DE3125260C2

DE3125260C2 - Wasserhaltiges, viscoelastisches Gemisch enthaltend Hyaluronat und kosmetische Mittel enthaltend diese Gemische

Info

Publication number: DE3125260C2
Application number: DE3125260A
Authority: DE
Inventors: Endre A. Dr. Riverdale N.Y. Balasz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-21
Filing date: 1981-06-26
Publication date: 1987-04-09
Also published as: US4303676A; GB2099826B; GB2099826A; FR2478468B1; DE3125260A1; FR2478468A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein wasserhaltiges, visco-elastisches Gemisch für die Verwendung in kosmetischen Mitteln, wobei das Gemisch besteht aus a) einer Mischung aus Natriumhyaluronatfraktionen mit unterschiedlichen Molekulargewichten, b) Protein, das aus natürlichem Material stammt, von dem auch die Hyaluronatfraktionen stammen, und c) dem Rest Wasser.

Description

Die Erfindung betrifft ein wasserhaltiges, viscoelastisches Gemisch auf der Basis von Hyaluronaten und kosmetischen Mittel, enthaltend die Gemische.
Hyaluronsäure, nachfolgend mit HA bezeichnet und deren Salze, z. B. Natriumhyaluronat, nachfolgend mit NaHA bezeichnet, sind bekannte, natürliche vorkommende Substanzen, die aus hoch viskosen Glycosaminen mit alternierernden β-1,3-Glucoronid- und β-1,4-Glucosaminbindungen bestehen. Das Molekulargewicht dieses Materials liegt im allgemeinen im Bereich von 50 000 bis 8 000 000. Es sind auch Hyaluronsäuren mit Molekulargewichten von mehr als 13 000 000 bekannt und zwar abhängig vom Ausgangsmaterial, dem Herstellungsverfahren und dem Bestimmungsverfahren. Diese Materialien sind in Tiergewebe gefunden worden, z. B. in der Nabelschnur, der Glaskörperflüssigkeit, Gelenkflüssigkeit, Hahnenkämmen, krankhaften Gelenken, Gruppen A und C hemolytischen Streptokokken und in der Haut.
Die Isolierung und Bestimmung der Hyaluronsäure ist z. B. in folgenden Literaturstellen beschrieben worden: Meyer et al., J. Biol. Chem. 107, 629 (1934); J. Biol. Chem. 114, 689 (1936); Balazs, Fed. Proc. 17, 1086 (1958); Laurent et al.; Biochem. Biophys. Acta 42, 476 (1960). Der Aufbau der Hyaluronsäure wurde aufgeklärt von Weißman et al., J. Am. Chem. Soc. 76, 1753 (1954) und Meyer, Fed. Proc. 17, 1075 (1958).
Für einige Anwendungszwecke werden extrem reine Hyaluronaufbereitungen benötigt. Derartige Aufbereitungen und die Anwendungszwecke sind, z. B. in der US-Patentschrift 41 41 973 beschrieben.
Es ist bekannt, daß die Weichheit und Flexibilität des Stratum Corneum, der obersten Hautschicht vom Feuchtigkeitsgehalt der interzellulären Kanäle dieser Schicht abhängen. Die Kosmetiker und die medizinischen Forscher suchen daher nach Wegen der Wiederherstellung dieser Lebensfunktionen der Haut, wenn diese aufgrund des natürlichen Alterungsprozesses und extremer Trockenheit verloren gegangen sind.
Die Erfindung betrifft ein wasserhaltiges, hochviscoelastisches Gemisch auf der Basis von Hyaluronaten, das für die Verwendung in kosmetischen Mitteln geeignet ist. Das erfindungsgemäße Gemisch weist weichmachende, feuchthaltende, elastifizierende und Schmiereigenschaften auf, wenn es auf die Haut aufgebracht wird. Das erfindungsgemäße Gemisch enthält eine Mischung von zwei Hyaluronatfraktionen mit unterschiedlichen Molekulargewichten, eine niedermolekulare (MG 10 000 bis 200 000) und eine hochmolekulare (MG 1×10&sup6; bis 4,5×10&sup6;) Fraktion, wobei das Verhältnis der Fraktionen bei 0,3 bis 2 : 1 liegt. Das Gemisch enthält außerdem Protein in einer Menge von etwa 50 bis 400 Gew.-% bezogen auf das Hyaluronat, wobei das Protein aus natürlichem Material stammt, aus dem auch das Hyaluronat gewonnen wurde, z. B. Hähnenkämmen. Der Rest des Gemisches besteht aus Wasser.
Die Erfindung betrifft weiterhin kosmetische Mittel, enthaltend 0,05 bis 5,0 Gew.-% des erfindungsgemäßen Gemisches, zusammen mit Weichmachern, Substanzen für die Erhöhung der Viscoelastizität des Hyaluronats, Konservierungsmittel, baktereostatische und fungistatische Substanzen und Wasser. Zur Erhöhung der ästhetischen Gebrauchsfähigkeit kann das kosmetische Mittel zusätzlich mindestens einen Duftstoff enthalten.
Der Wirkstoff des erfindungsgemäßen Gemisches, das nachfolgend aus Gründen der Vereinfachung mit HPE bezeichnet wird (Hyaluronatproteinelastogel) wird vorzugsweise aus Hahnenkämmen, einem lebenden Gewebe, das relativ reich an Hyaluronsäure ist, gewonnen. Das natürliche lebende Gewebe enthält aber auch zahlreriche Proteine.
Das HPE wird gewonnen, indem man einen Ansatz Hahnenkämme homogenisiert, zerkleinert oder einfach in kleine Teile zerschneidet, nachdem man den Ansatz sorgfältig mit Wasser gewaschen hat. Die gewaschenen und homogenisierten Hahnenkämme werden dann mit Wasser unter ständigem Rühren extrahiert. Das Gewichtsverhältnis der Hahnenkämme zu Wasser beträgt im allgemeinen etwa 1 : 1, d. h. etwa 3,75 Liter Wasser pro Kilogramm Hahnenkämme. Dieses Verhältnis kann jedoch gewünschtenfalls geändert werden. Der Extraktionslösung können vorzugsweise bakteriostatische Mittel hinzugefügt werden. Geeignete bakteriostatische Mittel sind z. B. Chloroform, Cetylpyridiniumchlorid und Propylparaben. Nachdem das Extraktionsverfahren beendet ist, wird das Gewebe von der Flüssigkeit abgetrennt, z. B. durch Filtration, Zentrifugieren oder Dekantieren. Der Extrakt enthält inter alia, Natriumhyaluronat und verschiedene Eiweiße. Der Extrakt wird dann unter Verwendung von Ethanol oder Aceton oder anderen üblichen Mitteln präzipitiert oder lyophilisiert.
Das HPE, das bei dieser Aufbereitungsmethode erhalten wird, wurde wie folgt bestimmt:

a) Das Gewichtsverhältnis von Natriumhyaluronat zu Protein beträgt etwa 1 : 0,5 bis 4,0,
b) das Molekulargewicht des Natriumhyaluronats liegt bei etwa 1×10&sup6; bis 4,5×10&sup6; und
c) die wäßrigen Lösungen liegen zu 0,05 bis 5,0% in Form von hoch viscoelastischen Gelen vor.

Das Molekulargewicht dieser Aufbereitungen liegt in einem Bereich, so daß das Gemisch als solches als Hochmolekularfraktion des erfindungsgemäßen Gemisches verwendet werden kann. Die Niedermolekularfraktion wird dadurch erhalten, daß man einen Teil der obigen Zubereitung einer Wärmebehandlung unterwirft, wobei das Natriumhyaluronat teilweise zersetzt wird. Dies wird z. B. dadurch durchgeführt, daß man eine wäßrige Lösung des hochmolekularen HPE (Konzentration von 0,5 bis 1,0%) in einen abgedichteten Glasbehälter gibt und diesen auf 100°C für 0,5 bis 2,0 Stunden erwärmt. Dabei wird das Natriumhyaluronat z. T. derart zersetzt, daß es ein Molekulargewicht von etwa 30 000 bis 200 000 aufweist. Der Proteingehalt und demzufolge das Verhältnis von Natriumhyaluronat zu Protein ist das gleiche wie bei der unzersetzten HPE-Aufbereitung.
Es wurde gefunden, daß das Ausmaß der Penetration in die Haut von der Höhe des Molekulargewichts und damit der Viskosität der HPE-Aufbereitung abhängt. Ein hochmolekulares HPE dringt nur in die äußerste Hautschicht ein, während ein sehr niedrigmolekulares HPE z. B. mit Molekulargewichten von etwa 30 000 erheblich tiefer in die Haut eindringt.
Die menschliche Haut besteht aus zwei Schichten, nämlich der Außenschicht, dem Stratum Corneum und der darunter angeordneten inneren Schicht, dem Stratum Malpighi. Das Stratum Malpighi enthält die erste Schicht der lebenden Epithelzellen. Das Stratum Corneum ist nur weniger µ dick, d. h. etwa 10 bis 20 Zellen stark. Die äußeren Zellen dieser 10 bis 20 Zellen sind tote Zellen. Die inneren Zellen dieser 10 bis 20 Zellen sind lebendes Gewebe, d. h. die Zellen, die an das Statum Malpighi angrenzen. Es besteht daher ein ständiger Abschälprozeß der äußeren oder toten Zellen und eine Regenerierung von neuen Zellen aus dem Stratum Malpighi. Als Teil des natürlichen Alterungsprozesses nimmt der Anteil der alten und sterbenden Zellen im Stratum Corneum, die durch neu gebildete Zellen aus dem Stratum Malpighi ersetzt werden, ab, und dies führt letztlich zu dem alternden Erscheinungsbild der alternden Haut.
Das erfindungsgemäße Gemisch und die das Gemisch enthaltenden kosmetischen Mittel können hinsichtlich ihrer viscoelastischen Eigenschaft so variiert werden, so daß sie der jeweiligen Hautbehandlung unter Berücksichtigung des unterschiedlichen Alters angepaßt werden können und zwar aufgrund des gewünschten Grades der Hauptpenetration.
Zusätzlich zur Eigenschaft der Hautpenetration ist das HPE aufgrund seiner weiteren Eigenschaften dazu geeignet, die Oberfläche der Haut zu schmieren. Diese Eigenschaft wird durch die hoch hydratisierte Natur des Natriumhyaluronatmoleküls erklärt. Das HPE hält daher Wasser in einer mehrfachen Menge seines eigenen Trockengewichts zurück, wenn es unter verschiedenen Feuchtigkeitsbedingungen getrocknet wird. Zur Bestimmung dieser Eigenschaft wurde die Kapazität des zurückgehaltenen Wassers von wäßrigen HPE-Lösungen untersucht. Dazu wurden kleine Volumenanteile HPE (0,5 bis 1,0 ml), die 0,1 bis 1,0% Natriumhyaluronat (MG 1×10&sup6; bis 4×10&sup6;) und 0,1 bis 1,0% Protein enthalten, in einem Exikator bei 22 bis 25°C und einer konstanten Luftfeuchtigkeit von 47 bis 70% relative Luftfeuchtigkeit, gelagert. Der Wassergehalt des HPE pro Gramm Natriumhyaluronat wurde bestimmt, bis die Gewichtskonstanz erreicht war.
