JP4939936B2 - 生理活性成分を含有する自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法、及び得られた自己集合性高分子ナノ粒子を含有する外用剤組成物 - Google Patents
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Description
本発明のナノ粒子を製造するために使用する自己集合性を有する両親媒性高分子は、疎水性生分解性ポリカプロラクトン(PCL、化学式1;“A”成分という)と親水性ポリエチレングリコール(PEG、化学式2;“B”成分という)が共重合体を形成することが好ましい。特に、A−B形態の二重ブロック、またはA−B−AまたはB−A−Bの形態の三重ブロック共重合体で構成されることが最も好ましいが、多重ブロックまたはグラフトタイプの共重合も使用可能であり、その構造がナノ粒子の製造及び効果において特別な制限を与えない。
好ましくは、下記化学式4a又は4bで表されるジンセノサイドを使用することができる。
(a)疎水性ポリエステル高分子であるポリカプロラクトンと親水性高分子であるポリエチレングリコールのブロック共重合体よりなる両親媒性高分子を製造する段階と
(b)上記両親媒性高分子と生理活性成分を有機溶剤に溶解させて攪拌する段階と、
(c)上記(a)及び(b)段階を経て製造した混合溶液を水溶液相に投入してナノ粒子を形成する段階と、
(d)有機溶剤を除去する段階と、を含む。
人参(紅参)2kgに水、水を含むエタノール4Lを入れ、3回還流して各々抽出した後、15℃で6日間浸漬させた。その後、濾過布を用いた濾過と遠心分離により残渣と濾液を分離し、分離された濾液を減圧濃縮して得たエキスを水に懸濁した後、エーテル1Lで5回抽出して色素を除去し、水層を1−ブタノール500mLで3回抽出した。得られた総1−ブタノール層を5%KOHで処理した後、蒸留水で洗浄した後、減圧濃縮して1−ブタノールエキスを得、これを少量のメタノールに溶かした後、大量のエチルアセテートに追加し、生成された沈殿物を乾燥することによって、人参精製サポニン100g(収率:5%)を得た。
参照例1で得た人参精製サポニン10gを100mLのシートレート緩衝溶液(pH5.5)に溶解させ、ここにペニシリウム属から分離したナリンジナーゼ酵素1gとアスペルギルス属から分離したペクチナーゼ酵素1gを添加し、40℃水浴上で48時間攪拌させながら反応させた。薄層クロマトグラフィにより周期的に確認し、基質が完全に消失されれば、熱水中で10分間加熱し、反応を終了させた。次に、反応液は、同量のエーテルで3回抽出後、濾過、濃縮して、コンパウンド(化合物)K 440mgとジンセノサイドF1 150mgを含有し、その他に糖が1〜4個付着した多様なジンセノサイドよりなる酵素処理人参(紅参)サポニン1,050mg(収率10.5%)を得た。
本製造例では、下記の実施例で使用するPCL−PEG二重ブロック共重合体の製造方法を参照用に記述するところ、本発明が製造例に記述された場合の共重合体にだけ制限されるものではない。
乾燥した50mLフラスコに、一方の末端がヒドロキシ基であるモノメトキシポリエチレングリコール(分子量5,000)10gとカプロラクトン単量体10gを各々添加し、触媒としてオクチル酸スズ0.05gを添加した。テフロン(登録商標)でコーティングされたマグネチックバーをフラスコに入れ、反応物が満たされたフラスコに真空を30分間加えた後、密封した。密封したフラスコを150℃のオイル槽に入れ、約6時間重合を進行した。
重合が終了したフラスコ内の混合液は、固い固体相であって、メチレンクロライド20mLを加えて完全に溶解させた後、過量のエチルエーテルに沈殿させた。この過程を3回反復して未反応の単量体とオリゴマーを除去した。沈殿により得られた試料は、常温で12時間減圧乾燥し、最終的にポリカプロラクトン−ブロック−ポリエチレングリコールブロック共重合体17.3gを得た。
乾燥した20mLフラスコに、一方の末端がヒドロキシ基であるモノメトキシポリエチレングリコール(分子量5,000)5gとD,L−乳酸7g、グリコール酸3gを各々添加し、触媒としてオクチル酸スズ0.025gを添加した。テフロン(登録商標)でコーティングされたマグネチックバーをフラスコに入れ、反応物が満たされたフラスコに真空を30分間加えた後、密封した。密封したフラスコを130℃のオイル槽に入れ、約6時間重合を進行した。
