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Verwendung
der Sophorolipide und kosmetische und dermatologische Zusammensetzungen
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine neue Verwendung der Sophorolipide.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft auch kosmetologische und dermatologische
Zusammensetzungen.
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Spezieller
betrifft die vorliegende Erfindung solche Zusammensetzungen mit
Antiradikal- und Antielastaseeigenschaften. Diese Eigenschaften
sind insbesondere in den Zusammensetzungen nützlich, die auf die Bedürfnisse
der Haut und der Haare ausgerichtet sind.
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Die
Sophorolipide sind Glycolipide. Sie werden durch Fermentation von
Hefen vom Typ Candida und Torulopsis sowie Torulopsis magnoliae,
Candida bombicola, Candida apicola oder Candida bogoriensis hergestellt.
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Das
den extrazellulären
Sophorolipiden wesentliche Glucid ist Sophorose (2'-O-β-D-Glucopyranosyl-β-D-Glucopyranose).
Dieser Zucker kann in 6'-
und 6''-Position acetyliert
sein und er ist mit einer Fettsäurehydroxygruppe
in ω- oder ω-1-Position
verbunden.
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Die
Lipidfraktion der Sophorolipide ist aus mehreren Hydroxyfettsäuren zusammengesetzt,
die durch die Länge
von deren Kette, durch die Anzahl und die Position der Unsättigungen
sowie durch die Hydroxylierungsposition verschieden sind, was von
der Lipidzusammensetzung der in der Fermentation verwendeten sekundären Kohlenstoffquelle
abhängt
(Pflanzenöl,
mehr oder weniger reich an gesättigten
oder ungesättigten Lipiden).
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Die
Glycolipide werden in Form eines Gemischs mehrerer Klassen von Sophorolipiden
synthetisiert, die sich durch deren Sättigungs- oder Unsättigungsgrad
durch Abwesenheit oder Gegenwart mehrerer Lactonisierungstypen und
durch verschiedene Acetylierungsgrade unterscheiden.
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Die
verschiedenen Klassen von Sophorolipiden sind die folgenden:
- 1. Gegebenenfalls in 6'- oder 6''-Position
der Sophorose acetylierte Lactone:
- – 1',4''-Sophorolipid-6'-6''-Lactondiacetat (Formel:
SI – 4'' L6'a
6''a),
- – 1',4''-Sophorolipid-6''-Lactonmonoacetat
(Formeln: SI – 4'' L6''a),
- – 1,4''-Sophorolipid-Lacton (Formel: SI – 4'' L).
- 2. Gegebenenfalls in 6'-Position
der Sophorose acetylierte Säuren:
- – 6'-SophorolipidsäureMonoacetat
(Formel: SI – A6'a),
- – Sophorolipidsäure (Formel:
SI – A).
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Die
für die
Lacton- und Säureformeln
der Sophorolipide repräsentativen
chemischen Formeln sind hierunter angezeigt: Lactonformen
(1)
und: Säureformen
(11)
in welchen Formeln R = H oder CH3-CO
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Die
chemischen Formeln veranschaulichen den Fall der häufigsten
konstitutiven Hydroxyfettsäure,
der 17-Hydroxyoctadecensäure
(17-Hydroxyölsäure).
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Die
jeweiligen Beiträge
von jeder der in Gasphasenchromatographie bestimmten konstitutiven
Hydroxysäuren
zu den verschiedenen Sophorolipidklassen sowie die Verteilung dieser
Klassen sind nachfolgend angezeigt.
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Die
konstitutiven Sophorolipide der Hydroxyfettsäuren sind zum Beispiel die
folgenden:
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Die
Hauptherstellungswege der Glycolipide durch Biosynthese geschehen
aus Triglyceriden oder Kohlehydraten.
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Die
Herstellung der Glycolipide durch den Mikroorganismus erfordert
keine zusätzliche
Zugabe von Stickstoff und Salz. Sie geschieht solange die Zelle
eine ausreichende Kohlenstoff- und Sauerstoffquelle findet.
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Die
Biosynthese der Glycolipide umfasst die Synthese des lipophilen
Teils (Fettsäure)
sowie des hydrophilen Teils (Sophorose).
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Die
Biosynthese der Glycolipide ist durch die folgenden Faktoren gekennzeichnet:
- – die
Synthese des Lipidteils hängt
von der als Substrat (Öl)
verwendeten hydrophoben Kohlenstoffquelle ab;
- – die
Synthese des glucidischen Teils hängt auch von der verwendeten
Kohlenstoffquelle ab, aber wird von neuem synthetisiert.
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Die
Hefen von der Art Torulopsis sowie T. magnoliae oder T. bombicola
(derzeit unter der Gattung Candida klassifiziert) scheiden Sophorolipide
aus, wenn sie beispielsweise in Gegenwart von 10% Glucose, 1,25% Hefeextrakten
und 0,2% Harnstoff kultiviert werden.