Die folgende Tabelle zeigt die Menge Wasser in Gramm, die durch ein Gramm Natriumhyaluronat zurückgehalten wurde: &udf53;np160&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz15&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Aufgrund des im HPE enthaltenen Natriumhyaluronats ist die Wasserabgabe sehr gering. Sie betärgt 5 bis 7 Tage bis zum Erreichen der Gewichtskonstanz. Wenn die Gewichtskonstanz erreicht ist, enthalten die großen Natriumhyaluronatmoleküle noch das 22- bis 27fache ihres eigenen Gewichtes an Wasser bei einer Luftfeuchtigkeit von 70% und das 8- bis 10fache ihres eigenen Gewichtes an Wasser bei einer Luftfeuchtigkeit von 47%. Wenn also das auf die Haut aufgebrachte HPE bei Raumtemperatur getrocknet wird, hält es etwa das 8- bis 27fache ihres eigenen Trockengewichtes an Wasser zurück. So wird durch das auf die Oberfläche und teilweise in die Mikrokanäle des Stratum Corneum aufgetragene HPE eine Feuchtigkeitsschicht erzeugt, durch die hindurch der normale Hautstoffwechsel relativ frei vorgenommen werden kann.
Das erfindungsgemäße HPE-Gemisch besteht vorzugsweise aus einer weißen bis gelben nicht-transparenten, sterilen flüssigen Lösung mit einem pH-Wert von 6 bis 7,5 und enthält etwa 1% Natriumhyaluronat und 0,5 bis 1,5% Protein (Prozent=Gew.-%). Der Rest der Lösung besteht aus 97,5 bis 98,5% Wasser. Das Natriumhyaluronat enthält eine niedermolekulare Fraktion (MG: 10 000 bis 50 000) und eine hochmolekulare Fraktion (MG: 1×10&sup6; bis 4,5×10&sup6;) im Verhältnis von 0,3 bis 2 : 1. Das Gemisch ist hoch viscoelastisch. Wenn es jedoch gewünscht ist, die Viscoelastizität herabzusetzen, kann dies dadurch vorgenommen werden, daß der pH-Wert mittels konzentrierter Salzsäure bis zu etwa 2,5 herabgesetzt wird.
Die kosmetischen Mittel gemäß der Erfindung, die auf das erfindungsgemäße HPE-Gemisch basieren, enthalten zusätzlich neben dem HPE-Gemisch Weichmacher, verschiedene Substanzen für die Erhöhung der Viscoelastizität des Hyaluronats und Konservierungsmittel, bakteriostatische und fungistatische Substanzen, die nicht mit der Hyaluronsäure reagieren. Die Hauptmenge des kosmetischen Mittels besteht aus Wasser. Falls gewünscht, kann dem kosmetischen Mittel ein oder mehrere Duftstoffe zugesetzt werden. Geeignete Weichmacher sind Squalen als bevorzugtes Weichmachungsmittel und andere übliche Weichmacher wie Isopropylmyristat oder Isopropyllinoleat.
Als Mittel zur Erhöhung der Viscoelastizität wird vorzugsweise wenigstens ein Zuckeralkohol z. B. Sorbit oder Manit verwendet. Daneben kann das kosmetische Mittel auch neutrale oder anionische Polysacharide, die ebenfalls die Viscoelastizität erhöhen, enthalten. Das bevorzugte Polysacharid ist die Methylcellulose bzw. methylierte Carboxycellulose. Es können auch andere hochmolekulare Polysacharide wie Pectine, Algenate und Carrageenan (carageenins) verwendet werden.
Als Konservierungsmittel, bakteriostatische und fungistatische Substanzen können alle die Substanzen verwendet werden, die nicht mit Hyaluronsäure regieren oder diese zersetzen. Geeignet sind insbesondere Propyl- p-hydroxybenzoat und alle anderen üblichen wasserlöslichen Hydroxybenzoate. Die erfindungsgemäßen kosmetischen Mittel enthalten vorzugsweise zusätzlich eine kleine Menge eines Duftstoffs.
Die erfindungsgemäßen Mittel enthalten vorzugsweise etwa 0,05 bis 5,0 Gew.-% des obigen HPE-Gemisches, etwa 1 bis 5 Gew.-% Weichmacher, etwa 1 bis 5 Gew.-% Zuckeralkohol, etwa 0,2 bis 1 Gew.-% neutraler oder anionischer Polysacharide und etwa 0,05 bis 2 Gew.-% Konservierungsmittel und der Rest besteht aus Wasser.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht das erfindungsgemäße kosmetische Mittel aus folgenden Bestandteilen:

HPE 0,2 g
Squalen 3 ml
Sorbit 1,0 g
Methylcellulose 0,5 g
Propyl-p-hydroxybenzoat 0,12 g
Duftstoff (Blumenöl) 8 Tropfen
destilliertes Wasser 98 ml

Die biologische Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Gemisches wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Elektronenmikroskopaufnahme der Haut einer Maus, die mit dem erfindungsgemäßen Gemisch behandelt worden ist und
Fig. 2 zeigt eine Elektronenmikroskopaufnahme der Haut einer Maus, die mit dem gleichen Gemisch wie in Fig. 1 angegeben behandelt worden ist, jedoch mit dem Unterschied, daß dieses Gemisch vorher einer Wärmezersetzung ausgesetzt worden ist.

Biologische Wirksamkeit des HPE auf der enthaarten Haut einer Maus

Die Wirksamkeit des HPE auf der enthaarten Haut einer Maus wurde mittels der Elektronenmikroskopaufnahmen untersucht. Es wurden vier Mäuse mit enthaarter Haut 30 Tage lang täglich mit entweder 2% HPE oder 2% D-HPE behandelt. Das D-HPE ist ein HPE, das einer Hitzezersetzung ausgesetzt worden ist, um die Viskosität der Lösung auf etwa den Wert des Wassers zu senken. Eine Seite des Rückens jeder Maus wurde mit HPE und die andere Seite mit D-HPE behandelt.
Die Fig. 1 mit der HPE-Behandlung der Haut zeigt, daß die Oberflächen der Hautzellen der Maus relativ glatte Umrisse und relativ wenig Spalten und Falten aufweisen. Im Vergleich dazu zeigt die Fig. 2 mit der D-HPE-Behandlung, daß die Oberflächen der Zellen viele Spalten bzw. Risse und Falten besitzen.
Die Versuche zeigen, daß die HPE-Behandlung die Oberfläche der Haut dahingehend verändert, daß sie nach einer Zeit der Austrocknung ihre weiche Oberflächenstruktur zurückerhält, während die Kontrollbehandlung mit D-HPE dies nicht ermöglicht. Das gewünschte Erscheinungsbild der Haut gemäß Fig. 1 ist nur durch die HPE- Behandlung erreichbar. Die vorherige Austrocknung der Haut ist bei dem Versuch notwendig, um die Effekte im Elektronenmikroskop sichtbar zu machen.

