Крем, поглощающий ультрафиолетовое излучение, на основе калины красной и наночастиц серебра и способ его получения Российский патент 2023 года по МПК A61K36/185 A61K33/38 A61K8/9789 A61P17/16 A61P17/18 A61Q17/00 

Изобретение относится к области физикохимической и/или косметологической промышленности, и представляет собой ультрафиолет-поглощающий крем на основе экстракта плодов калины красной (Viburnum Opulus L.) и наночастиц (НЧ) серебра. Биологически активный крем обладает свойством поглощения в ультрафиолетовой области спектрального диапазона. Плазмоны наночастиц серебра увеличивают оптическую плотность и усиливают поглощательную особенность крема при взаимодействии с излучением УФ-диапазона. Изобретение может быть использовано в биофизике, медицине и фармацевтике в качестве солнцезащитного и антиоксидантного препаратов.

Известны работы, являющиеся предпосылками заявляемого изобретения. Нижеприведенные примеры, которые составляют часть предпосылок заявляемого изобретения и/или раскрывают методики, которые можно применять к некоторым аспектам заявляемого изобретения.

В частности, в работе (Pietrzyk, N.; Zaklos-Szyda, М.; Koziolkiewicz, М.; Pods,edek, A. Viburnum opulus L. Fruit Phenolic Compounds Protect against FFA-Induced Steatosis of HepG2 Cells via AMPK Pathway. J. Funct. Foods 2021, 80, 104437.) были синтезированы полифенольные соединения калины красной. Свежий сок был получен в результате центрифугирования (5000 об/мин в течение 10 мин) гомогенизированных свежих ягод. Процесс очистки осуществляли путем твердофазной экстракции с применением метанола и воды. Фенольные соединения, загруженные на колонки, элюировали метанолом и после удаляя органический растворитель под вакуумом, сухой остаток разводили в воде и подвергали сублимационной сушке для получения очищенного сока. Твердый остаток, полученный после центрифугирования сока, использовали для приготовления двух препаратов: на основе метанол-ацетонового экстракта и ацетонового экстракта. Установлено, что экстракты калины (V. Opulus) увеличивают поляризацию митохондриальной мембраны, что может быть связано с их антиоксидантными свойствами. Таким образом, фенольные соединения калины обеспечивают диетический механизм регуляции липотоксичности печени у людей с ожирением. Кроме того, фенольные соединения калины могут подавлять резистентность к инсулину, возникающую в результате состояния гиперлипидемии, посредством усиления передачи сигнала по пути рецептора инсулина.

Представленные исследования доказали, что сок, а также остатки от сока калины могут быть богатым источником биологически активных соединений, которые находят широкое применение в профилактике и лечении стеатоза печени, и указывают на то, что плоды калины могут быть потенциальным функциональным пищевым ингредиентом. Биологическая активность плодов калины так же хорошо описана в работе (Chen, J.; Zhao, Z.; Zhang, X.; Shao, J.; Zhao, C. Recent Advance on Chemistry and Bioactivities of Secondary Metabolites from Viburnum Plants: An Update. Chem. Biodivers. 2021, 18,e2100404.).

В работе (Bozali, К.; Guler, E.M.; Gulgec, A.S.; Kocyigit, A. Cytotoxic, Genotoxic and Apoptotic Effects of Viburnum opulus L. on Colon Cancer Cells: An in Vitro Study. Turkish J. Biochem. 2020, 45, 803-810.) содержание флавоноидов в экстракте было определено спектрофотометрически, в качестве стандарта использовали кверцетин. Содержание флавоноидов на основании метода ABTS составляло 1-8 мг/мл. Для определения общей полифенольной массы экстракта калины в качестве стандарта использовали галловую кислоту. К 40 мкл экстракта добавляли реагент Фолина-Чокалтеу, смесь инкубировали при комнатной температуре в течение 8 мин. После инкубации к смеси добавляли 60 мкл 7,5% Na₂CO₃. Растворы инкубировали при 25°С в течение 2 ч. Результаты пробы сравнивали с галловой кислотой. Поглощающая способность экстракта калины измерена на 746 нм. Недостатком данного метода является рассмотрение поглощательной способности на длине волны 746 нм, поскольку основные максимумы поглощения для экстракта калины расположены в области ≈300 и ≈420 нм в зависимости от экстрагента.

