用于经皮给药的纳米乳液和其制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉参考
[0002] 依据35U.S.C. § 119(e)，本案是要求2014年3月19日提交的美国临时专利申请 序列号61/967, 454的权利的非临时专利申请，所述美国临时专利申请的公开内容以全文 引用的方式并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种用于经皮给药的纳米乳液给药系统和其制造方法。
【背景技术】
[0004] 皮肤作为身体的最大器官，一直以来都被认为是用于施用治疗剂的有前景的途 径。因为皮肤是对抗外来物质的极好的天然屏障，所以皮肤对治疗剂的渗透性很低。为了 提高皮肤渗透性，科学家们已经尝试了许多不同的渗透促进技术，包括加入化学促进剂、超 声促渗、离子电渗疗法和显微针。与前述技术相比，纳米囊泡给药系统由于各种优点而获得 了大量关注，这些优点为例如药物降解和药物损失降到最低，目标区域中的药物生物利用 度和药物积聚得到增加，有害的毒性作用被得以防止，在处理药物方面具有广泛性和灵活 性同时患者依从性更好。
[0005] 根据主要制剂组分的基础，纳米囊泡给药系统可被大致分类为基于脂质的载体 和基于聚合物的胶态载体。这两个家族具有共同的优点，诸如受控的粒子尺寸、增强的皮 肤渗透和控制释放。基于脂质的载体与基于聚合物的载体之间的主要差别在于，前者主要 由生理脂质组成，因此生物相容性更高，并且可被降解成无毒的残余物，没有聚合材料所 导致的安全性问题。已经公开了用于皮肤护理的各种脂质纳米载体，诸如脂质体、醇质体 (ethosome)、微乳液、固体脂质纳米粒子（SLN)、纳米结构脂质载体（NLC)和油包固体型纳 米分散液。所述三种类型的脂质纳米囊泡（包括微乳液、NLC和油包固体型纳米分散液）在 本发明中被作为用于促进疏水性或亲水性活性成分的皮肤渗透的实例来提出。这些实例仅 用于更好地理解本发明，并且不打算以任何方式限制本发明的范围。
[0006] 微乳液或纳米乳液是热力学上稳定的各向同性分散液，其是透明的，粘度低，由通 过表面活性剂分子（其典型地与助表面活性剂结合）的界面膜稳定的油和水组成。纳米乳 液的促进皮肤渗透的功效可以归因于微乳液的亲脂区域与亲水区域两者的组合作用。脂质 区域可以直接分配到角质层的脂质中，或者脂囊泡本身可以插在角质层的脂质链之间，从 而使角质层的双层结构变得不稳定，产生了用于药物渗透的路径。另一方面，纳米乳液的亲 水区域可以使角质层在更大程度上水合，从而产生增加的被动经皮药物通量。因为一些脂 质链共价连接到角化细胞上，所以这些蛋白质的水合作用还将导致脂质双层的无序性，这 进一步促进了药物输送。许多研宄已经说明了微乳液制剂针对诸如雌二醇、美洛昔康、甲氨 蝶呤和克林霉素磷酸酯等不同药物具有改良的经皮和真皮给药性质。为了实现活性成分的 更佳的皮肤渗透，已经研发出了掺有经皮渗透促进剂的纳米乳液。V. Prasad Shastri的团 队展示了一种含有油醇和N-甲基吡咯烷酮（NMP)作为渗透促进剂的新颖微乳液系统，用于 递送两种亲水性药物（盐酸地尔硫卓（diltiazem HC1)和盐酸利多卡因 （lidocaine HCl)) 和两种疏水性药物（雌二醇和利多卡因游离碱）。水包油型（ο/w)纳米乳液与油包水型（w/ 〇)纳米乳液之间的比较表明了前者对于亲水性药物和疏水性药物两者都提供更高的促进 作用。当与水溶液比较时，〇/V微乳液系统对药物渗透性的促进对于利多卡因游离碱来说 是17倍，对于盐酸利多卡因来说是30倍，对于雌二醇来说是58倍，并且对于盐酸地尔硫卓 来说是520倍。
[0007] 纳米结构脂质载体（NLC)通过仅仅用固体脂质（即在体温下是固体）替换一些液 体脂质（油）而衍生自乳液。NLC相比其它常规载体存在5种主要优点：（1)由于存在生物 可降解的生理脂质，因此毒性低且耐受性极佳；（2)粒子尺寸很小，这确保了与角质层的更 紧密接触和增加的药物皮肤渗透；（3)因为固体基质，允许许多物质的控制释放；(4)因为 脂质纳米粒子的阻塞性质，增加了皮肤水合作用；和（5)提高了对光、氧化作用和水解作用 敏感的化合物的化学稳定性。因为疏水性基质，固体脂质粒子已被广泛用于递送水溶性较 差的药物以便促进其皮肤渗透和稳定性。
[0008] 油包固体型纳米分散液是另一种基于乳液的给药系统。典型地，其是通过产生油 包水型乳液，随后去除溶剂和水来制备的。得到的纳米粒子分散在油中以形成油包固体型 纳米分散液，其包含活性成分、表面活性剂和油。油包固体型纳米分散液已经长期用在活性 成分、特别是亲水性蛋白质的经皮给药中。Masahiro Goto的团队已经证实，与对照组相比， 油包固体型纳米分散液中6kDa胰岛素、27kDa增强型绿色荧光蛋白（EGFP)和40kDa辣根过 氧化物酶（HRP)的皮肤渗透可以得到增强。该团队还证实了相比对照水溶液，在油包固体 型纳米分散液中名为甲氨蝶呤的抗风湿药通过皮肤的渗透效率具有2到3倍的增加。在前 述分散液中加入尿素作为促进剂在24小时后相比对照水溶液实现了大约8. 8倍的增加。
