Способ получения косметического гидрогеля с лечебно-профилактическим действием для целенаправленной коррекции микробиома кожи и регулируемого высвобождения активного компонента Российский патент 2025 года по МПК A61K8/73 A61K8/9728 A61K8/34 A61Q19/00 

Область техники

Изобретение относится к косметической, биотехнологической и фармацевтической отраслям промышленности и представляет собой способ получения косметического гидрогеля с лечебно-профилактическим действием для целенаправленной коррекции микробиома кожи за счет использования в технологии лизатов пробиотической культуры дрожжей Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 или ВКПМ Y-4304, обеспечивающих детоксикационное, антимикробное, иммуномодулирующее действие и рост облигатной микрофлоры, и регулируемого высвобождения активного компонента за счет натуральной полисахаридной матрицы гидрогеля в указанных в формуле изобретения соотношениях мас.% на базе воды с пониженным содержанием дейтерия, обеспечивающей усиление действия биологически активного компонента. Изобретение обеспечивает возможность целенаправленной коррекции микробиома кожи, а также увеличения трансдермальной проницаемости биологически активных веществ для наружного применения.

Может быть использовано в производстве биопрепаратов на основе дрожжей Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 или ВКПМ Y-4304 и имеет широкую сферу применения в космецевтике, фармацевтике, медицине и ветеринарии.

Уровень техники

Воспалительные заболевания кожи, представленные в основном атопическим дерматитом (далее - АтД), контактным дерматитом, экземой и акне (угри обыкновенные), в настоящее время имеют широкое распространение среди населения разных возрастных групп. Атопический дерматит и акне (acne vulgaris) по международной классификации болезней (МКБ-10, 2024) относятся к классу XII «Болезни кожи и подкожной клетчатки», но не являются социально-значимыми болезням населения, что понижает внимание к ним лечебно-профилактических учреждений. По данным Федеральной службы государственной статистики и Министерства здравоохранения общая заболеваемость кожными болезнями за последние 3 года составила: 4979,0 в 2020 г., 5194,3 в 2021 г. и 5292,0 в 2022 г. на 147 182 123 человек соответственно. Акне поражает до 95% пациентов, но наиболее часто встречается у лиц женского пола, заболеваемость женщин старше 25 лет составляет более 50%. Повышенная распространенность заболевания встречается у лиц подросткового возраста (15÷18 лет) и связана с изменением гормонального фона. Гендерные распределения заболеваемости по степени тяжести схожи, однако у лиц мужского пола преобладает тяжелая форма, характеризующаяся более длительным течением. У ряда пациентов, обращающихся к врачам-дерматологам, был обнаружен хронический рецидивирующий характер заболевания, в том числе формирование поздних акне (acne tarda) в возрасте от 30 до 40 лет. С каждым годом наблюдается рост распространенности акне у лиц зрелого возраста [16].

За последние 5 лет проведено множество исследований, посвященных развитию воспалительных заболеваний кожи и подкожной клетчатки по причине качественного и количественного изменения микробиома кожи, заключающегося в уменьшении содержания полезных пробиотических штаммов и повышении количества условно-патогенных, таких как Cutibacterium acnes и Staphylococcus aureus [20]. Местное применение пробиотиков или их лизатов признано перспективным направлением профилактики кожных заболеваний, в том числе АтД и акне [21]. Разработка и внедрение в косметологическую практику способов изготовления косметических средств, содержащих активные компоненты, включая пробиотики и их лизаты, для целенаправленной коррекции микробиома кожи, может снизить как симптоматические проявления кожных заболеваний, так и патогенетические особенности их развития.

Необходимо отметить, что в связи с уходом с рынка Российской Федерации ряда крупных зарубежных производителей косметических средств (Estee Lauder, L'Oreai, Henkel и других), повышением импортозависимости (80÷90%) и конечной стоимости продукта или отдельных компонентов [22], нарушением логистических цепочек поставки сырья, необходимо обеспечивать развитие отечественного производства парфюмерно-косметической продукции, способного к конкуренции, увеличению объемов выпускаемой продукции и соответствию тренда на органическую косметику [23].

В последние годы лечение кожи с использованием гидрогеля применяли во многих областях, таких как косметические продукты, продукты для ухода за кожей, для красоты кожи и лечения кожи. Гидрогель хорошо известен как вещество, подходящее для использования в качестве матрицы для регулируемого высвобождения лекарственных средств (N.A. Pappas Ed., «Hydrogels in Medicine and Pharmacy, Vol. 11; Polymers», CRC Press, Inc., 1987). Это означает, что гидрогель как матрицу используют для доставки в кожные покровы различных биологически активных веществ. Патент США № 5344655 Sakai et al. описывает методику трансдермальной доставки лекарственных средств в организм с использованием матрицы гидрогеля, содержащей водорастворимые полимеры, такие как производные целлюлозы. В патенте США №5405366 Fox et al. описано применение клейкого гидрогеля, который образует оптический мостик и содержит водорастворимые полимеры в системе для трансдермальной доставки лекарственных средств. Патент США № 4593053 Gebner et al. описывает способ применения и получения гидрогеля, который является безвредным для кожи и чувствительным к давлению. Патент США №4942158 Sapota et al. описывает композицию гидрогеля, которая содержит усилитель проницаемости для улучшенной трансдермальной доставки лекарственных средств. Более того, патенты США №6361790 и 6406712 Rolf et al. описывают способ нанесения повязки и пластыря на кожу с использованием гидрогеля.

