CN104306384A - 海藻糖在制备预防或治疗紫外线损伤护肤品中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海洋生物技术领域，海藻糖是由两个葡萄糖分子通过1,1-半缩醛羟基缩合而成的二糖，具有良好的水溶性，属于非还原性二糖，性质稳定。本发明提供了一种海藻糖抗紫外线软膏剂，其最优配方是海藻糖1％，油溶性基质20％，水溶性基质25.5％，余下为蒸馏水，制成水包油型软膏剂。本发明还提供了海藻糖抗紫外线软膏剂在制备预防或治疗紫外线损伤药物或护肤品中的应用。本发明经动物实验证明，海藻糖软膏剂对紫外线特别是UVB引起的小鼠皮肤的损伤、大鼠皮肤的损伤都有很好的保护作用。

Description

海藻糖在制备预防或治疗紫外线损伤护肤品中的应用
技术领域
本发明涉及海洋生物技术领域，具体涉及一种海藻糖在制备预防或治疗紫外线损伤护肤品中的应用。
背景技术
海藻糖(Trehalose)，化学名为α-D-吡喃葡萄糖基-α-D-吡喃葡萄糖苷，是由两个葡萄糖分子通过1,1-半缩醛羟基缩合而成的二糖。根据半缩醛羟基的构型，海藻糖可分为3种，分别为αα型，αβ型和ββ型，其化学结构式分别如式(I)、(Ⅱ)、(Ⅲ)所示。
海藻糖具有良好的水溶性及非还原性，可充当渗透剂和抗压剂；同时，海藻糖具有生物抗逆作用。研究发现，在干燥及缓慢冷冻条件下，海藻糖可阻止生物膜的相变，避免不利条件影响生物膜的功能。因此，可作为低温冷冻保护剂，添加到生物大分子制品中(Beattie G M,et al.Trehalose:acryoprotetant that enhances recovery and preserves function of human pancreaticislets after long-term storage[J].Diabetes,1997,46(3):519-523.)。
太阳发射的紫外线中能够穿过大气层达到地面的紫外线，根据波长可分为3类，分别是长波紫外线(ultraviolet A，UVA，315nm～400nm，占90％～99％)，中波紫外线(ultraviolet B，UVB，280nm～315nm，占1％～10％)和短波紫外线(ultraviolet C，UVC，200nm～280nm，极微量)。UVA可引起皮肤晒黑和老化，但由于其波长最长，能量最低，穿透力不强，对细胞及DNA分子的损伤也是最低的；和UVA相比，UVB波长短，能量高，穿透力强，可引发皮肤急性损伤(如晒伤、红肿等)，并能直接或间接地引起皮肤细胞DNA分子的损伤，被认为是造成皮肤损伤和皮肤癌(包括恶性黑色素瘤)的主要原因，因此，是阳光紫外线中对人体健康危害最大的成分。
目前对阳光紫外线的防护方法主要有物理隔离法和涂抹防晒剂法。市售防晒剂根据其防晒原理又分为物理防晒剂和化学防晒剂两种。物理防晒剂主要包括二氧化钛和氧化锌等，通过在皮肤表面形成物理隔绝层，起到阻挡UVA和UVB的作用，但添加有物理防晒剂的防晒产品厚重感强，使用舒适度不高；化学防晒剂品种很多，均为小分子多不饱和化合物，在紫外线作用下发生氧化反应，生成小分子醛酮或酸类氧化产物，对皮肤有一定的刺激性，敏感人群常有致敏问题，个别的报道甚至还认为化学防晒剂的过多使用也会导致皮肤癌变。因此，目前的防晒霜都不理想。
