艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体及其制备方法和化妆品

技术领域

本发明涉及化妆品技术领域，特别涉及艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体及其制备方法和化妆品。

背景技术

艾地苯醌(Idebenone)，化学名为6-(10-羟基癸基)-2,3-二甲氧基-5-甲基-1,4-苯醌。艾地苯醌具有较强抗氧化和清除自由基的活性，在临床上主要治疗线粒体疾病，如帕金森病、阿尔采默氏症等疾病。艾地苯醌是辅酶Q10的结构类似物，6位10个碳原子取代了辅酶Q10的6位侧链的50个碳原子，从而表现出比辅酶Q10更好的抗氧化效果。近年来，艾地苯醌在化妆品领域得到了广泛的应用。艾地苯醌能够增加皮肤含水量、降低皮肤粗糙度与干燥度、减少皮肤细纹。0.5％浓度下的艾地苯醌即能够降低IL-1β、IL-6与MMP-1，因而是一种具有潜力的化妆品功效成分。

然而在使用中，由于艾地苯醌分子量小，渗透速度快，因而对皮肤与眼部具有刺激性，可能会引发使用时的不适感。同时，艾地苯醌本身化学性质不稳定，在加热的条件下易降解失活；除此之外，艾地苯醌由于其在水溶液难以溶解，在化妆品水剂配方中的使用中受到限制。因此，为了有效利用艾地苯醌，需要解决上述存在的问题。

生物活性玻璃是一类具有特定的生物、生理功能的无机玻璃，其主要成分为Na

介孔材料由于具有适于固载相关药物的纳米孔道结构、有利于生物活性的高比表面积和孔容，已被越来越多地应用于生物医药领域。与相同化学组成的生物玻璃相比，介孔的引入带来了更为优秀的生物活性动力学，其改进的结构性质和高比表面积能加快表面反应速度，加速离子溶出产物的释放。目前，还未见将介孔生物玻璃载体与艾地苯醌结合的产品。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体及其制备方法和化妆品。本发明通过将介孔生物玻璃载体与化妆品科学中的高效抗氧化剂艾地苯醌结合，从而一方面能够改善艾地苯醌的溶解性，并通过控制释放实现更好的生物利用率；一方面也利用介孔生物玻璃本身良好的生物学性能，通过钙、硅、磷等粒子溶出，促进皮肤的代谢与再生，用以提高艾地苯醌稳定性并提供可控释放。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将模板剂P123溶解于盐酸水溶液中，得到模板剂溶液；

步骤二、将钙源、磷源溶解于模板剂溶液中；

步骤三、然后向体系中滴加硅源，恒温搅拌反应，得到悬浮液；

步骤四、将悬浮液抽滤、水洗、醇洗、烘干、煅烧、球磨，得到介孔生物玻璃粉末；

步骤五、将艾地苯醌溶解于乙醇中，与介孔生物玻璃粉末混合，搅拌吸附，离心，洗涤，干燥，得到艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体。

在本发明中，复合载体的制备方法包括如下步骤：采用溶剂挥发诱导自组装法合成介孔生物玻璃。以P123为模板剂，在酸性水溶液下溶解后，分别加入硝酸钙与磷酸三乙酯作为钙源和磷源。待充分溶解后，以正硅酸乙酯为硅源，恒温搅拌反应。将制得的悬浮液经过抽滤、洗涤、烘干、煅烧和球磨，最终得到不同孔径的介孔生物玻璃粉末。以生物玻璃为载体，通过孔效应与艾地苯醌吸附复合后，离心干燥得到艾地苯醌/介孔生物玻璃复合载体。

本发明还提供了一种艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、将模板剂P123溶解于盐酸水溶液中，得到模板剂溶液；

步骤二、将钙源、磷源、扩孔剂溶解于模板剂溶液中；

步骤三、然后向体系中滴加硅源，恒温搅拌反应，再经高压水热反应，得到悬浮液；

步骤四、将悬浮液抽滤、水洗、醇洗、烘干、煅烧、球磨，得到介孔生物玻璃粉末；

步骤五、将艾地苯醌溶解于乙醇中，与介孔生物玻璃粉末混合，搅拌吸附，离心，洗涤，干燥，得到艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体。

