CN101390814A

CN101390814A - 基于电纺纳米纤维的美容面膜

Info

Publication number: CN101390814A
Application number: CNA2008101950805A
Authority: CN
Inventors: 顾忠泽; 许茜
Original assignee: Southeast University
Current assignee: Southeast University
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2009-03-25

Abstract

基于电纺纳米纤维的美容面膜以电纺纳米纤维无纺布或无纺毡为面膜使用形式，电纺纳米纤维是由药物、美容活性成分、载体聚合物和辅料组成的，电纺纳米纤维直径为几十至几百纳米；药物、美容活性成分被包载在电纺纳米纤维内部或分散在其表面；电纺纳米纤维承载一种或几种药物、美容活性成分，以纤维中载体聚合物含量为质量基数，负载率为0.1～200％；电纺纳米纤维含有一种或几种载体聚合物或辅料，载体聚合物的质量浓度为1～50％；辅料的质量浓度为0.01～50％。本发明所制备的基于电纺纳米纤维的美容面膜具有一定的机械强度和韧性，可贴敷于皮肤上。

Description

基于电纺纳米纤维的美容面膜

技术领域

本发明涉及一种基于电纺纳米纤维的美容面膜，用于药物/美容活性成分的透皮吸收，属于美容用品的技术领域。

背景技术

1 电纺纳米纤维

自上世纪90年代纳米材料科学成为材料科学的一个新分支以来，纳米纤维以其独有的特性，如互连的多孔表面、极大的表面体积比、极高的长径比和极强的与其它物质的相互渗透力等，在组织工程支架、给药系统、创伤敷料、呼吸面罩、防护服、高效过滤介质、精密电子、光学器件、传感器等方面的广泛应用，成为前沿的研究热点。

与其他制备纳米纤维的方法(如干法纺丝、湿法纺丝、熔融纺丝等)相比，电纺技术主要有两个方面的优势。第一，可以稳定地制备直径在纳米级别的纤维。常规的纺丝方法只能得到10～20微米直径的纤维，而电纺纤维的直径在几纳米到几百纳米范围，比常规的纺丝方法减小了1～2个数量级，因此这使得它的比表面积最大可以达到1000m²/g，约是常规方法制备的纤维的10倍。第二，电纺纤维设备的成本低廉、工艺流程简单、液固相分离时间比常规的纺丝方法短，以及可用于制备纤维的聚合物种类多等优势。目前，用于静电纺丝技术制备纤维的聚合物种类已超过60种，而且有逐年上升的趋势。

2 基于电纺纳米纤维的给药系统的优势

当前以纳米粒为代表的纳米尺度的给药系统，因粒径小、比表面积大、表面反应活性高、活性中心多、吸附能力强等特性，具有许多常规给药系统难以比拟的优点。如能缩短药物的扩散距离、促进药物溶出和提高药效，且根据给药系统材质不同，所含药物可实现快释、常释、缓释或控释，在保证药效的前提下，减少用量，减轻或消除毒副作用。

但是，也正是由于纳米粒粒径很小，表面能很大，极易团聚成大粒径的粒子，从而失去纳米尺度特有的性质和优势。因此纳米技术的核心内容就是如何解决团聚问题。迄今却未见电纺纳米纤维本身有团聚现象的报道，因此电纺纤维极有可能在此方面优于纳米粒，而基于电纺纳米纤维的给药系统，可望是一个真正基于纳米技术的给药系统，具有极大的研究价值。

基于电纺纳米纤维给药系统除了具有上述纳米尺度的给药系统的优点外，更有其独特的优势：(1)可供电纺的聚合物种类丰富，电纺溶液的组成和配比可灵活调整，满足给药系统的设计需要。(2)与现有的制备给药系统的方法相比，电纺纤维是一个“一步式”获得药物制剂的方法，周期短、制备方法简单、成本较低、可连续生产。(3)制备过程温和，通常在室温下进行，选择与药物性质相容的聚合物，电纺溶液使用相应聚合物的良性溶剂，电纺溶液的pH、离子强度和粘度与药物的性质和稳定性匹配，药物不会发生结构或构象、理化性质变化，不会失去生物活性。(4)电纺纤维结构和形貌的多样化(实心、中空、核壳；定向、非定向；线状、管状、串珠状等)为研制给药系统提供了方便。