Во всех вышеуказанных методиках гидрогель наносят на кожу, но гидрогель имеет только функцию медленного высвобождения биологически активных веществ, содержащихся в гидрогеле, действуя, как матрица, на кожу, пока он сохраняется в гелеобразном состоянии и присутствует на ней. Существуют неизбежные недостатки, а именно то, что для проникновения через кожу необходимо относительно много времени, сам гидрогель обычно липкий и при длительном нахождении на коже, особенно на лице, создает неприятные ощущения для потребителя/пациента.

Описан способ (патент РФ 2563232, опубликован 20.09.2015 г.), который включает введение в полимерную композицию из ряда полисахаридов лекарственного препарата, гамма-стерилизацию 6-15 кГр и при постоянном перемешивании введение сорбиновой кислоты или ее водорастворимых солей, либо бензойной кислоты или ее водорастворимых солей, либо смесь этих кислот в концентрации 0,05-1,00 мас.% до получения гомогенной консистенции. В качестве полимерной композиции используют смесь альгината натрия и гиалуроновой кислоты или гиалуроната натрия при соотношении компонентов 5:1, или смесь альгината натрия и пектина при соотношении компонентов 6:1, или набухший альгинат натрия. Концентрацию биологически активных веществ или лекарственного компонента предлагается выбирать от 0,25 до 20 мас.%. Способ исключает рост микрофлоры в лечебном гидрогеле, позволяя избежать больших экономических потерь, допускает отсрочку γ-стерилизации и не допускает падения вязкости лечебного гидрогеля при проведении γ-стерилизации, обеспечивает требуемый период пролонгации лекарственного средства.

Основным недостатком описанного способа является то, что гидрогель, полученный таким способом, можно хранить до финишной стерилизации не более 3 суток во избежание повышения обсемененности композиции, композиция, полученная по такому способу, только частично сохраняет реологические свойства, а также то, что все приведенные аналоги не содержат пробиотических компонентов или их лизатов, способных воздействовать на микробиом кожи, а также характеризуются неизмененным высвобождением активных компонентов из гидрогеля.

Когда косметические средства, содержащие гидрогель, используют для целенаправленной коррекции микробиома кожи, требуется, чтобы используемое биологически активное вещество быстро доставлялось в кожу причем, как правило, в большом количестве, содержало в себе пре- и пробиотические компоненты или их лизаты. Сам же гидрогель должен иметь такую консистенцию и реологические характеристики, позволяющие равномерному и комфортному для потребителя впитыванию. Для удовлетворения этой особенности гидрогель должен быстро и равномерно доставлять косметическое средство в кожу, в отличие от обычного гидрогеля, и, следовательно, остается необходимость в разработке нового гидрогеля, который может удовлетворять вышеуказанным характеристикам.

Указанные задачи можно решить подбором взаимодополняющих компонентов основы из числа натуральных полисахаридов, введением температурных и иных характеристик процесса, разработкой технологической карты, включающей ввод пробиотической составляющей или их лизированных форм, и использованием в гидрогеле в качестве основы воды с пониженным содержанием дейтерия в диапазоне от 10 до 100 ppm в зависимости от необходимого уровня активации протекания реакций на кожи и в ее роговом слое.

Дейтерий - нерадиоактивный стабильный изотоп водорода, постоянно присутствующий в природной воде (D/H = 150 ppm для московского региона) и в организме человека (в количествах, соизмеримых с содержанием таких эссенциальных микроэлементов, как цинк, медь, железо). Природная вода представляет собой многокомпонентную смесь молекул с различным изотопным составом (изотопологов). В природной воде на один миллион молекул приходится в среднем 997 284 молекул ¹H₂¹⁶O, 311 молекул ¹ HD¹⁶O, 390 молекул ¹H₂¹⁷O и около 2005 молекул ¹H₂¹⁸O. Концентрация дейтерия (D) в природных водах колеблется в пределах, определенных двумя основными международными стандартами изотопного состава гидросферы: VSMOW (Vienna Standard Mean Ocean Water) и SLAP (Standard Light Antarctic Precipitation), введенными Международным агентством по атомной энергии (МАГАТЭ) [2]. Согласно стандарту VSMOW абсолютное содержание дейтерия (2D/1H) в морской воде составляет 155,76 ± 0,05 ppm. Стандарт SLAP характеризует самую легкую природную воду на Земле с D/H = 89 ppm. Вода с обедненным дейтерием (ddw) с D/H = 5 ppm (SLAP) обладает рядом неожиданных биологических свойств, включая противоопухолевые [3], антидотные [4] и метаболические эффекты [5, 6, 13, 14]. Применение воды с пониженным содержанием дейтерия в онкологии в качестве адъювантного средства сопровождается улучшением состояния пациентов [9, 10].

Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению является патент РФ 2139062, где предложены гигиенические и косметические препараты для профилактики и лечения заболеваний кожи. Изобретение может быть использовано в медицине и косметологии для профилактики и лечения заболеваний кожи, включая онкологические. Препараты содержат в качестве обязательного компонента воду, имеющую пониженное содержание дейтерия - 111-135 ч. на миллион (ppm). Форма препаратов: крема, мази, эмульсии, желе, суспензии, тоники, средства для чистки зубов, по уходу за руками, волосами и т. п. Эти препараты, нанесенные на поверхность кожи, способны предотвращать образование опухолей, они замедляют процессы старения кожи и лечат такие заболевания, как псориаз.

