CN115785482A - 一种水杨酸纤维素凝胶的制备方法及其产品和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种水杨酸纤维素凝胶的制备方法及其产品和应用，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法包括：将水杨酸加入水中，搅拌下依次加入NaOH溶液和羟乙基纤维素，均质后得到所述水杨酸纤维素凝胶。本发明提供的制备方法采用未完全中和方式，利用碱性纤维素和氢氧化钠与水杨酸中的羧基进行反应，并利用纤维素高分子氢键形成的空间网状结构对水杨酸进行包裹，制成所述水杨酸纤维素凝胶，该方法操作简单，成本低，制剂稳定性好，刺激性低，大大满足了企业的生产需求并降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于水凝胶技术领域，具体涉及一种水杨酸纤维素凝胶的制备方法及其产品和应用。
背景技术
水杨酸是一种白色结晶粉末，存在于自然界的柳树皮、白珠树叶及甜桦树中具有优秀的调控角质、抑菌抗炎和抑制皮肤老化等作用，应用广泛，能够应用于祛痘、美白、湿疹、干癣等皮肤方面的皮肤护理产品中。但是水杨酸难溶于水，易析出结晶，难以配伍，使用上有局限性，生物利用度较低，为了解决水杨酸的溶解和刺激性问题，各种酯类衍生物和包裹工艺也被开发，现有技术多使用环糊精、直链淀粉、泊洛沙姆407等高分子聚合物包裹表面活性剂增溶等方式。
如CN112972369A公开一种含水杨酸的载药水凝胶的制备方法，包括以下步骤：(1)制备水杨酸与β-环糊精的包合物；(2)制备水凝胶：将3-甲基丙烯酰胺基苯基硼酸与所述包合物溶解在碱性水溶液中反应制备得到具有pH敏感性的交联剂，然后加入单体及引发剂，形成混合溶液，搅拌均匀，在30-40℃下反应2-3h。本发明采用一步法制备水凝胶，过程简单易操作，制备得到含水杨酸的载药水凝胶具有优异的自修复性能和pH响应性，能够精准控制水杨酸的释放。
CN105106108A公开了一种新型的超分子控缓释型水杨酸，其由水杨酸醇溶液，淀粉纳米晶泊洛沙姆悬浮液，α-环糊精水溶液，低分子鱼胶原蛋白水溶液，海藻糖水溶液混合后，超声处理后得新型的超分子控缓释型水杨酸。其由数种活性成分组成，各成分起到协同效果，不仅有效发挥水杨酸治疗痤疮的效果，还具有意想不到的透皮效率高，剂型稳定，耐热等优势。本发明的新型的控缓释超分子水杨酸凝胶，其由数种活性成分组成，各成分起到协同效果，不仅有效发挥水杨酸治疗痤疮的效果，还具有意想不到的控缓释效果好，透皮效率高，剂型稳定，耐热，不良反应发生率低等优势。
但是上述这些包裹工艺存在工艺复杂、成分多、肤感黏腻、使用效果不明显刺激等缺点，因此急需一种成本低、利用率高、工艺简单的温和水杨酸凝胶的制备方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水杨酸纤维素凝胶的制备方法及其产品和应用。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种水杨酸纤维素凝胶的制备方法，所述制备方法包括：将水杨酸加入水中，搅拌下依次加入NaOH溶液和羟乙基纤维素，均质后得到所述水杨酸纤维素凝胶。
本水杨酸盐纤维素凝胶利用碱性纤维素和氢氧化钠与水杨酸中的羧基进行反应，并利用纤维素高分子氢键形成的空间网状结构对水杨酸进行包裹，制成成品凝胶，它具有工艺简单、成本低、利用率高、制剂稳定性好、刺激性低的优点，且产品还具有良好的抑菌、祛痘功效。
优选地，所述水杨酸与水的质量比为1:(40-50)，例如可以是1:41、1:42、1:43、1:44、1:45、1:46、1:47、1:48或1:49等。
优选地，所述NaOH溶液的浓度为5％-15％，例如可以是6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％或14％等。
优选地，所述加入氢氧化钠溶液的操作包括：将NaOH溶液滴加至水杨酸溶液中至中和度为80-90％，得到未完全中和的水杨酸溶液，例如中和度可以是81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％、88％或89％等。
优选地，所述水杨酸纤维素凝胶的pH控制在3.5-4。
