JP2004174492A - ポリオール／高分子マイクロカプセルを用いた酵素及び有効成分の安定化方法、並びにこれを含有する化粧料組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 低分子量ポリオール、高分子量ポリオール及び高分子溶液を用いて、酵素を安定に含有するポリオール/高分子マイクロカプセル及びその製造方法、並びに有効成分及び酵素の効能を長期間維持する化粧料組成物を提供する。
【解決手段】 低分子量ポリオールと高分子量ポリオールを混合して、高分子壁剤成分が含有されている高分子溶液に溶解する段階と、前記ポリオールが溶解された溶液を、安定化剤が導入された水溶液に入れて乳化させる段階と、前記乳化液を減圧蒸発器で減圧攪拌して溶媒を除去する段階と、溶媒を除去した分散液を濾過し、水溶性物質を除去してカプセルを回収する段階と、前記回収されたカプセルを室温の減圧乾燥器で乾燥し、ポリオール/高分子マイクロカプセルを得る段階とを備えるポリオール/高分子マイクロカプセルの製造方法及びこの方法で得られるマイクロカプセル、並びに該マイクロカプセルを剤型内に含む化粧料組成物である。
【選択図】 なし
【解決手段】 低分子量ポリオールと高分子量ポリオールを混合して、高分子壁剤成分が含有されている高分子溶液に溶解する段階と、前記ポリオールが溶解された溶液を、安定化剤が導入された水溶液に入れて乳化させる段階と、前記乳化液を減圧蒸発器で減圧攪拌して溶媒を除去する段階と、溶媒を除去した分散液を濾過し、水溶性物質を除去してカプセルを回収する段階と、前記回収されたカプセルを室温の減圧乾燥器で乾燥し、ポリオール/高分子マイクロカプセルを得る段階とを備えるポリオール/高分子マイクロカプセルの製造方法及びこの方法で得られるマイクロカプセル、並びに該マイクロカプセルを剤型内に含む化粧料組成物である。
【選択図】 なし
Description
本発明は、ポリオール/高分子マイクロカプセルを用いて、酵素及び水溶性・油溶性有効成分を安定化する方法、並びにこれを含有する化粧料組成物に関するもので、より詳しくは、高分子粒子を製造する際、ポリオールを使用して剤型での使用時、安定性が急激に低下する特徴を有する酵素を效果的に安定化させ、水溶性・油溶性有効成分の溶解性を増加させることによって、疎水性高分子内で多様な有効成分が安定化できるように製造したマイクロカプセル及びその製造方法に関するものである。
バイオ産業の発展とともに、多様な酵素が治療/治癒剤として使用されている。しかし、殆どの酵素は、非常に短い半減期を有していて、窮極的な効能発現以前に変成される傾向があり、酵素成分のこのような低い安定度は、活用価値を低下させる最も大きな要因となっている。従って、このような酵素成分の応用を拡大するために、最近、適切な伝達システムの構築に対する研究が活発に進んでいる。多くの酵素伝達システムのうち、生分解性高分子を壁剤として活用した研究は、長期投与の観点から多くの長所を有している(Y.Okawa, M. Yamamoto, H. Okada, T. Yashiki, T. Shimamoto, Chem. Pharmac. Bull. 5 (1988) 1095, H. Okada, Y. Doken, Y. Ogawa, H. Toguchi, Pharmac. Res. 11 (1994) 1143)。このような伝達システムも製造工程及び長期保管の観点では、安定度が保障される必要がある。一般に、水−油−水多重エマルジョン方法が酵素含有マイクロカプセルの製造のためによく使用されているが、水−油界面で酵素の活性が低下するという面において大きな問題を有している(P. Couvreur, M. J. Blanco-Proeto, F. Puisieux, B. Ropues, E. Fattal, Adv. Drug Del. Rev. 28 (1997) 85, H. Sah, J. Pharmac. Sci. 88 (1999) 1320)。従って、最近、固体−油−水エマルジョン方法が、固体状態で酵素の活性を維持できるという長所から、現実的に受入れられている(T. Morita, Y. Sakamura, Y. Horikiri, T. Suzuki, H. Yoshino, J. Control. Rel. 69 (2000) 435)。しかし、前記固体状態の酵素をカプセル化する方法は、殆ど加熱及び物理的な力を加える製造工程上の特徴のため、酵素の多くの部分において変成を招く問題点があった。
また、化粧料組成物の様々な有効成分は、皮膚シワ改善、美白、保湿力強化、抗酸化などの優秀な効能を有するが、空気及び水分などの外部刺激と接触することにより、変色、異臭が発生し、力価が減少して、効能が低下する問題点により実質的な応用において制限されることが多く、従って、この有効成分を安定化するための研究が活発に進んでいる。
このような問題点を解決するための方法として、有効成分と外部刺激との直接的な接触を遮断するために、有効成分をカプセル化する方法が使用されている。有効成分を内部に捕集できる材料として、高分子が主に使用されており、前記高分子を使用して有効成分をカプセル化する方法としては、界面縮重合、スプレードライ、コアセルベーション、溶媒蒸発などがある。こういう方法を用いてカプセル化する際、油溶性物質は疎水性高分子に捕集させ、水溶性物質は親水性高分子に捕集させることが一般的である。水溶性物質の安定度を向上させるために、１９９３年Ｊｅｆｆｅｒｙなどは、二重エマルジョン−溶媒蒸発法を提案した。これは、単純なｗ／ｏエマルジョン−溶媒蒸発法よりカプセル化しようとする水溶性物質を一層安定にカプセル化できる方法であるが、カプセル化しようとする物質が水溶性培地に拡散され、高い捕集率を期待できなかった。このように１成分の物質のみを捕集することでなく、油溶性と水溶性物質を同時にカプセル化するための努力により、１９９８年Ｒｅｍｕｎａｎ−Ｌｏｐｅｚ等は、キトサンを用いて油溶性物質と水溶性物質を同時にカプセル化できる多核マイクロ粒子を提案した(Eur. J. Pharma. Biopharma. 1998 (45) p.49)。この方法は、ｗ／ｏ／ｗ−溶媒蒸発法を変形したもので、内部水溶液相は、非常に粘度があって、含有される有効物質は、キトサンの濃縮溶液内に完全に溶けることができるだけでなく、分散されなければならない。また、有機相は、高分子希薄溶液であり、有機溶媒と高分子は、キトサンに対して活性があってはならないというややこしい条件を満たす時のみ、粒子製造が可能であるという短所があった。
高分子粒子でないリポソーム内に油溶性物質と水溶性物質を同時にカプセル化したものとしては、韓国公開特許公報第1993-0211990号を始めとして多数存在する。リポソームは、油溶性物質と水溶性物質を同時にカプセル化できるという長所を有しているが、化粧品剤型内のリポソーム自体の安定性はまだ検証されていなく、これによって剤型内でリポソーム内部の有効物質が安定化されず、全部外相に流出される可能性が高い。
Y.Okawa, M. Yamamoto, H. Okada, T. Yashiki, T. Shimamoto, Chem. Pharmac. Bull. 5 (1988) 1095 H. Okada, Y. Doken, Y. Ogawa, H. Toguchi, Pharmac. Res. 11 (1994) 1143 P. Couvreur, M. J. Blanco-Proeto, F. Puisieux, B. Ropues, E. Fattal, Adv. Drug Del. Rev. 28 (1997) 85 H. Sah, J. Pharmac. Sci. 88 (1999) 1320 T. Morita, Y. Sakamura, Y. Horikiri, T. Suzuki, H. Yoshino, J. Control. Rel. 69 (2000) 435 Eur. J. Pharma. Biopharma. 1998 (45) p.49 韓国公開特許公報第1993-0211990号
