DE4420727A1

DE4420727A1 - Hautfreundliche wäßrige Liposomendispersionen, enthaltend alpha-Hydroxycarbonsäuren und/oder alpha-Hydroxyketosäuren in ihrer Salzform

Info

Publication number: DE4420727A1
Application number: DE4420727A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Roeding; Ernst Teichmueller; Bernd G Seigfried
Original assignee: ROVI GmbH
Current assignee: ROVI GMBH HANDELSGESELLSCHAFT FUER ROHSTOFFE, 3638
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1995-12-21
Also published as: JPH10501545A; WO1995034279A1; NZ288230A; ES2141358T3; DE69513823D1; EP0765155B1; ZA954920B; IL114102A0; EP0765155A1; ATE187326T1; DE69513823T2; CA2186597A1; AU2738295A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft hautfreundliche wäßri ge Liposomendispersionen aus Phospholipiden zur topischen Anwendung, die α-Hydroxycoarbonsäuren und/oder α-Ketocar bonsäuren in ihrer Salzform enthalten.

In der traditionellen Heilkunde und Körperpflege finden diverse Milchprodukte oder Vergärungen von Früchten be reits seit Jahrhunderten Anwendung, ohne daß zu anfangs bekannt war, auf welchen Inhaltsstoffen ihre Wirksamkeit beruht. Inzwischen wurde festgestellt, daß den in diesen "Schönheitsmitteln" enthaltenen α-Hydroxycarbonsäuren oder α-Ketocarbonsäuren keratinolytische und hautstimu lierende Eigenschaften zuzuschreiben sind. Daher finden einzelne Vertreter dieser Substanzklassen sowohl in der Dermatologie als auch in der Kosmetik seit geraumer Zeit Anwendung.

Bei den in den letzten Jahren durchgeführten Untersuchun gen der Wirkungsweise der α-Hydroxy- und α-Ketocarbonsäu ren zeigte sich, daß deren Anwendung auf der Haut einem sanften, chemischen Peeling entspricht. Durch ein "Auf weichen" des Lipidmaterials in der oberen Hornschicht wird die Abschilferung der oberen Hornschüppchen be schleunigt. Außerdem regen die Säuren den Stoffwechsel in der Dermis an, und natürliche Hautfunktionen werden wie der aktiviert. Die hauteigene Collagen- und Elastinsyn these wird wieder angeregt. In Verbindung mit der be schleunigten Abschilferung der oberen Hautschicht wirkt sich dieser Effekt positiv auf die Hautweichheit und Ela stizität aus. Das Hautbild wird deutlich glatter und ge schmeidiger. Auch konnte beobachtet werden, daß fettige und unreine Haut durch die Verwendung von α-Hydroxy- oder α-Ketocarbonsäuren deutlich verbessert wurde.

Untersuchungen ergaben weiter, daß die Effektivität der Substanzen mit steigendem pH-Wert abnimmt. Nach Tester gebnissen, die auf der Advanced Technology Conference am 21. März 1994 im Hotel Feria Palace in Barcelona, Spanien veröffentlicht wurden, wird für die meisten Vertreter der α-Hydroxy- und α-Ketocarbonsäuren bereits bei einem pH- Wert größer als 6 nur noch sehr geringe Wirksamkeit fest gestellt. Optimale Wirksamkeit wurde bei deutlich niedri geren pH-Werten beobachtet.

Andererseits aber führt die Anwendung von Formulierungen, die diese Säuren enthalten und einen pH-Wert im stark sauren Bereich haben, zu deutlichen Irritationen der Haut. So zeigen die Vertreter der α-Hydroxy- und α-Keto carbonsäuren bei einem pH-Wert von 3 zwar eine Stimulie rung der Zellerneuerung, bewirken aber gleichzeitig eine Irritation der behandelten Hautstellen.