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Untersuchungen
haben gezeigt, dass der Herstellungsgrad von Sophorolipiden durch
Zugabe in einem Kulturmilieu von esterifizierten Fettsäuren mit
langer Kette oder von n-Alkanen oder von Triglyceriden erhöht werden
kann.
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Herstellungsverfahren
von acetylierten Sophorolipiden in deren Säureform durch Kultur eines
Stammes von Candida bombicola oder Candida apicola verwenden vor
allem ein Wachstumssubstrat aus einem Pflanzenöl.
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Die
tensioaktiven Reagenzien werden für die Körperpflege verwendet und für die Zahnpflege,
in den Waschmitteln und dies ebenso im pharmazeutischen wie kosmetischen
Bereich. Im Hinblick auf deren wachsende Verwendung haben die aktuellen ökologischen
Erwägungen
dazu geführt,
die biologischen und toxischen Eigenschaften dieser Substanzen zu
untersuchen. So weiß man,
dass die synthetischen (daher nicht biologischen) oberflächenaktiven
Mittel die Permeabilität
der biologischen Membranen modifizieren. Die kationischen und anionischen
oberflächenaktiven
Reagenzien wirken auf die Freisetzung von intrazellulären Molekülen oder
behindern die Atmung. Die synthetischen oberflächenaktiven Reagenzien können in
Abhängigkeit von
deren Konzentration auch eine toxische Wirkung haben.
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Ein
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, biologische nichttoxische
tensioaktive Reagenzien in den kosmetischen oder pharmazeutischen
Zusammensetzungen vorzuschlagen.
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Die
Sophorolipide sind als bioabbaubares industrielles Detergens, vor
allem in Entgiftungsverfahren verwendet worden, wie in den Patentanmeldungen
in Frankreich Nrn. 92/16033 und 93/14999 und der europäischen Patentanmeldung
EP 499 434 beschrieben.
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Die
Patentanmeldung EP-A-209 783 (Wella) beschreibt die Lactoform der
Sophorolipide und deren Verwendung als Anitschuppenmittel und bakteriostatisches
Mittel.
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Die
Patentanmeldung JP-A-55 004 344 (Kao) erwähnt einen Hydroxyalkylglycolipidether,
der in der Kosmetologie verwendet wird.
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Keine
dieser Anmeldungen beschreibt weder noch schlägt sie eine Zusammensetzung
mit Antiradikal-, Antielastase- und/oder Antientzündungseigenschaft
vor.
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Darüber hinaus
sind kosmetische und pharmazeutische Zusammensetzungen auf Basis
von Glycolipiden wie Glycosylceramiden oder Digalactodigylceriden
vorgeschlagen worden, um der Haut die Zuträglichkeit der Lipide zuzuführen, vor
allem bei den feinen Hydratationen bzw. Befeuchtungen der Haut.
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Man
hat gemäß der vorliegenden
Erfindung entdeckt, dass die Sophorolipide Glycolipide sind, die
mit vorteilhaften physikochemischen Eigenschaften versehen sind,
vor allem vielfachen emulgierenden Eigenschaften, die es ermöglichen,
sehr unterschiedliche Zusammensetzungen auf Basis von Sophoroplipiden
herzustellen, die in der Kosmetologie oder allgemein in lokalen
Annwendungen verwendbar sind.
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Andererseits
hat man entdeckt, dass diese Sophorolipide außer, dass sie der Haut die
ganze Zuträglichkeit
der Lipide bringen, mit Antiradikal- und Antielastaseeigenschaften
versehen sind, welche Eigenschaften in den Zusammensetzungen mit
kosmetischer, hygienischer oder pharmako-dermatologischer Anwendung erwünscht sind,
insbesondere für
den Schutz und die Pflege der Haare oder der Haut.
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Die
vorliegende Erfindung hat daher die Verwendung von Sophorolipiden
für die
Herstellung einer kosmetologischen oder dermatologischen Zusammensetzung
und die erhaltene Zusammensetzung zum Gegenstand.
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Die
vorliegende Erfindung schlägt
daher zum ersten mal tensioaktive Glycolipide biologischen Ursprungs
mit vielfältigen
emulgierenden Eigenschaften und mit Antiradikal-, Antielastase-
und/oder Antientzündungseigenschaften
vor.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ermöglichen
es die Sophorolipide durch deren spezielle emulgierende Eigenschaften,
kosmetologische Zusammensetzungen in Form von Emulsionen mit kontinuierlicher wässriger
Phase (Emulsion von Öl
in Wasser) oder kontinuierlicher öliger Phase (Emulsion von Wasser
in Öl) herzustellen,
die der Haut oder den Haaren Lipide zuführen, ohne notwendigerweise
auf die Verwendung von tensioaktiven Stoffen oder synthetischen
Emulgatoren zurückzugreifen.