Y.Okawa, M. Yamamoto, H. Okada, T. Yashiki, T. Shimamoto, Chem. Pharmac. Bull. 5 (1988) 1095 H. Okada, Y. Doken, Y. Ogawa, H. Toguchi, Pharmac. Res. 11 (1994) 1143 P. Couvreur, M. J. Blanco-Proeto, F. Puisieux, B. Ropues, E. Fattal, Adv. Drug Del. Rev. 28 (1997) 85 H. Sah, J. Pharmac. Sci. 88 (1999) 1320 T. Morita, Y. Sakamura, Y. Horikiri, T. Suzuki, H. Yoshino, J. Control. Rel. 69 (2000) 435 Eur. J. Pharma. Biopharma. 1998 (45) p.49 韓国公開特許公報第1993-0211990号
上述した問題点に鑑みて、本発明者は、有効成分の溶解性を増加させながら高分子粒子自体の物性に影響を与えず、酵素の変性を防ぐことができる安定化システムを開発しようと努力した。その結果、本発明者は、ポリオール/高分子マイクロカプセルが酵素の安定化に適するという事実を発見し、本発明を完成するに至った。
従って、本発明の目的は、油溶性及び水溶性有効成分を１種以上高分子粒子内に安定化できるポリオール/高分子マイクロカプセルを提供することにある。
本発明の目的は、低分子量ポリオール、高分子量ポリオール及び高分子溶液を用いて、酵素を安定に含有するポリオール/高分子マイクロカプセル及びその製造方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、前記ポリオール/高分子マイクロカプセルを含有することによって、有効成分及び酵素の効能を長期間維持できるように製造した化粧料組成物を提供することにある。
本発明は、低分子量ポリオール、高分子量ポリオール及び高分子溶液を用いて、酵素を含有するポリオール/高分子マイクロカプセルに関するものである。
本発明による酵素を含有するポリオール/高分子マイクロカプセルの製造方法は、
１）低分子量ポリオールと高分子量ポリオールを混合して、高分子壁剤成分が含有されている高分子溶液に溶解する段階と、
２）前記ポリオールが溶解された溶液を、安定化剤が導入された水溶液に入れて乳化させる段階と、
３）前記乳化液を減圧蒸発器で減圧攪拌して溶媒を除去する段階と、
４）溶媒を除去した分散液を濾過し、水溶性物質を除去してカプセルを回収する段階と、
５）回収された前記カプセルを室温の減圧乾燥器で乾燥し、ポリオール/高分子マイクロカプセルを得る段階と、を備える。
１）低分子量ポリオールと高分子量ポリオールを混合して、高分子壁剤成分が含有されている高分子溶液に溶解する段階と、
２）前記ポリオールが溶解された溶液を、安定化剤が導入された水溶液に入れて乳化させる段階と、
３）前記乳化液を減圧蒸発器で減圧攪拌して溶媒を除去する段階と、
４）溶媒を除去した分散液を濾過し、水溶性物質を除去してカプセルを回収する段階と、
５）回収された前記カプセルを室温の減圧乾燥器で乾燥し、ポリオール/高分子マイクロカプセルを得る段階と、を備える。
より詳細に調べてみれば、まず、低分子量ポリオールと高分子量ポリオールを混合して、溶媒に高分子壁剤を溶解して製造した高分子溶液に溶解する。この時、前記低分子量ポリオール及び高分子量ポリオールを合わせた重量と、高分子溶液の高分子壁剤の量とは、壁剤の厚さを考慮して調節可能であるが、同量を使用することが好ましい。また、前記低分子量ポリオール及び高分子量ポリオールを合わせた重量と、高分子壁剤の量とは、溶媒に対して２０重量％導入する。ポリオールが溶解された溶液を安定化剤が導入された水溶液に入れ、ホモジナイザーを用いて乳化させる。前記乳化液を減圧蒸発器で１０〜１２０分間減圧攪拌し、溶媒を完全に除去した後の分散液を濾過することで、カプセルを回収し、その他の水溶性物質は全部除去する。回収された前記カプセルは、光が遮断された室温減圧乾燥器で２４〜４８時間完全に乾燥する。
また、本発明は、両親媒性のポリオールを使用することで、疎水性高分子内に油溶性活性物質だけでなく、水溶性活性物質も捕集できるように製造したマイクロカプセル及びこれを含有する化粧料組成物に関するものである。
特に、本発明による化粧料組成物は、一般に、化粧料組成物として使用時、多くの制限を受けた物質である甘草及びアスコルビン酸などの有効成分を、ポリオール/高分子マイクロカプセルに捕集させることによって、高温や水、空気などの外部環境との接触による安定度低下及び変色などにより、有効成分の効能が低下することを防止したものである。
本発明による有効成分を含有するマイクロカプセルの製造方法を調べてみれば、
１）水溶性及び油溶性有効成分からなる群より選択された１種以上の有効成分をポリオール/溶媒に溶解させる段階と、
２）前記溶液を高分子壁剤成分が含有された高分子溶液に分散させる段階と、
３）前記分散された分散液を乳化させてエマルジョンを得る段階と、
４）前記エマルジョンのポリオールと溶媒を除去し、硬質の高分子マイクロカプセルを回収する段階と、を備える。
１）水溶性及び油溶性有効成分からなる群より選択された１種以上の有効成分をポリオール/溶媒に溶解させる段階と、
２）前記溶液を高分子壁剤成分が含有された高分子溶液に分散させる段階と、
３）前記分散された分散液を乳化させてエマルジョンを得る段階と、
４）前記エマルジョンのポリオールと溶媒を除去し、硬質の高分子マイクロカプセルを回収する段階と、を備える。
前記製造方法をより詳細に調べてみれば、まず、ポリオール：溶媒の混合比が０．０５：１〜１：１になるように、ポリオールを溶媒に溶解した後、前記混合液に水溶性及び油溶性有効成分を添加して溶解する。
前記混合液を高分子溶液にマグネチック攪拌機で攪拌しながら分散させ、室温で５分間５，０００ｒｐｍの速度で乳化してエマルジョンを得る。
前記エマルジョンからポリオールと溶媒を減圧攪拌しながら除去し、硬質のポリオール/高分子マイクロカプセルを製造する。
高分子粒子を用いて不安定な有効成分を安定化しようとする時、油溶性物質は疎水性高分子粒子内に、水溶性物質は親水性高分子粒子内に捕集することが一般的であり、水溶性と油溶性物質を一緒に１つの高分子粒子内に捕集することは容易ではないことが現実である。
従って、本発明では、こういう問題点を解決するために、粒子製造時、ポリオールを效果的に使用して簡単な製造工程により、水溶性物質と油溶性物質を同時に高分子粒子内に捕集して安定化する。
前記混合液を高分子溶液にマグネチック攪拌機で攪拌しながら分散させ、室温で５分間５，０００ｒｐｍの速度で乳化してエマルジョンを得る。
前記エマルジョンからポリオールと溶媒を減圧攪拌しながら除去し、硬質のポリオール/高分子マイクロカプセルを製造する。
高分子粒子を用いて不安定な有効成分を安定化しようとする時、油溶性物質は疎水性高分子粒子内に、水溶性物質は親水性高分子粒子内に捕集することが一般的であり、水溶性と油溶性物質を一緒に１つの高分子粒子内に捕集することは容易ではないことが現実である。
従って、本発明では、こういう問題点を解決するために、粒子製造時、ポリオールを效果的に使用して簡単な製造工程により、水溶性物質と油溶性物質を同時に高分子粒子内に捕集して安定化する。