3 电纺纳米纤维在经皮给药系统中的研究

3.1 经皮给药系统简介

经皮给药系统(Transdermal Drug Delivery System，TDDS)，系指皮肤贴敷方式用药，药物以一定的速率通过皮肤经毛细血管吸收进入体循环产生药效的一种给药方式。在欧美国家习惯称为贴剂(patch)，在国内多定名为贴片。广义上讲，TDDS包括应用于皮肤上产生吸收作用的各种剂型，如软膏、硬膏、搽剂、微乳剂、霜剂、涂膜、巴布剂等。经皮给药系统是药剂学中的一个新兴领域，被认为是第四代制剂的研究重点，这是由于经皮给药制剂与常用普通剂型如口服片剂、丸剂、胶囊或注射剂比较，具有许多独特的优点：

(1)避免口服给药可能发生的肝脏首过效应和药物在胃肠道的降解，药物的吸收不受胃肠道因素的影响，减少用药的个体差异。

(2)一次给药可以长时间使药物以恒定速率进入体内，减少给药次数，延长给药间隔，加强了患者用药顺应性。

(3)维持恒定的有效血药浓度或药理效应，增强了治疗效果，避免了口服给药等引起的血药浓度峰谷现象，降低了毒副反应。

3.2 基于电纺纳米纤维的经皮给药系统

3.2.1 经皮吸收的局限

经皮给药最大的局限在于经皮吸收，经皮给药系统必须保证一定的透皮渗透速率，才能保证药物的治疗浓度，所以寻找促进药物透皮吸收的方法是开发经皮给药系统的关键。在药物的经皮渗透过程中，最大的阻力来自于皮肤的角质层。克服角质层对药物传输的阻力，提高药物的经皮渗透量是经皮给药的发展方向。经皮给药的促渗方法主要有化学促渗法(渗透促进剂)、物理促渗法(电磁场、超声波、激光等)以及包括纳米技术在内的新技术。

3.2.2 基于电纺纳米纤维的经皮给药系统的优势

随着纳米技术的日益成熟，纳米载体所具有的独特性能使其在给药系统方面的应用成为前沿的研究热点。一般来说，药物尺寸越小，药物被人体吸收的效果越好，药物颗粒的溶出速度随药物颗粒减小以及相应载体表面积的增加而提高。将药物溶解并与聚合物混合成纺丝液，静电纺丝过程中，由于溶剂的快速挥发，药物将以极小的颗粒存在于聚合物纳米纤维中，使药物溶出或释放的效率更高。纳米纤维作为给药的载体，具有极大的比表面积和多孔结构，极强的与其它物质的相互渗透力，极利于药物的扩散和溶出，从而克服角质层对药物渗透的阻力，提高药物的经皮透过量，提高药物的经皮吸收，有望成为药物经皮给药系统的新形式。

国内尚未见基于纳米纤维的经皮给药系统研究，而国外研究也刚刚起步，

4 基于电纺纳米纤维的美容面膜研制

美容面膜，其实质就是美容相关活性成分的经皮给药系统。

配合不同美容相关活性成分的性质和预期功效，选择适合的基质材料和各种辅料，研制基于电纺纳米纤维的美容面膜(即TDDS)。

发明内客

技术问题：本发明的目的是提供一种基于电纺纳米纤维的美容面膜。该面膜依托纳米纤维的特性，可使其在美容活性成分的经皮吸收方面大大优于其他面膜载体。

技术方案：本发明提供的基于电纺纳米纤维的美容面膜，根据美容活性成分的性质和预期功效，设计有效、可行的聚合物(包括基质材料和辅料)组成和浓度、比例，制备纳米纤维，确保包载活性成分在结构稳定，生物活性不变的条件下，具有良好的经皮释放行为，有效性高、安全性好。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

