Νανοενθυλάκωση ελαίου κάνναβης σε πολυμερικούς νανοφορείς: παρασκευή καλλυντικών γαλακτωμάτων και μελέτη των ιδιοτήτων τους
Creators: name: Δανιηλίδης, Βασίλειος Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Νανοσωματίδια
Έλαιο κάνναβης
Καλλυντικά γαλακτώματα
Nanoparticles
Cannabis oil
Cosmetic emulsions

description: Η κάνναβη (Cannabis Sativa L.) περιέχει περισσότερα από 120 κανναβινοειδή αλλά ένα από τα κύρια συστατικά της είναι η κανναβιδιόλη (cannabidiol, CBD), η οποία είναι δημοφιλής για τις χαλαρωτικές, αντιφλεγμονώδεις, αντιοξειδωτικές και αντιμικροβιακές ιδιότητές της. Το έλαιο της κάνναβης είναι ουσιαστικά ένα συμπυκνωμένο εκχύλισμα από άνθη ή φύλλα κάνναβης που διαλύεται σε ένα βρώσιμο έλαιο. Δεδομένου ότι τα κανναβινοειδή είναι ευαίσθητα μόρια, είναι επιρρεπή σε αποικοδόμηση και επομένως η ενθυλάκωση τους σε πολυμερικούς φορείς θα μπορούσε να αποτρέψει την αποδόμησή τους και να τα προστατεύσει από τις δυσμενείς συνθήκες του εξωτερικού περιβάλλοντος. Η χιτίνη είναι ο δεύτερος πιο άφθονος φυσικός πολυσακχαρίτης. Η χιτοζάνη, το προϊόν αποακετυλίωσης της χιτίνης, έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στη φαρμακευτική τεχνολογία επειδή είναι ένα μη τοξικό, βιοσυμβατό και βιοαποικοδομήσιμο πολυμερές. Ωστόσο, η χιτοζάνη παραμένει αδιάλυτη σε αλκαλικό pH καθώς και σε νερό. Επομένως, η χημική τροποποίηση της δομής της είναι απαραίτητη για την εκμετάλλευση των ωφέλιμων ιδιοτήτων της. Στο πλαίσιο της παρούσας μελέτης, πραγματοποιήθηκε τροποποίηση της χιτοζάνης με χλωροξικό οξύ (chloroacetic acid) για την παρασκευή του υδατοδιαλυτού παραγώγου «καρβοξυμεθυλοχιτοζάνη», ιδιότητα που το καθιστά ελκυστικό στο πεδίο των καλλυντικών. Εκτός από τη διαλυτότητα, το νέο υλικό μελετήθηκε ως προς τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε εγκλεισμός ελαίου κάνναβης σε νανοσωματίδια χιτοζάνης και καρβοξυμεθυλοχιτοζάνης, με σκοπό την ενσωμάτωσή τους στη συνέχεια σε καλλυντικά γαλακτώματα. Οι αλληλεπιδράσεις του ελαίου κάνναβης με την πολυμερική μήτρα μελετήθηκαν με φασματοσκοπία υπερύθρου, ενώ η κρυσταλλική κατάσταση των σκευασμάτων εξετάστηκε μέσω κρυσταλλογραφημάτων ακτίνων-Χ. Τα θερμικά χαρακτηριστικά των νανοσωματιδίων μελετήθηκαν μέσω TGA, ενώ τα νανοσωματίδια χαρακτηρίστηκαν επίσης ως προς το μέγεθός τους μέσω της τεχνικής DLS και απεικονίστηκαν μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης, SEM. Τέλος, παρασκευάστηκαν καλλυντικά γαλακτώματα στα οποία ενσωματώθηκαν τα σκευάσματα νανοσωματιδίων. Τα γαλακτώματα μελετήθηκαν όσον αφορά τη σταθερότητά τους, μέσω της μέτρησης του pH και του ιξώδους, τις αντιοξειδωτικές ιδιότητες, με τη μέθοδο DPPH, και το δείκτη αντηλιακής προστασίας τους. Εν κατακλείδι, τα αποτελέσματα της εργασίας υποδηλώνουν την επιτυχή παρασκευή του τροποποιημένου παραγώγου της χιτοζάνης, καθώς και την επιτυχή παρασκευή νανοσωματιδίων (χιτοζάνης και καρβοξυμεθυλοχιτοζάνης) και την ενθυλάκωση ελαίου κάνναβης στο εσωτερικό τους. Ακόμη, τα καλλυντικά γαλακτώματα που παρασκευάστηκαν εμφάνισαν καλές αντιοξειδωτικές και αντηλιακές ιδιότητες, ενώ εμφανίστηκαν σταθερά στο χρονικό διάστημα ενός μήνα.
description: Cannabis (Cannabis Sativa L.) contains more than 120 cannabinoids but one of its main constituents is cannabidiol (CBD), which is popular for its relaxing, anti-inflammatory, antioxidant and antimicrobial properties. Hemp oil is a concentrated extract of hemp flowers or leaves dissolved in an edible oil. Since cannabinoids are sensitive molecules, they are prone to degradation and therefore encapsulation in polymeric matrixes could prevent their degradation and protect them from adverse environmental conditions. Chitin is the second most abundant natural polysaccharide. Chitosan, the product of chitin deacetylation, has been widely used in pharmaceutical technology because it is a non-toxic, biocompatible and biodegradable polymer. However, chitosan remains insoluble in alkaline pH as well as in water. Therefore, chemical modification of its structure is necessary to exploit its beneficial properties. In the present study, chitosan was modified with chloroacetic acid to prepare the water-soluble derivative "carboxymethyl chitosan", a property that makes it attractive in the field of cosmetics. In addition to solubility, the new material was studied for its physicochemical characteristics. Moreover, the encapsulation of hemp oil in chitosan and carboxymethyl chitosan nanoparticles was carried out with the aim of their subsequent incorporation into cosmetic emulsions. Interactions of hemp oil with polymer matrix were studied by infrared spectroscopy, while crystalline state of the formulations was investigated by X-ray crystallography. Thermal characteristics of the nanoparticles were studied by TGA, while the nanoparticles were also characterized in terms of their size by DLS technique and visualized by scanning electron microscopy, SEM. Finally, cosmetic emulsions were prepared in which the nanoparticle formulations were incorporated. The emulsions were studied in terms of their stability, through measurement of pH and viscosity, antioxidant properties, by DPPH method, and sun protection factor. In conclusion, the results of the study suggest the successful preparation of the modified chitosan derivative, as well as the successful preparation of chitosan and carboxymethyl chitosan nanoparticles and the encapsulation of hemp oil in their interior. Furthermore, the prepared cosmetic emulsions exhibited good antioxidant and sunscreen properties while they also appeared stable over the period of one month.