CN102026663A - 油质体中活性剂的控制释放 - Google Patents

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Abstract

油质体中活性剂的释放速度可由含有释放控制剂(例如多羟基醇)的油质体剂型来调节。本发明中，含有活性剂的油质体可用于制备包括局部使用剂型在内的各种剂型。

Description

油质体中活性剂的控制释放
技术领域
本发明涉及由油质体组成的新组合物及其制备方法。本发明的组合物在制造局部施用于人体表面的产品方面尤其有用。
背景技术
诸如棕榈油、向日葵油和菜籽(蓖麻)油之类的植物油具有各种各样的工业用途和营养用途，是全球主要的农产品。仅在美国，每年生产植物油就超过150亿磅。Wallis J.等人在SEED TECHNOLOGY AND ITS BIOLOGICAL BASIS，M.Black & J.D.Bewley(编辑)，Sheffield Biological Science(2000)中发表的“Seed oils and their metabolic engineering”。在美国，百分之九十八的植物油产品用于营养目的，例如制造食用油和人造黄油。剩余的植物油用作制造诸如肥皂、增塑剂、聚合物、表面活性剂和润滑剂之类的工业产品的原材料。
植物油是三酰基甘油，即，将甘油基团中的每个羟基酯化为脂肪酸。三酰基甘油的甘油主链在结构上是恒定的，但是连接于甘油主链的脂肪酸随植物油的种类不同而显著不同。
脂肪酸的结构决定了植物油的物理性质和化学性质。例如，脂肪酸中双键的数目(通常被称为“不饱和度”的变量)影响油的熔点，而脂肪酸的链长影响油的粘度、润滑性和溶解度。
三酰基甘油分子不溶于水性环境并且易于聚集成油滴。为了储存这些水不溶的三酰基甘油，植物已在植物种子细胞中形成了直径为大约1μm至10μm的独特的植物油储藏间，分别称为“油体”“油质体”“类脂体”“圆球体”(统称为“油质体”)。参见Huang，Ann.Rev.Plant Mol.Biol.43：177-200(1992)。除了植物油之外，这些油质体包括两种化学组分：磷脂和一类蛋白质(本领域称为油体蛋白)。从结构的角度而言，油质体是由磷脂半单位膜包裹的三酰基甘油核心，其中，包埋了油体蛋白。人们相信，油体蛋白在阻止油质体聚集成更大的油滴方面起作用。
就萃取植物油而言，将种子碾碎或压碎，然后精炼，所述精炼使用的方法通常包括使用有机溶剂从诸如种子蛋白和碳水化合物之类的其他种子组分中分离植物油。也已经研究出以非有机溶剂形式萃取植物油的方法，例如Embong和Jelen在Can.Inst.Food Sci.Techn.J.10：239-43(1997)中所描述的。
因为这些萃取方法的主要目的是获得纯的植物油，然而，这些萃取方法通常破坏了油质体的结构。因此，由植物油制备的常规组合物通常不包含完整的油质体。
例如，Voultoury等人的美国专利第5,683,740号和第5,613,583号公开了从碾碎的含有油脂载体的含油植物的种子来制备乳液。在这些专利所描述的碾碎工艺过程中，油质体基本上失去了它们的结构完整性。因此，公开了在碾碎工艺中70％至90％的植物油以游离油的形式被释放。
另一方面，从植物种子中分离的、结构上完整形式的油质体具有公认的实用性。值得注意的是，在室温、不存在外源乳化剂的条件下，油质体让油和水性化合物形成复合混合物，参见Guth等人的PCT申请2005/097059，并且油质体可装载活性成分，如Murray等人PCT申请2005/030169中所描述的。
Deckers等人在美国专利第6,146,645号、第6,183,762号、第6,210,742号、第6,372,234号、第6,582,710号、第6,596,287号、第6,599,513号以及第6,761,914号(统称为“Deckers专利”)中公开了制备油质体的非破坏性方法。根据Deckers专利，可获得纯化的油质体制剂并且在多种其他物质存在的条件下该纯化的油质体制剂可用以制备乳液，从而达到乳化作用、粘度和表观的理想平衡，并且使得这些乳液尤其适用于化妆品、食品、药物以及工业应用。
通常，理想的是制备含有活性成分的油质体。这些制剂可通过将活性成分和油质体混合或使用使活性成分选择性的分配进入油质体的优化方法来获得，如PCT申请2005/030169所描述的。由于各种原因，将活性成分包裹在油质体内是有益的。例如，它让传统不稳定的活性成分稳定，并且让彼此接触之后有害的试剂分离。
因此，得到的含有活性成分的油质体制剂可用作制备最终剂型(finished formulation)的成分。例如，在将最终剂型施用于皮肤或吸收的情况下，这种最终剂型的使用将导致油质体结构的破坏，从而释放活性成分。
在这种情况下，理想的是控制释放油质体中的活性剂。然而，在给定的组合物中，油质体仅具有该油质体制剂内在的释放特性，在递送油质体之后，该释放规律通常引起活性剂相对快速的释放。
在药物和其他情况下，该快速释放之后，接着活性剂的释放速度急剧下降，该快速释放代表活性剂的次优化递送。然而，理想的是更加平缓和持续地释放活性成分。
常规的油质体制剂不能达到选择性的控制释放油质体组分中的活性成分。换言之，影响油质体中活性成分的释放动力学的可变适应性(variable adaptation)已是不可行的，这样，可考虑在活性成分作用的开始和作用过程中不同的活性成分的性质和差异，从而实现优化释放动力学。
在可用方法中的这些不足导致需要另外的方法制备含有活性剂的油质体组合物。具体而言，不清楚如何或是是否可以获得能够控制释放活性剂组分的油质体制剂。
发明内容
本发明提供含有油质体的新剂型。本发明的剂型提供让油质体中的活性剂控制释放的系统。
因此，本发明包括释放油质体中的活性剂的方法，所述方法包括：
(i)提供含有包裹的活性剂和释放控制剂的油质体制剂；以及
(ii)将油质体剂型施用于表面，这样，释放所述油质体剂型中的活性剂。