有効成分を高分子粒子内に捕集するためには、有効成分を溶媒に溶解または均一に分散させなければならない。本発明では、両親媒性のポリオールを使用して、高分子粒子内に捕集できる有効成分を多様化した。ポリオール/高分子マイクロカプセル内に捕集可能な物質は、ポリオールや高分子溶媒に溶解可能であるか、ポリオールと高分子溶媒混合液に溶解可能である物質であって、例えば、レチノール、レチニルアセテート、レチニルパルミテート、トコフェロール、酢酸トコフェロール、リノール酸トコフェロール、ニコチン酸トコフェロール、リノール酸、コエンチームＱ−１０、レスベラトロル、リポ酸、甘草抽出物のような油溶性活性物質と、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体、クロロゲン酸のような水溶性活性物質とのうち、１つまたは２つ以上を選択して使用することができる。
本発明で使用するポリオールは、有効成分の溶解性を増加させ、粒子内にポリオールドメインを形成して、有効成分を粒子内部で安定化させる役割を果たす。本発明でポリオールとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、それらの共重合体及び誘導体、ブチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンのように低分子量のアルコール基を含む化合物を挙げることができ、その含有量は、全体高分子粒子重量に対して０．１〜７０重量％が好ましい。この以下の濃度では、有効成分を效果的に溶解または分散させることが難しく、この以上の濃度では、最終マイクロカプセルの収率が低くなる問題点がある。
また、前記方法で製造されたポリオール/高分子マイクロカプセルを酵素またはタンパク質安定化マイクロカプセルとして活用することができ、ひいては、この技術を他の酵素応用技術にも導入することが可能である。
これのために、酵素が内部核を形成し、この酵素は疎水性の高分子量ポリオールによってコーティングされており、最終的に外殻に高分子が壁剤を形成する構造を有している三重マイクロカプセル構造が形成可能である。
前記酵素を安定化させる三重マイクロカプセルの製造方法は、次の通りである。
１）酵素を低分子量ポリオールに均一に分散させる段階と、
２）前記安定化された酵素/ポリオールを、高分子量ポリオールが溶解されている高分子溶液に再分散・乳化させてエマルジョンを得る段階と、
３）酵素/ポリオール/高分子溶液を固化させ、硬質の高分子マイクロカプセルとして回収する段階と、を備える。
以下、この製造方法をより具体的に調べてみれば次の通りである。
１）酵素を低分子量ポリオールに均一に分散させる段階と、
２）前記安定化された酵素/ポリオールを、高分子量ポリオールが溶解されている高分子溶液に再分散・乳化させてエマルジョンを得る段階と、
３）酵素/ポリオール/高分子溶液を固化させ、硬質の高分子マイクロカプセルとして回収する段階と、を備える。
以下、この製造方法をより具体的に調べてみれば次の通りである。
まず、低分子量ポリオールに酵素を分散させる。一般に、酵素は低分子量ポリオールに対して部分的な溶解力を有している。この場合、酵素は、低分子量ポリオール相において比較的高い濡れ性により、球形分散体を形成し、外殻層のみ部分的に溶解され、酵素/ポリオール混合相を形成する。この酵素/ポリオール分散液を、高分子量ポリオールが溶けている高分子溶液に再分散させる。前記高分子溶液は、高分子量ポリオール、高分子壁剤(壁剤用高分子)及び溶媒を含有する。このような工程を経て低分子量ポリオールにより保護される酵素相は、高分子溶液の溶媒に対して影響を受けずに安定に分散される。前記高分子量ポリオールは、最終マイクロカプセルにおいて、酵素と疎水性高分子壁剤(壁剤用高分子)間の直接的な接触を防止する緩衝作用をする。次の工程では、酵素/ポリオール/高分子/溶媒で構成されている液滴から溶媒のみを選択的に除去する。溶媒が除去されるにつれて、ポリオールは高分子に対して非相溶性を有しているので、相分離現象が発生する。この相分離過程において、低分子量ポリオールは高い極性により弱まった外殻界面を介して外水相に流出され、マイクロカプセル内部には高分子量ポリオール相が残るようになる。結果的に、マイクロカプセルは内部核を酵素により形成し、この酵素は高分子量ポリオールによりコーティングされていて、最終的には、外殻に高分子が壁剤を形成する構造を有している三重マイクロカプセル構造になる。
すなわち、本発明では、既存の研究が提案する単純なカプセル化から脱皮して、酵素自体の構造的特徴をそのまま維持し、外部刺激との相互作用を根本的に遮断するために、低分子量ポリオールをマイクロカプセルの内部気孔形成テンプレート（template）及び酵素の分散媒として使用するとともに、高分子量ポリオールを酵素の疎水性分配化剤及び壁剤を形成する高分子の内壁による変性を遮断する遮断剤として導入することにより、生分解性高分子マイクロカプセル内において製造工程と保管中に優秀な酵素の安定性を維持することができる。
また、本発明で製造した酵素安定化マイクロカプセルは、製薬及び化粧品組成において有用に使用することができると期待される。
本発明で適用可能な酵素は、グルコースオキシダーゼ、キサンチンオキシダーゼ、Ｄ-アミノ酸オキシダーゼ等のような酸化還元酵素類、トランスアミナーゼ、ヘキソキナーゼ等のような転移酵素類、リパーゼ、アミラーゼ、ペブシン、トリプシン、ウレアーゼ、アスパラギナーゼ、パパイン等のような加水分解酵素類、アルドラーゼ、フマラーゼ、ペクチンリアーゼ等のようなリアーゼ類、ラクテートケタールイソメラーゼ、乳酸ラセマーゼ、ＵＤＰ-ジ-グルコース-４-エピメラーゼ等のような異性質化酵素類、アスパルタートアンモニアリアーゼ、ＤＮＡリガーゼ等のような合成酵素類などの酵素を含む。前記酵素は、１つまたは２つ以上を混合して使用することが可能である。
本発明では、高分子量ポリオールと低分子量ポリオールを混合して使用する。低分子量ポリオールは、酵素を均一に分散させ、カプセル形成過程においてカプセルの外部に流出され、カプセルをより効果的に形成させるテンプレートの役割を果たす。使用可能な低分子量ポリオールは、１０００ｇ/ｍｏｌ以下のポリエーテル形態の高分子であって、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、それらの共重合体及び誘導体、ブチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等を含むあらゆる低分子量のアルコール基を備える化合物が挙げられる。使用量は、カプセルの総重量に対して０．１〜７０重量％が好ましい。０．１重量％以下の濃度では、酵素を效果的に分散させることが難しく、７０重量％以上の濃度では、最終マイクロカプセルの収率が低くなる問題点がある。
高分子量ポリオールは、カプセル形成過程においても、外相への流出なくカプセル内部に存在し、酵素に対して疎水性分配効果を与え、酵素が疎水性高分子内壁によって変性されることを遮断する役割を果たす。ポリオール類の分子量の増加に比例して、ポリオール鎖の疎水性も増加する。従って、このような高分子量ポリオールが酵素と疎水性高分子内壁に效果的に位置した場合、疎水性分配効果によって酵素を效果的に保護することができる。このような疎水性分配効果を誘導するためには、ポリオールの分子量が十分に高くなければならない。適切なポリオールは、分子量が１０００ｇ/ｍｏｌ以上のワックス形態のポリエーテル高分子であって、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、それらの共重合体及び誘導体が挙げられる。使用量は、カプセルの総重量に対して０．１〜９０重量％が好ましい。０．１重量％以下の濃度では、効果的な疎水性分配効果を期待し難く、９０重量％以上の濃度では、高い含量による硬質のマイクロカプセルの形成が困難である。