本申请人在前期研究中已从海洋微生物中得到一株能产生海藻糖合成酶的菌株，可用于生产海藻糖，已于2010年11月24日申请了中国发明专利并已授予专利权，专利号为ZL201010560023.X，发明名称为“一株具有合成海藻糖活性的菌株及其在制备海藻糖中的应用”，公开号为CN102477405A。
目前尚未有文献报道海藻糖具有预防或治疗紫外线损伤的作用，特别是抗UVB的作用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种海藻糖的新用途。
本发明的另一目的在于提供一种海藻糖抗紫外线软膏剂。
本发明的第一方面，提供了海藻糖在制备预防或治疗紫外线损伤药物或护肤品中的应用。
所述的海藻糖为αα型、αβ型，或ββ型。
较优的，所述的海藻糖为αα型，自然界中存在的海藻糖为αα型，在细菌、真菌和低等植物中广泛存在，因此作为本发明优选实施例的研究对象，但由于三种类型的海藻糖仅半缩醛羟基的构型不同，前期工作中对三种不同构型的海藻糖进行的紫外线防治实验发现，半缩醛羟基的构型不同并未影响海藻糖的紫外线防护作用，即在预防或治疗紫外线损伤方面，三种海藻糖的功效是相同的。
所述的紫外线损伤是指紫外线引起的皮肤损伤。
进一步地，本发明提供了海藻糖在制备预防或治疗中波紫外线(UVB)损伤药品或护肤品中的应用。
即本发明提供了海藻糖在制备抗UVB损伤药物或护肤品中的应用。
UVB损伤，较UVA更严重，通常指UVB引起的皮肤急性损伤，如晒伤、红肿等，也指UVB引起的皮肤细胞DNA分子的损伤。
本发明的第二方面，提供了一种海藻糖抗紫外线软膏剂，该软膏剂可以作为药物或护肤品使用。
所述的海藻糖抗紫外线软膏剂，以海藻糖为活性成分，和药剂学上软膏剂常用辅料组成。
所述的海藻糖抗紫外线软膏剂中，海藻糖的重量百分比为0.5％～1％，较优的，为1％～5％。
较优的，所述的海藻糖抗紫外线软膏剂中，各组份的重量百分比如下：
海藻糖1％～5％，
油脂性基质10％～30％，
水溶性基质10％～40％，
余量为蒸馏水。
在本发明的一个优选实施例中，所述的海藻糖抗紫外线软膏剂中，各组份的重量百分比如下：
海藻糖1％，
油脂性基质20％，
水溶性基质25.5％，
余量为蒸馏水。
所述的油脂性基质，可选自硬脂酸、单硬脂酸甘油酯、石蜡、液体石蜡、白凡士林、羊毛脂、十六醇、十八醇、司盘系列、蜂蜡、动植物油脂中的一种或两种以上；
所述的水溶性基质，可选自甘油、丙二醇、山梨醇、聚乙二醇系列、吐温系列、十二烷基硫酸钠、二甲基亚砜、三乙醇胺、乙醇中的一种或两种以上。
本发明的海藻糖抗紫外线软膏剂，可采用水包油型乳剂乳化法制作，参见文献(《药剂学》，周建平主编，东南大学出版社，2007：183-186)。
本发明经动物实验证明，海藻糖对UVB引起的小鼠皮肤的损伤有保护作用；海藻糖对UVB引起的大鼠皮肤的损伤有保护作用；并且，通过皮肤组织HE染色图电镜观察，海藻糖对UVB引起的皮肤细胞角质层增厚和胶原纤维断裂也有恢复或改善作用。
附图说明
图1为UVB对小鼠皮肤的损伤作用及海藻糖软膏对皮肤的保护作用；
其中A为造模组，B为基质组，C为海藻糖低剂量组，D为海藻糖高剂量组，E为阳性对照组，F为阴性对照组。
图2为小鼠皮肤组织HE染色图(×400)；
指示角质层，“→”指示表皮层，指示真皮胶原纤维；
其中A为造模组，B为基质组，C为海藻糖低剂量组，D为海藻糖高剂量组，E为阳性对照组，F为阴性对照组。
图3为UVB对大鼠皮肤的损伤作用及海藻糖软膏的保护作用；