Diese Zusammensetzungen sind besonders als Vektoren bzw. Vehikel
aktiver Wirkstoffe von Medikamenten nützlich.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ermöglichen
es die Sophorolipide außerdem,
Emulsionen mit stabiler kontinuierlicher öliger Phase zu erhalten, deren
oleophile bzw. ölaufsaugende
Phase vollständig
pflanzlichen Ursprungs sein kann, wenn das bei der Herstellung der
Sophorolipide durch Fermentation verwendete Substrat ein Pflanzenöl wie Olivenöl, süßes Mandelöl, Nussöl oder hydriertes
Kokosöl
oder andre umfasst. Man weiß tatsächlich,
dass es besonders gewünscht
ist, Produkte pflanzlichen, eher als tierischen Ursprungs zu verwenden,
um toxikologische Probleme zu vermeiden.
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Wenn
sie in Säureform
oder in Form monovalenten metallischen Salzes verwendet werden,
wie einem Natrium- oder Kaliumsalz oder divalenten Salz der Säure, bilden
die Sophorolipide schließlich
ein anionisches tensioaktives Mittel, das HLB-Werte aufweist, die
gemäß den pH
variabel sind, dank dessen es insbesondere möglich ist, für hohe HLB-Werte,
vor allem von etwa 8 bis 12, stabile wässrige Emulsionen und selbst
wässrige Mikroemulsionen
und mit einer großen
Klarsichtigkeit zu erhalten (HLB von etwa 13 bis 15), was eine gewünschte Eigenschaft
für die
Herstellung bestimmter kosmetologischer und hygienischer Zusammensetzungen
ist.
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Insbesondere
sind die wässrigen
Mikroemulsionen (Mikroemulsion Öl
in Wasser) interessant, um parfümierende
Lotionen wie Eau de Toilette zu erhalten, ohne hydroalkoholische
Lösungen
zu verwenden, d. h. ohne Alkohol zu verwenden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfassen die Zusammensetzungen als einziges
emulgierendes Reagenz ein Sophorolipid. Doch kann der Synergieeffekt
auch durch ein Gemisch eines konventionellen tensioaktiven Mittels
wie Dioctylsulfosuccinat von Natrium (DOS), ethoxyliertem Nonylphenol,
Monolaurat von ethoxyliertem Sorbitan (Tween 20) oder Cetyl-Trimethyl-Ammonium
und den Sophorolipiden auf die Erniedrigung der Oberflächenspannung
zwischen der Haut und den Kohlenwasserstoffen erhalten werden.
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Dennoch
werden in den Zusammensetzungen gemäß der Erfindung die Sophorolipide
vorzugsweise gereinigt, um lediglich die Sophorolipide in deren
Säureform
und/oder deren Salzen zu erhalten, welche stabiler und löslicher
ist als die Lactonformen. Die Stabilität ist auf geruchsbildender
Ebene wichtig. Die Lactonformen sind insbesondere kaum in wässriger
Lösung
löslich,
während
die Säureformen
und/oder deren Salze in wässriger
Lösung
löslich
sind.
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Vorzugsweise
werden die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendeten Sophorolipide durch Fermentation von C. bogoriensis
und C. bombicola erhalten. Man nennt insbesondere die Sophorolipide
die den Formeln [1] (Säureform)
und [2] (Lactonform) entsprechen, die hiernach dargestellt sind
und in denen R
1 Wasserstoff oder eine Acetylgruppe
darstellt und R
2 Wasserstoff oder eine Alkylgruppe
mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen darstellt, während R
3 einen
gesättigten
Kohlenwasserstoff mit 7 bis 16 Kohlenstoffatomen darstellt oder auch
R
2 Wasserstoff oder eine Methylgruppe darstellt,
während
R
3 ein ungesättigter Kohlenwasserstoffrest
mit 13 bis 17 Kohlenstoffatomen ist;
insbesondere
ist -R
2CH-R
3- ein
divalenter Rest einer gesättigten
oder nicht gesättigten
C
16- oder C
18-Hydroxyfettsäure mit
einer oder zwei Doppelbindungen wie oben genannt.
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Die
Zusammensetzungen gemäß der Erfindung
umfassen 0,01 bis 30% (p/p) Sophorolipide (Trockenmasse) der Gesamtzusammensetzung
und spezieller 0,05 bis 5% Sophorolipide (Trockenmasse).
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Die
Zusammensetzungen gemäß der Erfindung
können
ggf. gesättigte
C10- bis C34-Fettsäuren, vorzugsweise
C14 bis C22 umfassen
wie die Säuren, Ölsäuren, Linolsäuren, Linolensäuren, Palmitinsäuren, Palmitolenisäuren von
0,01 bis 20 Gew.-% im Verhältnis
zu den Sophorolipiden (Trockenmasse), spezieller 1 bis 10%, wobei
ein größerer Teil
später
in Abhängigkeit
der vorgesehenen Anwendungen zugegeben werden kann.