前記過程のうち、マイクロカプセルの壁剤として使用される高分子（高分子壁剤）は、生分解性疎水性脂肪族ポリエステルであって、例えば、ポリ-Ｌ-乳酸、ポリ-Ｄ,Ｌ-グリコール酸、ポリ-Ｌ-乳酸-ｃｏ-グリコール酸、ポリ-Ｄ,Ｌ-乳酸-ｃｏ-グリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ポリオルトエステル及びこれらの単量体から製造された共重合体が挙げられる。また、マイクロカプセルの壁剤に使用可能な高分子（高分子壁剤）としては、例えば、ポリスチレン、ポリｐ-またはｍ-メチルスチレン、ポリｐ-またはｍ-エチルスチレン、ポリｐ-またはｍ-クロロスチレン、ポリｐ-またはｍ-クロロメチルスチレン、ポリスチレンスルホン酸、ポリｐ-またはｍ-またはｔ-ブトキシスチレン、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエチル(メタ)アクリレート、ポリプロピル(メタ)アクリレート、ポリｎ-ブチル(メタ)アクリレート、ポリイソブチル(メタ)アクリレート、ポリｔ-ブチル(メタ)アクリレート、ポリ２-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ポリｎ-オクチル(メタ)アクリレート、ポリラウリル(メタ)アクリレート、ポリステアリル(メタ)アクリレート、ポリ２-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリグリシジル(メタ)アクリレート、ポリジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ポリジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ポリビニルアセテート、ポリビニルプロピオネート、ポリビニルブチレート、ポリビニルエーテル、ポリアリルブチルエーテル、ポリアリルグリシジルエーテル、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリマレイン酸のような不飽和カルボン酸、ポリアルキル(メタ)アクリルアミド、ポリ(メタ)アクリルニトリル等が挙げられ、これらは混用して使用することができる。このような高分子壁剤は、カプセルの総重量に対して１〜９９．９９重量％が好ましい。１重量％以下の濃度では、マイクロカプセルを形成し難く、９９．９９重量％以上の濃度では、酵素の含量が低すぎて効果発現が難しい。
マイクロカプセルの製造中に使用される溶媒は、選択される高分子と類似した溶解度パラメータを有するあらゆる化合物であって、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等のような直鎖アルカン類、ブタノール、直鎖または分岐ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール等のような炭素数４〜１０のアルコール類、ｎ-ヘキシルアセテート、２-エチルヘキシルアセテート、オレイン酸メチル、セバシン酸ジブチル、アジピン酸ジブチル 、カルバミン酸２-ブチルのような炭素数７以上のアルキルエステル、メチルイソブチルケトン、イソブチルケトンのような脂肪族ケトン、ベンゼン、トルエン、ｏ-またはｐ-キシレンのような芳香族炭化水素、メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素等のような塩素化合物などが挙げられる。
マイクロカプセルの製造に使用する安定化剤は、水相に導入してカプセルの分散安定性を向上させることができるあらゆる水溶性高分子であって、例えば、アラビック(arabic)、トラガカント(tragacanth)、カラヤ(karaya)、ラーチ(larch)、ガティ(ghatti)、イナゴマメ(locust bean)、グアール(guar)、寒天(agar)、アルギナート(alginate)、カラギーナン(carrageenan)、ファーセレラン(furcellaran)、ペクチン(pectin)、ゼラチン(gelatin)、スターチ(starch)及びその誘導体； 微生物発酵合成法によって製造されたデキストラン(dextran)、キサンタンガム(xanthan gum)及びその誘導体； ラジカルまたは開環重合法によって製造されたビニール高分子、アクリル高分子、ポリオール含有共重合体及びその誘導体；が挙げられ、これらのうち一つ以上を選択して使用することができる。好ましくは、ポリビニルアルコールを使用することができる。前記分散安定化剤は、マイクロカプセルの分散水溶液の質量に対して、０．０１〜３０重量％を添加することができる。前記濃度以下の範囲では、優秀な分散安定性を期待し難く、その以上の濃度範囲では、ゲル化が進行されてマイクロカプセルの製造工程を進むことが難しい。
有効成分を含有するマイクロカプセルを製造するための高分子マイクロカプセル壁剤の含有量は、カプセルの総重量に対して１〜９９．９９重量％が好ましい。この以下の濃度では、マイクロカプセルを形成し難く、この以上の濃度では、有効成分の含量が低すぎて効果発現が難しい。
以下、実施例を挙げ本発明をより具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例のみに限定されるものではない。
[実施例１] ポリエチレングリコール含有ポリカプロラクトンマイクロカプセルの製造
分子量４００、４０００、８０００、１２０００ｇ/ｍｏｌのポリエチレングリコールを、それぞれポリカプロラクトン(８００００ｇ/ｍｏｌ分子量)と１：１の重量比で、溶媒のメチレンクロライドに入れ、室温攪拌して完全に溶解した。ポリエチレングリコールとポリカプロラクトンは、メチレンクロライドに対して１５重量％導入した。製造されたそれぞれの溶液をさらに１％のポリビニルアルコール(平均鹸化価８９％)が溶けている水溶液に入れ、機械式ホモジナイザーを用いて５０００ｒｐｍで５分間乳化した。この時、ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトン/メチレンクロライド溶液は、水相で３０重量％の濃度を有する。乳化が終わった後、乳化液は減圧蒸発器に移して室温で３０分間減圧攪拌し、溶媒のメチレンクロライドを完全に除去した。減圧蒸発工程が終わった後、分散液は濾過紙で濾過し、カプセルのみを回収して、水を含むあらゆる水溶性物質は除去した。回収されたカプセルは、室温減圧乾燥器で１日間乾燥した。
分子量４００、４０００、８０００、１２０００ｇ/ｍｏｌのポリエチレングリコールを、それぞれポリカプロラクトン(８００００ｇ/ｍｏｌ分子量)と１：１の重量比で、溶媒のメチレンクロライドに入れ、室温攪拌して完全に溶解した。ポリエチレングリコールとポリカプロラクトンは、メチレンクロライドに対して１５重量％導入した。製造されたそれぞれの溶液をさらに１％のポリビニルアルコール(平均鹸化価８９％)が溶けている水溶液に入れ、機械式ホモジナイザーを用いて５０００ｒｐｍで５分間乳化した。この時、ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトン/メチレンクロライド溶液は、水相で３０重量％の濃度を有する。乳化が終わった後、乳化液は減圧蒸発器に移して室温で３０分間減圧攪拌し、溶媒のメチレンクロライドを完全に除去した。減圧蒸発工程が終わった後、分散液は濾過紙で濾過し、カプセルのみを回収して、水を含むあらゆる水溶性物質は除去した。回収されたカプセルは、室温減圧乾燥器で１日間乾燥した。
[実施例２] ポリエチレングリコール含有ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルの製造
分子量４００、４０００、８０００、１２０００ｇ/ｍｏｌのポリエチレングリコールを、それぞれポリメチルメタクリレート(７５０００ｇ/ｍｏｌ分子量)と１：１の重量比で、溶媒のメチレンクロライドに入れ、室温攪拌して完全に溶解した。ポリエチレングリコールとポリメチルメタクリレートは、メチレンクロライドに対して２０重量％導入した。以下の過程は、実施例１と同様に行って、ポリエチレングリコール/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。
