CN106061941A - 硝酮化合物及其在个人护理中的使用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了可用作个人护理调配物中的抗氧化剂的化合物和其组合物。化合物具有式I:其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10独立地为H、C1‑C10烷基、‑OH、C1‑C6烷氧基、‑COOH、‑COO‑M+或‑O‑V+,其中M+为钠、钾或铵离子,其条件是R6、R7、R8、R9或R10中的至少一个为‑OH。
Description
技术领域
本发明大体上涉及在个人护理调配物中用作抗氧化剂的化合物和组合物。所述化合物含有硝酮和酚官能团两者。
背景技术
个人护理组合物对于大多数消费者是重要产品。个人护理组合物含有为组合物提供大量益处的多种添加剂。
抗氧化剂在通常用于个人护理组合物的添加剂之中。抗氧化剂帮助保护外皮免受由各种环境应激(如暴露于UV光线)引起的自由基的损伤影响。自由基包括例如单线态氧。自由基引起对皮肤的损伤,其中最终结果是皮肤弹性失去和皱纹出现,导致皮肤过早老化。
基于老化过程的生理机制,由于提高的活性氧物质(ROS)的水平(特别是由生理应激或太阳紫外辐射引起的)的氧化应激可加速皮肤老化。有迹象表明,内部老化和外部老化(即,光老化)具有若干叠加的生物化学和分子机制。I型胶原蛋白构成真皮结缔组织的主要结构组分,并且提供具有拉伸强度和稳定性的真皮。在真皮中的胶原蛋白的降解已在内部老化和光老化的皮肤中报告。另外,有助于通过ROS的光老化的主要信号传导路径为基质金属蛋白酶-1(MMP-1)的上调,这导致真皮胶原蛋白的降解,与老化斑和皱纹相关。因此,需要更强的抗氧化剂作为潜在抗衰老成分以提供保护。
已研究的一种此类抗氧化剂,如公开于WO 2012/150370中,为白藜芦醇(3,5,4'-三羟基-反-芪)。白藜芦醇为天然存在的多酚化合物,其存在于葡萄和其它水果的皮中。已在其抵抗来自UV曝露的皮肤损伤和抵抗诱发与大脑功能、心脏病和癌相关的损伤的ROS的潜在化学预防特性的背景下进行了探究。然而,白藜芦醇的天然丰度低,并且因此非常昂贵。
因此,需要开发用于个人护理的新型抗氧化剂组合物,包括减缓在皮肤中的胶原蛋白的降解的组合物。
发明内容
现在我们已发现,式I硝酮化合物在较低浓度下具有与自由基清除剂相等的功效(如按抗氧化保护的持续时间测量),或与常规抗氧化剂相比在相等浓度下具有更高的功效(更小氧化性损伤和/或更长的抗氧化保护)。还已发现硝酮的性能不可通过简单地添加两种不同抗氧化剂(例如一种具有酚官能团并且另一种具有硝酮官能团)实现。相反地,在同一分子中存在两种官能团为其有利的性能的重要方面。
因此,本发明的一个方面提供式I化合物:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10独立地为H、C1-C10烷基、-OH、C1-C6烷氧基、-COOH、-COO-M+或-O-M+,其中M+为钠、钾或铵离子,其条件是R6、R7、R8、R9或R10中的至少一个为-OH。在某些优选实施例中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9或R10中的至少两个为-OH。
本发明的另一个方面提供个人护理组合物,其包含(a)式I抗氧化化合物和(b)皮肤病学可接受的载体。
在另一个方面中,本发明提供处理皮肤的化妆方法,其包含将如本文所述的组合物涂敷到皮肤。
在再一方面中,提供用于抑制胶原蛋白降解的方法,所述方法包含将有效量的如本文所述的组合物局部给药到皮肤。
在又一方面中,提供用于降低可见老化迹象的方法,所述方法包含将如本文所述的组合物涂敷到需要此类治疗的皮肤。