在优选的实施方式中，当与不存在释放控制剂的情况下活性剂的平均释放速度相比时，油质体中活性剂在存在释放控制剂的情况下的平均释放速度减小了至少15％。平均释放速度可通过己烷萃取来测量，例如，下面进一步讨论。
在进一步优选的实施方式中，所述释放控制剂是多羟基醇(multihydric alcohol)。优选地，所述多羟基醇是非芳香二醇、非芳香三元醇或非芳香多元醇或非卤化的多羟基醇。在具体的优选实施方式中，所述控制释放剂是甘油或PEG。
可用于本发明的活性剂不同并且可以是所期望的。一般而言，当递送至活体时，本文中的“活性剂”发挥可检测的生物效应，该生物效应包括但不限于药理效应。
通过测定在释放控制剂(分散于多种油质体制剂中)的各种浓度条件下活性剂的释放动力学，可优化活性剂的释放控制动力学，从而获得具有特别期望的释放动力学的油质体制剂。因此，本发明也考虑到获得由活性剂组成的油质体制剂的方法，其中，已优化了所述活性剂的释放动力学。本发明的方法包括：
(i)制备多种油质体制剂，每种油质体制剂包括活性剂和释放控制剂，其中，所述多种制剂中的每种制剂的释放控制剂的浓度不同；
(ii)测定每种油质体制剂中所述活性剂的释放动力学；以及
(iii)从所述多种油质体制剂中选择具有优化的活性剂释放动力学的油质体制剂。
在另一方面，本发明还提供新组合物，所述组合物包括(i)油质体；(ii)活性剂；以及(iii)释放控制剂。
根据本发明获得的油质体制剂在诸如化妆品、食品、农产品、家用产品、油墨、涂层、涂料、药品以及工业产品之类的多种产品的制造方面尤其有用。
本发明的其他特征和优点将通过下面的详细描述体现。然而，应当理解的是，虽然详细的叙述和具体的实施例给出了本发明的优选实施方式，所述详细的叙述和具体的实施例仅用于举例叙述，在本发明的实质和范围内，对于本领域技术人员来说通过详细描述得到各种变化和改变是显而易见的。
附图说明
图1表示分别在存在甘油和不存在甘油的情况下，干燥的油质体的粒度分析。
图2表示与15％蒸馏水、PEG 200或甘油混合的、装载OMC的油质体的粒度分析。释放(35℃，2小时)之后分析样品。
图3表示与5％、10％、15％或20％PEG 200混合的、装载OMC的油质体的粒度分析。释放(35℃，2小时)之后分析样品。2008-094样品是未装载的油质体，在加入释放控制剂之前，15％OMC是装载的油质体的起始量。两个对照均未暴露于释放条件。
图4表示与10％甘油或PEG 200混合然后在35℃孵育4小时的装载OMC的油质体的粒径分析。“时间0”代表干燥之前的样品。
具体实施方式
如上所述，本发明涉及控制释放由油质体组成的剂型中的活性剂的方法。本发明发现，就由包裹了活性成分的油质体组成的制剂而言，油质体中的活性成分的释放可由内含的诸如多羟基醇之类的试剂来控制，所述内含的试剂(“释放控制剂”)影响油质体制剂中水蒸发的速度，这样较快蒸发与较快释放相互关联，反之亦然。换言之，已发现引起较快蒸发的试剂随着所述制剂干燥导致油质体失去完整性并且更加快速地释放包裹的活性成分。因此，本发明的油质体制剂控制油质体中活性成分的释放动力学，继而使活性成分的作用和持续时间得以优化。
因此，本发明提供释放油质体中的活性剂的方法。本发明的方法包括：
(i)提供含有包裹的活性剂和释放控制剂的油质体制剂；以及
(ii)将油质体剂型施用于表面，从而释放所述油质体剂型中的活性剂。
根据本发明获得的油质体制剂由活性剂的控制释放来表征。优选地，与不存在释放控制剂的情况下活性剂的平均释放速度相比，油质体中的活性剂在存在释放控制剂的情况下的平均释放速度减小了至少15％。
油质体制剂
本文的术语“油质体”是指从活细胞获得的、任何离散的亚细胞油或蜡贮藏细胞器。就本发明的目的而言，油质体可从含有这种细胞器的任何细胞获得，包括植物细胞、真菌细胞、酵母细胞(Leber，R.等人，1994，Yeast 10：1421-28)、细菌细胞(Pieper-Fürst等人，1994，J.Bacteriol.176：4328-37)以及藻细胞(Roessler，P.G.，1998，J.Phycol.(London)24：394-400)。
在本发明优选的实施方式中，从植物细胞获得油质体，其中，“细胞”分别包括花粉中的细胞、孢子中的细胞、种子中的细胞和植物营养器官中的细胞，上述细胞中存在油质体。一般而言，参见Huang，Ann.Rev.Plant Physiol.43：177-200(1992)。更优选地，本发明中使用的油质体从植物种子获得。
本文有用的植物种子中，优选的植物种子是从下列植物种类获得的种子，所述植物种类选自：杏仁(Prunus dulcis)、大茴香(Pimpinella anisum)、鳄梨(Persea spp.)、山毛榉坚果(Fagus sylvatica)、琉璃苣(Boragio officinalis)、巴西坚果(Bertholletia excelsa)、桐木(Aleuritis tiglium)、酸渣树(Carapa guineensis)、腰果(Ancardium occidentale)、蓖麻(Ricinus communis)、椰子(Cocus nucifera)、芫荽(Coriandrum sativum)、棉籽(Gossypium spp.)、海甘蓝(Crambe abyssinica)、Crepis alpina、巴豆(Croton tiglium)、黄瓜(Cucumis sativus)、萼距花属、莳萝(Anethum gravealis)、大戟属植物、月见草(Oenothera biennis)、白蓝菊、亚麻芥(Camolina sativa)、茴香(Foeniculum vulgaris)、落花生(Arachis hypogaea)、榛子(coryllus avellana)、大麻(Cannabis sativa)、缎花属植物(Lunnaria annua)、加州希蒙得木(Simmondsia chinensis)、木棉水果(Ceiba pentandra)、夏威夷坚果(Aleuritis moluccana)、Lesquerella属、亚麻籽/亚麻(Linum usitatissimum)、羽扇豆(Lupinus spp.)