DE102012003725A1

DE102012003725A1 - Kolloidale Trägersysteme zur dermalen Applikation von Ceramiden:

Info

Publication number: DE102012003725A1
Application number: DE201210003725
Authority: DE
Inventors: Fitsum Feleke Sahle
Original assignee: Skinomics GmbH
Current assignee: Skinomics GmbH
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2013-08-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft kosmetische und pharmazeutische Trägersysteme in kollidaler Form. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung von Trägersystemen mit stark verbesserter Bioverfügbarkeit von inkorporierten Ceramiden im galenischen Zielkompartiment unteres Stratum corneum bei ungewöhnlich guter Hautverträglichkeit. Das Problem der Erfindung wird gelöst durch die Bereitstellung einer topischen Formulierung in kolloidaler Form, die aus vier wesentlichen Bestandteilen besteht. Sie enthält ein Ceramid oder ein Ceramidgemisch, eine lipophile Phase, eine Mischung aus Tensid und Co-Tensid und eine hydrophile Phase.

Description

Einführung
Ceramide stellen eine außerordentlich rigide Lipidklasse dar, die sich sehr schwer in kosmetische und dermatopharmazeutische Formulierungen einarbeiten lassen. Bisher sind keine Formulierungen bekannt, die Ceramide befähigen, in das menschliche Stratum -corneum zu penetrieren.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formulierung in kolloidaler Form zur topischen Anwendung auf und/oder in die Haut und/oder Hautanhangsgebilde und/oder Schleimhäute, enthaltend eine lipophile Phase mit Ceramiden und/oder Ceramidgemischen in einer Menge von 0,1–50 Gew.-%, eine Mischung aus Tensid und Co-Tensid in einer Menge von 5–65 Gew.-% und eine hydrophile Phase, die geeignete Mischungen aus Cosolventien und Wasser enthält, wie z. B. eine Mischung von 1,2-Pentandiol und Wasser in einer Menge von 20–95 Gew.-% sowie eine lipophile Phase (Öl) in einer Menge von 0,1–50 Gew.-%.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft kosmetische und pharmazeutische Trägersysteme in kolloidaler Form, enthaltend Ceramide und deren Gemische, zur topischen Applikation auf der Haut und Schleimhaut, bestehend aus einer Tensid/Cotensid-Mischung (z. B. Polyglycerolfettsäureester oder Lecithin), einer hydrophilen Phase, z. B. einer Mischung von 1,2-Pentandiol als Cosolvens und Wasser, einer lipophilen Komponente (Öl) sowie Penetrationsenhancern.
Die vorgeschlagenen kolloidalen Trägersysteme zeigten im Vergleich zu bisher bekannten Vehikelsystemen eine stark verbesserte Bioverfügbarkeit von inkorporierten Ceramiden im galenischen Zielkompartiment unteres Stratum corneum (Stratum compactum) bei ungewöhnlich guter Hautverträglichkeit. Die Ceramid-haltigen Systeme bildeten sich spontan bei unerwartet geringen Tensid/Cotensid-Mengen.
Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, dass die topische Formulierung in kolloidaler Form aus vier wesentlichen Bestandteilen besteht. Sie enthält somit ein Ceramid oder ein Ceramidgemisch, eine lipophile, eine Mischung aus Tensid und Cotensid und eine hydrophile Phase.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen kolloidalen Systems liegt insbesondere in der Zusammensetzung aus ausschließlich dermatologisch sehr gut verträglichen Inhaltsstoffen, in verhältnismäßig niedrigen Emulgatorkonzentrationen sowie in der geringen Teilchengröße der dispergierten lipophilen Phase.