具体实施方式
除非另外指明,否则数值范围,例如在“2到10”中,包括界定所述范围的数字(例如2和10)。
除非另外指明,否则比率、百分比、份等以重量计。
如在本说明书中使用的“室温”为环境温度,例如20℃至25℃。
如在本说明书中使用的“烷基”涵盖具有指定的碳原子数目的直链和支链脂族烃基团。如果没有指定数目,那么预期1个至6个烷基碳原子。除非另外指明,否则烷基任选地被1个、2个或3个,优选1个或2个,更优选1个与本文所述的合成相容的取代基取代。此类取代基包括(但不限于)硝基、卤素、羧酸(例如,C0-C6-COOH)、C2-C6烯烃、氰基、酰胺基和/或酯。除非另外指示,否则前述取代基本身并不进一步被取代。
如上所提,在一个方面中本发明提供式I化合物。在另一个方面中,本发明提供包含式I化合物和皮肤病学可接受载体的组合物。
在一些实施例中,在式I化合物中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9或R10中的至少三个为-OH。在一些实施例中,在式I化合物中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9或R10中的至少四个为-OH。
在一些实施例中,其中R6、R7、R8、R9或R10中的至少两个为-OH。
在一些实施例中,R8为-OH,并且R6、R7、R9或R10中的至少一个为-OH。
在一些实施例中,R8为-OH,R6、R7、R9或R10中的至少一个为-OH,并且R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9或R10中没有一个为C1-C6烷氧基。
在一些实施例中,R1或R5中的至少一个为-OH。
在一些实施例中,R6、R8或R10中的至少一个为-OH。
在一些实施例中,R2和/或R4为H、OH或C1-C6烷氧基(优选甲氧基)。
在本发明的组合物的一些实施例中,式I化合物如在表1中所示:
表1.具体的式I化合物
本领域的普通技术人员可经由大体了解可适用领域以及其中需要的常规实验的组合,容易地确定在特定组合物中应使用的式I抗氧化化合物的有效量,以便提供本文所述的益处(例如清除自由基和抑制胶原蛋白降解)。以非限制性实例的方式,以组合物的总重量计,在本发明的组合物中式I化合物的量可在0.01重量%至5重量%,优选地0.05重量%至3重量%,并且更优选地0.1重量%至1重量%的范围内。
式I化合物可容易由本领域的技术人员使用已知合成技术制备。举例来说,该化合物可通过苯基醛化合物(在苯基上含一个或多个羟基,如4-羟基苯甲醛)与苯基羟胺化合物(在苯基上也含一个或多个羟基,如3,4-二羟基苄基羟胺)的反应制备,接着分离和提纯期望的产物。
本发明的组合物还包括皮肤病学可接受载体。此类材料通常表征为不引起对皮肤的显著刺激并且不抵消活性剂在组合物中的活性和特性的载体或稀释剂。可用于本发明的皮肤病学可接受载体的实例包括(但不限于)乳液、乳霜、水溶液、油、软膏、糊剂、凝胶、洗剂、奶、泡沫、悬浮液、粉末或其混合物。在一些实施例中,以组合物的总重量计,组合物含有约99.99重量%至约50重量%的皮肤病学可接受载体。
本发明的皮肤病学可接受载体还可包括例如水、增稠剂、润肤剂、乳化剂、保湿剂、表面活性剂、悬浮剂、成膜剂、发泡剂、防腐剂、消泡剂、芳香剂、低级一元醇多元醇、高沸点溶剂、推进剂、着色剂、颜料、丙三醇、矿物油、硅感触改性剂、防腐剂、润肤剂或其混合物。