、夏威夷果(Macademia spp.)、玉米(Zea mays)、绣线菊(Limnanthes alba)、芥末(Brassica spp.和Sinapis alba)、橄榄(Olea spp.)、油椰子(Elaeis guineeis)、奥蒂树(Licania rigida)、泡泡树(Assimina triloba)、美洲山核桃(Juglandaceae spp.)、紫苏(Perilla frutescens)、麻风树(Gatropha curcas)、卵橄榄(Canarium ovatum)、松仁(pine spp.)、阿月浑子树(Pistachia vera)、水黄皮(Bongamin glabra)、罂粟籽(Papaver soniferum)、南瓜(Cucurbita pepo)、菜籽(Brassica spp.)、红花(Carthamus tinctorius)、芝麻(Sesamum indicum)、大豆(Glycine max)、南瓜(Cucurbita maxima)、沙罗树(Shorea rubusha)、紫苑(Stokesia laevis)、向日葵(Helianthus annuus)、tukuma(Astocarya spp.)、油桐果(Aleuritis cordata)、斑鸠菊(Vernonia galamensis)以及它们的混合物。植物种类中最优选的植物种子包括：菜籽(Brassica spp.)、大豆(Glycine max)、向日葵(Helianthus annuus)、油棕(Elaeis guineeis)、棉籽(Gossypium spp.)、落花生(Arachis hypogaea)、椰子(Cocus nucifera)、蓖麻(Ricinus communis)、红花(Carthamus tinctorius)、芥末(Brassica spp.和Sinapis alba)、芫荽(Coriandrum sativum)、南瓜(Cucurbita maxima)、亚麻籽/亚麻(Linum usitatissimum)、巴西坚果(Bertholletia excelsa)、加州希蒙得木(Simmondsia chinensis)、玉米(Zea mays)、海甘蓝(Crambe abyssinica)以及芸芥(Eruca sativa)。在本文中最优选的油体是从红花(Carthamus tinctorius)制备的油体。
为了从植物中制备油质体，根据常规农业培育实践使植物生长并让其结籽。收获种子，通过例如筛分或漂洗除去诸如石头或种壳(脱壳)之类的材料(如果需要的话)以及任选地干燥种子之后，随后通过机械研磨对种子进行处理。优选地，在研磨种子之前加入液相。这称为“湿磨”。已报道了油萃取方法中的湿磨用于各种植物种类的种子，所述植物种类包括：芥末(Aguilar等人，1991，J.Texture Studies 22：59-84)、大豆(美国专利第3,971,856号，Cater等人，1974，J.Am.Oil Chem.Soc.51：137-41)、花生(美国专利第4,025,658号和美国专利第4,362,759号)、棉籽(Lawhon等人，1977，J.Am.Oil Chem.Soc.54：75-80)、椰子(Kumar等人，1995，INFORM 6：1217-40)以及红花(美国专利第6,146,645)。
虽然诸如乙醇之类的有机溶剂也可使用，但是优选地，所述液体是水。研磨之前使种子在液相中吸收液体约15分钟至约两天的时间是有益的。吸收液体可软化细胞壁并有利于研磨过程。较长时间吸收液体可模拟发芽过程并导致种子组分组合物中某些有益的变化。
优选地使用胶体磨研磨种子。除了胶体磨之外，能够处理工业规模量的种子的其他磨和研磨设备也可在本发明中使用，所述磨和研磨设备包括：盘磨、胶体磨、针磨、轨道磨(orbital mill)、IKA磨以及工业规模的均质器。磨的选择可依赖于种子生产量需求以及所使用的种子的来源。
根据本发明，在研磨过程中使植物油体保持完整是重要的。因此，在植物油处理过程中所通常使用的、易于破坏油体的任何操作条件不适用于本发明的方法。
研磨温度优选地为10℃至90℃。更优选地，研磨温度为15℃至50℃，并且最优选地，研磨温度为18℃至30℃，而pH优选地为2.0至11.0，更优选地，pH为6.0至9.0，以及最优选地，pH为7.0至9.0。
从磨碎的种子组分中除去诸如种子壳、纤维材料、不溶的碳水化合物和蛋白质之类的固体污染物以及其他不溶的污染物。固体污染物的分离可使用倾析离心机来完成。基于种子生产量需求，倾析离心机的容量可通过使用诸如三相倾析器之类的其他型号的倾析离心机来改变。基于所使用的具体的离心机，操作条件有所不同并且必须调节操作条件，这样使不溶污染材料沉积并且在倾析之后保持沉积。在这些条件下可观察到油体相和液相的部分分离。
除去不溶污染物之后，将油质体组分与水相分离。在本发明的一种实施方式中，使用管式离心机。在优选的实施方式中，使用碟片离心机(disc stack centrifuge)。可选地，在自然重力或任何其他重力式分离技术条件下，也可使用水力旋流器或相沉降。通过诸如过滤(例如，膜超滤以及错流微滤)之类的尺寸排除方法从水性组分中分离油质体组分也是可能的。
当为了分离目的使用离心机时，用于操作离心机的重要参数是所使用的环闸(ring dam)的尺寸。环闸是可移动的环，其具有不同尺寸的中心圆孔，并且所述环闸调节从油质体相中分离水相，从而控制所获得的油质体组分的纯度。所选择的环闸的尺寸依赖于离心机的型号和所使用的植物油的类型以及期望的油质体制剂的最终浓度。
根据本发明的一种实施方式，使用环闸尺寸为69mm至75mm的SA-7(Westfalia)碟片式离心机来获得红花油质体。在这种实施方式中，分离效率进一步受流速影响，所述流速通常保持在0.5l/min至7.0l/min。优选地，温度保持在26℃至40℃。