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In
bevorzugten Ausführungsformen
werden die kosmetologischen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung
bestehen in:
- – Milchen, vor allem in Form
von ölalkoholischen
Lotionen, wässrigen
Emulsionen oder wässrigen
Mikroemulsionen,
- – Lotionen
wie parfümierende
Lotionen oder Eau de Toilette, vor allem in Form von hydroalkoholischen
Lotionen oder stabilen wässrigen
Mikroemulsionen,
- – Shampoos,
Duschgels, Flüssigseifen
in Form von wässrigen
Mikroemulsionen,
- – Abschminkgels,
Feuchtigkeitscremes, vor allem in Form von Emulsionen Wasser/Öl oder Öl/Wasser,
- – Fettgemischen
vom festen Typ wie einem rotem Lippenstift oder Pomade.
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Diese
Eigenschaften sind insbesondere für die Pflege und Hygiene von
Kapillaren der Haut nützlich.
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Die
kosmetologischen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung sind wegen
deren Antiradikal- und/oder Antielastaseeigenschaften der Sophorolipide
nützlich.
Verwendet in der Dermatologie weisen sie Antiradikal-, Antielastase-
und/oder Antientzündungseigenschaften
auf.
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In
den pharmako-dermatologischen Zusammensetzungen nennt man all die
Zusammensetzungsformulierungen, die auf lokalem Wege verabreichbar
sind, vor allem Pomaden, Cremes, Milch, Lotionen, Gele und Flüssigseifen.
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Andere
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden im Lichte
der folgenden Beispiele hervortreten.
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Die
Tabellen 10 und 11 stellen verschiedene mögliche Formulierungen von Zusammensetzungen
gemäß der Erfindung
dar.
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Beispiel 1
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Man
gibt hier veranschaulichend die Synthesebedingungen in den Stämmen von
Candida bombicola an.
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Die
optimalen Herstellungsbedingungen von Sophorolipiden sind die folgenden:
- – man
verwendet ein Kulturmedium, das anfangs 10% Glucose, 0,5% Mazerierungsflüssigkeit
von getrocknetem Mais und 0,4% Ammoniumsulfat enthält. Der
pH des Kulturmediums ist anfangs 6,0 und die Inkubationstemperatur
wird zwischen 22 und 30°C
festgelegt.
Man gibt kontinuierlich eine zweite Kohlenstoffquelle
wie Alkane, Alkohole mit langer Kohlenstoffkette, Fettsäuren oder
deren Ethyl- oder Methylester zu.
- – Am
Fermentierungsende ist das Verbrauchsverhältnis Glucose/sekundäre Kohlenstoffquelle
im allgemeinen etwa 2 : 1.
- – Mit
C. bombicola CBS 6009 können
300 g/l Sophorolipide erzeugt werden, indem eine kontinuierliche
Zufuhr von Methylester (oder Ethylester) von Raps und tägliche Zugaben
von Glucose verwendet werden, wie in dem französischen Patent FR 2 692 593
beschrieben.
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Die
Spezifikationen der Sophorolipide in Rohform und Säureform
sind nachfolgend angegeben:
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1. Rohformsophorolipide
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- – Aussehen:
flüssig,
viskos
- – Duft:
wenig ausgeprägt
- – Trockenmasse ≤ 60% ± 0,5%
- – Farbe:
orangefarben
- – freie
Fettsäuren: ≤ 4% (2,6% Ölsäure)
- – freier
Zucker: ≤ 1%
- – mineralische
Salze: ≤ 2%
- – pH:
7 ± 0,5
- – Konversierungsmittel:
Phenoxyethanol, natriumhaltiges Methyl-(para-Hydroxybenzoat)
- – Dichte
bei 20°C:
1,097
- – Dichte
bei 40°C:
1,085
- – kinematische
Viskosität:
562,61 mm2/s: bei 20°C
160,49 mm2/s:
bei 40°C
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Die
Verteilung der den Rohformsophorolipide wesentlichen Hydroxyfettsäuren ist
folgende (Tabelle 1)
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2. Die Säureform
Sophorolipide
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Die
Säureformsphorolipide
werden nach alkaliner Hydrolyse der Rohformsophorolipide erhalten.
- – Aussehen:
flüssig,
viskos
- – Duft:
leicht acetyliert
- - Wassergehalt: ≥ 60% ± 0,5%
- – freie
Fettsäure: ≤ 0,5% (2,4% Ölsäure)
- – freie
Hydroxyfettsäure: ≤ 0,5%
- – freier
Zucker: ≤ 1%
- – Mineralien: ≤ 2%
- – Konservierungsmittel:
Phenoxyethanol, natriumhaltiges Methyl-(para-Hydroxybenzoat) (POBM, Na)
- – pH:
6 ± 0,5%
- – Dichte
bei 20°C:
1,092
- – Dichte
bei 40°C:
1.082
- – kinematische
Viskosität:
96 mm2/s: bei 20°C
42 mm2/s:
bei 40°C
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Die
Verteilung der Hydroxyfettsäuren
der Säureformsophorolipide
ist die folgende (Tabelle 2).