В обзоре (Kajszczak, D.; Zaklos-Szyda, М.; Pods edek, A. Viburnum opulus L.-A Review of Phytochemistry and Biological Effects. Nutrients 2020, 12, 3398.) представлен богатый и разнообразный химический состав экстракта калины. Из-за высокого содержания фенольных соединений, а также других компонентов с антиоксидантным потенциалом, калина обладает свойствами нейтрализовать или удалять свободные радикалы посредством химического взаимодействия с активными молекулами. Фруктовый сок калины, а также изолированные фенольные соединения (50-75 мкг/мл) проявляли защитную активность против окислительного стресса, генерируемого t-BOOH в клетках гепатомы человека HepG2, секретирующих инсулин β-ТС3 и MIN-6, а также частично восстановил их метаболическую активность [Zaklos-Szyda, М.; Majewska, I.; Redzynia, М.; Koziolkiewicz, М. Antidiabetic effect of polyphenolic extracts from selected edible plants as α-amylase, α-glucosidase and PTP1B inhibitors, and β pancreatic cells cytoprotective agents-A comparative study,22-Zaklos-Szyda, M.; Kowalska-Baron, A.; Pietrzyk, N.; Drzazga, A. Evaluation of Viburnum opulus L. Fruit phenolics cytoprotective potential on insulinoma MIN6 cells relevant for diabetes mellitus and obesity. Antioxidants 2020, 9, 433]. Недавние исследования in vitro показали, что сок, выделенный из плодов калины, действовал как средство защиты от повреждения ДНК, индуцированного в клетках аденокарциномы человека Сасо-2 метил-нитронитрозогуанидином (MNNG) или перекисью водорода [Zaklos-Szyda, М.; Pawlik, N.; Polka, D.; Nowak, A.; Koziolkiewicz, M.; Pods,edek, A. Viburnum opulus fruit phenolic compounds as cytoprotective agents able to decrease free fatty acids and glucose uptake by Caco-2 cells. Antioxidants 2019, 8, 262]. Свежий сок и выделенные из него фенольные соединения (100 и 25 мкг/мл соответственно) также выявили положительное влияние на репарацию ДНК после повреждения, вызванного MNNG в клетках Saos-2 [25-Zaklos-Szyda, М.; Nowak, A.; Pietrzyk, N.; Pods.edek, A. Viburnum opulus L. juice phenolic compounds influence osteogenic differentiation in human osteosarcoma Saos-2 cells. Int. J. Mol. Sci. 2020, 21,4909].

Известно изобретение "Апсорин" (патент RU 2082426), включающее водно-спиртовые экстракты полыни, калины, радиолы и солодки, в котором описан способ лечения псориаза путем нанесения экстрактов на пораженные участки кожи. Препарат получают из растительного сырья, имеющего соотношение компонентов, мас. %: лист полыни лимонной 15-40; корень калины 30-35; корень родиолы розовой 30-50. Способ включает экстракцию этиловым спиртом листа полыни лимонной на водяной бане с обратным холодильником при соотношении исходное растительное сырье:экстрагент 1:3 и последующее настаивание в полученном экстракте корня калины и корня родиолы розовой. Предметом изобретения является также способ лечения псориаза, включающий нанесение на пораженные участки кожи вышеупомянутого препарата "Апсорин" с одновременным введением перорально настоя корня солодки голой. Нанесение препарата "Апсорин" чередуется с нанесением смягчающего крема, а настой корня солодки голой вводят в количестве до 250 мл в день.

Известно еще одно изобретение «Противомикробная активность биологически стабилизированных наночастиц серебра» (патент ЕА 013401 В1), содержащее сходный с используемым в заявленном способе принцип выбора и способ конструирования устройства Изобретение относится к противомикробной композиции, содержащей биологически стабилизированные наночастицы серебра, стабилизированные с использованием «зеленого» биологического пути, средним размером 1-100 нм в носителе (гель, крем и пр.), концентрация в котором составляет от 1 до 6 ч./млн.

Средний размер частиц составляет 1-100 нм. Изобретение доказывает противомикробную активность композиции в очень низкой эффективной концентрации (благодаря чрезвычайно высокой площади поверхности) и не являются цитотоксичными в данных концентрациях. Композиция содержит: биологически стабилизированные наночастицы серебра размером в диапазоне от 1 до 100 нм и носитель (гель, крем, мазь и пр.), в котором концентрация указанных биологически стабилизированных наночастиц серебра находится в диапазоне от 1 до 6 ч./млн.

Основным недостатком данного изобретения является неравномерное распределение наночастиц по размерам. Ввиду большого разброса по размерам (1 до 100 нм) возможны процессы коагуляции наночастиц (слипание) в матрице носителя, что в последствии может привести к частичному разрушению композиции и разделению фракций «вода-масло».