基于所使用的离心机的型号，可调节流速和环闸尺寸，从而实现从水相中优化分离油质体组分。这些调节对于工艺过程领域的技术人员而言是显而易见的。
油质体组分与固体的分离和油质体组分与水相的分离可同时进行。这可通过诸如三相管式离心机、倾析器、水力旋流器之类的重力式分离方法或尺寸排除式分离方法来完成。
在本发明的工艺的这个阶段获得的油质体组合物通常是相对的粗产物，该粗产物包括多种种子蛋白、糖基化和非糖基化蛋白以及诸如葡萄糖硫氰酸盐或其分解产物之类的其他污染物。本发明包括这种组合物，但是在优选的实施方式中，在制备稳定的油质体制剂之前除去大量种子污染物。
如上所述，为了除去污染的种子材料，通过在液相中重悬油质体组分将水相分离之后获得的油质体制剂洗涤至少一次，并且对所述重悬的组分进行离心，生成“洗涤过的油质体制剂”。
根据本发明，通常根据期望的油质体制剂的纯度来选择洗涤条件。就这点而言，所述条件可以以控制的方式来改变，从而获得不同油质体纯度的油质体制剂，所述条件包括用于洗涤的液相的成分、洗涤时间、液相与油质体相的比例以及pH值。例如，所述液相可以是水或有机溶剂。通常，选择缓冲液相是有益的，所述缓冲液相(i)具有出自油质体的等电点中的至少一个pH点的pH值，基于油质体的来源，通常pH点为4至6，因为这样的条件有利于油质体和污染物的分离，(ii)具有使油质体稳定的pH值，即，通常为弱碱性pH范围(pH为7.0至9.0)。
用于本发明的合适的缓冲系统以由浓度为0.01M至2M的氯化钠、浓度为25mM至50mM的碳酸氢钠缓冲液以及诸如pH为7.5的50mM的Tris-HCl之类低盐缓冲液组成的系统来举例说明。在制备红花油质体的情况下，pH为8.2的45mM碳酸氢钠缓冲液尤其适用于获得相对纯的油质体制剂。
例如，借助这种缓冲液，可获得含有2％或者更少的非油体蛋白的油质体制剂。根据本发明，影响油质体纯度的附加条件是洗涤时间和油质体/液相的相对值。通过延长洗涤时间和/或增加洗涤次数，以及通过使用大量的液相，通常有可能获得较高纯度的油质体，工艺过程领域的技术人员会理解尽管这会牺牲产率。
根据所制备的油质体的来源可调节洗涤条件。具体而言，由于油质体制剂的组分和污染组分随来源不同而不同，可改变缓冲液组合物、洗涤时间、pH等如上所述的参数以影响油质体制剂的组分以及污染的组分。
因此，根据所述洗涤条件，可获得“基本上纯的”油质体制剂；即，存在的蛋白质仅为油体蛋白。在优选的实施方式中，油质体组分含有小于30％(w/w)的非油体蛋白，更优选地，含有小于20％(w/w)的非油体蛋白，以及甚至更优选地，含有小于10％(w/w)的非油体蛋白。在最优选的实施方式中，油质体组分含有2％(w/w)或更少的非油体蛋白。
在一些不同的pH值条件下进行洗涤可以是有益的，因为这样可分步除去污染物(尤其是蛋白质)。可合理地使用SDS凝胶电泳或其他分析技术以监测在洗涤油质体之后种子蛋白和其他污染物的除去。此外，在进行一个以上洗涤步骤的情况下，用于不同洗涤步骤的洗涤条件可以不同。
在洗涤步骤中不必除去所有的水相，并且最终洗涤的油质体制剂可悬浮于水中、缓冲系统中，例如，pH为7.5的50mM的Tris-HCl或任何其他液相。如果需要如此的话，pH值可调节至2.0和11.0之间的任何pH值，优选地，可调节至6.0和9.0之间的任何pH值以及最优选地，可调节至7.0和8.5之间的任何pH值。根据本发明，油质体制剂中水的量可以不同，并且基于水量，可获得较大粘性的油质体制剂或较小粘性的油质体制剂。因此，本发明的油质体制剂优选地含有按体积计大于10％且小于65％的水，更优选地含有按体积计大于15％且小于50％的水，以及最优选地含有按体积计大于20％且小于50％的水。
根据本发明，油质体制剂的制造方法可以以分批操作的方式进行或以流水作业工艺进行。尤其是当使用碟片式离心机时，泵系统方便地启动以产生连续流体。可使用的示例性的泵是气动双隔膜泵和液压正位移泵或蠕动泵。
为了保持向倾析离心机和管式离心机提供均一的浓度，诸如IKA均质器之类的均质器可加至分离步骤之间。连续均质器(in-line homogenizer)也可加至各种离心机之间或用于洗涤油体制剂的尺寸排除式分离设备之间。在每个洗涤步骤中，环闸尺寸、缓冲液组分、温度以及pH值可以不同。
根据上述方法获得的油质体制剂可通过下面更详细描述的方法来使用。
释放控制剂
如上所讨论的，控制释放剂通过影响本发明的组合物中水分蒸发的速度对这种释放动力学产生影响。在本文中，词组“释放控制剂”是指相对于缺乏控制释放剂的组合物，当与含有或“包裹”活性剂的油质体组合物混合时，调节油质体中活性剂的释放动力学的物质。就这点而言，示例性的物质是改变水的沸点(蒸汽压)的成分，因此当在本发明中使用该成分时，水蒸发的速度受到影响。因此，控制释放剂可降低释放速度或提高释放速度。例如，甲醇、乙醇和异丙醇提高蒸汽压，从而加速释放，然而，甘油、乙二醇和丙二醇降低蒸汽压，减缓释放。因此，一般而言，不同的释放控制剂由于对水蒸发速度产生不同的影响可表现出不同的释放动力学。
在优选的实施方式中，所述控制释放剂是多羟基醇。“多羟基醇”是含羟基的有机化合物，其具有两个或两个以上羟基。虽然可使用任何合适的多羟基醇，但优选地是非卤化的多羟基醇，并且优选地具有小至中等分子量，即，小于50,000道尔顿。因此，合适的多羟基醇是非芳香二醇、非芳香三元醇或非芳香多元醇。
当所述多羟基醇是二醇时，它可以是乙二醇或非芳香乙二醇的衍生物。合适的乙二醇衍生物是丁烯二醇、聚乙烯二醇、丙烯二醇、己烯二醇、二丙烯二醇、己二醇或聚丁烯二醇。
当所述多羟基醇是三元醇时，它可以是1，2，6己三醇或甘油。也可使用甘油的聚合物，例如，二聚甘油、聚甘油-3、聚甘油-4、聚甘油-5、聚甘油-6、聚甘油-7、聚甘油-8、聚甘油-9或聚甘油-10，它也可以是甘油及其聚合物的易于取代的衍生物。