Es sind im Handel unter anderem hochkonzentrierte Liposo mendispersionen, die Äpfelsäure, Citronensäure, Glykol säure oder Milchsäure enthalten, zur Herstellung von Li posomenformulierungen erhältlich (ROVI GmbH, Mutter stadt). Auch diese Zubereitungen haben alle einen pH-Wert kleiner als 4,6, um die Wirksamkeit der enthaltenen α-Hy droxycarbonsäuren zu gewährleisten. Der niedrige pH-Wert stellt jedoch ein erhebliches irritatives Potential bei der Anwendung dar.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine hautverträgliche Formulierung bereitzustellen, die α-Hy droxycarbonsäuren und/oder α-Ketocarbonsäuren in einer wirksamen Form enthält.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine wäßrige Liposomendis persion aus Phospholipiden, enthaltend eine oder mehrere α-Hydroxycarbonsäuren, α-Ketocarbonsäuren oder deren Mischungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion einen physiologischen pH-Wert im Bereich von 5 bis 7,5 hat und die Säuren nahezu vollständig in Form ihrer Salze vorliegen.

Liposomen sind kugelförmige Gebilde (Vesikel) mit einer Hülle aus einer oder mehreren Lipiddoppelschichten (Bi layer). Sie werden üblicherweise aus Phospholipiden her gestellt und können mit verschiedenen Wirksubstanzen, die dann in den Liposomen eingeschlossen sind, beladen wer den. Die Liposomen der vorliegenden Erfindung haben vor zugsweise eine Teilchengröße von 70 bis 300 nm (Durchmes ser).

In der erfindungsgemäßen wäßrigen Liposomendispersion sind eine oder mehrere α-Hydroxycarbonsäuren, α-Ketocar bonsäuren oder deren Mischungen in die Vesikel einge schlossen.

Es kommen vorzugsweise Liposomen aus Phospholipiden aus Soja mit einem Phosphatidylcholinanteil von mindestens 73 Gew.% zum Einsatz; besonders bevorzugt ist ein Phosphati dylcholinanteil von 73 bis 79 Gew.%. Es können beispiels weise Phospholipidfraktionen aus a) 73 bis 79 Gew.% Phos phatidylcholin, 0 bis 6 Gew.% Lsyo-Phosphatidylcholin, etwa 8 Gew.% Phosphatidsäure, etwa 4 Gew.% Phosphatidyl ethanolamin und etwa 9 Gew.% andere Lipide oder aus b) 90 bis 96 Gew.% Phosphatidylcholin und 0 bis 6 Gew.% Lyso- Phosphatidylcholin oder aus c) mindestens 95 Gew.% Phos phatidylcholin und höchstens 2 Gew.% Lyso-Phosphatidyl cholin verwendet werden.

Die Fettsäurereste der Sojaphospholipide sind größten teils ungesättigte Fettsäuren, wobei Linolsäure den Hauptanteil ausmacht. Ein typische Fettsäurebesetzung ist: 61 bis 71% Linolsäure, 3 bis 7% Linolensäure, 6 bis 13% Ölsäure, 10 bis 15% Palmitinsäure und 1,5 bis 4% Stearinsäure.

Es können aber auch hydrierte Phospholipide mit einem Phosphatidylcholinanteil von mindestens 73 Gew.%, vor zugsweise 75 bis 95 Gew.% verwendet werden.

Grundsätzlich können die Liposomen mit jeder dermatolo gisch wirksamen α-Hydroxy- oder α-Ketocarbonsäure beladen sein. Unter den α-Hydroxycarbonsäuren finden vorzugsweise Glykolsäure, Milchsäure, Citronensäure, Weinsäure, Äpfel säure, Mandelsäure oder Salicylsäure Anwendung. Brenz traubensäure ist die bevorzugte α-Ketocarbonsäure.