Die lipophile Phase besteht in diesem System aus einem hautverträglichen Öl, wie z. B. aus mittelkettigen Triglyceriden, flüssigen Wachsen oder flüssigen, ungesättigten Fettsäuren. Die lipophile und gleichzeitig kolloidale Phase ist zu 0,1–50 Gew.-%, enthalten, wobei 5 Gew.-% bevorzugt werden.
Essentiell für die Entstehung der kolloidalen Trägersysteme ist das Tensid-Cotensid-Gemisch, welches zu 5–65 Gew.-%, bevorzugt zu 15–30 Gew.-% eingesetzt wird. Aus stofflicher Sicht sind Kombinationen aus verschiedenen hautverträglichen Tensiden z. B. Polyglycerolfettsäureester oder Lecithin bevorzugt. Das Mischungsverhältnis Tensid:Cotensid beträgt 0,5–3,5 für Tensid und 1,5–4,5 für das Cotensid vorzugsweise 1:3.
Weiterhin enthalten ist eine hydrophile Phase, z. B. zusammengesetzt aus Glycolen bzw. Polyolen und Wasser bzw. Puffer, einzeln oder in Kombination, vorzugsweise 1,2-Pentandiol/Wasser-Mischungen. Der Anteil des 1,2-Pentandiols beträgt 10–70 Gew.-% vorzugsweise 50 Gew.-% und der des Wasser beträgt 1–50 Gew.-%, vorzugsweise 5–15 Gew.-%.
Nachfolgend wird die Erfindung durch ihre Zusammensetzung und verschiedene Untersuchungsergebnisse näher beschrieben.
Herstellung und Charakterisierung der kolloidalen Vehikelsysteme
Die kolloidalen Systeme bilden sich spontan aus den Einzelbestandteilen. Dazu gehören hautverträgliche nichtionische bzw. amphotere Tenside, sowie lipophile und hydrophile Grundstoffe und Mischungen. Das Tensid/Cotensid-Gemisch besteht aus einer Kombination dermal besonders gut verträglicher Substanzen (siehe Anwendungsbeispiele 1–4). Es kommen hier Polyglycerolfettsäureester und Lecithin zur Anwendung, vorzugsweise Polyglycerolfettsäureester wie Polyglycerol-4-oleat und Polyglycerol-4-laurat und Lecithin wie Sojaphosphatidylcholin. Es handelt sich hierbei PEG-freie Emulgatoren, die aufgrund ihrer exzellenten Verträglichkeit u. a. in kosmetischen Reinigungsprodukten angewendet werden. Der Einsatz des Lezithins sowie die Kombination von Polyglycerolfettsäureester führen aufgrund ihrer sehr guten dermatologischen Verträglichkeit zu optimalen Tensidsystemen als Bestandteil des kolloidalen Systems zur dermalen Applikation von Ceramiden.
Bei der lipophilen Phase kann es sich beispielsweise um Linolsäure (9,12-Octadiensäure) und um ein flüssiges hautverträgliches, flüssiges Wachs, das Isopropylpalmitat handeln. Ferner wird als Teil der hydrophilen Phase als Cosolvens und Penetrationsenhancer 1,2-Pentandiol eingesetzt. 1,2-Pentandiol verfügt durch seine hydrophilen und lipophilen Moleküleigenschaften über einen amphiphilen Charakter. Dieser führt zu exzellenten solubilisierenden Eigenschaften und zu einer guten Affinität zur Haut- und Haaroberfläche. Gleichzeitig ist der Zusatz von Konservierungsmitteln durch die antimikrobielle Wirksamkeit des 1,2-Pentandiols nicht erforderlich. Die multifunktionellen Eigenschaften von 1,2-Pentandiol machen es zu einem idealen Bestandteil für Haut- und Haarformulierungen. Visuelle Kontrollen des kolloidalen Carriers ergaben im Untersuchungszeitraum von drei Monaten keine Veränderungen. Das System behielt die typischen Eigenschaften wie Transparenz bzw. leichte Opaleszenz sowie geringe Viskosität. Als wirksamer Bestandteil enthält ein beispielhaftes kolloidales System 4,4% Ceramid [AP].