其它添加剂可包括在本发明的组合物中,如(但不限于)研磨剂、吸附剂、美感组分如芳香剂、颜料、着色剂(colorings)/着色剂(colorants)、精油、皮肤增感剂、收敛剂(例如丁香油、薄荷醇、樟脑、桉油、丁香酚、乳酸薄荷酯、金缕梅馏出物)、抗结块剂、消泡剂、抗菌剂(例如碘丙基氨基甲酸丁酯)、其它抗氧化剂、粘结剂、生物添加剂、缓冲剂、膨胀剂、螯合剂、化学添加剂、着色剂、化妆品收敛剂、化妆品杀生物剂、变性剂、药物收敛剂、外用镇痛剂、成膜剂或材料,例如用于辅助组合物的成膜特性和亲和性的聚合物(例如二十烯和乙烯基吡咯烷酮的共聚物)、乳浊剂、pH调节剂、推进剂、还原剂、螯合剂、皮肤漂白和亮白试剂(例如对苯二酚、曲酸、抗坏血酸、抗坏血酸磷酸镁、抗坏血酸葡糖胺)、皮肤调节剂(例如保湿剂,包括混杂的和闭塞的)、皮肤舒缓和/或愈合剂(例如泛醇和衍生物(例如乙基泛醇)、芦荟、泛酸和其衍生物、尿囊素、没药醇和甘草酸二钾)、皮肤处理剂、增稠剂和维生素(例如维生素C)及其衍生物。
本发明的组合物可例如呈油、凝胶、固体粘着、洗剂、乳霜、奶、气溶胶、喷雾、泡沫、摩丝、软膏或脂肪软膏或粉末形式。
本发明的组合物可用于多种个人护理应用,如在化妆品中和在皮肤护理(例如洗剂、乳霜、油、局部药品和防晒剂)中。
本发明的组合物可通过在本领域中熟知的方法制造,例如借助于常规混合、溶解、成粒、乳化、包封、包覆或冻干方法。
如上所提,含式I化合物的本发明的组合物作为自由基清除剂是高效的。与用于个人护理应用的先前已知的抗氧化剂相比,它们呈现显著更好的抗氧化性。此外已发现具有酚基的硝酮的性能不可通过简单地添加两种不同抗氧化剂(一种具有酚官能团并且另一种具有硝酮官能团)实现。相反地,在同一分子中存在两种官能团为其有利的性能的重要方面。
本发明的化妆品组合物可用于处理和保护皮肤免受例如由暴露于紫外光(如UVA和UVB光线),以及辐射的其它有害形式(如长波红外线)引起的自由基。
因此,例如化妆品组合物可在用于抑制胶原蛋白降解的方法中使用。根据此类方法,可将有效量的组合物局部给药到需要此类治疗的皮肤。
组合物还可在用于通过将该组合物涂敷到需要此类治疗的皮肤降低老化的可见迹象的方法中使用,所述老化的可见迹象可由自由基诱发的在皮肤中的胶原蛋白降解引起。老化的可见迹象可包括例如纹理不连续性的形成如皱纹和粗深皱纹、皮肤纹、裂缝、凸块、大孔或者不平坦或粗糙、减少细纹、失去皮肤弹性(功能皮肤弹性蛋白失去和/或失活)、下垂(包括在眼睛区域和下颌中的浮肿)、失去皮肤坚固性、失去皮肤紧致、失去皮肤从变形弹回、变色(包括黑眼圈)、疱、灰黄、色素过多皮肤区域如老年斑和雀斑、角化病、异常分化、过度角质化、弹性组织变性,以及在角质层、真皮、表皮、皮肤血管系统(例如毛细血管扩张症或蜘蛛血管)以及底层组织,特别是接近于皮肤的那些组织中的其它组织学改变。
在实践本发明的方法中,化妆品组合物一般通过将组合物涂敷或铺展到皮肤上局部给药。本领域的普通技术人员可容易确定化妆品组合物应涂敷的频率。该频率可取决于例如在给定天中个体可能遇到的日光量和/或个体对日光的敏感性。以非限制性实例的方式,以每天至少一次的频率给药可为期望的。
现在将在以下实例中详细地描述本发明的一些实施例。
实例
实例1
合成肟前体3,4-二羟基苯甲醛肟(34DHBzOx)
100mL的3颈烧瓶配备有电磁搅拌器、回流冷凝器、加料漏斗、热电偶、冰浴和氮气层。烧瓶装入13.81克(0.10摩尔)的3,4-二羟基苯甲醛和50mL的100%乙醇。混合物在室温下在氮气下搅拌,以得到澄清深棕色溶液。将溶液冷却到<15℃。加料漏斗装入6.63克(0.10摩尔)的50wt.%羟胺水溶液。在约45分钟的时间段内将羟胺溶液添加到冷却的醛溶液。在添加期间,反应混合物温度维持<20℃。在完成添加羟胺溶液之后,在55℃下加热反应混合物直至GC分析显示基本上没有醛(约7小时)。反应混合物通过旋转蒸发洗提溶剂,以得到定量产率的呈棕色固体状的肟。M.P.=161℃至163℃。GC显示>98%纯度。通过IR、NMR和GC/MS分析确认结构。