分子量４００、４０００、８０００、１２０００ｇ/ｍｏｌのポリエチレングリコールを、それぞれポリメチルメタクリレート(７５０００ｇ/ｍｏｌ分子量)と１：１の重量比で、溶媒のメチレンクロライドに入れ、室温攪拌して完全に溶解した。ポリエチレングリコールとポリメチルメタクリレートは、メチレンクロライドに対して２０重量％導入した。以下の過程は、実施例１と同様に行って、ポリエチレングリコール/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。
[実施例３] ポリエチレングリコール含有ポリスチレンマイクロカプセルの製造
分子量４００、４０００、８０００、１２０００ｇ/ｍｏｌのポリエチレングリコールを、それぞれ高分子壁剤のポリスチレン(１０００００ｇ/ｍｏｌ分子量)と１：１の重量比で、溶媒のメチレンクロライドに入れ、室温攪拌して完全に溶解した。ポリエチレングリコールとポリスチレンは、メチレンクロライドに対して２０重量％導入した。以下の過程は、実施例１と同様に行って、ポリエチレングリコール/ポリスチレンマイクロカプセルを製造した。
分子量４００、４０００、８０００、１２０００ｇ/ｍｏｌのポリエチレングリコールを、それぞれ高分子壁剤のポリスチレン(１０００００ｇ/ｍｏｌ分子量)と１：１の重量比で、溶媒のメチレンクロライドに入れ、室温攪拌して完全に溶解した。ポリエチレングリコールとポリスチレンは、メチレンクロライドに対して２０重量％導入した。以下の過程は、実施例１と同様に行って、ポリエチレングリコール/ポリスチレンマイクロカプセルを製造した。
[実施例４] ２種ポリエチレングリコール含有ポリカプロラクトンマイクロカプセルの製造
低分子量ポリオールである分子量４００ｇ/ｍｏｌのポリエチレングリコールと、高分子量ポリオールである８０００ｇ/ｍｏｌのポリエチレングリコールとを７：３、５：５、３：７の重量比で混合し、高分子壁剤と溶媒からなるポリカプロラクトン/メチレンクロライド高分子溶液に導入した。この時、前記低分子量ポリエチレングリコールと高分子量ポリエチレングリコールを合わせた重量は、高分子壁剤であるポリカプロラクトンの重量と同量を使用した。また、前記ポリエチレングリコールとポリカプロラクトンは、溶媒であるメチレンクロライドに対して２０重量％導入した。以下の過程は、実施例１と同様に行って、ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルを製造した。
低分子量ポリオールである分子量４００ｇ/ｍｏｌのポリエチレングリコールと、高分子量ポリオールである８０００ｇ/ｍｏｌのポリエチレングリコールとを７：３、５：５、３：７の重量比で混合し、高分子壁剤と溶媒からなるポリカプロラクトン/メチレンクロライド高分子溶液に導入した。この時、前記低分子量ポリエチレングリコールと高分子量ポリエチレングリコールを合わせた重量は、高分子壁剤であるポリカプロラクトンの重量と同量を使用した。また、前記ポリエチレングリコールとポリカプロラクトンは、溶媒であるメチレンクロライドに対して２０重量％導入した。以下の過程は、実施例１と同様に行って、ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルを製造した。
[実施例５] パパイン含有ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルの製造
パパインをモデル酵素に選定して使用した。まず、パパインを分子量４００ｇ/ｍｏｌの低分子量ポリエチレングリコールに分散した。この時、パパインの含量は、カプセルの総重量に対して、それぞれ１、３、５重量％で導入した。次いで、分子量８０００ｇ/ｍｏｌの高分子量ポリエチレングリコールと、高分子壁剤のポリカプロラクトンとが溶けているメチレンクロライド水溶液に、パパイン/ポリエチレングリコール分散体を再分散した。本過程で使用される成分の含量は、実施例４の組成による。以下の過程は、実施例１と同様に行って、パパイン酵素含有ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルを製造した。
パパインをモデル酵素に選定して使用した。まず、パパインを分子量４００ｇ/ｍｏｌの低分子量ポリエチレングリコールに分散した。この時、パパインの含量は、カプセルの総重量に対して、それぞれ１、３、５重量％で導入した。次いで、分子量８０００ｇ/ｍｏｌの高分子量ポリエチレングリコールと、高分子壁剤のポリカプロラクトンとが溶けているメチレンクロライド水溶液に、パパイン/ポリエチレングリコール分散体を再分散した。本過程で使用される成分の含量は、実施例４の組成による。以下の過程は、実施例１と同様に行って、パパイン酵素含有ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルを製造した。
[実施例６] ブチレングリコール含有ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルの製造
実施例２と同様にマイクロカプセルを製造するものの、ポリエチレングリコールの代わりにブチレングリコールが含有されたブチレングリコール/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。まず、ブチレングリコールとポリメチルメタクリレート(７５０００ｇ/ｍｏｌ分子量)を３：７の重量比で、メチレンクロライドに室温攪拌して完全に溶解した。ブチレングリコールとポリメチルメタクリレートは、メチレンクロライドに対して２０重量％導入した。以下の過程は、実施例１と同様に行って、ポリエチレングリコール/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。
実施例２と同様にマイクロカプセルを製造するものの、ポリエチレングリコールの代わりにブチレングリコールが含有されたブチレングリコール/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。まず、ブチレングリコールとポリメチルメタクリレート(７５０００ｇ/ｍｏｌ分子量)を３：７の重量比で、メチレンクロライドに室温攪拌して完全に溶解した。ブチレングリコールとポリメチルメタクリレートは、メチレンクロライドに対して２０重量％導入した。以下の過程は、実施例１と同様に行って、ポリエチレングリコール/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。
[実施例７] 甘草含有ポリエチレングリコール/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルの製造
有効成分のうち、油溶性物質として甘草をモデルに選定して使用した。まず、甘草を全体高分子重量に対して５重量％で、ポリエチレングリコールとメチレンクロライド混合液に溶解した。この溶液をポリメチルメタクリレートが溶けているメチレンクロライド高分子溶液と混合した。本過程で使用される成分の含量は、実施例２の組成による。以下の過程は、実施例１と同様に行って、甘草含有ポリエチレン/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。
有効成分のうち、油溶性物質として甘草をモデルに選定して使用した。まず、甘草を全体高分子重量に対して５重量％で、ポリエチレングリコールとメチレンクロライド混合液に溶解した。この溶液をポリメチルメタクリレートが溶けているメチレンクロライド高分子溶液と混合した。本過程で使用される成分の含量は、実施例２の組成による。以下の過程は、実施例１と同様に行って、甘草含有ポリエチレン/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。