作为优选，步骤一中，盐酸水溶液的浓度为1～3mol/L；以g/mL计，模板剂与盐酸水溶液的用量比为(8～10):(200～300)。

优选地，盐酸水溶液的浓度为2mol/L；以g/mL计，模板剂与盐酸水溶液的用量比为(8～10):240。

作为优选，模板剂溶解的方式为45℃水浴下剧烈搅拌。

作为优选，钙源为硝酸钙或四水合硝酸钙。

作为优选，磷源为磷酸三乙酯。

作为优选，扩孔剂为1,3,5-三甲基苯。

作为优选，硅源为正硅酸乙酯。

作为优选，以g/g/g/mL计，钙源、磷源、硅源、模板剂溶液的用量比为(1～3)：(0.5～0.8)：(14～18)：(200～300)。

作为优选，以g/g/g/g/mL计，钙源、磷源、硅源、扩孔剂、模板剂溶液的用量比为(1～3)：(0.5～0.8)：(14～18)：(10～12)：(200～300)。

作为优选，步骤三中，恒温搅拌反应的温度为40～50℃，时间为20～30小时。

优选地，恒温搅拌反应的温度为45℃，时间为24小时。

作为优选，步骤三中，高压水热反应的温度为95～100℃，时间为20～30小时。在本发明中，高压为略高于常压的压力。

作为优选，步骤四中，烘干的温度为55～65℃，煅烧的温度为540～560℃。

优选地，步骤四中，烘干的温度为60℃，煅烧的温度为550℃。

作为优选，步骤五中，艾地苯醌在乙醇水溶液中的浓度为0.1～10mg/mL，搅拌吸附的时间为12～72小时。

优选地，步骤五中，艾地苯醌在乙醇水溶液中的浓度为0.1～2mg/mL，搅拌吸附的时间为12小时。

本发明还提供了由上述制备方法制得的艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体，介孔生物玻璃的孔道孔径为4～40nm。

优选地，介孔生物玻璃的孔道孔径为4nm。

本发明还提供了一种化妆品，包括上述艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体，艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体在化妆品中的浓度≤1000μg/mL。

本发明提供了艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体及其制备方法和化妆品。该制备方法包括：将模板剂P123溶解于盐酸水溶液中，得到模板剂溶液；将钙源、磷源溶解于模板剂溶液中；然后向体系中滴加硅源，恒温搅拌反应，得到悬浮液；将悬浮液抽滤、水洗、醇洗、烘干、煅烧、球磨，得到介孔生物玻璃粉末；将艾地苯醌溶解于乙醇中，与介孔生物玻璃粉末混合，搅拌吸附，离心，洗涤，干燥。本发明具有如下优点：

该负载体系载体和负载物均匀持续缓释特性。载体能够实现钙、磷、硅离子可持续释放，促进皮肤组织再生；负载物质艾地苯醌同样也具有持续缓慢释放特点，从而有效降低潜在的刺激性。同时，该粒子制备工艺简单，而且具有良好的生物相容性，适合扩大化生产。该粒子可被很好地用于皮肤外用产品中，能将非水溶的艾地苯醌用于水相如水剂、凝胶体系中。

与相关技术相比，本发明提供的艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体的制备方法具有如下优点：

(1)通过低温下的溶胶凝胶体系，较为简易地制备得到具有有序介孔结构的生物玻璃材料。介孔生物玻璃其组成主要为CaO-SiO

(2)通过对不同孔径和形貌的介孔生物玻璃进行了理化表征和考察，通过其表面形貌与比表面积，确定了介孔尺寸为4nm的介孔生物玻璃具有最佳的物理吸附特性；同时，通过生物学的考察方法，验证了介孔生物玻璃载体通过钙和硅离子溶出的方式，其浸提液能够促进成纤维细胞的增殖；

