CN101712728A - 有机硅衍生物与校准的透明质酸片段结合而成的复合物 - Google Patents

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本发明涉及有机硅衍生物与校准的透明质酸片段结合而成的复合物。本发明的特征在于所述衍生物通过弱键与一个或多个分子量为150kDa~750kDa的校准的透明质酸片段结合,所述衍生物如通式(I)所示,其中R是C1~C4的烷基,x=1或2。本发明还涉及所述复合物在预防或修复皮肤损伤方面的用途。RxSi(OH)4-x (I)。

Description

有机硅衍生物与校准的透明质酸片段结合而成的复合物
技术领域
本发明涉及将有机硅衍生物与一个或多个经校准的透明质酸片段结合而成的复合物,以及所述复合物在预防和修复皮肤损伤方面的用途。
背景技术
由D-葡萄糖醛酸和N-乙酰基-D-葡萄糖胺的重复单元组成的线性多糖,也就是透明质酸存在于许多结缔组织(皮肤、肌腱、肌肉等)的细胞外基质中,更准确而言,作为被称作“透明质多糖(hyaluronane)”的聚阴离子存在。
例如在皮肤中,透明质酸(以下称为“HA”)是主要的成分之一。实际上,它在真皮和表皮的细胞外基质中大量地存在。它的亲水性和粘弹性使其在保持皮肤水分、体积和凝聚力方面都扮演着必不可少的角色。
由成纤维细胞和角质细胞合成的HA(以下称为“天然HA”)主要作为分子量很大(>2000kDa,甚至能够达到4000kDa)的聚合物存在,该聚合物可具有10000个双糖的链(Hascall V.C.等,GlycoForum/HyaluronanToday(1997),chapter 1)。
然而,天然HA在皮肤中要经受一系列生理损伤反应,特别是酶的反应,这被称为分解代谢,其将天然HA分解成更小的片段(以下称为“片段化HA”)。这些年来,各种研究团队已经在关注HA的分解代谢及其在有机体中的影响。而且所有这些研究工作的结论是基本上一致的,即,片段化HA具有与天然HA不同的性质,随其片段大小不同,也就是说随着它们的分子量不同,观察到了不同的生物作用,有时甚至是相反的作用(Noble P.W.,Matrix Biol.(2002),vol.21,pp.25-29;Asari A.,GlycoForum/Hyaluronan Today(2005),chapter 29及其所引用的参考文献)。
因而,据报道,高分子量的HA片段具有再生和愈合的作用,在炎症过程中起调节剂的重要作用,但也有免疫抑制剂的作用。相反,那些低分子量的低聚物被认为是能够激活免疫细胞并传递内源性应激信号的实体,但也能作为炎症和血管生成的强效诱发物(Stern R.,Clin.Dermatol.(2008),vol.26,pp.106-122;Krasinski R.等,Postepy Hig.Med.Dosw(2007),vol.61,pp.683-689)。
当更加确切地涉及皮肤时,据报道,分子量为50kDa~400kDa的被称为“中间尺寸”的片段对培养的角质细胞的增殖有刺激作用(Kaya G.等,PLoS Medicine(2006),vol.3,pp.2291-2303)。局部施用基于分子量为50kDa~750kDa(在法国专利申请FR 2865651的说明书中被描述为“低分子量”)的HA片段的制剂之后也观察到同样的作用。然而,这种有益的性质,特别是对表皮增厚的皮肤的更好的屏障作用,在小于50kDa的小HA片段中却没有观察到(Kaya G.等,PLoS Medicine(2006),vol.3,pp.2291-2303)。
尽管在很长的一段时间内认为为了获得对皮肤的单纯表面和角质层的益处而进行的HA的跨皮输送仅涉及分子量非常低的HA片段(<50kDa,Tammi R.等,J.Invest.Dermatol.(1991),vol.97,pp.126-130),但此后提出了更大尺寸的HA片段,即360kDa~400kDa的片段(Brown T.J.等,J.Invest.Dermatol.(1999),vol.113,pp.740-746)或者上述中间片段(50kDa~400kDa)在表皮中的扩散能力。利用上面提到的基于HA(50kDa~750kDa)的局部制剂,这种扩散甚至能够到达真皮。