其中A为造模组，B为基质组，C为海藻糖低剂量组，D为海藻糖高剂量组，E为阳性对照组，F为阴性对照组。
图4为大鼠皮肤组织HE染色图(×400)；
指示角质层，“→”指示表皮层，指示真皮胶原纤维；
其中A为造模组，B为基质组，C为海藻糖低剂量组，D为海藻糖高剂量组，E为阳性对照组，F为阴性对照组。
具体实施方式
现结合附图和实施例，对本发明作详细描述，但本发明的实施不仅限于此。
下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。
下面结合实施例和附图对本发明进行详细描述。但下列实施例不应看作对本发明范围的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中的SD大鼠和昆明种小鼠购自第二军医大学动物中心；
海藻糖(αα型)购自上海西宝生物有限公司；
其他试剂购自国药集团上海分公司；
UVB灯管(20w)购自江苏华强光电科技有限公司。
实施例1：一种海藻糖紫外线软膏剂
一、海藻糖紫外线软膏剂的配方
水相：100g软膏剂基质成分中含液体石蜡15g，尼泊尔乙酯0.1g，三乙醇胺0.2g，十二烷基硫酸钠0.2g，甘油10g；1g海藻糖(海藻糖高剂量组)或0.5g海藻糖(低剂量组)，以蒸馏水补足80g。
油相：单硬脂酸甘油酯5g，单硬脂酸10g，凡士林5g。
二、海藻糖紫外线软膏剂的制作方法
采用水包油型乳剂制法制作海藻糖紫外线软膏剂，具体作法是：将软膏剂组分中的水相及油相分别于沸水浴中加热，使其各自组分充分溶解成为均一液体。当水相与油相温度均达到65℃左右时，将油相缓慢倒入水相中，倒入过程中不停地朝同一方向快速搅拌，直至油水两相充分乳化并冷却为半固体状软膏。制作好的霜剂送至第二军医大学辐照中心，进行γ射线灭菌，剂量为20Gy。
实施例2：实施例1制备得到的海藻糖紫外线软膏剂对UVB照射的昆明种小鼠的保护作用
一、实验动物分组
实验开始前，将30只白色雄性昆明小鼠在相同环境普通级动物饲养房适应性饲养2日，期间自由进食和饮水。实验开始后，将30只小鼠以数字编码，随机分为6组，每组5只，分别标记为：
造模组：不涂抹海藻糖软膏剂或软膏剂基质，给予UVB照射；
基质组：涂抹软膏剂基质，给予UVB照射；
海藻糖低剂量组：涂抹0.5％海藻糖紫外线软膏剂，给予UVB照射；
海藻糖高剂量组：涂抹含1％海藻糖紫外线软膏剂，给予UVB照射；
阳性对照组；涂抹市售防晒霜(东洋之花美白防晒露，SPF30+，含丁基甲氧基二苯甲酰基甲烷(Avobenzone),甲氧基肉桂酸乙基己酯，聚硅氧烷类和二氧化钛等防晒成分。)，给予UVB照射；
阴性对照组：不涂抹海藻糖软膏剂或软膏剂基质，不给予UVB照射。
二、实验动物UVB照射方法
使用电推剔除所有组别小鼠背部的约1.5cm×3cm区域的背毛，残余不易剔除的细小绒毛用脱毛膏涂抹后擦除，除毛当天不宜给予UVB照射，实验开始后，每隔3天用同样的方法对所有组别小鼠进行一次除毛。除造模组外，其他所有组别小鼠均从第3d开始进行UVB照射，每天照射2h。实验过程中，照射3d，第4天除毛，第5天开始继续照射3d，如此重复，共计照射天数为30d，照射剂量累计为86.4J/cm2。阴性对照组、基质组、海藻糖霜剂组和阳性对照组小鼠在每日照射前0.5h于背部脱毛区域均匀涂抹相应种类的软膏剂0.2g。UVB灯在照射前15min开启，用辐照计进行检测，当辐照强度稳定于0.4mw/cm2后将动物放入灯箱。照射期间，每日记录小鼠皮肤状态的改变情况如红肿、褶皱，结痂，毛发等。