Die erfindungsgemäße wäßrige Liposomendispersion enthält vorzugsweise 5 bis 20 Gew.% Phospholipide und 5 bis 30 Gew.% α-Hydroxy- und/oder α-Ketosäuren. Besonders bevor zugt ist ein Gewichtsanteil der Phospholipide von 8 bis 12% und ein Gewichtsanteil der Säuren von 15 bis 20%. Die Prozentangaben der Säuren beziehen sich dabei auf den Ge samtanteil der Säuren, unabhängig davon, ob die Säuremo leküle dissoziiert oder undissoziiert sind. Die dissoziier ten Säuren liegen in Form ihrer Salze vor, üblicherweise ihrer Alkali- oder Erdalkalisalze, wobei die Natrium bzw. Calciumsalze bevorzugt sind. Auch die dissoziierten Säuremoleküle werden zur Berechnung des Gewichtsanteils der Säuren mit dem Molekulargewicht ihrer undissoziierten Form mit einberechnet.

Neben den bereits genannten Bestandteilen und Wasser kann die Liposomendispersion ein oder mehrere Alkohole in ei nem Gewichtsanteil bis zu 20% enthalten. Der bevorzugte Alkohol ist Ethanol; es kann aber beispielsweise auch i- Propanol verwendet werden.

Neben oder anstatt Alkohol kann die wäßrige Liposomendis persion ein Konservierungsmittel enthalten. Geeignete Konservierungsmittel sind beispielsweise Formaldehyd, Pa rabene und Euxyl® K 400. Ist das Konservierungsmittel zu sammen mit Alkohol vorhanden, so beträgt der Alkoholan teil üblicherweise nur 1 bis 2 Gew.%.

Der Gewichtsanteil des Wassers in der Liposomendispersion berechnet sich aus den Anteilen der übrigen Komponenten zu Hundert.

Der pH-Wert der Liposomendispersion liegt in einem Be reich von 5 bis 7,5. Der ideale hautphysiologische pH- Wert wird durch die jeweilige Anwendung bestimmt. Bevor zugt ist ein pH-Wert im Bereich von 5,5 bis 6,5, da bei diesen pH-Werten im allgemeinen keine Hautreizungen auf treten.

Zur exakten Einstellung des pH-Wertes kann die wäßrige Liposomendispersion ein Puffersystem, wie beispielsweise einen Phosphatpuffer (KH₂PO₄/Na₂HPO₄) enthalten.

Der in der Liposomendispersion eingestellte pH-Wert und die Säurekonstante bzw. Säurekonstanten der jeweiligen α- Hydroxy- bzw. α-Ketocarbonsäure bestimmen, welcher Anteil der Säure in dissoziierter Form, d. h. als Salz vorliegt. Die oben beispielhaft genannten α-Hydroxycarbonsäuren ha ben pK_s-Werte zwischen 2,97 und 3,85, wobei bei den mehr wertigen Carbonsäuren nur die erste Dissoziationskonstan te betrachtet wurde. Daraus läßt sich über das Massenwir kungsgesetz für Gleichgewichtsreaktionen errechnen, daß die einwertigen Säuren bei den erfindungsgemäßen pH-Wer ten nahezu vollständig dissoziiert sind. Für die mehrwer tigen Säuren bedeutet dies, daß zumindest ein Proton ab gespalten ist.

Die wäßrigen Liposomendispersionen können beispielsweise hergestellt werden, indem man zuerst eine oder mehrere α- Hydroxy- bzw. α-Ketocarbonsäuren in destilliertem Wasser auflöst und eine Base zugibt, bis der gewünschte pH-Wert erreicht ist. Falls erhältlich, können auch direkt die Carbonsäuresalze in Wasser gelöst werden und dann durch Zugabe einer Säure oder Base der gewünschte pH-Wert ein gestellt werden. Die so erhaltene Salzlösung mischt man unter Eintrag hoher Energie, beispielsweise mittels eines Hochdruckhomogenisators oder Spalthomogenisators, mit der bereits in wäßriger Umgebung zur Bildung einer Lamellar phase gequollenen Phospholipidmischung. Bei der Mischung bildet sich aus den Phospholipiden spontan eine vesiku lierende lamellare Phase, die bei ihrer Bildung die Car bonsäuresalze einschließt. Durch weiteres Homogenisieren wird eine einheitliche Verteilung der Liposomen (Polydi spersität < 0,5) erreicht. Die Dispersion kann anschlie ßend mit Alkohol und/oder Wasser verdünnt werden.

