Formulation of lyotropic liquid crystal containing mulberry stem extract: influences of formulation ingredients on the formation and the nanostructure

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Abstract

OBJECTIVE:

This study focused on the formulation of lamellar lyotropic liquid crystal (LLC) loaded with mulberry stem extract (MSE).

METHODS:

The LLC formulation tested used two oils: n-dodecane or tridecyl salicylate, a co-solvent (propylene glycol) and a single (PEG-7 glyceryl cocoate) or mixed surfactant system. The mixed surfactant was PEG-7 glyceryl cocoate/PEG-40 hydrogenated castor oil/glyceryl monooleate. The LLC formation and phase behaviour were observed by polarized optical microscopy (POM) before and after MSE loading. Nanostructure determinations on these formulations following MSE loading used small angle X-ray scattering (SAXS) at 25–40°C.

RESULTS:

Lamellar LLCs are formed more easily with n-dodecane than tridecyl salicylate. Propylene glycol, in the aqueous phase (1:1), failed to form LLC due to suboptimal critical packing parameter (CPP) value. A single or mixed surfactant system also influenced the formation of lamellar LLC according to the chemical structure of both oils and especially the surfactants used. The four lamellar LLC formulations selected for MSE loading were PEG-7 glyceryl cocoate/tridecyl salicylate/water; mixed surfactant/tridecyl salicylate/water; PEG-7 glyceryl cocoate/n-dodecane/water and mixed surfactant/n-dodecane/water, named F1, F2, F3 and F4, respectively. MSE in F1 and F3 did not affect the lamellar structure, while MSE in F2 and F4 enlarged the lamellar structure. The SAXS data confirmed that the LLC formulations obtained were lamellar and the structure persisted with MSE.

CONCLUSION:

These lamellar formulations should find widespread application for MSE and perhaps other similar herbal cosmetics.

OBJECTIF:

Cette étude a porté sur la formulation de cristaux liquides lyotropes lamellaires (LLC) chargés avec un l'extrait de tige de mûrier (MSE).

MÉTHODES:

La formulation de LLC testée a utilisé deux huiles: salicylate de n- dodécane ou tridécyle, avec un co- solvant (propylène glycol) et un tensioactif soit seul (PEG-7 cocoate de glycéryle) soit un système tensioactif mixte. Le tensioactif mixte était PEG-7 glyceryl cocoate/PEG-40 huile de ricin hydrogénée/glycérol mono-oléate. La formation LLC et le comportement des phases ont été observées par microscopie optique polarisée (POM) avant et après le chargement avec MSE. La déterminations de nanostructures sur ces formulations après chargement du MSE utilisaient la diffraction des rayons X à petit angle (SAXS) à 25–40°C.

RÉSULTATS:

Les LLC lamellaires forment plus facilement avec du n- dodécane de tridécyle salicylate. Le propylène glycol dans la phase aqueuse (1:1) n'a pas réussi à former des LLC à cause de la valeur sous-optimal du paramètre critique (CPP) de remplissage. Un système tensio-actif seul ou en mélange aussi influence la formation des LLC lamellaires selon la structure chimique de ces deux huiles et en particulier des tensio-actifs utilisés. Les quatre formulations LLC lamellaires sélectionnés pour chargement en MSE étaient PEG-7 glyceryl cocoate/tridécyle salicylate/eau; tensioactif mixte/tridécyle salicylate/eau; PEG-7 glyceryl cocoate/n -dodécane/eau et de tensioactif mixte/n -dodécane/eau, appelé F1, F2, F3 et F4, respectivement. L'inclusion du MSE en F1 et F3 n'a pas affecté la structure lamellaire tandis que MSE en F2 et F4 agrandit la structure lamellaire. Les données SAXS confirment que les formulations LLC obtenues sont lamellaires et que la structure a persisté avec inclusion du MSE.

CONCLUSION:

Ces formulations lamellaires devraient trouver une application généralisée pour le MSE et peut-être pour d'autres produits cosmétiques à base de plantes similaires.

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