DE69636667T2

DE69636667T2 - Polypodiumextrakt als photoschutzmittel

Info

Publication number: DE69636667T2
Application number: DE69636667T
Authority: DE
Inventors: A. Madhukar Belmont PATHAK; Salvador Boston GONZALES; B. Thomas Weston FITZPATRICK
Original assignee: Industrial Farmaceutica Cantabria SA
Current assignee: Industrial Farmaceutica Cantabria SA
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1996-02-09
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2016-02-10
Also published as: MX9706149A; ATE344017T1; PT813405E; JPH11500126A; CA2212172C; EP0813405A1; US5614197A; DE69636667D1; ES2276398T3; EP0813405B1; WO1996025139A1; CA2212172A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Dermatologie und insbesondere die Bereitstellung eines Lichtschutzes und eines antioxidativen Schutzes für die Haut. Die Erfindung betrifft des weiteren insbesondere die Bereitstellung eines Schutzes gegen ultraviolette Strahlung von der Sonne oder künstlichen Quellen.
Hintergrund der Erfindung
Obwohl die Bestrahlung von Individuen mit moderatem Sonnenlicht viele günstige Wirkungen hat, einschließlich der Synthese von Vitamin D und der Abtötung bestimmter Krankheitserreger, zeigt eine übermäßige Exposition der menschlichen Haut gegenüber Sonnenlicht und insbesondere dem ultravioletten Band des Spektrums viele schädliche Wirkungen, einschließlich Sonnenbrand, Phototoxizität, photoallergischer Reaktionen, Lichtalterung und der Förderung von Hautkrebs. Infolge der Besorgnis über die schädlichen Wirkungen einer übermäßigen Exposition gegenüber Sonnenlicht ist viel Forschungsarbeit auf die Entwicklung sowohl topischer als auch systemischer Lichtschutzmittel und auf Zubereitungen zur Verwendung in Kosmetika und Sonnenschutzmitteln gerichtet worden (für einen Überblick siehe M.A. Pathak, Dermatologic Clinics 4(2): 321–334 (1986); M.A. Pathak, "Topical and Systemic Photoprotection of Human Skin Against Solar Radiation," in H.W. Lim und N.A. Soter, (Hrsg.), Clinical Photomedicine, New York, Marcel Dekker, Inc. (1993); M.A. Pathak und T.B. Fitzpatrick, "Preventive Treatment of Sunburn, Dermatoheliosis, and Skin Cancer with Sun-Protective Agents," in Fitzpatrick, T.B., et al., (Hrsg.), Dermatology in General Medicine, 4th Edition, New York, McGraw-Hill, (1994)).
Allgemein können topische lichtschützende Zubereitungen oder "Sonnenschutzmittel" in die Kategorien chemisch, physikalisch oder gemischt eingestuft werden. Topische chemische Sonnenschutzzubereitungen sind gewöhnlich lichtdurchlässige Zube reitungen, die eine oder mehrere UV-absorbierende Verbindungen enthalten. Topische physikalische Sonnenschutzzubereitungen sind gewöhnlich opake oder halbopake Zubereitungen, die Verbindungen enthalten, welche nicht notwendigerweise ultraviolette Strahlung absorbieren, sondern vielmehr aufgrund ihrer Lichtundurchlässigkeit und Partikelgröße (30–100 nm) UV-Strahlung reflektieren oder streuen. Topische gemischte Sonnenschutzzubereitungen enthalten eine Mischung aus chemischen und physikalischen Sonnenschutzmitteln. Topische Sonnenschutzzubereitungen werden gewöhnlich als Lösungen formuliert (in z.B. Alkohol; Alkohol plus Glycerol oder Propylenglykol) oder als Lotionen, Cremes und Salben (z.B. Öl-in-Wasser- oder Wasser-in-Öl-Emulsionen). Zudem können topische Sonnenschutzzubereitungen zusammen mit kosmetischen Mitteln wie Pigmenten, Parfümen und dergleichen in kosmetischen Zubereitungen enthalten sein.
Obwohl viele Mittel vorgeschlagen wurden, von denen angenommen wird, dass sie nach oraler Verabreichung möglicherweise einen systemischen Lichtschutz liefern, bleibt der Beweis für ihre Wirksamkeit weitgehend anekdotisch oder beruht auf Schlussfolgerungen (siehe M.A. Pathak und T.B. Fitzpatrick (1994), oben). Selbst die Mechanismen, durch die viele dieser Mittel wirken könnten, sind spekulativ und reichen von optischer Filterung und Verdickung der Oberhaut bis zur Hemmung der Peroxidation von Membranlipiden und dem Schutz von DNA vor einem Lichtschaden.
Polypodium ist eine Gattung von Pflanzen, die typisch sind für die Farnfamilie der Polypodiaceae. 1967 berichteten Horvath et al., dass ein Extrakt oder Aufguss einer Farnspezies, Polypodium leucotomos, die traditionell von den Eingeborenen des nördlichen Honduras als Behandlung maligner Tumore verwendet wird, nachweislich sowohl in vitro als auch in vivo eine antitumorale Wirkung besitzt (A. Horvath et al., Nature 214: 1256–1258 (1967)). Seitdem wurde festgestellt, dass Extrakte einer Vielzahl verschiedener Farnpflanzen, von denen einige als Polypodium-Extrakte bezeichnet werden und einige als Calagualin, etliche dermatologische, immunmodulatorische und das Verhalten beeinflussende Wirkungen aufweisen.
Extrakte von Polypodium leucotomos haben sich bei der Behandlung von Psoriasis, atopischer Dermatitis und anderen Hauterkrankungen als wirksam erwiesen (siehe z.B. H. Corrales Padilla et al., Int. J. Dermatol. 13(5): 276–282 (1974); D. Jimenez et al., Allergol. et Immunopathol. 15(4): 185–189 (1987)). In diesen Fällen wurde festgestellt, dass der Extrakt eine Reduzierung von Hyperkeratose, Parakeratose, epidermaler Mitose, epidermaler Verdickung, epidermaler Fortsätze und der Schwere und des Ausmaßes epidermaler Läsionen bewirkt.
Verfahren zur Herstellung polarer Extrakte aus den Farnen Dryopteris crassirhizoma, Polypodium vulgare Linn., Polypodium leucotomos, Phlebodium decumanum J. Smith, Polypodium decumanum, Cyathea taiwaniana oder aus Rhizomen von Polypodium aureum Linn. und Polypodium triseriale wurden in dem GB-Patent 2,024,622A von Ramon et al. (eingereicht am 24. Mai 1979) offenbart. Dieses Patent beanspruchte außerdem aus solchen Extrakten hergestellte Medikamente und schlug ihre orale Anwendung bei der Behandlung von Psoriasis und Parapsoriasis vor.
Desgleichen wurden in dem GB-Patent 2,075,834A von Ramon et al. (eingereicht am 16. März 1981) Verfahren zur Herstellung polarer Extrakte aus verschiedensten Farnen der Familie der Polygodiaceae offenbart. Dieses Patent schlug die orale Anwendung solcher Extrakte bei der Behandlung von Erkrankungen des Knochen- und Bewegungsapparates (z.B. Arthritis) vor.
US-Patent Nr. 4,206,222 von Valetas (veröffentlicht am 3. Juni 1980) offenbart ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung von Extrakten aus verschiedensten Farnen in der Familie der Polypodiaceae. Zudem beansprucht Valetas einen aus diesen Farnen isolierten Wirkstoff von besonderer chemischer Struktur, ein C8-delta-Lacton. Es wird offenbart, dass der Wirkstoff bei der Behandlung von Kollagenerkrankungen (z.B. Arthritis) brauchbar ist.
Außerdem wurde festgestellt, dass Extrakte aus Polypodium leucotomos die Zahl der T8-Lymphozyten erhöhen, das T4/T8-Verhältnis in Blut senken, die Überlebenszeit von Haut-Allotransplantaten bei Mäusen verlängern, die proliferative Antwort von Mäuse-Milzzellen hemmen und die proliferative Antwort von T-Lymphozyten auf Mitogene hemmen (siehe z.B. J. Vargas et al., Ann. Immunol. (Inst. Pasteur) 134(C): 393–400 (1983); D. Jimenez et al., Allergol. et Immunogathol. 15(4): 185–189 (1987); M. Tuominen et al., Phytother. Res. 5: 234–236 (1991); D. Fernandez et al., Book of Abstracts: First World Cona. Medicinal and Aromatic Plants for Human Welfare, Maastricht, Netherlands, Poster 84 (1992); J. Rayward et al., Second Int. Cong. on Biol. Response Modifiers, San Diego, USA (1993)).
X.A. Alvarez et al. untersuchten die Wirkungen eines Polypodium-Extrakts_auf das Verhalten und die Gehirn-Zytokine von Ratten. Ihre Daten zeigten, dass der Extrakt bei mäßigen bis hohen Dosen in einem Open-Field-Test der psychomotorischen Aktivität ohne Auswirkung auf psychomotorische Habituierung Hypokinesie induziert; in einer Untersuchung des passiven Vermeidungsverhaltens das Lernen verbessert; Pegel der Zytokine IL-1β und IL-2 in frontoparietalen Cortices senkt; IL-1β im Hippocampus verringert; und TNF-α im Cortex erhöht (X.A. Alvarez et al., Annals of Psychiatry 3: 329–341 (1992)).
In einer anderen Studie wurde gezeigt, dass Extrakte von Polypodium decumanum ("Calaguala") die durch den plättchenaktivierenden Faktor (PAF) induzierte Freisetzung des proteolytischen Enzyms Elastase in humanen Neutrophilen hemmen und die Biosynthese von PAF hemmen (M. Tuominen et al., Planta Med. 58: 306–310 (1992)). Da PAF an der Pathogenese von Psoriasis beteiligt sein könnte, vermuteten die Verfasser dieser Studie, dass die Anti-PAF-Aktivität des Extrakts zu dessen klinischer Effizienz bei der Behandlung von Psoriasis beitragen mag.
Vor der vorliegenden Erfindung waren jedoch die lichtschützenden und antioxidativen Eigenschaften von topisch angewandtem und systemisch verabreichtem Polygodium-Extrakt bei normaler Haut unbekannt. Folglich waren auch vor der vorliegenden Erfindung Verfahren zur Bereitstellung eines Lichtschutzes und eines antioxidativen Schutzes durch topische Anwendung oder systemische Verabreichung von Polygodium-Extrakten unbekannt.
In WO-A-90 03778 sind Zusammensetzungen auf der Basis von hydratisierten lipidischen lamellaren Phasen oder Liposomen offenbart, die ein Ecdysteroid oder Ecdysteroid-Derivat enthalten, das aus Polygodium vulgare extrahiert werden kann.
In J. Investigat. Dermatol., Vol 102, No. 4, 1994, Seite 651, Abstract 763, wird offenbart, dass Polypodium-leucotomos-Extrakt als Antioxidationsmittel bei der Therapie von Hauterkrankungen verwendet werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wird eine Zubereitung zur topischen Anwendung bereitgestellt, die einen Polypodium-Extrakt, ausgewählt aus P. leucotomos, P. percussum oder P. triseriale, enthält.
Des Weiteren wird die Verwendung eines lichtschützenden Polypodium-Extrakts zur topischen oder oralen Anwendung vorgesehen.
Es werden Zubereitungen bereitgestellt, die Extrakte von Farnen der Gattung Polypodium enthalten. Insbesondere können die Extrakte von einem der Farne Polypodium aureum, Polypodium crassifolium, Polypodium decumanum, Polypodium lanceolatum, Polypodium leucotomos, Polypodium percussum, Polypodium triseriale oder Polypodium vulgare stammen. Die Zubereitungen können für die topische Anwendung oder die orale Verabreichung formuliert sein.
Für die topische Anwendung enthalten die Zubereitungen einen pharmazeutisch zuträglichen Träger für die topische Anwendung. Außerdem können die topischen Zubereitungen physikalische Sonnenschutzmittel, chemische Sonnenschutzmittel und/oder kosmetische Mittel enthalten. Insbesondere kann ein physikalisches Sonnenschutzmittel wie Titandioxid, mit Silicon behandeltes Titandioxid, Zinkoxid, Eisen(II)-oxid, Eisen(III)-chlorid, Talkum, Chromoxid oder Cobaltoxide enthalten sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein chemisches Sonnenschutzmittel wie para-Aminobenzoesäure, Ester der para-Aminobenzoesäure, Salicylate, Cinnamate, Benzophenone, Dihydroxyaceton, Parsol 1789 oder Melanin enthalten sein. Die Zubereitung kann mindestens 1 Gew.-%, 10 Gew.-%, 25 Gew.-% oder 50 Gew.-% Polypodium-Extrakt enthalten. Überdies kann die Zubereitung bei Anwendung von 2 μl/cm² auf normale Haut vom Typ I bis Typ IV für die minimale erythemauslösende Dosis (MED), ausgewertet nach 24 Stunden, einen Sonnenschutzfaktor (SPF) von mindestens 2, 5, 10 oder 15 ergeben. Ein abgepacktes Produkt zur topischen Anwendung einschließlich Gebrauchsanweisungen wird ebenfalls bereitgestellt. Unter Verwendung der Produkte der Erfindung werden auch Verfahren bereitgestellt, um einem Individuum mit normaler Haut Lichtschutz zu gewähren.
Für die orale Verabreichung enthalten die Zubereitungen einen pharmazeutisch zuträglichen Träger für die orale Anwendung. Ein abgepacktes Produkt zur oralen Verabreichung einschließlich Gebrauchsanweisungen wird ebenfalls bereitgestellt. Unter Verwendung der Produkte der Erfindung werden auch Verfahren bereitgestellt, um einem Individuum mit normaler Haut Lichtschutz zu gewähren. Diese Verfahren umfassen die orale Verabreichung einer Dosis zwischen 720 mg und 1440 mg Polypodium-Extrakt innerhalb einer 24-Stunden-Zeitspanne vor einer Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung und die orale Verabreichung einer Dosis zwischen 360 mg und 720 mg innerhalb einer 3-Stunden-Zeitspanne vor einer Bestrahlung an einen Erwachsenen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 stellt graphisch die Bildung von Superoxidanionen als Funktion der UVA-Dosis dar. Die Bildung von Superoxidanionen wird anhand von Änderungen der optischen Dichte bei 560 nm infolge der Umwandlung von NBT in NBF durch Reaktion mit dem Superoxidanion gemessen. Als Photosensibilisator wurde Riboflavin (RF) verwendet. Von oben nach unten zeigen die drei Graphen die Superoxidanionenerzeugung durch RF allein, durch RF in Gegenwart von Polypodium-Extrakt (PE) und durch PE allein.
2 stellt graphisch die Bildung von Superoxidanionen als Funktion der UVB-Dosis dar. Die Bildung von Superoxidanionen wird anhand von Änderungen der optischen Dichte bei 560 nm infolge der Umwandlung von NBT in NBF durch Reaktion mit dem Superoxidanion gemessen. Als Photosensibilisator wurde Riboflavin (RF) verwendet. Von oben nach unten zeigen die drei Graphen die Superoxidanionenerzeugung durch RF allein, durch RF in Gegenwart von Polypodium-Extrakt (PE) und durch PE allein.
3 stellt graphisch die Bildung von Singulett-Sauerstoff als Funktion der UVA-Dosis dar. Die Bildung von Singulett-Sauerstoff wird anhand von Änderungen der optischen Dichte bei 440 nm infolge der Bleichung von N,N-Dimethyl-p-nitrosoanilin (RNO) gemessen. Als selektiver Akzeptor für Singulett-Sauerstoff wurde Histidin (HIS) verwendet. Als Photosensibilisator diente Bengalrosa (BR). Von oben nach unten zeigen die oberen vier Graphen die Singulett-Sauerstoff-Erzeugung durch BR allein, durch BR in Gegenwart von 0,01% Polypodium-Extrakt (PE), durch BR in Gegenwart von 0,02% PE und durch BR in Gegenwart von 0,05% PE. Die unteren zwei Graphen zeigen die Erzeugung von Singulett-Sauerstoff in Gegenwart von BR und der bekannten Singulett-Sauerstoff-Fänger NaN₃ und DABCO.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf die Verwendung von Extrakten aus Farnpflanzen der Gattung Polypodium für einen Lichtschutz und für einen antioxidativen Schutz gerichtet. Die vorliegende Erfindung ist außerdem auf lichtschützende und antioxidative Zubereitungen gerichtet, die solche Extrakte enthalten. In einer Reihe von Ausführungsformen sind die Verfahren und Zubereitungen nur auf die topische Verwendung der Extrakte gerichtet, während die Extrakte in einer anderen Reihe von Ausführungsformen systemisch verabreicht werden können.
I. Polypodium-Extrakte
Die Polypodium-Extrakte des Stands der Technik und der vorliegenden Erfindung sind wasserlösliche oder hydrophile Extrakte, die durch Standard-Alkoholextraktionen oder polare Extraktionen der getrockneten Blätter und/oder Rhizome von Farnen der Gattung Polypodium hergestellt werden können. Der polaren Extraktion kann eine unpolare oder eine Lipidabtrennung vorangegangen sein oder folgen, und der polare Extrakt kann dann filtriert und aufkonzentriert werden. Es können zusätzliche Schritte hinzugefügt werden, um Pigmente und Kationen zu entfernen. Allgemeine Protokolle zur Herstellung polarer Extrakte für die Polypodiaceae finden sich in GB 2,024,622A und GB 2,075,834A . Außerdem werden Protokolle zur Herstellung zweier Polypodium-leucotomos-Extrakte (eines ethanolischen und eines methanolischen) in Tuominen et al., Phytotherapy Research 5: 234–236 (1991) dargelegt. Ein anderes und bevorzugtes Verfahren der Extraktion wird in Beispiel 1, unten, bereitgestellt.
Extrakte einer Polypodium-Spezies, Polypodium leucotomos, sind bereits in Spanien, Portugal, Honduras und der Dominikanischen Republik im Handel in Form von Kapseln zur oralen Verabreichung erhältlich. Die bevorzugte handelsübliche Zubereitung zur oralen Verabreichung stammt von Industrial Farmacéutica Cantabria, S.A., Madrid, Spanien (DIFUR^®).
Der Ausdruck "Polypodium-Extrakt" und die Abkürzung "PE", wie sie im Folgenden verwendet werden, sollen eine polare (oder wasserlösliche oder hydrophile oder alkoholisch-wässrige) Fraktion bedeuten, die aus den Blättern und/oder Rhizomen eines Farns der Gattung Polypodium extrahiert wurde und lichtschützende und antioxidative Eigenschaften aufweist.
Farne in dieser Gattung umfassen Polypodium leucotomos (auch als Polypodium aureum und Phlebodium aureum bekannt), beschrieben im Index Londinensis, Vol. 5, Oxford, 1921; Polypodium decumanum (auch als Phlebodium multiseriale und Chrysopteris dictyocallis bekannt), beschrieben in Ann. Bot., Vol. 31, 1917; Polypodium crassifolium (auch als Dipteris crassifolia und Polypodium enocarpum bekannt), beschrieben in Species Plantarum, Stockholm, 1753–63; Polypodium lanceolatum, beschrieben im Index Londinensis, Vol. 5, Oxford, 1921; Polypodium percussum, beschrieben im Index Londinensis, Vol. 5, Oxford, 1921; Polypodium triseriale, beschrieben im Index Filicum, Kopenhagen, 1906; und Polypodium vulgare, beschrieben im Index Londinensis, Vol. 5, Oxford, 1921. Von diesen ist der bevorzugte Farn zur Herstellung des Extrakts der vorliegenden Erfindung Polypodium leucotomos.
Wie in Beispiel 1 und nur als ein Beispiel beschrieben, können solche Extrakte durch ethanolische oder methanolische Extraktion von Polypodium-Blättern und/oder -Rhizomen gewonnen werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen werden nur die oberirdischen Teile der Pflanze verwendet. Natürlich können andere hydrophile Lösungsmittel anstelle von Ethanol oder Methanol verwendet werden (z.B. Wasser, niedere Alkylalkohole). Es kann auch eine hydrophobe Extraktion oder ein Schritt der "Entfettung" angewendet werden, um hydrophobe oder lipidische Komponenten aus dem polaren Extrakt zu entfernen. Wie für den Durchschnittsfachmann ersichtlich sein wird, kann eine solche hydrophobe Extraktion oder Lipidextraktion entweder vor oder nach der polaren oder hydrophilen Extraktion angewendet werden. Desgleichen können Mehrfachextraktionen durchgeführt werden, um die polare oder hydrophile Fraktion weiter aufzureinigen. Tatsächlich und wie für den Durchschnittsfachmann ersichtlich, kann eine Vielzahl verschiedener Fraktionierungs- und Trenntechniken (z.B. Chromatographie, Dialyse, Filtration, Elektrophorese) in unterschiedlicher Reihenfolge und Zahl eingesetzt werden, um den polaren Extrakt weiter aufzureinigen und um den/die Wirkstoff(e) zu isolieren. Bei jedem Schritt einer solchen Fraktionierung oder Auftrennung könnte man ohne unangemessenes Experimentieren die in Beispiel 6 und/oder 7 beschriebenen einfachen Antioxidans-Tests durchführen, um zu bestimmen, welche Fraktion den PE-Wirkstoff enthält. Eine jede solche polare oder hydrophile Fraktion eines Extrakts, der aus den Blättern und/oder Rhizomen von Polypodium gewonnen wurde und lichtschützende und antioxidative Eigenschaften aufweist, stellt einen "Polypodium-Extrakt" oder "PE" dar, wie hierin und in den beigefügten Ansprüchen verwendet.
Nach Verdampfung flüchtiger Lösungsmittel sind solche Extrakte typischerweise von sirupartiger Konsistenz und bernsteingelb bis braun in der Farbe (können jedoch mittels Aktivkohle geklärt werden). Natürlich werden sowohl die Konsistenz als auch die Farbe je nach dem Grad, zu dem der Extrakt mit Wasser oder anderen Lösungsmitteln verdünnt ist, variieren.
Zum Zwecke der Quantifizierung der Menge an PE in einer Zubereitung und zum Zwecke der Eindeutigkeit in den beigefügten Ansprüchen ist es erforderlich zu erkennen, dass ein PE konzentriert oder verdünnt sein kann und daher eine größere Menge an verdünntem Extrakt benötigt werden wird, um den gleichen Nutzen wie bei einer bestimmten Menge an konzentriertem Extrakt zu erzielen. Eine Zubereitung, die x Gew.-% PE enthält, umfasst oder einschließt, wird daher als eine Zubereitung definiert, bei welcher der Polypodium-Extrakt, wenn er konzentriert wäre, x Gew.-% ausmachen würde. Ein konzentrierter Polypodium-Extrakt soll definiert sein als einer, der bei Trocknung höchstens 25% seines Gewichts verliert.
II. Die lichtschützenden Eigenschaften von PE
Ultraviolette Strahlung wird von den längeren zu den kürzeren Wellenlängen in drei Bänder unterteilt. Diese drei Bänder werden als UVA, UVB und UVC bezeichnet. Der UVC-Bereich umfasst Wellenlängen von weniger als etwa 290 nm, fehlt jedoch aufgrund der Filterung durch Ozon in der oberen Atmosphäre weitgehend an der Oberfläche der Erde. Der UVB-Bereich reicht von etwa 290 bis 320 nm und der UVA-Bereich reicht von etwa 320 bis 400 nm.
Die Auswirkungen ultravioletter Strahlung auf menschliche Haut sind verschieden. Daher kann die Wirksamkeit einer Zusammensetzung als ein Lichtschutzmittel anhand mehrerer verschiedener Kriterien beurteilt werden. Unter diesen sind die Folgenden.