Прототипом данного изобретения является изобретение «Лечебно-косметическое средство для защиты кожи от солнечных ожогов» (патент RU 2475230 С1 (ООО «Две линии») 20.02.2013).

Изобретение относится к области косметологии и представляет собой лечебно-косметическое средство для защиты кожи от солнечных ожогов, характеризующееся тем, что оно выполнено в виде аэрозольного крема, содержащего Д-пантенол, аллантоин, коллоидное наносеребро, бисаболол, сверхкритический экстракт хвои ели обыкновенной, сверхкритический экстракт календулы лекарственной, сверхкритический экстракт облепихи крушиновидной, сверхкритический экстракт розмарина лекарственного, сверхкритический экстракт шалфея лекарственного, сверхкритический экстракт зародышей пшеницы, сверхкритический экстракт ромашки аптечной, сверхкритический экстракт череды трехраздельной, сверхкритический экстракт зверобоя продырявленного, а также ланолин безводный, триэтаноламин, спирт этиловый, спирты синтетические жирные первичные фракции С₁₆-С₂₁, кислоту стеариновую, глицерин дистиллированный, масло подсолнечное, газ углеводородный сжиженный очищенный или смесь хладонов 22 и 142, воду очищенную, причем компоненты в средстве находятся в определенном соотношении в мас. %.

Несовершенство данного изобретения заключается в наличии большого количества используемого растительного сырья, которое включается в рецептуру в виде дорогостоящих сверхкритических экстрактов.

Также в состав аэрозольного крема входит углеводородный сжиженный газ очищенный или смесь хладонов 22 и 142, использование которых является неэкологичным и небезопасным для здоровья человека, особенно с заболеваниями дыхательной системы.

Задачей заявляемого изобретения является разработка способа получения биоактивного крема, способного интенсивно поглощать свет в области 350-500 нм и увеличивать степень поглощения в результате плазмонного резонанса серебряных наночастиц.

Поставленная задача решается тем, что биоактивный крем представляет собой кремообразную основу с активным веществом (экстракт плодов калины с НЧ серебра), обладающим интенсивным спектром поглощения в ультрафиолетовой области в виду наличия в водно-спиртовом экстракте плодов калины наночастиц серебра.

Заявленный способ позволяет получать широкий спектр поглощения УФ синего света с интенсивной оптической плотностью в ультрафиолете.

Заявленный способ основан на эффекте двойного поглощения активными соединениями экстракта плодов калины красной и наночастиц серебра, равномерно распределенных в кремообразной матрице (моностеарат глицерина в триглицеридах жирных кислот) на близком расстоянии с НЧ серебра, позволяющим увеличить поглощательную способность вещества.

Приготовление водно-спиртового экстракта плодов калины Viburnum opulus L. на кремовой основе проводили следующим образом.

Сначала свежие плоды калины, предварительно очищенные, массой 213 г измельчали в ступке и удаляли семечки, затем полученную массу отжимали. К полученному соку объемом 20 мл добавляли равное количество водно-этанольного раствора в соотношении спирта и воды 3:7, экстракцию вели в течение 48 часов при комнатной температуре. Полученный раствор трижды пропускали через марлю и далее многократно пропускали через бумажные фильтры до получения прозрачной жидкости ярко-красного цвета. Полученный прозрачный раствор был отфильтрован через фильтр с размером фракции 200 нм. После отстаивания в течение 24 часов осадка не выпадало.

К полученному раствору объемом 2 мл был добавлен раствор наночастиц серебра объемом 0.1 мл, приготовленный следующим методом: в 250 мл дистиллированной воды растворяли 22,5 мг AgNO₃. Раствор доводили до кипения при интенсивном перемешивании, после чего быстро по каплям добавляли 4,5 мл водного раствора цитрата натрия с концентрацией 1%. Сразу после смешения реагентов раствор принимал желто-зеленую окраску. Поскольку частицы серебра получали при некотором избытке восстановителя, то можно считать, что практически все исходное серебро восстанавливалось до металлического состояния. Концентрация полученного раствора составляла C_Ag=5⋅10^-8 М. Средний гидродинамический радиус полученных наночастиц был исследован методом фотонно-корреляционной спектроскопии (PhotoCor-Complex, Беларусь) и составлял 30 нм.

Далее водно-спиртовой экстракт калины с наночастицами серебра вносили в смесь состоящую из моностеарата глицерина (0,5 мл) и среднецепочечных глицеридов (10 мл). Тщательно перемешивали до однородного состояния на магнитной мешалке (15 минут, V=800 об/мин, Т=50°С). Полученная эмульсия подвергалась обработке в ультразвуковой ванне (с частотой 37 кГц) в течении 10 минут. Полученный крем представлял собой однородную мягкую текстуру, розового цвета, без каких-либо иных скоплений в виде крупных комплексов (комков).