当所述多羟基醇是多元醇时，优选地，至少一个碳原子没有羟基连接于其上。羟基连接于每个碳原子的多元醇的例子是甘油和诸如山梨糖醇之类的糖类。这些多元醇的一些乙氧基化物适用于本发明的剂型，只要它们在室温下是液态的或是水可溶的，例如，山梨醇聚醚6、山梨醇聚醚20、山梨醇聚醚30、山梨醇聚醚40。根据本发明可使用的其他多元醇的例子包括聚乙烯醇。
在本发明中使用多羟基糖类是可行的，所述多羟基糖类包括诸如葡萄糖和果糖之类的单糖类、诸如蔗糖之类的二糖类以及诸如淀粉和纤维素之类的复合多羟基糖类。此外，可使用易于取代的糖酯类，只要这些酯类保留了多羟基。
本发明中使用的多羟基醇优选地选自甘油以及它的线性或非线性聚合类似物。本工艺技术领域中的技术人员可识别包括非本发明具体提到的那些多羟基醇在内的多羟基醇，以及多羟基醇的混合物，根据本发明公开的内容，在不背离本发明的实质和范围的情况下，所述多羟基醇的混合物也可用于本发明。
活性剂
原则上，根据本发明，可使用任何外源性的活性成分。本文使用的“活性”、“活性剂”以及“活性成分”是指当将所述化合物递送至表面时，相对于表面具有可检测的物理或化学效应的任何化合物，所述物理或化学效应包括生物、生理、药理、治疗或预防效应。因此，所述活性剂能够提高或改善任何表面的体态、健康、体能或性能特点。
在一些实施方式中，所述表面是人体或其他哺乳动物的内表面或外表面，例如，人皮肤、头发、头皮、牙齿以及指甲。
可使用可包裹在油质体内的任何活性剂。就这点而言，“包裹”意思是所述活性剂全部或部分位于油质体的三酰基甘油核心内或油质体的脂质膜内。
在优选的实施方式中，所述活性剂是疏水化合物，即，不易溶于诸如水之类的极性溶剂的化合物。用于量化化合物的相对疏水性的普遍方法是LogP值，该值反映当化合物溶于两相水/辛醇体系时，辛醇和水中化合物的相对浓度的比值。在优选的实施方式中，用于本发明的活性剂的LogP值为0至8，在更优选的实施方式中，活性剂的LogP值为1至7，并且在最优选的实施方式中，LogP值为2至7。一般而言，化合物的LogP值可以实验的方式确定，例如，使用反相HPLC，参见Yagam和Haraguchi，2000，Chem.Pharm.Bulletin(Tokyo)：1973-7，或者使用像KowWin程序之类的软件模型，例如，Meylan和Howard，1995，J.Pharm.Sci.84：83-92中所描述的。
本发明也包括使用“两亲(amphiphilic或amphipathlic)”活性剂，即，具有两个不同部分的分子，所述两个不同部分对溶剂的亲和性不同。所述分子的一个部分对极性溶剂具有亲和性，被称为亲水的，所述分子的另一个部分对非极性溶剂具有亲和性，被称为疏水的。两亲分子中疏水部分和亲水部分之间的平衡(“亲水亲油平衡”或“HLB”)用于将这些分子分类。普遍使用的两亲分子的HLB值易于从例如HANDBOOK OF PHARMACEUTICAL EXCIPIENTS(Pharmaceutical Press，1994)中获得。本发明使用的两亲活性剂的HLB值可以为1至15，更优选地为5至13，并且最优选地为7至11。
含有活性剂的油质体制剂可通过活性成分与油质体的简单混合或使活性成分选择性的分配进入油质体的优化的方法获得，如Murray等人在PCT申请2005/030169中所描述的。
含有活性剂和释放控制剂的油质体制剂
在本发明中使用的油质体制剂优选地含有按体积计至少5％油质体。更优选地，所述油质体制剂含有按体积计至少10％，或至少20％，或至少30％，或至少40％，或至少50％，或至少60％，或至少75％的油质体。
根据本发明，在活性剂分配进入油质体之后，优选地向这种油质体制剂中加入控制释放剂。加入之后，通过例如低剪切(通常小于500rpm)的悬臂式搅拌机或磁力搅拌机以及搅拌棒的简单的混合或搅拌使所述释放控制剂分散于油质体制剂中。在更大的操作中，可使用标准连续混合器或均质器，也可使用任何其他需要的方式以获得均匀的混合物，所述任何其他需要的方式例如使用3000rpm的Cowles刀片的颜料磨(pigment mill)达15分钟至20分钟，只要所选择的混合仪器在混合和搅拌过程中所产生的剪切力是适度的并且使油质体保持完整。
如上所述，油质体制剂中水相的量可以不同。优选地，释放控制剂形成油质体制剂的部分水相并且所述释放控制剂的浓度优选地为按油质体制剂的水相体积计的1％至99％。基于所期望的释放动力学选择释放控制剂的浓度，因此，释放控制剂的浓度可以不同。
根据本发明，在分散于多种油质体制剂中的释放控制剂的不同浓度条件下，通过确定活性剂的释放动力学，可调整活性剂的释放控制动力学，从而获得具有特别期望的释放动力学(“优化的”)的制剂。因此，本发明还包括获得含有活性剂的油质体制剂的方法，其中，所述活性剂的释放动力学已被优化。所述方法包括：
(i)制备多种含有活性剂和释放控制剂的油质体制剂，每种油质体制剂含有不同浓度的释放控制剂；
(ii)确定每种油质体制剂中所述活性剂的释放动力学；以及
(iii)从所述多种油质体制剂中选择具有优化的活性剂释放动力学的油质体制剂。
为了确定本发明中活性剂的释放动力学，使用诸如Malvern Instruments Ltd.(Westborough，Massachusetts)制造的颗粒分析仪之类的粒度分析仪来确定油质体制剂中油质体的粒度。所述油质体制剂可施用于表面，在不同时间点，可分析样品的平均粒度以及样品中颗粒分布形式。一般而言，平均粒度的变化和/或油质体制剂中存在的颗粒的分布特性的变化表明油质体的降解，因此从油质体中释放活性剂。具有挥发性活性剂的油质体制剂可使用顶空分析法，使用气相色谱仪作为分析工具，评估油质体制剂中活性剂的释放动力学。可选地，使用诸如己烷之类的溶剂萃取可选择性地捕获油质体中释放的活性剂，从而，通过分光光度法或其他定量技术来量化所释放的活性剂。
当甘油用作控制释放剂时，虽然释放时间依赖于表面、外部条件以及所使用的体积，但是与不含释放控制剂的对照制剂相比，按体积计5％至20％的甘油浓度会导致油质体中活性剂延迟释放1小时或更长时间。