(1) Bestimmung des Absorptionsspektrums der Zusammensetzung. Wenn das Absorptionsspektrum einer Zusammensetzung eine spezifische Absorption im Ultraviolettband von 290 bis 400 nm zeigt, insbesondere mit einem Absorptionsmaximum bei 290 bis 320 nm, dann kann die Zusammensetzung als ein Lichtschutzmittel gegen Sonnenbrand-Reaktion (die gewöhnlich durch Sonnenstrahlung von 290 bis 320 nm verursacht wird) angesehen werden.
(2) Bestimmung der minimalen Dosis an Sonnenstrahlung, die erforderlich ist, um eine sofortige Pigmentdunkelung zu induzieren, mit und ohne Anwendung/Verabreichung der Zusammensetzung. Die Reaktion der sofortigen Pigmentdunkelung (IPD, immediate pigment darkening) kann durch langwellige ultraviolette Strahlung (320–400 nm) ausgelöst werden. Die Reaktion, die am auffälligsten bei leicht brauner oder gebräunter Haut ist, ist eine vorübergehende Dunkelung der Haut, die bei Ende einer UVA-Exposition sichtbar wird. Sie rührt von einer Oxidationsreaktion von bereits vorhandenem Melanin in der Haut her. Die IPD-Reaktion kann durch Antioxidantien oder, da die Reaktion Sauerstoff erfordert, durch Sauerstoffentzug der Haut gehemmt werden. Die minimale Dosis an UVA-Strahlung, die eine sichtbare Dunkelung der Haut erzeugt, kann durch Bestrahlung der Haut mit abgestuften Dosen an UVA-Strahlung, die von 0,5 bis 10 J/cm² reichen, bestimmt werden. Die niedrigste Dosis an UVA-Strahlung, die unmittelbar nach der Bestrahlung eine sichtbare Dunkelung der Haut erzeugt, wird als die minimale Dosis für IPD bewertet.
(3) Bestimmung der minimalen erythemauslösenden Dosis mit und ohne Anwendung/Verabreichung der Zusammensetzung. Die minimale erythemauslösende Dosis (MED) ist definiert als die minimale Dosis an ultravioletter Strahlung von 290–320 nm, die 20–24 h nach Bestrahlung bei menschlicher Haut eine merkliche Sonnenbrandreaktion mit erkennbaren Grenzen erzeugt. Die MED kann bestimmt werden, indem man die Haut abgestuften Dosen an UVB-Strahlung aussetzt. Die MED reicht von etwa 20 bis 80 mJ/cm² UVB-Strahlung für hellhäutige Individuen und von etwa 70–120 mJ/cm² bei braun oder dunkel pigmentierten Personen. Es ist anzumerken, dass MED-Werte mit den Wellenlängen des ultravioletten Spektrums variieren. Kürzenwellige (290–320 nm) Strahlung ist 500- bis 1000-mal stärker erythemauslösend als längerwellige (320–400 nm). Daher sind MEDs für längerwellige Strahlung höher (z.B. 20 bis 50 J/cm²).
(4) Bestimmung der minimalen melanogenetisch wirksamen Dosis mit und ohne Anwendung/Verabreichung der Zusammensetzung. Die minimale melanogenetisch wirksame Dosis (MMD) ist definiert als die minimale Dosis an ultravioletter Strahlung (UVB oder UVA), die eine anhaltende oder langandauernde Pigmentierung der Haut erzeugt, welche 72 bis 120 h nach Bestrahlung erkennbar ist und danach nicht schnell verblasst. Wenn die Haut mikroskopisch untersucht wird, zeigen die Pigmentzellen eine erhöhte Populationsdichte (Melanozyten pro cm²), gesteigerte dendritische Prozesse und einen erhöhten Grad an Melaninpigmentierung. Die MMD kann bestimmt werden, indem man die Haut abgestuften Dosen ultravioletter Strahlung (290–400 nm) aussetzt und die niedrigste Dosis notiert, die eine anhaltende Pigmentation induziert.
(5) Bestimmung der minimalen phototoxischen Dosis mit und ohne Anwendung/Verabreichung der Zusammensetzung. Bei der Bestimmung der MED ist kürzerwellige (290–320 nm) Strahlung bekanntermaßen stärker erythemauslösend als längerwellige (320–400 nm) Strahlung. In Gegenwart einer photoreaktiven Chemikalie oder Arzneidroge (z.B. 8-Methoxypsoralen, 5-Methoxypsoralen) kann jedoch die längerwellige UVA-Strahlung viel stärker erythemauslösend werden. Dies ist auf eine phototoxische Reaktion zurückzuführen, bei der die Haut bei einer viel geringeren Dosis an UVA-Strahlung eine Rötung (Erythem) zeigt. Die minimale Dosis an UVA-Strahlung, die erforderlich ist, um nach Anwendung/Verabreichung einer photoreaktiven Chemikalie oder Arzneidroge eine phototoxische Reaktion zu erzeugen, ist als die minimale phototoxische Dosis (MPD) definiert. Die MPD kann bestimmt werden, indem vor Bestrahlung der Haut mit abgestuften Dosen an UVA-Strahlung eine photoreaktive Chemikalie oder Arzneidroge topisch angewendet oder oral verabreicht wird und die niedrigste Dosis notiert wird, die 48 bis 72 h nach Bestrahlung eine phototoxische Reaktion auslöst.

Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "Lichtschutz" (1) die Hemmung oder Verzögerung einer Erythem- oder Sonnenbrand-Reaktion und eines Gewebeschadens an der Haut und/oder (2) die Hemmung oder Verzögerung der sofortigen Pigmentdunkelungsreaktion und/oder (3) die Hemmung oder Verzögerung der Spätbräunung oder MMD-Reaktion und/oder (4) die Hemmung oder Verzögerung der durch Psoralene erzeugten phototoxischen Reaktion. Eine Verbindung, die einen solchen Lichtschutz bietet, wird als "lichtschützend" angesehen und kann als "Lichtschutzmittel" bezeichnet werden.
Bei Handelsprodukten wird die Wirksamkeit einer lichtschützenden Zubereitung gewöhnlich als ihr "Sonnenschutzfaktor" (SPF, sun protection factor) ausgedrückt. Der SPF ist hinsichtlich der MED geschützter und ungeschützter Haut entsprechend der folgenden Gleichung definiert:
Die Food and Drug Administration der USA setzt Normen für die Bestimmung von SPFs fest. Die Normen verlangen die Anwendung von Testprodukten mit 2 μl/cm² oder 2 mg/cm² auf dem Rücken (Unterschulterblattregion) der Testpersonen. Zur Beurteilung jedes Testprodukts wird ein Hautbereich von 100 cm² (50 × 2 cm) ausgewählt. Zur Verifizierung der Testergebnisse wird ein Standard-Sonnenschutzfilter (8% Homosalat) als interner Standard verwendet.
In Analogie zum oben definierten SPF kann man auch einen "Schutzfaktor" für die IPD und die MMD definieren. Wie beim SPF sind diese Schutzfaktoren einfach Verhältnisse der für geschützte Haut erforderlichen minimalen Dosen zu den minimalen Dosen, die für ungeschützte Haut erforderlich sind.
Der benötigte Grad an Sonnenschutz hängt natürlich nicht nur von der Strahlungsdosis, sondern auch vom Hauttyp des Individuums ab. Allgemein kann normale menschliche Haut in sonnenreaktive Typen I–VI unterteilt werden (wobei Typ I der hellste und empfindlichste ist und Typ VI der dunkelste und unempfindlichste), was zum großen Teil auf dem Grad der konstitutiven Melanisierung und dem potentiellen Dunklungs- oder Bräunungsvermögen der Haut als Reaktion auf ultraviolette Strahlung beruht. Für eine Erörterung dieser Hauttypen siehe M.A. Pathak, Annals New York Academy of Sciences, 453: 328–339 (1985).
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "normale Haut" menschliche Haut, die nicht lichtsensibilisiert ist und die frei von dermatologischen Leiden wie Psoriasis, atopischer Dermatitis und Vitiligo ist. Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "lichtsensibilisiert" empfindlicher gemacht für einen Lichtschaden durch Einnahme oder topische Anwendung einer Verbindung wie Psoralen.
Um die lichtschützenden Eigenschaften von PE zu bewerten, wurde eine Vielzahl verschiedener Experiments durchgeführt, wobei topische und orale Formulierungen von PE zur Anwendung kamen und Testpersonen mit normaler Haut, die entweder mit die Haut lichtsensibilisierenden Mitteln behandelt oder unbehandelt war, verwendet wurden. Die Details dieser Experimente werden in den nachfolgenden Beispielen 2–5 geliefert.
Für die topische Anwendung von PE wurden vier verschiedene Formulierungen getestet. Die Formulierungen bestanden jeweils aus konzentriertem PE, der wie in Beispiel 8 beschrieben einer Lotion beigemischt war. Die Formulierungen unterschieden sich voneinander (und von der Lotion von Beispiel 8) nur durch die Gewichtsprozent PE in der Formulierung. Für jede Formulierung wurden 200 μl wie angegeben entweder einmal oder zweimal auf 100 cm² Hautoberfläche aufgetragen:

"10%": 10% PE einmal aufgetragen

"25%": 25% PE einmal aufgetragen

"50% 1×": 50% PE einmal aufgetragen

"50% 2×": 50% PE zweimal aufgetragen
Für die orale Verabreichung wurden Dosisgaben von bis zu 720 mg pro Tag getestet (bei Gesamtdosen von 1440 mg über zwei Tage bis 3600 mg über 5 Tage), wobei handelsübliche PE-Kapseln (DIFUR^®, Industrial Farmacéutica Cantabria, S.A., Madrid, Spanien) verwendet wurden.
Diese Experiments haben bei Individuen vom Hauttyp III oder IV Folgendes gezeigt:

(1) Topisch auf normale Haut aufgetragen, zeigte PE in Abhängigkeit von der Konzentration einen Schutzfaktor für die IPD-Reaktion zwischen 2,20 und 3,55, einen Schutzfaktor (SPF) für die MED von wenigstens 2,35 bis über 3,00 und einen Schutzfaktor für die MMD von wenigstens 1,96 bis über 2,23. Siehe Beispiel 2.
(2) Oral verabreicht an Patienten mit normaler Haut, wirkt PE als systemisches Lichtschutzmittel und zeigte je nach Dosierung einen Schutzfaktor für die IPD-Reaktion zwischen 2,70 and 3,09, einen Schutzfaktor (SPF) für die MED zwischen 2,65 und 2,94 und einen Schutzfaktor für die MMD zwischen 1,67 und 2,00. Siehe Beispiel 3.
(3) Topisch aufgetragen auf Haut, die durch orale Psoralene lichtsensibilisiert worden war, zeigte PE bei Auswertung nach 72 h einen Schutzfaktor für die MPD, der in Abhängigkeit von der Konzentration des PE mit oralem 5-MOP über 1,5 bis über 2,2 betrug oder der mit oralem 8-MOP sogar bei der niedrigsten Konzentration über 4,0 lag. Siehe Beispiel 4.
(4) Oral verabreicht an Personen, deren Haut durch Psoralene lichtsensibilisiert worden war, zeigte PE bei Messung nach 72 Stunden einen Schutzfaktor für die MPD, der von 3,0 (mit oralem 5-MOP) bis 7,0 (mit oralem 8-MOP) reichte. Siehe Beispiel 5.