Приготовленные растворы экстрактов с наночастицами серебра и крем на основе экстракта с наночастицами серебра были исследованы в ультрафиолетовой и видимой области спектрофотометрическим методом на спектрофотометре фирмы Shimadzu (Япония). Спектры поглощения раствора наночастиц серебра представлены на Фиг. 1., где: 1 - раствор наночастиц серебра концентрацией С=5⋅10^-8 М; 2 - раствор экстракта плодов калины; 3 - раствор экстракта плодов калины с наночастицами серебра концентрацией С=5⋅10^-8 М.

Спектры поглощения раствора экстракта плодов калины и НЧ серебра перекрываются в области 420 нм. При добавлении НЧ серебра в раствор экстракта происходит увеличение оптической плотности в результате двойного фотовозбуждения поглощающих веществ с последующим суммарным спектральным сложением интегральной оптической плотности. Оптическая плотность поглощения крема на основе плодов калины с НЧ серебра также возрастает в результате наличия плазмонных НЧ, поглощающих в той же спектральной области, что и крем на основе калины. На Фиг. 2. представлены спектры поглощения кремов на основе плодов калины красной, где: 1 - без наночастиц серебра; 2 - с наночастицами серебра концентрацией С=5⋅10^-8 М. Максимумы поглощения кремов смещаются в УФ область на длину волны 380 нм. Оптическая плотность крема на основе плодов калины с НЧ серебра выше, чем у крема без НЧ. Фотографии полученных кремовых масс представлены на Фиг. 3, где: 1) фотография образца полученного крема на основе экстракта плодов калины красной без наночастиц серебра; 2) фотография образца полученного крема на основе экстракта плодов калины красной с наночастицами серебра.

Группа изобретений относится к фармацевтической и косметической промышленности, а именно к крему, поглощающему ультрафиолетовое излучение, и способу его получения. Способ получения крема, поглощающего ультрафиолетовое излучение, характеризующийся тем, что измельчают плоды калины красной, удаляют семечки, полученную массу отжимают, к полученному соку объемом 20 мл добавляют равное количество водно-этанольного раствора в соотношении спирта и воды 3:7, экстрагируют в течение 48 часов при комнатной температуре, полученный раствор трижды пропускают через марлю и далее через бумажные фильтры до получения прозрачной жидкости ярко-красного цвета, полученный прозрачный раствор фильтруют через фильтр с размером фракции 200 нм, к полученному раствору объемом 2 мл добавляют водный раствор наночастиц серебра объемом 0,1 мл с концентрацией C_Ag=5⋅10^-8 М, далее водно-спиртовой экстракт калины с наночастицами серебра вносят в смесь, состоящую из 0,5 мл моностеарата глицерина и 10 мл среднецепочечных глицеридов, перемешивают до однородного состояния на магнитной мешалке 15 минут при 800 об/мин и температуре 50°С, полученную эмульсию обрабатывают в ультразвуковой ванне с частотой 37 кГц в течение 10 минут. Крем, поглощающий ультрафиолетовое излучение, полученный вышеописанным способом. Крем, полученный вышеописанным способом, интенсивно поглощает свет в области 350-500 нм, увеличивает степень поглощения в результате плазменного резонанса серебряных наночастиц. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ получения крема, поглощающего ультрафиолетовое излучение, характеризующийся тем, что измельчают плоды калины красной, удаляют семечки, полученную массу отжимают, к полученному соку объемом 20 мл добавляют равное количество водно-этанольного раствора в соотношении спирта и воды 3:7, экстрагируют в течение 48 часов при комнатной температуре, полученный раствор трижды пропускают через марлю и далее через бумажные фильтры до получения прозрачной жидкости ярко-красного цвета, полученный прозрачный раствор фильтруют через фильтр с размером фракции 200 нм, к полученному раствору объемом 2 мл добавляют водный раствор наночастиц серебра объемом 0,1 мл с концентрацией C_Ag=5⋅10^-8 М, далее водно-спиртовой экстракт калины с наночастицами серебра вносят в смесь, состоящую из 0,5 мл моностеарата глицерина и 10 мл среднецепочечных глицеридов, перемешивают до однородного состояния на магнитной мешалке 15 минут при 800 об/мин и температуре 50°С, полученную эмульсию обрабатывают в ультразвуковой ванне с частотой 37 кГц в течение 10 минут.

2. Крем, поглощающий ультрафиолетовое излучение, полученный способом по п. 1.