[0009] 然而，上述常规技术、特别是脂囊泡具有以下缺点：其加工步骤复杂并且其涉及对 人类皮肤有害的有机溶剂。
【发明内容】
[0010] 因此，本发明的第一方面是提供一种用于制备纳米乳液的化学制剂。
[0011] 根据本发明的一个实施方案，用于制备纳米乳液的化学制剂包含：油、表面活性 剂、乙醇、水、和活性成分；其中所述水与所述乙醇+所述油+所述表面活性剂的重量比在 3:7到2:8的范围内。
[0012] 所述水与所述乙醇+所述油+所述表面活性剂的比率是关键的技术特征，因为所 述比率能够使纳米乳液的尺寸降低到IOOnm以下，并且该尺寸范围提供更有效的皮肤渗 透。另外，该比率可以最大化囊封相的浓度，并且同时维持载体相以便提供更好的经皮给 药。
[0013] 优选地，乙醇比油比表面活性剂的比率是约1:1:2。类似地，该比率也能够降低纳 米乳液的尺寸。
[0014] 优选地，所述化学制剂另外包含渗透促进剂。
[0015] 优选地，所述活性成分是五味子素（schisandrin)或表皮生长因子。
[0016] 根据本发明的另一个实施方案，用于制备纳米乳液的化学制剂包含：油、表面活性 剂、渗透促进剂、水、和活性成分；其中所述油与所述表面活性剂的重量比在1:9到2:8的范 围内。
[0017] 所述油与所述表面活性剂的重量比是关键的技术特征，因为所述比率能够使纳米 乳液的尺寸降低到IOOnm以下，从而提供更好的皮肤渗透。另外，该比率可以最大化囊封相 的浓度，并且同时维持载体相以便提供更好的经皮给药。
[0018] 优选地，所述活性成分是棕榈酰五肽_3。
[0019] 本发明的第二方面是提供一种制备纳米乳液的方法。
[0020] 根据本发明的一个实施方案，制备纳米乳液的方法包括：混合所述油、所述表面活 性剂、所述乙醇和所述活性成分以形成第一混合物；将水逐滴加入到所述第一混合物中以 形成第二混合物；和搅拌所述第二混合物或均质化所述第二混合物以形成所述纳米乳液。
[0021] 优选地，所述活性成分是五味子素。
[0022] 根据本发明的另一个实施方案，制备纳米乳液的方法包括：混合所述油、所述表面 活性剂、所述乙醇和所述渗透促进剂以形成第一混合物；混合所述活性成分与所述水以形 成第二混合物；将所述第二混合物逐滴加入到所述第一混合物中以形成第三混合物；搅拌 所述第三混合物以形成所述纳米乳液。
[0023] 优选地，所述活性成分是表皮生长因子。
[0024] 根据本发明的另一个实施方案，制备纳米乳液的方法包括：混合所述活性成分、所 述油、所述表面活性剂和所述渗透促进剂以形成第一混合物；将水逐滴加入到所述第一混 合物中以形成第二混合物；和搅拌所述第二混合物或均质化所述第二混合物以形成所述纳 米乳液。
[0025] 优选地，所述活性成分是棕榈酰五肽_3。
[0026] 本发明的化学制剂和方法提供具有期望的粒子尺寸（IOOnm以下）以用于有效的 经皮给药的纳米乳液。因此，本发明的纳米乳液小于尺寸大致为500nm的常规脂囊泡。此 外，本发明的化学制剂不涉及对人类皮肤有害的任何有机溶剂，并且对应的制造方法很简 单。
【附图说明】
[0027] 本发明的实施方案将参考附图在下文被更详细地描述，其中：
[0028] 图1是根据本发明的一个实施方案的Sch B的纳米化制备的示意图；
[0029] 图2是一个图表，其显不根据本发明的一个实施方案，在Sch B (1. 5% )纳米乳液 制剂中，在20分钟的均质化时间下均质化速度对粒子尺寸的影响；
[0030] 图3是一个图表，其显不根据本发明的一个实施方案，在Sch B (1. 5% )纳米乳液 制剂中，在20000rpm的均质化速度下均质化时间对粒子尺寸的影响；
[0031] 图4是一个图表，其显示根据本发明的一个实施方案，在纳米乳液制剂中，在 20000rpm的均质化速度均质化20分钟下Sch B浓度对粒子尺寸的影响；
[0032] 图5是一个图表，其显示根据本发明的一个实施方案用于形成I. 5% Sch B-纳米 乳液中的粒子的不同方法的比较；
[0033] 图6是一个图表，其显示根据本发明要求保护的一个实施方案，体外研宄中Sch B-纳米乳液制剂的孵育时间对皮肤渗透促进作用的影响；
[0034] 图7是一个图表，其显示根据本发明的一个实施方案，纳米化Sch B制剂中的Sch B浓度对皮肤渗透促进作用的影响；
[0035] 图8是一个图表，其显示根据本发明的一个实施方案，在6小时的扩散池实验后， 纳米化Sch B制剂和对照组中的渗透到皮肤中的Sch B的百分比；
[0036] 图9是根据本发明的一个实施方案的Pal-KTTKS的纳米化制备的示意图；
[0037] 图10是一个图表，其显示根据本发明的一个实施方案，在Pal-KTTKS (0.2%)纳米 乳液制剂中，在2分钟的均质化时间下均质化速度对粒子尺寸的影响；<