以界面工程開發具有抗發炎與藥物穩定特性的皮膚外用活性奈米乳液

謝宜廷、楊朝鈞

 

摘要

皮膚發炎性疾病常伴隨氧化壓力升高與皮膚屏障功能受損，導致傳統外用治療藥物之療效受限。本團隊研究以生醫與界面工程技術為基礎，開發一種具生物相容性的奈米乳液(NE)系統，以來包覆穀胱甘肽(GSH)與槲皮素(QC)，以增強其皮膚吸收及協同抗發炎效能。經由界面工程優化配方設計，來達成穩定NEs與包覆效率。本產品NEs具良好化學穩定性與藥物釋放能力。對於體外細胞毒性實驗（以人類角質細胞: HaCaT和HFDPC模型）的結果顯示，GSH-和QC-NEs對細胞型態完整無傷害。此外，對於皮膚發炎驗證實，該奈米劑型能有效促進皮膚吸收並延長抗氧化活性與減少發炎現象包括紅斑，脫屑和表皮增厚。綜合結果顯示，本研究所開發之 GSH-和QC-NEs具雙重抗氧化與抗發炎特性，為治療皮膚發炎性疾病的潛力並用於外用藥物傳遞系統，具有臨床應用之發展潛能。

關鍵字: 奈米乳液, 穀胱甘肽, 槲皮素, 抗氧化活性,紅斑, 脫屑, 表皮發炎增厚

 

一、 背景

抗氧化和抗發炎作用因其在應對人類健康挑戰中的關鍵作用而日益受到重視。GSH和QC是天然抗氧化劑，已知能夠保護免疫系統、減輕氧化壓力並有助於修復體內發炎。然而，由於其穩定性差且易被氧化，其實際應用受到限制。本研究團隊另用天然生物與和合成型的界面活性劑材料來製備NE，用於包覆 GSH 或 QC 的可行性，重點關注其理化性質、化學穩定性、抗氧化活性、體外生物相容性以及皮膚體內外的抗發炎功效，來作為皮膚藥物的傳遞平台。

 

二、 製造方法

另用月見草油、界面活性劑、水、GSH 或 QC在65℃下預熱10分鐘，使用高壓均質機以8000 rpm的轉速將混合物均質10分鐘均勻混和，再利用碳棒超音波以不同時間和功率來製備成奈米級劑型。

 

三、 活性奈米乳液檢測應用與結果

本團隊研究所開發的活性奈米乳液藥物傳輸平台可用於改善皮膚紅斑，脫屑、 表皮發炎增厚、皮膚抗氧化能力與保護延遲藥物的活性功效。其檢測運作流程如圖1所示。主要使用動態光散射和包封率來測量、透射電子顯微鏡觀察型態、化學穩定性測試、DPPH 自由基清除試驗、細胞毒性和細胞形態學測定以及小鼠皮膚發炎試驗模型分析，達成多重物化和生醫實驗分析結果探討，來提供可靠的定量與定性結果。結果顯示GSH和QC摻入NE中後液滴尺寸增大，同時包覆率保持在約75%以上，且增強了GSH和QC的化學穩定性和抗氧化能力。這些NEs在HaCaT和HFDPC細胞中表現出超過95%的細胞存活率，且未引起細胞形態的明顯變化。最後GSH-或QC-NEs有效減少皮膚紅斑、脫屑和表皮增厚，此活性奈米系統具臨床應用開發的潛力功效。

 

圖 1

 

 

四、結論與未來發展

本研究團隊結果顯示，GSH或QC被有效包覆在NEs中，粒徑和表面電荷隨GSH或QC的含量而變化，外觀形態呈現多顆圓形結構。這些包覆GSH-或QC-NEs與純GSH或QC分散體相比，表現出較低的細胞毒性、更高的化學穩定性和更優異的抗氧化能力。值得注意的是，在小鼠模型中，GSH-或QC-NEs有效改善皮膚紅斑、脫屑和表皮炎性增厚，且未顯著降低GSH或QC的活性作用。這些發現強調了NE可作為先進載體的開發，並維持和增強生物活性化合物的治療，這項創新的活性載體開發有效的保護GSH或QC活性，並有效的用於在皮膚藥物和化妝品應用上，且提供了醫療上寶貴的見解。本技術目前已完成初步階段之效能驗證，並已發表相關成果於國際期刊及申請專利。未來將持續擴大臨床樣本數，並進行多中心臨床試驗，以驗證其臨床安全性與有效性，進一步優化產品之功能性與穩定性。我們期望持續與醫療院所、產業界及學術研究機構緊密合作，建立跨領域臨床轉譯與產業應用之整合平台，推動精準醫療與生醫科技之持續發展與臨床應用。

 

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參考文獻

 

1. Hsieh IT, Liao CC, Chen JH, Yang CC, Chou TH, Nagarajan D, Lee DJ, Chang JS.  Enhanced stability, antioxidant capacity and in vivo anti-inflammatory efficacy of glutathione and quercetin via nanoemulsion formulation. J Taiwan Inst Chem Eng 2025; 168:105943.

2. Hsieh IT, Chang JS, Chou TH. Development, characterization, and in vitro biocompatibility of evening primrose oil nanoemulsions using ultrasonic nano-emulsification technology. J Taiwan Inst Chem Eng 2023;105311.

3. Hsieh IT, Chang JS, Chou TH. The impact of the surfactant type on physicochemical properties, encapsulation, and in vitro biocompatibility of coconut oil nanoemulsions. J Taiwan Inst Chem Eng 2022; 137:104217.

 

 

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