[実施例８] アスコルビン酸含有ポリエチレングリコール/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルの製造
有効成分のうち、水溶性物質としてアスコルビン酸をモデルに選定して使用した。まず、アスコルビン酸を全体高分子粒子重量に対して５重量％で、ポリエチレングリコールに分散させた後、この分散液をポリメチルメタクリレートが溶けているメチレンクロライド高分子溶液に再分散した。本過程で使用される成分の含量は、実施例２の組成による。以下の過程は、実施例１と同様に行って、アスコルビン酸含有ポリエチレン/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。
有効成分のうち、水溶性物質としてアスコルビン酸をモデルに選定して使用した。まず、アスコルビン酸を全体高分子粒子重量に対して５重量％で、ポリエチレングリコールに分散させた後、この分散液をポリメチルメタクリレートが溶けているメチレンクロライド高分子溶液に再分散した。本過程で使用される成分の含量は、実施例２の組成による。以下の過程は、実施例１と同様に行って、アスコルビン酸含有ポリエチレン/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。
[実施例９] アスコルビン酸とリポ酸を同時に含有するポリエチレングリコール/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルの製造
有効成分のうち、水溶性物質としてアスコルビン酸、油溶性物質としてリポ酸をモデルに選定して２つの物質を同時に含有するマイクロカプセルを製造した。まず、アスコルビン酸とリポ酸を全体高分子粒子重量に対して、それぞれ５重量％で、ポリエチレングリコールに分散させた後、この分散液をポリメチルメタクリレートが溶けているメチレンクロライド高分子溶液に再分散した。本過程で使用される成分の含量は、実施例２の組成による。以下の過程は、実施例１と同様に行って、アスコルビン酸とリポ酸を同時に含有するポリエチレン/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。
有効成分のうち、水溶性物質としてアスコルビン酸、油溶性物質としてリポ酸をモデルに選定して２つの物質を同時に含有するマイクロカプセルを製造した。まず、アスコルビン酸とリポ酸を全体高分子粒子重量に対して、それぞれ５重量％で、ポリエチレングリコールに分散させた後、この分散液をポリメチルメタクリレートが溶けているメチレンクロライド高分子溶液に再分散した。本過程で使用される成分の含量は、実施例２の組成による。以下の過程は、実施例１と同様に行って、アスコルビン酸とリポ酸を同時に含有するポリエチレン/ポリメチルメタクリレートマイクロカプセルを製造した。
[試験例１] ポリエチレングリコール/高分子マイクロカプセルの特性分析
実施例１〜３で製造されたポリエチレングリコール/高分子マイクロカプセルのカプセル形態を光学顕微鏡で観察した。図１に示したように、製造されたポリエチレングリコール/高分子マイクロカプセルは、５〜２０ｍｍの平均粒子サイズを有する球形体である。それぞれの球形体は、内部にポリエチレングリコールドメインを形成している。ところが、導入されるポリエチレングリコールの含量は、分子量に依存する結果を示した。ポリエチレングリコール分子量による高分子マイクロカプセル内の導入量効果を薄層クロマトグラフィー(Thin layer chromatography)を用いて適量分析し、表１にまとめた。
実施例１〜３で製造されたポリエチレングリコール/高分子マイクロカプセルのカプセル形態を光学顕微鏡で観察した。図１に示したように、製造されたポリエチレングリコール/高分子マイクロカプセルは、５〜２０ｍｍの平均粒子サイズを有する球形体である。それぞれの球形体は、内部にポリエチレングリコールドメインを形成している。ところが、導入されるポリエチレングリコールの含量は、分子量に依存する結果を示した。ポリエチレングリコール分子量による高分子マイクロカプセル内の導入量効果を薄層クロマトグラフィー(Thin layer chromatography)を用いて適量分析し、表１にまとめた。
表１から分かるように、ポリエチレングリコール導入量は分子量に大きく依存する。分子量が増加するほど、ポリエチレングリコール分子の極性度が減少しながら導入量が増加する結果を得た。しかし、光学顕微鏡写真では、低分子量のポリエチレングリコールを利用する場合にも、内部にドメインを形成する結果を得た。このようなマイクロカプセルの形成挙動は、ポリエチレングリコールが溶媒の除去過程中、カプセル内部から相分離されて特定ドメインを形成した後、徐々にさらにカプセル外部に流出されるからである。このような低分子量のポリエチレングリコールの挙動は、カプセル形成過程中において内部ドメイン形成を誘導するテンプレート機能をすると判断される。高分子量のポリエチレングリコールは、工程に関係なく内部に優秀な担持結果を見せた。
特に、実施例７の甘草が含有されたマイクロカプセルの場合、甘草の溶解力が制限され、高濃度の甘草が含有されたマイクロカプセルの製造が難しいという問題点があった。甘草の場合、メチレンクロライドのような有機溶媒には全く溶解されず、ポリオールには６０℃以上の高温で２％以上溶解されない。このような問題点を解決するために、ポリオールと有機溶媒を適切に混合し、甘草が室温で１０％以上溶解できるようにして、高濃度の甘草を含有したマイクロカプセルの製造が可能であった。
甘草のような油溶性物質だけでなく、水溶性物質のカプセル化が可能であることを実施例８で確認した。アスコルビン酸は、水溶性物質として優れた効能にもかかわらず、変色と剤型内の不安な安定度のため、化粧料としての使用に制限されている。このような問題点を解決するために、アスコルビン酸を高分子粒子内に捕集して、安定化しようとする研究が着実に進んでいる。本発明では、ポリオール/高分子マイクロカプセル技術を使用することによって、一層簡単な方法でアスコルビン酸を高分子粒子内に捕集してカプセル化することができた。
実施例７〜８のように、油溶性物質や水溶性物質のいずれか１つのみを選択的にカプセル化できるだけでなく、２つ以上の物質を同時に１つの粒子内にカプセル化できることを、実施例９のリポ酸とアスコルビン酸を同時に含有するマイクロカプセルを製造することから確認できた。リポ酸は優れた抗酸化効果を有する油溶性物質であり、アスコルビン酸は水溶性物質であって、この２つの物質を別に使用する時より、同時に使用する時、効能が極大化できる(H. R. Rosenberg, R. culik, Arch. Biochem. Biophys. 80 (1959) 86-93)。しかし、２つの物質の溶解度差により、１つの粒子内にこの物質を同時にカプセル化した例は、ほとんど報告されたことがなかった。本発明のポリオール/高分子マイクロカプセル技術を用いて、このような溶解度差のある２つの物質も、１つの粒子内にカプセル化することが可能であることを確認できた。実施例７〜９の粒子内の有効成分の含量は、それぞれ液体クロマトグラフィー(ＨＰＬＣ)を使用して分析し、あらゆる粒子内の有効成分の捕集率は、９５％以上であることを確認した。
[試験例２] ポリエチレングリコール混合比による含量分析
ポリエチレングリコール混合比におるカプセル内の含有挙動を確認するために、実施例４で製造されたポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルを薄層クロマトグラフィーを用い、適量分析してその結果を表２にまとめた。ポリエチレングリコールカプセル内の導入量は、混合比によって検出された。ところが、図２の光学顕微鏡写真分析では、カプセル形態は混合比に関係なく観察することができた。このような結果は、低分子量のポリエチレングリコールは、カプセル内部においてドメイン形成のためのテンプレートの役割を果たし、高分子量のポリエチレングリコールは、そのテンプレートにそのまま残っていることを意味する。
