Гелева основа для м’яких косметичних та лікарських засобів

Реферат: Гелева основа для приготування м'яких косметичних та лікарських засобів містить гелеутворювач карбопол Ultrez 10. Як регулятор в'язкості містить натрію альгінат, а як нейтралізатор і консервант - калію сорбат. UA 116095 U (12) UA 116095 U UA 116095 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до косметології і фармації, а саме - до складу гідрофільних основ мазей, косметичних масок та гелів, і може бути використана у косметичній, фармацевтичній промисловості та аптечній практиці при виготовленні м'яких косметичних (МКЗ) і лікарських засобів (МЛЗ). Основи для МКЗ та МЛЗ - це допоміжні речовини, що є носіями активнодіючих та лікарських субстанцій. Від них залежить необхідна частота аплікацій, швидкість настання і повнота терапевтичного ефекту препарату. До основ-носіїв висувають наступні вимоги, а саме вони повинні: мати належні структурномеханічні властивості (в'язкість, намащуюча здатність, належна консистенція та ін.), добре сприймати лікарські речовини в різноманітному агрегатному стані, бути хімічно стійкими (не повинні змінюватись під впливом повітря, світла, не реагувати з уведеними лікарськими речовинами), бути нетоксичними та нешкідливими, не чинити сенсибілізуючого ефекту. Крім цього основи повинні підтримувати оптимальне значення рН шкіри та слизових оболонок, забезпечувати активне вивільнення лікарських речовин та відповідати лікувальному призначенню препарату [1]. В порівнянні з жировими та емульсійними, гелеві основи мають ряд переваг, а саме: швидко всмоктуються в шкіру, забезпечуючи належне проникнення біологічно активних речовин (БАР), не перешкоджають процесам дихання та виділення, не руйнують шкірно-епідермальний бар'єр, легко наносяться і розподіляються, не забруднюють і не залишають жирного блиску на шкірі і її придатках, прості в приготуванні [2, 3]. У технології МКЗ та МЛЗ на гідрофільній основі використовується значна кількість гелеутворювачів природного (крохмаль, камеді, натрію альгінат та ін.), напівсинтетичного (похідні целюлози) і синтетичного походження (карбополи, макроголи, полівінілові носії та ін.) [1]. Карбополи (карбомери) - зшиті полімери акрилової кислоти, марки яких відрізняються співвідношенням кополімерів і поперечних зшивок, відповідно, розрізняються загущуючою здатністю, прозорістю, ступенем очищення та ін. Перевага карбополів над іншими гелеутворювачами - висока загущаюча здатність при відносно низькій концентрації 0,5-2 %, стабільність отриманих гелів у широкому температурному діапазоні, простота технології, економічна доступність і т. д. В'язкість і прозорість карбополових гелів сильно залежать від рН при зсуві показника в лужну сторону отримують прозорі гелі густої консистенції. Для нейтралізації кислого середовища застосовують лужні речовини (10 % розчин KОН або NaOH, триетаноламін, натрієві або калієві солі слабких кислот та ін.) [4]. У відомій композиції (Патент РФ № 2245707) як гелеутворюючий агент використано карбопол, а також додаткові компоненти: регулятор кислотності і загущувач - триетаноламін, консервант, запашник, БАР та вода [5]. Гелева композиція (Патент РФ № 2704984) містить карбопол, або карбомери; для регуляції рН як нейтралізуючі агенти застосовують триетаноламін або гідроксид натрію; зволожувач пропіл енгліколь; консервант - бронопол або бронітрол, або КАТОН CG, або Germaben II; комплексоутворювач - Трилон Б, який знижує вплив іонів лужноземельних металів на гелеутворювач [6]. Відома також композиція (Патент України № 323754), в якій представлена основа для гелів, що містить співполімер акрилової кислоти (Карбопол або САКАП, або Акмід, або Аксам); нейтралізатор карбополу - 15-25 % розчин аміаку; зволожувач - пропіленгліколь та/або гліцерин; консервант - формальдегід; запашник (до 0,1 %); барвник - тропеолін або кислотний червоний, або індигокармін (до 0,01 %) [7]. Гелі, утворені на основі карбополу, мають ряд недоліків: а) підвищена липкість композиції у в'язкому стані та в процесі висихання; б) відчуття "стягнутої" після висихання; в) залишки гелю після висихання "скочуються" з поверхні шкіри; г) подразнююча дія на шкіру при використанні розчинів лугів чи триетаноламіну як нейтралізаторів [1, 4, 8]. Також недоліком вищезазначених композицій є використання формальдегіду (канцерогенна дія) та інших синтетичних консервантів, які негативно впливають на організм людини та нормальну мікрофлору поверхні шкіри. Найближчим аналогом є гелева композиція (Патент України № 82490 "Спосіб одержання основи гелевої композиції"), до складу якої входить: гелеутворювач - карбопол (марки Carbopol 940 або Carbopol ETD 2001, або Carbopol Ultrez); регулятор рН чи нейтралізуючий агент триетаноламін, або гідроксид натрію, або аміак; модифікатор в'язкості - оксіетильований поліорганосилоксан (циклопентансилоксан); зволожувач - гліцерин або пропіленгліколь; комплексоутворювач - Трилон Б; консервант - бронопол або бронітрол [8]. 1 UA 116095 U 5 10 15 20 В основу корисної моделі поставлено задачу розробити гідрофільну гелеву основу, яка повинна забезпечувати належні властивості МКЗ та МЛЗ, а саме: біологічні - безпека при тривалому дерматологічному застосуванні, рН в межах 5-7 (відповідає кислотно-водному балансу поверхні здорової шкіри, яке характеризується значенням в межах 4,5-5,5); структурномеханічні - належна консистенція, зручність при вилученні з тари і нанесенні на структури шкіри, відсутність відчуття липкості та стягнутості; технологічні - сумісність основи з БАР та рівномірний їх розподіл; біофармацевтичні - висока проникність БАР в глибокі шари шкіри. Поставлена задача вирішується тим, що гелева основа містить комбінацію гелеутворювачів карбополу (марки Ultrez 10) та натрію альгінату (виробник "Hairhang Industry Co., Ltd."), нейтралізатор та консервант - калію сорбат, зволожувач - гліцерин. Для покращення та модифікації структурно-реологічних властивостей гелевої основи, згідно з корисною моделлю, до складу входить природній полімер рослинного походження натрію альгінат - полісахарид, що складається із залишків D-мануронової і L-гіалуронової кислот, з'єднаних β-глікозидними зв'язками. Високо молекулярна речовина (ВМС) утворює прозорі світло-жовті гелі з специфічним слабким запахом в широкому діапазоні рН (від 4 до 10). Розчинність натрію альгінату практично не залежить від температури [1]. Згідно з корисною моделлю, гелева основа також вміщує калію сорбат, який у складі композиції виконує дві важливі функції - нейтралізатор карбополу та консервант. Калію сорбат калієва сіль сорбінової кислоти, природний консервант, безпечний при тривалому застосуванні, який широко застосовується в медицині, косметології та харчовій промисловості. У водних розчинах при дисоціації створює лужне рН, завдяки чому взаємодіє з карбоксильними залишками карбополу, при цьому утворює вільну сорбінову кислоту (має більш виражений консервуючий ефект, нетоксична, не подразлива) [1]. Гелева основа містить допоміжні речовини в наступному співвідношенні: 25 Склад основи Карбопол Натрію альгінат Калію сорбат Гліцерин Вода очищена 30 35 40 Кількість, г 0,75-1,25 0,75-1,25 0,15-0,25 4,0-6,0 до 100,0 Приклад 1. Приготування гелевої основи. З огляду на природу походження, фізико-хімічні властивості вибраних ВМС окремо виготовляють гелі з кожної речовини, при цьому розраховану кількість води ділять на дві частини. Натрію альгінат змішують з гліцерином (для прискорення розчинності), тоді додають воду очищену і суміш перемішують при середніх оборотах мішалки (10-15 хв.) до отримання прозорого гелю світло-жовтого кольору. Карбополовий гель виготовляють за