III. Die antioxidativen Eigenschaften von PE
Die Tatsache, dass PE nicht nur die phototoxische Reaktion auf Psoralene und UVA ("PUVA", siehe Beispiel 4 und 5) verzögert, sondern auch die IPD-Reaktion verzögert, deutet darauf hin, dass sein Wirkmechanismus mit dem Quenching freier Radikale und reaktiver Sauerstoffspezies einhergehen könnte. Es ist bekannt, dass freie Radikale und reaktive Sauerstoffspezies bei der Verursachung von Zellschäden verschiedenen Grades und bei der Aufrecherhaltung der Entzündungsreaktion (Erythem, Ödem, Vesikulation) auf Psoralene eine wichtige Rolle spielen (Carraro und Pathak, J. Invest. Dermatol. 90: 267–275, (1988)). Diese Studien zeigten, dass (1) Psoralene mit der DNA epidermaler Zellen wechselwirken, wobei Photoaddukte mit den Pyrimidin-Basen (einschließlich einzelsträngiger und quervernetzter Photoaddukte) entstehen, und (2) Psoralene reaktive Sauerstoffspezies erzeugen, wozu der Singulett-Sauerstoff, das Superoxidanion und das Hydroxylradikal zählen, die zur Schädigung epidermaler Zellmembranen, Lipidperoxidation und der Entwicklung der Entzündungsantwort beitragen. Desgleichen deutet das verfügbare Beweismaterial, das auf Untersuchungen von Wirkungsspektren beruht, auf die Existenz zweier verschiedener Wirkmechanismen von UVS hin, die von den Wellenlängen und der Art des UV-Strahlungsschadens abhängen: (1) ein kürzerwelliger Mechanismus, an dem UVB-Strahlung (290–320 nm) beteiligt ist, der durch direkte Absorption von Photonen durch DNA wirkt und zu Schäden an der DNA in Form von DNA-Basenphotoprodukten (z.B. Cyclobutylpyrimidindimeren und 6-4-Pyrimidin-Pyrimidon-Photoprodukten von Cytosin) führt; (2) ein längerwelliger UV-Mechanismus, der durch Nicht-DNA-Intermediate wie reaktive Sauerstoffspezies (¹O₂, O₂ ^– und ^·OH etc.) wirkt, die entweder durch endogene Sensibilisatoren (z.B. NADH, NADPH, Riboflavin, Chinone etc.) oder durch exogene Sensibilisatoren (z.B. Psoralene + UVA) erzeugt werden. Die längeren Wellenlängen tragen auch zu Entzündungs- und anderen oxidativen Stressreaktionen bei, welche Schäden an DNA, Membranlipiden und cytoplasmatischen Organellen hervorrufen. Das reaktivste freie Radikal ist das Hydroxylradikal (^·OH), das aus der Bildung des Superoxidanions (O₂ ^–) herrührt. Sowohl Singulett-Sauerstoff (¹O₂) als auch O₂ ^– können eine Membranlipidperoxidation, DNA- Schädigung und Quervernetzung von Proteinen in der Epidermis wie auch der Dermis bewirken.
Um die Eigenschaften von PE hinsichtlich eines Quenchings freier Radikale oder einer antioxidativen Wirkung zu prüfen, wurde eine Reihe von In-vitro-Experimenten durchgeführt, welche Lichtsensibilisierungsreaktionen durch UVA/UVB und Riboflavin und durch UVA und Bengalrosa umfassten. Diese Experimente zeigen, dass:

(1) PE (0,01%) die O₂ ^–-Produktion durch UVA und Riboflavin und durch UVB und Riboflavin um 42,2% bzw. 55% senkte (siehe Beispiel 6).
(2) PE (0,01%) die ¹O₂-Produktion durch UVA und einen bekannten Photosensibilisator senkte (siehe Beispiel 7).

