Способ получения кремнийорганолипидных микрокапсул для создания медицинских, косметических препаратов

Способ получения кремнийорганолипидных микрокапсул для создания медицинских, косметических препаратов

Реферат

 

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в биологии, фармакологии, косметической промышленности, ветеринарии и пищевой промышленности. Изобретение заключается в том, что для получения кремнийорганолипидных микрокапсул перед смешиванием липофильных и гидрофильных компонентов в липидную фракцию вводят в допустимых количествах кремнийорганические полимерные соединения, а диспергирование проводят в роторно-кавитационной установке, обладающей высокими сдвиговыми усилиями и мощными гидроакустическими явлениями звукового и ультразвукового диапазона, обеспечивающими тонкое перераспределение частиц в момент их прохождения через установку. Изобретение обеспечивает получение фосфолипидных везикул с определенными параметрами при использовании промышленных диспергирующих устройств. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано в биологии, фармакологии, косметической промышленности, ветеринарии и пищевой промышленности.

Препараты на основе липосом или везикул могут быть использованы в биологии, фармакологии и пищевой промышленности для создания систем направленного транспорта биологически активных веществ в клетки, в частности для повышения терапевтической активности лекарственных препаратов.

Препараты на основе фосфолипидных везикул (ФЛВ) появились сравнительно недавно и за короткий срок получили широкое распространение сначала в медицине, а затем в косметике. Эффективность воздействия ФЛВ обусловлена возможностью их глубокого проникновения в ткани. Таким путем может быть обеспечена глубинная доставка не только полезных для организма липидов, из которых обычно состоит мембрана микрокапсул, но и других веществ, которые находятся в их внутреннем объеме.

В зависимости от способа получения фосфолипидные везикулы (ФЛВ) могут иметь различную слойность (один или несколько липидных бислоев). В случаях, когда требуется заключить в липосому вещество с большим молекулярным весом (например, при решении задач генной инженерии при инкорпорации молекул ДНК), используются большие липосомы, в том числе мультислойные. В остальных случаях обычно предпочтительнее мелкие однобислойные везикулы.

Из разработанных ранее способов получения липосом известен способ получения липосомальной композиции (см. патент РФ N 2014070, кл. A 61 K 9/127, 1991).

Недостаток этого способа заключается в том, что он не обеспечивает получение липосом, имеющих маленькие размеры. Кроме того, известный способ характеризуется значительной трудоемкостью.

Известен также способ получения липосомальной композиции (см. Европейский патент N 0130577, кл. A 61 K 9/50, 1989), включающий смешивание компонентов липосомальной мембраны с водорастворимым нелетучим физиологически приемлемым органическим растворителем и диспергирование полученной смеси в водной среде при помощи обычной мешалки.

Полученные этим способом липосомы имеют сравнительно большие размеры 2500 нм, что является основным недостатком известного способа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения липосомальной композиции, включающий формирование смеси, содержащей по крайней мере один компонент липосомальной мембраны, воду и добавку, диспергирование смеси, сводится к тому, что в качестве добавки используют либо субмикропорошок вещества, не растворимого в воде и в органическом растворителе, либо набухающие в воде полимеры, либо жидкость, не смешивающуюся с водой и другими компонентами смеси (патент РФ N 2104691, МКИ⁷ A 61 K 9/127, 9/50, 9/66, БИ N 5, 1998 г.).

Недостатком известного способа является то, что при промышленном масштабировании возникает ряд трудностей: а) для стабильной воспроизводимости метода необходимо специальное оборудование (перемешивающие устройства с мощными двигателями или рамочными мешалками, проточный режим перемешивания; б) строгий отбор всех липидных компонентов, чтобы избежать их агрегации в кислой среде; в) использование только дистиллированной воды, поскольку система очень чувствительна к наличию солей, даже которые находятся в водно-спиртовых экстрактах в микроколичествах.

Кроме того, в некоторых случаях добавку необходимо удалять там, где используется аэросил или перфтордекан. Второй вариант способа, где используется набухающий полимер сакап, везикулы находятся исходно в кислой среде, при нейтрализации среды происходит разворачивание полимера, что обеспечивает получение гелеобразной субстанции. Это удобно для определенных задач, но не обеспечивает универсальность.