Основным недостатком данного изобретения является отсутствие гидрогелевой формы препарата с высоким уровнем высвобождения биологически активных веществ, увлажнения кожи и отличными сенсорными характеристиками, и обязательного наличия пробиотиков или их лизированных форм. Кроме того, описано только использование воды с пониженным содержанием дейтерия в диапазоне от 111 до 135 ppm, тогда как использование более «легкой» воды для средств с предполагаемым нанесением до одного раза в день целесообразно. В настоящее время накоплен значительный экспериментальный материал по влиянию соотношения дейтерий/протий (D/H) в воде на процессы с участием биологически активных субстанций in vitro и in vivo [1, 7-12, 15]. Установлено, что в интервале содержания дейтерия от 16 (что соответствует соотношению D/H европейской воды около 140 ppm) до 0,5 ммоль/л (соотношение D/H около 5 ppm) в «легкой» воде возрастает кинетический изотопный эффект (КИЭ) биологически активных соединений [7, 8, 11, 12, 15]. В такой воде изменяются скорости растворения субстанций и мутаротации углеводов, оптические свойства хиральных соединений, возрастает всасывание и накопление ионов эссенциальных микроэлементов в лекарственных и пищевых растениях. При рассмотрении суспензионных систем изучалась скорость растворения активных лекарственных веществ. Растворение происходит быстрее, когда концентрация протия больше, чем дейтерия. Это отвечает нормальному кинетическому изотопному эффекту и подтверждает важную роль выбора изотопного состава основы гидрогеля для ускорения процесса [2].

Сущность изобретения

Цель изобретения и технический результат - разработка нового способа получения косметического гидрогеля с лечебно-профилактическим действием, а также расширение арсенала эффективных технологий для целенаправленной коррекции микробиома кожи и регулируемого высвобождения активного компонента.

Цель и технический результат достигается путем разработки способа получения косметического гидрогеля с лечебно-профилактическим действием для целенаправленной коррекции микробиома кожи и регулируемого высвобождения активного компонента, включающего создание полимерной композиции на основе натуральных полисахаридов, гомогенизацию гидрогелевой массы, снижение температуры до 40С°, введение лизатов пробиотической культуры и охлаждение до комнатной температуры, отличающегося тем, что создание и гомогенизацию гидрогелевой массы, способной регулируемо высвобождать активный компонент осуществляют на основе стерильной воды с пониженным содержанием дейтерия от 10 до 100 ррm (частей на миллион) при 55°С в течение 20 мин, и соотношении компонентов, мас. %: альгинат натрия - 0,1÷0,75 %; ксантановая камедь - 0,1÷0,5 %; целлюлозная камедь - 0,1÷0,5 %; глицерин - 1÷5 % или пропиленгликоль - 1÷5 % или бутиленгликоль - 1÷5 %; в качестве активного компонента гидрогеля вводят лизаты пробиотической культуры дрожжей Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 и/или ВКПМ Y-4304, обеспечивающие детоксикационное, антимикробное, иммуномодулирующее действие и целенаправленную коррекцию микробиома кожи, в количестве 5÷10 %. Технический результат подтверждается проведенными исследованиями.

Разработан способ получения косметического гидрогеля, содержащего не менее 10⁷ клеток дрожжей Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 или ВКПМ Y-4304, способных влиять на микробиом кожи и обладающих доказанными детоксикационными, антагонистическими свойствами на представителей родов Escherichia, Enterobacter, Klebsiella и высокой биологической ценностью, а также воду с пониженным содержанием дейтерия от 10 до 100 ррm (частей на миллион) в качестве базы гидрогеля, позволяющей быстро впитываться, заметно увлажнять кожу и ощущать эффект от действия активного компонента гидрогеля в течение от 2 минут после нанесения до не менее 18 часов.

Возможность использования изобретения иллюстрируется примерами, которые не ограничивают объем и сущность притязаний, связанных с ними.

Осуществление изобретения

Пример 1. Процессуальная схема технологии получения косметического гидрогеля с лечебно-профилактическим действием для целенаправленной коррекции микробиома кожи и регулируемого высвобождения активного компонента

Процессуальная схема содержит основные этапы, характерные для любых технологий получения косметических средств:

• Подготовка оборудования, сырья и активных компонентов;

• Изготовление основы косметического средства;

• Подготовка основы для внесения активных компонентов;

• Введение активных компонентов в косметическое средство;

• Введение отдушки, консервантов, регуляторов рН (стадия проводится при необходимости);

• Получение готового продукта;

• Фасовка, маркировка и упаковка готовой продукции.

Однако в зависимости от косметической формы и используемых активных ингредиентов возможно добавление дополнительных стадий или сокращение технологического цикла за счет удаления стадии введения отдушки, консервантов и регуляторов рН.

С целью достижения цели изобретения и заявленного технического результата выбраны компоненты для разработки технологической блок-схемы косметического гидрогеля, направленного на профилактику и лечение воспалительных заболеваний кожи путем целенаправленной коррекции микробиома и регулируемого высвобождения активных компонентов:

• натуральные полисахариды, обладающие свойствами регулировки высвобождения активного компонента;

• вода с пониженным содержанием дейтерия от 10 до 100 ppm;

• пробиотические микроорганизмы (лизаты): Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 и/или ВКПМ Y-4304.

Гидрогель в качестве косметической формы выбран по причине возможности высокого содержания в нем комплекса БАВ в доступной форме, удобства применения и особенностей его структуры, имитирующей естественный внеклеточный матрикс, кроме того, настраиваемые механические свойства позволяют осуществлять легкую доставку биоактивных веществ. Терапевтические преимущества основаны на специфической доставке биологически активных веществ в течение длительного периода, высокой биосовместимости и способности удерживать и высвобождать терапевтические агенты. Это трехмерные сети, которые поглощают большое количество биологических жидкостей и воды (до 90 %). Местное введение позволяет доставлять более высокие «эффективные» дозы лизатов пробиотиков, одновременно повышая стабильность терапевтических молекул, минимизируя побочные эффекты. Такая водянистая или текучая гелеобразная текстура снижает вероятность комедогенности, лучше абсорбируется кожей по сравнению с липофильными кремами или мазями, и восстанавливает защитный барьер.

