin monostearat (0,45g) và span 80 (0,30g) cho thấy chất kem mịn màng nhất và ổn định khi ly tâm Vì vậy, tỷ lệ này đã được chọn cho các khảo sát tiếp theo.
Bảng 3.8 Công thức kem bôi da trong khảo sát tỷ lệ chất diện hoạt
Alcol cetylic 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 0,45 Dầu parafin 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 1,80 Isopropyl myristat 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10
Titan dioxyd nano 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Nước tinh khiết vừa đủ (g) 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 20,00 Kết quả đánh giá
Thể chất Lỏng Lỏng Đặc Đặc Hơi Đặc
Hơi Đặc Lỏng Độ ổn định khi ly tâm
3.2.5 Khảo sát thành phần pha nước
Các polyme như HPMC 606, HPMC K15M và HPMC E4M có khả năng tăng độ nhớt và ổn định cho kem, đồng thời tạo lớp màng mỏng trên da, giúp ngăn ngừa kem bị trôi khi tiếp xúc với nước Thông tin chi tiết về các mẫu khảo sát được trình bày trong bảng 3.9 theo phương pháp nêu tại mục 2.3.1.1.
Kết quả cho thấy mẫu M27 màu trắng có thể chất hơi đặc, không tách lớp sau 30 phút ly tâm, nhưng sau 120 phút thì kem tách thành 2 lớp Trong khi đó, các mẫu M28, M29, M30 cũng màu trắng, thể chất hơi đặc và không tách lớp khi ly tâm 120 phút Điều này cho thấy việc thêm các polyme giúp tăng độ ổn định của kem, nhờ vào khả năng trương nở của polyme làm tăng độ nhớt cho pha nước, từ đó nâng cao khả năng ổn định cho sản phẩm.
Bảng 3.9 Công thức kem bôi da trong khảo sát pha nước
Nước tinh khiết vừa đủ (g) 20,00 20,00 20,00 20,00 Độ bám dính được thực hiện theo phương pháp ở mục 2.3.2.4 dựa trên chỉ số
“Work” là công thực hiện trong cả quá trình tách da thỏ khỏi kem Kết quả được trình bày ở bảng 3.10:
Bảng 3.10 Kết quả đo bám dính
Mẫu Công bóc tách (mJ)
Độ bám dính của kem chống UV là yếu tố quan trọng giúp bảo vệ da bằng cách giữ lại hoạt chất chống UV Mẫu M27 có chỉ số công bóc tách thấp nhất, trong khi mẫu M30 cho thấy khả năng bám dính cao nhất và có chất đặc nhất Các mẫu M28 và M29 có sự thay đổi công bóc tách không đáng kể, điều này có thể do mẫu M27 không chứa polyme làm giảm độ nhớt pha.
Đánh giá kem bào chế
Sau quá trình khảo sát và đánh giá, kem bôi da được bào chế với công thức trình bày ở bảng 3.14
Bảng 3.14 Công thức kem chống nắng chứa titan dioxyd nano
Nước tinh khiết vừa đủ 20,00
Mẫu kem này được đánh giá theo các phương pháp đã trình bày ở mục 2.3.2
Kem bào chế có màu trắng, kết cấu mịn màng và đồng nhất, khi thoa lên da sẽ tạo thành một lớp mỏng mà không làm thay đổi màu sắc tự nhiên của da.
3.3.2 Độ ổn định cấu trúc hóa lý Độ ổn định cấu trúc lí hóa sau ly tâm của kem mới bào chế được: Ly tâm với tốc độ 5000 vòng/phút trong thời gian 120 phút kem không tách lớp
Kết quả đo bám dính của mẫu kem bôi da cho thấy giá trị tổng công tách da thỏ khỏi bề mặt kem đạt 1,98 mJ, dựa trên các thành phần công thức được liệt kê trong bảng 3.14.