Задачей предлагаемого изобретения является получение фосфолипидных везикул с определенными параметрами при использовании промышленных диспергирующих устройств. Кремнийорганолипидные однослойные микрокапсулы, содержащие биологически активные вещества (БАВ) и обладающие агрегативной устойчивостью в средах с диапазоном pH от 5,0 до 9,0 и содержанием солей в водной фазе до 0,1% (в основном Ca⁺⁺ и Mg⁺⁺) являются высокоэффективными и универсальными для создания медицинских, косметических препаратов.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность получить более совершенную основу для приготовления медицинских, косметических, фармакологических, ветеринарных, стоматологических и других препаратов.

Технический результат достигается тем, что перед смешиванием липофильных и гидрофильных компонентов, в липидную фракцию вводят в допустимых количествах кремнийорганические полимерные соединения, а диспергирование проводят в роторно-кавитационной установке, обладающей высокими сдвиговыми усилиями и мощными гидроакустическими явлениями звукового и ультразвукового диапазона, обеспечивающими тонкое перераспределение частиц в момент их прохождения через установку.

В водную среду добавляют в микроколичествах этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА) продукции. В качестве стабилизатора липидной фазы используют кремнийорганические соединения, например кремнийоктаметилциклотетрасилоксан, или полиэтилсилоксан, или алкилметилсилоксан, что позволяет добиться гомогенности лецитина, уменьшения его вязкости и облегчает его последующее смешивание с другими липидами. Кремнийорганичесие соединения перед смешиванием добавляют в липидную фазу в допустимых количествах. В качестве диспергирующего устройства используют роторно-кавитационную установку (РКУ), которая обеспечивает высокоскоростное диспергирование смеси водной и липидной фазы с одновременной низкочастотной ультразвуковой обработкой ее. В результате происходит формирование мелких однослойных везикул со средним размером 20-60 нм.

В предлагаемом способе получения кремнийорганолипидных микрокапсул для создания медицинских, косметических препаратов, включающем формирование смеси, содержащей липидную фазу, воду и биологически-активные вещества (БАВ), в водной среде, в качестве стабилизатора добавляют в микроколичествах ЭДТА. ЭДТА - этилендиаминтетрауксусная кислота применяется в виде дигидрата динатриевой соли (трилон Б) как хелатирующий агент, антикоагулянт крови и стабилизатор пищевых продуктов, для производства жидких мыл и шампуней, средств защиты растений, в качестве умягчителя воды / Химическая энциклопедия. Научное изд-ние Большой Российской энциклопедии. М., 1999. Т.5. С.988). Применение трилона Б в качестве умягчителя водопроводной воды и при использовании метода роторно-кавитацинного диспергирования можно получать продукты для медицины, косметики и ветеринарии с меньшими энергетическими затратами (дистиллят очень дорогой), не теряя качества. В качестве стабилизатора липидной фазы, однородности лецитина и легкости его последующего смешивания с другими липидами добавляют в допустимых количествах кремнийорганические соединения, а в качестве диспергирующего устройства используют роторно-кавитационную установку, которая обеспечивает высокоскоростное диспергирование смеси водной и липидной фазы с одновременной низкочастотной ультразвуковой обработкой.

В качестве кремнийорганических соединений используют кремний октаметилциклотетрасилоксан, или полиэтилсилоксан, или диметикон. Силиконы широко используются для улучшения органолептических и эстетических характеристик косметических средств, в частности солнцезащитных препаратов. Существует предположение, что кроме улучшения химических характеристик, кремнийорганические соединения усиливают солнцезащитные свойства препаратов при неизменном содержании в нем активного вещества. Использование смеси лецитин /силикон в различных соотношениях (от 1:1 до 1:0,25) позволяет получить равномерную тонкую липидную пленку, что является очень важным при формировании мембранных структур.

Предлагаемый способ позволяет использовать липиды без органических растворителей, за счет введения кремнийорганических соединений.

Сущность предлагаемого изобретения сводится к использованию роторно-кавитационной установки (РКУ) для получения мелких однослойных везикул. Применение РКУ позволяет объединить два известных способа получения MOB интенсивного диспергирования и метод обработки ультразвуковыми колебаниями. РКУ представляет собой простую и надежную конструкцию, где сочетаются мощный генератор гидроакустических колебаний и эффективный смеситель, позволяющий получать тонкодисперсные эмульсии водно-топливных смесей.