наступною технологією: ВМС обережно тонким шаром насипають на поверхню води (для попередження отримання грудочок) і залишають на 10-15 хв. Потім додають калію сорбат і повільно перемішують до отримання гелю. В кінці виготовлення змішують альгінатний і карбополовий гелі. Основа, яка пропонується - прозорий в'язкий гель світло-жовтого кольору з легким нейтральним запахом, без видимих включень, за показниками якості відповідають вимогам ДФУ 2 вид., зберігає свої властивості протягом двох років [9]. Приклад 2. У ході розробки гелевої основи нами було приготовлено 12 модельних зразків (табл. 1), які вивчали за показниками структурної в'язкості, механічної стабільності, коефіцієнта динамічного розрідження. 2 UA 116095 U Таблиця 1 Склад експериментальних зразків гелевих основ № основи 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5 10 Карбопол, г 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 Натрію альгінат, г 0,5 1,0 1,5 2,0 0,5 1,0 1,5 2,0 0,5 1,0 1,5 2,0 Гліцерин, г Калію сорбат, г 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 Вода очищена, г до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 до 100,0 Визначення структурної в'язкості зразків здійснювали за допомогою синхроелектровіскозиметра Брукфільда (віскозиметр ротаційний MYR VR300, модель V2R, вироби. Viscotech Hispania, SL). Значення МС (оптимальний показник - 1,0) визначають як відношення величини межі міцності структури до руйнування (τ 1) до величини межі міцності після руйнування (τ2) за формулою: МС=τ1/τ2. Для дослідження екструзійних властивостей розраховували коефіцієнти динамічного розрідження (Kd) для зразків гелів за формулою:   93,0  100 % , K d  18,6 18,6 -1 де 18,6 - в'язкість основи при швидкості зсуву 18,6 с ; 93,0 - в'язкість основи при швидкості -1 15 20 зсуву 93,0 с [10]. Результати структурно-механічних досліджень представлені в таблиці 2. Згідно з результатами наукових досліджень реологічних властивостей лікарських і косметичних гелів, встановлено, що оптимальні структурно-механічні показники мають системи, в яких значення структурної в'язкості знаходяться в межах 2000-10000 мПа·с при 20 об/хв. [7]. Відповідно, зразки № 8-10 не відповідали зазначеним межам. Всі зразки, за винятком № 1, мали значення МС, близькі до оптимального - від 1,033 до 1,091. Невеликі значення показників МС свідчать про незначний ступінь руйнування структурного каркаса гелів і дозволяють припустити наявність коагуляційних зв'язків, які після руйнування системи можуть відновлюватися. Таблиця 2 Результати вивчення реологічних параметрів досліджуваних основ Показник 2 3 4 5 6 Основи 7 8 9 10 11 η, мПа·с 2540± 3380± 3900± 4500± 5700± 6900± 8200± (20 об/хв, 10600±45 10700±60 11500±70 13000±65 45 40 35 40 50 55 55 20 °C) МС 1,163 1,033 1,044 1,037 1,050 1,040 1,091 1,051 1,051 1,071 1,064 Kd 60,63 60,06 60,25 60,00 63,16 63,77 64,63 63,21 65,42 66,96 70,77 25 1 Як видно з даних табл. 2, коефіцієнти динамічного розрідження гелевих основ мають середні показники: для зразків № 1-4 Kd перебуває в межах 60,00-60,63; для зразків № 5-8 становить 63,16-64,63; для зразків № 9-11 - перевищують показники попередніх основ, і становлять більше 65. Високе значення Kd свідчить про можливість більш якісного нанесення ЛЗ при механічному розтиранні, характеризує краще розрідження в режимі перемішування, більш якісний розподіл внесених в основу ЛР і полегшує заповнення тари. Однак саме зразки № 3 UA 116095 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 9-11 характеризуються високими показниками в'язкості, що знижує їх технологічну і споживчу привабливість. Приклад 3. Результати вимірювання структурно-механічних властивостей гелевих основ також представлені на кресленні. Всі зразки основ характеризувались пластичним типом течії з певною тиксотропією, оскільки характерні