Obwohl gegenwärtig verfügbarer PE keinerlei charakteristische Absorptionsmaxima im UVB- oder UVA-Bereich zeigt, wies ein Rohextrakt in diesen Bereichen monoton steigende Absorptionswerte auf. Somit scheint PE auf zwei Arten zu wirken: (a) als ein UVB- und UVA-Absorber und (b) als ein Quencher für reaktive Sauerstoffspezies. Wenn der Extrakt in seiner rohen Form ohne Verdünnung verwendet wird, wirkt er teilweise als ein UV-Filter. Wenn PE in verdünnter oder farbloser Form verwendet wird, zeigt er wenig oder keine Absorption im UVB- und UVA-Spektrum, zeigt jedoch immer noch wesentliche Eigenschaften in Bezug auf das Quenching freier Radikale oder das Einfangen von O₂ ^–.
Daher wirkt PE nicht nur als Lichtschutzmittel, sondern auch als Antioxidans. In seiner Rolle als Antioxidans kann PE in gleicher Weise wie andere bekannte Antioxidantien (z.B. Vitamin C, Vitamin E, β-Carotin) eingesetzt werden, um die Haut oder andere Gewebe gegen oxidativen Stress zu schützen, der Zellmembranschäden, DNA-Schäden, Entzündungsreaktionen der Haut, Lichtsensibilisierung und Lichtalterung hervorruft.
IV. Zubereitungen zur topischen Verabreichung
Bei einer Reihe von Ausführungsformen enthalten die lichtschützenden Zubereitungen der vorliegenden Erfindung neben PE einen pharmazeutisch zuträglichen Träger für die topische Anwendung.
Solche pharmazeutisch zuträglichen Träger sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt und können im Wesentlichen jedes gegenwärtig verwendete und handelsübliche topische Sonnenschutz- oder Kosmetikpräparat oder Kombinationen gegenwärtig verwendeter und handelsüblicher Sonnenschutz- oder Kosmetikpräparate umfassen. Somit könnte man einfach ein verfügbares Sonnenschutz- oder Kosmetikpräparat modifizierenden, indem man PE hinzufügt und erforderlichenfalls die Verhältnisse von wässerigen und nichtwässerigen Bestandteilen anpasst, um eine Konsistenz zu bewahren, die sich zur topischen Anwendung eignet.
Für Beispiele der Verbindungen und Verbindungsklassen, die typischerweise in den pharmazeutisch zuträglichen Trägern zu finden sind, welche bei lichtschützenden Zubereitungen zur topischen Anwendung verwendet werden, siehe US-Pat. Nr. 5,256,404 von Martino et al. (26. Okt. 1993) und US-Pat. Nr. 5,306,486 von McCook et al. (26. Apr. 1994).
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "pharmazeutisch zuträglicher Träger für die topische Anwendung" eine Zusammensetzung, die sich zur topischen Anwendung an menschlicher Haut durch Verteilen oder Einreiben eignet, die an menschlicher Haut keine Irritationen hervorruft und die mit PE gemischt werden kann, um eine Lösung, eine Emulsion, ein Gel, eine Lotion, eine Salbe, einen Balsam, eine Creme oder einen verteilbaren Feststoff oder eine Paste zu bilden. Solche pharmazeutisch zuträglichen Träger können Weichmacher, Netzmittel, Feuchthaltemittel, Gleitmittel, Verdickungsmittel, wasserabweisende Mittel, bakterizide Mittel, perkutane Penetrationsmittel und Konservierungsstoffe enthalten. Zusätzlich können verschiedene kosmetische Mittel wie Düfte und Pigmente in einem pharmazeutisch zuträglichen Träger für die topische Anwendung enthalten sein. Da es einige Hinweise gibt, dass oral verabreichter PE am wirksamsten unter sauren Bedingungen ist, kann es wünschenswert sein, dass der Träger auch für die topische Anwendung leicht sauer oder wenigstens nicht alkalisch ist. Vorzugsweise besitzt die Zubereitung einen pH > 5, jedoch < 8.
Ein pharmazeutisch zuträglicher Träger für die topische Anwendung kann auch lichtschützende Mittel enthalten, welche die lichtschützenden Eigenschaften von PE unterstützen oder ergänzen. Insbesondere kann der Träger chemische Sonnenschutzmittel, physikalische Sonnenschutzmittel und/oder kosmetische Mittel enthalten, die für die Anwendung bei Menschen zugelassen sind (zum Beispiel durch die Food and Drug Administration der USA und die Cosmetics, Toiletries and Fragrance Association).
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "physikalisches Sonnenschutzmittel" eine Verbindung die, wenn sie als Bestandteil eines pharmazeutisch zuträglichen Trägers für die topische Anwendung verwendet wird, dahingehend wirkt, dass sie ultraviolette Strahlung reflektiert und/oder beugt und/oder streut und die, wenn sie in einer Konzentration von 2 μl/cm² oder 2 mg/cm² aufgetragen wird, bei Haut vom Typ I bis Typ IV einen SPF von wenigstens 2 gewährleistet, wenn die MED 24 h nach einer Bestrahlung gemessen wird. Typische physikalische Sonnenschutzmittel sind Titandioxid, mit Silicon behandeltes Titandioxid, Zinkoxid, Eisen(II)-oxid, Eisen(III)-chlorid, Talkum, Chromoxid, Cobaltoxide, Kaolin, Ichthyol und Stärke. Physikalische Sonnenschutzmittel liegen gewöhnlich in Form von Partikeln mit Durchmessern von 30–100 nm und vorzugsweise 30–50 nm vor. Auf dem Fachgebiet sind viele weitere physikalische Sonnenschutzmittel bekannt und brauchen hier nicht aufgezählt zu werden. Wie hierin verwendet, schließt der Ausdruck "physikalisches Sonnenschutzmittel" PE ausdrücklich nicht mit ein.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "chemisches Sonnenschutzmittel" eine Verbindung, die, wenn sie als Bestandteil eines pharmazeutisch zuträglichen Trägers für die topische Anwendung verwendet wird, dahingehend wirkt, dass sie einige Strahlung im ultravioletten Spektrum absorbiert und die, wenn sie in einer Konzentration von 2 μl/cm² oder 2 mg/cm² aufgetragen wird, bei Haut vom Typ I bis Typ IV einen SPF von wenigstens 2 gewährleistet, wenn die MED 24 h nach einer Bestrahlung gemessen wird. Typische chemische Sonnenschutzmittel umfassen para-Aminobenzoesäure (PABA) und ihre Esterderivate, Salicylate, Cinnamate, Benzophenone, Dihydroxyaceton, Parsol 1789, Melanin und verschiedene Kohlenwasserstoffe. Auf dem Fachgebiet sind viele weitere chemische Sonnenschutzmittel bekannt und brauchen hier nicht aufgezählt zu werden. Wie hierin verwendet, schließt der Ausdruck "chemisches Sonnenschutzmittel" PE ausdrücklich nicht mit ein.
Wie hierin verwendet, bedeutet der Ausdruck "kosmetisches Mittel" ein Pigment oder einen Duft, der zu ästhetischen Zwecken topisch auf menschliche Haut aufgetragen werden kann und der keine Irritation hervorruft. Kosmetische Mittel sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt und sind in solchen Produkten wie Lippenstiften, Lidschatten, Rouge, Grundierungen und anderen Formen von "Make-up" enthalten. Wie hierin verwendet, sind "kosmetische Mittel" beschränkt auf jene, die dazu verwendet werden, der Haut Farbe oder Duft zu verleihen. Der Ausdruck "kosmetische Mittel" soll nicht andere Arten von Mitteln umfassen, wie etwa jene, die speziell in Nagel- oder Haarpflegeprodukten verwendet werden. Wie hierin verwendet, schließt der Ausdruck "kosmetisches Mittel" PE ausdrücklich nicht mit ein.
Allgemein sollten die lichtschützenden Zubereitungen für die topische Anwendung der vorliegenden Erfindung wenigstens etwa 1 Vol.-% PE enthalten, obwohl, wie für den Durchschnittsfachmann ersichtlich sein wird, geringere Mengen mit geringerem Nutzen verwendet werden können. In Versuchen mit haarlosen Mäusen wurden zum Beispiel lichtschützende Wirkungen für so niedrige PE-Konzentrationen wie 0,5% in DMSO beobachtet. Bei bevorzugten Ausführungsformen sollte jedoch die Zubereitung wenigstens etwa 5 Vol.-% oder 10 Vol.-% PE enthalten. Höhere Konzentrationen, einschließlich PE in Konzentrationen von 25%, 50% oder darüber, werden ebenfalls erwogen und sollen in den Bereich und Geist der beigefügten Ansprüche fallen. Wie für den Durchschnittsfachmann ersichtlich, wird der Volumenprozentanteil von PE bei handelsüblichen Anwendungen durch eine Vielzahl verschiedener Faktoren bestimmt werden, wie etwa den Wunsch nach einem UVA- und UVB-Schutz, den Wunsch nach einer Hemmung der Bräunung, den Wunsch nach einer Hemmung phototoxischer Reaktionen, jeweilige Kosten verschiedener Mittel, den Wunsch, mehrere Mittel mit verschiedenen lichtschützenden Eigenschaften einzubeziehen (z.B. chemische Sonnenschutzmittel und physikalische Sonnenschutzmittel) und den Wunsch, Verbindungen einzubeziehen, die ein ästhetisch gefälliges Produkt schaffen, das leicht anzuwenden ist (z.B. kosmetische Pigmente, Weichmacher, Parfüme, Aloe, "selbstbräunende" Mittel wie Dihydroxyaceton etc.).
Als beispielhafte Ausführungsformen können lichtschützende Zubereitungen für die topische Anwendung die in Beispiel 8 beschriebenen umfassen, sind jedoch nicht auf diese begrenzt.
V. Zubereitungen zur systemischen Verabreichung
Um die orale Verabreichung zu erleichtern, kann PE mit jedem aus einer Vielzahl pharmazeutisch zuträglicher Träger für die orale Verabreichung gemischt werden. Mit dem Ausdruck "pharmazeutisch zuträglicher Träger für die orale Verabreichung" ist eine Zusammensetzung gemeint, die nicht toxisch ist, nicht den menschlichen Gastrointestinaltrakt reizt und die mit PE gemischt werden kann, um eine Lösung, einen Sirup, eine Emulsion, ein Gel oder einen Feststoff zu bilden. Zubereitungen zur intravenösen, intramuskulären, subkutanen oder allgemein parenteralen Verabreichung können ebenfalls durch auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren hergestellt werden.
Einige Beispiele für Substanzen, die als pharmazeutisch zuträgliche Träger für die orale Verabreichung dienen können, sind Zucker wie Lactose, Glucose und Saccharose; Stärken wie Maisstärke und Kartoffelstärke; Cellulose und ihre Derivate wie Natriumcarboxymethylcellulose, Ethylcellulose und Celluloseacetat; Traganth-Pulver; Malz; Gelatine; Talkum; Stearinsäure; Magnesiumstearat; Calciumsulfat; pflanzliche Öle wie Erdnussöl, Baumwollsamenöl, Sesamöl, Olivenöl und Maisöl; Polyole wie Propylenglykol, Glycerin, Sorbitol, Mannitol und Polyethylenglykol; Polyvinylpyrrolidon; Alginsäure; pyrogenfreies Wasser; isotonische Kochsalzlösung; Phosphatpufferlösungen; Kakaobutter; Emulgatoren; sowie andere nicht toxische kompatible Substanzen, die in pharmazeutischen Formulierungen verwendet werden. Feuchthaltemittel und Gleitmittel wie Magnesiumstearat sowie Farbstoffe, Aromastoffe, Exzipientien, Tablettiermittel, Stabilisatoren, Antioxidantien und Konservierungsstoffe können ebenfalls vorhanden sein. Weitere kompatible pharmazeutische Zusatzstoffe und Wirkstoffe können in dem pharmazeutisch zuträglichen Träger zur Verwendung in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung enthalten sein.
Die Zubereitungen zur oralen Verabreichung können in Form von Tabletten, Capletten, weichen und harten Gelatinekapseln, Pillen, einschließlich Formulierungen mit verzögerter oder verlängerter Freisetzung, dispergierbaren Pulvern oder Granulaten, Lutschtabletten, Portionsbeuteln, Stärkekapseln, Elixiren, Suspensionen, Emulsionen, Lösungen, Sirupen, Aerosolen (als Feststoff oder in einem flüssigen Medium) und dergleichen vorliegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der PE mit Lactose und Magnesiumstearat (einem Gleitmittel) als pharmazeutisch zuträglichem Träger für die orale Verabreichung zu einer Kapsel geformt. Da jedoch einige Individuen lactoseintolerant sind, mag ein alternativer Träger wie Stärke oder pflanzliches Öl bevorzugt werden.
Als beispielhafte Ausführungsformen können lichtschützende Zubereitungen zur oralen Verabreichung die in Beispiel 9 beschriebenen umfassen, sind jedoch nicht auf diese begrenzt.
VI. Verfahren zur Bereitstellung eines Lichtschutzes
1. Topischer Lichtschutz mit PE
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines Lichtschutzes (einschließlich Schutz vor oder Verhütung von Lichtalterung, aktinischer Schädigung und Hautkrebs) offenbart, das eine Zubereitung von PE zur topischen Anwendung verwendet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine PE-Zubereitung als Lösung, Emulsion, Gel, Salbe, Lotion, Balsam, Creme oder verteilbarer Feststoff oder Paste formuliert, welche(r) auf die Haut eines Individuums aufgetragen und auf der Haut verstrichen werden kann, um eine dünne Schicht zu bilden. Die Zubereitung sollte vor Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung aufgetragen werden und sollte nach Schwimmen, Baden oder starkem Schwitzen wiederholt aufgetragen werden.
Vorzugsweise enthält die PE-Zubereitung auch andere Sonnenschutzmittel (physikalische oder chemische), Weichmacher, Netzmittel, Feuchthaltemittel, Gleitmittel, Verdickungsmittel, wasserabweisende Mittel und/oder Konservierungsstoffe. Der von der Zubereitung gebotene Gesamt-SPF sollte wenigstens 2 betragen. Für Individuen verschiedenen Hauttyps und unterschiedliche voraussichtliche Bestrahlungszeiten können verschiedene Formulierungen verwendet werden, und es sind daher Formulierungen mit SPFs größer oder gleich 5, 10, 15, 20 und 30 vorgesehen. Für Individuen mit hochlichtempfindlicher Haut können auch Formulierungen mit einem SPF größer oder gleich 40 oder 50 zur Anwendung kommen.
2. Oraler Lichtschutz mit PE
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bereitstellung eines Lichtschutzes (einschließlich Schutz vor oder Verhütung von Lichtalterung, aktinischer Schädigung und Hautkrebs) offenbart, das eine Zubereitung von PE zur oralen Verabreichung verwendet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der PE als Kapsel formuliert, bei der Lactose und Magnesiumstearat als pharmazeutisch zuträglicher Träger dienen. Da jedoch einige Individuen lactoseintolerant sind, mag ein alternativer Träger wie eine Stärke oder ein pflanzliches Öl bevorzugt werden. Die Kapseln enthalten vorzugsweise etwa 100–150 mg PE und am meisten bevorzugt 120 mg PE.
Da PE unter sauren Bedingungen besser resorbiert zu werden scheint, werden die Kapseln vorzugsweise nicht mit einem Antazidum eingenommen und werden am meisten bevorzugt wenigstens eine halbe Stunde vor einer Mahlzeit eingenommen. Desgleichen wird die Zubereitung vorzugsweise nicht mit alkoholischen Getränken verabreicht, da Alkohol die Resorption und Wirksamkeit von PE zu verringern scheint.
Weil PE die Wirkung der Arzneidroge Digitalis zu verstärken scheint, sollten Individuen, die Digitalis einnehmen, einen Arzt konsultieren, bevor sie eine oral verabreichte PE-Zubreitung verwenden, und die Digitalis-Dosis sollte, falls dies angebracht ist, verringert werden. Vorzugsweise wird PE von Individuen, die Digitalis einnehmen, nicht verwendet.
Für Erwachsene sollte die Dosis von PE, eingenommen innerhalb von 3 h vor einer Bestrahlung mit Sonnenlicht oder anderer ultravioletter Strahlung, wenigstens 120 mg betragen. Mehr bevorzugt liegt die Dosis zwischen 360 und 720 mg, eingenommen innerhalb von 3 h vor einer Bestrahlung. PE hat sich bei Dosierungen bis zu 1200 mg/Tag als unbedenklich erwiesen, und daher können in den 24 h vor einer Bestrahlung Dosen von bis zu 1200 mg eingenommen werden. Vorzugsweise sollte die Dosis von PE, eingenommen innerhalb von 24 h vor einer Bestrahlung, wenigstens 360 mg betragen. Mehr bevorzugt liegt die Dosis zwischen 720 und 1440 mg, eingenommen innerhalb von 24 h vor einer Bestrahlung. Zusätzlich können in den der Bestrahlung vorausgehenden Tagen tägliche Dosen von 360–720 mg/Tag eingenommen werden, obwohl die Wirkung nach dem zweiten Tag nicht wesentlich kumulativ zu sein scheint.
Für Kinder mit einem Alter über 6 Jahre sollten Dosen auf 120–240 mg pro Tag begrenzt werden.
Falls eine orale PE-Zubereitung zu Verdauungsbeschwerden führt, sollte die Verwendung der Zubereitung abgebrochen werden. Für lactoseintolerante Individuen ist die Aufnahme geringer Mengen (z.B. 120–180 mg) Lactose wahrscheinlich nicht ausreichend, um Unverträglichkeitssymptome hervorzurufen, falls sich jedoch eine Diarrhoe entwickelt, sollte das Produkt abgesetzt werden. Alternativ könnten lactosefreie PE-Zubereitungen (die zum Beispiel ersatzweise eine Stärke oder pflanzliches Öl als Träger verwenden) zur Anwendung kommen.
VII. Beispiele
1. Zubereitung von PE
Ausgereifte Rhizome von Polypodium leucotomos können von Afrikanischen Palmen, mit denen sie symbiotisch wachsen, abgetrennt und in Plantagen verpflanzt werden, wo Boden- und Wetterbedingungen günstig sind (z.B. Yojoa-See, Honduras). Nach vollständiger Entwicklung und Sporulation der Blätter können die oberirdischen Teile der Pflanze geerntet und 24 h bei Temperaturen zwischen 60–70°C getrocknet werden. Eine Charge von 160 kg der getrockneten Blätter kann fein gemahlen und dreimal einer 10-stündigen Extraktion unter schwachem Rückfluss in Methanol/Wasser (Gesamtvolumen 1430 Liter) unterzogen werden. Der resultierende dünne Extrakt kann dann mittels Unterdruckverdampfung bei 25–50°C aufkonzentriert werden, um den größten Teil des Alkohols zu entfernen und das Volumen auf etwa 20% des ursprünglichen zu reduzieren. Wahlweise, jedoch vorzugsweise können mit einem hydrophoben Lösungsmittel wie n-Hexan Lipide aus dem konzentrierten Extrakt entfernt werden und können mit einem Ionenaustauscherharz Kationen entfernt werden. Wahlweise, jedoch vorzugsweise können mittels Aktivkohle (200–300 g pro kg der ursprünglichen getrockneten Blätter) Tannine, Chlorophyll und andere Pigmente teilweise entfernt werden. Schließlich kann der Extrakt filtriert und unter Unterdruck aufkonzentriert werden, um etwa 16 kg konzentrierten PE zu ergeben. Der resultierende PE sollte eine bernsteingelbe bis braune Farbe und eine sirupartige Konsistenz aufweisen.
Der in den unten beschriebenen Versuchen verwendete PE wurde aus Polypodium leucotomos gewonnen und von Industrial Farmaceutica Cantabria, S.A., Madrid, Spanien geliefert.
2. Topische Anwendung von PE an normalen Individuen
Aus einer Gruppe von 30 gesunden männlichen und weiblichen Freiwilligen wurden fünf Testpersonen zufällig ausgewählt. Sie waren hellhäutige Freiwillige des Hauttyps III oder IV im Alter von 18 bis 35, frei von System- oder Hauterkrankungen, ohne Vorgeschichte in Bezug auf Lichtempfindlichkeit durch Arzneimittel, zeigten keine abnormale Reaktivität auf Sonnenlicht und erhielten keine anderen medikamentösen Behandlungen. Sämtliche Testpersonen zeigten nach Bestrahlung mit Sonnenlicht eine gute Bräunungsreaktion.
Die Freiwilligen wurden folgendermaßen auf die Sonnenexposition vorbereitet:
Es wurden Klebeschablonen mit mehrfachen Bestrahlungsfenstern an den Rücken der Testpersonen befestigt. Jedes Fenster war 2 × 2 cm groß. Die Schablonen wurden sowohl auf der linken als auch auf der rechten Seite der Wirbelsäule in der Unterschulterblattregion befestigt.
Eine Reihe von sechs Bestrahlungsfenstern auf jeder Testperson wurde verwendet, um die MED der unbehandelten (ungeschützten) Haut der Testperson zu bestimmen. Die Fenster dieser Reihe wurden für 12,5', 15', 20', 25', 30' und entweder 35' oder 40' Sonnenstrahlung ausgesetzt.
Alle anderen Reihen wurden 20', 40', 60', 80', 100' oder länger exponiert. Von diesen Reihen wurde eine als Negativkontrolle (ohne topische Auftragung) verwendet. Eine andere Reihe wurde als Positivkontrolle mit topischer Auftragung eines handelsüblichen Sonnenschutzmittels mit einem SPF von 15 ("Std SPF 15": enthält 3% Parsol 1789 und 3–5% Benzophenon-3) verwendet. Die übrigen vier Reihen wurden zum Auftragen von 10%, 25%, 50% 1× und 50% 2× PE verwendet. Die Anwendung von Testprodukten erfolgte 30 Minuten vor einer Sonnenbestrahlung. Die aufgetragenen Produkte wurden bei Umgebungstemperatur trocknen gelassen.
Die Testpersonen wurden auf einer offenen Fläche versammelt. Sie wurden gebeten, sich bäuchlings auf Luftmatratzen zu legen, die jeder Testperson persönlich zugewiesen waren. Die Bestrahlung mit Sonnenlicht erfolgte zwischen 11:30 und 13:30. Die Intensität des Sonnenlichts wurde mit einem vorkalibrierten Strahlungsmesser (International Light Co., Newburyport, MA) gemessen und betrug durchschnittlich 27 W/m². Dieser Flusspegel entspricht, wenn er für 30 Minuten unbehandelter Haut verabreicht wird, etwa 50 mJ/cm² Sonnenstrahlung, eine Dosis, die ausreicht, bei Individuen des Hauttyps III oder IV eine minimal erkennbare Sonnenbrandreaktion zu erzeugen. Sonnenbestrahlungszeiten waren wie folgt:
Nach Verabreichung der entsprechenden Sonnenbestrahlungsdosen wurden die Teststellen mit UV-undurchlässigem Klebeband abgedeckt. Die Betrachtung sämtlicher exponierter Stellen erfolgte: (1) unmittelbar nach Exposition zur IPD-Bestimmung; (2) 24 Stunden nach Exposition zur MED-Bestimmung und SPF-Berechnung; und (3) am sechsten Tag nach Exposition zur MMD-Bestimmung.