Die wäßrigen Liposomendispersionen der vorliegenden Er findung sind hautfreundliche Formulierungen, in denen die in Salzform vorliegenden α-Hydroxy- und α-Ketocarbonsäu ren die gleichen eingangs beschriebenen keratinolytischen und hautstimulierenden Eigenschaften wie die undissoziier ten Säuren aufweisen. Es wurde sogar festgestellt, daß die in Liposomen eingelagerte Salzform der Säure teilwei se höhere Wirksamkeit als die üblicherweise eingesetzte undissoziierte Säure zeigt.

Die erfindungsgemäßen Liposomendispersionen dienen in er ster Linie als Basisformulierungen zur Herstellung ver schiedener Liposomenpräparationen im Gebiet der Kosmetik und Dermatologie. Bevorzugte Einsatzbereiche sind Regene ration und Feuchtigkeitsspendung. Die Liposomendispersio nen verbessern das Hautoberflächenrelief, die natürlichen Hautfunktionen und die Abschilferung, steigern das Feuchthaltevermögen, erhöhen die Hautelastizität, norma lisieren die Keratinisierung und bewirken ein chemisches Peeling der Haut.

Die geringe Wirksamkeit der nicht in Liposomen eingela gerten α-Hydroxy- bzw. α-Ketocarbonsäuren des Standes der Technik bei höheren hautfreundlichen pH-Werten, d. h. im schwach sauren oder neutralen Bereich, ist wohl darauf zurückzuführen, daß die Säuren in diesen pH-Bereichen na hezu vollständig dissoziiert in Form ihrer Salze vorlie gen. Die Säuren in den erfindungsgemäßen Liposomendisper sionen zeigen überraschend hohe Wirksamkeit, obwohl die Säuren bei einem physiologischen pH-Wert als Salze vor liegen. Die Annahme, daß nur die undissoziierte Säure wirksam ist, muß genauer hinterfragt werden. Durchgeführ te Testreihen, im folgenden am Beispiel des Lactats doku mentiert, machen deutlich, daß in Liposomen eingeschlos sene Säurerestanionen eine beträchtliche hautstimulieren de Wirkung haben. Die Ursache der "Unwirksamkeit" der freien, nicht in Liposomen eingeschlossenen Säurerestan ionen scheint zu sein, daß die Salzionen im Gegensatz zur undissoziierten Säure aufgrund ihrer Ladung nicht durch die Haut penetrieren können. Der Einschluß der Salze in Liposomen als Trägersystem ermöglicht die Penetration in die Haut, wo das Säurerestanion, dessen Molekülstruktur scheinbar für das Wirkungsprinzip verantwortlich ist, für die Haut verfügbar ist.

Ein Beispiel zur Herstellung einer wäßrigen Liposomendis persion und die Ergebnisse einer Versuchsreihe sollen die vorliegende Erfindung illustrieren und die überraschend hohe Wirksamkeit der Liposomendispersion auf der Haut veranschaulichen.