一般而言，相对于不含释放控制剂的油质体制剂，预见到不同浓度的释放控制剂导致不同的释放动力学。例如，当增加所使用的PEG 200的浓度时，观察到较慢的释放动力学(参见实施例6)。在优选的实施方式中，当与不存在释放控制剂情况下油质体中的活性剂的平均释放速度相比时，油质体中的活性剂在存在释放控制剂的情况下的平均释放速度减小了至少15％。
本发明还包括新的油质体制剂。因此，在本发明的另一方面，本发明还提供由(i)油质体，(ii)活性剂和(iii)释放控制剂组成的组合物。如上所述，所述释放控制剂优选地是多羟基醇。
活性剂的释放
本发明的油质体制剂可施用于任何表面。就这点而言，表面的选择主要依赖于用于给定的最终剂型(包括油质体)期望的实用性(参见下面进一步讨论)。将最终剂型施用于表面之后，油质体结构逐渐减弱直至该油质体基本分解，从而释放活性剂。所述活性剂的释放动力学由油质体的分解速度决定，反过来，该油质体的分解速度由用于将油质体施用于表面的物理力来决定，以及由表面的物理和化学性质和暴露条件来决定。根据本发明，在含有多羟基醇释放控制剂的油质体制剂中，油质体的稳定性通常提高，导致油质体分解速度降低，因此，在活性剂释放动力学方面，含有多羟基醇释放控制剂的油质体制剂比那些缺乏释放剂的油质体制剂更慢。
当施用油质体制剂时，例如通过在皮肤或任何其他表面上摩擦油质体制剂或通过油质体制剂施用于表面之后干燥油质体制剂，活性剂的释放可由物理力的应用引起。当使用诸如香精之类的挥发性活性剂时，活性剂的释放会导致活性剂的蒸发。由于物理力的应用或将化学化合物应用于表面，在表面施用油质体制剂之后，也可发生活性剂的释放。在将化学化合物应用于表面的情况下，该化合物将与油质体发生反应，导致油质体结构分解并且释放活性剂。在一些成膜或涂覆应用中，例如，活性剂的释放可由膜或涂层的磨损引起或者可由涂层或膜与能够引起油质体中的活性剂释放的化学化合物的接触引起。
释放动力学可通过活性剂的释放速度或所释放的活性剂的量来表征。后者的量可通过诸如己烷萃取之类的分析方法来确定，该分析方法在给定时间点处测量油体外部的活性剂的量。活性剂的释放速度可通过诸如粒度分布随时间的变化之类的分析方法来确定，这种分析方法反映样品中粒度的分布。样品的粒度的变化说明油质体的分解，因此，活性剂释放。对随时间的释放速度或释放量的评估提供了平均释放速度。
除了活性剂的释放动力学之外，根据本发明可改变油质体制剂的一些其他性质。这些性质中示例性的性质为电导率、表面张力以及成膜或形成涂层的能力。这些性质可改变，如诸如纤维和头发之类的表面上的芯吸作用或毛细作用的速度也可改变。
油质体制剂的实用性
本文使用的词组“最终剂型”是指准备想要最终使用的剂型。根据本发明获得的油质体制剂可用作制备多种最终剂型的成分，例如Deckers专利以及PCT申请2005/030169和2005/097059中所描述的，通过向油质体制剂中加入一种或一种以上额外的化合物，油质体制剂可用作制备多种最终剂型的成分。
所述剂型可采用一系列广泛的形式中的任何一种，包括但不限于：霜剂、凝胶、乳液、蜡状固体、软膏、药膏、糊状物、喷雾剂或乳状物。有利地，这些产品的剂型在不存在外源性乳化剂的情况下制备得到。根据本发明，最终剂型以局部施用于哺乳动物的表面的剂型来举例说明，例如个人护理产品、化妆品、局部施用的药物产品、皮肤护理产品、药用化妆品、皮肤科药品以及局部施用的兽医用产品。使用根据本发明获得的油质体制剂配制的其他产品是食品、营养品以及营养补剂和农业产品、家用产品、墨水、涂料、油漆、药品以及工业产品。
实施例
实施例1.从红花获得油质体制剂
本实施例描述从红花回收油质体组分。得到的制剂含有洗涤过的完整的油质体。
种子去污。使用65℃大约120L的自来水将总重45kg的干红花(Carthamus tinctorius)种子洗涤两次，使用约15℃约120L的自来水将所述种子洗涤一次。洗涤在具有筛孔的桶中进行以分离废水。
研磨种子。将洗涤过的种子通过漏斗倒入胶体磨(胶体磨，MZ-130(Fryma)；容量：350kg/hr)，该胶体磨装配有MZ-130十字锯齿状转子/定子，研磨设备以及上部进料漏斗，同时，在碾磨之前通过外部连接的水管提供pH值为8.2的大约100L的45mM碳酸氢钠缓冲液。18℃和30℃条件下，碾磨操作设置缝隙为1R，选择的操作条件以达到粒度小于100微米。全部45kg种子在10分钟内磨碎。
均质化和除去固体。将得到的浆状物以约7L/min的速度泵入刀状连续均质器(Dispax Reactor
Figure BPA00001255538600161
DR 3-6/A，IKA
Figure BPA00001255538600162
Works，Inc.)。使离心机的运行速度达到3250rpm之后，将输出的浆状物直接注入倾析离心机(NX-314B-31，Alfa-Laval)。在25分钟内，将大约160kg种子磨碎的浆状物倒出。在这个步骤中使用Watson-Marlow(型号704)蠕动泵来转移浆状物。
油质体分离。使用装配有三相分离器、自清洁机和一系列可移动环闸的碟片式离心分离器(SB 7，Westfalia)来实现油质体组分的分离；最大容量：83L/min；环闸：69mm。运行速度约8520rpm。在离心机达到运行速度之后，使用Watson-Marlow(型号704)蠕动泵将倒出的液相(DL)泵入离心机。这使得倒出的液相分离为含有水和可溶植物蛋白的重相(HP1)和含有油体的轻相(LP1)。通过离心机一次分离之后得到的油质体组分被称为未洗涤的油质体制剂。然后，该未洗涤的油质体组分流过静态连续混合器，与45mM的碳酸氢钠缓冲液(pH 8.2，35℃，4L/min)混合，流入另一碟片式离心分离器(SA7，Westfalia)；最大容量：83L/min；环闸：73mm。运行速度为约8520rpm。然后，含有油质体的分离的轻相(LP2)流过另一静态连续混合器，与45mM的碳酸氢钠缓冲液(pH 8.2，35℃，4L/min)混合，流入第三碟片式离心分离器(SA 7，Westfalia)；最大容量：83L/min；环闸：75mm。运行速度为约8520rpm。整个过程在室温下进行。通过第二次分离获得的制剂均被称为洗涤过的油质体制剂。