* Fluss der UVB-Komponente. Eine Minute Exposition ≅ 1,66 mJ/cm².

Der Anstieg der für die Reaktion der sofortigen Pigmentdunkelung (IPD) erforderlichen UV-Dosis steht in deutlicher Relation zur Konzentration von topisch aufgetragenem PE. Topisch aufgetragener PE schützte, indem er die Photooxidationsreaktion von bereits in der Haut vorhandenem Melaninpigment verzögerte oder verlängerte.
Um die Auswirkungen der PE-Anwendungen auf die MED zu ermitteln, wurden die sonnenbestrahlten Testpersonen nach 24 Stunden hinsichtlich der Erythembildung beurteilt. PE-behandelte Hautstellen erhielten eine maximale Sonnenbestrahlung von 100 Minuten, eine Dosis, die etwa 3 MED entspricht. Diese Dosis von 3 MED kann eine milde bis mäßige Sonnenbrandreaktion (rosarote Farbe ohne schmerzhafte Verbrennung) erzeugen. Die nachstehende Tabelle stellt die MED-Werte sowie die berechneten Sonnenschutzfaktoren (SPF) für die verschiedenen Anwendungen der Test-Formulierungen dar:

* Fluss der UVB-Komponente. Eine Minute Exposition ≅ 1,66 mJ/cm².

Jedes der vier PE-haltigen Testprodukte zeigte einen wirksamen Schutz und keine der PE-geschützten Stellen zeigte eine sichtbare Sonnenbrandreaktion. Da die Gesamtbestrahlungszeit auf etwa 100' begrenzt war, um bei jeder Testperson die Gefahr eines wirklichen Sonnenbrands zu vermeiden, reichte die Bestrahlung nicht aus, um bei den Sonnenschutzmitteln 50% 1×, 50% 2× und Std SPF 15 ein Erythem zu bewirken. Folglich bleiben die tatsächlichen MEDs dieser Anwendungen und die SPF-Werte dieser Formulierungen noch festzustellen (obwohl sie deutlich größer als 2,94 sind).
Das dritte Kriterium für den Beweis der lichtschützenden Wirkung von topischem PE ist die Bestimmung der minimalen melanogenetisch wirksamen Dosis (MMD) von UV-Strahlung, die zur Stimulation der verzögerten Pigmentierung oder Neometanogenese (Bräunungsreaktion) bei unbehandelter Kontrollhaut erforderlich ist, und der UV-Dosis, die zur Stimulation der verzögerten Pigmentierung der PE-behandelten Haut erforderlich ist. Die verzögerte Pigmentierungsreaktion scheint auf den kumulativen Wirkungen langwelliger ultravioletter Strahlung (> 320 nm) zu beruhen.
Die nachstehende Tabelle gibt die minimale melanogenetisch wirksame Dosis (MMD) an, die erforderlich war, um an Kontrollstellen (ungeschützt oder unbehandelt) und an Stellen, die durch 10%, 25%, 50% 1× und 50% 2× PE geschützt waren, eine Reaktion der verzögerten Pigmentierung (Bräunung) anzuregen. Die unten dargestellten beobachteten Werte der minimalen melanogenetisch wirksamen Dosis stehen im Einklang mit den lichtschützenden Eigenschaften von PE.

* Fluss der UVB-Komponente. Eine Minute Exposition ≅ 1,66 mJ/cm².

Wiederum bot jede der PE-Zubereitungen einen erheblichen Schutz und reichte die Bestrahlung wegen der Begrenzung der Gesamtbestrahlungszeit auf etwa 100', um eine Verbrennung jeglicher Testpersonen zu vermeiden, nicht aus, um bei den Sonnenschutzmitteln 50% 1×, 50% 2× und Std SPF 15 Neomelanogenese zu bewirken. Folglich bleiben die tatsächlichen MMDs dieser Anwendungen noch festzustellen (obwohl sie deutlich größer als 167 mJ/cm² sind).
3. Orale Verabreichung von PE an normale Individuen
Nach Feststellung der Unbedenklichkeit und Nicht-Toxizität von oralem PE bei Dosen über 1000 mg pro Tag entschieden wir, PE zweimal täglich oral an menschliche Freiwillige des Hauttyps III und IV zu verabreichen. Die Testpersonen wurden in zwei Testgruppen eingeteilt. In der ersten Gruppe von Testpersonen, der "Zwei-Tage"-Gruppe, erhielten drei normale Testpersonen 720 mg PE am Tag vor der Sonnenbestrahlung und eine zusätzliche Dosis von 720 mg PE drei Stunden vor der Sonnenbestrahlung (Gesamtdosis 1440 mg). In der zweiten Gruppe, der "Fünf-Tage"-Gruppe, erhielten fünf normale Testpersonen täglich 720 mg PE an vier aufeinanderfolgenden Tagen vor der Sonnenbestrahlung und am fünften Tag 720 mg PE drei Stunden vor der Sonnenbestrahlung. Zwei zusätzliche Gruppen von jeweils acht Testpersonen, eine Kontrollgruppe, die kein PE erhielt, und eine Gruppe, die das Sonnenschutzmittel Std SPF 15 verwendete, wurden ebenfalls getestet.
Alle Testpersonen wurden unter identischen Bedingungen von 11:00 bis 14:00 ultravioletter Sonnenstrahlung ausgesetzt. Klebeschablonen mit vorgestanzten Reihen von fünf Bestrahlungsfenstern, jeweils 2 cm × 2 cm groß, wurden an den Rücken (Unterschulterblattregionen) der Freiwilligen befestigt. Jeder Freiwillige wies eine Mindestzahl von fünf Bestrahlungsreihen auf, die symmetrisch auf der linken und der rechten Seite der Wirbelsäule angeordnet waren. Jede Reihe wies fünf oder sechs Bestrahlungsfenster von 2 × 2 cm Größe auf. Am Ende jeder gemessenen Bestrahlungsdosis wurden die sonnenbestrahlten Stellen mit einem UV-undurchlässigen Klebeband abgedeckt.
Die Reaktionen auf die abgestuften Dosen an Sonnenbestrahlung, welche von 30 Minuten (etwa 1 MED) bis 45, 60, 90, 120, 150 oder 180 Minuten reichten, wurden beurteilt in Bezug auf: (1) die minimale Dosis an Sonnenstrahlung, die für die Reaktion der sofortigen Pigmentdunkelung (IPD) erforderlich ist, gemessen am Ende der Bestrahlungsperiode; (2) die minimale erythemauslösende Dosis (MED) an Sonnenstrahlung, die für eine minimale Erythemreaktion erforderlich ist, gemessen 24 Stunden nach der Bestrahlungsperiode; und (3) die minimale melanogenetisch wirksame Dosis (MMD), die für die verzögerte Pigmentreaktion erforderlich ist, gemessen 3 Tage (72 h) nach der Bestrahlungsperiode.
Die Ergebnisse für die Reaktion der sofortigen Pigmentdunkelung (IPD) der Kontrollpersonen (kein PE), PE-behandelten Testpersonen und durch Sonnenschutzmittel geschützten Testpersonen waren wie folgt:

* Fluss der UVB-Komponente. Eine Minute Exposition ≅ 1,66 mJ/cm².

Aus den tabellarisch dargestellten Daten wird klar ersichtlich, dass oral verabreichter PE lichtschützend war. Nach 5 Tagen oraler PE-Aufnahme (Gesamtdosis 3600 mg) war ein geringfügig besserer Schutz zu beobachten, als jener, der nach zwei oralen Dosen PE (Gesamtdosis 1440 mg) beobachtet wurde. Dieser Unterschied in den SPF-Werten war nicht signifikant. Daher mag es jenseits der zwei Tage oraler Dosisgaben von 720 mg/Tag keine wesentliche Akkumulation der lichtschützenden Wirkung geben. Es ist möglich, dass die lichtschützende Komponente von PE nicht für längere Zeit im Blut oder in der Haut verbleibt, sondern vielmehr verstoffwechselt und schnell im Urin ausgeschieden wird.
Um die Wirkung von oralem PE auf die MED zu bewerten, war es möglich, dieselben Testpersonen als ihre eigenen Kontrollen zu verwenden. So wurde vor der Verabreichung von PE für jede der acht Testpersonen (drei aus der 2-Tage-Gruppe und fünf aus der 5-Tage-Gruppe) die minimale erythemauslösende Dosis (MED) bestimmt, um die MED-Werte einer Sonnenbrandreaktion unbehandelter Kontrollhaut zu erhalten. Dann wurden die MEDs derselben acht Testfreiwilligen bestimmt, nachdem diese für zwei oder fünf Tage oral PE eingenommen hatten.
Die Ergebnisse sind nachstehend dargestellt:

* Fluss der UVB-Komponente. Eine Minute Exposition ≅ 1,66 mJ/cm².

