專利名稱：呈固態、穩定和濃縮形式的基于可生物吸收原硅酸的絡合物及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種呈固態、穩定和濃縮形式的基于可生物吸收原硅酸的絡合物及其制備方法。
硅是生命的必需元素。它即具有作為結締組織基質中存在的蛋白質-葡糖胺聚糖絡合物組分的結構作用，又具有在人體生長和骨生成中的新陳代謝作用(硅有利于骨骼的礦化作用)。因此，硅對于骨骼和結締組織的正常發育來說是必需的。
還證明原硅酸Si(OH)4形式的硅對Al3+離子具有高親合力，并有利于Al3+的消除。因此，它可以減小鋁對骨骼和腦的毒性作用，特別是在神經退化疾病例如阿耳茨海默氏病中。
這些資料提示在生長期過程中、或特別是病理狀態時準時補充硅可能是非常有用的。
然而，同樣重要的是防止硅缺乏對人體進行的一些研究表明在皮膚和動脈壁上硅隨年齡而減少，這基本上是因為隨著時間的推移硅的胃腸吸收降低。
硅新陳代謝的主要問題是由于它難以吸收。雖然硅是一種非常豐富的元素，但它天然是以不溶于水的無機物形式存在(結晶的氧化物(二氧化硅和硅酸鹽)或無定形的(粘土、蛋白石，…))，其都不是生物能吸收的硅源。
同樣地，在我們的食物中所存在的硅，即主要是以硅鋁酸鹽或二氧化硅形式出現，生物可利用性差。純化和精煉蔬菜產品(飲食的谷類和纖維是硅的主要來源)的現行技術，勢必除去富硅的部分(外殼)，進一步減少了這種供給。
現在似乎承認了生物活性的硅必須是水溶性的，而且溶解度取決于硅原子上自由的OH基團(甲硅烷醇官能團)的數量。在血液和血管外的液體中，生理學上硅以原硅酸的水合形式(Si(OH)4)存在，其與生物體的pH無關，而且幾乎完全是以它的自由形式存在。而且，研究已經表明只有單體的或低聚的(極輕微地聚合的)原硅酸能通過腸屏障(P.Creach,J.Adrian,Med.et Nut.1990,26(2),73-90)。
硅原子上游離OH基團的存在還與它的生物學作用緊密地相關。的確，這些甲硅烷醇官能團可以與酰胺、水、醇類、酮、酯…形成共價鍵或氫鍵。因此，在生物介基中，其可以與膜磷脂、蛋白質、葡糖胺聚糖和多糖形成鍵合。
所以，需要考慮以硅酸形式或盡可能類似的形式供給硅。
溶液中單體的原硅酸直到濃度大約為10-4Mol.l-1是相對穩定的；但是，當濃度增加時，Si(OH)4分子結合形成原硅酸的低聚物和聚合物(形成硅氧烷鍵Si-O-Si)，最后形成水溶性小的或不溶于水的膠體溶液或硅凝膠，其硅的生物可利用性是很弱的。以極稀的穩定的溶液形式供給原硅酸不適于日常的硅補充，并特別導致在營養品或飲食、化妝品或治療組合物中也不可能包含足夠高數量的硅。
現在已有作為生物活性和濃縮的硅源的具有多個自由羥基的有機硅化合物，它們可以溶液的形式或固態形式存在(專利EP-0 289 366和FR 2 761 074)。
還有更濃的原硅酸溶液，其中通過強酸性的pH使原硅酸化學穩定，其通過水解硅氧烷鍵Si-O-Si阻止了聚合(專利JP 58176115)。
專利WO 95/21124也提出通過穩定劑穩定的原硅酸的濃縮制劑。雖然在溶液中的原硅酸和膽堿之間生成絡合物，但是只有維持強酸性的pH才能獲得完全令人滿意的穩定性。
這樣的酸性溶液不能提供最佳的吸收，因為在攝取的過程中，不能保持pH條件(生理pH)。一大部分原硅酸在被吸收以前聚合。
在醫學研究的范圍內，還利用膠態硅酸的局部施用與口服相結合，以便改善老化的皮膚、脆性的頭發和易損壞的指甲(Lassus A.,Journal ofInternational Medical Research,1993,21,209-215)。然而，這種形式的生物可利用性是很弱的，因為存在許多硅氧烷鍵。