本发明的基于电纺纳米纤维的美容面膜，其特征在于该面膜以电纺纳米纤维无纺布或无纺毡为面膜使用形式，电纺纳米纤维是由药物、美容活性成分、载体聚合物和辅料组成的，电纺纳米纤维直径为几十至几百纳米；药物、美容活性成分被包载在电纺纳米纤维内部或分散在其表面；电纺纳米纤维承载一种或几种药物、美容活性成分，以纤维中载体聚合物含量为质量基数，负载率为0.1～200％；电纺纳米纤维含有一种或几种载体聚合物或辅料，载体聚合物的质量浓度为1～50％；辅料的质量浓度为0.01～50％。

所述的药物是酮康唑、益康唑、维生素A、维生素E、维生素C、盐酸哌唑嗪、苯扎氯铵、地塞米松、红霉素、罗红霉素、阿齐霉素、乙酰螺旋霉素、氢化可的松；美容活性成分是二胜肽、三胜肽、四胜肽、五胜肽、六胜肽、七胜肽、八胜肽、九胜肽、曲酸、虾红素、β-胡萝卜素、辅酶Q10、艾地苯，凯因庭，左旋C，硫辛酸、熊果苷、果酸、甘草黄酮、内皮素拮抗剂、胶原蛋白、透明质酸、神经酰胺、人参黄芪提取液中的一种或几种。

载体聚合物是以下聚合物中的一种或几种：SIS、BIO-PSA Q7-2920、dow corning 355、Vistanex LM-MH、Vistanex MML-100、Plastoid E25L、Eudragit NE、Eudragit E100、AcrylicPSA、淀粉、纤维素、海藻酸、透明质酸、壳聚糖、胶原、聚L-赖氨酸、聚L-谷氨酸、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺。

所述的辅料是透皮吸收促进剂、保湿剂、增黏剂中的一种或几种。

所述的透皮吸收促进剂为月桂氮酮及其类似物、萜烯类、亚砜类、表面活性剂、多元醇类、磷脂类中的一种或几种。

所述的保湿剂为透明质酸、甘油、山梨醇、聚乙二醇中的一种或几种。

所述的增黏剂为明胶、聚乙烯醇、聚维酮、羧甲纤维素钠、桃胶、阿拉伯胶中的一种或几种。

制备方法包括以下的步骤和条件：

(1)将药物/美容活性成分、载体聚合物和辅料与溶剂混合，超声振荡或磁力搅拌，得到电纺溶液；

(2)在高压电场的作用下，将电纺溶液制备成纳米纤维，药物/美容活性成分包载在纤维内部或分散在纤维表面，持续收集一定时间形成纳米纤维无纺布或纳米纤维无纺毡；

(3)将纳米纤维无纺布或无纺毡放在真空干燥箱中60～80℃放置6～24h，脱除其中的残留溶剂。

有益效果：本发明提供的基于电纺纳米纤维的美容面膜可达到以下的目的：

(1)纤维有良好的形貌、较高的药物/美容活性成分包载率和制剂稳定性。

(2)良好的经皮释药/美容活性成分特征，在一定时间内，以一定的速率完全释放出药物/美容活性成分，达到预期的美容功效。

(3)安全性和有效性。

本发明的美容面膜主要有如下优点：

(1)基于纳米纤维的美容面膜使药物/美容活性成分的经皮吸收大大优于其他面膜载体。药物/美容活性成分以极小的颗粒存在于聚合物纳米纤维中，溶出或释放的效率更高。纳米纤维作为给药的载体，具有极大的比表面积和多孔结构，极强的与其它物质的相互渗透力，极利于药物的扩散和溶出，提高药物的经皮透过量，提高药物的经皮吸收。

(2)本发明的美容面膜对药物/美容活性成分的负载量，可以在很大的范围内调节，以高分子聚合物的质量为基数，负载率达到0.1～200％，以适应不同美容预期的需要。由于在高压电场作用下，纤维状溶液在固化过程中，发生了直径从毫米到微米的快速拉伸过程，纤维有很好的取向和强度。即使负载率达到100％以上，也有很好的机械性能。