Die Daten zeigen, dass der oral verabreichte PE die MED-Werte um fast das Dreifache erhöht. Der oral verabreichte PE (3600 mg) erbrachte, wenn er für fünf aufeinanderfolgende Tage gegeben wurde, einen Lichtschutzfaktor von 2,94, während der oral verabreichte PE, gegeben für 2 Tage (1440 mg), einen Lichtschutzfaktor von 2,65 erbrachte. Dies deutet darauf hin, dass PE sogar nach lediglich zwei Tagen oraler Dosisgaben lichtschützend ist. Die Daten lassen außerdem erkennen, dass es keine wesentliche zusätzliche Lichtschutzsteigerung gab, wenn die PE-Dosisgaben 5 Tage lang täglich wiederholt wurden. Folglich scheinen die Daten eine maximale lichtschützende Wirkung von PE innerhalb von 3 bis 24 Stunden nach oraler Aufnahme des PE zu belegen und dass die lichtschützende Wirkung von PE nach diesem Zeitraum nicht kumulativ ist.
Es ist von weiterem Interesse zu erwähnen, dass die Haut der PE-behandelten Testpersonen kein Anzeichen einer Sonnenbrandreaktion zeigte, wenn die Testpersonen abgestuften Dosen an Sonnenstrahlung ausgesetzt wurden, die bis zu einer Höhe von 150 oder 180 Minuten reichten. Dagegen zeigte die Reaktion von Kontrollhaut, die keinen oralen PE erhielt, Anzeichen einer Sonnenbrandreaktion nach nur 30 bis 34 Minuten Bestrahlung mit mittäglicher Sonnenstrahlung. Sechzigminütige Bestrahlung ungeschützter Kontrollhaut mit Sonne erzeugte einen mäßigen Grad an Sonnenbrandreaktion mit Druckempfindlichkeit.
Um die Auswirkungen von oral verabreichtem PE auf die verzögerte Bräunungsreaktion oder Neomelanogenese zu bewerten, wurden gesunde Testpersonen zufällig ausgewählt. Für diese Testpersonen wurde (a) die minimale melanogenetisch wirksame Dosis (MMD), die für die Auslösung einer verzögerten Bräunungsreaktion erforderlich ist, ohne die Verabreichung von PE evaluiert und wurde (b) die MMD derselben Freiwilligen bestimmt, nachdem sie entweder für zwei aufeinanderfolgende Tage oder für fünf aufeinanderfolgende Tage orale Dosen an PE (720 mg/Tag) erhalten hatten. Als Positivkontrolle wurde außerdem die Dosis gemessen, die für die Auslösung einer verzögerten Bräunungsreaktion bei Haut erforderlich war, welche gut durch das Sonnenschutzmittel Std SPF 15 geschützt war. Aufgrund zeitlicher Zwänge wurde die Auslösung einer verzögerten Pigmentreaktion statt am Tag 5 (120 h) 72 Stunden nach der Sonnenbestrahlung evaluiert. Die Ergebnisse sind nachstehend tabellarisch dargestellt:

* Fluss der UVB-Komponente. Eine Minute Exposition ≅ 1,66 mJ/cm².

Die Daten zeigen, dass oraler PE lichtschützend ist und die zur Auslösung einer verzögerten Bräunungsreaktion erforderliche Dosis bei PE-geschützter Haut viel größer ist als die zur Auslösung einer verzögerten Bräunungsreaktion erforderliche Dosis bei ungeschützter Haut.
Somit haben wir durch die Bestimmung der Dosis, die zur Auslösung einer verzögerten Bräunungsreaktion von Haut erforderlich war, welche durch oral verabreichten PE geschützt war, gezeigt, dass PE tatsächlich lichtschützend gegen eine Sonnenbrandreaktion und die Auslösung von Melaninpigmentierung (verzögerte Bräunungsreaktion) wirkt.
4. Topische Anwendung von PE an lichtsensibilisierten Individuen
Als weiteres Mittel zur Beurteilung der lichtschützenden Eigenschaften von PE wurden topische Anwendungen von PE an Personen getestet, die freiwillig durch orale Verabreichung von Psoralenen lichtempfindlich gemacht worden waren. Die Psoralene 8-Methoxypsoralen (8-MOP) und 5-Methoxypsoralen (5-MOP) werden in den Vereinigten Staaten und weltweit häufig bei der Behandlung von Psoriasis und Vitiligo in Verbindung mit einer Bestrahlung mit UVA-Strahlung (320–400 nm) aus künstlichen Lichtquellen oder aus Sonnenstrahlung eingesetzt. Diese Arzneidrogen erhöhen bekanntermaßen durch Beteiligung an einer phototoxischen Reaktion mit ultravioletter Strahlung die Lichtempfindlichkeit der Haut und rufen dadurch ein Erythem, Ödem und Druckempfindlichkeit der Haut hervor.
PUVA (P = Psoralen; UVA = Ultraviolett A) ist ein Standardprotokoll, das die orale Aufnahme von Psoralenen und die anschließende Bestrahlung der Haut mit ultravioletter Strahlung beinhaltet. Normale Haut vom Typ III oder Typ IV, die ohne die Arzneidroge 8-MOP oder 5-MOP bis zu 45 Minuten Sonnenstrahlung (320–400 nm) ausgesetzt wird, zeigt bei einer Untersuchung 48 bis 72 Stunden nach der Bestrahlung keine Rötung oder phototoxische Reaktion (d.h. "Sonnenbrand"). Bei Haut, die mit oralem 8-MOP oder oralem 5-MOP lichtsensibilisiert worden ist, kann jedoch Haut, die nur 10 Minuten lang Sonnenstrahlung ausgesetzt wird, einen allmählich ansteigenden Grad an Phototoxizität oder Sonnenbrand zeigen, wenn sie 48 bis 72 Stunden nach der Bestrahlung untersucht wird. Die Dosis an ultravioletter Strahlung, die erforderlich ist, um eine Lichtsensibilisierung der Haut und Phototoxizität hervorzurufen, ist als die minimale phototoxische Dosis (MPD) definiert. Die Psoralene 8-MOP und 5-MOP machen also die Haut lichtempfindlich und bewirken einen messbaren Grad an phototoxischer Reaktion. Speziell bei oral verabreichtem 5-MOP oder 8-MOP ist eine viel (drei- bis fünfmal) geringere Dosis an UVA-Strahlung erforderlich, um eine Rötung und Phototoxizität zu erzeugen. Mittels PUVA als Test lassen sich die lichtschützenden Eigenschaften einer Zubereitung durch Messung ihrer Fähigkeit, Phototoxizität bei mit 8-MOP oder 5-MOP photosensibilisierter Haut zu verhindern, feststellen.
Wie oben wählten wir vier normale menschliche Testpersonen des Hauttyps III oder IV aus, um die Fähigkeit von PE zu zeigen, die phototoxische Reaktion von 8-MOP oder 5-MOP zu verzögern. 8-MOP wurde zwei Testpersonen etwa 1,5–2 h vor Bestrahlung mit solarer UVA-Strahlung in einer Dosis von 0,45–0,6 mg pro kg verabreicht. 5-MOP, eine schwächere phototoxische Arzneidroge als 8-MOP, wurde zwei anderen Testpersonen 1,5–2 h vor Bestrahlung in der höheren Dosis von 1,0–1,2 mg pro kg verabreicht. Für jede Gruppe von Testpersonen wurde dann die minimale phototoxische Dosis (MPD) bestimmt, indem diese 72 Stunden nach der Sonnenbestrahlung nach Rötungen und Lichtschäden untersucht wurden.
Wir beurteilten dann die lichtschützenden Eigenschaften von PE durch Bestimmung der minimalen phototoxischen Dosis (MPD) an UV, die bei Testpersonen erforderlich war, die nach oraler Verabreichung von entweder 8-MOP (0,6 mg/kg) oder 5-MOP (1,0–1,2 mg/kg) 1,5–2 h vor Bestrahlung mit Mittagssonne eine topische Anwendung von PE erhielten.
Jede Testperson erhielt an vorher festgelegten Stellen, die durch Klebeschablonen mit Bestrahlungsfenstern von 2 × 2 cm abgegrenzt wurden, topische Anwendungen (2 μl/cm²) von Formulierungen in Lotionform, die 10%, 25% und 50% PE enthielten. Eine der Schablonenstellen wurde zum Auftragen des Sonnenschutzmittels Std SPF 15 verwendet, um als interner Standard zu dienen. Eine zusätzliche Schablonenstelle erhielt keinerlei topische Anwendung, und diese Stelle diente als unbehandelte Kontrollstelle zur Abschätzung des MPD-Wertes von Haut ohne jeglichen Lichtschutz.
Nachstehend sind die Ergebnisse für oral verabreichtes 8-MOP und topisch aufgetragenen PE dargestellt:

* Fluss der UVA-Komponente. Eine Minute Exposition ≅ 0,267 J/cm².

Im Folgenden sind die Ergebnisse für oral verabreichtes 5-MOP und topisch aufgetragenen PE dargestellt:

* Fluss der UVA-Komponente. Eine Minute Exposition ≅ 0,267 J/cm².

Diese Ergebnisse zeigen, dass topisch verabreichter PE lichtschützend für Haut ist, welche durch entweder 8-MOP oder 5-MOP lichtsensibilisiert wurde. Es ist daran zu erinnern, dass oral verabreichtes 5-MOP weniger phototoxisch ist als oral verabreichtes 8-MOP. Dies erklärt, warum bei der MPD-Bestimmung mit 5-MOP höhere Dosen erforderlich sind als sie bei der MPD-Bestimmung mit 8-MOP erforderlich sind. Wie bei den vorausgehenden Experimenten waren die Bestrahlungszeiten absichtlich begrenzt, um bei den menschlichen Testpersonen die Gefahr einer Verursachung erheblicher Sonnenbrände einschließlich Blasenbildung zu vermeiden. Folglich bleiben die tatsächlichen MPDs und Schutzfaktoren noch festzustellen (obwohl PE eindeutig einen Schutzfaktor von wenigstens 1,5 bis wenigstens 4,0 gewährleistete).
5. Orale Verabreichung von PE an lichtsensibilisierte Individuen
Die lichtschützenden Eigenschaften von oral verabreichtem PE wurden außerdem bei Testpersonen evaluiert, welche die für Haut lichtsensibilisierend wirkenden Arzneidrogen 8-MOP und 5-MOP wie folgt erhielten:
Es wurden vier Testpersonen des Hauttyps III oder IV ausgewählt. Zwei dieser vier Testpersonen bekamen zwei Stunden vor Sonnenbestrahlung orale Dosen der Arzneidroge 8-MOP (0,6 mg/kg). Die anderen zwei Testpersonen erhielten 2 Stunden vor Sonnenbestrahlung oral 5-MOP (1,0–1,2 mg/kg). Nach 72 Stunden wurden dann die minimalen phototoxischen Dosen (MPD) der unbehandelten Haut dieser Testpersonen evaluiert, um die Kontroll-MPD-Werte ohne PE zu erhalten.
Jede dieser selben Testpersonen wurde dann an zuvor unbestrahlter Haut mit PE als Lichtschutzmittel erneut getestet. Sie erhielten orale Dosen von 1440 mg PE (720 mg PE 18 Stunden vor Sonnenbestrahlung und 720 mg PE drei Stunden vor Sonnenbestrahlung). Dann erhielten sie wie zuvor zwei Stunden vor Sonnenbestrahlung eine orale Dosis an entweder 8-MOP (0,6 mg/kg) oder 5-MOP (1,0–1,2 mg/kg). Die Testpersonen wurden 72 Stunden nach der Bestrahlung untersucht, um die MPD in Gegenwart von oral verabreichtem PE und Psoralen zu bestimmen.
Nachstehend sind die Ergebnisse der Tests mit oral verabreichtem 8-MOP und oral verabreichtem PE dargestellt:

* Fluss der UVA-Komponente. Eine Minute Exposition ≅ 0,267 J/cm².

Im Folgenden sind die Ergebnisse der Tests mit oral verabreichtem 5-MOP und oral verabreichtem PE dargestellt:

* Fluss der UVA-Komponente. Eine Minute Exposition ≅ 0,267 J/cm².

