СИСТЕМА ДОСТАВКИ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ С ПОМОЩЬЮ НИОСОМ Российский патент 2008 года по МПК A61K9/127 A61K8/03 A61K8/14 A61K8/89 A61K8/892 A61K8/895 A61P17/00 

Изобретение относится к биологии и медицине и может быть использовано для доставки биологически-активных веществ (БАВ) в ткани макроорганизма в фармакологии и косметологии. Включение БАВ в ниосомы обеспечивает их эффективную дозированную доставку в клетки тканей. Это происходит за счет способности неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) формировать ниосому - структуру, подобную цитоплазматической мембране клетки.

Ниосомы - это везикулы, состоящие из оболочки в виде нерастворимого в воде двойного слоя неионогенного эмульгатора (ПАВ), которые представляют собой группу веществ диметикон кополиолов, представляющих собой эфиры полиэтиленгликоля и полидиметилсилоксановой основы и заключенного внутри капсулы биологически-активного вещества. Таким образом, диметикон кополиолы представляют собой гибрид кремния и углерода. В отличие от липосом, сделанных на основе фосфолипидов, ниосомы имеют целый ряд преимуществ для доставки БАВ. Наличие ковалентной связи Si-О в гидрофобной части молекулы полидиметилсилоксановой основы эмульгатора, которая обладает большой эластичностью и реакционной способностью, позволяет направленно доставлять широкий спектр БАВ при помощи реакционноспособных участков и целенаправленно их выпускать из везикулы. Эти свойства позволяют использовать ниосомы для внутритканевой доставки БАВ (антибиотиков, витаминов, растительных и животных экстрактов).

Известен внутритканевый способ доставки БАВ с помощью липосом (Патент РФ №2234311, опубл. 20.08.2004. Бюл. №23). Доставка ингредиентов осуществляется за счет того, что компоненты бислойной мембраны липосом активно включаются в метаболические процессы, взаимодействуя с клетками макроорганизма, и вызывают изменения функционального состояния отдельных органов и систем.

Изучение биологической и функциональной активности липосом открыло возможности применения их транспортной функции, которая заключается в доставке БАВ внутрь клетки кожи (Патент РФ №2241440, опубл. 10.12.2004. Бюл. №34).

Однако недостатком липосом является содержание в их структуре амфифильных фосфолипидов, обладающих высокой способностью к окислению (прогорканию), а также наличие остаточных количеств канцерогенных растворителей (хлороформа, метанола), используемых при изготовлении липосом, и значительные затраты механической энергии для формирования везикулы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению относится метод доставки БАВ с помощью силоксановых эмульгаторов (патент США - US Patent 5364633. Silicone vesicles and entrapment, 15/11/1994), сущность которого заключается в включении растворимого в воде БАВ в везикулы, сформированные из силоксанового поверхностно-активного вещества, предварительном растворении БАВ и вовлечении его в везикулу при добавлении силоксанового поверхностно-активного вещества, легкого перемешивания смеси, дальнейшего удаления избытка воды и БАВ.

Недостатком прототипа является недостаточная воспроизводимость везикул, сопровождающееся образованием мицелл (неполноценных везикул), и, как следствие, недостаточное включение БАВ в везикулы. Недостаточная воспроизводимость везикул заданного размера сопровождается увеличением расхода силоксанового эмульгатора, что может привести к возможному раздражению кожного покрова и удорожанию целевого продукта.

Целью изобретения является разработка системы эффективной доставки БАВ в ткани. Поставленная цель достигается тем, что для доставки БАВ в ткани применяются модифицированные силиконовые неионогенные эмульгаторы, представляющие собой диметикон кополиолы, способные формировать везикулы - ниосомы.

По отношению к прототипу заявляемое изобретение отличает то, что полученные ниосомы обладают повышенной стабильностью за счет наличия гидрофильных остатков полиэтиленгликоля (ПЭГ) и наличия реакционных участков в диметиконе (полидиметилсилоксановой части молекулы ПАВ). Ниосомы, полученные из диметикон кополиолов, представляют собой полноценные мультиламеллярные везикулы, обладающие хорошей воспроизводимостью, и являются отличным инструментом доставки широкого спектра БАВ. Наличие полидиметилсилоксановой основы позволяет получать везикулы, способные противостоять широкому спектру растворителей, таких как этиловый спирт, изопропилпальмитат и т.д. Таким образом, в отличие от других везикул, ниосомы могут использоваться в спиртосодержащих рецептурах.

