Published August 8, 2023 | Version v1
Publication Open

Preparation of Eumelanin-Encapsulated Stereocomplex Polylactide Nano/Microparticles for Degradable Biocompatible UV-Shielding Products

Creators

  • 1. Thammasat University
  • 2. Thailand National Metal and Materials Technology Center
  • 3. Bayburt University
  • 4. Synchrotron Light Research Institute

Description

The role of eumelanin as a natural pigment in protecting human skin from ultraviolet (UV) light has drawn vast interest in the research and industrial community. Encapsulation of the compound by various shell materials has been extensively studied to optimize and prolong its shielding efficiency from UV penetration through the skin. Polylactide (PLA)-based copolymers have been widely used in the encapsulation of various active compounds due to their biocompatibility and biodegradability that facilitate sustained release of the active compounds. In this work, stereocomplex PLA (sc-PLA) derived from mixtures of poly(D-lactide-caprolactone-D-lactide), P(DLA-b-CL-b-DLA), a triblock copolymer with linear poly(L-lactide), and PLLA are employed to encapsulate eumelanin by an oil-in-water emulsion (O/W) technique. The effect of eumelanin distribution in PLA's enantiomers and ultrasonication on the physicochemical properties, encapsulation efficiency, and release behavior of the nano/microparticles were evaluated. The potential application of the resulting particles for sunscreen products was assessed in terms of UV absorbance and in vitro sun protection factor (SPF). The nano/microparticles show a hollow spherical structure, whose size can be controlled by ultrasonication. The distribution of eumelanin and the ultrasonication process play a key role in the growth of sc-PLA and the crystalline structure of the particles. The highest encapsulation efficiency of 46.6% was achieved for sc-PLA2U particles. The high content of eumelanin and the hollow structure with a large surface area lead to improvement in the UV absorbance and sunscreen performance of the particles, as revealed by the increase in the SPF value from 9.7 to 16.5. The materials show high potential for various applications, especially in cosmetic and pharmaceutical fields, as UV-shielding products.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

جذب دور السوميلانين كصبغة طبيعية في حماية بشرة الإنسان من الأشعة فوق البنفسجية اهتمامًا كبيرًا في المجتمع البحثي والصناعي. تمت دراسة تغليف المركب بمواد قشرة مختلفة على نطاق واسع لتحسين وإطالة كفاءته في الحماية من اختراق الأشعة فوق البنفسجية عبر الجلد. تم استخدام البوليمرات المشتركة القائمة على البولي لاكتيد (PLA) على نطاق واسع في تغليف المركبات النشطة المختلفة بسبب توافقها الحيوي وقابليتها للتحلل الحيوي التي تسهل الإطلاق المستدام للمركبات النشطة. في هذا العمل، يتم استخدام PLA المجسم (sc - PLA) المشتق من مخاليط بولي(D - lactide - caprolactone - D - lactide)، P(DLA - b - CL - b - DLA)، بوليمر مشترك ثلاثي القفل مع بولي خطي (L - lactide)، و PLLA لتغليف السليلانين بتقنية مستحلب الزيت في الماء (O/W). تم تقييم تأثير توزيع السوميلانين في المتماثلات الصبغية لجيش التحرير الشعبى الصينى والموجات فوق الصوتية على الخصائص الفيزيائية والكيميائية وكفاءة التغليف وسلوك إطلاق الجسيمات النانوية/الدقيقة. تم تقييم التطبيق المحتمل للجسيمات الناتجة عن منتجات واقية من الشمس من حيث امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وعامل الحماية من الشمس في المختبر (SPF). تُظهر الجسيمات النانوية/الدقيقة بنية كروية مجوفة، يمكن التحكم في حجمها عن طريق الموجات فوق الصوتية. يلعب توزيع السوميلانين وعملية الموجات فوق الصوتية دورًا رئيسيًا في نمو sc - PLA والبنية البلورية للجسيمات. تم تحقيق أعلى كفاءة تغليف بنسبة 46.6 ٪ لجسيمات sc - PLA2U. يؤدي المحتوى العالي من السوميلانين والهيكل المجوف بمساحة سطح كبيرة إلى تحسين امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وأداء واقي الشمس للجسيمات، كما يتضح من الزيادة في قيمة SPF من 9.7 إلى 16.5. تُظهر المواد إمكانات عالية لمختلف التطبيقات، خاصة في مجالات مستحضرات التجميل والأدوية، كمنتجات واقية من الأشعة فوق البنفسجية.

