本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，特別涉及多孔微球及其制備方法、應(yīng)用。

背景技術(shù)：

面對強烈的市場競爭和消費者對高效、多功能個人護理用品的旺盛要求,傳統(tǒng)的設(shè)計、制造技術(shù)己不能滿足高檔化妝品的配方的需要，運用現(xiàn)有的配方設(shè)計技術(shù)所能夠添加的化妝品活性組分的含量和組分種類也極其有限。在各種高檔次化妝品之中，大都需要具有幾種或多種功效抗衰老、祛斑、除痘、防曬、抗紫外、增白、保溫等。要在某一種化妝品中同時具有幾種功能而不產(chǎn)生負(fù)面作用除了添加具有新功能的物質(zhì)外，還可以改變原有組分的使用和添加形式。

多孔微球是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的材料，可利用其自身較大的比表面積和多孔結(jié)構(gòu)，改變活性物的添加和釋放方式，增強活性物質(zhì)的穩(wěn)定性、延長有效作用時間、降低毒副作用等。當(dāng)多孔微球作為活性物載體時，可吸附其中的活性組分并使其在相當(dāng)長一段時間內(nèi)緩慢釋放到皮膚表面，避免在使用初期活性物質(zhì)釋放過快，到達皮膚表面的活性物質(zhì)濃度過高，不利于皮膚吸收，達到長時間維持活性物質(zhì)濃度在合適范圍內(nèi)的目的。對于刺激性活性物質(zhì)，可通過低濃度持續(xù)釋放來降低其對皮膚的刺激性同時延長其作用時間。同時，多孔微球的透氣性和保濕性，使它能夠很好的與皮膚相容。

傳統(tǒng)制備多孔微球的方法主要是加入碳酸氫銨、氯化鈉、環(huán)糊精等致孔劑，同時聚合反應(yīng)需要使用較大量的甲苯、四氫呋喃等有機溶劑，原料毒性較大不環(huán)保，微球中可能殘留部分致孔劑和毒性有機溶劑。且傳統(tǒng)法制備的多孔微球孔結(jié)構(gòu)的分布不易控制。傳統(tǒng)工藝復(fù)雜，成本高，不適合大規(guī)模推廣。

因此，提供一種多孔微球及其制備方法具有重要的現(xiàn)實意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種多孔微球及其制備方法、應(yīng)用。該多孔微球具有多級孔結(jié)構(gòu)，可作為活性物質(zhì)的載體，可同時負(fù)載多種活性物質(zhì)，如生長因子、蛋白質(zhì)、多肽類等，可增加其穩(wěn)定性，延長釋放時間，維持釋放濃度，同時降低刺激性物質(zhì)對皮膚的刺激性。所用原料為生物相容性很好的生物醫(yī)用材料，不僅安全，還具有一定的生物活性，可促進細胞增長，加快肌膚新陳代謝，適合作為活性物質(zhì)載體用于高檔化妝品。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種多孔微球，其原料不包括致孔劑和毒性有機溶劑；所述多孔微球以PLGA、硅酸鈣、介孔硅和多重乳液穩(wěn)定劑為原料，利用無機組分硅酸鈣和介孔硅在微球表面和內(nèi)部原位成孔。