Beispiel 1 Herstellung einer wäßrigen Liposomendisper sion, enthaltend Milchsäure

Zusammensetzung:
29,3 Gew.% dest. Wasser
20,0 Gew.% Milchsäure
24,0 Gew.% Natronlauge, 30%ige Lösung
10,0 Gew.% Phospholipidfraktion aus
Phosphatidylcholin (73-76 Gew.%)
Lyso-Phosphatidylcholin (0-6 Gew.%)
Phosphatidsäure (< 8 Gew.%)
Phosphatidylethanolamin (< 4 Gew.%)
und anderen Lipiden (ca. 9 Gew.%) (Gehaltsangaben bez. auf Trockensubstanz)
16,7 Gew.% Ethanol, 96%ig

Herstellung

Die Milchsäure wird in einem Teil des dest. Wasser gelöst und mit Natronlauge vorsichtig bis zu einem pH-Wert von 6,8 bis 6,9 neutralisiert. Unter Energiezufuhr mittels eines Homogenisators gibt man zu der Lösung die im übri gen Teil des destillierten Wassers gequollene Phospholi pidfraktion. Anschließend wird das Ethanol unter Rühren zugesetzt. Man erhält so eine hellgelbe mittelviskose fast transparente Liposomendispersion.

Beispiel 2

Vergleichsstudie der Wirkung von erfindungs gemäß in Liposomen eingelagertem Lactat, "freiem" Lactat bei pH 6,5 und "freier" Milchsäure bei pH 1,8 anhand der Hautfeuch tigkeit und Oberflächenstruktur

An einem Probandenkollektiv von 5 weiblichen Personen im Alter von 28 bis 50 Jahren wurden drei Proben gegen eine unbehandelte Fläche (Kontrollfläche) getestet.

Probe A

Erfindungsgemäße wäßrige Liposomendispersion aus:
10 Gew.% Phospholipiden
20 Gew.% Milchsäure
24 Gew.% Natronlauge, 30%ig
16 Gew.% Ethanol
30 Gew.% dest. Wasser
pH = 6,5

Probe B

Lactat-Lösung aus:
20 Gew.% Milchsäure
24 Gew.% Natronlauge, 30%ig
16 Gew.% Ethanol
40 Gew.% dest. Wasser
pH = 6,5

Probe C

Milchsäure-Lösung aus:
20 Gew.% Milchsäure
16 Gew.% Ethanol
64 Gew.% dest. Wasser
pH = 1,8

Geprüft wurden die Veränderungen der Feuchtigkeit und der Oberflächenstruktur der Haut vor, nach 8, 21 und 28 Tagen bei 2 mal täglichen (morgens und abends) Anwendungen durch die Versuchspersonen. Als Untersuchungsfläche wur den die Umterarminnenseiten ausgewählt und die Meßflächen entsprechend dauerhaft markiert. Die Messungen wurden im Bioklimaraum unter konditionierten Bedingungen ausge führt, wobei auf eine mindestens 12 Stunden betragende, behandlungsfreie Zeit (über Nacht, ohne morgendliche An wendungen) geachtet wurde.

Die Hautfeuchtigkeitsmessungen wurde mit dem Corneometer CM 820 der Fa. Courage und Kazaka durchgeführt. Dem Meß prinzip liegt eine reine Kapazitätsmessung des Stratum corneum zugrunde. Es beruht auf den sehr unterschiedli chen Dielektrizitätskonstanten von Wasser und anderen Stoffen.

Die Profilometrie zur Bestimmung der Oberflächenstruktur wurde mit dem Analysegerät Quantimet 970 in Verbindung mit einem Polyvar Mikroskop der Fa. Leica/Cambridge In struments, Bensheim durchgeführt. Eine videooptischen Da tenübertragung der Hautoberfläche erfolgt über eine ex terne Makroeinrichtung. Die Hautoberfläche wird berüh rungsfrei unter einer speziell angefertigten Einrichtung aus verschiedenen Perspektiven erfaßt, miteinander ver rechnet und bildoptisch ausgewertet. Dieses Verfahren wird unter anderem zur Strukturanalyse in der Halbleiterindustrie und Materialkontrolle eingesetzt.