在化妆品领域,特别是对抗皮肤衰老的领域中,可将一些具有适当尺寸的片段化透明质酸局部施用于皮肤以对抗衰老效应或者外在的因素(自由基、紫外线、污染等)。实际上已经确证老化或者紫外线照射能够影响HA的分解代谢和片段的释放,并能导致细胞内的产量更少且分布更加不均(Meyer等,J.Invest.Dermatol.(1994),vol.3,pp.385-389)。然而,化妆品方面的应用不希望具有不需要的继发效应,例如上面提到的小透明质酸片段的促炎作用。
发明内容
因此,考虑到上述内容并结合对适合于局部施用的新产品的需求,本发明试图解决的技术问题是开发出一种新的基于透明质酸片段的活性成分,以实现下述两个目的:
-增强/提高低分子量或中等分子量的透明质酸片段的已知生物效应,
-避免通过皮肤组织的分解代谢作用产生的小片段的促炎的不利作用。
申请人选择了复合物形式的分子实体,所述复合物由有机硅衍生物与分子量为150kDa~750kDa的经校准的透明质酸片段结合而成,这是基于下述两个原因:
首先,前述复合物有利地满足了前面提到的目的,说明如下:
-证明了对于重建的人类表皮模型,所观察到的细胞刺激作用大大高于对同样的但非结合的透明质酸片段所观察到的细胞刺激作用(见下述试验1),因而表明复合物中的硅部分和透明质酸部分的协同效果。
-具有伴随细胞更新的真正的耐受性,因为与所用的对照相比,没有观察到明显的对促炎细胞因子的诱导(见下述试验2)。这种诱导对于所测试的细胞因子之一甚至降低了。
其次,令申请人意外的是,在关于透明质酸酶对HA片段的动力学降解的体外研究中,观察到当这些HA片段与有机硅衍生物以复合物的形式结合时,这些片段对于这些酶具有更小的敏感性和可达性(见下述试验3)。事实上,与具有相同重量但非结合的片段化HA相比,琼脂糖凝胶电泳证明了高分子量的HA片段具有更加重要的分布。在本发明中这种性质相当值得重视,因为它是分解代谢减缓的证据,也表明有机硅衍生物对于作为复合物的HA片段起到保护作用。
在现有技术中,提出了化学式为RnSi(OR’)m(OR”)p的化妆产品,该化妆产品将有机硅化合物与生物活性化合物(R’)(特别是,作为非限制性实例列举的透明质酸)和可作用于皮肤(dermatophilic)的分子(R”)结合起来,分子(R”)的作用是阻止有机硅跨越皮肤底层的组织(欧洲专利EP0289366)。然而,R和R’基团的范围过于宽泛,它们可以选自具有一个或多个醇、酚、酸、氨基或氨基酸官能团的简单的有机化合物。此外,虽然在该文献中列举了透明质酸,但没有提及具有校准尺寸的HA片段的使用,也没有提及在本发明中观察到的对于表皮细胞更新的特殊功效。这同样适用于欧洲专利申请EP0867445中的固体形式的有机硅化合物,以及法国专利申请FR2561915的用于保湿产品目的的有机硅化合物。在该法国文献中,提出将硅烷醇与明显处于聚合物状态的水溶性物质(例如蛋白质、粘多糖,特别是透明质酸,或者纤维素衍生物)结合,仅有的效果是保湿和消除皮肤的湿粘感。
因此,根据第一方案,本发明的目的是提供基于有机硅衍生物的复合物,其特征在于,所述衍生物通过弱键与一个或多个分子量为150kDa~750kDa的经校准的透明质酸片段结合。
根据本发明的优选实施方式,这些片段的分子量为150kDa~600kDa,更优选为250kDa~600kDa。
“有机硅衍生物”是指由下述通式(I)表示的化合物:
RxSi(OH)4-x    (I)
其中:
R是(C1-C4)烷基,
x=1或2。
本发明的有机硅衍生物的形式为单体、二聚体或者三聚体,主要是单体或者二聚体,或者是单体、二聚体和三聚体的混合物,主要是单体和二聚体的混合物,处于可由下述式(II)表示的溶液状态:
[(T0)r+(T1)s+(T2)t](II)
其中:
T0、T1和T2分别具有下式:
其中:
R如上述化合物(I)所定义,
X代表羟基或者如上所定义的基团R,而且
r、s和t满足1≤r+s+t≤3。
在上面的式(I)和式(II)中,“C1-C4烷基”是指含有1~4个碳原子的线性的、支化的或者环形的烃链。特别地,这样的基团是甲基、乙基、丙基、丁基、1-甲基乙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1,1-二甲基乙基和环丙基甲基。
“透明质酸片段”是指来自天然HA的原样片段,或者来自天然HA的盐中的任一个,特别是来自透明质酸钠片段的片段。
根据本发明的另一个优选实施方式,式(I)的有机硅衍生物选自单甲基硅烷三醇或者二甲基硅烷二醇。其优选选自单甲基硅烷三醇,更优选的是其为结合有一个或多个分子量为150kDa~600kDa的透明质酸片段的单甲基硅烷三醇(下文称为“MSH”复合物)或者结合有250kDa~600kDa的透明质酸片段的单甲基硅烷三醇。
根据另一个方案,本发明还涉及用于局部施用的化妆品组合物,所述化妆品组合物包含任何可与皮肤生理学相容的赋形剂和作为主要活性成分的如前所定义的复合物,特别是包含单甲基硅烷三醇,进而更特别是包含与一个或多个分子量为150kDa~600kDa或者250kDa~600kDa的透明质酸片段结合的单甲基硅烷三醇,所述组合物用于预防或者修复与衰老有关的皮肤损伤,为此目的,必须在限制皮肤组织的分解代谢作用的同时增强表皮的细胞活性。
有利的是,上述组合物中的式(I)的复合物的量相对于所述组合物的总重量为1重量%~10重量%,优选为2重量%~5重量%。
作为与皮肤生理学相容的赋形剂的实例,可以提及表面活性剂、防腐剂、体脂、染料、乳化剂、胶凝剂、润肤剂、增湿剂、颜料、抗氧化剂或者化妆品中通常所用的所有其它佐剂。
本发明的组合物适用于经皮局部施用,可以采取这种施用方式通常所用的所有形式。有利的是,将所述组合物配置成例如膏剂、乳剂、凝胶剂、洗剂或乳状液等形式。
根据另一方案,本发明还涉及如前所定义的复合物作为细胞刺激剂的用途,所述细胞刺激剂用于在限制皮肤组织的分解代谢作用的同时增强表皮细胞(角质细胞)活性。特别是,所述复合物采用单甲基硅烷三醇,更特别是采用结合了一个或多个分子量为150kDa~600kDa或者250kDa~600kDa的透明质酸片段的单甲基硅烷三醇。
最后,根据最后一个方案,本发明涉及一种美容护理方法,所述方法旨在预防或修复与衰老有关的皮肤损伤,为此目的,必须增强表皮细胞活性。该方法通过将如前所定义的组合物施用到皮肤上而实现,所述组合物特别是基于单甲基硅烷三醇的组合物,更特别是基于与一个或多个分子量为150kDa~600kDa或者250kDa~600kDa的透明质酸片段结合的单甲基硅烷三醇的组合物。
附图说明
图1是显示本发明的试验3的琼脂糖凝胶电泳的照片。
具体实施方式
为了举例说明,下面列出了本发明的化妆品组合物的两个制剂实例,分别是与分子量为150kDa~600kDa的透明质酸片段结合的单甲基硅烷三醇(制剂A),和与分子量为250kDa~600kDa的透明质酸片段结合的二甲基硅烷二醇(制剂B):
制剂A(膏剂)
MSH复合物(单甲基硅烷三醇/150kDa~600kDa的HA片段)5%
氢化聚异丁烯                                    7%
肉豆蔻酸异丁酯                                  3%
棕榈酸十六烷基酯                                7%
单硬脂酸乙二醇酯                                5%
月桂酸脱水山梨醇酯                              2%
聚山梨醇酯-20                                   2%