Для доставки ниосом к клеткам тканей в качестве носителя может использоваться гель, пространственная структура которого позволяет удерживать ниосомы во взвешенном состоянии, сохраняя их структурную целостность.

Возможность осуществления заявляемого изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения.

Пример 1.

В качестве диметикон кополиола для формирования ниосом использовали поверхностно-активное соединение, содержащее 18 полиоксиэтиленовых групп в полиэтиленгликоле (ПЕГ-18 диметикон).

В связи с тем что БАВ занимают небольшой объем относительно других компонентов геля, его включение в ниосомы производится путем добавления 2% ПЕГ-12 диметикона к раствору БАВ в отдельной емкости. Процесс проводят при комнатной температуре и интенсивном механическом встряхивании в течение 5 минут. После включения БАВ в ниосомы суспензия ниосом вносится к другим компонентам геля при комнатной температуре. Особенностью включения липидной фазы геля, содержащей 5% масла авокадо и 5% циклометикона, в ниосомы является предварительное в ней растворение 2% ПЕГ-18 диметикона, перемешивание и последующее внесение в водную фазу смеси. Заключительная стадия формирования везикул происходит при интенсивном механическом перемешивании смеси.

В качестве доставляемого БАВ используют экстракт стволовых клеток плаценты свиньи, ускоряющий пролиферацию кератиноцитов (клеток кожи человека) - Решение о выдаче патента РФ от 24.04.2007 г. по заявке №2006105864/15.

Процесс приготовления экстракта стволовых клеток заключается в том, что отмывку тканей плаценты свиной проводят в фосфатном буфере или растворе Хэнкса с последующим измельчением ее на кусочки 2-3 см², кусочки заливают 150 мл 25% раствора трипсина, трипсинизацию проводят на магнитной мешалке в течение 3 часов при 20°С, затем биомассу региональных стволовых клеток выращивают монослоем на среде 199 с последующей водно-солевой экстракцией.

Полученный водно-солевой экстракт стволовых клеток с 5, 15 и 30% содержанием белка использовали для включения в ниосомы.

Фазы приготовления и рецептура геля представлены в таблице 1.

Фаза А приготавливается при комнатной температуре путем механического перемешивания компонентов в смесителе. Фазы Б и В, содержащие суспензии ниосом, изготавливаются отдельно по вышеописанной технологии и вносятся в фазу А при перемешивании. Для стабилизации концентрации водородных ионов (рН) до 6,6-7,0 и формирования структуры геля вносят фазу Г.

Приготовленный гель наносят на предварительно очищенную кожу 1 раз в день. Ежедневно перед повторным нанесением геля оценивают степень кератинизации. Максимальное увеличение степени кератинизации составляет 10% от исходных значений и наступает на 5 день от нанесения геля.

Пример 2. Выполняется аналогично примеру 1, только в качестве диметикон кополиола для формирования ниосом использовали поверхностно-активное соединение, содержащее 12 полиоксиэтиленовых групп в полиэтиленгликоле (ПЕГ-12 диметикон), а также суспензия ниосом вносится в количестве 5%, в состав которых включен 15% (по белку) экстракт стволовых клеток. Максимальное увеличение степени кератинизации составляет 30% от исходных значений и наступает на 5 день от нанесения геля.

Пример 3. Выполняется аналогично примеру 1, только в качестве диметикон кополиола для формирования ниосом использовали поверхностно-активное соединение, содержащее 20 полиоксиэтиленовых групп в полиэтиленгликоле (ПЕГ-20 диметикон), а также суспензия ниосом вносится в количестве 8%, в состав которых включен 30% (по белку) экстракт стволовых клеток. Максимальное увеличение степени кератинизации составляет 30% от исходных значений и наступает на 5 день от нанесения геля.

Таким образом, оптимальной является система доставки - суспензия ниосом в количестве 5% (от массы геля) с содержанием 15% (по белку) экстракта стволовых клеток (пример 2). Дальнейшее повышение процентного содержания ниосом и экстракта стволовых клеток не приводит к увеличению степени кератинизации.