Die Hauptvariablen der Vergleichsstudie waren die Haut feuchtigkeit und die Oberflächenstruktur der Haut. Die Oberflächenstruktur wurde durch zwei Meßparameter, die Hautglättung und die Faltenanzahl, erfaßt. Die Variablen wurden deskriptiv ausgewertet. Den folgenden Abbildungen sind die Mittelwerte der Meßwerte zugrunde gelegt.

Abb. 1: Hautfeuchtigkeit

Abb. 2: Profiliometrie/Hautglättung

Abb. 3: Profiliometrie/Faltenanzahl

Auswertung der Ergebnisse Hautfeuchtigkeit

Die Messung mit dem Corneometer zeigte, wie in Abb. 1 er sichtlich, einen Anstieg der Hautfeuchtigkeit bereits nach 8 Tagen. Eine wesentliche Veränderung nach 21 und 28 Tagen konnte nicht mehr festgestellt werden. Die Probe A unterscheidet sich deutlich von den Proben B und C durch eine stärkere Erhöhung der Hautfeuchtigkeit. Ein maxima ler Effekt auf die Hautfeuchtigkeit läßt sich für die Probe A von 29% nach 4 Wochen nachweisen.

Berührungsfreie Profilometrie

Die Meßflächen der Unterarminnenseiten wurden im Paarver gleich ausgewertet, wobei die selben Flächenausschnitte miteinander vor, während und nach Anwendungen verglichen wurden. Über eine Grauwertdiskriminierung von 256 Stufen wurden die Faltengrößen und Faltentiefen berechnet und in % Änderung der Hautoberfläche als Glättung bzw. Falten zahl angegeben. Sowohl Abb. 2 als auch Abb. 3 zeigen deutliche und gegensätzliche Effekte der Proben auf die Oberflächenstruktur der Haut. Probe A bewirkt eine we sentliche Verbesserung der Hautstruktur in Bezug auf die Faltentiefe und die Faltenanzahl. Probe C bewirkt eben falls eine Verbesserung der Hautstruktur, allerdings in viel geringerem Maße. Probe B hat sogar eine Verschlech terung der Hautstruktur zu Folge.

Die Versuchsergebnisse machen die verbesserte Wirksamkeit des erfindungsgemäß in Liposomen eingeschlossenen Lactats gegenüber nicht in Liposomen eingeschlossenem Lactat und Milchsäure deutlich.

Claims

1. Wäßrige Liposomendispersion aus Phospholipiden, ent haltend eine oder mehrere α-Hydroxycarbonsäuren, α- Ketocarbonsäuren oder deren Mischungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion einen physiologischen pH-Wert im Bereich von 5 bis 7,5 hat und die Säuren nahezu voll ständig in Form ihrer Salze vorliegen.

2. Wäßrige Liposomendispersion nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Liposomendispersion einen pH-Wert im Bereich von 5,5 bis 6,5 hat.

3. Wäßrige Liposomendispersion nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsanteil der Phospholipide 5 bis 20% und der Gewichtsanteil der Säuren, bezogen auf die Gesamtheit aus dissoziierten und undissoziierten Säu ren, 5 bis 30% beträgt.

4. Wäßrige Liposomendispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phospholipide aus Soja gewonnen sind und ei nen Phosphatidylcholinanteil von mindestens 73 Gew.% aufweisen.

5. Wäßrige Liposomendispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phospholipide hydriert sind und einen Phos phatidylcholinanteil von mindestens 73 Gew.% aufwei sen.

6. Wäßrige Liposomendispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die α-Hydroxycarbonsäuren Glykolsäure, Milchsäu re, Citronensäure, Weinsäure, Äpfelsäure, Mandelsäure oder Salicylsäure sind.

7. Wäßrige Liposomendispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die α-Ketocarbonsäure Brenztraubensäure ist.

8. Wäßrige Liposomendispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Alkohole in einem Gewichtsanteil bis zu 20% enthalten sind.

9. Wäßrige Liposomendispersion nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, die Liposomen eine mittlere Teilchengröße von 70 bis 300 nm haben.