本发明中，将水杨酸与氢氧化钠的中和度控制在80-90％，可利用羟乙基纤维素中羟基继续与水杨酸反应，高分子网状结构氢键将水杨酸包裹且稳定其中，使其最终可以在水杨酸未完全中和情况下，制得pH为3.5-4左右且活性与稳定性兼具的产品，当中和度过高时，则羟乙基纤维素与水杨酸反应较差，不能形成包裹结构，当中和度过低时，则产品pH过低，产品刺激性较强，容易对皮肤造成伤害。
优选地，所述羟乙基纤维素的分子量为90000-1300000，例如可以是95000、100000、105000、110000、115000、120000或125000等。
优选地，所述水杨酸与羟乙基纤维素的质量比为1:(0.5-1.5)，例如可以是1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3或1:1.4等。
优选地，所述水杨酸与羟乙基纤维素的质量比为1:(0.8-1.2)。
优选地，所述加入NaOH溶液后调节体系温度为0-10℃(例如可以是1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃或9℃等)，然后再加入羟乙基纤维素。
优选地，所述均质的速率为3000-3500r/min，例如可以是3150r/min、3200r/min、3250r/min、3300r/min、3350r/min、3400r/min或3450r/min等。
优选地，所述均质后体系升温至80-85℃，例如可以是80℃、81℃、82℃、83℃、84℃或85℃等
优选地，所述升温后保温10-20min，例如可以是11min、12min、13min、14min、15min、16min、17min、18min或19min等。
优选地，所述的水杨酸纤维素凝胶的制备方法包括：
(1)按质量比1:(40-50)将水杨酸加入水中，得到水杨酸溶液；
(2)将NaOH溶液滴加至水杨酸溶液中至中和度为85-95％，得到未完全中和的水杨酸溶液；
(3)将未完全中和的水杨酸溶液降温至0-10℃，然后加入羟乙基纤维素，在50-100r/min下搅拌均质；
(4)均质后将体系升温至80-85℃，然后保温10-20min，得到所述所述水杨酸纤维素凝胶。
本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
第二方面，本发明提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶采用如第一方面所述的方法制备得到。
第三方面，本发明提供了一种如第二方面所述的水杨酸纤维素凝胶在祛痘美白护肤品中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的制备方法采用未完全中和方式，利用碱性纤维素和氢氧化钠与水杨酸中的羧基进行反应，并利用纤维素高分子氢键形成的空间网状结构对水杨酸进行包裹，制成所述水杨酸纤维素凝胶，该方法操作简单，成本低，制剂稳定性好，刺激性低，大大满足了企业的生产需求并降低了生产成本。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。
下述实施例和对比例所涉及的部分材料及牌号信息如下：
| 样品 | 厂家 | 型号 |
| 羟乙基纤维素 | 陶氏化学(上海)有限公司 | QP-100 |
| 聚丙烯酸钠接枝淀粉 | Daito Kasei Kogyo Co.,Ltd | MAKIMOUSSE7 |
| 羟丙基甲基纤维素 | 赫克力士天普化工有限公司 | HK200000S |
| 藻酸钠 | 青岛明月海藻集团有限公司 | 海藻酸钠 |
其余原料只要购买自正规经销商均可使用。
实施例1
本实施例提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法为：
(1)将1份水杨酸加入45份水中，得到水杨酸溶液；
(2)将10％NaOH溶液缓慢滴加至水杨酸溶液中至中和度为85％，得到未完全中和的水杨酸溶液；
(3)将未完全中和的水杨酸溶液降温至5℃，然后加入羟乙基纤维素，在80r/min下搅拌均质，所述水杨酸与羟乙基纤维素的质量比为1:1；
(4)均质后将体系升温至85℃，然后保温15min，得到所述所述水杨酸纤维素凝胶。
实施例2
本实施例提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法为：