三、小鼠UVB照射损伤及海藻糖紫外线软膏剂的防护作用
从UVB照射的第2周开始，造模组和基质组中，分别有小鼠出现皮肤红斑，并逐渐加重；从第2周末开始，该两组中所有小鼠均先后出现皮肤红肿现象，此后反复结痂和蜕皮，至实验结束时造模组小鼠背部红肿严重，并伴有蜕皮现象，皮肤褶皱发硬，新生背毛始终无法长出(图1A)；基质组小鼠背部仍处于大面积红肿状态，有部分小绒毛长出，但无法继续生长(图1B)。海藻糖低剂量组小鼠从第3周起皮肤出现出血点，但向红肿发展的速度比较缓慢，在此期间，小鼠背毛逐渐长出，至实验结束时背部仍可见红肿现象，但在剃毛区周边部位，新生背毛已经长出(图1C)。海藻糖高剂量组和阳性对照组小鼠出血点比较少，红肿现象较轻微，至实验结束时背部脱毛区域已全部被新生背毛所覆盖，但生长速度比阴性对照组慢，且新生背毛分布不均，海藻糖高剂量组小鼠背毛生长较阳性对照组更好，其背部脱毛区有更多的新生背毛覆盖(图1D,E)。阴性对照组小鼠皮肤已经完全被新生背毛均匀覆盖，与未脱毛区域无差别(图1F)。
结论：海藻糖低剂量、海藻糖高剂量软膏剂对小鼠UVB照射损伤均有防护作用，海藻糖高剂量软膏剂效果更好。
四、小鼠皮肤在UVB照射后的显微结构改变及海藻糖紫外线软膏剂的保护作用
照射结束后，小鼠称重，以0.2ml/10g剂量的4％(V/V)水合氯醛对小鼠进行腹腔注射麻醉，待小鼠失去睫毛反射后，取小鼠背部皮肤标本两块(约1mm×6mm)，放入4％(V/V)中性甲醛液内进行固定过夜，送HE染色。HE染色结果显示(图2)，基质组与造模组表皮层显著增厚，角质化严重，真皮层内胶原纤维大量断裂，排列紊乱，表皮层与真皮层边界极度混乱(图2A,B)；海藻糖低剂量组小鼠的皮肤表皮层明显增厚，角质化程度较重，真皮层胶原纤维断裂，但程度较基质组和造模组轻(图2C)；阳性对照组及海藻糖高剂量组小鼠皮肤显微结构与正常皮肤结构相似，其真皮内波浪形的胶原纤维结构清晰，无断裂，呈束状整齐排列，无过角质化现象出现，与阴性对照组相比，仅在表皮层有轻微增厚的现象出现(图2D,E)；阴性对照组小鼠皮肤表皮薄，角质化程度轻，真皮内波浪形胶原纤维呈束状整齐排布(图2F)。
结论：海藻糖低剂量、海藻糖高剂量软膏剂对小鼠皮肤在UVB照射后的显微结构改变均有保护作用，海藻糖高剂量软膏剂效果更好。
实施例3：实施例1制备得到的海藻糖紫外线软膏剂对UVB照射的SD大鼠的保护作用
一、实验动物分组
实验开始前，将30只白色雄性SD大鼠在相同环境清洁级动物饲养房适应性饲养2日，期间自由进食和饮水。实验开始后，将30只大鼠以数字编码，随机分为6组，每组5只，分组方法与实施例2中的第“一”部分内容相同。
二、实验动物UVB照射方法
使用电推剔除所有组别大鼠背部的约3cm×5cm区域的背毛，残余不易剔除的细小绒毛用脱毛膏涂抹后擦除，除毛当天不宜给予UVB照射.实验开始后，每隔3天用同样的方法对所有组别大鼠进行一次除毛。
除阴性对照组外，其他所有组别大鼠均从第2周开始进行UVB照射，每天照射1h，每照射3天，除毛1次，再休息1天，如此反复，总计照射46d，总照射剂量为118.8J/cm2。阴性对照组、基质组、低剂量组、高剂量组和阳性对照组在每日照射前0.5h于背部脱毛区域均匀涂抹相应种类的软膏剂0.4g。UVB灯在照射前15min开启，用辐照计进行检测，当等箱内总辐照强度稳定于1.2mw/cm2后将动物放入灯箱。照射期间，每日记录大鼠皮肤状态的改变情况如红肿、褶皱，结痂，毛发等。