实例2
合成羟胺前体4-((羟氨基)甲基)苯-1,3-二醇(34DHBzHA)
125mL的3颈烧瓶配备有电磁搅拌器、烧结的玻璃鼓泡管、具有仪表的pH电极以及装有热电偶和出气口的Claisen配接器。烧瓶装入来自上面的4.59克(0.03摩尔)的3,4-二羟基苯甲醛肟(34DHBzOx)和40mL的甲醇。在室温下搅拌混合物以得到澄清棕色溶液。然后将氰基硼氢化钠(1.89克,0.03摩尔)一次性加入肟溶液。将氯化氢气体的压缩气瓶连接到鼓泡管,其中安全截留器在两者之间。HCl瓶仅打开足以允许气体滴流以鼓泡进入反应混合物中。混合物的pH快速从约7下降到<3。同时,反应混合物剧烈发泡并且固体开始沉淀。停止用HCl的鼓泡,并且监测pH。在pH已稳定在≤3下1小时之后,过滤反应混合物,并且用小部分甲醇洗涤在过滤器上的白色固体。在干燥之后,得到1.38克的白色固体。合并滤液和甲醇洗涤液,并且通过旋转蒸发除去溶剂以得到6.27克的米色固体。将这些固体与通过过滤得到的固体合并,并且溶解于约25mL的水中以得到pH为约5的澄清棕色溶液。通过添加碳酸氢钠的饱和水溶液将pH增加到约8。此时,固体开始分离出来。混合物然后在冰浴中冷却约1小时,然后过滤。用部分水洗涤在过滤器上的固体。在真空下在55℃下干燥约1小时之后,呈深棕色固体的羟胺的产量是2.56克(55%产率)。MP=149℃至151℃。通过IR和NMR分析确认结构。HPLC分析得到>75%的纯度。
实例3
合成硝酮1-(3,4-二羟苯基)-N-(4-羟基-3-甲氧基亚苄基)甲胺氧化物(VAN-34DHBzHA)
500mL单颈烧瓶配备有电磁搅拌器和隔板。烧瓶装入7.76克(0.05摩尔)的3,4-二羟基苄基羟胺、175mL的甲醇和7.61克(0.05摩尔)的香草精。在室温下搅拌反应混合物2天。通过旋转蒸发从反应混合物除去溶剂以得到14.52克的浅棕色固体产物(理论的100%)。MP=约129℃到>150℃。HPLC分析得到约94%的纯度。
粗产物的4.22克样品使用乙酸乙酯-甲醇(95:5,v/v)作为洗脱溶剂系统通过在115克的硅胶60上的柱色谱来提纯。通过TLC监测柱部洗提份。得到的提纯产物的产量为1.10克(以装入到柱的量计26%)。MP=190℃至191℃。通过IR、NMR和GC/MS分析确认结构。HPLC分析得到>99%的纯度。
实例4
合成硝酮1-(3,4-二羟苯基)-N-(2-羟基亚苄基)甲胺氧化物(SAL-34DHBzHA)
250mL单颈烧瓶配备有电磁搅拌器和隔板。烧瓶装入3.88克(0.025摩尔)的3,4-二羟基苄基羟胺、75mL的甲醇和3.05克(0.025摩尔)的水杨醛。在室温下搅拌反应混合物3天。通过旋转蒸发从反应混合物除去溶剂以得到11.86克的浅棕色焦油状产物(理论的180%)。在室温下用100mL的甲醇搅拌粗产物;产物不全部溶解。过滤混合物。通过旋转蒸发从滤液除去溶剂以得到7.59克的棕色固体产物(理论的117%)。HPLC分析显示还存在具有较高和较低分子量两者的杂质的约87面积%的产物。
粗产物的4.15克样品使用乙酸乙酯-甲醇(95:5,v/v)作为洗脱溶剂系统通过在100克的硅胶60上的柱色谱来提纯。通过TLC监测柱部洗提份。得到的提纯产物的产量为1.51克(以装入到柱的量计36%)。MP=157℃至161℃。通过IR、NMR和GC/MS分析确认结构。
实例5
合成硝酮1-(2,4-二羟苯基)-N-(4-羟基-3-甲氧基亚苄基)甲胺氧化物(VAN-24DHBzHA)