Analytik
Die Quantifizierung der Ceramide erfolgte mittels LC/ESI-MS. Für die Untersuchungen wurde ein HPLC System (Finnigan, San Jose, CA, USA) mit Kopplung an eine Finnigan SSQ 710C MS (Finnigan, San Jose, CA, USA) verwendet. Als stationäre Phase wurde eine reversed Phase Nucleosil^® C-18 HPLC Säule, 125 mm × 2 mm, 120-3 (Macherey-Nagel, Düren, Deutschland) ausgestattet mit einer C-18 Vortrennung and als mobile Phase Methanol/THF (97:3, v/v) verwendet. Die Flussrate und das Injektionsvolumen wurden auf 0,2 ml/min und 10 μl eingestellt. Die Injektionsproben wurden in Methanol präpariert und die Solventien sowie Cosolventien anhand der unterschiedlichen Retentionszeiten von den Lipiden getrennt.
Stabilitätsuntersuchungen
Die Lagerstabilität der kolloidalen Trägersysteme mit Ceramid [AP] wurde aber einen Zeitraum von 13 Monaten, die mit Ceramid [AP] und Ceramid [EOS] über einen Zeitraum von 8 Monaten, die kolloidalen Trägersysteme mit Ceramid [AP], Ceramid [EOS] und weiteren SC-Lipiden über einen Zeitraum von 8 Monaten sowie die kolloidalen Trägersysteme mit Ceramid [NP] und Ceramid [EOS], Ceramid [AP] und weiteren SC-Lipiden über einen Zeitraum von 3 Monaten visuell nachgewiesen.
HET-CAM Untersuchungen
Es wurden natürlich befruchtete Hühnereier (50–60 g) der Rasse ”New Hampshire” verwendet, die am Legetag durch das Nutztierwissenschaftliche Zentrum der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg bereitgestellt werden. Nach dem Transport in Polysterol-ummantelten Behältnissen, wurden die Eier über 8 Tage bei 37°C und 55% Luftfeuchtigkeit in Paletten in einem Brutschrank bebrütet. Alle 12 Stunden wurden die Eier gewendet, ausgenommen die letzten 24 Stunden (9. Bruttag). Nach Ablauf der Brutzeit (10. Bruttag) wurden die Eier einzeln in Polysterolummantelungen überführt, eröffnet und mikrochirurgisch wie folgt bei Zimmertemperatur präpariert.
Nach Durchleuchten der Eipole mit einer lichtstarken Kaltlichtquelle wurde ein etwa kreisrundes Loch mit einem Durchmesser von 1,5 cm im Bereich der Luftkammer in den schwächer konvexen Pol des Eis geschnitten. Der durch die Öffnung entstehende Staub wurde vorsichtig mit einem Gummiblasebalg von der Eihaut kontaktfrei abgeblasen und die Eihaut mit 37°C warmer physiologischer Kochsalzlösung (0,9% NaCl) benetzt. Durch vorsichtige Präparation mit mikrochirurgischem Besteck 20–30 Minuten nach der Eröffnung des Eies und einer Ruhephase im Brutschrank wurde die äußere Eihaut unter einer Laminarbox entfernt und die CAM freigelegt. Ca. 10–30% der präparierten Eier waren nicht befruchtet und mussten verworfen werden. Für die Untersuchungen wurden nur Eier verwendet, die ein gut ausgebildetes Gefäßnetz auf der CAM aufwiesen. Zur Applikation jeder Testpräparation wurden an jeweils 12 Eiern maximal 30 min nach dem Eröffnen je 300 μl appliziert.
Zunächst erfolgte eine Beobachtung der Eier über insgesamt 5 min (300 sek.). Während dieser Zeit wurden Veränderungen der CAM nach folgenden Kriterien hinsichtlich des Zeitpunkts des Auftretens (Irritationsscore, IS) sowie des Schweregrades am Ende der Beobachtungszeit dokumentiert.