在本發(fā)明的一些具體實施方案中，所述硅酸鈣與所述PLGA的質(zhì)量比為1/20～1/2。

在本發(fā)明的一些具體實施方案中，所述介孔硅與所述PLGA的質(zhì)量比為1/20～1/2。

在本發(fā)明的一些具體實施方案中，所述多重乳液穩(wěn)定劑與所述PLGA的質(zhì)量比為1～3。

本發(fā)明還提供了所述的多孔微球的制備方法，包括如下步驟：

步驟1：將PLGA溶解于有機溶劑中，與粉碎后的硅酸鈣、粉碎后的介孔硅和油溶性活性成分混合，攪拌并超聲至無機粉末分散均勻，得到油相；

步驟2：取多重乳液穩(wěn)定劑與水混合，配制聚乙烯醇的水溶液；再與水溶性活性物質(zhì)混合，攪拌均勻得到水相；

步驟3：將油相與水相混合，并持續(xù)攪拌直至有機溶劑揮發(fā)完全，得到固化的復(fù)合微球；

步驟4：取步驟3制得的復(fù)合微球經(jīng)洗滌、冷凍干燥，得所述多孔微球。

在本發(fā)明的一些具體實施方案中，所述制備方法中所述硅酸鈣與所述PLGA的質(zhì)量比為1/20～1/2；

所述介孔硅與所述PLGA的質(zhì)量比為1/20～1/2；

所述多重乳液穩(wěn)定劑與所述PLGA的質(zhì)量比為1～3；

以g/mL計，所述PLGA與所述有機溶劑的質(zhì)量體積比為1/20～1/5。

在本發(fā)明的一些具體實施方案中，所述制備方法中，

所述有機溶劑包括丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃中的一種或兩者以上的混合物；

以g/mL計，步驟2中所述多重乳液穩(wěn)定劑與水的質(zhì)量體積比為1/500～1/100。

在本發(fā)明的一些具體實施方案中，所述多重乳液穩(wěn)定劑為聚乙烯醇。

在本發(fā)明的一些具體實施方案中，所述制備方法中，按質(zhì)量百分比含量計，所述油溶性活性成分的加入量占油相的0.1％～5％；

所述油溶性活性成分包括甘草素、輔酶Q10、紅沒藥醇、維生素E、卵磷脂、抗壞血酸酯、神經(jīng)酰胺中的一種或兩者以上的混合物。

在本發(fā)明的一些具體實施方案中，所述制備方法中，按質(zhì)量百分比含量計，所述水溶性活性物質(zhì)的加入量占水相的0.1％-5％；

所述水溶性活性物質(zhì)包括表皮生長因子、膠原蛋白、細胞激活素、石榴果提取物、假交替單胞菌發(fā)酵產(chǎn)物提取物、接骨木提取物、乙酰基四肽中的一種或兩者以上的混合物。

在本發(fā)明的一些具體實施方案中，所述制備方法中，步驟1中所述超聲的功率為250～350W，所述超聲的時間為15～30min；

步驟1中所述攪拌的速率為200～600rpm，所述攪拌的時間為4～10h；

步驟3中所述攪拌的速率為200～600rpm，所述攪拌的時間為8～16h；

步驟4中所述冷凍干燥的溫度為-50℃～-40℃，所述冷凍干燥的時間為24～48h。

本發(fā)明還提供了所述的多孔微球或根據(jù)所述的制備方法制得的多孔微球在化妝品中的應(yīng)用。

本發(fā)明中的多孔微球采用PLGA、硅酸鈣和介孔硅等生物材料為原料，通過乳液溶劑揮發(fā)法制備而成。本發(fā)明制備多孔微球的方法不添加任何致孔劑，利用硅酸鈣和介孔硅等無機組分在微球的表面和內(nèi)部原位成孔，形成表面大量微孔和內(nèi)部空腔結(jié)構(gòu)的多孔微球。本發(fā)明的多孔微球可作為多種活性成分的載體，將其包裹于微球內(nèi)部并通過表面微孔緩慢釋放，延長活性成分的作用時間，具有良好的緩釋效果。該多孔微球未添加任何致孔劑，無毒性致孔劑成分殘留問題。該多孔微球的制備原料均為生物醫(yī)用材料，具有良好的生物相容性，可促進細胞增殖，修復(fù)受損的細胞組織，加快肌膚新陳代謝，是一種適用于高檔化妝品領(lǐng)域的新型載體，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1示本發(fā)明具體實施例多孔微球的制備過程示意圖；