這就是為什么本發明的目的是提供能吸收、濃縮和穩定的原硅酸形式。
而且，為了能口服吸收，原硅酸必須在不同的生理pH范圍內，也就是說在酸性、中性的或弱堿性介質中是可溶的和化學上穩定的。因此本發明的另一個目的是獲得在這些不同的pH條件下穩定的原硅酸。
最后，另外一個目的是獲得可以摻入飲食、化妝品或治療劑組合物中的固態物，且可以摻入營養增補劑中，其是用于口服的非水形式的膠囊劑、粒劑或片劑。
通過與原硅酸形成氫鍵將原硅酸與作為穩定劑的多肽絡合可以達到這些目的。這就防止了形成硅氧烷鍵Si-O-Si和原硅酸聚合。
因此獲得了在攝入后被溶解在生物液體中并形成能吸收和生物活性的可溶原硅酸(單體的或低聚的)的穩定固態(粉未)原硅酸。
除該濃縮的固體形式具有極好的穩定性外，本發明的一個重要特征是其經過胃腸道時能夠保持穩定的能力，而不管有利于其聚合的各種生理pH的存在。
用硅和多肽之間存在特別強的相互作用可以解釋這一點。當溶解時，仍然有在多肽鏈和硅原子攜帶的羥基官能團之間的絡合物；絡合物的內聚性與形成弱鍵(氫鍵)的官能團及可能與多肽鏈的結構組織有關。
應當注意在制備持續釋放形式的藥物方面已將具有藥理學活性的一些肽與含有硅的天然無機物、或基于硅酸的合成無機物結合(專利號BE778239)。這些硅化合物的共同特征是形成適合作為肽載體的膠態懸浮體；顯然在這些專利中解決的技術問題和本發明的沒有任何關系。
本發明的主題是提供一種基于可生物吸收的原硅酸的絡合物，其特征在于原硅酸與多肽絡合，且為固態、穩定和濃縮的形式。
本發明的主題還是提供一種制備基于原硅酸的所說絡合物的方法，其包括下列步驟-將多肽溶于1體積的蒸餾水中-調節pH為2和4之間-以1/4-1體積的比例，在攪拌條件下加入溶于水的醇優選乙醇，-逐滴地加入原硅酸的可水解前體，優選四烷氧基甲硅烷，-不斷攪拌該混合物直到該前體完全水解-蒸發掉醇和水。
從而獲得原硅酸-多肽絡合物，其是粉狀形式的、淺色的固體，含硅量最高可達10％。含硅量優選為1到5％。
按照本發明一種有利的實施方案，多肽是一種動物或植物來源的蛋白質的水解產物。
事實上，強水解后獲得的多肽顯示最適合于實現本發明的目的。
高分子量的多肽，特別是某些蛋白質，好象并非好的穩定劑。這可能解釋為這些蛋白的三級結構不利于與原硅酸的穩定排列。
按照本發明的優選方案，多肽是一種膠原水解產物，例如豬膠原或魚膠原。
事實上，在來自動物的蛋白質水解物中，膠原水解產物是特別適合的，因為膠原具有有利于與原硅酸形成絡合物的結構。
此外，在體內硅會強有力地與膠原結合(Carlisle EM,The Scienceof Total Environment,1988,73卷，95-106)。
最后，本發明的另一個目的是提供一種化妝品或藥物組合物以及營養增補劑，其含有任何合適的賦形劑和一種這樣的絡合物。
在很多這些組合物和營養增補劑的應用中，可能提到硅缺乏，對于孕婦，成長期的孩子或老年人(其吸收硅的能力降低)需要大量提供硅，及對皮膚、頭發、指甲的組織結合、再生和強化時，或預防和治療疾病例如骨質疏松癥或動脈粥樣硬化時。
下列實施例意在是舉例說明，并不是限制本發明。
實施例1用豬源水解營養凝膠制備硅含量1.5％的原硅酸粉末。
在攪拌條件下將90克豬的蛋白質水解物溶解于250毫升的蒸餾水中。用6N的鹽酸溶液調整pH為3到4之間。然后在攪拌下慢慢地加入270毫升的無水乙醇。獲得均勻的橙黃色溶液，其有非常淺的乳色。
然后，在攪拌下將四乙氧基甲硅烷(11.25克)逐滴地加入到混合物中。
不斷攪拌該溶液直到該前體完全水解。
在減壓下蒸發掉醇和水。
獲得92克粉狀的、淺色的(淡黃的)固體，其殘余水量大約為5.5％。
實施例2用小麥的蛋白質水解物制備原硅酸粉末。