卡波姆(丙烯酸酯共聚物/丙烯酰胺和矿物油))        0.3%
苯氧乙醇                                      0.5%
水                                            添至100%
制剂B(凝胶剂)
复合物(二甲基硅烷二醇/250kDa~600kDa的HA片段) 5%
卡波姆(丙烯酸酯共聚物/丙烯酰胺和矿物油)       1.5%
苯甲酸钠                                      0.2%
山梨酸                                        1%
1,3-丁二醇                                   10%
甘油                                          5%
碳酸钠                                        0.13%
苯氧乙醇                                      0.9%
水                                            添至100%
完全作为指示性描述,下面通过本说明书上文提及的下述试验(试验1~3)和比较研究(试验4)对本发明进行说明。在试验1、2和4中,已针对重建的人类表皮模型(RHE,供应商:
Figure G2009101741452D0000071
)进行了实验性研究,此模型的优点是与人类表皮高度同源。
试验1:MSH复合物对于人类来源的重建表皮的细胞刺激作用的证明
培养RHE包括:将这些细胞放入生长培养基“MCDB 153:(供应商:
Figure G2009101741452D0000072
)中,所述培养基含5mg/mL胰岛素、1.5mM的CaCl2和25mg/mL的庆大霉素(gentamycine),在37℃和5%的CO2中培养24小时。
针对下述三种情况(在RHE上进行一天两次的100μl沉积之后),通过使用“Ki67”细胞增殖示踪剂以免疫跟踪技术来实现对细胞增殖的观察(Gerdes等,Int.J.Cancer(1983),vol.31,pp.13-20):
-情况1:PBS的缓冲溶液(对照)
-情况2:150kDa~600kDa的HA片段(浓度为2%和5%)
-情况3:MSH复合物(浓度为2%和5%)
所得结果集中在下面的表1中:
表1
浓度(%)   %,表达Ki67的细胞/细胞总数(相对于对照的%)
  情况1(对照)   -   -
  情况2(150kDa~600kDa的HA片段)   2.5   0
  情况2(150kDa~600kDa的HA片段)   5   +28(±0.6)
  情况3(MSH复合物)   2.5   +14(±1.0)
  情况3(MSH复合物)   5   +63(±0.5)
来自三个独立的实验的数值的这些结果突出显示了本发明的MSH复合物的增强的细胞刺激作用,因为该作用大大高于所观察到的非结合的片段化HA的作用。
试验2:MSH复合物缺乏促炎应答诱导的证明
以与前述试验1相同的方式培养RHE。在得自经24小时处理的培养基的上清液中,通过ELISA试剂盒(R&D System QuantikineImmunoassay,D800C、DTA00C和DLA50)确定促炎白介素IL1α和IL8的剂量,试验2采取与上述试验1相同的三种情况。
所得结果集中到下面的表2中:
表2
  浓度(%)   IL1α的量(pg/ml)   IL8的量(pg/ml)
  情况1(对照)   -   1.8(±0.1)   38.8(±11.5)
  情况2(150kDa~600kDa的HA片段)   2.5   1.4(±0)   40.2(±4.9)
  情况2(150kDa~600kDa的HA片段)   5   0.6(±0.3)   31.0(±0.6)