Полисахариды в качестве гигроскопичного увлажнителя кожи и основных компонентов основы косметического гидрогеля: альгинат натрия может одновременно выступать и в качестве актива, который увлажняет кожу и способен увеличивать проницаемость кожи для других активных компонентов, является общепризнанным фармацевтическим вспомогательным веществом, выполняющими функции биоразлагаемого материала, используется в разработке лекарственных форм; эффективность ксантановой камеди основана на ее макромолекулярной конформации и ассоциации в растворе и на границах раздела, в ответ на такие стимулы, как pH, ионная сила, температура и сдвиг, обеспечивает контролируемое высвобождение биологически активных веществ, также улучшает стабильность, адгезивность, растворимость и времени удержания биологически активных веществ; карбоксиметилцеллюлоза отвечает за такие свойства, как гелеобразование in situ, биоадгезия, чувствительность к внешним стимулам и контролируемое высвобождение биологически активных веществ. Необходимо отметить, что при введении в косметические средства натуральных описанных выше полисахаридов в сочетании с компонентами натурального увлажняющего фактора (NMF) - аминокислотами, пептидами, которые присутствуют в лизатах дрожжей - значительно возрастает эффективность действия косметического гидрогеля.

Косметическая форма в виде гидрогеля вносит в стандартную процессуальную технологическую блок-схему следующие стадии:

• Подготовка сырья для изготовления косметической основы;

• Гомогенизация основы;

• Охлаждение основы.

Большой потенциал при создании инновационных косметических средств может быть реализован при использовании дрожжей в качестве активного компонента. Использование культуры дрожжей Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 и/или ВКПМ Y-4304 (поставщик - ООО «Микробные нутриенты иммунокорректоры», г.Москва, заключен договор о научно-техническом сотрудничестве) обосновано следующими доказанными данными, описанными в патенте РФ 2771136: культуры являются мощными стимуляторами роста облигатной микрофлоры, выступают в качестве сорбента токсинов белкового происхождения и иммуномодуляторов, содержат витамины группы В, все незаменимые аминокислоты, микро и макроэлементы, обладают антагонистическим действием по отношению к контрольным штаммам Escherichia coli, Enterobacter aerogenes и токсинообразующим штаммам стафилококка; имеют сродство с представителями облигатной микрофлоры и индекс адгезивности в 2 раза больше, чем у производственного пробиотика Saccharomyces cerevisiae var.boulardii (препарат «Энтерол»), имеют адсорбционную активность на уровне 79,22 мг/г, содержат сильные иммуномодуляторы 1,3-бета-глюканы. Многочисленные исследования in vitro доказали все заявленные свойства и перспективность их использования в качестве пробиотика. В 2022 году проведены доклинические испытания на мышах, включая определение токсичности, токсигенности, вирулентности, безвредности действия штаммов. Штаммы успешно прошли все испытания и признаны безопасным для людей и животных. Противопоказания не выявлены.

Нутритивная поддержка кожи заключается в:

- Содержание аминокислот, необходимых для кожных покровов: пролин является основным компонентом кератина и коллагена, необходимого для поддержания упругости кожи, лейцин помогает поддерживать эластичность кожи, быстрее восстанавливаться после физических нагрузок, аргинин положительно влияет на скорость клеточной регенерации; глицин ускоряет процесс восстановления и повышает тургор кожи; тирозин влияет на синтез меланина; гистидин обладает антиоксидантной активностью; лизин принимает участие в выработке коллагена; метионин помогает поддерживать увлажнение кожи; треонин оказывает антивозрастной эффект, ускоряя синтез коллагена; фенилаланин восстанавливает структуру кожи.

- Содержание витаминов группы В, которые необходимы для осуществления процессов, связанных с обменом веществ, оказывают благотворное влияние на кожу, увеличивают тургор, стимулируют жизнедеятельность клеток кожи, предотвращая дряблость и старение. В дрожжевых клетках содержатся все представители: витамин В1 (тиамин) полезен при различных формах угревой сыпи, себорее, пигментных пятнах, дерматитах, выпадении и плохом росте волос; В2 (рибофлавин) участвует в обмене веществ, оказывает положительное действие на стареющую кожу; В3 (пантотеновая кислота) применяется при сухости и дряблости кожи, для лечения ран, ожогов и язв в виде пантотената кальция; В6 (пиридоксин) применяется при вульгарных, розовых угрях, дерматитах; В9 (фолиевая кислота) стимулирует деятельность кожи, оказывает положительное действие при морщинах, розовых угрях, дерматозах; В12 (цианокобаламин) полезен при розовых угрях, дерматитах.

Использование биомассы дрожжей Meyerozyma (Pichia) guilliermondii ВКПМ Y-4316 требует введения в стандартную процессуальную технологическую блок-схему следующих стадий:

• Получение исходной культуры микроорганизма;

• Получение посевного материала;

• Культивирование микроорганизма;

• Стадия получения лизатов клеток микроорганизма.

Таким образом, блок-схема получения косметического гидрогеля с лечебно-профилактическим действием для целенаправленной коррекции микробиома кожи и регулируемого высвобождения активного компонента с применением дрожжевых культур Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 и/или ВКПМ Y-4304 отличается от стандартной процессуальной схемы и представлена на фиг 1.