100mL单颈烧瓶配备有电磁搅拌器和橡胶隔板。烧瓶装入1.05克(0.0068摩尔)的4-((羟胺)甲基)苯-2,4-二醇、1.1克(0.0072摩尔)的香草精和20mL的甲醇。甚至在50℃下加热2小时之后,固体不全部溶解。在室温下搅拌混合物3天。过滤混合物,并且用一点甲醇洗涤在过滤器上的固体。在空气中干燥几个小时之后,产物的产量为1.7克(87%产率)。MP=175℃至177℃。通过IR和NMR分析确认结构。
实例6
合成硝酮N-(4-羟基亚苄基)-1-(4-羟苯基)甲胺氧化物(pHBz-pHBzHA)
100mL单颈烧瓶配备有电磁搅拌器和橡胶隔板。烧瓶装入1.6克(0.01摩尔)的对羟基苄基羟胺盐酸盐、0.36克(0.1摩尔)的氢氧化钠颗粒和10mL的甲醇。在混合物在室温下搅拌时,氯化钠开始沉淀。添加水直至得到均相溶液。需要约4mL。然后添加对羟基苯甲醛(1.2克,0.01摩尔),并且将澄清溶液在60℃下加热6小时。然后在室温下搅拌混合物3天。过滤所得白色浆液,并且用一点水洗涤在过滤器上的固体。在真空下在35℃下干燥几个小时之后,产物的产量为1.8克(79.3%产率)。MP=196℃至196℃。通过IR和NMR分析确认结构。
实例7
合成硝酮N-亚苄基-1-(2,4-二羟苯基)甲胺氧化物(Bz-24DHBzHA)
100mL单颈烧瓶配备有电磁搅拌器和橡胶隔板。烧瓶装入1.55克(0.01摩尔)的2,4-二羟基苄基羟胺、1.06克(0.01摩尔)的苯甲醛、10mL的甲醇和2mL的水。在50℃下搅拌混合物2小时,产生澄清棕色溶液。将混合物在室温下搅拌过夜。过滤所得浆液。用一点温水洗涤在过滤器上的固体,然后将其在真空下在35℃下干燥。产物的产量为1.65克(67.9%产率)。MP=158℃。通过IR和NMR分析确认结构。
实例8
合成硝酮N-亚苄基-1-(4-羟苯基)甲胺氧化物(Bz-pHBzHA)
100mL单颈烧瓶配备有电磁搅拌器和橡胶隔板。烧瓶装入1.39克(0.01摩尔)的对羟基苄基羟胺、1.06克(0.01摩尔)的苯甲醛、10mL的甲醇和2mL的水。将混合物在50℃下加热6小时,并且然后在室温下搅拌过夜。过滤所得的白色浆液,并且用少量水洗涤在过滤器上的固体。在真空下在35℃下干燥固体。产物的产量为1.8克(79%产率)。MP=191℃。通过IR和NMR分析确认结构。
实例9
合成硝酮N-(2,4-二羟基亚苄基)-1-(2,4-二羟苯基)甲胺氧化物(24DHBz-24DHBzHA)
100mL单颈烧瓶配备有电磁搅拌器和橡胶隔板。烧瓶装入1.55克(0.01摩尔)的2,4-二羟基苄基羟胺、1.38克(0.01摩尔)的2,4-二羟基苯甲醛、10mL的甲醇和2mL的水。将混合物在50℃下加热6小时,并且然后在室温下搅拌过夜。过滤所得的白色浆液,并且用少量水洗涤在过滤器上的固体。在真空下在35℃下干燥固体。产物的产量为2.4克(87%产率)。MP=203℃至204℃。通过IR和NMR分析确认结构。
实例10
抗氧化潜力
使用氧自由基吸收能力(ORAC)协议评估抗氧化潜力。ORAC为基于氢原子转移(HAT)机制的化学活体外方法(见N.Re等人,《自由基生物学和医学(Free RadicalBiology&Medicine)》,26(9/10),1231(1997))。ORAC测量过氧自由基诱导的氧化的抗氧化抑制,并且因此反映通过H原子转移的经典的自由基链破坏抗氧化活性。在该检验中,过氧自由基与萤光探针反应以形成非萤光产物。这使用荧光测量定量。通过降低的速率和随时间推移形成的产物的量确定抗氧化能力。该检验取决于自由基对萤光探针的损伤,产生其荧光强度的改变。荧光强度的改变为自由基损伤程度的指示。在抗氧化剂的存在下,自由基损伤的抑制反映在较高荧光强度中,并且可测量为对自由基的抗氧化能力。ORAC检验的唯一性为将反应驱动完成。这允许计算曲线下面积(AUC)并且相对于在许多其它检验中的相对测量,得到抗氧化性的绝对定量。