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Beispiel 2
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1. Augentoleranz
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Die
Rohformsophorolipidprodukte mit 6% (Trockenmasse) und Säureformsophorolipide
mit 4% (Trockenmasse) sind ein einziges Mal im Verhältnis von
0,1 ml in das Auge von drei Hasen gemäß einem Protokoll eingetropft
worden, das ausgehend von der offiziellen Methode, definiert durch
die Verfügung
vom 09. Juni 1992 (Journal Official de la République Française vom
10 Juli 1992) festgelegt ist.
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Die
gemessenen Punktestände
ermöglichen
es, einen Maximumreizungsindex von 15,0 und 7,3 eine Stunde nach
Eintropfen jeweils für
die Rohformen und Säureformen
der Sophorolipide zu erhalten.
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Die
Ergebnisse dieser Versuche ermöglichen
es, zu folgern, dass die Rohformsophorolipid- und Säureformsophorolipidprodukte
schwach reizend sind.
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2. Hauttoleranz
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Die
Rohformsophorolipide zu 6% (Trockenmasse) und Säureformsophorolipide zu 4 (Trockenmasse), verdünnt in destilliertem
Wasser, sind bei der Dosis von 0,5 ml auf eine gesunde Hautzone
und auf eine geopferte Hautzone von drei Hasen gemäß dem Protokoll
angewandt worden, das ausgehend von der offiziellen Verfügung vom
1. Februar 1982 (Journal Official de la République Française vom
21. Februar 1982) festgelegt ist.
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Die
gemessenen Punktestände
haben es ermöglicht,
einen Index von 0,3 und 0,1 jeweils für die Rohform- und Säureformsophorolipide
zu erhalten.
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Die
Ergebnisse dieser Versuche ermöglichen
es, zu folgern, dass die Rohformsophorolipid- und Säureformsophorolipidprodukte
schwach reizend sind.
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3. Harmlosigkeit
auf oralem Weg
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Das
Ziel der gemäß des vorliegenden
Protokolls durchgeführten
Untersuchung ist es, die Toxizität nach
einzig oraler Verabreichung von einer Sophorolipidmaximaldosis einzuschätzen.
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Die
als Rohformsophorolipide und Säureformsophorolipide
bezeichneten Produkte sind in zwei Sätzen an männliche und weibliche Ratten
mit einer Dosis von 5 ml/kg verabreicht worden.
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Die
verwendete Methodik für
diese Untersuchung ist jene, die von dem in der Richtlinie O.C.D.E. 84/449
L251 vom 25. April 1984 festgelegten Protokoll abgeleitet ist.
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Für jedes
getrennt getestete Produkt war die Mortalität in den beiden Sätzen von
Tieren Null.
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Unter
diesen Bedingungen haben die Rohformsophorolipidprodukte und Säureformsophorolipidprodukte
eine Unschädlichkeit
auf oralem Wege größer oder
gleich 5 ml/Kg Gewicht.
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4. Bestimmung
des Sensibilisierungsvermögens
gemäß Magnusson
und Kligman
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Das
Ziel der gemäß dem folgenden
Protokoll durchgeführten
Untersuchung ist es, das Sensibilisierungspotential der Rohformsophorolipide
und Säureformsophorolipide
auf Albinomeerschweinchen einzuschätzen. Zwei Wochen nach einer
Reihe wiederholter Kontakte mit den Untersuchungsprodukten (Induktionsphase)
werden die Meerschweinchen einer auslösenden Anwendung mit denselben
Produkten im Hinblick darauf unterzogen, ob ein hypersensibilisierter
Zustand induziert worden ist.
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Die
nach der auslösenden
Anwendung gemachten Beobachtungen, die mit den bei nicht reizender Maximalkonzentration
verwendeten Produkten durchgeführt
wurde, ermöglichen
es, die Rohformsophorolipide und die Säureformsophorolipide in Klasse
1 zu positionieren.
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Unter
diesen Bedingungen zeigen die Rohformsophorolipide und die Säureformsophorolipide
ein sehr geringes, bei Albinomeerschweinchen nicht signifikantes
Sensibilisierungsvermögen.
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5. Bakteriologische
Kontrollen und Konservierungsuntersuchung
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Ein
Gramm Sophorolipide wird in 10 ml sterilem Wasser verdünnt. 1 ml
dieser Lösung
wird dann auf Sabouraud-Gel (SAB) angeimpft.
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Die
Animpfungen werden in den Trockenschrank bei 37°C 120 Stunden gesetzt. Die erhaltenen
Kolonien werden UFC-ausgezählt
(koloniebildende Einheiten) und auf 1 g/ml Produkt zurückgeführt.