乾燥した20mLフラスコに、一方の末端がヒドロキシ基であるモノメトキシポリエチレングリコール(分子量5,000)5gとD,L−乳酸10gを各々添加し、触媒としてオクチル酸スズ0.025gを添加した。テフロン(登録商標)でコーティングされたマグネチックバーをフラスコに入れ、反応物が満たされたフラスコに真空を30分間加えた後、密封した。密封したフラスコを130℃のオイル槽に入れ、約6時間重合を進行した。
末端基に1次アミン基を有する枝状ポリエチレンイミン(重量平均分子量600)2gを50mL反応容器に入れた後、90℃に加熱して溶融した。上記溶融液を100℃に加熱した後、ポリ−カプロラクトン(重量平均分子量80,000)20gを入れ、100rpmで1時間攪拌した。均一溶液が製造された後、300rpmで3時間攪拌を実施した後、常温に冷却した。反応が終結した重合体を三次蒸留水に分散、攪拌し、未反応のポリエチレンイミンを抽出して分離精製し、この過程を3回反復してポリエチレンイミンとポリ−カプロラクトンブロック共重合体21.2gを得た。
末端基に1次アミン基を有する線状ポリエチレンイミン(重量平均分子量400)2gを50mL反応容器に入れた後、90℃に加熱して溶融した。上記溶融液を100℃に加熱した後、ポリ−カプロラクトン(重量平均分子量80,000)20gを入れ、100rpmで1時間攪拌した。均一溶液を製造して300rpmで5時間攪拌を実施した後、常温に冷却した。反応が終結した重合体を三次蒸留水に分散、攪拌して未反応のポリエチレンイミンを抽出して分離精製し、この過程を3回反復してポリエチレンイミンとポリ−カプロラクトンブロック共重合体19.1gを得た。
ポリカプロラクトン−ポリエチレングリコール二重ブロック共重合体(全体重量平均分子量=10,000ダルトン、ポリカプロラクトン:ポリエチレングリコール重量比=1:1)とジンセノサイドを50mLの適切な有機溶剤に均一に溶解させた後、50mLの水溶液相に投入すれば、自発的な自己集合過程によりナノ粒子が形成された。有機溶剤は、蒸発または透析などの方法により除去して、ジンセノサイドが含有されたナノ粒子水溶液を得た。実施例で使われたジンセノサイドは、参照例1、2により製造されたもので、人参Panax ginseng C. A. Meyer(Araliaceae)から抽出したサポニンを酵素処理して得たものである。
PCL−PEG二重ブロック共重合体(全体重量平均分子量=10,000ダルトン、PCL:PEG重量比=1:1)とコエンチームQ10を下記表2に記載された50mLの有機溶媒に均一に溶解させた後、50mLの水溶液相に投入したところ、自発的な自己集合過程によりナノ粒子が形成された。下記表3に記載された有機溶媒の除去方法に基づいて、蒸発または透析などの方法により有機溶媒を除去した後、コエンチームQ10が含有されたナノ粒子水溶液を得た。コエンチームQ10含有高分子ナノ粒子の製造条件は、下記表3に示した。
50gのアセトンにポリカプロラクトンとポリエチレングリコールの重量比が1:1であるポリカプロラクトン−ブロック−ポリエチレングリコール(数平均分子量9,200)ブロック共重合体と柏子仁抽出物を表4に記載された量で各々投入し、攪拌し、均一に溶解した。溶解されたことを確認した後、これを50gの蒸留水にゆっくり投入しながら攪拌した。約1分間攪拌し、これを50〜60℃に加温しながら攪拌してアセトンを蒸発させ、最終的に柏子仁抽出物が含有されたナノ粒子分散液を製造した。
アセトン25g及びエタノール25gが混合された共溶媒にポリ−D,L−乳酸−ブロック−ポリエチレングリコール(数平均分子量13,700)ブロック共重合体2.5gとミノキシジル0.25gを投入して攪拌し、均一に溶解した。完全に溶解されたことを確認した後、これを50gの蒸留水にゆっくり投入しながら攪拌した。約1分間攪拌し、これを50〜60℃に加温しながら攪拌してアセトンを蒸発させ、最終的にミノキシジルが2.5%含有されたナノ粒子分散液を製造した。
ポリカプロラクトン−ポリエチレングリコール二重ブロック共重合体(全体重量平均分子量=10,000ダルトン、ポリカプロラクトン:ポリエチレングリコール重量比=1:1)とフィナステライドを50mLの適切な有機溶剤に均一に溶解する。完全に溶解されたことを確認した後、これを50mLの水溶液上にゆっくり投入しながら攪拌し、自発的な自己集合過程によりナノ粒子を形成させる。約1分間追加攪拌した後、有機溶剤は、蒸発または透析などの方法により除去し、フィナステライドが含有されたナノ粒子水溶液を得た。フィナステライドを含有するナノ粒子の製造詳細条件を表5に示した。