Применение метода роторно-кавитационной обработки для получения кремнийорганолипидных микрокапсул позволило получать большие объемы взвесей везикул различных концентраций по липиду и с различным составом БАВ за очень небольшой период времени, 5-10 мин работы установки обеспечивает получение 10 - 50 л липосомальной суспензии. Установка позволяет дозированно через специальные отверстия вводить как гидрофильные, так и липофильные соединения, остановить при необходимости процесс, изменить параметры MOB посредством регулирования временными и температурными режимами.

РКУ позволяет использовать водную фазу с различными показателями жесткости (от дистиллированной до водопроводной).

Мощность установки позволяет использовать воду низкой очистки. Для стабилизации липидных ингредиентов в жировую смесь вводится незначительное количество кремнийорганических соединений (до 2%).

На фиг. 1 представлена общая схема роторорно-кавитационной установки (РКУ).

На фиг. 2 - электронно-микроскопические изображения реплик криосколов образцов геля репарирующего, а - наружная поверхность частиц геля, величина маркера 2000 нм, б - наружная и внутренняя структура частиц геля, величина маркера 250 нм.

На фиг. 3 - электронная фотография микрокапсул из геля бальзама, полученная методом негативного контрастирования.

Установка содержит электродвигатель 1, емкость для введения липидной фракции 2, емкость для введения гидрофильных веществ и растворов 3 с клапанами регуляции скорости подачи липидной фазы 10 и растворов БАВ 9, камеру предварительного распределения 4, камеру озвучивания 5, роторно-кавитационную мельницу 6, зону образования кавитационных явлений 7, аппарат для приготовления готовых форм 8.

Согласно первому варианту поставленная задача решена тем, что способ получения липосомальной композии с использованием РКУ осуществляется на дистиллированной воде с определенным количеством липидов, строго сбалансированного состава. Таким образом формируют микрокапсулы для препаратов лечебно-профилактического действия с применением в стоматологии.

Перед смешиванием к липидной фракции добавляют кремнийорганические соединения в емкости 2. Регулирующие вентили 9 и 10 позволяют дозированно вводить липиды в камеру предварительного пленочного перераспределения в водной фазе 4. Одномоментно в устройство 4 вводятся водорастворимые ингредиенты и при скорости 3000 об/мин попадают в камеру озвучивания 5. Вращение ротора обеспечивает механическое диспергирование смеси липидов в водной фазе 5 и образование гидроакустических и ультразвуковых колебаний.

РКУ обеспечивает два метода одновременно: диспергирование и ультразвук, сдвиговые явления обеспечивают тонкое перераспределение частиц в момент их прохождения через установку.

Технические характеристики РКУ.

Производительность по воде при давлении на входе 0,1 - 1,5 МПа 3,6 - 14,4 м³/ч.

Допустимое давление на входе 15 МПа.

Допустимая рабочая температура обрабатываемой жидкости - 0-90 ^oC.

Кинематическая вязкость среды до 140 сСт (мм²/с).

Общий уровень звукового давления в полости камеры озвучивания 180-200 дБ.

Мощность электродвигателя 3-5 кВт.

Масса 18 кг.

Габаритные размеры 870350325 мм.

Широкие возможности РКУ позволяют использовать для повышения эффективности действующих серийных технологических линий и вновь создаваемых.

В зависимости от конкретных особеностей технологического процесса РКУ позволяет подобрать оптимальные значения производительности, мощности и частоты акустических колебаний.

Техника приготовления средства состоит из следующих операций.

1. Готовят композицию лецитина с полиэтилсилоксаном. В готовую композицию вводятся липидные ингредиенты: масла, масляные экстракты, эфирные масла.

2. Готовят растворы водорастворимых БАВ.

3. Карбопол (сополимер акриловой кислоты полиамиловых эфиров пентоэритрита) замачивают в воде на 30' для набухания, после чего перемешивается в устройстве 8 и вводится гидроаксид Na или триэтаноламин для гелеобразования и регуляции pH среды.

4. При работающей установке через камеру перераспределения в камеру озвучивания 5 поступают липо- и гидрофильные ингредиенты и подвергаются обработке в течение времени, соответствующему регламенту (от 2 до 10 мин).

5. Готовую взвесь кремнийорганолипидных микрокапсул вводят в полимерную основу и перемешивают до полной однородности.

