Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Development of bigels for retinyl palmitate delivery in cosmetic applications

Year (A.D.)

2018

Document Type

Thesis

First Advisor

ชุติมณฑน์ สถิรพิพัฒน์กุล

Second Advisor

ดุษฎี ชาญวาณิช

Faculty/College

Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)

Department (if any)

Department of Chemical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี)

Degree Name

วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

วิศวกรรมเคมี

DOI

10.58837/CHULA.THE.2018.1176

Abstract

วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้มีเพื่อพัฒนาตำรับไบเจลของการนำส่งเรตินิลปาล์มมิเตท เพื่อนำไปประยุกต์ใช้ทางเครื่องสำอาง ไฮโดรเจลถูกเตรียมจากการผสมคาร์โบพอล 940 กับน้ำ ในขณะที่ออร์กาโนเจลเตรียมด้วยการผสมซิลิกาไดเมทิลซิลิเลทและน้ำมันแร่ ปัจจัยต่างๆ ได้แก่ อุณหภูมิการผสม อัตราเฉือน ความเข้มข้นของสารก่อเจลในออร์กาโนเจลและสัดส่วนของออร์-กาโนเจลต่อไฮโดรเจล(OG:HG) ได้ถูกศึกษาเพื่อทดสอบคุณสมบัติทางกายภาพเคมีต่างๆ ของไบเจล สภาวะที่เหมาะสมสำหรับเตรียม ไบเจลที่มีความหนืดสูงสุดและมีขนาดอนุภาคของวัฏภาคภายในเล็กที่สุดคือ อุณหภูมิ 30?C และอัตราเฉือน 1200 รอบต่อนาที ต่อมา ตำรับไบเจล 9 สูตรตำรับ จากการแปรผันความเข้มข้นสารก่อเจลในออร์กาโนเจลและสัดส่วน OG:HG ได้ถูกเตรียมขึ้นและทดสอบ พบว่าความเข้มข้นของสาร ก่อเจลในออร์กาโนเจลและสัดส่วนของ OG:HG ส่งผลต่อความหนืดของทุกตำรับอย่างมีนัยสำคัญ ผลจากการศึกษาโครงสร้างจุลภาคพบว่า ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของวัฏภาคภายในอยู่ช่วงจาก 16.59 ไมโครเมตร ถึง 32.85 ไมโครเมตร การทดสอบ stress relaxation พบว่าไบเจลแสดงคุณสมบัติหยุ่นหนืด คุณสมบัติทางเนื้อสัมผัสถูกเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญจากการปรับสัดส่วนของ OG:HG ตำรับไบเจลมีพฤติกรรมการไหลแบบเชียร์-ทินนิ่ง ผลจากสเปคตรัมของ FTIR ของไบเจลแสดงพีคที่มาจากทั้งไฮโดรเจลและออร์กาโนเจล คุณสมบัติความร้อนวิเคราะห์ด้วยเครื่องวัดค่าความต่างความร้อนของสาร (DSC) พบว่าพีคการหลอมเหลวของไบเจลปรากฎในช่วงอุณหภูมิ 120.2-134.3?C ตำรับไบเจลพื้นแสดงความคงตัวทางกายภาพที่ดีจากการเก็บทดสอบทั้งในสภาวะเร่งและการเก็บในอุณหภูมิแวดล้อมหลังจากระยะ เวลา 3 เดือน เมื่อบรรจุเรตินิลปาล์มมิเตท 1% โดยน้ำหนักลงในไบเจลที่ถูกคัดเลือก ทำให้เกิดความเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยต่อความหนืดและpH เมื่อเปรียบเทียบกับตำรับไบเจลพื้น โดยตำรับไบเจลที่มีเรตินิลปาล์มมิเตทแสดงความคงตัวทางกายภาพที่ดีและยังคงเหลือปริมาณเรตินิลปาล์มมิเตทใกล้เคียงกับปริมาณในตำรับน้ำมันแร่ หลังจากเก็บในสภาวะพ้นแสงที่อุณหภูมิแวดล้อม เป็นระยะเวลา 4 สัปดาห์ นอกจากนี้ การทดสอบการระคายเคืองด้วยวิธีการแตกตัวของเซลล์เลือดแดงแบบภายนอกกาย ได้แสดงผลว่า ตำรับไบเจลที่มีเรตินิลปาล์มมิเตทมีการระคายเคืองต่ำ และเปอร์เซ็นต์การปลดปล่อยยาแบบสะสมของเรตินิลปาล์มมิเตทจากตำรับไบเจลและตำรับ สารละลายตัวกลางใน 24 ชั่วโมง มีค่าเท่ากับ 25.84-34.84% และ 86.28% ตามลำดับ ซึ่งรูปแบบการปลดปล่อยของเรตินิลปาล์มมิเตทจากไบเจลแสดงการปลดปล่อยแบบทยอยและปลดปล่อยในปริมาณน้อยกว่าเมื่อเทียบกับตำรับสารละลาย โดยแบบจำลองจลนศาสตร์การปลดปล่อยอธิบายได้ด้วยแบบจำลองของ Korsmeyer-Peppas ซึ่งกลไกการปลดปล่อยถูกควบคุมด้วยการแพร่และการคลายตัวของเมตริกซ์ไบเจล

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The aim of this study was to develop bigels formulations of retinyl palmitate (RP) delivery for cosmetic application. Hydrogel was prepared by mixing Carbopol 940 with water while organogel was prepared by mixing silica dimethyl silylate and mineral oil. The factors including mixing temperature, shear rate, organogelator content in organogel and organogel-to-hydrogel ratio (OG:HG) were studied to investigate the physicochemical properties of bigels. The optimal preparation conditions which providing bigels with the highest viscosity and smallest average droplet size of internal phase were 30?C and shear rate at 1200 rpm. Then, the 9 bigels formulations from varying organogelator concentrations and OG:HG ratio were prepared and tested. It was found that organogelator concentration and OG:HG ratio significantly affected the viscosity of all formulations. The results of microstructure study indicated that the average droplet sized ranged of 16.59 ?m-32.85 ?m. The stress relaxation study showed viscoelastic nature of the bigels. Their texture properties were changed significantly due to adjusting OG:HG ratio. All bigels formulations showed shear-thinning behavior. The results of FTIR spectra of bigels indicated characteristics peaks from both hydrogel and organogel. The thermal properties by DSC analysis showed melting endothermic peaks at 120.2-134.3?C. Blank bigels revealed good physical stability in storage at both accelerating condition and ambient temperature condition after 3 months. Loading 1% w/w of retinyl palmitate (RP) into selected bigels caused slightly change in viscosity and pH when compared to the corresponding blank bigels formulations. Bigels formulations with RP showed good physical stability and remaining RP content were similar to that in mineral oil formulation after storage at ambient condition for 4 weeks. The irritation testing by in vitro hemolysis assay demonstrated less irritation of all formulations. The cumulative percent drug release of RP from bigels and solution formulations at 24 hours were 25.84-34.84% and 86.28% respectively. The release profiles of RP from bigels showed sustained-release and lower amount of drug release when compared to solution formulation. The profiles of drug release were best described by Korsmeyer-Peppas kinetic model which its mechanism of drug release was controlled by diffusion and relaxation of bigels matrix.

Share

COinS
 
 

To view the content in your browser, please download Adobe Reader or, alternately,
you may Download the file to your hard drive.

NOTE: The latest versions of Adobe Reader do not support viewing PDF files within Firefox on Mac OS and if you are using a modern (Intel) Mac, there is no official plugin for viewing PDF files within the browser window.