петлі гістерезису висхідних і низхідних кривих при дослідженні залежності "швидкість зсуву - напруга зсуву". Гістерезисні петлі з невеликою тиксотропністю свідчать про наявність відповідних намащуючих властивостей гелів і їх здатністю добре видавлюватися з туб. Для зразків № 4, 6, 11 висхідні і низхідні криві не перетиналися, для інших зразків характерні переривчастий петлі. Зразки гелів також порівнювали з межами запропонованого оптимуму реологічних параметрів, яким повинні відповідати МКЗ та МЛК на гідрофільній основі [8]. Як видно на кресленні, зразки № 8-9 перебувають у межі оптимуму 2, основи № 10-11 не потрапляють в передбачені межі. За результатами проведених досліджень, оптимальні реологічні властивості мала основа № 6, а саме: структурна в'язкість при 20 об/хв. становила 6900 мПа·с; МС - 1,04 (при оптимумі 1,0); коефіцієнт динамічного розрідження - 63,77 (вище середнього); реограми плину знаходяться в центрі площі реологічного оптимуму; основа має пластичний тип течії з певною тиксотропією, висхідна і спадна крива не перетиналися (в порівнянні з конкуруючою основою № 7, яка мала вищу Kd (64,63) і проходила за іншим реопараметрами). Дана основа витримує тест на термо- і -3 колоїдну стабільність, значення рН дорівнює 4,82±7,5·10 . Отримані дані свідчать про можливості запропонованої основи витримувати механічний вплив в процесі гомогенізації, при цьому добре розріджуватись при перемішуванні і розподілі БАР. Гель має структуровану систему, яка обумовлює його якісне намазування на структури шкіри і зручне використання при вилученні з тари. Також рН гелю відповідає фізіологічним показникам поверхні шкіри. Основа містить калію сорбат - природній нейтралізатор і консервант, тому є безпечною при тривалому дерматологічному застосуванні. Джерела інформації: 1. Фармацевтические и медико-биологические аспекты лекарств: в 2-х т. /И.М. Перцев, И.А. Зупанец, Л.Д. Шевченко и др.; под ред. И.М. Перцева, И.А. Зупанца. - X.: Изд-во НФАУ, 1999. Т. 1. - 463 с.; Т. 2. - 442 с. 2. Башура А.О. Обґрунтування складу гелю з настойкою листя гіркокаштана /А.О. Башура, О.Г. Башура, Н.П. Половко //Український журнал клінічної та лабораторної медицини. - 2012. № 1. - С. 60-65. 3. Ляпунов Н.А. Создание мягких лекарственных средств на различных основах. Сообщ. 2. Исследование реологических своств гелей, образованных карбомерами /Н.А. Ляпунов, Н.В. Воловик //Фармаком. - 2001. - № 2. - С. 52-61. 4. Половко Н.П. Вивчення впливу температури на реологічні властивості безводних гелів карбомеру /Н.П. Половко //Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології. 2012. - № 6. - С. 402-407. 5. Патент РФ № 2245707 "Косметический гель для ухода за кожей лица" (12.10.2005). 6. Патент РФ № 2204984 "Гель для ухода за кожей вокруг глаз" (27.05.2003). 7. Патент України № 23754 С2 "Основа для гелів" (16.09.2002). 8. Патент України № 82490 "Спосіб одержання основи гелевої композиції" (12.08.2013). 9. Державна Фармакопея України: в 3 т. /Державне підприємство "Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів". -2-е вид. - Харків: Державне підприємство "Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів", 2014. - Т. 3. - С. 715. 10. Encyclopedia of pharmaceutical technology /Ed. By J. Swarbrick. - 3-rd ed. - N.Y: Informa Halthcare USA, Inc., 2007. - 4372 p. 50 4 UA 116095 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Гелева основа для приготування м'яких косметичних та лікарських засобів, що містить гелеутворювач карбопол Ultrez 10, яка відрізняється тим, що як регулятор в'язкості містить натрію альгінат, а в як нейтралізатор і консервант - калію сорбат, г: Склад основи Кількість, г Карбопол 0,75-1,25 Натрію альгінат 0,75-1,25 Калію сорбат 0,15-0,25 Гліцерин 4,0-6,0 Вода очищена до 100,0 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5