在攪拌下將180克小麥的蛋白質水解物溶解于500克蒸餾水中。加入400毫升無水乙醇。用稀鹽酸溶液酸化該混合物。
然后在攪拌下將23克四乙氧基甲硅烷逐滴地加入到該混合物中。持續攪拌該溶液直到四乙氧基甲硅烷完全水解。
然后在減壓下通過蒸餾除去乙醇和水。
獲得淺色的固體，其可以被粉碎獲得一種能完全溶于水中的粉未，其含硅含量大約為2.5％。
實施例3穩定性研究在37℃(+3℃)下在胃的pH(1.2)和腸的pH(7.5)下用含硅量為0.075％的水溶液進行這些研究。穩定性標準是硅的溶解度。
實施例4對十二指腸的擴散試驗測量和比較十二指腸壁水平的水溶液中的(含Si 0.6％)各種形式的硅的吸收量通過溶解膠原多肽來穩定化的原硅酸粉未獲得的一種溶液，含有未穩定化的原硅酸的溶液和硅酸鈉溶液。
通過戊巴比妥二鈉的心內注射處死Sprague Dawley大鼠。在注射以后，很快使每個鼠的十二指腸取出、清空并用NaCl溶液(0.9％)洗滌。在注射大約正好1毫升的硅溶液以后，用棉線結扎該器官并放入10毫升37℃的等滲緩沖溶液中。在不同的研究時間內，抽取1毫升的等滲緩沖溶液作為樣品并過濾。
通過原子吸收技術評價可溶硅的濃度。
將十二指腸的硅溶液調節到pH=8.5。
結果
這些結果表明與多肽絡合的原硅酸的擴散為未穩定化原硅酸的兩倍，為硅酸鈉的三倍(后兩者僅有微弱的擴散)。
只有絡合形式的擴散，并因此被吸收。
這證實了生物可吸收的原硅酸應可溶于水并在組織pH下是穩定的。
實施例5用于改善表皮組織、頭發和指甲的生長的營養增補劑，其為用于可飲溶液的粉末。
植物蛋白質 90克維生素E 100毫克鐵 60毫克鋅 14毫克鎂450毫克絡合的原硅酸粉末形式的硅(含硅1.5％)70毫克賦形劑(碳酸氫鈉、蔗糖)qsp100g該增補劑是7克一小袋的粉未，其可形成為可飲的溶液。劑量是1小袋/天，即含硅1.5％的粉狀原硅酸絡合物形式的5毫克的硅攝取量(相當于0.33克絡合物)。
實施例6用于下肢的骨質疏松癥、關節病、動脈硬化的治療劑組合物。
絡合的原硅酸粉末形式的硅(含硅1.5％)750毫克乳糖 qsp100g此組合物是每個0.33克的膠囊劑，即2.47毫克1.5％原硅酸絡合物形式的硅(等于0.165克的絡合物)。推薦每日服用2個膠囊。
權利要求
1．基于可生物吸收的原硅酸的絡合物，其中原硅酸與多肽絡合，且是固體的、穩定的和濃縮的形式。
2．根據權利要求1的絡合物，其中所說的多肽是一種動物或植物來源的蛋白質水解物。
3．根據權利要求1的絡合物，其中所說的多肽是一種膠原水解產物，例如豬膠原或魚膠原。
4．制備權利要求1-3之一的絡合物的方法，其包括下列步驟-將多肽溶于1體積的蒸鎦水中-調節pH為2至4之間-以1/4-1體積的比例，在攪拌下加入可溶于水中的醇，優選乙醇-逐滴地加入原硅酸的可水解前體，優選四烯烷氧基甲硅烷，-不斷攪拌該混合物直到該前體完全水解-蒸發掉醇和水。
5．化妝品或藥物組合物，其包括任何適當的賦形劑和一種權利要求1的基于可生物吸收的原硅酸的絡合物。
6．營養增補劑，其包括任何適當的飲食賦形劑和一種權利要求1的基于可生物吸收的原硅酸的絡合物。
全文摘要
本發明涉及一種基于可生物吸收的原硅酸的絡合物,和一種制備所說的絡合物的方法。在此絡合物中,原硅酸與多肽絡合,且絡合物是固體的、穩定的和濃縮的形式。本發明也涉及含有所說的絡合物的化妝品或藥物組合物以及營養增補劑。
文檔編號A23J3/04GK1298881SQ0013441
公開日2001年6月13日 申請日期2000年10月13日 優先權日1999年10月15日
發明者瑪麗-克里斯廷·塞甘, 讓·格伊恩 申請人:愛克希莫爾公司, 瑪麗-克里斯廷·塞甘, 讓·格伊恩