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Die
bakteriologische Haltbarkeitsuntersuchung des Produkts ist über 12 Wochen
durchgeführt
worden (siehe Tabelle 3 hierunter).
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Die
erhaltenen Ergebnisse sind entsprechend den bakteriologischen Normen.
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Beispiel 3: Antielastaseeigenschaften
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Humane
leukozytäre
Elastase (ELH) ist Gegenstand zahlreicher Untersuchungen, da sie
in die Entzündungspathologien
wie Lungenmphysem, rheumatoide Polyarthritis und Parodonthopathien
eingreift. Dieses Enzym ist in der Lage, zahlreiche Makromoleküle des Bindegewebes
abzubauen: das fibröse
Elastin, bestimmte Kollagentypen, Proteoglycane und Strukturglycoproteine.
Es scheint daher unabdingbar, leukozytäre Antielastasesubstanzen zu
verwenden, um den Abbau aller dieser Makromoleküle bei Entzündungsphänomenen zu verhindern.
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Inhibitionstest der humanen
leukozytären
Elastase (ELH)
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Die
Antielastaseeigenschaften der Sophorolipide in wässriger Lösung sind untersucht worden,
indem die ELH und N-Methoxysuccinylalanin-Alanin-Prolin-Valin-p-Nitroanilid als synthetisches
Substrat in einem TRIS-HCl-Puffer verwendet wurde.
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Die
Folge der Kinetik ist durch Spektrometrie bei 410 nm durchgeführt worden,
um die Freisetzung des P-Nitroanilins (gebildetes farbiges Produkt)
zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 angezeigt:
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Inhibition
der humanen leukozytären
Elastase durch Rohformsophorolipide
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Beispiel 4: Antielastaseeigenschaften
(auf einen humanen Hautschnitt)
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Die
Antielastaseaktivität
der Rohformsophorolipide ist auf einem humanen Hautschnitt gezeigt
worden.
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Das
Elastinsubstrat ist jenes, das in dem humanen Hautschnitt vorliegt.
Die Elastase verdaut das Elastin (gezeigt durch Histochemie) und
die Inhibition des Enzyms führt
zu einer Verminderung dieser Verdauung.
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Das
Referenzmolekül,
Quecksilberchlorid inhibiert die Elastaseaktivität in dosisabhängiger Weise. Dieses
Ergebnis ist erwartet worden und ermöglicht es, den Versuch zu validieren.
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Die
Einschätzung
der Antielastaseaktivität
der Rohformsophorolipide auf einen humanen Hautschnitt ist in der
Tabelle 5 gezeigt.
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Bei
5% (p/v) inhibierten die Rohformsophorolipide vollständig den
Abbau der Elastinfasern.
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Beispiel 5: Antielastaseaktivität (Test
im halbfesten Medium)
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Prinzip:
Inhibition des Abbaus von Elastin, das in dem Gel enthalten ist,
durch Elastase.
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Die
Antielastaseaktivität
der Säureformsophorolipide
ist dank einer halbquantitativen Technik eingeschätzt worden.
Die enzymatische Lösung,
ggf. eine Verbindung im Versuch, ggf. einem Referenzmolekül zugeordnet,
ist in vertieften Löchern
in ein Gel abgeschieden worden, das das Substrat enthält: Elastin.
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Das
Enzym ist in das Gel diffundiert und hat das Elastin verdaut.
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Dieses
Phänomen
führt zur
Aufklarung des Gels in der Verdauzone, welche Zone gemessen worden ist.
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Die
Wirkungen der Säureformsophorolipide
auf die Verdauung von Elastin durch pankreatische Elastase sind
in der Tabelle 6 gezeigt.
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Der
parallel getestete Referenzinhibitor ist Quecksilberchlorid bei
10 mM. In Gegenwart dieses Moleküls
ist die enzymatische Inhibition vollständig (Tabelle 7 oben).
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In
Gegenwart des Versuchsprodukts alleine ist der Anblick des Gels
nicht modifiziert.
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In
Gegenwart der Säureformsophorolipide
ist die Verdauoberfläche
im Verhältnis
zur Kontrolle für
Konzentrationen von 0,4% und 2% vermindert worden. Nach 6 Stunden
Inkubation sind diese Oberflächen
0,28 cm2 und 0,24 cm2 jeweils
für die
Konzentrationen 0,4% und 2%. Sie ist 0,38 cm2 für die Kontrolle
ohne Produkt. Nach 21 Stunden Inkubation sind diese Oberflächen 0,64
cm2 und 0,5 cm2 jeweils
für die
Konzentrationen 0,4% und 2%. Sie ist 0,95 cm2 für das Kontrollenzym
ohne Produkt.