圖2示本發(fā)明實施例1中微球表面的掃描電鏡圖；

圖3示本發(fā)明實施例1中微球內(nèi)部橫截面的掃描電鏡圖；

圖4示本發(fā)明實施例2中微球表面的掃描電鏡圖；

圖5示本發(fā)明實施例2中微球內(nèi)部橫截面的掃描電鏡圖；

圖6示本發(fā)明實施例1-3的釋放曲線圖；

圖7示表皮成纖維細胞在本發(fā)明實施例1中多孔微球上的增殖情況。

具體實施方式

本發(fā)明公開了一種多孔微球及其制備方法、應(yīng)用，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改進工藝參數(shù)實現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本發(fā)明。本發(fā)明的方法及應(yīng)用已經(jīng)通過較佳實施例進行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和應(yīng)用進行改動或適當(dāng)變更與組合，來實現(xiàn)和應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)。

本發(fā)明的目的可通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

可用于高檔化妝品的多孔微球，其特征在于，以PLGA、硅酸鈣和介孔硅等生物醫(yī)用材料為原料，利用硅酸鈣和介孔硅等無機組分在微球的表面和內(nèi)部原位成孔，微球表面均勻分布著大量微孔，內(nèi)部為空腔結(jié)構(gòu)，活性成分包裹于微球的內(nèi)部空腔和表面孔洞內(nèi)。

可用于高檔化妝品的多孔微球的制備方法，包括以下步驟：

1.將PLGA溶解于有機溶劑中，加入硅酸鈣粉末、介孔硅粉末和油溶性活性成分，攪拌并超聲至無機粉末分散均勻，得到油相；

2.配制聚乙烯醇的水溶液，加入水溶性活性物質(zhì)，攪拌均勻得到水相；

3.在攪拌的條件下將油相緩慢加入水相中，并持續(xù)攪拌直至二氯甲烷揮發(fā)完全，得到固化的復(fù)合微球；

4.收集步驟3中的微球，用去離子水洗滌5次，冷凍干燥即得所述多孔微球。

所述有機溶劑包括丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃中的一種或兩者以上的混合物。

按質(zhì)量百分比含量計，油溶性活性成分可加入量占油相的0.1％-5％

按質(zhì)量百分比含量計，水溶性活性物質(zhì)的加入量占水相的0.1％-5％。

上述方法中，所述步驟1中，油溶性活性成分包括：甘草素、輔酶Q10、紅沒藥醇、維生素E、卵磷脂、抗壞血酸酯、神經(jīng)酰胺中的一種或幾種。

上述方法中，所述步驟2中，水溶性活性物質(zhì)包括：表皮生長因子、膠原蛋白、細胞激活素、石榴果提取物、假交替單胞菌發(fā)酵產(chǎn)物提取物、接骨木提取物、乙?；碾闹械囊环N或幾種。

上述方法中，所述步驟1中，PLGA與有機溶劑的質(zhì)量體積比為1/20～1/5g/ml；硅酸鈣粉末與PLGA的質(zhì)量比為1/20～1/2；介孔硅與PLGA的質(zhì)量比為1/20～1/2。上述方法中，所述步驟2中，聚乙烯醇與水的質(zhì)量體積比為1/500～1/100g/ml。

上述方法中，所述步驟1中，超聲功率為250～350W，超聲時間為15～30分鐘。

上述方法中，所述步驟1中，攪拌速率為200～600rpm，攪拌時間為4～10小時。

上述方法中，所述步驟3中，攪拌速率為200～600rpm，攪拌時間為8～16小時。

上述方法中，所述步驟4中，冷凍干燥溫度為-50℃～-40℃，冷凍干燥時間為24～48小時。

本發(fā)明提供的多孔微球的制備方法中不添加任何致孔劑，利用硅酸鈣和介孔硅等無機成分在PLGA微球上原位成孔，制備多孔微球。該多孔微球表面均勻分布著大量微孔，內(nèi)部為空腔。微球表面和內(nèi)部孔大小和數(shù)量均可通過改變制備工藝參數(shù)來調(diào)控。將PLGA/硅酸鈣/介孔硅復(fù)合多孔微球作為多種活性成分的載體應(yīng)用于化妝品領(lǐng)域，所用的原料均為生物醫(yī)用材料，具有良好生物相容性。微球中同時存在內(nèi)部大孔、表面微孔和介孔硅的介孔，是一種多級孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合微球。