Untersuchungen bezüglich der Toxizität

a) Untersuchung der oralen Toxizität

Das HPE wurde aus der Haut von Schlachttieren für die menschliche Ernährung hergestellt. Während der Reinigungsprozedur wurden keine toxischen Chemikalien verwendet und alle weiteren Chemikalien, die während des Verfahrens verwendet wurden, wurden aus dem Gemisch entfernt. Eine Untersuchung der oralen Toxizität scheint daher nicht notwendig zu sein.

b) Untersuchung der Hauttoxizität

Es wurde HPE für 30 Tage lang täglich auf die Hälfte der Rückenhaut von vier enthaarten Mäusen aufgebracht. Während dieser Zeit wurde die Haut hinsichtlich Rötung, Anschwellen und Schuppenbildung beobachtet. Zum Schluß der 30tägigen Behandlung wurden Elektronenmikroskopuntersuchungen an der behandelten Haut durchgeführt. Während und nach der 30tägigen Behandlung wurden keine Abnormalitäten an der Haut beobachtet. Es wurde davon ausgegangen, daß HPE, das tierische Protein und Natriumhyaluronat enthält, nicht irritierend wirkt oder eine immunologische Wirksamkeit aufweist, wenn es auf die Haut einer anderen Spezies aufgebracht wird.

c) Untersuchungen der Augentoxizität

Zehn Albinoratten mit einem Körpergewicht von 3,0 kg wurden für diesen Test verwendet. Es wurde ein Tropfen HPE in den Bindehautsack des rechten Auges getropft, während in das linke Auge ein Tropfen einer 0,9%igen Salzlösung in der gleichen Weise eingetropft wurde. Nach 48 Stunden wurden die Augen mittels einer Schlitzlampe auf pathologische Änderungen der Cornea, der Iris und des Bindehautsacks untersucht. Keines der oben erwähnten Augengewebe zeigte eine Entzündung oder Irritation. Von den unvoreingenommenen Beobachtern wurde kein Unterschied zwischen den HPE-behandelten Augen und den mit der Kontrollflüssigkeit behandelten Augen festgestellt.

Claims

1. Wasserhaltiges, viscoelastisches Gemisch mit einem Gehalt an Natriumhyaluronat, dadurch gekennzeichnet, daß es

a) eine Mischung verschiedener Natriumhyaluronatfraktionen mit einer ersten Fraktion mit einem Molekulargewicht von etwa 10 000 bis 200 000 und einer zweiten Fraktion mit einem Molekulargewicht von etwa 1×10&sup6; bis 4,5×10&sup6; im Verhältnis von etwa 0,3 bis 2 : 1,
b) etwa 50 bis 400 Gew.-% Protein, bezogen auf das Gewicht der Komponente a), wobei das Protein aus dem natürlichen Material stammt, aus dem die Hyaluronatfraktionen stammen, und
c) den Rest Wasser enthält.

2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen pH-Wert von etwa 6 bis 7,5 aufweist.

3. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es so viel konzentrierte Salzsäure enthält, daß der pH-Wert auf etwa 2,5 herabgesetzt ist.

4. Gemisch nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser destilliertes Wasser ist.

5. Kosmetisches Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 0,05 bis 5,0 Gew.-% des Gemisches nach Anspruch 1, etwa 1 bis 5 Gew.-% eines Weichmachers, etwa 1 bis 5 Gew.-% eines Zuckeralkohols, etwa 0,2 bis 1 Gew.-% eines neutralen oder anionischen Polysaccharids, etwa 0,05 bis 2 Gew.-% eines Konservierungsmittels, einer bakteriostatischen und fungistatischen Substanz, die nicht mit Hyaluronsäure reagiert oder die Hyaluronsäure zersetzt, und den Rest auf 100% destilliertes Wasser enthält.

6. Kosmetisches Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Weichmacher Squalen, Isopropylmyristat oder Isopropyllinoleat ist.

7. Kosmetisches Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuckeralkohol Sorbit oder Mannit ist.

8. Kosmetisches Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der neutrale oder anionische Polysaccharid eine methylierte Carboxycellulsoe, Pectin, Alginat oder Carrageenan (carageenin) ist.

9. Kosmetisches Mittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Konservierungsmittel Propyl-p- hydroxybenzoat oder ein anderes wasserlösliches Hydroxybenzoat ist.

10. Kosmetisches Mittel nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen Duftstoff enthält.