(1)将1份水杨酸加入40份水中，得到水杨酸溶液；
(2)将15％NaOH溶液缓慢滴加至水杨酸溶液中至中和度为88％，得到未完全中和的水杨酸溶液；
(3)将未完全中和的水杨酸溶液降温至3℃，然后加入羟乙基纤维素，在100r/min下搅拌均质，所述水杨酸与羟乙基纤维素的质量比为1:1.5；
(4)均质后将体系升温至80℃，然后保温20min，得到所述所述水杨酸纤维素凝胶。
实施例3
本实施例提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法为：
(1)将1份水杨酸加入50份水中，得到水杨酸溶液；
(2)将5％NaOH溶液缓慢滴加至水杨酸溶液中至中和度为82％，得到未完全中和的水杨酸溶液；
(3)将未完全中和的水杨酸溶液降温至10℃，然后加入羟乙基纤维素，在50r/min下搅拌均质，所述水杨酸与羟乙基纤维素的质量比为1:0.5；
(4)均质后将体系升温至85℃，然后保温10min，得到所述所述水杨酸纤维素凝胶。
实施例4
本实施例提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法与实施例1的区别仅在于步骤(2)为：将NaOH溶液缓慢滴加至水杨酸溶液中得到完全中和的水杨酸溶液，其余步骤与实施例1一致。
实施例5
本实施例提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法与实施例1的区别仅在于步骤(2)为：将NaOH溶液缓慢滴加至水杨酸溶液中至中和度为70％，得到未完全中和的水杨酸溶液，其余步骤与实施例1一致。
实施例6
本实施例提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法与实施例1的区别仅在于所述水杨酸与羟乙基纤维素的质量比为1:0.3，其余步骤与实施例1一致。
实施例7
本实施例提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法与实施例1的区别仅在于所述水杨酸与羟乙基纤维素的质量比为1:2，其余步骤与实施例1一致。
对比例1
本对比例提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法与实施例1的区别仅在于将步骤(3)的羟乙基纤维素替换为聚丙烯酸钠接枝淀粉，其余步骤与实施例1一致。
对比例2
本对比例提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法与实施例1的区别仅在于将步骤(3)的羟乙基纤维素替换为羟丙基纤维素，其余步骤与实施例1一致。
对比例3
本对比例提供了一种水杨酸凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法与实施例1的区别仅在于将步骤(3)的羟乙基纤维素替换为藻酸钠，其余步骤与实施例1一致。
对比例4
本实施例提供了一种水杨酸纤维素凝胶，所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法为：
(1)按1份水杨酸加入45份水中，得到水杨酸溶液；
(2)将步骤(1)得到的水杨酸溶液降温至5℃，然后加入羟乙基纤维素，在80r/min下搅拌均质，所述水杨酸与羟乙基纤维素的质量比为1:1；
(3)均质后将体系升温至85℃，然后保温15min，得到所述所述水杨酸纤维素凝胶。
测试例1抑菌活性检测
按照QB/T2738-日化产品抗菌抑菌效果的评价方法对实施例1-7及对比例1-4的产品进行抑菌活性检测，实施例1-7及对比例1-4制得的产品对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌的抑菌率，结果见表1(均为取整后数据)。
表1
由表1的数据可知，实施例1-3制备得到的水杨酸纤维素凝胶对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌抑菌率均大于99％，说明本发明提供的方法制备得到的水杨酸纤维素凝胶具有较好的抑菌性能。
实施例4-7制备得到的产品的抑菌活性相较于实施例1均有所下降，这说明中和度以及基质的添加量对产品的抑菌活性有一定的影响。