(3)本发明提供的美容面膜是纳米核壳纤维制成无纺布或纤维毡，机械强度大，不需要进一步加工即可直接使用，是一个“一步式”的生产方法，周期短、可连续生产，技术难度小、成本较低。

(4)本发明制备过程温和，在室温下进行制备，电纺溶液的pH、离子强度和粘度与药物/美容活性成分的性质和稳定性匹配，药物/美容活性成分不会发生结构或构象、理化性质变化，不会失去生物活性。

附图说明

图1为本发明所使用的实验装置；

图2为本发明实施例1的纤维扫描电镜图；

图3为本发明实施例2的纤维扫描电镜图；

图4为本发明实施例3的纤维扫描电镜图。

具体实施方式

本发明采用的静电纺丝装置，示意图如图1所示。其中：

高压电源：用来产生喷丝装置与收集装置间的强电场，一般采用最大输出电压在30～100kV的直流高压静电发生器。

收集装置：可以是金属平板、网格或滚筒等。利用不同形状的收集装置，可制成各种无纺布产品。

溶液储存装置：可以使用注射器或储液管等，其中装满聚合物溶液。本发明中采用5ml玻璃注射器储存溶液。

溶液推进装置：溶液推进采用在溶液储存装置中安装空气泵调节液体静压力，或者利用数控机械装置缓慢推动注射器的方法，这两种方式可以在纺丝过程中对液体流速进行控制。

在装有聚合物溶液(电纺溶液)的注射器毛细针管(喷针)出口和金属收集屏之间加以高电压，在静电场作用下，喷针出口的液滴形成Taylor锥(Taylor cone)，当电压超过阈值时，电场力克服液滴的表面张力，带电溶液就会从Taylor锥顶端喷射出来，到达收集屏时，溶剂快速蒸发而固化，即可收集到纤维化物质，即电纺纤维。

以下通过实施例进一步说明本发明，但本发明的权利要求不仅限于实施例。

实施例1：

以盐酸哌唑嗪为模型药物，制备基于电纺纳米纤维的美容面膜。

载体聚合物为聚乙烯醇，辅料为水溶性氮酮。以纤维中载体聚合物含量为质量基数，载药率为20％。

制剂的制备方法：

(1)将盐酸哌唑嗪、聚乙烯醇和水溶性氮酮与溶剂混合，超声振荡或磁力搅拌，得到电纺溶液；

(2)在高压电场的作用下，将电纺溶液制备成纳米至微米直径的纳米核壳纤维，药物/美容活性成分包载在纤维内部或分散在纤维表面，持续收集一定时间形成纳米纤维无纺布或纳米纤维无纺毡；

在步骤(1)中，溶剂为水，聚乙烯醇的质量浓度为20％，水溶性氮酮的质量浓度为1％。

结果表明，纤维直径为200～500nm(附图2)；体外透皮释药实验结果表明，纤维中盐酸哌唑嗪24小时的累积释放量及释放速度显著高于甩膜法制备的常规膜。促渗剂水溶性氮酮对盐酸哌唑嗪有促渗作用，含促渗剂的纳米纤维，24h的累积释放量及释放速度高于不含促渗剂的纳米纤维。

实施例2：

载体聚合物为聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素，辅料为水溶性氮酮、透明质酸。以纤维中载体聚合物含量为质量基数，载药率为50％。

制剂的制备方法：

(1)将盐酸哌唑嗪、聚乙烯醇、羟丙基甲基纤维素和水溶性氮酮与溶剂混合，超声振荡或磁力搅拌，得到电纺溶液；

在步骤(1)中，溶剂为水，聚乙烯醇的质量浓度为30％，羟丙基甲基纤维素的质量浓度为2％，水溶性氮酮的质量浓度为1％，透明质酸的质量浓度为1％。

结果表明，纤维直径为400～900nm(附图3)；体外透皮释药实验结果表明，纤维中盐酸哌唑嗪24小时的累积释放量及释放速度显著高于甩膜法制备的常规膜。促渗剂水溶性氮酮对盐酸哌唑嗪有促渗作用，含促渗剂的纳米纤维，24h的累积释放量及释放速度高于不含促渗剂的纳米纤维。含保湿剂透明质酸的纤维24小时的累积释放量及释放速度高于不含透明质酸的纤维。

