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经典技术 | 磷脂复合物的研发与应用

来源:admin 发布时间:2017-11-22

 一些中药活性成分可治愈或预防皮肤干燥、湿疹、痤疮、粉刺等皮肤疾病并可延缓皮肤衰老,如黄酮类活性成分具有抗炎、消肿、镇痛、抗真菌感染等作用,不仅有药用价值,还有美容功效,但是这些活性成分由于透皮吸收能力差从而使用受到限制。现在,磷脂复合物的出现刚好解决这个问题。


磷脂复合物与人类皮肤脂质有高度相似性,因而具有很好的皮肤渗透性,从而提高了活性成分的吸收,所需剂量降低,此外制备所用的磷脂除作载体外,还对皮肤有滋养作用,并且有很好的体内生物降解性。磷脂复合物作为一种新型的活性成分载体,已经广泛应用于化妆品领域。


1. 磷脂复合物形成机制


       磷脂复合物形成是分子间力如氢键、范德华力作用的结果。磷脂结构中磷原子上羟基中的氧原子有较强的得电子倾向,而氮原子有较强的失电子倾向,在一定条下,它可与一定结构的药物分子形成复合物。如图1所示为甘油醇磷脂的分子结构。

图1 甘油醇磷脂分子结构


2. 磷脂复合物与脂质体的区别


       磷脂复合物是活性成分通过与磷脂的极性基团相互作用而被固定形成的,磷脂的2个脂肪酸链不参与复合反应,可自由移动,包裹了磷脂的极性部位,形成一个亲脂性的表面,多个磷脂复合物分子有序排列,形成不同于脂质体的球状体


脂质体是由双分子层磷脂与胆固醇组成,药物包封于泡囊的亲水基团夹层中或分散于泡囊的疏水基团的夹层中,即通过磷脂把药物包裹在泡里,也就是有成百上千的磷脂分子包围一个药物分子,磷脂实际上并没有与药物结合。



图2 脂质体和磷脂复合物结构示意图


3. 磷脂复合物的作用特点


(1)增强药理作用,提高药物的生物利用度

       磷脂复合物能改善一些药物在胃肠道中或经皮吸收,可获得较高的血药浓度且能达到体内消除较慢的效果,使生物利用度得到显著提高。


(2)延缓释放药物

       相关研究表明,磷脂复合物相对单体而言,持续的药效时间更长,具有一定程度上的缓释效果。


(3)促进药物对皮肤的渗透

       磷脂复合物因较原药脂溶性增加而对皮肤的渗透性增强,易于穿透表皮屏障,进入真皮。在真皮层内,复合物解复合,游离药物积聚并缓慢释放,一方面延长药效,一方面减轻药物本身的不良反应。


(4)降低不良反应和刺激性

       由于磷脂可以与药物中具有不良反应和刺激性的基团作用或磷脂中的长碳链可以将这些基团包裹的缘故,使得药物的不良反应及刺激性明显下降。


4. 磷脂复合物的鉴别


       药物或天然活性成分与磷脂分子以非共价键连接形成磷脂复合物,因而可采用多种方法来鉴别磷脂复合物,包括扫描电子显微镜、紫外、红外、核磁共振、热分析、X-射线衍射法等。

       如图3所示为扫描电子显微镜分析图。



图3 扫描电子显微镜下的状态


       从阿魏酸、磷脂的物理混合物图中可以看出阿魏酸单体附着于磷脂表面,而阿魏酸磷脂复合物图中显示,无阿魏酸单体附着于磷脂膜层表面,推测其与磷脂结合,被包裹于其内部,形成了不同于物理混合的复合物。


        如图4(a)/(b)/(c)为核磁共振氢谱分析图。



图4(a) 阿魏酸核磁氢谱图



图4(b) 磷脂核磁氢谱图



图4(c) 阿魏酸磷脂复合物核磁氢谱图


      由核磁氢谱图可以看出,与阿魏酸相比,阿魏酸磷脂复合物对应的核磁氢谱的峰形和峰数没有改变,而在复合物中阿魏酸的各氢的化学位移却向高磁场移动,推测可能是磷脂和阿魏酸的酚羟基或者其共轭基团使阿魏酸电子云密度发生了改变,证明其没有形成新的化学键,而是存在分子间作用力。