对比例3选用藻酸钠作为基质，制备得到的产品只对大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌有抑菌效果，而对铜绿假单胞菌、白色念珠菌抑菌效果较差，说明基质对水杨酸凝胶的抑菌性能有一定的影响。
对比例4中，由于水杨酸没有进行中和处理，最终制得的产品水溶性较差，因此抑菌效果也较差。
测试例2安全性评价试验：HET-CAM试验
本测试例对实施例1-7及对比例1-4制备的水杨酸纤维素凝胶进行安全性测试，测试方法如下：
绒毛尿囊膜(CAM)是一个呼吸性膜，包围在鸡胚周围。由于鸡胚尿囊膜表面血管丰富，可以看作一个完整的生物体，本试验利用孵化的鸡胚中期绒毛尿囊膜血管系统完整、清晰和透明的特点，将一定量受试物直接与鸡胚尿囊膜接触，作用规定时间之后观察绒毛尿囊膜毒性效应指标(如：出血、凝血和血管融解)的变化，给予评分，计算数学平均值用于评估受试物的刺激性。
(1)鸡胚准备：将白莱杭鸡(White Leghorn chicken)等品种的受精鸡胚，鸡胚重量50g-60g，优先选用SPF鸡胚放在孵蛋器中孵化，温度控制在37.5℃±0.5℃，相对湿度55％-70％，翻蛋频率3次/h-6次/h。孵化至第8日用照蛋器照蛋检查，弃未受精、无活性的鸡胚，选取血管发育良好的鸡胚，在蛋壳表面标记气室位置。
(2)测试过程：每组至少6只鸡胚，每一次试验都需要设置阴性对照和阳性对照。第9日开始试验。用牙科弯镊小心剥去气室蛋壳部分，在蛋壳膜表面滴几滴生理盐水使充分润湿，倾出后，用镊子小心除去蛋壳膜，保证暴露的尿囊膜完整不受任何损伤。取0.3g实施例1-7产品、对比例1-4产品、阳性对照物以及阴性对照物(其中阴性对照为生理盐水，反应积分为0；阳性对照为0.1％NaOH溶液)直接作用于CAM。尽量涂布开，确保覆盖面积达到至少50％。作用3min后，用双蒸水轻轻冲洗CAM表面，在30s内冲洗完成，倾出液体，立即在体视显微镜下观察每种毒性效应变化程度，根据毛细血管出血、凝血、血管融解情况给予评分(ES)。
(3)结果观察：
出血：血液从CAM的血管或毛细血管流出。根据无出血、轻度出血、中度出血、重度出血分别判予0、1、2、3分。
凝血：指血管内外蛋白变性，表现为血栓、管壁肿胀、血管内外的凝血点出现、血管外乳浊状浑浊等状况。根据无凝血、轻度凝血、中度凝血、重度凝血分别判予0、1、2、3分。
血管融解：指CAM膜上血管消融。根据无血管融解、轻度血管融解、中度血管融解、重度血管融解分别判予0、1、2、3分。
(4)结果计算和评价
按以下公式计算ES平均分值，按下表2判断刺激分类。
表2结果评价
| 终点评分 | 刺激性分类 |
| ES≤12 | 无/轻刺激性 |
| 12<ES<16 | 中度刺激性 |
| ES≥16 | 严重刺激性 |
结果见表3。
表3
| 刺激分值 | 刺激性 | |
| 实施例1 | 0 | 无刺激 |
| 实施例2 | 0 | 无刺激 |
| 实施例3 | 0 | 无刺激 |
| 实施例4 | 0 | 无刺激 |
| 实施例5 | 13.35 | 中度刺激 |
| 实施例6 | 0 | 无刺激 |
| 实施例7 | 0 | 无刺激 |
| 对比例1 | 8.68 | 轻刺激 |
| 对比例2 | 9.32 | 轻刺激 |
| 对比例3 | 0 | 无刺激 |
| 对比例4 | 15.38 | 中度刺激 |
| 生理盐水 | 0 | 无刺激 |
| 0.1％NaOH溶液 | 17.93 | 严重刺激 |
由表3可知，在HET-CAM试验中，阴性对照生理盐水反应积分为0，为无刺激性；阳性对照0.1％NaOH溶液的反应积分为17.93，为严重刺激性；而本发明实施例1-3制备得到的水杨酸纤维素凝胶安全无刺激，由实施例5及对比例4可知，当水杨酸中和度较低或不进行中和处理时，则产品的刺激分值会明显提高，说明对水杨酸进行中和处理可降低产品的刺激性；由对比例1-2可知当基质为羧甲基纤维素、羟丙甲纤维素时制成的水杨酸纤维素凝胶的反应积分为8.68或9.32，相较于实施例1，产品的刺激性明显增加，说明只有采用羟乙基纤维素作为基质，才能使最终产品的安全性更高。
测试例3稳定性测试
稳定性测试包括高温、低温及冷热循环测试。即将实施例1-3和对照例1-3提供的样品均分别于48℃、-15℃下放置6个月，定期观察产品的外观是否出现浑浊、分层等异常现象，在-18℃/25℃的冷热循环温度下冷热循环3次后观察产品外观是否出现异常。测试结果如表4所示。