(3)通过静态和动态吸附实验，确定了最佳的艾地苯醌浓度、以及载体负载时间，通过吸附实验优化，对后续的活性物负载具有指导和优化作用；

(4)本发明中的活性物、载体物质均无毒绿色、生物安全性极佳，没有使用风险；

(5)本发明提供的一种艾地苯醌、介孔生物玻璃载体的制备和化妆品应用，该载体能够有效负载艾地苯醌，实现艾地苯醌的持续缓慢释放，从而有效降低潜在的刺激性，同时，该粒子制备工艺简单，而且具有良好的生物相容性，该粒子可被很好地用于皮肤外用产品中，适合扩大化生产。

附图说明

图1为辅酶Q10与艾地苯醌的分子结构示意图；

图2为4nm孔径生物玻璃的透射电镜图；

图3为40nm孔径的生物玻璃的透射电镜图；

图4为无介孔生物玻璃的透射电镜图；

图5为大孔生物玻璃的透射电镜图；

图6为不同孔径生物玻璃载体的静态吸附效率；

图7为4nm介孔生物玻璃的动态吸附效率；

图8为载药粉末、负载前后上清液的光学照片；

图9为负载前后上清液的OD值变化；

图10为不同孔径载体下的活性物释放曲线；

图11为不同时间下，钙离子与硅离子的离子溶出曲线；

图12为MBG对成纤维细胞的增殖作用；

图13为不同浓度复合粒子的DPPH自由基清除能力测试。

具体实施方式

本发明公开了艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体及其制备方法和化妆品，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明的艾地苯醌、介孔生物玻璃复合载体及其制备方法和化妆品中所用试剂或仪器均可由市场购得。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1一种小介孔生物玻璃制备

采用溶剂挥发诱导自组装法，以正硅酸乙酯(TEOS)作为硅源，四水硝酸钙(Ca(NO

将8g P123作为模板剂加入240mL的2mol/L HCl水溶液中，45℃水浴下剧烈搅拌至完全溶解。依次加入2.44g Ca(NO

从图2中的透射电镜表征结果来看，制备得到的介孔生物玻璃具有非常明显的有序介孔结构。介孔模板剂P123在水溶液中能够通过胶束自组装形成的规整孔道，从而介导出最终材料上的有序介孔。

实施例2一种大介孔生物玻璃制备

9.6g P123作为模板剂加入240mL的2mol/L HCl水溶液中，45℃水浴下剧烈搅拌至完全溶解，加入12g TMB(1,3,5-三甲基苯)作为扩孔剂。依次加入2.12g Ca(NO

从图3中的透射电镜表征结果来看，制备得到的介孔生物玻璃具有较大的介孔孔道结构，同时其介孔结构显示出无序的特点。介孔模板剂P123在水溶液中能够通过胶束自组装形成的规整孔道，扩孔剂TMB的引入进一步放大孔道结构，最终呈现孔径较大的、无序的介孔结构。

对比例1一种生物玻璃的制备

45℃水浴和搅拌条件下，向240mL的2mol/L HCl水溶液中依次加入2.12g Ca(NO

从图4中的表面形貌分析可知，不添加模板剂和扩孔剂的生物玻璃表现出无介孔的致密结构，和介孔生物玻璃在表观形貌上存在明显的差异。

对比例2一种大孔生物玻璃的制备

9.6g P123作为模板剂加入250mL的2mol/L HCl水溶液中，45℃水浴下剧烈搅拌至完全溶解，加入13.4g TMB作为扩孔剂。依次加入2.12g Ca(NO

从图5中的透射电镜表征结果来看，增加TMB比例后，制备得到的介孔生物玻璃具有较大的孔道结构，并已经超过介孔范围(2-50nm)；此时其结构同样显示出无序的特点。介孔模板剂P123在水溶液中能够通过胶束自组装形成的规整孔道，扩孔剂TMB的引入进一步放大孔道结构，最终呈现孔径较大的、无序的介孔结构。

实施例3比表面积和介孔结构分析

以实施例1、2和对比例1、2所制备的材料为基础，通过BET吸附测试和小角XRD来表征其比表面积和介孔结构。

在BET分析中，热处理去除水分后，通过N2吸附-脱附测试对介孔参数进行测定。而在小角XRD分析中，则将样品粉末压片制样后，利用X射线衍射仪器在0.5°至8°的范围内进行测定。