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Folglich
inhibieren in diese Untersuchung die Säureformsophorolipide bei der
Konzentration von 0,4% leicht die Aktivität des Elastins. Diese Aktivität wird stärker durch
das Produkt bei der Konzentration von 2% inhibiert. Dieses Produkt
kann daher eine Antielastaseaktivität bei diesen Konzentrationen
beanspruchen.
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Beispiel 6: Antiradikalaktivität (RPE-Methode)
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Die
Antiradikalwirkung der Rohformsophorolipide und Säureformsophorolipide
ist gegenüber
dem freien von Sauerstoff abgeleiteten Radikal eingeschätzt worden,
das insbesondere bei der Pathologie bedeutend ist, dem Hydroxylradikal.
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Die
paramagnetische Elektronresonanzspektroskopietechnik (RPE) ist verwendet
worden.
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In
dieser Methode werden die Spinzustände der Außenelektronen der Moleküle insbesondere
in den freien Radikalen charakterisiert.
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Ein
Einfangmolekül
von freien Radikalen vermindert das Signal.
- – Die RPE-Messungen
sind mit einem Brucker ECS106 Spektrometer bei Umgebungstemperatur
gemessen worden.
- – Das
Hydroxylradikal (OH.) ist durch Photolyse
(U.V.B) des Wasserstoffperoxids in wässriger Lösung hergestellt worden.
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Mannitol
ist als Referenzmolekül
(Positivkontrolle) verwendet worden.
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In
Gegenwart von Mannitol bei 10 mM ist das RPE-Signal stark vermindert:
die Abfangaktivität
erhöht sich
auf 98%.
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Die
Rohformsophorolipide bei Konzentrationen von 0,0092% und 0,028%
Trockenmasse (p/v) zeigen eine Abfangwirkung von jeweils 71% und
97%. Die Rohformsophorolipide bei 2,5% Trockenmasse (p/v) annullieren
das RPE-Signal.
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Die
Säureformsophorolipide
zeigen ab der Konzentration von 0,0092% Trockenmasse (p/v) eine
Abfangwirkung von 98%.
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Die
Wirkung der Sophorolipide und des Mannitols auf die Intensität des RPE-Signals
entsprechend dem Hydroxylradikal ist in der Tabelle 8 gezeigt.
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Die
Konzentrationen sind ausgedrückt
in Gewichtsprozent Trockenmasse pro Volumen.
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Die
reaktiven Sauerstoffmetabolite, Superoxidanionen (O2 –),
Hydroxyradikalen (OH.), Wasserstoffperoxid
(H2O2) und Singulettsauerstoff
(IO2) sind verantwortlich für toxische
Reaktionen für
den Organismus. Erzeugt durch den Organismus selbst oder durch Außenangriffe
degradieren sie die Zucker, die Proteine, die Lipide und die Nukleinsäuren.
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Die
Säureformsophorolipide
und Rohformsophorolipide vermindern in dosisabhängiger Weise das RPE-Signal
des Hydroxyradikals. Diese Wirkung ist intensiv im Verhältnis zu
Mannitol (das für
sein Abfangvermögen
von OH. bekannte Referenzmolekül).
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Folglich
zeigen die Rohformsophorolipide und Säureformsophorolipide interessante
Antiradikalwirkungen gegenüber
dem Hydroxyradikal. Diese Wirkungen manifestieren sich bei geringen
Konzentrationen und welche im allgemeinen für Zusammensetzungen eingesetzt
werden, die kosmetisch aktive Mittel enthalten.
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Beispiel 7: Antiradikalwirkung
(auf humane Fibroblasten)
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Der
Schutzeffekt der Rohformsophorolipide gegenüber den freien durch U.V.A
erzeugten Radikalen ist auf Fibroblastenkulturen gezeigt worden.
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Die
Tests sind bei Konzentrationen an Sophorolipiden durchgeführt worden,
die für
die Zellen nicht toxisch sind.
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Das
Referenzmolekül,
VitaminE-Actat bei der Konzentration von 200 μg/ml ist nicht toxisch für die Zellen
in Abwesenheit von U.V.A und hat eine Promotorwirkung von 31% in
Gegenwart von U.V.A.
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Die
Rohformsophorolipide bei Konzentrationen von 0,125 μg/ml, 0,25 μg/ml und
0,5 mg/ml ziehen eine Verminderung der Zelllebensfähigkeit
von 18%, 14% und 15 mit sich und haben einen Schutzeffekt von 47%, 7%
und 18%.
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In
Abwesenheit von Antiradikalreagenz ist die Lebensfähigkeit
der Zellen nach Reizung mit U.V.A nur 21%.
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Die
Tabelle zeigt die Einschätzung
der Antiradikalwirkung der Rohformsophorolipide gegenüber freien durch
U.V.A erzeugten Radikalen.
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Es
scheint, dass die Rohformsophorolipide effizient und bemerkenswert
die Zellen gegenüber
freien durch U.V.A erzeugten Radikalen schützen.