ポリエチレングリコール混合比におるカプセル内の含有挙動を確認するために、実施例４で製造されたポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルを薄層クロマトグラフィーを用い、適量分析してその結果を表２にまとめた。ポリエチレングリコールカプセル内の導入量は、混合比によって検出された。ところが、図２の光学顕微鏡写真分析では、カプセル形態は混合比に関係なく観察することができた。このような結果は、低分子量のポリエチレングリコールは、カプセル内部においてドメイン形成のためのテンプレートの役割を果たし、高分子量のポリエチレングリコールは、そのテンプレートにそのまま残っていることを意味する。
[試験例３] ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンカプセル内のパパイン導入量の分析
実施例５で製造されたパパイン含有ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルの光学顕微鏡写真を図３に示した。図１とは異なり、製造されたマイクロカプセル内部にパパイン領域を容易に観察することができた。図４には、パパイン含有マイクロカプセルの走査電子顕微鏡写真を示した。カプセル外壁は、滑らかなポリカプロラクトンから形成されており、パパインまたはポリエチレングリコールのカプセル外部への流出は、全く観察されず、パパインとポリエチレングリコールが、ポリカプロラクトン壁剤によって效果的に捕集されていることが分かる。マイクロカプセル内のパパイン導入量は、次のように分析した。まず、パパイン含有マイクロカプセル５０ｍｌをジメチルスルホキシド１ｍｌに入れて、１時間培養した後、０．０５％のドデシル硫酸ナトリウム／０．０１Ｎ水酸化ナトリウム溶液２ｍｌを添加し、室温で１時間放置して高分子と酵素を完全に溶かした。次いで、マイクロ-ＢＣＡを用いてタンパク質適量した。このような分析法で適量分析したパパイン含量は、次の表３に示した。表３から分かるように、本発明で提案する方法は、酵素を效果的に捕集することをよく示している。
実施例５で製造されたパパイン含有ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルの光学顕微鏡写真を図３に示した。図１とは異なり、製造されたマイクロカプセル内部にパパイン領域を容易に観察することができた。図４には、パパイン含有マイクロカプセルの走査電子顕微鏡写真を示した。カプセル外壁は、滑らかなポリカプロラクトンから形成されており、パパインまたはポリエチレングリコールのカプセル外部への流出は、全く観察されず、パパインとポリエチレングリコールが、ポリカプロラクトン壁剤によって效果的に捕集されていることが分かる。マイクロカプセル内のパパイン導入量は、次のように分析した。まず、パパイン含有マイクロカプセル５０ｍｌをジメチルスルホキシド１ｍｌに入れて、１時間培養した後、０．０５％のドデシル硫酸ナトリウム／０．０１Ｎ水酸化ナトリウム溶液２ｍｌを添加し、室温で１時間放置して高分子と酵素を完全に溶かした。次いで、マイクロ-ＢＣＡを用いてタンパク質適量した。このような分析法で適量分析したパパイン含量は、次の表３に示した。表３から分かるように、本発明で提案する方法は、酵素を效果的に捕集することをよく示している。
[試験例４] ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンカプセル内のパパイン安定度の分析
実施例５で製造されたポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセル内において、パパインの活性度を貯蔵温度によって確認した。この場合には、パパイン３％含有マイクロカプセルを選択して活性度を測定した。カプセル内のパパインの活性度は、次のように分析した。アセトン１ｍｌにパパイン含有マイクロカプセル２０ｍｌを入れて、１０秒間超音波を走査した。次いで、１２０００ｒｐｍで５分間遠心分離した。この過程を３回繰り返して純粋酵素のみを得た。得られた純粋酵素は、カゼインを基質にして、２８０ｎｍでＵＶ吸光器を用いて活性度を測定した。貯蔵条件によって得られたパパインの活性度を次の表４に示した。製造されたパパイン含有ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルは、長期貯蔵条件でも優れた活性度を示した。このような優れた活性度は、ポリエチレングリコールのようなポリオールがマイクロカプセル内において、固体形態の酵素を效果的に安定化するということを意味する。酵素とポリカプロラクトンのような高分子壁剤間に、ポリオールが適切に位置し、疎水性分配効果を与えることによって、酵素と高分子間の直接的な相互作用を遮断し、結果的に酵素の安定度を向上させると解析される。
実施例５で製造されたポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセル内において、パパインの活性度を貯蔵温度によって確認した。この場合には、パパイン３％含有マイクロカプセルを選択して活性度を測定した。カプセル内のパパインの活性度は、次のように分析した。アセトン１ｍｌにパパイン含有マイクロカプセル２０ｍｌを入れて、１０秒間超音波を走査した。次いで、１２０００ｒｐｍで５分間遠心分離した。この過程を３回繰り返して純粋酵素のみを得た。得られた純粋酵素は、カゼインを基質にして、２８０ｎｍでＵＶ吸光器を用いて活性度を測定した。貯蔵条件によって得られたパパインの活性度を次の表４に示した。製造されたパパイン含有ポリエチレングリコール/ポリカプロラクトンマイクロカプセルは、長期貯蔵条件でも優れた活性度を示した。このような優れた活性度は、ポリエチレングリコールのようなポリオールがマイクロカプセル内において、固体形態の酵素を效果的に安定化するということを意味する。酵素とポリカプロラクトンのような高分子壁剤間に、ポリオールが適切に位置し、疎水性分配効果を与えることによって、酵素と高分子間の直接的な相互作用を遮断し、結果的に酵素の安定度を向上させると解析される。
[試験例５] 剤型内有効成分の安定度分析
前記実施例７〜９で製造されたポリオール/高分子マイクロカプセル内に捕集された有効成分の安定度を確認するために製造されたカプセルを、下記剤型例１〜３にそれぞれ添加した。
前記実施例７〜９で製造されたポリオール/高分子マイクロカプセル内に捕集された有効成分の安定度を確認するために製造されたカプセルを、下記剤型例１〜３にそれぞれ添加した。
[剤型例１] 可溶化剤型
下記表５の組成を有する透明ゲル形態の可溶化剤型を製造した。剤型の粘度は、約４，０００ｃｐｓである。粘度は、Brookfield(LVDVII+)を用いて、３０℃で１２ｒｐｍと測定した。
下記表５の組成を有する透明ゲル形態の可溶化剤型を製造した。剤型の粘度は、約４，０００ｃｐｓである。粘度は、Brookfield(LVDVII+)を用いて、３０℃で１２ｒｐｍと測定した。
次いで、製造された試料を、それぞれ２５℃と４０℃のオーブンで保管した後、一定期間後、液体クロマトグラフィーを用いて残余有効成分の量を測定した。その結果を表６に示した。表６から分かるように、可溶化剤型でポリオール/高分子マイクロカプセル内に存在する有効成分は、優れた安定度を示した。
[剤型例２] 乳化剤型
乳化剤型における安定化効果を調べるために、下記表７の組成を有するローションを製造した。それぞれの油相と水相は、７０℃で完全に溶解させ、７，０００ｒｐｍで５分間乳化させて、不透明ゲル形態のローションを製造した。ローションの粘度は、約２，５００ｃｐｓである。
