DE2514844A1

DE2514844A1 - Kosmetischer wirkstoff

Info

Publication number: DE2514844A1
Application number: DE19752514844
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Chem Dr Braeumer; Zdenek Dipl Chem Eckmayer
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1975-04-04
Filing date: 1975-04-04
Publication date: 1977-03-17
Also published as: SE7601842L; JPS51139635A; ATA241376A; FR2305971A1; AT353973B; IT1053860B; ES444968A1; GB1511804A

Description

3. April 1975 Dr. W/Sch ON

Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinheim Kosmetischer Wirkstoff

Die Erfindung betrifft einen kosmetischen Wirkstoff auf Kollagenbasis zur Verwendung in Pflegemitteln wie beispielsweise Cremes, Packungen, Masken, Gesichtswassern oder dgl.

Bs ist bekannt, daß tierische Bindegewebe, insbesondere die Haut, im wesentlichen aus Kollagen bestehen. Das Kollagenmolekul wird in den Pibroblasten der Haut synthetisiert und in den interzellulären Raum abgegeben. Dort unterliegt es verschiedenen biochemischen Reaktionen, z.B. der partiellen Hydroxylierung des Prolins.

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Kollagenmoleküle lagern sich um jeweils IM ihrer Länge von 28oo Se versetzt zu Pibrillen zusammen. Die Fibrillen aggregieren zu Verbänden und diese wiederum zu Pasern und Faserbündeln. Gleichzeitig werden intramolekulare und intermolekulare kovalente Bindungen geknüpft, die das Fasergeflecht stabilisieren und gleichzeitig die einzelnen Kollagenmoleküle in einen unlöslichen Zustand überführen. Auf diese Weise baut sich das dreidimensionale Netzwerk der Haut aus einem relativ kleinen Baustein auf.

In der Haut befindet sich immer ein bestimmter Anteil an löslichem Kollagen, der abhängig vom Gesundheitszustand der Haut und dem Alter des Individuums ist. Durch dieses lösliche Kollagen wird zum größten Teil der Turgor der Haut bestimmt. Bei höherem Anteil an löslichem Kollagen ist die Haut straffer.

Aufgrund der vorstehend dargelegten Zusammenhänge eignen sich lösliche Bindegewebsextrakte als Wirkstoff in kosmetischen Präparaten. Bindegewebsextrakte, d.h. Hautextrakte, Placentaextrakte usw. enthalten Gemische von löslichem Kollagen mit allen anderen löslichen Bindegewebsbestandteilen wie Hormonen, Serumproteinen, Glykopreteinen und Mucopolysaccheriden oder dgl. Verwendet man derartige Bindegewebsextrakte als kosmetischen Wirkstoff, so muß man die Wirkungen sämtlicher Bestandteile in Rechnung ziehen, wobei sich diese Wirkungen oft in nicht erwünschter Weise überlagern. Der Verwendung von Bindegewebsextrakten als kosmetischer Wirkstoff sind deshalb Grenzen gesetzt.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kosmetischen Wirkstoff auf Kollagenbasis zu entwickeln, der in seiner Wirkungsweise genau definierbar ist und unerwünschte Nebenwirkungen nicht aufweist. Es wird vorgeschlagen, einen Wirkstoff auf Kollagenbasis zu verwenden, der aus einer bis zu einer 1,5 prozentigen Lösung oder Dispersion von nativem, wasserlöslichem Kollagen besteht, dessen Amidgruppen bis zu etwa 3ο-6οϊ abgespalten sind, wobei die Lösung oder Dispersion einen p„-Wert von ca. 3,5-¹IjS aufweist. Zweckmäßig enthält der kosmetische Wirkstoff ein derartiges desamidiertes Kollagen mit o,2-o,M Gew.* Amid-Stickstoff.

Der erfindungsgemäße Wirkstoff enthält natives, d.h. nicht durch Alterung oder sonstige Behandlung vernetztes bzw. denaturiertes Kollagen in löslichem Zustand und ohne fremde Begleitsubstanzen. Es ist so eine optimale Wirkungsweise in dem jeweiligen kosmetischen Pflegemittel gewährleistet. Die erforderliche Reinheit erhält man unter Beachtung der vorstehend angegebenen Zusammensetzung durch entsprechend entwickelte, sorgfältig durchgeführte Herstellungsverfahren. Der Pachmann wird hierzu aus den an sich bekannten Herstellungsverfahren für Kollagen das jeweils dem Verwendungszweck optimal angepaßte Verfahren auswählen bzw. dieses durch geeignete einfache Vorversuche ermitteln.

Für die bei der Anwendung erzielte Wirkung ist es wesentlich, daß das Kollagenmolekül nicht durch Vernetzung oder Alterung denaturiert ist sondern im nativen Zustand vorliegt.

Die Desamidierung des Kollagenmoleküls erfolgt in an sich bekannter Weise durch Einwirkung von Chemikalien.