Translated Description (French)

Le rôle de l'eumélanine en tant que pigment naturel dans la protection de la peau humaine contre la lumière ultraviolette (UV) a suscité un grand intérêt dans la communauté scientifique et industrielle. L'encapsulation du composé par divers matériaux d'enveloppe a été largement étudiée pour optimiser et prolonger son efficacité de protection contre la pénétration des UV à travers la peau. Les copolymères à base de polylactide (PLA) ont été largement utilisés dans l'encapsulation de divers composés actifs en raison de leur biocompatibilité et de leur biodégradabilité qui facilitent la libération prolongée des composés actifs. Dans ce travail, du PLA stéréocomplexe (sc-PLA) dérivé de mélanges de poly(D-lactide-caprolactone-D-lactide), de P(DLA-b-CL-b-DLA), d'un copolymère tribloc avec du poly(L-lactide) linéaire et de PLLA sont utilisés pour encapsuler l'eumélanine par une technique d'émulsion huile-dans-eau (H/E). L'effet de la distribution de l'eumélanine dans les énantiomères et les ultrasons du PLA sur les propriétés physicochimiques, l'efficacité d'encapsulation et le comportement de libération des nano/microparticules a été évalué. L'application potentielle des particules résultantes pour les produits de protection solaire a été évaluée en termes d'absorbance UV et de facteur de protection solaire (FPS) in vitro. Les nano/microparticules présentent une structure sphérique creuse, dont la taille peut être contrôlée par ultrasonication. La distribution de l'eumélanine et le processus d'ultrasonication jouent un rôle clé dans la croissance du sc-PLA et la structure cristalline des particules. L'efficacité d'encapsulation la plus élevée de 46,6 % a été atteinte pour les particules sc-PLA2U. La teneur élevée en eumélanine et la structure creuse de grande surface conduisent à une amélioration de l'absorbance UV et des performances de protection solaire des particules, comme le révèle l'augmentation de la valeur SPF de 9,7 à 16,5. Les matériaux présentent un potentiel élevé pour diverses applications, en particulier dans les domaines cosmétique et pharmaceutique, en tant que produits de protection contre les UV.

Translated Description (Spanish)

El papel de la eumelanina como pigmento natural en la protección de la piel humana de la luz ultravioleta (UV) ha despertado un gran interés en la comunidad investigadora e industrial. La encapsulación del compuesto por varios materiales de la cubierta se ha estudiado exhaustivamente para optimizar y prolongar su eficiencia de protección contra la penetración de rayos UV a través de la piel. Los copolímeros basados en polilactida (Pla) se han utilizado ampliamente en la encapsulación de diversos compuestos activos debido a su biocompatibilidad y biodegradabilidad que facilitan la liberación sostenida de los compuestos activos. En este trabajo, se emplean Pla estereocomplejo (sc-PLA) derivado de mezclas de poli(D-láctido-caprolactona-D-láctido), P(DLA-b-CL-b-DLA), un copolímero tribloque con poli(L-láctido) lineal y PLLA para encapsular eumelanina mediante una técnica de emulsión de aceite en agua (O/W). Se evaluó el efecto de la distribución de eumelanina en los enantiómeros de Pla y la ultrasonicación sobre las propiedades fisicoquímicas, la eficiencia de encapsulación y el comportamiento de liberación de las nano/micropartículas. La aplicación potencial de las partículas resultantes para los productos de protección solar se evaluó en términos de absorbancia UV y factor de protección solar (SPF) in vitro. Las nanopartículas/micropartículas muestran una estructura esférica hueca, cuyo tamaño se puede controlar mediante ultrasonidos. La distribución de la eumelanina y el proceso de ultrasonicación juegan un papel clave en el crecimiento del sc-PLA y la estructura cristalina de las partículas. La mayor eficiencia de encapsulación del 46,6% se logró para las partículas de sc-PLA2U. El alto contenido de eumelanina y la estructura hueca con una gran área de superficie conducen a una mejora en la absorbancia UV y el rendimiento de protección solar de las partículas, como lo revela el aumento en el valor de SPF de 9.7 a 16.5. Los materiales muestran un alto potencial para diversas aplicaciones, especialmente en los campos cosmético y farmacéutico, como productos de protección UV.