有益效果為：

1.制備的多孔微球形貌結(jié)構(gòu)可控，通過改變制備工藝參數(shù)來調(diào)節(jié)微球的多孔形貌結(jié)構(gòu)；

2.該多孔微球既能裝載油溶性活性物質(zhì)，也能裝載水溶性活性物質(zhì)，還能同時裝載油溶性和水溶性活性物質(zhì)，有利于實現(xiàn)化妝品的多效性和高效性；

3.該多孔微球能顯著提高活性物質(zhì)的釋放時間，降低突釋性，維持活性物的濃度在合適范圍，并增強活性物質(zhì)的穩(wěn)定性；

4.該多孔微球還可以包裹刺激性物質(zhì)，避免與皮膚直接接觸，降低對皮膚的刺激性；

5.該多孔微球采用生物相容性良好的生物材料制備，不僅安全無毒，還能促進細胞增殖，加速肌膚新陳代謝，修復(fù)受損細胞。

本發(fā)明提供的多孔微球及其制備方法、應(yīng)用中所用原料及試劑均可由市場購得。

下面結(jié)合實施例，進一步闡述本發(fā)明：

實施例1載表皮生長因子的多孔復(fù)合微球的制備

將1g PLGA溶于10ml二氯甲烷中，加入0.2g硅酸鈣粉末和0.2g介孔硅粉末，200rpm攪拌6小時后超聲15分鐘至無機粉末分散均勻，得到油相；

稱取2g聚乙烯醇于300ml去離子水中配制0.67％(w/v)的聚乙烯醇溶液，然后加入3g表皮生長因子，攪拌均勻得到水相；

在200rpm的攪拌速度下，將油相緩慢滴加至水相中，并持續(xù)攪拌12小時直至二氯甲烷揮發(fā)完全，得到固化的復(fù)合微球；

收集復(fù)合微球，用去離子水洗滌5次，-40℃冷凍干燥48小時，得到載表皮生長因子的多孔復(fù)合微球。

實施例2載輔酶Q10的多孔復(fù)合微球的制備

將1g PLGA溶于5ml二氯甲烷中，加入0.1g硅酸鈣粉末、0.1g介孔硅粉末和50mg輔酶Q10，300rpm攪拌4小時后超聲30分鐘至無機粉末分散均勻，得到油相；

稱取3g聚乙烯醇于300ml去離子水中配制1％(w/v)的聚乙烯醇水溶液，攪拌均勻得到水相；

在300rpm的攪拌速度下，將油相緩慢滴加至水相中，并持續(xù)攪拌8小時直至二氯甲烷揮發(fā)完全，得到固化的復(fù)合微球；

收集復(fù)合微球，用去離子水洗滌5次，-45℃冷凍干燥24小時，得到載輔酶Q10的多孔復(fù)合微球。

實施例3載抗壞血酸酯和細胞激活素的多孔復(fù)合微球的制備

將1g PLGA溶于20ml三氯甲烷中，加入0.05g硅酸鈣粉末、0.05g介孔硅粉末和1g抗壞血酸酯，400rpm攪拌8小時后超聲20分鐘至無機粉末分散均勻，得到油相；