  情况3(MSH复合物)   2.5   3.5(±1.8)   20.1(±7.2)
  情况3(MSH复合物)   5   3.4(±0.8)   34.8(±13.7)
对于本发明的MSH复合物,没有观察到促炎细胞因子的明显诱导。与对照以及非结合的片段化HA相比,甚至观察到了IL8型白介素比例的降低。
试验3:MSH复合物减慢对琼脂糖凝胶的分解代谢的证明
该实验性研究包括:通过琼脂糖凝胶电泳测量本发明的MSH复合物在体外对来自牛的透明质酸酶的降解动力学。在37℃历时30分钟将10μl的1mg/mL的透明质酸酶与50μl的复合物的FBS缓冲溶液混合。
分别在5分钟、15分钟和30分钟时,取出10μl反应物混合物,然后在95℃加热以停止酶反应。然后将这些10μl的样品沉积在琼脂糖凝胶上,用合适的染色剂(Stains
Figure G2009101741452D0000091
)进行电泳显色。
如图1所表示的三个取样和反应时间的琼脂糖凝胶电泳所示,与非结合的片段化HA相比,本发明的MSH复合物具有更加重要的高分子量HA的分布。
试验4:MSH复合物与高分子量的透明质酸二甲基硅烷二醇酯的细胞刺激作用的比较
以与上述试验1相同的方式观察下述物质对于重建的人类表皮RHE的角质细胞的细胞增殖作用(使用免疫跟踪技术):
-本发明的MSH复合物(基于150kDa~600kDa的HA片段)。
-透明质酸二甲基硅烷二醇酯,由申请人以商标“D.S.H.
Figure G2009101741452D0000092
”购买。
D.S.H.
Figure G2009101741452D0000093
是一种有机硅产品,由二甲基硅烷二醇与高分子量的透明质酸(1500kDa~2200kDa的HA片段)结合而成。
所得结果集中在下表3中,以PBS缓冲溶液(对照)作为基准:
表3
Figure G2009101741452D0000094

Claims (12)

1.一种基于有机硅衍生物的复合物,其特征在于,所述衍生物通过弱键与一个或多个分子量为150kDa~750kDa的校准的透明质酸片段相结合,所述衍生物如通式(I)所示:
RxSi(OH)4-x    (I)
其中:
R是C1~C4的烷基,x=1或2。
2.如权利要求1所述的复合物,其特征在于,所述片段的分子量为150kDa~600kDa。
3.如权利要求1和2中的任一项所述的复合物,其特征在于,所述片段的分子量为250kDa~600kDa。
4.如权利要求1和2中的任一项所述的复合物,其特征在于,式(I)的所述有机硅衍生物选自单甲基硅烷三醇或二甲基硅烷二醇。
5.如权利要求4所述的复合物,其特征在于,所述有机硅衍生物是单甲基硅烷三醇。
6.如权利要求1、2和5中任一项所述的复合物,其特征在于,所述单甲基硅烷三醇与一个或多个分子量为150kDa~600kDa或250kDa~600kDa的透明质酸片段结合。
7.局部施用以预防和修复与衰老有关的皮肤损伤的化妆品组合物,其特征在于,所述组合物包含任何与皮肤生理学相容的赋形剂和作为主要活性成分的权利要求1~6中任一项所述的复合物。
8.如权利要求7所述的组合物,其特征在于,相对于所述组合物的总重量,所述式(I)的复合物的含量为1重量%~10重量%。
9.如权利要求8所述的组合物,其特征在于,相对于所述组合物的总重量,所述式(I)的复合物的含量为2重量%~5重量%。
10.如权利要求7~9中任一项所述的组合物,其特征在于,所述组合物被配置成膏剂、乳剂、凝胶剂、洗剂或乳状液的形式。
11.权利要求1~6中任一项所述的复合物作为细胞刺激剂的用途,所述细胞刺激剂用于增强表皮细胞的活性并限制皮肤组织的分解代谢作用。
12.用于预防或修复与衰老有关的皮肤损伤的美容护理方法,所述方法通过在皮肤上施用权利要求7~10中任一项所述的组合物来实现。
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