Пример 2. Изготовление образцов основ косметического гидрогеля с использованием различных гелеобразователей и растворителей в различных концентрациях

Косметическая основа изготавливается последовательно без внесения активных компонентов. Варианты и диапазоны концентраций используемых гелеобразователей для изготовления косметического гидрогеля представлены на фиг.2 и составляют: альгинат натрия - 0,1÷0,75 %; ксантановая камедь - 0,1÷0,5 %; целлюлозная камедь - 0,1÷0,5 %. Также изготавливали гидрогели с максимально известными в техническом уровне концентрациями компонентов - до 3%. Образцы имели следующие отличительные черты, влияющие на органолептический профиль и текстуру гидрогеля:

• Целлюлозная камедь - образец стабилен, легко равномерно наносится, при высыхании в концентрациях более 2 % образует пленку;

• Ксантановая камедь - образец стабилен, сложно наносится, в концентрациях более 1% образуются сгустки, при высыхании в концентрациях более 1% образует пленку низкой эластичности, после нескольких втирающих движений скатывается;

• Альгинат натрия - образец стабилен, легко наносится, характеризуется отличной текстурой и возможностью использовать тонкий слой, при высыхании в концентрациях более 1% образует пленку и отличается липкостью при нанесении на кожу;

Для достижения полного и прочного связывания гелеобразователей, получения однородной структуры гидрогеля, а также последующего улучшения проникновения БАВ в кожные покровы, выбран растворитель для получения косметической основы. Классически такими растворителями являются спирты, наиболее распространенный компонент: глицерин, пропиленгликоль, бутиленгликоль. Глицерин является простым трехуглеродным триспиртом и натуральным увлажнителем, по сравнению с гидрогелем без глицерина способность удерживать влагу гидрогеля, содержащего глицерин, значительно улучшается. Его использование предпочтительно. Он используется в качестве носителя во многих лекарственных средствах и в качестве пластификатора в желатиновых гелевых капсулах, ка компонент косметики и продуктов питания, естественным образом встречается в организме. Известно, что глицерин в высокой концентрации оказывает дегидратирующее действие на многие системы, включая живые клетки, посредством общеизвестного процесса осмоса, поэтому максимальная концентрация в косметических средствах - 5%, оптимальная - 2%. Выбор растворителя проводили по уровню солюбилизации визуально оценивая технологические особенности процесса по шкале от 1 до 5: быстрота гелеобразования, образование комочков, неровных структур, однородность гидрогеля. Необходимо учитывать, что процесс солюбилизации медленный, но перемешивание и повышение температуры его интенсифицируют, поэтому при приготовлении гидрогелей взяли за основу 3 выбранных гелеобразователя в концентрации 0,75%, вода - остальное до 100%, - и изготавливали гидрогели с использованием вышеуказанных растворителей в концентрации от 1 до 5% в следующих условиях: в течение 20 мин при температуре 55°С и постоянном перемешивании (фиг 3). По результатам, выбран глицерин в качестве растворителя с концентрацией 2%, при использовании которого наблюдалась наиболее полная солюбилизация полимеров.

По разработанной процессуальной схеме были получены 10 образцов косметических основ гидрогелей, указанные на фиг. 2 с использованием 2% глицерина в качестве растворителя. Для отбора наилучших образцов косметической основы гидрогеля проводили оценку органолептических, сенсорных характеристик, физико-химических показателей, включая оценку по внешнему виду, цвету, запаху, впитываемости при нанесении на кожу (количество втирающих круговых движений до полного впитывания), смываемости, однородности, водородному показателю, коллоидной стабильности и термостабильности. Указанные органолептические показатели определяли в соответствии с требованиями ГОСТ 29188.0-91 «Изделия парфюмерно-косметические. Правила приемки, отбор проб, методы органолептических испытаний». Внешний вид и однородность изделий, имеющих жидкую консистенцию и упакованных в прозрачные флаконы, определяют по ГОСТ 29188.0-91 просмотром флаконов с жидкостью в проходящем или отраженном дневном свете или свете электрической лампы после перевертывания флакона пробкой вниз два-три раза. Цвет изделий, имеющих жидкую консистенцию, а также внешний вид и однородность изделий, упакованных в непрозрачные флаконы, определяют по ГОСТ 29188.0-91 просмотром пробы в количестве около 20- 30 см³ в стакане на фоне листа белой бумаги в проходящем или отраженном дневном свете или свете электрической лампы. Запах жидких изделий (кроме шампуней) определяют по ГОСТ 29188.0-91 органолептическим методом с использованием полоски плотной бумаги размером 10 х 160 мм, смоченной приблизительно на 30 мм погружением в анализируемую жидкость.

Для этого на базе компании ООО «Алиптика Био» создана рабочая группа, включающая 4-х кандидатов технических наук и 2-х научных сотрудников, в том числе из ООО «Алиптика Био», ООО «Микробные нутриенты иммунокорректоры», ФГБОУ ВО РОСБИОТЕХ, ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии». Участники группы проходили очное анкетирование по опросному листу, которое выявляет значимые преимущества в применении одной из основ косметического гидрогеля в рамках представленных образцов, результаты исследований внесены в фиг.4. Одновременно определяли физико-химические свойства основ косметического гидрогеля: водородный показатель, коллоидную стабильность (фиг. 5) и термостабильность (фиг.6). Водородный показатель pH определяют по ГОСТ 29188.2-2014 «Продукция парфюмерно-косметическая. Метод определения водородного показателя pH». Определение вели по следующей методике: из геля готовили 10% раствор, водородный показатель которого измеряли потенциометрически, при этом за окончательный результат принимали среднее арифметическое трех параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не превышало 0,1 единицы pH. Измерения проводили потенциометрическим методом на рН-метре НАNNA рН 211.