5. 磷脂复合技术在化妆品中的应用


5.1 单体磷脂复合物的应用


       阿魏酸磷脂复合物与阿魏酸功效性及安全性对比。


      (1)经皮吸收率


图5阿魏酸磷脂复合物经皮透过率


        图5所示为阿魏酸、阿魏酸磷脂复合物随时间变化经皮吸收率结果,由图可知阿魏酸磷脂复合物对阿魏酸有缓释的效果,且能够持久作用。


      (2)酪氨酸酶抑制率



图5 酪氨酸酶抑制率


       从图中可以看出,阿魏酸磷脂复合物对酪氨酸酶的抑制率高于阿魏酸单体。

      (3)DPPH自由基清除率



图6 DPPH自由基清除率


        随着浓度的增大,阿魏酸、阿魏酸磷脂复合物对DPPH自由基的清除率逐渐提升,与阿魏酸单体相比阿魏酸磷脂复合物的清除DPPH自由基的能力有小幅度的提升,复合物的形成并未影响其清除自由基的能力。


       (4)细胞存活率(细胞毒性)



图7 B16细胞存活率


       相同浓度下,阿魏酸磷脂复合物作用后的细胞存活率高于阿魏酸,可能是磷脂的存在,降低了阿魏酸对细胞的刺激性。


      (5)细胞黑素含量变化



图8 B16细胞黑素含量变化


       阿魏酸、磷脂和阿魏酸磷脂复合物对小鼠B16细胞内黑色素的合成均有抑制效果,能够减少黑色素的生成。

       从以上试验结果可看出,磷脂复合技术能提高活性成分利用度、功效性,同时降低毒性。


5.2 复方磷脂复合物的应用

       磷脂复合技术在有舒缓功效的复方植物提取物的开发应用。

       通过动物实验,对比复方提取物与复方磷脂复合物的致痒阈及抗炎功效。


      (1)小鼠致痒阈实验

       小鼠致痒阈实验主要是考察样品的止痒效果,先用粗砂纸擦伤小鼠右后足背后剃毛处,建立致痒阈实验模型,在创伤面处分别涂抹10%复方提取物、10%复方磷脂复合物、蒸馏水(空白对照)、丙酸氯倍他索(阳性对照),然后在创伤面处滴加不同浓度的磷酸组织胺,以磷酸组胺总量为致痒阈,致痒阈越高,止痒效果越好。试验结果如图9所示,与蒸馏水(空白对照)相比,复方提取物(P<0.01)、复方磷脂复合物(P<0.001)均有止痒效果,且具有显著性差异,而磷脂复合物的止痒效果优于复方提取物。



图9 小鼠磷酸致痒阈试验结果


     (2)大鼠皮肤过敏(PCA)实验

       大鼠皮肤过敏(PCA)实验主要是为了考察样品的抗炎功效。以二甲苯为致炎剂,将待测样品或对照样品溶于致炎剂中,涂抹在大鼠右耳,测定对照组(二甲苯)与给药组(10%复方提取物、10%复方磷酸复合物、丙酸氯倍他索)肿胀程度,消肿越高,抗炎效果越好。试验结果如图10所示,复方磷脂复合物(P<0.001)相比复方提取物,抗炎功效有显著提高,甚至优于阳性对照(P<0.001),具有显著的统计学意义。



图10 大鼠皮肤过敏试验结果


       从动物实验结果可以得出结论,复方磷脂复合物相比复方提取物,功效显著提高。


6.结语


       研究表明,许多天然活性成分自身存在溶解性、透皮吸收性等问题,从而限制其应用,尤其是难溶于水、易溶于醇、易析出的活性物质。而随着研究者对磷脂复合技术深入的研究,发现磷脂复合物是一种新型活性成分载体,可改善母体药物或天然活性成分的理化性质,提高生物利用度,降低刺激性反应,且制备方法简单,成本低廉,在化妆品中具有良好的应用前景。


       由于磷脂的双亲性,天然活性物-磷脂复合物可溶于油剂中,且与人类皮肤脂质有高度相似性,因而具有很好的皮肤渗透性,从而能够提高天然活性成分的吸收,对于精华油系列产品的开发具有深远的意义。


       注:文中部分实验结果来自北京工商大学刘艳红硕士论文《阿魏酸磷脂复合物的制备、结构表征及美白功效研究》。


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