Предложенная техника приготовления позволяет формировать кремнийорганолипидные микрокапсулы в проточном режиме, исключить использование нецелевых добавок, свести к минимуму использование органических растворителей (используется только чистый этиловый спирт в концентрации 0,5% или водно-спиртовые экстракты, разрешенные к применению).

В определенных случаях возможно использовать микроскопические частицы не растворимых в воде химических элементов (например, Ag, Zno, S) или других целевых добавок.

Наличие в объеме некоторого числа диспергирующих микрочастиц резко увеличивает площадь поверхности, на которой может протекать процесс образования липосом.

В результате воздействия гидроакустических колебаний с механическим диспергированием происходит процесс образования липосом. Качественно новые результаты достигаются при помощи РКУ без использования других специальных добавок, и были получены мелкие однобислойные везикулы, размер и слойность которых контролировалась методом электронной микроскопии.

В дальнейшем иллюстрируется примерами осуществление различных вариантов способа получения кремнийорганолипидных микрокапсул для создания медицинских, косметических препаратов.

Получены гигиенические заключения, сертификаты, проведены клинические испытания на эффективность препаратов.

Пример 1. Крем для ухода за кожей лица.

Липидная фаза, водная фаза. Водно-спиртовой экстракт вводится в состав липидной фазы, при этом БАВ входят в состав кремнийорганолипидных микрокапсул. В результате получен гель-бальзам-репарирующий. Состав: микрокапсулы в гелевой основе содержат комплекс из лецитина, расторопши, оливкового масла, мультикомплекс антиоксидантов из томата и диоскореи дельтовидной, эфирные масла лимона, апельсина, жасмина. Действие: стимулирует структурирование мембран клеток эпидермиса, активизирует действие ферментативных систем, стимулирует процессы репараци и анаболическую активность. Является геропротектором. Применение: для ухода за раздражающей, воспаленной и подвергшейся действию термического, ультрафиолетового или ионизирующего излучения кожей. (Каталог продукции "МИРРА-М" М., "МИРРА-ЛЮКС", 1999,12с.).

Приготавливают липидную смесь, содержащую обязательно лецитин и полиэтилсилоксан.

Пример 2. Крем для ухода за кожей лица.

Липидная фаза, водная фаза. Водно-спиртовые экстракты вводятся в состав липидной фазы и в гелевую основу в свободном виде. Получают гель-тоник для жирной кожи. В липидную фазу введены цинк (Zn0) и сера (S) в микроколичествах, а во внутренний объем микрокапсул - биодобавка - эколакт (Справочник по продукции компании "МИРРА-М", М., 1998, т. 1, с. 33, Каталог продукции "МИРРА-М" М., "МИРРА-ЛЮКС", 1999, 20 с.).

Пример 3. Гель для волос.

Липидная фаза, водная фаза. Водно-спиртовые экстракты вводятся в состав липидной фазы и в гелевую основу в свободном виде. (Справочник по продукции компании "МИРРА-М", М., 1998, т. 1, с. 33).

Пример 4. Гель серебряный.

По данному способу получены основы для лечебно-профилактического препарата "Ден-тоник" для ухода за полостью рта, с применением в стоматологии (Маяцкая Т. В. Заключение по результатам изучения клинической эффективности "Серебряного геля" производства ЗАО "МИРРА-М", Научный отчет, М., Институт красоты).

Предлагаемый способ позволяет получать косметическое солнцезащитное средство Gelios, профилактическое ветеринарное средство гель-бальзам антисептик стимулятора (А) БАССЕТ, гели-бальзамы для волос.

В зависимости от назначения целевого продукта добавка может быть удалена после операции диспергирования.

В промышленных условиях формирование и диспергирование смеси целесообразно вести в проточном режиме.

Формула изобретения

1. Способ получения кремнийорганолипидных микрокапсул для создания медицинских, косметических препаратов путем формирования смеси, включающей смешивание липидов с водорастворимыми добавками и полимерами и диспергирования, отличающийся тем, что перед смешиванием липофильных и гидрофильных компонентов в липидную фракцию вводят в допустимых количествах кремнийорганические полимерные соединения, а диспергирование проводят в роторно-кавитационной установке, обладающей высокими сдвиговыми усилиями и мощными гидроакустическими явлениями звукового и ультразвукового диапазонов, обеспечивающими тонкое перераспределение частиц в момент их прохождения через установку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве кремнийорганических соединений используют кремний октаметилциклотетрасилоксан, или полиэтилсилоксан, или диметикон.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3