По результатам анализа органолептических, сенсорных характеристик, физико-химических показателей, включая оценку по внешнему виду, цвету, запаху, впитываемости при нанесении на кожу, смываемости, однородности, водородному показателю, коллоидной стабильности и термостабильности наилучшим признан вариант основы косметического гидрогеля № 9, однако остальные варианты также показали соответствие ГОСТ 31695-2012 и возможность использования.

Пример 3. Способ получения косметического гидрогеля с лечебно-профилактическим действием для целенаправленной коррекции микробиома кожи и регулируемого высвобождения активного компонента культуры дрожжей Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 и/или ВКПМ Y-4304

На механические и физико-химические свойства гидрогелей сильно влияет степень и тип сшивки (основные пути образования - химическая или физическая сшивка). Химически сшитые гидрогели, обычно обладают большим размером пор. В то же время в физически сшитых гелях отсутствуют непрореагировавшие сшивающие агенты, которые могут повлиять на жизнеспособность клеток. Влияние воды с различным пониженным содержанием дейтерия от 10 до 100 ppm (поставщики - предприятия Москвы и Московской области, например, ООО «МТК Айсбрег» (вода Лангвей), ИП Селиваненко О.И. (вода legkaya) и другие) на скорость сшивки гелеобразователя и высвобождение активного компонента при прочих технологических параметрах равных const (время гелеобразования - 20 минут, температура - 55°С, перемешивание постоянное) представлено на фиг 7. Использование воды с пониженным содержанием дейтерия от 10 до 100 ррm (частей на миллион) в качестве базы гидрогеля для усиления действия биологически активного компонента влияет на механические и физико-химические свойства гидрогеля, а именно увеличивает скорость гелеобразования, уровень увлажнения кожи, скорость впитывания и ощущение эффекта от действия активного компонента гидрогеля.

Для введения активного компонента - лизата пробиотических культур дрожжей, содержащих пептиды, аминокислоты, витамины и иные соединения, которые имеют низкий предел температуры распада - производили охлаждение гомогенизированной основы гидрогеля до 40°С. На основании данных предыдущих исследований штамма Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 и/или ВКПМ Y-4304, отраженных в патенте РФ № 2771136 от 26.04.2022 г. и других источниках [24, 25, 26], выраженный пребиотический, детоксикационный и иммуномодулирующий эффект от применения активного компонента достигается при использовании концентрации не менее 10⁷ дрожжевых клеток на единицу объема или массы.

Таким образом, при изготовлении 100 см³ косметического средства для получения пределов заданной концентрации необходимо внести инактивированную и гомогенизированную суспензию активного компонента в объеме, рассчитанном по формуле:

V=T1*Vоб/T2

где V - итоговый объем инактивированной и гомогенизированной суспензии активного компонента,

Т1 - заданная концентрация титра клеточных тел дрожжей (1,5*10⁸ кл.тел/мл),

Т2 - титр клеточных тел дрожжей в полученной от поставщика суспензии активного компонента (3*10⁹ кл.тел/мл),

Vоб - общий объем изготавливаемого косметического средства (100 см³).

Итоговый объем инактивированной и гомогенизированной суспензии активного компонента - не менее 5 см³ или мас. 5%, что позволит получить конечную концентрацию клеточных тел в косметическом средстве на уровне 1,5 *10⁸ кл.тел/мл. Также вводили концентрацию лизата дрожжевых культур 3,0 *10⁸ кл.тел/мл, то есть 10 мас. %. Данные концентрации позволяют привести рН гидрогеля на уровень 6,0 ед., сделать органолептические показатели более привлекательными за счет приятного прозрачно-молочного цвета лизата дрожжей. Более предпочтительна концентрация мас. 5 %, так как гидрогель имеет более плотную структуру. Срок хранения гидрогеля 30 суток.

Таким образом, косметический гидрогель, полученный по заявляемому способу, обладает лечебно-профилактическим действием и способностью целенаправленно воздействовать на микробиом кожи за счет содержания от 1,5 *10⁸ кл.тел/мл. до 3,0 *10⁸ кл.тел/мл. дрожжей Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 или ВКПМ Y-4304, способных влиять на микробиом кожи и обладающих доказанными детоксикационными, антагонистическими свойствами на представителей родов Escherichia, Enterobacter, Klebsiella и высокой биологической ценностью, а также регулируемым высвобождением активного компонента за счет использования уникальной рецептуры основы гидрогеля на базе натуральных полисахаридов в соответствии с указанными в формуле изобретения мас. % и воды с пониженным содержанием дейтерия от 10 до 100 ррm (частей на миллион) в качестве базы гидрогеля, позволяющей быстро впитываться, заметно увлажнять кожу и ощущать эффект от действия активного компонента гидрогеля в течение от 2 минут после нанесения до не менее 18 часов, что соответствует заявленному техническому результату.

Результаты продемонстрировали безопасность косметического средства согласно ТР ТС 009/2011 «Технический регламент Таможенного союза. О безопасности парфюмерно-косметической продукции».

Пример 4. Доклинические исследования

Безопасность пробиотического компонента или его лизата должна соответствовать строгим микробиологическим стандартам, которые определяются Едиными санитарно-эпидемиологическими и гигиеническими требованиями к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору, и контролируются Роспотребнадзором.

