НАНОЭМУЛЬСИЯ С БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
NANOEMULSION WITH BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES

Изобретение относится к фармацевтической, пищевой промышленности, косметологии и ветеринарии, а именно к области создания наноэмульсионных систем, используемых в качестве носителей активных веществ в фармацевтических композициях, а также при производстве пищевых, косметических и ветеринарных продуктов на натуральной основе. Под этим подразумевается, что природных компонентов в такой продукции должно быть не менее 95 процентов. Далеко не каждая продукция отвечает этим требованиям: чаще всего используют лишь добавки экстрактов растений, а основные вещества не натурального, а химического происхождения.
Под наноэмульсиями понимают системы, не проявляющие двойного преломления в лучах поляризованного света, прозрачные или полупрозрачные, термодинамически устойчивые, состоящие из чрезвычайно мелких капель с диаметром в интервале от 5 до 200 нм, для формирования которых обычно используют масло, воду, поверхностно-активное вещество или сурфактант и, необязательно, вспомогательное поверхностно-активное вещество или косурфактант с тщательным подбором оптимального соотношения сурфактанта и косурфактанта, а также их общего количества в системе, что зачастую достаточно сложно и трудоемко. Эмульсии масло в воде хорошо известны в области косметологии и дермофармации, особенно для получения косметических продуктов, таких как лосьоны, тоники, сыворотки, туалетная вода. Наноэмульсии позволяют получать рецептуры с пролонгированным выделением биологически активных соединений.
Известна наноэмульсия на основе амфифильных неионных липидов и аминированных силиконов (Патент РФ №2142481, C08L 83/04, A61K 7/00, публ. 1999 г.), глобулы масла которой имеют средний размер ниже 150 нм, включающая амфифильную липидную фазу, содержащую по крайней мере один амфифильный неионный липид, жидкий при комнатной температуре ниже 45°С, по крайней мере одно масло и по крайней мере один аминированный силикон, также ее использование в косметике и дермофармации.
Известна также наноэмульсия с биологически активными веществами (Патент РФ №2362544, A61K 9/10, A61K 9/107, публ. 2008 г.), прозрачная или слегка опалесцирующая наноэмульсия типа вода в масле для орального, трансдермального применения для использования в офтальмологической практике с биологически активными соединениями, характеризующаяся тем, что содержит 35-80% гидрофобной фазы, 17-43% поверхностно-активного вещества, 3-7% сорастворителя и 1-15% водной фазы. В качестве гидрофобной фазы используют смеси моно-, ди- и триглицеридов с моно- и диэфирами насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, поверхностно-активное вещество выбирают из группы неионогенных поверхностно-активных веществ - сорбитанов в смеси со вспомогательным поверхностно-активным веществом (из группы полигидроксиалканов или одноатомных спиртов).
При этом биологически активные соединения наноэмульсий представляют собой флавоноиды, или бетулин, или экстракт босвеллии, или витамины, или микроэлементы и пр. и используются в качестве добавок.
Кроме того, наноэмульсия имеет рН в интервале между 5,0 и 7,5, а отношение поверхностно-активного вещества к вспомогательному поверхностно-активному веществу от 3:1 до 9:1.
Недостатками известных наноэмульсий являются невысокая стойкость при хранении, возможные аллергические реакции из-за присутствия химических компонентов, а также высокая стоимость и необходимость строгого контроля вследствие использования сырья синтетического происхождения.
Техническим результатом настоящего изобретения является разработка натуральных композиций на основе масляных и водных экстрактов сырья растительного происхождения, стойких при хранении, биологически совместимых, хорошо переносимых наноэмульсий типа вода в масле.
Указанный технический результат достигается тем, что наноэмульсия типа вода в масле для трансдермального применения, характеризующаяся тем, что содержит гидрофильую фазу - 1-15%, гидрофобную фазу - 35-80% и поверхностно-активное вещество, согласно заявляемому изобретению в качестве гидрофобной фазы используют масляные экстракты растительного сырья на основе оливкового, или миндального, или персикового, или абрикосового, или кедрового, или соевого масел или масла виноградных косточек, поверхностно-активное вещество выбирают из группы фосфолипидов природного происхождения.
Предлагаемые наноэмульсии также могут содержать другие биологически совместимые соединения, не оказывающие влияния на устойчивость наноэмульсий, например витамин Е.
Растительные экстракты перспективны в качестве компонентов натуральных препаратов, т.к. содержат максимально полную сумму биологически активных веществ лекарственных растений, способных оказывать на организм комплексное воздействие, проявлять широкий спектр фармакологической активности, а также характеризуются низкой токсичностью.