如所提到,观测荧光降低用时越长,抗氧化(AO)潜力越高。从给定抗氧化剂的AUC中减去空白的AUC以得到其ORAC值。计算需要得到与Trolox相同的AUC值的AO浓度,并且用于表示Trolox相等AO能力(TEAC)。Trolox为((±)-6-羟基-2,5,7,8-四甲基色原烷-2-羧酸,CAS#53188-07-1),并且用作内部对照物。
ORAC测试在上表1的化合物(本发明化合物)以及维生素C、维生素E和以下比较化合物中进行:
丁基化羟基甲苯(BHT)
(Z)-N-亚戊基丙-2-胺氧化物(VAL-IPHA)
2-苯基-N-叔丁基硝酮(PBN)
在ORAC测试溶液中本发明硝酮浓度为30微摩尔,而Trolox、维生素C、维生素E、BHT、PBN+BHT和VAL-IPHA的浓度为100微摩尔。由ORAC值计算的TEAC值列于表2。
表2.TEAC值
出人意料地,发现本发明化合物与已知抗氧化剂维生素E或维生素C相比展示显著较高的ORAC值。同样明显地,酚AO如BHT、非芳香族硝酮如VAL-IPHA或芳族硝酮如PBN的TEAC值与本发明化合物的TEAC值相比并不非常高,本发明化合物在多羟基芪类化合物模拟结构中含有酚和硝酮部分两者。对于芳香族硝酮和酚AO的物理共混物(PBN+BHT)的TEAC值也相对小。这使我们相信对于进行的再生机制,硝酮和酚官能团需要为同一分子的一部分。
Claims (10)
1.一种式I化合物:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10独立地为H、C1-C10烷基、-OH、C1-C6烷氧基、-COOH、-COO-M+或-O-M+,其中M+为钠、钾或铵离子,其条件是R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9或R10中的至少两个为-OH,其中R6、R7、R8、
R9或R10中的至少一个为-OH。
2.根据权利要求1所述的化合物,其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9或R10中的至少三个为-OH。
3.根据权利要求1所述的化合物,其中R6、R7、R8、R9或R10中的至少两个为-OH。
4.根据权利要求3所述的化合物,其中R8为-OH,其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R9或R10中没有一个为C1-C6烷氧基。
5.根据权利要求1所述的化合物,其中所述化合物选自由以下各项组成的群组:
6.根据权利要求5所述的化合物,其中所述化合物选自由以下各项组成的群组:
7.一种个人护理组合物,其包含:
(a)式I抗氧化化合物:
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9和R10独立地为H、C1-C10烷基、-OH、C1-C6烷氧基、-COOH、-COO-M+或-O-M+,其中M+为钠、钾或铵离子,其条件是R6、R7、R8、R9和R10中的至少一个为-OH;以及
(b)皮肤病学可接受载体。
8.一种处理皮肤的化妆方法,其包含将根据权利要求7所述的组合物涂敷到所述皮肤。
9.一种用于抑制在皮肤中的胶原蛋白降解的方法,所述方法包含:将有效量的根据权利要求7所述的组合物局部给药到所述皮肤。
10.一种用于降低老化的可见迹象的方法,所述方法包含:将根据权利要求7所述的组合物涂敷到需要此类治疗的皮肤。
Applications Claiming Priority (3)
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