Files

9832904.pdf.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:98bcd7df4898fc154436fbe97923b0c1
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحضير بولي لاكتيد متعدد النانو/الجسيمات الدقيقة Eumelanin - Incapsulated Stereocomplex لمنتجات الحماية من الأشعة فوق البنفسجية القابلة للتحلل
Translated title (French)
Préparation de nano/microparticules de polyactide stéréocomplexe encapsulé à l'eumélanine pour des produits de protection contre les UV biocompatibles dégradables
Translated title (Spanish)
Preparación de nanopartículas/micropartículas de polilactida de estereocomplejo encapsulado en eumelanina para productos de protección UV biocompatibles degradables

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4385874991
DOI
10.1155/2023/9832904

Is supplement to
https://openalex.org/W3116968380 (Other)
https://openalex.org/W2800077356 (Other)
https://openalex.org/W2488222813 (Other)
https://openalex.org/W2356526829 (Other)
https://openalex.org/W2160035415 (Other)
https://openalex.org/W2080476075 (Other)
https://openalex.org/W2066330701 (Other)
https://openalex.org/W1990072825 (Other)
https://openalex.org/W1749956590 (Other)
https://openalex.org/W1542915254 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1008645380
  • https://openalex.org/W1978014890
  • https://openalex.org/W1983053221
  • https://openalex.org/W2003006686
  • https://openalex.org/W2007607396
  • https://openalex.org/W2011040873
  • https://openalex.org/W2015286744
  • https://openalex.org/W2022209582
  • https://openalex.org/W204782181
  • https://openalex.org/W2048005358
  • https://openalex.org/W2063984183
  • https://openalex.org/W2064962178
  • https://openalex.org/W2078672782
  • https://openalex.org/W2093368721
  • https://openalex.org/W2094550418
  • https://openalex.org/W2103104174
  • https://openalex.org/W2134008190
  • https://openalex.org/W2153529285
  • https://openalex.org/W2162445077
  • https://openalex.org/W220876689
  • https://openalex.org/W2269681611
  • https://openalex.org/W2276576288
  • https://openalex.org/W2297184614
  • https://openalex.org/W2319650323
  • https://openalex.org/W2474005842
  • https://openalex.org/W2499133595
  • https://openalex.org/W2599689885
  • https://openalex.org/W2600480237
  • https://openalex.org/W2611038430
  • https://openalex.org/W2747870068
  • https://openalex.org/W2755346853
  • https://openalex.org/W2757397707
  • https://openalex.org/W2769578644
  • https://openalex.org/W2769961614
  • https://openalex.org/W2773211297
  • https://openalex.org/W2787520510
  • https://openalex.org/W2790671691
  • https://openalex.org/W2795506322
  • https://openalex.org/W2808613087
  • https://openalex.org/W2811267500
  • https://openalex.org/W2884399826
  • https://openalex.org/W2885905684
  • https://openalex.org/W2891726687
  • https://openalex.org/W2898365956
  • https://openalex.org/W2902712730
  • https://openalex.org/W2926654276
  • https://openalex.org/W2944017911
  • https://openalex.org/W2951960922
  • https://openalex.org/W2970225417
  • https://openalex.org/W2975736559
  • https://openalex.org/W2976820317
  • https://openalex.org/W2988241050
  • https://openalex.org/W2990456976
  • https://openalex.org/W2991997342
  • https://openalex.org/W2997669810
  • https://openalex.org/W3005255212
  • https://openalex.org/W3012625947
  • https://openalex.org/W3013417723
  • https://openalex.org/W3023266727
  • https://openalex.org/W3026318948
  • https://openalex.org/W3026927749
  • https://openalex.org/W3033226879
  • https://openalex.org/W3037587294
  • https://openalex.org/W3082014541
  • https://openalex.org/W3085469527
  • https://openalex.org/W3128626001
  • https://openalex.org/W3154439669
  • https://openalex.org/W3161172905
  • https://openalex.org/W3174163811
  • https://openalex.org/W3176168089
  • https://openalex.org/W3208535719
  • https://openalex.org/W4214914534
  • https://openalex.org/W4239564057
  • https://openalex.org/W4249612173
  • https://openalex.org/W4383993732