ポリカプロラクトン−ポリエチレングリコール二重ブロック共重合体(全体重量平均分子量=10,000ダルトン、ポリカプロラクトン:ポリエチレングリコール重量比=1:1)とシクロスポリンを表6の組成の各々50mLの適切な有機溶剤に均一に溶解させた後、50mLの水溶液上に投入すれば、自発的な自己集合過程によりナノ粒子が形成される。有機溶剤は、蒸発または透析などの方法により除去し、シクロスポリンが含有されたナノ粒子水溶液を得た。
英国Malvern社のZetasizer 3000Hsaを用いて実施例1〜59で製造したナノ粒子の平均粒子サイズを測定した。散乱角は、90度に固定し、温度は、25℃に維持しながら測定し、その結果を表7に示した。
有毛ギニーピッグの皮膚を切り取り、これを皮膚吸収実験装置(フランツ透過セル:Franz−diffusion cell)に固定した後、上部に表8のように3種類の試料を加え、下部は、適切な組成の緩衝溶液で攪拌して、18時間32℃を維持させた後、皮膚内に浸透したジンセノサイドに含まれたコンパウンドKの量を液体クロマトグラフィで測定し、比較定量した。
有毛ギニーピッグの皮膚を切り取り、これを皮膚吸収実験装置(Franz−diffusion cell)に固定した後、上部に表9のように3種類の試料を加え、下部は、適切な組成の緩衝溶液で攪拌して18時間32℃を維持させた後、皮膚内に浸透したコエンチームQ10の量を液体クロマトグラフィで定量した。効果比較のために、1%のコエンチームQ10が含有されたリポソームに対して同様の試験を実施した。
実施例44を製造する過程でルブレン(Rubrene)という蛍光物質を探索物質として添加してナノ粒子を形成した後、除毛した有毛ギニーピッグの皮膚とハムスターの側腹器官(Flank Organ)に閉鎖貼布を6時間各々行った。得られた生検組織を40μmの厚さに切って冷凍切片(Cryosection)を得、DAPIで染色して有核細胞を表示し、皮膚内、すなわち毛嚢を介して浸透したルブレン蛍光物質を共焦点レーザ走査顕微鏡(Confocal Laser Scanning Microscopy;Zeiss)を用いて読み取った。
有毛ギニーピッグの皮膚を切り取り、これを皮膚吸収実験装置(Franz−diffusion cell)に固定した後、上部に表10のように3種類の試料を加え、下部は、適切な組成の緩衝溶液で攪拌して18時間32℃を維持させた後、皮膚内に浸透したシクロスポリンの量を液体クロマトグラフィで定量した。
上記実施例で製造されたナノ粒子ベースの発毛促進効能をナノ粒子で捕集しないその他の発毛促進効能物質と比較し、本発明に係るナノ粒子の毛髪生長効果をテストした。
生後47〜53日目のマウス(C57BL/6)の背中部位の毛を除去し、背中部位の皮膚がきれいなものを取り出して、物質群毎に10匹ずつを選定し、毎日上記本発明の試験抽出物及びナノ粒子ベース液を個体当たり100μLずつ塗布した。
実施例45〜47のナノ粒子ベースを、ナノ粒子で捕集しない発毛促進効能物質と比較して、毛髪生長効果をテストした。
生後47乃至53日目のマウス(C57BL/6)の背中部位の毛を除去し、背中部位の皮膚がきれいなものを取り出して、物質群毎に10匹ずつを選定し、毎日上記本発明の試験抽出物及びナノ粒子ベース液を個体当たり100μLずつ塗布した。
上記実施例48〜59のナノ粒子ベースを、ナノ粒子で捕集しない発毛促進効能物質と比較して、毛髪生長効果をテストした。
生後47乃至53日目のマウス(C57BL/6)の背中部位の毛を除去し、背中部位の皮膚がきれいなものを取り出して、物質群毎に10匹ずつを選定し、毎日上記本発明の試験抽出物及びナノ粒子ベース液を個体当たり100μLずつ塗布した。
試料濃度別に処理されたHCSS(HEPES−buffered control salt solution)を皮膚真皮の繊維芽細胞に100μL加えた後、初期にROS(活性酸素種)に酸化されたジクロロフルオレセイン(dichlorofluorescein;DCF)の蛍光度を蛍光プレートリーダ(Ex=485nm、Em=530nm)で測定した。その後、UVB(30mJ/cm2)を照射し、処理直後及び処理3時間後の蛍光度を蛍光プレートリーダ(Ex=485nm、Em=530nm)で測定した。効果比較のために、1%のコエンチームQ10が含有されたリポソームに対して同様の試験を実施した。表14は、UVを照射してから3時間後の蛍光度を、物質処理をしない対照群との%比較した結果である。