– Auftreten von Blutungen (Hämorrhagien), also die Extravasation von Erythrozyten, wurde als Hämorrhagie (H) gewertet.
– Die Lysis des Gefäßes/transparent werden von Gefäßen als Lysis des Gefäßes (L) gewertet.
– Stagnieren des Blutflusses und Zeichen der intravasalen Gerinnung wurden als Koagulation (C) gewertet.

Die Berechnung des Irritationsscores (IS) erfolgte nach den ICCVAM-Kriterien nach folgendem Verfahren: IS = ( 301 – sekH / 300·5) + ( 301 – sekL / 300·7) + 301 – sekC / 300·9)

IS: = Irritationsscore
sek: = Sekunden bis Beginn des Ereignisses
H: = Hämorrhagie
L: = Lyse
C: = Koagulation

Als Bewertungskriterien des IS werden folgende Grenzwerte definiert:

– IS ≤ 1 = kein Hinweis für irritatives Potential
– IS > 1 und < 4 = leichtes irritatives Potential
– IS > 4 und ≤ 9 = mäßiges irritatives Potential
– IS > 9 = starkes irritatives Potential

Der Schweregrad von Veränderungen zum Ende des Beobachtungszeitraums wurde nach folgenden Kriterien eingestuft:

– 0 = keine Reaktion
– 1 = leichte Reaktion
– 2 = mäßige Reaktion
– 3 = starke Reaktion

Nach den Versuchen wurden alle Eier über 48 Stunden im Tiefkühlschrank bei –20°C abgetötet und anschließend hygienisch über den Krankenhausmüll entsorgt. Die Untersuchung der negativ und positiv Kontrollen ergab wie erwartet für die physiologische Kochsalzlösung keinen Hinweis für einen irritativen Effekt, während für Natriumlaurylsulfat eine deutliche Steigerung der Perfusion als Ausdruck eines irritativen Effektes erkennbar war.
Die kolloidalen Trägersysteme hingegen zeigten keine Hinweise für eine irritative Wirkung oder einen vasoaktiven Effekt.
Penetrationsuntersuchungen
Die Penetration der Ceramide aus den entwickelten Mikroemulsionen in das humane Stratum corneum wurde anhand der Diffusionszelle nach FRANZ untersucht. Als Vergleichspräparat wurde Basiscreme DAC (Hydrophile Creme) untersucht. Für die Penetrationsuntersuchung wurden Humanhautstücke verwendet, die von Mammareduktionsplastiken stammten.
Zur Penetrationsuntersuchung kam die Diffusionszelle nach FRANZ (Crown Glass Company, Somerville, New York, USA) zur Anwendung. Der Aufbau ist in dargestellt. Das durch einen Glasring und eine Metallklammer auf der Filtergaze positionierte, Hautstück steht von der dermalen Seite aus in Kontakt mit der Akzeptorflüssigkeit, in diesem Fall Phosphatpuffer pH 7,4. Durch eine Glasabdeckung wird das System vor Verdunstungsverlusten während des Versuches geschützt.
Es wurden jeweils ca. 20 μl Mikroemulsion oder ca. 20 mg Basiscreme auf ein entsprechendes Hautstück aufgetragen und gleichmäßig verteilt. Es wurden drei Spenderhäute zu drei unterschiedlichen Versuchszeiten verwendet.

Anschließend wurde das präparierte Hautstück auf der Gaze der auf 32°C temperierten Diffusionszelle platziert und dort 30, 300 oder 1000 Minuten belassen. Nach Ablauf der Versuchszeit wurde die überschüssige Formulierung auf der Hautoberfläche mit einem Tupfer entfernt. Das Hautstück diente zur Gewinnung von drei Stanzbiopsien (Kromayer-Stanze, Durchmesser 6 mm; Stiefel Laboratorium GmbH, Offenbach), aus denen mit Hilfe eines Gefriermikrotoms (Jung, Heidelberg) horizontale Schnitte angefertigt wurden. Die Schnitte wurden wie folgt gepoolt:

Hautprobe	Schnittanzahl und Schichtdicke
Stratum corneum (SC)	10 μm
lebende Epidermis (EP)	4 Schnitte à 20 μm
Dermis 1 (DR 1)	5 Schnitte à 40 μm
Dermis 2 (DR 2)	5 Schnitte à 40 μm
Dermis 3 (DR 3)	5 Schnitte à 40 μm
Dermis 4 (DR 4)	5 Schnitte à 40 μm
Dermis 5 (DR 5)	5 Schnitte à 40 μm

Die zur gleichen Hautschicht gehörenden Abrisse aller drei Hautstücke wurden zu einer Probe zusammengefasst (gepoolt). Der zum Abwischen der überschüssigen Formulierung verwendete Tupfer wurde zur Extraktion mit 5,0 ml Methanol 12 h Stunden geschüttelt. Die einzelnen Abrisse wurden mit 300–500 μl Methanol, je nach erwarteter Wirkstoffmenge versetzt und eine Stunde geschüttelt. Anschließend wurden die Proben über Nacht im Kühlschrank aufbewahrt, am nächsten Tag erneut eine Stunde geschüttelt und anschließend der Analyse unterzogen.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Bioverfügbarkeit des deuterierten Ceramids insbesondere in den unterer Lagen des Stratum corneum (galenisches Zielkompartiment) für die untersuchten kolloidalen Systeme deutlich höher war als für die Referenzgrundlage. Daraus lassen sich deutlich verbesserte Bedingungen für die Integration von Ceramiden in die natürlichen Stratum corneum-Membranen ableiten ( ).