Для определения безопасности проводили токсикологические исследования на лабораторных животных in vivo в соответствии МУК 4.2.2602-10 «Система предрегистрационного доклинического изучения безопасности препаратов. Отбор, проверка и хранение производственных штаммов, используемых при производстве пробиотиков» относительно дермонекротического действия пробиотиков. Исследование выполнялось в лаборатории доклинических исследований НИИ Фармакологии живых систем ФГАОУ ВО «Белгородский государственный национальный исследовательский университет».

Определение дермонекротических свойств испытуемых штаммов проводили на двух белокожих кроликах массой тела 2-2,5 кг. Суспензии в концентрациях 10⁹, 10¹⁰, 10¹¹ КОЕ/мл вводили внутрикожно в объеме 0,1 мл в область спины с помощью одноразовых стерильных шприцев с тонкой иглой. Осуществляли ежедневное наблюдение за животными в течение 4 сут. Отмечали появление припухлости, красноты, некроза. В качестве контроля чувствительности использовали 0,9% раствор натрия хлорида.

В течение последующих четырех суток наблюдения за животными отклонений в общем состоянии не отмечалось. В течение первых суток в месте инъекции локальных изменений не наблюдалось. На второй день в месте инъекции отмечалась небольшая припухлость во всех исследуемых концентрациях. На третий день наблюдения отмечалось небольшое покраснение, сохранявшееся также и на четвертые сутки наблюдения. В месте введения концентрации 10¹¹ КОЕ/мл у одного из кроликов наблюдалась подкожная гематома. В то же время некротических изменений не наблюдалось ни в одной из исследуемых концентраций (фиг. 8). Таким образом, по результатам проведенного исследования в соответствии с методическими указаниями МУК 4.2.2602-10, исследуемые вещества не обладает дермонекротической активностью.

Список источников

1. Syroeshkin A., Levitskaya O., Uspenskaya E., Pleteneva T. Deuterium Depleted Water as an Adjuvant in Treatment of Cancer. Systematic Reviews in Pharmacy. 2019; 10(1): 112-117. DOI: 10.5530/ srp.2019.1.19.

2. Boros L.G. et al. Submolecular regulation of cell transformation by deuterium depleting water exchange reactions in the tricarboxylic acid substrate cycle. Med. Hypotheses. 2016. https://doi.org/10.1016/j.mehy.2015.11.016.

3. Syroeshkin A.V. et al. Laser diffraction for standardization of heterogeneous pharmaceutical preparations. J. Pharm. Biomed. Anal. 2005. https://doi.org/10.1016/j.jpba.2004.10.049.

4. Maugeri L. et al. Structure-activity relationships in carbohydrates revealed by their hydration. Biochim. Biophys. Acta Gen. Subj. 2017. https://doi.org/10.1016/j.bbagen.2016.12.017.

5. Matsuda et al. Proliferation and differentiation of human osteoblastic cells associated with differential N.activation of MAP kinases in response to epidermal growth factor, hypoxia, and mechanical stress in vitro. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1998. https://doi.org/10.1006/bbrc.1998.9151.

6. Wang H. et al. Deuterium-depleted water (DDW) inhibits the proliferation and migration of nasopharyngeal carcinoma cells in vitro. Biomed. Pharmacother. 2013. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2013.02.001.

7. Syroeshkin A. V., Pleteneva T. V., Uspenskaya E. V., Zlatskiy I. A., Antipova N. A., Grebennikova T. V., Levitskaya O. V. D/H control of chemical kinetics in water solutions under low deuterium concentrations. Chemical Engineering Journal. 2019; 377: 119827. DOI: 10.1016/j.cej.2018.08.213.

8. Levitskaya O. V. Syroeshkin A. V., Pleteneva T. V. Arrhenius kinetics as a bioactivity assessment criterion for drug substances and excipients. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2016; 49(11): 779-781.

9. Somlyai G., Javaheri B., Davari H., Gyöngyi Z., Somlyai I., Tamaddon K. A., Boros L. G. Pre-clinical and clinical data confirm the anticancer effect of deuterium depletion. Biomacromol J. 2016; 2(1): 1-7.

10. Krempels K., Somlyai I., Gyöngyi Z., Ember I., Balog K., Abonyi O., Somlyai G. A. Retrospective study of survival in breast cancer patients undergoing deuterium depletion in addition to conventional therapies. J Cancer Res Ther. 2013; 1(8): 194-200.

11. Zrelov O. Yu., Syroeshkin A. V., Uspenskaya E. V., Titorovich (Levitskaya) O. V. Effect of water isotopic composition on galactose mutarotation kinetics. Pharmaceutical Chemistry Journal. 2015; 49(6): 413-416.

12. Makarova M. P., Syroeshkin A. V., Maksimova T. V., Matveeva I. S., Pleteneva T. V. Features of the rapid determination of trace elements in medicinal and unofficial plants. Development and registration of medicines. 2019; 8(2): 93-97 (in Russ.).

13. Goncharuk V.V. et al. Physicochemical properties and biological activity of the water depleted of heavy isotopes. J. Water Chem. Technol. 2011. 33(1):8-13. DOI:10.3103/S1063455X11010024.

14. Gyöngyi Z. et al. Deuterium depleted water effects on survival of lung cancer patients and expression of Kras, Bcl2, and Myc genes in mouse lung. Nutr. Cancer. 2013;65(2):240-6. doi: 10.1080/01635581.2013.756533.