稱取2g聚乙烯醇于500ml去離子水中配制0.4％(w/v)的聚乙烯醇溶液，然后加入5g細胞激活素，攪拌均勻得到水相；

在400rpm的攪拌速度下，將油相緩慢滴加至水相中，并持續(xù)攪拌16小時直至三氯甲烷揮發(fā)完全，得到固化的復(fù)合微球；

收集復(fù)合微球，用去離子水洗滌5次，-50℃冷凍干燥36小時，得到同時載抗壞血酸酯和細胞激活素的多孔復(fù)合微球。

實施例4載活性成分的多孔微球體外釋放實驗

將2mg載活性成分的多孔微球加入10ml PBS緩沖液中，密封后置于37℃、90rpm的搖床中振蕩，每隔一段時間，利用紫外分光光度計測定上清液中活性成分的濃度，根據(jù)投入量和上清液的體積計算藥物釋放的百分比。釋放時間總長為24小時，根據(jù)時間和累積釋放百分比得到活性成分釋放曲線圖。詳見表1、圖6。

表1釋放曲線原始數(shù)據(jù)

結(jié)果如圖6所示，可以看出，與空白對照組相比，多孔微球作為載體的活性成分緩釋時間顯著延長(P＜0.05)，總體緩釋效果好。

實施例5表皮成纖維細胞在本發(fā)明制備的多孔微球上的體外增殖實驗

以實施例1制備的載表皮生長因子的多孔復(fù)合微球為實驗組，未添加表皮生長因子的多孔復(fù)合微球為對照組，比較表皮成纖維細胞在兩種微球上的增殖情況。將兩種微球分別用75％的乙醇溶液浸泡2小時，并在紫外光下照射30分鐘消毒滅菌；然后用PBS洗滌5遍，用培養(yǎng)基浸泡微球4小時；吸去培養(yǎng)基，加入100μl/孔(1×106cells/ml)細胞懸液，轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)箱中4小時待大部分細胞粘附在支架上，然后每孔補充400μl培養(yǎng)基，放入37℃二氧化碳培養(yǎng)箱中培養(yǎng)；在設(shè)定的時間點用CCK-8法檢測細胞在微球上的增殖情況。

CCK-8法：

(1)制作CCK-8標(biāo)準(zhǔn)曲線：用細胞計數(shù)板計算所制備的細胞懸液中的細胞數(shù)量；然后用培養(yǎng)基按比例依次稀釋成一個細胞濃度種植于96孔板中，一般用3-5個濃度梯度，每組3-6個平行樣；接種后培養(yǎng)4小時使細胞貼壁，然后加CCK-8試劑在培養(yǎng)箱中培養(yǎng)1小時；培養(yǎng)基顯色后，輕微振蕩使培養(yǎng)基混勻，然后用酶標(biāo)儀在450nm波長處測定各孔的OD值，制作一條以細胞為橫坐標(biāo)(X軸)、O.D值為縱坐標(biāo)(Y軸)的標(biāo)準(zhǔn)曲線。在實驗條件一致的情況下，標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作便于確定細胞的接種數(shù)量以及加入CCK-8后的培養(yǎng)時間。

(2)在預(yù)定時間點，將CCK-8原液用培養(yǎng)基按1/10(v/v)稀釋得到工作液，吸取孔板中的培養(yǎng)基，加入100μl/孔工作液，然后放入培養(yǎng)箱避光培養(yǎng)1小時，用酶標(biāo)儀在450nm波長處測定各孔的吸收值，測試前將孔板輕微振蕩混勻。

結(jié)果見表2、圖7。

表2增殖情況的原始數(shù)據(jù)

由表2結(jié)果可見，實施例1制備的多孔微球與對照組相比，吸收值顯著提高(P＜0.05)，因此，本發(fā)明提供的多孔微球能夠促進細胞增殖，加快肌膚新陳代謝，適合作為活性物質(zhì)載體用于高檔化妝品。

取實施例2、實施例3制備的多孔微球進行上述試驗，試驗結(jié)果與實施例1制備的多孔微球的增殖效果相近，實施例2、實施例3制備的多孔微球與實施例1制備的多孔微球的增殖效果無顯著差異(P＞0.05)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。