Tiến hành thử khả năng lưu lại trên da sau khi nước chảy qua (mục 2.3.2.4), kết quả cho thấy kem có khả năng lưu lại trên da tốt
Hình 3.2 Khả năng lưu lại kem trên da khi nước chảy qua
Giá trị SPF trung bình tính toán được bằng 51,3 Kết quả cụ thể về độ truyền qua
%T ở các bước sóng được trình bày ở phụ lục 1 Hình ảnh phổ truyền qua được biểu diễn ở hình 3.3
Hình 3.3 Phổ truyền qua của kem chứa 7% titan dioxyd nano
Mức độ kích ứng da của kem được đánh giá trên 3 thỏ trắng, phương pháp trình bày ở mục 2.3.2.5 kết quả thu được ở hình 3.4
Hình 3.4 Hình ảnh da thỏ trước khi bôi mẫu
Hình 3.5 Hình ảnh da thỏ tại các thời điểm
Từ kết quả trên, điểm ban đỏ và phù được tính trung bình giữa các lần quan sát và được thể hiện trong bảng 3.15
Bảng 3.15 Điểm trung bình mức độ kích ứng da
Vị trí Ban đỏ Phù
Theo bảng chia mức độ kích ứng da, do không thấy xuất hiện ban đỏ và phù nề nên tổng điểm của từng vị trí là 0 điểm
Từ kết quả cho thấy công thức kem chống nắng chứa 7% titan dioxyd nano không gây kích ứng, không xuất hiện ban đỏ và phù nề
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN:
Sau quá trình làm thực nghiệm, đề tài “Nghiên cứu bào chế kem chống nắng chứa titan dioxyd nano” đã đạt được những kết quả sau:
1 Bào chế được kem chống nắng có chứa 7% titan dioxyd nano
Kem chứa 7% titan dioxyd nano được sản xuất bằng phương pháp nhũ hóa trực tiếp, sử dụng siêu âm đầu dò với cường độ 30% trong 2 phút.
Nước tinh khiết vừa đủ 20,00g
2 Đánh giá được một số đặc tính của kem bào chế
Kem bôi da được đánh giá dựa trên các chỉ tiêu như hình thức, độ ổn định cấu trúc lý hóa, khả năng chống nước, chỉ số SPF và mức độ kích ứng trên da thỏ.
Sản phẩm nghiên cứu có màu trắng và kết cấu mịn, đồng nhất, tạo lớp mỏng, mịn và đều khi bôi lên da Nó ổn định hóa lý sau khi ly tâm, có khả năng bám dính tốt và lưu trữ trên da hiệu quả Chế phẩm không gây kích ứng cho da thỏ và có chỉ số SPF đạt 51,3.
KIẾN NGHỊ : Để tiếp tục hướng nghiên cứu của đề tài, chúng tôi xin đưa ra đề xuất sau:
- Tiếp tục nghiên cứu để hoàn thiện công thức kem bôi da chống nắng
- Tiến hành thử nghiệm để chứng minh hiệu quả lâm sàng in vivo của chế phẩm
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu trong nước
1 GS.TS Trịnh Bình (2013), Mô - Phôi, Nhà xuất bản y học, Hà Nội, tr 137-141
2 Nguyễn Thị Mai Hương (2018), Nghiên cứu chế tạo, tính chất xúc tác quang và ưa nước của màng tổ hợp tio2/sio2 và tio2/peg bằng phương pháp sol-gel, Luận án Tiến sĩ vật lý, Học viện khoa học và công nghệ, Hà Nội
3 Phạm Thị Huyền (2019), Nghiên cứu bào chế kem chứa titan dioxyd và chất chống nắng hữu cơ, Khóa luận tốt nghiệp dược sĩ, Trường Đại học Dược Hà Nội, Hà
4 Phạm Thị Minh Huệ, et al (2016), Thực tập Bào chế, Bộ môn Bào chế - Trường đại học Dược Hà Nội, Hà Nội, tr 19, 75
5 Trần Thị Hải Yến, et al (2019), "Nghiên cứu bào chế và đánh giá chỉ số SPF của kem chống nắng chứa titan dioxyd", VNU Journal of Science: Medical and Pharmaceutical Sciences, 35(1), tr 54-60
6 COLIPA (2011), "Method for in vitro determination of uva protection", pp 17-
7 Baki Gabriella, Alexander Kenneth S (2015), Introduction to cosmetic formulation and technology, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, Canada, pp
8 Marcela Chaki Borrás, et al (2020), "Y2O3 decorated TiO2 nanoparticles: Enhanced UV attenuation and suppressed photocatalytic activity with promise for cosmetic and sunscreen applications", Journal of Photochemistry and Photobiology B:
9 B Dréno, et al (2019), "Safety of titanium dioxide nanoparticles in cosmetics",
Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology, 33, pp 34-46
10 Terry A Egerton, Ian R Tooley (2012), "UV absorption and scattering properties of inorganic‐based sunscreens", International journal of cosmetic science, 34(2), pp