人体の繊維芽細胞を24孔平板培養器に培養した後、実施例3と下記の比較例1のように製造したナノ粒子と微細乳化粒子を順次に1/100ずつ希釈して添加した。培養3日目、10%の牛胎児血清が含有されたDMEM培地を各0.5mLずつ添加した後、L[2,3,4,5−3H]−プロリン10マイクグラムCiを添加した。24時間経過後、各ウェルに入っている培地と細胞を集めて5%のトリクロロ酢酸(TCA:Trichloroacetic acid)溶液に入れ、水洗した後、2個の試験管に分株し、1個の試験管には、タイプIコラーゲナーゼ(type I collagenase)1unit/μLを入れ、摂氏37度の温度に90分間培養し、他の試験管は、摂氏4度に保管した。
(成分)
水添レシチン 2.5
水添リゾホスファチジルコリン 0.15
プロピレングリコール 4.0
エタノール 6.5
ジンセノサイド 1.5
EDTA 0.05
グリセリン 4.0
ベタイン 1.0
蒸留水 to 100
実施例で製造したジンセノサイド含有ナノ粒子を含有する水中乳化剤型の組成は、下記表16に示された通りである。
実施例で製造したジンセノサイド含有ナノ粒子を含有する柔軟化粧水剤型の組成は、下記表17に示された通りである。
実施例21、24〜26、28、30、36〜38で製造したコエンチームQ10含有ナノ粒子を含有する水中乳化剤型を、下記表18に示した組成に基づいて製造した。
実施例21〜26、35、39、40で製造した高分子ナノ粒子を含有するスキン剤型を、下記表19に示した組成で製造した。
上記剤型例20に対してコエンチームQ10の長期保管安定性を確認した。25℃、45℃の恒温槽に保管しながら一定時期毎にサンプルを取ってコエンチームQ10の含量を定量した。効果を比較するために、実施例の高分子ナノ粒子の代りに、1%のコエンチームQ10が含有されたリポソームを含有するクリーム剤型を、上記表18の組成に基づいて製造し、同様の試験を実施した。その結果を表20に示した。
実施例44で製造したミノシジル含有ナノ粒子を含有するスキン剤型の組成は、下記表21に示された通りである。
実施例41〜43で製造した柏子仁含有ナノ粒子及び実施例44で製造したミノシジル含有ナノ粒子を含有するヘアトニックの組成は、下記表22に示された通りである。
実施例41〜43で製造した柏子仁含有ナノ粒子及び実施例44で製造したミノシジル含有ナノ粒子を含有するヘアリキッド剤型の組成は、下記表23に示された通りである。
実施例41〜43で製造した柏子仁含有ナノ粒子及び実施例44で製造したミノシジル含有ナノ粒子を含有するスカルプトリートメント剤型の組成は、下記表24に示された通りである。
実施例41〜44で製造したナノ粒子を含有するヘアークリーム剤型の組成は、下記表25に示された通りである。
実施例41〜44で製造したナノ粒子を含有するヘアーゼル剤型の組成は、下記表26に示された通りである。
実施例41〜44で製造したナノ粒子を含有するヘアスプレー剤型の組成は、下記表27に示された通りである。
実施例41〜44で製造したナノ粒子を含有するヘアーシャンプー剤型の組成は、下記表28に示された通りである。
実施例46で製造したナノ粒子を含有する水中乳化剤型の組成は、下記表29に示された通りである。
実施例46で製造したナノ粒子を含有する水中乳化剤型の組成は、下記表30に示された通りである。
実施例48、51〜53、55、57で製造したナノ粒子を含有する水中乳化剤型の組成は、下記表31に示された通りである。
実施例で製造したナノ粒子を含有する水中乳化剤型の組成は、下記表32に示された通りである。
Claims (11)
- 皮膚外用剤組成物において有効成分として含有される自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法であって、疎水性高分子としてポリカプロラクトン、及び、親水性高分子としてポリエチレングリコールを共重合させた二重ブロック共重合体であり、且つポリカプロラクトンとポリエチレングリコールの構成比率が重量比で3:7乃至7:3である両親媒性高分子を製造する段階と、
上記製造された両親媒性高分子と生理活性成分とを有機溶媒で攪拌しながら溶解させて、混合溶液を製造する段階と、
上記製造された混合溶液を水溶液相に投入し、攪拌しながら乳化させる段階と、
溶媒を除去し、ナノメータサイズの粒子を製造する段階と、