表1不同材料比表面积和介孔结构分析

从表1结果可知，小介孔生物玻璃比表面积达到546.19m

实施例4介孔生物玻璃的静态吸附能力测定

分别选择20mg小介孔生物玻璃(MBG-M)、大介孔生物玻璃(MBG-LM)、大孔生物玻璃(MBG-L)以及无介孔生物玻璃(MBG)为载体，将其分散于5mL乙醇中。并引入不同终浓度(0.1、0.5、1.0、2.0、5.0、10.0mg/mL)的艾地苯醌，超声10min并在室温，400rpm转速下磁力搅拌负载24小时。待达到吸附平衡后，6000rpm下离心10min，得到的上清液在λ＝280nm处测定吸光度，并比较标准曲线测定释放的药物浓度。离心干燥后得到艾地苯醌/介孔生物玻璃复合载体。其中，吸附效率＝(艾地苯醌总质量-上清液中艾地苯醌质量)/艾地苯醌总质量。

从图6的结果可见，四种材料随着艾地苯醌浓度的上升，其吸附能力均有所下降；其中，具有小介孔、大介孔结构的生物玻璃具有较好的吸附效率；大孔生物玻璃次之；而无孔的材料在吸附效率上明显不如具有纳米孔结构的样品组。对于介孔范围内的生物玻璃组别，在浓度0.1至2mg/mL的范围内，其吸附效率均约80％。而在相同艾地苯醌浓度下(2mg/mL)，大孔生物玻璃组和无孔生物玻璃组的吸附效率为72％与62％，更低于介孔生物玻璃组别。艾地苯醌的分子量为338，其分子尺寸约在几个纳米之间。介孔的尺寸大小与艾地苯醌的尺寸较为匹配，除物理吸附外还存在孔道的尺寸效应，从而增加了吸附能力。因此，具有介孔结构的生物玻璃组分在小分子艾地苯醌的负载中具有最强的优势。

实施例5介孔生物玻璃、艾地苯醌动态吸附能力测定

取20mg得到的介孔生物玻璃粒子分散于5mL乙醇中，并引入艾地苯醌活性物，使其最终浓度为2.0mg/mL。超声10min并在室温，400rpm转速下磁力搅拌2、4、8、12、24、48小时。待达到吸附平衡后，6000rpm下离心10min，得到的上清液在λ＝280nm处测定吸光度，并比较标准曲线测定释放的药物浓度。

其中，吸附量＝(艾地苯醌总质量-上清液中艾地苯醌质量)/艾地苯醌总质量。

由图7结果可知，随负载时间的延长，活性物的吸附量逐步上升。在12小时的负载时间下，活性物吸附效率达到80％的最大吸附效率；随时间进一步增长，其吸附效率没有显著增加。介孔生物玻璃作为负载物，在12小时下活性物达到饱和。因此，最终选择12小时的吸附平衡时间作为后续吸附实验的最佳吸附时间。

同时收集通过介孔生物玻璃负载艾地苯醌体系下，负载前后的上清液，并拍摄其光学照片。从图8中可见，负载后得到的粒子粉末呈橙黄色。同时，负载前与负载后的艾地苯醌溶液有显著的颜色差异。负载前艾地苯醌浓度较高，呈较深的橙色；而负载后的上清液中艾地苯醌浓度显著降低，OD值为1.37。这一直观的结果也表明了介孔生物玻璃具有良好的吸附特性。图9则通过全波长扫描进一步测定了负载前后艾地苯醌在溶液中的含量。在负载前，280nm处有非常强烈的吸收峰，而在负载后该处的OD值显著下降。同样，另一处400nm处的次强吸收峰也同样表明，引入介孔生物玻璃进行负载后，艾地苯醌能够通过物理结合和孔道效应富集于生物玻璃上。