Сконструированный гель прошел клинические испытания в краевом кожно-венерологическом диспансере и на кафедре дерматологии и косметологии Ставропольской государственной медицинской академии (протокол №11 от 25.11.2005). В результате проведенных исследований подобрано оптимальное процентное соотношение ниосом и экстракта стволовых клеток, позволяющее получить максимальное увеличение степени кератинизации (таблица 2).

Таблица 1.Фазы приготовления и рецептура геля с экстрактом стволовых клеток№ п/пНаименование ингредиентаСодержание в % (по массе)Фаза А1Дистиллированная водадо 1002Консервант0,053Гелеобразователь2,54Отдушка0,155Гиалуроновая кислота0,1Фаза Б6Суспензия ниосом, содержащая экстракт стволовых клеток3,0-8,0Фаза В7Суспензия ниосом, содержащая липидную фракцию (5% масла авокадо, 5% циклометикона)12,0Фаза Г8Триэтаноламин2,0

Таблица 2.Процентное соотношение ниосом и экстракта стволовых клетокПримеры123Суспензия ниосом358(мас.% внесения в гель)   Экстракт стволовых клеток51530(мас.% белка)   Степень кератинизации (% увеличения от исходного значения)103030

Протокол клинической апробации№11 от 25 ноября 2005 г.Ставропольская государственная медицинская академияКафедра дермато-венерологии и косметологииГель с ниосомамиЗаявитель: Базихов Игорь Александрович»г.Ставрополь, пр-т Октябрьской 34, кв.4.Показатели безопасности: СанПиН 1.2.681-97 «Гигиенические требования к производству и безопасности парфюмерно-косметической продукции»табл. №3РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ№ п/пНаименование показателя*Гель с БАВ** (контроль)Гель с БАВ**, включенными в ниосомыСодержание ниосом в геле, %3%5%8%1Степень кератинизации (% увеличения от исходного значения)61030302Степень увлажнения (% увеличения от исходного значения)2530303Содержание экстракта стволовых клеток (мас.% белка)15515304Вид диметакон кополиола, использованного для приготовления ниосом-ПЕГ-18 ДиметиконПЕГ-12 ДиметиконПЕГ-20 Диметикон5Капельный тест
слабая гиперемия
отечность
ед. везикул, высыпанияотсутствие
отсутствие
отсутствиеотсутствие
отсутствие
отсутствиеотсутствие
отсутствие
отсутствиеотсутствие
отсутствие
отсутствие6Компрессорный тест
слабая гиперемия
отечность
ед. везикул, высыпанияотсутствие
отсутствие
отсутствиеотсутствие
отсутствие
отсутствиеотсутствие
отсутствие
отсутствиеотсутствие
отсутствие
отсутствие* Гель исследовался на 27 апробантах в течение 5 дней**В качестве БАВ использовались экстракт стволовых клеток из плаценты свиньи, циклометикон и масло Авокадо

Изобретение относится к биологии и медицине и может быть использовано для эффективной доставки широкого спектра лекарственных препаратов и биологически-активных веществ. Изобретение представляет собой ниосомы, изготовленные на основе модифицированных силиконовых эмульгаторов - диметикон кополиолов, образующих везикулы - ниосомы с включенными в них биологически-активными веществами, которые представлют собой экстракт стволовых клеток из плаценты свиньи, масло авокадо и циклометикон, которые включены в состав геля. Изобретение обеспечивает получение геля, обладающего повышенной стабильностью за счет наличия гидрофильных остатков полиэтиленгликоля и наличия реакционных участков в диметиконе, а также позволяет использовать заявленные ниосомы в спиртосодержащих рецептурах. 3 табл.

Система доставки биологически активных веществ, состоящая из поверхностно-активных веществ, представляющих собой модифицированные силиконовые эмульгаторы - диметикон кополиолы, образующие везикулы - ниосомы, биологически активных веществ, включенных в везикулы, представляющих собой экстракт стволовых клеток из плаценты свиньи, масла авокадо и циклометикона, которые включены в состав геля, содержащего, мас.%:

суспензии ниосом, содержащих экстракт стволовых клеток3,0-8,0 суспензии ниосом, содержащих масло авокадо и циклометикон12,0 триэтаноламин2,0 гелеобразователь2,5 гиалуроновая кислота0,1 отдушка0,15 консервант0,05 дистиллированная водадо 100