15. Zlatska O.V. et al. Deuterium effect on proliferation and clonogenic potential of human dermal fibroblasts in vitro. Probl. Cryobiol. Cryomed. 2018. 28(1):49-53. DOI:10.15407/cryo28.01.049.

16. Андреева, Е. Н., Шереметьева, Е. В., Григорян, О. Р., Абсатарова, Ю. С. Акне - болезнь цивилизации. Проблемы репродукции, 2020; 1. 6-12. http://dx.doi.org/10.17116/repro2020260116.

17. Патент РФ 2 139 062. Гигиенические и косметические препараты для профилактики и лечения заболеваний кожи. ХИД Кутато-Фейлесто Кфт. (HU), Шомяи Габор (HU).10.10.1999

18. Патент РФ 2 563 232. Способ получения лечебного гидрогеля. Олтаржевская Н. Д., Кричевский Г. Е., Коровина М.А., Савилова Л. Б. 20.09.2015.

19. Патент РФ № 2771136. Штамм Meyerozyma (Pichia) guilliermondii (варианты), используемый для изготовления пре-, про- и аутопробиотических препаратов и продуктов для человека и животных, лечебно-профилактическое средство на его основе и способ его получения (варианты). Каночкина М.С., Борисенко Е.Г. 26.04.2022 г.

20. He J., Jia Y. Application of omics technologies in dermatological research and skin management. Journal of Cosmetic Dermatology. 2022. 21(2), 451-460. http://dx.doi.org/10.1111/jocd.14100.

21. Puebla-Barragan S., Reid G. Probiotics in cosmetic and personal care products: Trends and challenges. Molecules. 2021. 5, 1249. http://dx.doi.org/10.3390/molecules26051249.

22. Суетина Н. Г. Инструменты для создания нового продукта в условиях импортозамещения на косметическом рынке. Практический маркетинг. 2023. 5, 35-39. http://dx.doi.org/10.24412/2071-3762-2023-5311-35-39.

23. Правительство Российской Федерации. Стратегия развития фармацевтической промышленности Российской Федерации на период до 2030 года. 2023, 7 июня. http://static.government.ru/media/files/HqCzKkoTf7fzVdKSYbhNiZHzWTEAAQ3p.pdf.

24. Каночкина М.С., Тарасова В.В., Смирнов Н.Б. Получение биопрепаратов на основе дрожжей Pichia guilliermondii с высокой адсорбционной активностью. Пищевая промышленность. - 2023. - (2). - С. 76-83.

25. Каночкина М.С. Pichia guilliermondii - перспективный вид дрожжей для получения биопрепаратов с антагонистическими, детоксикационными, иммуномодулирующими свойствами и пробиотическим потенциалом. Пищевая промышленность. - 2023. - (4). С. 35-41.

26. Каночкина М.С., Вольнова Е.Р., Бакаева К.В. Методы коррекции микробиома кожи и предотвращения бактериальных заболеваний с использованием косметических средств на основе пробиотиков. Health, Food & Biotechnology. - 2023. - 5(4). - https://doi.org/10.36107/hfb.2023.i4.s180.

Изобретение относится к косметической промышленности. Способ получения косметического гидрогеля с лечебно-профилактическим действием для целенаправленной коррекции микробиома кожи и регулируемого высвобождения активного компонента включает создание полимерной композиции на основе натуральных полисахаридов, гомогенизацию гидрогелевой массы, снижение температуры до 40°С, введение лизатов пробиотической культуры и охлаждение до комнатной температуры, при этом создание и гомогенизацию гидрогелевой массы осуществляют на основе стерильной воды с пониженным содержанием дейтерия от 10 до 100 ррm (частей на миллион) при 55°С в течение 20 мин и соотношении компонентов, мас. %: альгинат натрия - 0,1÷0,75 %; ксантановая камедь - 0,1÷0,5 %; целлюлозная камедь - 0,1÷0,5 %; глицерин - 1÷5 %, или пропиленгликоль - 1÷5 %, или бутиленгликоль - 1÷5 %; в качестве активного компонента вводят лизаты пробиотической культуры дрожжей Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 и/или ВКПМ Y-4304 в количестве 5÷10 %. Изобретение обеспечивает возможность целенаправленной коррекции микробиома кожи и увеличения трансдермальной проницаемости биологически активных веществ для наружного применения. 8 ил., 4 пр.

Способ получения косметического гидрогеля с лечебно-профилактическим действием для целенаправленной коррекции микробиома кожи и регулируемого высвобождения активного компонента, включающий создание полимерной композиции на основе натуральных полисахаридов, гомогенизацию гидрогелевой массы, снижение температуры до 40°С, введение лизатов пробиотической культуры и охлаждение до комнатной температуры, отличающийся тем, что создание и гомогенизацию гидрогелевой массы, способной регулируемо высвобождать активный компонент, осуществляют на основе стерильной воды с пониженным содержанием дейтерия от 10 до 100 ррm (частей на миллион) при 55°С в течение 20 мин, и соотношении компонентов, мас. %: альгинат натрия - 0,1÷0,75 %; ксантановая камедь - 0,1÷0,5 %; целлюлозная камедь - 0,1÷0,5 %; глицерин - 1÷5 %, или пропиленгликоль - 1÷5 %, или бутиленгликоль - 1÷5 %; в качестве активного компонента гидрогеля вводят лизаты пробиотической культуры дрожжей Pichia guilliermondii ВКПМ Y-4316 и/или ВКПМ Y-4304, обеспечивающие детоксикационное, антимикробное, иммуномодулирующее действие и целенаправленную коррекцию микробиома кожи, в количестве 5÷10 %.