乳化剤型における安定化効果を調べるために、下記表７の組成を有するローションを製造した。それぞれの油相と水相は、７０℃で完全に溶解させ、７，０００ｒｐｍで５分間乳化させて、不透明ゲル形態のローションを製造した。ローションの粘度は、約２，５００ｃｐｓである。
次いで、製造された試料を、それぞれ２５℃と４０℃のオーブンで保管した後、一定期間後、液体クロマトグラフィーを使用して残余有効成分の量を測定した。表８から分かるように、懸濁乳化剤型でもポリオール/高分子マイクロカプセル内に存在する有効成分は、優れた安定度を示した。
[剤型例３] クリーム剤型
前記実施例７〜９で製造されたポリオール/高分子マイクロカプセル内に捕集された有効成分の安定度を確認するために、下記表９の組成でクリームを製造した。
前記実施例７〜９で製造されたポリオール/高分子マイクロカプセル内に捕集された有効成分の安定度を確認するために、下記表９の組成でクリームを製造した。
その後、それぞれの試料を２５℃と４０℃のオーブンで保管した後、一定期間後、液体クロマトグラフィーを用いて残余有効成分の量を測定した。その結果を下記表１０に示した。
以上の結果から、本発明のポリオール/高分子マイクロカプセル内に存在する有効成分は、化粧品剤型内で優れた安定度を有することを確認することができた。これにより、甘草の高温不安定性、アスコルビン酸の水や空気等の外部環境との接触による急激な安定度低下及び変色などの問題のため、化粧品剤型で使用が制限された有効成分を、ポリオール/高分子マイクロカプセルシステムを使用することにより解決することができた。また、水溶性物質と油溶性物質を同時にカプセル化した実施例９を含有した剤型においても、２つの物質とも優れた安定度を見せた。このような優れた安定度は、有効成分を取り囲んでいる外殻の高分子により、有効成分と外部刺激との直接的な接触が效果的に遮断されて生じた結果であると予想される。
本発明によるポリオール/高分子マイクロカプセルは、内部に多様な有効成分を效果的に導入することができるシステムである。疎水性高分子内に油溶性物質だけでなく水溶性物質も捕集することができ、油溶性物質と水溶性物質を同時に１つの粒子内に捕集することができる。また、製造された有効成分を含有するポリオール/高分子マイクロカプセルは、不安定な有効成分に対する優れた安定度を与え、化粧品剤型内の界面活性剤、オイル、水分と空気との接触により、有効成分の効能が低下することを防止することができる。
Claims (16)
- マイクロカプセルを製造する方法であって、
１）低分子量ポリオールと高分子量ポリオールを混合して、高分子壁剤成分が含有されている高分子溶液に溶解する段階と、
２）前記ポリオールが溶解された溶液を、安定化剤が導入された水溶液に入れて乳化させる段階と、
３）前記乳化液を減圧蒸発器で減圧攪拌して溶媒を除去する段階と、
４）溶媒を除去した分散液を濾過し、水溶性物質を除去してカプセルを回収する段階と、
５）前記回収されたカプセルを室温の減圧乾燥器で乾燥し、ポリオール/高分子マイクロカプセルを得る段階と、
を備えるポリオール／高分子マイクロカプセルの製造方法。 - 前記低分子量ポリオールと高分子量ポリオールを合わせた重量は、前記高分子壁剤の重量と同量になることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記２）段階の安定化剤は、アラビック、トラガカント、カラヤ、ラーチ、ガティ、イナゴマメ、グアール、寒天、アルギナート、カラギーナン、ファーセレラン、ペクチン、ゼラチン、スターチ及びその誘導体； デキストラン、キサンタンガム及びその誘導体； ビニル高分子、アクリル高分子、ポリオール含有共重合体及びその誘導体；からなる群より選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記低分子量ポリオールは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、それらの共重合体及び誘導体、ブチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンからなる群より選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記低分子量ポリオールは、カプセルの総重量に対して０．１〜７０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記低分子量ポリオールは、分子量が１０００ｇ/ｍｏｌ以下であり、マイクロカプセルの形成中にテンプレートとして作用し、有効成分の分散媒の役目を果たすことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記高分子量ポリオールは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、それらの共重合体及び誘導体からなる群より選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記高分子壁剤成分は、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリビニルエーテル、不飽和カルボン酸、これらの共重合体及び誘導体からなる群より選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記高分子壁剤成分は、カプセルの総重量に対して１〜９９．９９重量％であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 内部に１種以上の有効成分を含有するマイクロカプセルを製造する方法であって、
１）水溶性及び油溶性有効成分からなる群より選択された１種以上の有効成分をポリオール/溶媒溶液に溶解させる段階と、
２）前記溶液を高分子壁剤成分が含有された高分子溶液に分散させる段階と、
３）前記分散された分散液を乳化させてエマルジョンを得る段階と、
４）前記エマルジョンのポリオールと溶媒を除去し、硬質の高分子マイクロカプセルを回収する段階と、
を備えるポリオール/高分子マイクロカプセルの製造方法。 - 内部に有効成分として酵素を含有するマイクロカプセルの製造方法であって、
１）酵素を低分子量ポリオールに均一に分散させる段階と、
２）前記分散された酵素／ポリオールを、高分子量ポリオールが溶解されている高分子溶液に再分散・乳化させてエマルジョンを得る段階と、
３）酵素／ポリオール／高分子溶液を固化させ、硬質の高分子マイクロカプセルとして回収する段階と、を備え、
前記２）段階の高分子溶液には、高分子壁剤成分が溶解されていることを特徴とする酵素を安定化するマイクロカプセルの製造方法。 - 前記酵素は、酸化還元酵素類、転移酵素類、加水分解酵素類、リアーゼ類、異性質化酵素類及びリガーゼ類からなる群より選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
- 内部核として有効成分と、
前記有効成分を取り囲んでいる疎水性の高分子量ポリオールと、
最外殻の高分子壁剤と、からなる構造を有することを特徴とする三重層構造のマイクロカプセル。 - 請求項１ないし１２のいずれかに記載の方法によって製造されることを特徴とするマイクロカプセル。
- 請求項１３に記載のマイクロカプセルを剤型内に含有することを特徴とする化粧料組成物。
- 前記化粧料組成物の有効成分は、レチノール、レチニルアセテート、レチニルパルミテート、トコフェロール、酢酸トコフェロール、リノール酸トコフェロール、ニコチン酸トコフェロール、リノール酸、リポ酸、コエンチームＱ−１０、レスベラトロル、甘草、アスコルビン酸、アスコルビン酸誘導体及びクロロゲン酸からなる群より選択された一つ以上であることを特徴とする請求項１５に記載の化粧料組成物。
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