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Kollagen enthält zwischen 17, 8 und 18,1 % Stickstoff, wobei der Amidstickstoff 3»8 % des Gesamtstickstoffs ausmacht. Durch Einwirkung von Alkalien oder Säuren kann man eine mehr oder weniger vollständige Desamidierung des Kollagens erzielen. Die Desamidierung beruht auf einer Ammoniakabspaltung aus Glutamin und Asparagin unter Umwandlung in die entsprechenden Säuren;

^Nn\ _/NH₂ +H₂O NH_x /OH

«υ pti η "~~"—— CH-CH₀-Cv + NH

CH CH₂-C ^ Alkalien — C(V ² \)

CO Säuren

Die Freisetzung von Carboxylgruppen bei der Desamidierung führt zu einer Verschiebung des isoelektrischen Punktes zu der sauren Seite, zu einem erhöhten Alkalibindungsvermögen sowie einer Veränderung des Ladungsmusters der Kollagenmoleküle, womit eine Beeinflussung der Pibrillenbildung erzielt wird.

Es wurde gefunden, daß mit der Desamidierung, sofern sie sich auf etwa 3o-6oit der in nativem Kollagen enthaltenden Amidgruppen erstreckt, die kosmetischen Eigenschaften des Kollagens in überraschender Weise verbessert werden. Hierbei ist es jedoch wesentlich, daß keine sonstigen Veränderungen des Kollagenmoleküls vorgenommen werden. Das Kollagenmolekül muß also außer der Desamidierung im übrigen unverändert und nativ bleiben.

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7 0 9 8 11/10 0 7

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Eine Desamidierung des Kollagens über die angegebenen Werte hinaus ist unvorteilhaft. Sie führt beispielsweise zu einer starken Verminderung der Wirksamkeit, insbesondere zum Verlust der Fähigkeit, Pibrillen zu bilden. Die Pibrillenbildung ist aber eng mit der kosmetischen Wirksamkeit verbunden. Optimale Ergebnisse erzielt man mit Kollagen, das etwa o,2-o,4 Gew. % Amid-Stickstoff enthält. Natives Kollagen enthält o,7 Gew.* Amid-Stickstoff.

Durch die Desamidierung des Kollagenmoleküls und die dadurch entstandene Verschiebung des Ladungsmusters entlang der Molekülkette hat das Desamido-Kollagen die Fähigkeit, Fibrillen zu bilden, weitgehend eingebüßt, d.h., wenn Desamido-Kollagen in das Bindegewebe gelangt, so kann es sich nicht an vorhandene oder entstehende Fibrillen oder Fibrillenverbände anlagern. Da aber alle anderen Eigenschaften des löslichen Kollagens einschließlich seiner Nativität erhalten bleiben, kann das Desamido-Kollagen längere Zeit als löslicher Bestandteil der Grundsubstanz bzw. des kosmetischen Präparates die bekannten Funktionen des löslichen Kollagens, insbesondere die hautstraffende Wirkung ausüben, bis es in den normalen Katabolismus einmündet und abgebaut wird.

Die Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen kosmetischen Wirkstoffs aus desamidiertem Kollagen in Cremes oder anderen kosmetisch wirksamen Zusammensetzungen hat eine gute, faltenbeeinflussende Wirkung, die signifikant über der Wirkung anderer bekannter Wirkstoffe liegt. Im Resonanzfrequenztest kann gezeigt werden, daß desamidiertes lösliches Kollagen eine gute hydratisierende Wirkung hat.

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Das lösliche desamidierte Kollagen ist ausgezeichnet hautverträglich. In keinem Falle wurde eine allergische Reaktion festgestellt, immer aber eine deutliche Verbesserung des Hautzustandsbildes. Auf der Haut und auf dem Haar bildet der erfindungsgemäße kosmetische Wirkstoff aus desamidiertem Kollagen eine Schutz-Kolloidschicht, die vor aggressiven Stoffen und Chemikalien, insbesondere auch vor Tensiden, schützt. Als Zusatz zu Shampoos und Schaumbademitteln bewirkt der erfindungsgemäße Wirkstoff eine Verbesserung der Schaummenge und der Schaumstruktur.

Der Wirkstoff wird, wie bereits erwähnt, in an sich bekannter Weise aus tierischer Haut gewonnen, wobei sich insbesondere Kalbshaut bewährt hat, deren Kollagen sich physiologisch nur unwesentlich von dem menschlichen Kollagen unterscheidet. Es ist auch möglich, Zwischenprodukte aus Kollagen verarbeitenden Industriezweigen als Ausgangsmaterial zu verwenden, sofern diese Zwischenprodukte gewährleisten, daß das Kollagenmaterial nativ ist und der Amid-Stickstoff nicht über etwa o,4 Gew. % liegt. Bei der Herstellung und der Verarbeitung ist auf äußerste Sauberkeit und Sorgfalt zu achten, weil Kollagen als Eiweiß einen idealen Bakteriennährboden abgibt.

Die folgenden Ausführungsbeispiele sollen die Herstellung des erfindungsgemäßen kosmetischen Wirkstoffes erläutern.