Diese Ergebnisse belegen die Lichtschutzeigenschaften von oral verabreichtem PE in Bezug auf Phototoxizität. Dieser natürliche Extrakt erhöhte die MPD-Werte bei einer Lichtsensibilisierung der Haut, induziert durch eines der Psoralene 5-MOP oder 8-MOP, um einen Faktor von drei bzw. sieben.
6. Superoxidanion-Quenching durch PE
Die Bildung von of O₂ ^–-Radikalen (Superoxidanionen) erfolgte mittels Riboflavin (RF), das ein wohlbekannter Generator für Superoxidanionen ist (siehe Carraro und Pathak, J. Invest. Dermatol. 90: 267–275, 1988; Beauchamp und Fridovich, Anal. Biochem. 44: 276–287, 1971). Die Erzeugung von O₂ ^– wurde spektrophotometrisch durch Beobachtung der durch Riboflavin lichtsensibilisierten Reduktion von Nitroblau-Tetrazolium (NBT) zu Nitroblau-Diformazan (NBF) bei 560 nm durch die Reaktion NBT + 4 O₂ ^– → NBF + 4O₂ bestimmt. Die Erzeugung von O₂ ^– wurde quantitativ als eine Funktion steigender UVA-Bestrahlungsdosis (1–10 J/cm²) und durch Aufzeichnung des Anstiegs der optischen Dichte bei 560 nm für die bestrahlte Lösung ermittelt. Quenching der O₂ ^–-Erzeugung wurde durch Verwendung von Superoxiddismutase (50 U/ml) und eines Aliquots einer verdünnten farblosen Lösung von PE (0,01% oder weniger) bestätigt. Das Radikalfängerpotential von PE wurde außerdem durch Erhöhung der UVA-Bestrahlungsdosis (0,5–10 J/cm²) und Beobachtung des prozentualen Quenchings des erzeugten O₂ ^– durch Zugabe eines Aliquots PE in das Reaktionssystem evaluiert.
Die zu dieser Untersuchung gehörenden Ergebnisse sind in 1 und 2 dargestellt. Die verwendete Strahlungsquelle war polychromatisch und erzeugte einen Hauptanteil UVB- sowie einen gewissen Anteil UVA-Strahlung. Die UV-Strahlung produzierte O₂ ^–, und der Anstieg der O₂ ^–-Entwicklung mit steigender Bestrahlungsdosis ist deutlich. PE allein trug nur wenig zur Produktion von O₂ ^– bei. In Gegenwart von Riboflavin erfolgte jedoch eine erhebliche Bildung von O₂ ^–. Wenn die O₂ ^–-Erzeugung in Gegenwart von sowohl Riboflavin als auch PE (0,01%) untersucht wurde, war eine wesentliche Verringerung der O₂ ^–-Ausbeute zu beobachten. Wenn Systeme mit Riboflavin und UVA oder Riboflavin und UVB zur Erzeugung von O₂ ^– verwendet wurden, erbrachte die Zugabe von PE eine Verringerung der O₂ ^–-Produktion um 42,2% bzw. 55%. Aufgrund der Opazität und Trübung, welche bei höheren PE-Konzentrationen entstanden und die spektrophotometrische Bestimmung störten, konnten wir kein 100%iges Quenching der O₂ ^–-Produktion erzeugen.
7. Singulett-Sauerstoff-Quenching durch PE:
Die Bildung und der Nachweis von ¹O₂ (Singulett-Sauerstoff) erfolgte mittels bekannter Verfahren (siehe Kraljic und Mohsni, Photochem. Photobiol. 28: 577–581, 1978). 5 ml einer Lösung von N,N-Dimethyl-p-nitrosoanilin (RNO, 0,35–9,4 × 10⁵ M) in 0,05 M Phosphatpuffer, pH 7,0, wurden mit 10^–2 M Histidin (HIS, verwendet als selektiver Akzeptor von ¹O₂) und einem bekannten Photosensibilisator wie Hämatoporphyrin-Derivat, Bengalrosa, Methylenblau oder einem Psoralen (3-Carbethoxypsoralen) in einer Konzentration von 10^–5 M gemischt. Diese Lösungen mit RNO und einem Photosensibilisator wurden mit UVA (1–10 J/cm²) bestrahlt, und die anschließende Bleichung von RNO wurde spektrophotometrisch bei 440 nm aufgezeichnet. Das Fängerpotential von PE wurde mit bekannten ¹O₂-Fängern (z.B. NaN₃ oder 1,4-Diazabicyclo[2.2.2]octan (DABCO)) verglichen, die als Referenzverbindungen dienten. Die Hemmung der ¹O₂-Produktion wurde als Prozent der Kontrollwerte ausgedrückt (ohne NaN₃ oder DABCO).
Die Daten über die Produktion von ¹O₂, die mit Bengalrosa (BR 10^–5 M) mit und ohne Anwesenheit von PE erhalten wurden, sind in 3 dargestellt. Im Unterschied zu NaN₃ und DABCO, die wohlbekannte Quencher von ¹O₂ sind und die eine fast 100%ige Hemmung der ¹O₂-Produktionsrate erbrachten, waren die Wirkungen von PE hinsichtlich der Hemmung der ¹O₂-Produktion weniger ausgeprägt. Es waren weniger als 10% Hemmung bei der Produktion von ¹O₂ zu beobachten.
8. Formulierungen zur topischen Anwendung
9. Formulierungen zur oralen Verabreichung
18 kg Maisstärke werden 12,6 kg konzentriertem PE-Sirup zugesetzt und gemischt, bis man eine homogene Masse erhält. Die Masse wird 8 h bei 35–40°C in einem Wärmeschrank getrocknet. Die getrocknete Masse wird dann durch eine Siebgröße N 40 DIN filtriert. Nach 45' Mischen werden 18 kg Lactose und 1,5 kg Magnesiumstearat zugesetzt. Mit dem entstandenen Pulver werden Hartgelatinekapseln (Größe 0) gefüllt. Die durchschnittliche Kapsel wiegt 495 mg und enthält

PE 126 mg*

Maisstärke 180 mg

Lactose 180 mg

Magnesiumstearat 15 mg

* Es wird ein 5%iger Überschuss verwendet, um einen möglichen Verlust während des Herstellungsprozesses auszugleichen.

Alternativ können die 18 kg Lactose durch 10 kg mikrokristalline Cellulose und 8 kg Polyvinylpyrrolidon ersetzt werden.
Obwohl die Erfindung oben in Hinblick auf verschiedene gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird für den Durchschnittsfachmann ersichtlich sein, dass viele Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können. Daher ist die Erfindung nicht als auf die speziellen hierin angeführten Ausführungsformen beschränkt anzusehen, sondern vielmehr als sämtliche Änderungen und Modifikationen umfassend, die in den Geist und Umfang der hier beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

Zubereitung zur topischen Anwendung, welche eine für einen Lichtschutz wirksame Menge eines vor Licht schützenden Polypodium-Extrakts und einen für die topische Anwendung pharmazeutisch zuträglichen Träger umfasst, wobei der Polypodium-Extrakt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Polypodium leucotomos, Polypodium percussum und Polypodium triseriale.
Zubereitung nach Anspruch 1, wobei die Zubereitung mindestens etwa 1 Gew.-%, bevorzugt mindestens etwa 10 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens etwa 25 Gew.-% und am meisten bevorzugt mindestens etwa 50 Gew.-% Polypodium-Extrakt enthält.
Zubereitung nach Anspruch 1, wobei die Zubereitung zwischen 1% und weniger als 3% Polypodium-Extrakt enthält.
Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zubereitung bei Anwendung in einer Konzentration von 2 μl/cm² auf normale Haut des Typs I bis Typs IV für eine minimale, ein Erythem auslösende Dosis (MED), ausgewertet nach 24 Stunden, einen Sonnenschutzfaktor (SPF) von mindestens 2 ergibt.
Zubereitung nach Anspruch 4, wobei die Zubereitung einen Sonnenschutzfaktor von mindestens 5 ergibt.
Zubereitung nach Anspruch 4, wobei die Zubereitung einen Sonnenschutzfaktor von mindestens 10 ergibt.
Zubereitung nach Anspruch 4, wobei die Zubereitung einen Sonnenschutzfaktor von mindestens 15 ergibt.
Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zubereitung durch eine Alkoholextraktion eines Blattes oder eines Rhizoms einer Polypodium-Pflanze hergestellt worden ist.
Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zubereitung eine Zusammensetzung enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus physikalischen Sonnenschutzmitteln, chemischen Sonnenschutzmitteln und kosmetischen Mitteln.
Zubereitung nach Anspruch 9, bei welcher der Träger ein physikalisches Sonnenschutzmittel enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titandioxid, mit Silicon behandeltes Titandioxid, Zinkoxid, Eisen(II)-oxid, Eisen(III)-chlorid, Talk, Chromoxid und Cobaltoxid.
Zubereitung nach Anspruch 9, bei welcher das chemische Sonnenschutzmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus para-Aminobenzoesäure, Estern der para-Aminobenzoesäure, Salicylaten, Cinnamaten, Benzophenonen, Dihydroxyaceton, Parsol 1789 und Melanin.
Abgepacktes Produkt, umfassend einen Behälter, eine innerhalb des Behälters befindliche Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche und Gebrauchsanweisungen für die topische Verabreichung der Zubereitung zur Erteilung eines Lichtschutzes.
Verwendung eines lichtschützenden Polypodium-Extraktes bei der Herstellung eines Medikamentes zum topischen Lichtschutz, wobei das Medikament vor einer Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung topisch zu verabreichen ist.
Verwendung der Zubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Herstellung eines Medikamentes zum Gebrauch in einem Verfahren zur Erteilung eines Lichtschutzes bei einem Individuum mit normaler Haut, umfassend die topische Verabreichung einer für einen Lichtschutz wirksamen Menge der Zubereitung auf die Haut vor einer Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung.
Verwendung nach Anspruch 13, bei welcher das Medikament eine Menge eines lichtschützenden Polypodium-Extraktes, die bei topischer Verabreichung auf die Haut lichtschützend wirksam ist, und einen pharmazeutisch verträglichen topischen Träger umfasst, wobei das Medikament des weiteren eine Zusammensetzung umfasst, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus physikalischen Sonnenschutzmitteln, chemischen Sonnenschutzmitteln und kosmetischen Mitteln.
Verwendung nach Anspruch 15, bei welcher der Träger ein physikalisches Sonnenschutzmittel enthält, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Titandioxid, mit Silicon behandeltes Titandioxid, Zinkoxid, Eisen(II)-oxid, Eisen(III)-chlorid, Talk, Chromoxid und Cobaltoxid.
Verwendung nach Anspruch 15, bei welcher das chemische Sonnenschutzmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus para-Aminobenzoesäure, Estern der para-Aminobenzoesäure, Salicylaten, Cinnamaten, Benzophenonen, Dihydroxyaceton, Parsol 1789 und Melanin.
Verwendung nach Anspruch 15, bei welcher der Extrakt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Extrakt von Polypodium aureum, einem Extrakt von Polypodium crassifolium, einem Extrakt von Polypodium decumanum, einem Extrakt von Polypodium lanceolatum, einem Extrakt von Polypodium leucotomos, einem Extrakt von Polypodium percussum, einem Extrakt von Polypodium triseriale und einem Extrakt von Polypodium vulgare.
Verwendung eines lichtschützenden Polypodium-Extrakts zur Herstellung eines Medikaments zum Gebrauch in einem Verfahren zum Schützen gegen eine Sonnenbrand-Reaktion und/oder Schützen gegen eine sofortige Reaktion einer Pigmentdunkelung sowie eine verzögerte Reaktion einer Bräunung bei einem Individuum mit normaler Haut, umfassend eine orale Verabreichung einer für einen Lichtschutz wirksamen Menge vor einer Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung.
Verwendung nach Anspruch 19, bei welcher das Medikament einem Individuum mit normaler Haut in einer zur Erteilung eines Schutzes gegen eine Sonnenbrand-Reaktion und/oder eine Auslösung einer Melaninpigmentierung wirksamen Menge des Polypodium-Extrakts innerhalb von 2 Tagen vor einer Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung verabreicht wird.
Verwendung nach Anspruch 20, bei welcher das Individuum ein Erwachsener ist, und die Dosierung zwischen 720 mg und 1440 mg, eingenommen innerhalb einer 24-Stunden Zeitspanne vor einer Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung, liegt.
Verwendung nach Anspruch 21, bei welcher das Individuum ein Erwachsener ist, und die Dosierung zwischen 360 mg und 720 mg, eingenommen innerhalb einer 3-Stunden Zeitspanne vor einer Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung, liegt.