Для приготовления экстрактов и комплексов на основе растительного сырья используется двухфазная система растворителей. Применение в качестве экстрагента двухфазной системы растворителей (спиртоводная смесь/масло) позволяет за один технологический цикл получить сразу водно-спиртовое и масляное извлечения, т.е. проэкстрагировать из сырья гидрофильные и гидрофобные вещества. Двухфазная экстракция основана на предварительном смачивании сырья 96% этиловым спиртом и выдержкой его в течение 1,5-2 ч. Затем добавляют масло растительное и очищенную воду, доводя до необходимой концентрации спиртоводный экстрагент и соотношение фаз (сырье/масло/спиртоводная смесь). Экстрагирование ведут при нагревании (до 60-80°C) и периодическом перемешивании. Затем разделяют по плотности вытяжки (спиртоводную и масляную).
Высокая эффективность метода экстракции двухфазной системой экстрагентов по сравнению с экстракцией маслом определяется ролью спиртовой фазы (ее составом и количеством) как фактора набухания растительного сырья, промежуточного растворителя и переносчика липофильных веществ из клеток сухого растительного сырья в масляную фазу. При контакте сырья с жидкими фазами экстрагентов спиртоводная смесь благодаря меньшей вязкости легко проникает в растительный материал, десорбирует внутриклеточные биологически активные вещества и путем диффузии переносит их через пористые клеточные стенки в спиртоводную фазу. Затем протекает процесс экстракции жидкость-жидкость (спиртоводный раствор-масло) при перемешивании мешалкой. Между спиртоводной и масляной фазами происходит процесс массопередачи, приводящий к перераспределению гидро- и липофильных соединений между фазами в соответствии с коэффициентами распределения. При этом преимущественно гидрофильные вещества остаются в спиртоводной фазе, а липофильные переходят в масляную.
Качественное и количественное отличие водно-спиртовых и масляных экстрактов растительного сырья от индивидуальных компонентов (экстрагентов, т.е. растительного, персикового, абрикосового, миндального и др. масел) на примере содержания суммы биологически активных веществ с антиоксидантными свойствами представлено в таблице 1. Данные получены методом перманганатометрического титрования.
Таблица 1Содержание суммы биологически активных веществ с антиоксидантными свойствами в исходных экстрагентах и в экстрактах
Экстрагент
Содержание суммы биологически активных веществ с антиоксидантными свойствами, мкг/мл
В экстрагенте
В экстракте на его основе
Водно-спиртовая смесь
0,02
0,27
Растительное масло
0,06
0,11
Абрикосовое масло
0,05
0,10
Персиковое масло
0,06
0,11
Таким образом, результаты, приведенные в таблице 1, показывают, что экстракты растительного сырья на основе натуральных масел обладают намного большей биологической активностью, чем натуральные растительные масла, и создание на их основе натуральных эмульсионных композиций более предпочтительно и будет иметь больший терапевтический эффект.
Пример 1. Получение наноэмульсий с биологически активными веществами.
Масляный экстракт растительного сырья (45%) перемешивают с помощью мешалки с поверхностно-активным веществом (40%) до получения гомогенного раствора. Водный экстракт (15%) и полученный на основе масляного экстракта гомогенный раствор смешивают друг с другом с помощью гомогенизатора до образования однородной эмульсии и далее проводят озвучание на ультразвуковом диспергаторе, затем фильтруют через фильтр с размером пор 220 нм для стерилизации, разливают по флаконам.
Стабильность наноэмульсий изучали в условиях ускоренного хранения при температуре 40°C. Методы ускоренного хранения (ускоренного старения) позволяют за 15-115 дней при 40-70°C установить сроки хранения, которые, как правило, совпадают с результатами, полученными при хранении при комнатной температуре в течение 3-5 лет. Оценку стабильности в данном методе осуществляют, исследуя физические и химические изменения наноэмульсий (качество наноэмульсий). В данных экспериментах по исследованию стабильности наноэмульсий качество препарата в процессе хранения оценивали по изменению светопоглощения. Определение светопоглощения проводили на спектрофотометре ПЭ-5300 В (Россия) при длине волны 660 нм.
Рис.1. Сравнение зависимости светопоглощения образцов от времени хранения при 40°C.
Таким образом, наилучшие результаты в плане стабильности эмульсий были достигнуты с применением в качестве поверхностно-активного вещества лецитина и достигают более 60 суток в условиях ускоренного хранения.
хр
э
э
Э
Срок годности (C) при температуре хранения (T) связан с экспериментальным сроком годности (C) при температуре экспериментального хранения (T) зависимостью C=KC,
где К - коэффициент соответствия:
.
Исходя из правила Вант-Гоффа, температурный коэффициент скорости химической реакции (А) при увеличении температуры на 0°C принят равным A=2.
Согласно проведенным исследованиям стабильность наноэмульсии с содержанием лецитина при температуре хранения 24°C соответствует 6,5 месяцам, а при температуре хранения 4°C - соответствует 14,5 месяцам.
Наноэмульсия является биологически совместимой и хорошо переносимой, а также обеспечивает равномерное пролонгированное высвобождение действующего вещества и обладает достаточной стабильностью.