1. Beispiel

2o Kalbshäute werden chemisch enthaart und auf einer fein einstellbaren Spaltmaschine mit umlaufendem Bandmesser sowohl die Epidermis als auch das Unterhautbindegewebe mit anhaftendem Fett abgespalten.

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Nach Zerkleinerung durch einen Fleischwolf erhält man ca. 5o kg Corium-Qewebe. 5o kg so erhaltene Hautstücke werden mit 2oo 1 gesättigter Kalkmilchlösung, Ca (OH) 2, ca. 4 Wochen lang behandelt. Dabei wird ein Teil der Amidgruppen als Ammoniak abgespalten. Die Behandlung muß durch Variation von Temperatur und Zeit so geführt werden, daß der Araid-Sticketoffgehalt nicht unter o,k% sinkt.

Die Hautstück· werden nun in einem rotierenden Paß mit

halber Achse mit fließendem Wasser so lange ausgewaschen,

2+ bis keine Ca -Ionen mehr nachzuweisen sind.

Das Wasser wird abgelassen und zu den Hautstücken 2oo Phosphat-Puffer, pH 7»8, Ionenstärke o,l, gegeben. Das Paß wird 12 Stunden in rotierende Bewegung versetzt und abschließend der Puffer abgelassen. Die Extraktion mit Phosphatpuffer wird dreimal wiederholt. Danach wird im Durchlauf so lange gewaschen, bis keine Phosphat-Ionen mehr nachweisbar sind. Anschließend wird mit 2oo 1 o,2 M NaCl-Lösung viermal jeweils 12 Stunden extrahiert.

Phosphat- und NaCl-Extrakt enthalten zwar auch geringe Mengen lösliches Kollagen, aber sehr viele Begleitsubstanzen. Sie werden deshalb verworfen. Nach sorgfältigem Auswaschen des Kochsalzes werden die Hautstücke nun mit o,l m Citratpuffer, pH 3,7, mehrmals extrahiert.

Durch ein spezielles Abpreßverfahren wird nun eine Lösung von Desamidokollagen erhalten, die noch einen beträchtlichen Anteil an höheren Kollagen-Aggregaten sowie einen Anteil an unlöslichem, feindispersem Kollagen enthält. Diese Lösung wird gerührt und mit Salzsäure auf einen pH-Wert von 1,8 bis 2,8 eingestellt.

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Dann läßt man das Material mindestens einen Tag, besser mehrere Tage, bei 4 C im Dunkeln stehen. Dann wird das Material durch einen Spezialfilter filtriert. Es befinden sich aber immer noch Kollagenaggregate in der Lösung. Diese werden durch Zentrifugation bei 17ooo UPM in einer Durchlaufzentrifuge entfernt.

Die Kollagenlösung wird nun 48 Stunden gegen fließendes Leitungswasser dialysiert. Dabei fällt das Kollagen aus, und die durch die Säuerung evtl. entstandenen kleinen Abbauprodukte sowie alle Mineralsalze werden entfernt. Das ausgefallene Desamidokollagen wird abfiltriert und in o,l M Citrat-Puffer gelöst.

Die Löatung kann nun durch Einengen im Vakuum bei 2o°C konzentriert werden.

Die Konservierung erfolgt mit einem der gängigen Eiweißkonservierungsmittel, vorzugsweise mit Chloracetamid oder mit Natriumäthylmercurithiosalicylat.

2. Beispiel

5o kg zerkleinerte Hautstücke wie unter Beispiel 1 erhalten, werden in einem Edelstahlkessel mit Rührer, Siebboden und Ablaßstutzen mit 3oo 1 o,l N HCl, in der sich 5 % NaCL befinden, ca. 2o Tage bei lo°C gerührt. Dabei werden wieder die Amidgruppen teilweise abgespalten. Auch hier muß die Versuchsführung so erfolgen, daß durch geeignete Wahl von Temperatur und Reaktionszeit der gewünschte Amidstickstoffwert von o,4 % erreicht wird. Die Salzsäure wird ausgewaschen und danach weiterverfahren wie unter Beispiel 1.

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Lösungen von nach vorstehenden Beispielen erhaltenem Desamido-Kollagen eignen sich besser als lösliches Kollagen mit vollständigen Amid-Oruppen als Wirkstoff in kosmetischen Präparationen. Es kann ohne jede Schwierigkeit sowohl in Emulsionen vom Typ Ö/W als auch vom Typ W/ö eingearbeitet werden.

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Claims

-Ig- 25U844 Patentansprüche;

1. Kosmetischer Wirkstoff auf Kollagenbasis, bestehend aus einer bis zu ca. 1,5 prozentigen Lösung oder
Dispersion von nativem, löslichem Kollagen, dessen Amidgruppen bis zu etwa 3o-6o? abgespalten sind, wobei die Lösung oder Dispersion einen p„-Wert von ca. 3,5-^,S aufweist.

2. Kosmetischer Wirkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das desamidierte Kollagen ca. o,2-o,4 Gew.X Amid-Stickstoff enthält.

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