11 Scientific Committee on Consumer Safety (SCCS) European commission,
Opinion on titanium dioxide (nano form) 2013: Luxembourg
12 Dorian AH Hanaor, Charles C Sorrell (2011), "Review of the anatase to rutile phase transformation", Journal of Materials science, 46(4), pp 855-874
13 Lu PJ, et al (2018), "Characterization of titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles in sunscreen powder by comparing different measurement methods", journal of food and drug analysis, 26(3), pp 1192-1200
14 Marissa D Newman, et al (2009), "The safety of nanosized particles in titanium dioxide–and zinc oxide–based sunscreens", Journal of the American Academy of Dermatology, 61(4), pp 685-692
15 Gerhard J Nohynek, Eric K Dufour (2012), "Nano-sized cosmetic formulations or solid nanoparticles in sunscreens: a risk to human health?", Archives of toxicology,
16 GJ Nohynek, et al (2008), "Nanotechnology, cosmetics and the skin: is there a health risk?", Skin pharmacology and physiology, 21(3), pp 136-149
17 Taha Vosoughi Torbati, Vahid Javanbakht (2020), "Fabrication of TiO2/Zn2TiO4/Ag nanocomposite for synergic effects of UV radiation protection and antibacterial activity in sunscreen", Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 187, pp
18 P Wolf (2009), "UV-Filter", Der Hautarzt, 60(4), pp 285-293
19 Gordon Bain Michael W Allen "Measuring the Sun Protection Factor (SPF) of Sunscreens", Thermo Fisher Scientific, pp 1-3
20 R Rox Anderson, John A Parrish (1981), "The optics of human skin", Journal of investigative dermatology, 77(1), pp 13-19
21 JS Barbosa, et al (2018), "Ultrafast sonochemistry-based approach to coat TiO2 commercial particles for sunscreen formulation", Ultrasonics sonochemistry, 48, pp
22 Navy Environmental Health Center, Ultraviolet Radiation Guide 1992
23 JCIA COLIPA, JCIA CTFA (2006), "International sun protection factor (SPF) test method", Brussels: COLIPA, pp 6-19
24 Céline Couteau, et al (2007), "Study of the photostability of 18 sunscreens in creams by measuring the SPF in vitro", Journal of pharmaceutical and biomedical analysis, 44(1), pp 270-273
25 Brian L Diffey (2002), "Sources and measurement of ultraviolet radiation",
26 US Food, Drug Administration (1978), "Sunscreen Drug Products for Over-the- Counter Human Drugs: Proposed Safety, Effective and Labeling Conditions", Federal Register, 43(166), pp 38206-38269
27 Edoardo Zattra Maria Pelizzo, Piergiorgio Nicolosi, Andrea Peserico, Denis Garoli, and Mauro Alaibac (2012), "In vitro evaluation of sunscreens: an update for the clinicians", ISRN Dermatology, 2012, pp 1-3
28 A Mavon, et al (2007), "In vitro percutaneous absorption and in vivo stratum corneum distribution of an organic and a mineral sunscreen", Skin pharmacology and physiology, 20(1), pp 10-20
29 Yoshinori Miyamura, et al (2011), "The deceptive nature of UVA tanning versus the modest protective effects of UVB tanning on human skin", Pigment cell & melanoma research, 24(1), pp 136-147
30 Nancy A Monteiro-Riviere, et al (2011), "Safety evaluation of sunscreen formulations containing titanium dioxide and zinc oxide nanoparticles in UVB sunburned skin: an in vitro and in vivo study", Toxicological Sciences, 123(1), pp 264-
31 K Morabito, et al (2011), "Review of sunscreen and the emergence of non‐ conventional absorbers and their applications in ultraviolet protection", International journal of cosmetic science, 33(5), pp 385-390
32 Nicola Lionetti and Luigi Rigano (2017), "The New Sunscreens among Formulation Strategy, Stability Issues, Changing Norms, Safety and Efficacy Evaluations", Cosmetics, pp 15
33 Vitor Manoel Silva dos Reis Sergio Schalka (2011), "Sun protection factor: meaning and controversies ", An Bras Dermatol, 86(3), pp 507-515.