Claims

Galenische Formulierung in kolloidaler Form zur topischen Applikation auf der Haut und/oder Schleimhaut, enthaltend: a) ein Ceramid oder ein Ceramidgemisch in einer Konzentration von 0,001–5 Gew.-%, b) eine Mischung aus Tensid und Cotensid in einer Meng von 5–65 Gew.-%, c) eine lipophile Phase in einer Menge von 0,1–20 Gew.-% und d) eine Hydrophile Phase in einer Menge von 20–95 Gew.-%.
Galenische Formulierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass kurzkettige Ceramide in die lipophile Phase inkorporiert werden.
Galenische Formulierung nach Anspruch 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass Ceramid [AP] als kurzkettiges Ceramid in die lipophile Phase inkorporiert werden.
Galenische Formulierung nach Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass Ceramid [NP] als kurzkettiges Ceramid in die lipophile Phase inkorporiert werden.
Galenische Formulierung nach Anspruch 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass Ceramid [AP] und Ceramid [NP] als kurzkettige Ceramide im Masseverhältnis von 20:1 bis 20:1, bevorzugt 1:1 in die lipophile Phase inkorporiert werden.
Galenische Formulierung nach Anspruch 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzkettigen Ceramide, die eine gesättigte amidgebundene Fettsäure mit einer Kettenlänge von C16 bis C26, vorzugsweise C18 bis C22 aufweisen, in die lipophile Phase inkorporiert werden.
Galenische Formulierung nach Anspruch 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die kurzkettigen Ceramide, die eine gesättigte amidgebundene alpha-OH-Fettsäure mit einer Kettenlänge von C16 bis C26, vorzugsweise C18 bis C22 aufweisen, in die lipophile Phase inkorporiert werden.
Galenische Formulierung nach Anspruch 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass ein kurzkettiges Ceramid und ein langkettiges Ceramid im Masseverhältnis von 20:1 bis 1:20, bevorzugt 8:1 in die lipophile Phase inkorporiert werden.
Galenische Formulierung nach Anspruch 1–8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ceramid [AP] als kurzkettiges Ceramid und Ceramid [EOS] als langkettiges Ceramid im Masseverhältnis von 20:1 bis 20:1, bevorzugt 8:1 in die lipophile Phase inkorporiert werden.
Galenische Formulierung nach mindestens einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass Polyglycerolfettsäureester als Tensid und Co-Tensid verwendet werden.
Galenische Formulierung nach mindestens einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass Lezithin als Tensid verwendet wird.
Galenische Formulierung nach mindestens einem der Ansprüche 1–11, dadurch gekennzeichnet, dass die Tensid-Cotensid-Mischung in einem Masseverhältnis von 0,5–3,5 für Tensid und 1,5–4,5 für das Cotensid, eingesetzt wird.
Galenische Formulierung nach mindestens einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Tensid-Cotensid-Mischung aus Polyglycerolfettsäureestern in einem Massenverhältnis von 1:1 besteht.
Galenische Formulierung nach mindestens einem der Ansprüche 1–13, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophile Phase ausgewählt ist aus Glycolen bzw. Polyolen und Wasser bzw. Puffer.
Galenische Formulierung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die hydrophile Phase eine Mischung aus 1,2-Pentandiol und Wasser im Masseverhältnis von 20:1 bis 20:1, bevorzugt 10:1, ist.
Galenische Formulierung nach mindestens einem der Ansprüche 1–15, dadurch gekennzeichnet, dass mittelkettige Triglyceride als lipophile Phase verwendet werden.
Galenische Formulierung nach mindestens einem der Ansprüche 1–16, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüssiges synthetisches Wachs und eine ungesättigte Fettsäure als lipophile Phase im Masseverhältnis von 20:1 bis 1:20, bevorzugt 5:1 verwendet werden.
Galenische Formulierung nach mindestens einem der Ansprüche 1–17, dadurch gekennzeichnet, dass Isopropylpalmitat als flüssiges synthetisches Wachs und Linolsäure als ungesättigte Fettsäure als lipophile Phase im Masseverhältnis von 20:1 bis 1:20, bevorzugt 5:1 verwendet werden.
Verwendung der Galenischen Formulierung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–18, zur topischen Applikation auf Haut und/oder Nagel und/oder Haar und/oder Schleimhaut.