实施例2.制备含有释放控制剂的红花油质体制剂
将25g纯的甘油(纯度＞99％)加至100g、75％红花油质体的固体分散体中，在低剪切条件下混合。这使总油质体水平降低至60％。该分散体的pH通常大于8.5。在低剪切搅拌条件下，向分散体中加入1.25g商售防腐剂Geogard Ultra，该防腐剂由葡萄糖酸内酯和苯甲酸的混合物构成，该混合物使分散体的pH降低至4.2至4.5。该分散体通过微生物挑战测试并且没有观察到油质体漏出，甚至在25℃，6个月后也没有观察到油质体漏出。
实施例3.含有释放控制剂的红花油质体制剂的物理稳定性与不含释放控制剂的红花油质体的物理稳定性的比较
将含有和不含作为释放剂的甘油的总100μL的红花油质体制剂覆盖在50mL离心管盖的内表面。让所述样品在室温条件下经不同的时间长度风干。然后，将样品重悬于20mL、0.025M的碳酸氢钠缓冲液中，并且通过激光衍射分析1mL等份样品以评价粒度。标准油体是含有碳酸氢钠缓冲液并且用Neolone和Glycacil防腐的原始剂型。甘油油体是用甘油和Geogard Ultra配制的。
如图1所示，在含有油质体和作为释放控制剂的甘油的制剂中，粒度分布在90分钟的干燥过程中保持不变。相反，在含有油质体而不含甘油的制剂中，在90分钟的干燥过程中，粒度逐渐变化，并且在较小粒度损失的情况下出现较大颗粒，这表明油质体结构分解，油质体的亲油成分释放。
实施例4.含有和不含释放控制剂的油质体制剂中OMC的释放动力学的比较
向75％油质体的分散体的90g样品中加入足量的OMC(2-乙基己基反式-4-甲氧基-肉桂酸酯，Sigma Aldrich)，生成15％干重OMC或10％样品重OMC的最终混合物。然后，在室温条件下，使用低速混合器搅拌混合物2分钟，有利于OMC吸附于油质体中。
将所述样品分成两个5g的样品。用0.5g蒸馏水稀释第一样品并混合5分钟。装载的油质体与稀释剂的最终比例为68/32。
用0.5g纯甘油稀释第二样品并混合5分钟，这样生成油质体/甘油/水的比例为68％/9％/23％的最终混合物。
从两个样品的每个样品中取出几个等份(90mg至92mg)并将这几个等份覆盖在面积为1.2cm2的锡箔上。将含有样品的锡箔片暴露于35℃，在培养箱中放置1小时、2小时、3小时或4小时。将锡箔置于玻璃抽提管中并用10ml纯己烷萃取直至看上去油质体被重悬。对样品进行离心并将萃取物移至新管。
OMC可通过使用310nm波长的分光光度法来检测。需要将萃取物的稀释度用于分光光度评价。然后，对获得的吸光度值进行校正，说明稀释度。表1中给出了己烷萃取物的结果。跟踪使用己烷萃取的释放的OMC浓度随时间变化(见下)表现出用甘油作为释放控制剂配制的油质体样品保持OMC的时间显著大于用水稀释的样品保持OMC的时间。
表1.己烷萃取的、装载OMC的油质体的相对校正吸光度值
  释放剂   0小时   1小时   2小时   3小时   4小时
  10％甘油   4.9   11.0   7.5   7.7   9.7
  10％水(对照)   6.7   91.6   57.9   55.1   58.5
在35℃条件下，使油质体暴露于释放条件0小时至4小时，然后，用己烷萃取。己烷萃取物中OMC的含量以310nm处的分光光度法评价。调节吸光度值，反映样品的稀释度。
实施例5.在油质体制剂中释放OMC的动力学方面甘油和PEG 200的比较
根据本发明实施例4所述的方法制备含有15％干重OMC的样品。然后，将装载的油质体与按重量计15％的甘油或PEG 200(聚乙烯二醇180-210MW，Sigma Aldrich)混合。将每个油质体制剂样品(90mg至92mg)均匀地分布在1.2cm2的锡箔上并在35℃孵育2小时。
使用激光衍射粒度分析来评价油质体分解或OMC释放。将含有样品的锡箔轻轻地折叠，使样品在内部，并将该锡箔置于含有10ml、25mM碳酸氢钠缓冲液的15ml圆锥形管中。振荡样品直至通过目视分析确定从锡箔上除去了油质体。然后，使用Mastersizer 2000(Malvern Instrument)粒度分析仪分析样品的粒度分布。
结果在表2和图2中予以总结。参数“d(0.5)”是指尺寸(μm)，50％的粒度分布落入该尺寸以下。结果表明所使用的控制释放剂的类型影响油质体制剂中活性剂的释放动力学。较大分子量的甘油(比重约1.26，相对于PEG的比重约1.13)更好地保护装载的油质体避免分解，导致油质体中OMC的释放比PEG作为控制释放剂的情况更慢。
表2.与15％PEG 200或甘油混合的装载OMC的油质体的平均粒度
  样品名称   d(0.5)
  15％甘油，2小时，35℃   3.674
  15％PEG，2小时，35℃   7.283
  15％水，2小时，35℃   10.93
  装载15％OMC的油质体   2.868
  未装载Hydresia2008-094   2.646
“2008-094”样品由未装载的油质体构成，并且15％OMC是加入释放控制剂之前装载的油质体起始量。两种对照均未暴露于释放条件。
实施例6.含有不同浓度的作为释放控制剂的PEG 200的油质体制剂中OMC释放动力学的比较
根据本发明实施例4所述的方法制备含有15％干重OMC的样品。然后，将装载的油质体与按重量计5％、10％、15％或20％的PEG 200(聚乙烯二醇180-210MW，Sigma Aldrich)或蒸馏水(对照)混合。将每个油质体制剂样品(90mg至92mg)均匀地分布在1.2cm2的锡箔上并在35℃孵育2小时。
如上所述，使用激光衍射粒度分析评价油质体的分解。结果在表3和图3中予以总结。如前所述，“d(0.5)”是以μm为单位的尺寸，50％的粒度分布落入该尺寸以下。