实施例3：

以vitamin A和vitamin E为模型药物，制备基于电纺纳米纤维的美容面膜。

载体聚合物为醋酸纤维素，以纤维中载体聚合物含量为质量基数，载药率分别为0.5％(vitamin A)和5％(vitamin E)。

制剂的制备方法：

(1)将vitamin A、vitamin E和醋酸纤维素与溶剂混合，超声振荡或磁力搅拌，得到电纺溶液；

在步骤(1)中，溶剂为丙酮:二甲基乙酰胺＝2:1(v/v)，醋酸纤维素的质量浓度为4％。

结果表明，纤维直径为200～600nm(附图4)；体外透皮释药实验结果表明，纤维中vitamin A和vitamin E24小时的累积释放量及释放速度显著高于甩膜法制备的常规膜。

Claims

1.一种基于电纺纳米纤维的美容面膜，其特征在于该面膜以电纺纳米纤维无纺布或无纺毡为面膜使用形式，电纺纳米纤维是由药物、美容活性成分、载体聚合物和辅料组成的，电纺纳米纤维直径为几十至几百纳米；药物、美容活性成分被包载在电纺纳米纤维内部或分散在其表面；电纺纳米纤维承载一种或几种药物、美容活性成分，以纤维中载体聚合物含量为质量基数，负载率为0.1～200％；电纺纳米纤维含有一种或几种载体聚合物或辅料，载体聚合物的质量浓度为1～50％；辅料的质量浓度为0.01～50％。

2.如权利要求1所述的基于电纺纳米纤维的美容面膜，其特征在于，所述的药物是酮康唑、益康唑、维生素A、维生素E、维生素C、盐酸哌唑嗪、苯扎氯铵、地塞米松、红霉素、罗红霉素、阿齐霉素、乙酰螺旋霉素、氢化可的松；美容活性成分是二胜肽、三胜肽、四胜肽、五胜肽、六胜肽、七胜肽、八胜肽、九胜肽、曲酸、虾红素、β-胡萝卜素、辅酶Q10、艾地苯，凯因庭，左旋C，硫辛酸、熊果苷、果酸、甘草黄酮、内皮素拮抗剂、胶原蛋白、透明质酸、神经酰胺、人参黄芪提取液中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的基于电纺纳米纤维的美容面膜，其特征在于，载体聚合物是以下聚合物中的一种或几种：SIS、BIO-PSA Q7-2920、dow corning 355、Vistanex LM-MH、Vistanex MML-100、Plastoid E25L、Eudragit NE、EudragitE100、Acrylic PSA、淀粉、纤维素、海藻酸、透明质酸、壳聚糖、胶原、聚L-赖氨酸、聚L-谷氨酸、聚丙烯酸、聚丙烯酰胺。

4.如权利要求1所述的基于电纺纳米纤维的美容面膜，其特征在于所述的辅料是透皮吸收促进剂、保湿剂、增黏剂中的一种或几种。

5.如权利要求4所述的基于电纺纳米纤维的美容面膜，其特征在于所述的透皮吸收促进剂为月桂氮酮及其类似物、萜烯类、亚砜类、表面活性剂、多元醇类、磷脂类中的一种或几种。

6.如权利要求4所述的基于电纺纳米纤维的美容面膜，其特征在于所述的保湿剂为透明质酸、甘油、山梨醇、聚乙二醇中的一种或几种。

7.如权利要求4所述的基于电纺纳米纤维的美容面膜，其特征在于所述的增黏剂为明胶、聚乙烯醇、聚维酮、羧甲纤维素钠、桃胶、阿拉伯胶中的一种或几种。