实施例6介孔生物玻璃、艾地苯醌释放能力测定

称取10mg药物负载粒子，分散于10mL乙醇中，并放置于37℃恒温震荡箱中，保持震荡速度80rpm，振幅20mm。在不同时间节点(1，2，4，8，12，24小时)，取出悬浮液在6000rpm转速下离心10min。得到的上清液在λ＝280nm处测定吸光度，并比较标准曲线测定释放的艾地苯醌浓度。同时，补充10ml新鲜乙醇，保持体积恒定。通过计算累计药物释放量从而获得载药粒子的药物体外释放曲线。

从图10的释放曲线可以看出，随着释放时间的延长，艾地苯醌的累计释放量逐步提高。四组样品中，具有介孔结构的生物玻璃组(MBG-M)呈现出明显的控制释放特点。大孔组显示出一定的缓释能力，但突释现象较介孔组有所提高。无介孔的MBG组有明显的突释现象，在4hr下就达到了饱和释放量；而MBG-M组则在24hr内均有一定的释放。因此，介孔生物玻璃作为活性物的载体，提供了更优的释放曲线。此外，相较于游离艾地苯醌，负载后缓释效果有助于降低刺激性。

实施例7介孔生物玻璃离子溶出性

将制备得到的介孔生物玻璃置于SBF模拟体液中浸泡48h，利用ICP-MS分别在不同时间点测定溶液中钙离子和硅离子的浓度。

由图11的实验结果可知，在初始阶段，钙离子和硅离子存在快速释放的特点。随着时间进一步增加，上述离子依然保持稳定的释放速率。这一结果表明了，介孔生物玻璃具有较好的降解性，同时能够提供稳定的离子释放，对于皮肤修复而言存在潜在的优势。

实施例8促进细胞增殖特性

采用MTT法检测介孔生物玻璃浸提液的促增殖能力。

(a)将介孔生物玻璃与培养基混合，比例为30mg生物玻璃粒子加入100mL培养基，37℃条件下孵育浸提24h，收集浸提液、放置在4℃备用。

(b)以成纤维细胞为模型，将细胞接种于96孔培养板里，每孔细胞数为3000-5000个，在37℃、5％CO

(c)待细胞完全贴壁后，将每孔的培养液置换浸提液和普通培养基，在37℃恒温、5％CO

(d)培养结束后，每孔加入30μL MTT试剂，在37℃继续孵育4小时；

(e)将上层的液体除去，每孔加入200μL DMSO(二甲基亚砜)，37℃震荡10min，使紫色结晶甲瓒充分溶解后，每孔取出150μL放入新的96孔酶标板中在570nm波长处检测每孔的吸光度值，以去除底部沉积的细胞和粒子对吸光值的影响。

由图12的MTT结果可知，介孔生物玻璃浸提液对成纤维细胞具有增殖促进的作用。在培养24、48和72小时后，测得的细胞活性(OD值)相对于对照组有明显提升，表明介孔生物玻璃溶出离子后的浸提液对成纤维细胞具有促进增殖作用，对于皮肤而言具有潜在的修复和抗衰作用。

实施例9复合粒子的抗氧化能力

采用DPPH自由基清除实验验证该复合粒子的抗氧化特性。

(1)取0.002gDPPH溶于50mL乙醇，配制0.1mM的DPPH溶液，避光保存。

(2)分别配制0.3125、0.625、1.25、2.5、5、10mg/mL的复合粒子。

(3)在96孔板中分别加入不同浓度下的样品组、对照组、空白组，

(样品组)：样品溶液100μL+DPPH醇溶液100μL(每个浓度3个孔)

(空白组)：样品溶液100μL+无水乙醇100μL(每个浓度3个孔)

(对照组)：DPPH醇溶液100μL+水100μL

(4)配制各组后，室温下避光孵育30分钟。

(5)测定517nm处的吸光度，取平均値，通过下列公式计算每个浓度的样品的DPPH清除率：

清除率＝(1-(A

如图13的测试结果可见，负载活性物后的粒子能够起到去除自由基的效果，表现出浓度依赖的抗氧化特性。由于该负载条件温和，不涉及化学反应，仅通过常温下的物理吸附和介孔的孔道效应进行负载和控制释放，因此活性物在负载过程中能够保持较好的活性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。