结果表明所使用的控制释放剂的浓度影响油质体制剂中OMC的释放动力学。释放控制剂(PEG)的较高浓度导致较低的d(0.5)值，这表明油质体变质较少，因此，OMC的释放速度较慢。含有最低浓度(5％)释放剂的样品具有最大的d(0.5)值，这表明油质体的最大损坏。
表3.与5％、10％、15％或20％PEG 200混合的装载OMC的油质体的平均粒度(35℃孵育2小时)
 样品名称   d(0.5)
 5％PEG，2小时，35℃   9.894
 10％PEG，2小时，35℃   6.741
 15％PEG，2小时，35℃   7.283
 20％PEG，2小时，35℃   5.699
 装载15％OMC的油质体   2.868
 未装载的Hydresia 2008-094   2.646
实施例7.含有作为释放控制剂的甘油或PEG 200的油质体制剂中OMC的释放速度
根据本发明的实施例4所述的方法制备含有15％干重OMC的样品。然后，将装载的油质体与按重量计10％的甘油或PEG 200(聚乙烯二醇180-210MW，Sigma Aldrich)中的任一个混合。将油质体制剂样品(90mg至92mg)均匀地分布在1.2cm2的锡箔上并在35℃孵育1小时、2小时、3小时或4小时。
采用如前所述的方法评价油质体降解。结果在表4、表5和图5中予以总结，结果表明在存在PEG 200的情况下，油质体制剂中OMC释放的平均速度比没有释放控制剂情况下油质体制剂中的释放速度小大约18％。在甘油存在的情况下，油质体制剂中OMC释放的平均速度比没有释放控制剂的情况下油质体制剂中的释放速度小大约93％(参见表4)。较长的孵育时间导致较高的d(0.5)值并且导致粒度分布曲线右移(参见表5和图4)，这说明随时间制剂中油质体的变质增加。
表4.装载有释放控制剂的油质体中释放OMC的量与不含释放控制剂的油质体中释放OMC的量的比较
Figure BPA00001255538600201
Figure BPA00001255538600211
油质体暴露于35℃的释放条件0小时至4小时，然后，用己烷萃取。己烷萃取物中OMC的含量通过310nm处的分光光度法来评价。调整吸光度值，反映样品的稀释度。参数“％释放”是通过与在水对照中释放的OMC(认为是100％)比较估算得到。“平均释放速度”是随时间释放的活性剂的平均量。表5.与10％PEG混合的装载OMC的油质体的平均粒度，35℃，孵育4小时
  样品名称   d(0.5)   粒度分布中％变化
  10％PEG，35℃，0小时   2.91   100
  10％PEG，35℃，1小时   3.68   126
  10％PEG，35℃，2小时   5.18   178
  10％PEG，35℃，3小时   8.19   281
  10％PEG，35℃，4小时   8.74   300
虽然本发明结合目前认为较优选的实施例来描述，但应当理解，本发明不限于所公开的实施例。相反，本发明意于覆盖包括在所附的权利要求书的实质和范围内的各种变化以及等同的改变。
所有的出版物、专利以及专利申请的全部内容通过引用并入本文，如同每个单独的出版物、专利或专利申请专门且单独地注明其全部内容通过引用并入本文。

Claims (18)

1.一种释放油质体中的活性剂的方法，所述方法包括：
(i)提供含有包裹的活性剂和释放控制剂的油质体制剂；和
(ii)将油质体剂型施用于表面，从而，释放所述油质体剂型中的活性剂。
2.如权利要求1所述的方法，其中，当与不存在所述释放控制剂的情况下的所述活性剂的平均释放速度相比时，所述油质体中的活性剂在存在所述释放控制剂的情况下的平均释放速度减小了至少15％。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，所述释放控制剂是多羟基醇。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述多羟基醇是非芳香二醇、非芳香三元醇、非芳香多元醇或非卤化的多羟基醇。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其中，所述释放控制剂是甘油。
6.如权利要求1至4任一项所述的方法，其中，所述释放控制剂是PEG。
7.如权利要求5或6所述的方法，其中，所述剂型中甘油或PEG的量为按体积计5％至20％。
8.如权利要求1至7任一项所述的方法，其中，所述表面是皮肤。
9.一种控制释放的油质体剂型，所述控制释放的油质体剂型含有包裹在油质体中的活性剂和释放控制剂。
10.如权利要求9所述的剂型，其中，当与不存在所述释放控制剂的情况下的所述活性剂的平均释放速度相比时，所述油质体中的活性剂在存在所述释放控制剂的情况下的平均释放速度减小了至少15％。
11.如权利要求9或10所述的剂型，其中，所述释放控制剂是多羟基醇。
12.如权利要求11所述的剂型，其中，所述多羟基醇是非芳香二醇、非芳香三元醇、非芳香多元醇或非卤化的多羟基醇。
13.如权利要求9至12任一项所述的剂型，其中，所述控制释放剂是甘油。
14.如权利要求9至12任一项所述的剂型，其中，所述控制释放剂是PEG。
15.如权利要求13或14所述的剂型，其中，在所述剂型中，甘油或PEG的量为按体积计5％至20％。
16.一种最终剂型，含有权利要求9至15所述的组合物。
17.如权利要求16所述的最终剂型，其中，所述最终剂型是个人护理产品、化妆品、局部施用的药物产品、皮肤护理产品、药妆品、皮肤科药品、局部施用的兽医用产品、食品或工业产品。
18.一种获得含有活性剂的油质体制剂的方法，所述活性剂的释放动力学已被优化，所述方法包括：
(i)制备多种油质体制剂，每种油质体制剂含有活性剂和释放控制剂，其中，每种油质体制剂含有不同浓度的释放控制剂；
(ii)测定每种油质体制剂中所述活性剂的释放动力学；以及
(iii)从所述多种油质体制剂中选择具有优化的活性剂释放动力学的油质体制剂。
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