三、大鼠UVB照射损伤及海藻糖紫外线软膏剂的防护作用
从第3周开始，造模组和基质组内，分别有大鼠出现明显的皮肤红斑，并逐渐加重，第4周开始，两组内所有大鼠均先后出现皮肤红肿现象，皮损部位逐渐增多，结痂较多，反映出皮损较深，至实验结束时造模组大鼠背部结痂和蜕皮现象严重，绒毛长出很少(图3A)；基质组SD大鼠背部红斑明显，散在分布于整个脱毛区域，伴有明显的蜕皮现象(图3B)。海藻糖低剂量组大鼠从第3周开始出现皮肤出血点，但皮损较轻，结痂少，至实验结束时背部局部有水肿和红斑现象，出现少量结痂和蜕皮(图3C)。海藻糖高剂量组和阳性对照组大鼠出血点比较少，红肿现象较轻微，但背毛长出缓慢，至实验结束时大鼠皮肤有少量红斑，皮肤质地稍显粗糙，有部分绒毛长出(图3D，E)。以上各组在照射结束时背毛均未完全长出。而阴性对照组大鼠剃毛后，皮肤呈粉红色，很快有绒毛均匀覆盖于背部。(图3F)。
结论：海藻糖低剂量、海藻糖高剂量软膏剂对UVB照射的SD大鼠的皮肤均有保护作用，海藻糖高剂量软膏剂效果更好。
四、大鼠皮肤在UVB照射后的显微结构改变及海藻糖紫外线软膏剂的保护作用
照射完毕后，取大鼠皮肤组织标本2块(各约1mm×6mm)，放入4％中性甲醛液内进行固定过夜后进行HE染色。HE染色结果表明，造模组表皮层显著增厚，角质化程度非常严重，真皮层内胶原纤维大量断裂，排列紊乱(图4A)；基质组和低剂量组大鼠，表皮层明显增厚，角质化程度较重(图4B,C)；高剂量组和阳性对照组与阴性对照组相似，大鼠皮肤表皮薄，基本无过角质化现象，真皮内波浪形胶原纤维呈束状整齐排布(图4D,E,F)。
结论：海藻糖低剂量、海藻糖高剂量软膏剂对大鼠皮肤在UVB照射后的显微结构改变均有保护作用，海藻糖高剂量软膏剂效果更好。
以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.海藻糖在制备预防或治疗紫外线损伤药物或护肤品中的应用。
2.根据权利要求1所述的海藻糖在制备预防或治疗紫外线损伤药物或护肤品中的应用，其特征在于，所述的紫外线损伤是指紫外线引起的皮肤损伤。
3.根据权利要求1或2所述的海藻糖在制备预防或治疗紫外线损伤药物或护肤品中的应用，其特征在于，所述的紫外线是UVB。
4.根据权利要求1或2所述的海藻糖在制备预防或治疗紫外线损伤药物或护肤品中的应用，其特征在于，所述的药物或护肤品为软膏剂。
5.一种海藻糖抗紫外线软膏剂，其特征在于，该软膏剂是以海藻糖为活性成分，海藻糖的重量百分比为0.5％～1％。
6.根据权利要求5所述的一种海藻糖抗紫外线软膏剂，其特征在于，该软膏剂中，海藻糖的重量百分比为1％～5％。
7.根据权利要求5所述的一种海藻糖抗紫外线软膏剂，其特征在于，所述的海藻糖抗紫外线软膏剂中，各组份的重量百分比如下：
海藻糖0.5％～1％，
油脂性基质10％～30％，
水溶性基质10％～40％，
余量为蒸馏水。
8.根据权利要求5所述的一种海藻糖抗紫外线软膏剂，其特征在于，所述的海藻糖抗紫外线软膏剂中，各组份的重量百分比如下：
海藻糖1％，
油脂性基质20％，
水溶性基质25.5％，
余量为蒸馏水。
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