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Beispiel 8: Kosmetische
Anwendungen auf Basis von Sophorolipiden
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1. Zusammensetzungsbeispiele
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Die
Tabellen 10 und 11 greifen verschiedene mögliche Zusammensetzungstypen
auf. Die Gehalte sind in Gewicht im Verhältnis zum Gesamtgewicht der
Zusammensetzung angezeigt.
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2. Einführungsart
der Sophorolipide in die Emulsionen
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Die
Säure-
oder Rohformsophorolipide können
gleichzeitig in die ölige
und in die wässrige
Phase eingeführt
werden.
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Wenn
man sie in die ölige
Phase einzuführen
wünscht,
muss man sie in der öligen
Phase bei 70°C genau
vor Emulgieren in der wässrigen
Phase auflösen.
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In
den Lotionen, Shampoos oder Gels können die Sophorolipide am Ende
der Herstellung kalt eingeführt
werden.
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In
den Lotionen oder Shampoos können
die Sophorolipide am Ende der Herstellung kalt eingeführt werden.
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3. Herstellungsbeispiel
von Zusammensetzungen
-
In
den nachfolgenden Zusammensetzungen werden die folgenden Abkürzungen
verwendet:
POBM: | Methylparahydroxybenzoat
(Konservierungsmittel) |
PCL: | reines
Cellin |
Phenonip: | Phetnoxyethanol,
Methylparaben, Ethylparaben, Propylparaben, Butylparaben (Konservierungsmittel) |
PPG: | Propylenglykol |
Ozokerit: | (Mineralölwachs:
Verdickungsmittel) |
CAO: | Rizinusöl (Castoröl) |
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Vorgehensweise
-
- – Mischen
der Phase C unter moderatem Erhitzen.
- – Hydratisieren
der Phase B und dort fortschreitend die Phase C zugeben.
- – Herstellen
der Phase D, sie mit der Präparation
BC vermischen und schließlich
die Sophorolipide zugeben.
- – Mischen
bis zum Erhalt eines homogenen Gels.
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3.2.
Befeuchtungscreme mit Sophorolipiden Emulsion vom Typ Öl in Wasser
-
-
Vorgehensweise
-
- – Herstellen
der Phase D: Zugeben in der Reihenfolge Glycerin, Carbomer und Wasser
und dann Triethanolamin.
- – Getrenntes
Erhitzenlassen von B und C (65°C)
und fortschreitendes Zugeben von B in C unter Rühren.
- – Zugeben
von D und dann Vermindern der Temperatur auf 30–35°C, dann Zugbeben der Sophorolipide sowie
des Konservierungsmittels und des Parfüms.
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3.3
Befeuchtungscreme mit Sophorolipiden vom Emulsionstyp Wasser/Öl (NLB von
4 bis 7)
Formel (berechnet für 50% Pflanzenöl)
Calciumsalz
von Sophorolipid erhalten aus:
Säureformsophorolipide
Ca(OH)2 | 10%
(4%Trockenmasse)
10% |
PPG**
(Stabilisierungsreagenz) | 10% |
Trigylceridöl von Sonenblume,
Trigylceridöl
von Kokosnuss, das hydriert ist** | 50% |
Magnesiumsulfat
(Methylparahydroxybenzoat) | 4% |
POBM
(Parahydroxybenzoat) | 0,6% |
Phenoxyethanol | 0,6% |
Kathon | 0,2% |
Parfüm | 0,2% |
Wasser | 14,4% |
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Vorgehensweise
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- – Man
erhitzt Wasser auf 70°C;
- – man
gibt die Sophorolipide und das Ca(OH)2 und
dann das Sulfat zu;
- – man
lässt die Öle (**)
schmelzen und dann verleibt man sie in Wasser ein;
- – man
gibt die Konservierungsmittel POBM, Phenoxyethanol bei 40°C zu und
man gibt das Kathon und das Parfüm
zu.
Die Versuche sind bei 20%, 40% und 50% Kokosnussöl durchgeführt worden.
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3.4.
Fettmischung vom Typ Lippenstifrot (HLB von 4–5)
Formel
Calciumsalz
von Rohform- oder Säureformsophorolipiden | 4,0% |
Erdbeeraroma | 0,4% |
Rizinusöl | 39,2% |
Isopropylmyristat | 13% |
PCL-Flüssigkeit | 7,6% |
weißes Bienenwachs | 3,4% |
Candelilawachs | 7,2% |
Carnaubawachs | 2,3% |
Ozokerit | 5,4% |
Bintom
CAO (Gelifizierer) | 6,9% |
Amerlat
W (abgeleitet von Lanolin) | 7,6% |
Ceraphyl
424 (Fettester) | 3% |
Propylparaben | 0,10% |
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In
dieser Zusammensetzung führen
die emulgierenden Eigenschaften zu dem befeuchtenden Charakter des
Sophorolipidreagenzes in Form eines alkalischen divalenten Salzes
mit geringem HLB.
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