を含むことを特徴とする自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法。 - 上記ナノ粒子の平均粒径が1〜1,000nmであることを特徴とする請求項1に記載の自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法。
- 上記ナノ粒子の内部に捕集される生理活性成分は、上記ナノ粒子の総重量に対して0.1〜50重量%であることを特徴とする請求項1に記載の自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法。
- 上記ポリカプロラクトンは、500乃至100,000ダルトンの分子量を有することを特徴とする請求項1に記載の自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法。
- 上記ポリエチレングリコールは、500乃至100,000ダルトンの分子量を有することを特徴とする請求項1に記載の自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法。
- 上記生理活性成分は、大黄、ゲニステイン、ヘスペリチン、ヘスペリジン、カテキン、イソフラボン、ダナゾール、ハロペリドール、フロセミド、イソソルビド・ジニトレート、クロラムフェニコール、スルファメトキサゾール、カフェイン、シメチジン、ソジウムジクロフェナク、コエンチームQ10、ビタミンE及びその誘導体、ビタミンA及びその誘導体、プロビタミンD3及びその誘導体、ウルソル酸、オレアノール酸、ロスマリン酸、18−ベータグリシルレチン酸、グラブリジン、アリューリット酸、ポリフェノール、エスクリン、エピガロカテキンガレート、ターメリック酸、ジンセノサイド、テトラハイドロクルクミノイド、センテラ・アジアティカ、ベータ−カロチン、アジアティコサイド、ファルネソール、ベータ−シトステロール、リノール酸、ガンマリノール酸、レスベラトロル、ビネアトロール、イチョウ葉、トリクロサン、ミノキシジル、天然精油、セラミド、スフィンゴシン、柏子仁抽出物、何首烏抽出物、甘草抽出物、鳩麦抽出物、フィナステライドまたはジンセノサイドよりなる群から選ばれるものであることを特徴とする請求項1に記載の自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法。
- 上記生理活性成分は、水に対して難溶性であることを特徴とする請求項1に記載の自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法。
- 上記生理活性成分は、ジンセノサイド、コエンチームQ10、及び発毛または育毛促進用成分よりなる群から選ばれるものであることを特徴とする請求項7に記載の自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法。
- 上記発毛または育毛促進用成分は、フィナステライド、ミノキシジル、柏子仁抽出物、何首烏抽出物、甘草抽出物、鳩麦抽出物、イソフラボン、ゲニステイン、ヘスペリチン、ヘスペリジン、カテキン、ビタミンE及びその誘導体、ビタミンA及びその誘導体、プロビタミンD3及びその誘導体、ウルソル酸、オレアノール酸、ロスマリン酸、18−ベータグリシルレチン酸、ファルネソール、ベータ−シトステロール、リノール酸、ガンマリノール酸、レスベラトロル、セラミド、スフィンゴシン及びジンセノサイドよりなる群から選ばれるいずれか1つ以上であることを特徴とする請求項8に記載の自己集合性高分子ナノ粒子の製造方法。
- 請求項1乃至9のいずれか1項に記載の方法で得られた自己集合性高分子ナノ粒子を有効成分として含有することを特徴とする皮膚外用剤組成物。
- 上記組成物は、ヘアトニック、ヘアリキッド、スカルプトリートメント、ヘアークリーム、ヘアーゼル、ヘアスプレー、ヘアーシャンプー、リンス、柔軟化粧水、収斂化粧水、栄養化粧水、栄養クリーム、マッサージクリーム、エッセンス、アイクリーム、アイエッセンス、クレンジングクリーム、クレンジングフォーム、クレンジングウォーター、パック、パウダー、メイカップベース、ファウンデーション、ボディーローション、ボディークリーム、ボディーオイル、ボディーエッセンス、ボディー洗浄剤、毛染め剤、ローション、軟膏、ジェル、クリーム、パッチまたは噴霧剤から選択された剤型を有することを特徴とする請求項10に記載の皮膚外用剤組成物。
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