表4
| 编号 | 48℃ | -15℃ | -18℃/25℃ |
| 实施例1 | 质地均匀，无分离现象 | 质地均匀，无分离现象 | 质地均匀，无分离现象 |
| 实施例2 | 质地均匀，无分离现象 | 质地均匀，无分离现象 | 质地均匀，无分离现象 |
| 实施例3 | 质地均匀，无分离现象 | 质地均匀，无分离现象 | 质地均匀，无分离现象 |
| 对比例1 | 浑浊，出现分层 | 表面泛粗，晶体析出 | 出现分层 |
| 对比例2 | 浑浊，出现分层 | 表面泛粗，晶体析出 | 出现分层 |
| 对比例3 | 浑浊，出现分层 | 表面泛粗，晶体析出 | 出现分层 |
由表4可知，本发明制备得到的水杨酸纤维素凝胶具有优良的高低温稳定性，而采用羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、藻酸钠作为基质时都存在水杨酸析出现象，故羟乙基纤维素是所述方法中最适合的高分子聚合物。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种水杨酸纤维素凝胶的制备方法及其产品和应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
Claims (10)
1.一种水杨酸纤维素凝胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将水杨酸加入水中，搅拌下依次加入NaOH溶液和羟乙基纤维素，均质后得到所述水杨酸纤维素凝胶。
2.如权利要求1所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法，其特征在于，所述水杨酸与水的质量比为1:(40-50)。
3.如权利要求1或2所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法，其特征在于，其特征在于，所述NaOH溶液的浓度为5％-15％。
4.如权利要求1-3中任一项所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法，其特征在于，所述加入氢氧化钠溶液的操作包括：将NaOH溶液滴加至水杨酸溶液中至中和度为80-90％，得到未完全中和的水杨酸溶液。
5.如权利要求1-4中任一项所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法，其特征在于，所述羟乙基纤维素的分子量为90000-1300000；
优选地，所述水杨酸与羟乙基纤维素的质量比为1:(0.5-1.5)；
优选地，所述水杨酸与羟乙基纤维素的质量比为1:(0.8-1.2)。
6.如权利要求1-5中任一项所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法，其特征在于，所述加入NaOH溶液后调节体系温度为0-10℃，然后再加入羟乙基纤维素；
优选地，所述均质的速率为3000-3500r/min。
7.如权利要求1-6中任一项所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法，其特征在于，所述均质后体系升温至80-85℃；
优选地，所述升温后保温10-20min。
8.如权利要求1-7中任一项所述水杨酸纤维素凝胶的制备方法，其特征在于，所述的水杨酸纤维素凝胶的制备方法包括：
(1)按质量比1:(40-50)将水杨酸加入水中，得到水杨酸溶液；
(2)将NaOH溶液滴加至水杨酸溶液中至中和度为85-95％，得到未完全中和的水杨酸溶液；
(3)将未完全中和的水杨酸溶液降温至0-10℃，然后加入羟乙基纤维素，在3000-3500r/min下搅拌均质；
(4)均质后将体系升温至80-85℃，然后保温10-20min，得到所述所述水杨酸纤维素凝胶。
9.一种水杨酸纤维素凝胶，其特征在于，所述水杨酸纤维素凝胶采用如权利要求1-8中任一项所述的方法制备得到。
10.一种如权利要求9所述的水杨酸纤维素凝胶在祛痘美白护肤品中的应用。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant |