JP2005538933A - 不安定活性成分の防護組成物および防護方法 - Google Patents

不安定活性成分の防護組成物および防護方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、パーソナルケア成分、有利には不安定活性パーソナルケア成分を高温乾燥期間中の分解から防護する組成物および方法を提供し、水溶性の加水分解された多糖類を使用する。また、加水分解された多糖類封入材料内に少なくとも部分的に封入されているパーソナルケア成分を含有するパーソナルケア組成物用の添加剤を開示する。また、不安定な生物学的に活性の粒子を含有する組成物の防護方法が開示され、この方法は生物学的活性粒子の少なくとも一部分を加水分解された多糖類粒子内に封入することを包含し、これにより上記生物学的活性粒子が防護される。

Description

(発明の分野)
本発明は、水溶性の加水分解された多糖類封入材料を用い、高温乾燥中における分解からパーソナルケア成分、有利には不安定パーソナルケア成分を防護するための組成物および方法に関する。
(発明の背景)
パーソナルケア組成物における活性成分の使用はヒト皮膚の知識として拡大を続けており、その機能性およびその生物化学は成長を続けている。本明細書で使用されているものとして、「パーソナルケア組成物」(personal care compositions)の用語は、石鹸、シャンプーおよびスキンケア医療品、ならびに化粧品組成物、治療用組成物およびホメオパシイ組成物を指すものとして使用されている。現時点で、皮膚はヒト身体を単純に覆う生存していないものではないことが一般に受け入れられている。むしろ、内部生化学的シグナルおよび外部物理的および化学的マーカーの両方からの力に応答する主要器官である。一例として、生存皮膚が紫外線照射、例えば太陽光と瞬間的に接触した場合でも、この照射によって皮膚において即座的に生成される遊離基からの損傷を防護するように指図される生化学的プロセスの直接的カスケードが生じる。
多くの相違する真核生物は、ヒト皮膚の応答とほとんど同一の様相で外部ストレスに応答する。このような生物の一例は、生存酵母であり、酵母は全ゲノムが充分に確立されている最も単純な単細胞生物の1種である。正常発酵条件下に、酵母は成長し、生存し、次いで遺伝的構成および周辺環境によって決定される代表的寿命で死滅する。スペルチ(Sperti)は米国特許2,320,478号において、生存酵母細胞からの抽出物が、この抽出物を局所施用された細胞における細胞呼吸を実際に改良する化粧品組成物を構成することを認識した。米国特許2,239,345では、生長する酵母に対する準致死的ストレス、例えば化学物質または照射線の適用によって、酵母が外部ストレスに対し耐性である作用物質の形成によって応答するように、酵母抽出物をさらに変性させることができることがさらに認識されている。例えば、紫外線照射に露呈された酵母は、増加した量の細胞的酸化防止体および遊離基インヒビターを生成することによって応答する。この活性成分は、皮膚の表面に局所施用された場合、ヒト皮膚に対する防護性を付与するために適当に用いられる。
現時点で、生存しているヒト皮膚培養物を成長させ、また保持することができる。これらの培養物は、正常なヒト皮膚を構成する活動的に成長する繊維芽細胞、角質細胞、ケラチン細胞およびメラニン形成細胞を維持するために、非常に特別の条件を必要とする。これらの培養物における増殖培地は代表的に、栄養物質、ビタミン類およびその他の成長する皮膚をそこで増殖させる成分から構成されている。このような「増殖培地」は、例えばPromoCell[(http://www.promocell.com/Default.htm)参照]およびBiowhittaker[(http://www.medprobe.com/is/biowwhittaker.html)参照]から市販されている。
これらの増殖培地をヒト繊維芽細胞または代用皮膚の成長に使用すると、この培養培地は、ヒト成長因子、ポリペプチド類、サイトカイン類および局所施用における特異な機会を備えた培地を提供するその他の細胞構成成分に「富む」ようになり、これにより「富裕増殖培地」(enriched growth media)が得られる。本明細書において、この富裕増殖培地はまた、「条件培地」(conditioned media)とも称されている。局所施用における条件培地の使用にかかわる開示は、PCT特許公開WO0069449およびWO0114527に提供されている。
発酵技術はまた、過去十年で格別に進歩し、現時点で、かなり多くの活性な生物学的に重要な分子を産生することができる微生物のバイオエンジニヤリングが、会社にとって常習的に可能である。一例として、イー・コリ(E.coli)は多くの医薬活性成分および局所活性成分を増大させるために収穫されている通常的に見出される微生物である。代表的に、発酵は特別の発酵反応器、例えばNew Brunswick Scientificにより販売されている反応器の使用を必要とする[例えば、(http://www.nbsc.com/index2.htm)参照]。New Brunswick,NJ)。一般に、この微生物は必須栄養物質、ビタミン類およびその他の細胞成長用成分とともに細菌を含有する栄養ブロス上で増殖させる。細菌が生存可能なまでに成長した時点で、これらは代表的に細菌を殺滅するプロセスである溶菌に付し、次いで細胞内容物を水性混合物として単離する。必要に応じて、例えば特定の医薬活性物質の単離が望まれる場合、有用な成分をさらに精製することができる。
発酵プロセスから生成する活性生成物には、Yakurigaku Chuto Kenkyushoに対し発行された米国特許5,334,518に記載されているように、局所施用生成物に用途が見出されている。この´518特許は、化粧品用途に対するガンマ−ピロン誘導体を製造するための細菌発酵プロセスの使用を開示している。
上記製造方法を用いて製造された活性生成物は代表的に、水性または水混和性有機溶剤混合物、例えば水性アルコール性混合物として得られる。一例として、生存酵母細胞由来物質(live yeast cell derivative)は代表的に、細胞壁成分を包含する不溶性物質を含有する水性溶液として得られる。同様に、繊維芽細胞条件増殖培地はまた、代表的に繊維芽細胞増殖培地の成分の全部および成長している繊維芽細胞または皮膚試料から漏出する皮膚細胞成分を含有する水ベース組成物として提供される。さらに、細菌発酵増殖培地は代表的に、水溶性成長因子および細菌ライゼート成分の存在によってさらに強化される栄養物質を含有する。
これらの水性および水性アルコール性活性組成物(これは、「条件培地」と称される)は、局所用医薬品、化粧品およびパーソナルケア製品の成分として潜在的用途を有する。これらの組成物は、水ベース製品用途に「そのままで」使用するのに適している。しかしながら、無水または実質的無水の成分が要求される用途においては、水含有活性組成物はさらに処理し、基本的に全部の水分を除去しなければならない。水を除去するための乾燥は、熱の存在下(すなわち、高温乾燥)または熱の不存在下(低温乾燥)に行うことができる。
低温乾燥、例えば凍結乾燥は、或る種の欠点を有する。例えば、凍結乾燥は、減圧の存在下に活性組成物の成分を凍結させ、組成物中の水分の昇華を生じさせる必要があることから、高価である。もう一つの欠点は、塩および正確な凍結から成分を保護するその他の低分子量吸水性物質が存在することから、かなりの物質は適当に凍結乾燥させることができないことにある。さらに詳細に言えば、少量の塩の存在下においてさえも、水の凍結点は格別に低下され、また塩含有物質を凍結乾燥させる操作では、問題が生じることがある。従って、別種の乾燥を考える必要がある。
高温乾燥技術は、生成物、例えばデンプン、ビタミン類およびヒト消費用タンパク質の乾燥にかかわる食品業界でかなりの年数にわたり採用されてきた。代表的高温乾燥法は、噴霧乾燥、ドラム乾燥およびフラッシュ乾燥を包含する。これらの方法は代表的に、凍結乾燥などの低温法に比較し、格別に少ないエネルギイおよび時間を消費する。これらの乾燥方法を使用する場合、乾燥に曝される水性溶液または水性/有機性溶剤混合物の表面積は、溶液の霧化により(噴霧およびフラッシュ乾燥の場合に行われる)または溶液の薄膜形成により(ドラム乾燥の場合に生じる)、増加される。生じる増大した表面積は、存在する水分が加熱された空気に曝されることによって、生成物を非常に急速に乾燥させることができる。この乾燥された生成物は代表的に、粉末として採集される。乾燥時間が短いことから、活性成分と熱い乾燥表面との間の接触は最低であり、これにより生成物分解の危険性が最低にされる。しかしながら、高温に曝されるということは、活性成分が「不安定」物性を有する場合、乾燥操作に関与する望ましくない結果を生じる危険性を有する。
不安定成分は、高められた温度において不安定であり、高められた温度において物理的変化および/または化学的分解を受ける傾向を有する。この「望ましくない結果」は、それ自体種々の手段で、例えば生成物の色の変化、望ましくない臭いの発現、または極端な場合、組成物中の不安定成分の分解によって現れることができる。不安定成分は代表的に、活性であって、組成物に最も望まれる成分であり、分解は不安定成分の活性を失わせることから、後者の結果は、特に許容できないものである。
従って、水の除去を行うための高温乾燥期間中における熱関連物理的分解および変質に対し不安定活性成分を防護するための新規方法および組成物が求められている。本発明は、この要求に対する一つの解答を提供する。
(発明の簡単な要旨)
本発明の課題は、水分除去を行うために利用される高温乾燥期間中における熱関連物理的分解および変質に対する不安定活性組成物の防護方法を提供することにある。本発明のもう一つの課題は、高められた温度における乾燥期間中のパーソナルケア成分に対する損傷の危険性を減少または排除するために、少なくとも部分的に加水分解された多糖類封入材料内に封入されているパーソナルケア成分を提供することにある。本発明のさらにもう一つの課題は、活性な不安定成分を加水分解された多糖類マトリックス内に封入することによって、乾燥のための強力な熱から防護することにある。さらにもう一つの課題は、加水分解された多糖類マトリックスを用いる手段による封入によって、「徐放出性」(slow release)または「一定期間放出性」(timed release)を示す無水パーソナルケア成分を提供することにある。
一態様において、本発明は加水分解された多糖類封入材料内に少なくとも部分的に封入されているパーソナルケア成分を含有するパーソナルケア組成物用の添加剤を含有する組成物に関する。
もう一つの態様において、本発明は加水分解された多糖類マトリックス内に封入された生物学的活性成分を含有する組成物に関する。
さらにもう一つの態様において、本発明は不安定パーソナルケア成分の防護方法に関し、この方法は不安定パーソナルケア成分を水性または水性アルコール性溶剤に分散または溶解し、分散液または溶液を生成し、次いでこの分散液または溶液を加水分解された多糖類の存在下に高められた温度で乾燥させ、これにより上記パーソナルケア成分の粒子を上記加水分解された多糖類の粒子内に封入させることを包含する。
さらにもう一つの態様において、本発明は不安定生物学的活性粒子を含有する組成物の防護方法に関し、この方法は上記生物学的活性粒子を加水分解された多糖類粒子内に少なくとも部分的に封入することを包含し、これにより上記生物学的活性粒子の上記一部分が防護される。
これらのおよびその他の態様は、下記本発明の詳細な説明を読むことによって明らかになるものと見なされる。
(発明の詳細な説明)
ここに驚くべきことに、不安定活性成分、例えば生存酵母細胞由来物質、条件培地または細菌発酵ブロスを、これらの成分の高温乾燥に付随する熱から防護するために、加水分解された多糖類を適当に使用できることが本発明によって見出された。いずれか特定の理論に拘束されることを望むものではないが、この加水分解された多糖類は、熱を加水分解された多糖類の分子構造中に移動させることによって、乾燥操作期間中における乾燥粒子中への熱の即座的移動を部分的に消散させる作用をなすものと考えられる。すなわち、加水分解された多糖類は、移動された熱の少なくとも一部分のための熱貯蔵体として働く。これは、活性成分が乾燥室内で遭遇する熱の量を最低にし、これにより望ましくない分解反応の発生が防止される。
乾燥後、生成する乾燥粒子は乾燥加水分解された多糖類マトリックスの内部に捕獲されているパーソナルケア成分から構成されている。加水分解された多糖類は基本的に水溶性であることから、これは所望に応じ、含水環境中に容易に再溶解させることができる。加水分解された多糖類を分散させると、捕獲されている活性成分がゆっくりと放出され、活性成分の一定期間放出(timed release)が得られる。或る環境下、例えば加水分解された多糖類がデンプン加水分解の生成物である場合、或る種の酵素がまた、加水分解された多糖類マトリックスの溶解を促進する助けをすることができる。
一例として、ヒト口腔はデンプン分子のアンヒドログルコース結合を分解することが知られている種々のアミラーゼを含有することは周知である。加水分解された多糖類がデンプンに基づく物質であり、また本発明の組成物が、例えば口紅のような口に局所施用することを意図する製品への用途が見出される場合、活性成分の放出はさらに強化されるものと見なされる。口紅中への生存酵母細胞由来物質の使用は、例えば米国特許5,776,441に示唆されており、この特許の記載を引用し、その全体をここに組入れる。
本明細書で使用されているものとして、「加水分解された多糖類」の用語は、約25,000グラム/モル以下、さらに好ましくは10,000グラム/モル以下、最も好ましくは8,000グラム/モル以下であるが、1000グラム/モルよりも大きい範囲の分子量を有する低分子量糖巨大モノマーであると定義される。市販されている加水分解された多糖類POLYSORB C(Roquette Americaから入手できる)は、約3,500グラム/モルの分子量を有する。本発明の加水分解された多糖類は本質的に水溶性である。「基本的に水溶性」は、加水分解された多糖類がいずれかのpHにおいて25℃および大気圧で水100グラム当り0.5グラムよりも大きい濃度で溶解することを意味する。
本発明で有用な加水分解された多糖類は、これらに制限されないものとして、加水分解されたポリグルコース、ポリガラクトマンナン、ポリグルコマンナン、ポリアラビノース、ポリマンノースなどを包含する種々の多糖類源の加水分解から得ることができる。加水分解されたデンプンなどの加水分解されたポリグルコースに由来する加水分解された多糖類は、本発明の目的に特に好適である。このような加水分解された多糖類は、例えばRoquette Americaから市販されている(Koekuk,IA)。
本発明の組成物において、加水分解された多糖類封入材料の濃度に対する不安定活性成分の濃度の重量比は、これら2種の成分の総重量に基づき約5:1〜約1:20、好ましくは約1:1〜約1:10、最も好ましくは約1:1〜約1:5の範囲が適当である。
本明細書で使用されているものとして、「無水」の用語は、水を含有していないことを意味し、「本質的に無水」の用語は、本質的に水を含有していない(5重量%よりも少ない量の水を含有する)ことを意味する。本明細書で使用されているものとして、「生存酵母細胞由来物質」は、成長酵母培養物からの水性抽出物および水性アルコール性抽出物の両方を包含する。このような抽出物は、その他の成分の中で、ビタミン類、タンパク質類、成長因子および例えば米国特許2,320,478に記載の他の細胞成分を含有することができる。このような生存酵母細胞由来物質は、例えばArch Personal Care(South Plainfield,NJ)から市販されている。
本明細書で使用されているものとして、「条件培地」は、ヒト繊維芽細胞、角質細胞、ケラチン細胞およびメラニン形成細胞の発現を支持する増殖培地を表わす。この培地は、栄養物質、ビタミン類および増殖期間中において繊維芽細胞、角質細胞、ケラチン細胞およびメラニン形成細胞により分泌される種々のヒト成長因子、サイトカインおよび補助活性成分とともに皮膚細胞の成長を支持するのに必要な別種の栄養補助物質を含有する。このような条件培地は、Organogenesis(Canton,MA)に指名されているPCT特許公開WOPCT01/14527にさらに詳細に記載されている。
本明細書で使用されているものとして、「細菌発酵培地」は、当業者に知られている標準的発酵技術を使用し、好気的にまたは嫌気的に成長させた真核細菌または原核細菌培養物の成長を支持するために用いられるブロスを表わす。この発酵培地は、寒天、ウシ胎児血清、ビタミン類、ミネラル類およびその他の細菌の成長を維持するのに必要な栄養補助物質を含有することができる。さらに、トウモロコシ湿式ミリングの副生成物であるトウモロコシ浸漬蒸留液を添加し、発酵ブロスの栄養物質含有量を増加することができる。細菌増殖培地はまた、生存細菌の溶菌によって増殖培地とともに回収される細菌の細胞(すなわち、細胞質、周辺細胞質および核)の成分を含有することができる。このような「細胞成分」は、種々の成長因子、サイトカインおよびポリペプチド、ならびに生存細胞の別種の微量成分を含有することもできる。細胞成分は、例えば米国特許5,334,518および米国特許6,180,367B1にさらに詳細に記載されている。
本発明で有用な市販噴霧乾燥装置は、例えばSpray Drying Systems,Inc.(Randallstown,MD)から入手することができる[(http://www.spraydrysys.com/)参照]。多くの因子、原則的に霧化方法、霧化圧力および乾燥室の温度は、噴霧乾燥された物質の粒子サイズを制御する。噴霧乾燥は、約30℃〜約600℃、好ましくは約400℃〜約500℃の温度で行うと適当である。噴霧乾燥生成物の代表的粒子サイズは、200ミクロン〜10ミクロン、さらに代表的に100ミクロン〜20ミクロンであると測定することができる。保護的加水分解された多糖類を存在させることなくこれらを乾燥しようとした場合、この乾燥操作は、これらの条件下に、これらの活性成分は典型的に有害な作用をもたらす。この有害な作用はしばしば、当該乾燥操作に関連する生成物の色変化および/または望ましくない臭いの発生に現れる。
本発明による組成物は、所望の治療用製品、化粧品またはパーソナルケア製品の製造に必要であることがある、いずれか多くの追加の不活性または活性成分とともに使用することができる。このような物質は、これらに制限されないものとして、例えばコンディショナー、軟化剤、ワックス類、オイル類、ポリマー、定着剤、着色剤、湿潤剤、安定剤、稀釈剤、溶剤、香料などの「機能的成分」、ならびに例えば植物性薬品、中立的薬剤(neutraceuticals)、化粧用薬剤、治療剤、医薬品、抗カビ剤、抗菌剤、ステロイドホルモン類、抗ふけ剤、抗ニキビ成分、日焼け止め薬剤、保存剤などの「活性成分」を包含する。このような追加の成分は、適当にはパーソナルケア組成物の総重量に基づき約0.5重量%〜約99.9重量%の量で存在させる。
無水であるか、または本質的に無水である物性を有する本発明による組成物は、多くの局所用製品および製剤に適当に使用することができる。治療用製品、化粧品またはパーソナルケア製品において、本発明による組成物は0.1〜95重量%の範囲、さらに好ましくは0.5〜50重量%の範囲、最も好ましくは0.5〜10重量%の範囲で使用することができる。本発明による組成物の用途が見出される局所用製品の例は、これらに制限されないものとして、圧縮パウダー化粧品、バスソルト、足用粉末、アスリート足処置剤、抗かゆみ製品、抗シラミ製品、タルクおよびアイシャドウ、成型固形製品(例えば、口紅、石鹸、スティック状デオドラント、汗防止製品、スティック状日焼け止めまたはアイペンシル)、溶剤ベース製品(例えば、ネイルエナメルまたはラッカー)、アルコールベース製品(例えば、スプレイ、ボディスプレイ、スプリッツ、およびヘヤスプレイ)、アルコールベース抗菌製品(例えば、ローション、スプレイおよびトーレット(towelettes))、ニキビ防止製品(例えば、ニキビ防止剤およびノーズストライプおよびフェイシャルマスク)、口腔パーソナルケア製品(例えば、練り歯磨き、口腔清浄製品、口臭防止製品)、および石鹸組成物(例えば、棒状石鹸および棒状合成洗浄剤(これはまた、合成洗剤と称される)を包含する。
下記例は、本発明の範囲を制限することなく、本発明の範囲を例示しようとするものである。
例1
Arch Personal Careから入手できる生存酵母細胞由来物質の25重量%水性溶液500グラムおよびRoquette Americaから入手できるPOLYSORB C(これは、水素添加デンプンの加水分解された多糖類の68重量%溶液である)の混合物を、当該加水分解された多糖類に生存酵母細胞由来物質を撹拌しながら添加することによって調製した。これら2成分の混合が完了した時点で、生成物をNiro(Soeborg,Denmark)により供給されているパイロット規模噴霧乾燥機を用い約45℃の温度において噴霧乾燥させた。生成する噴霧乾燥された組成物は、生存酵母細胞由来物質約15重量%および加水分解された多糖類85重量%を含有する白色無水粉末であった。
例2および3
例1と同様の方法で、生存酵母細胞由来物質480グラムおよび600グラムとPOLYSORB C加水分解された多糖類520グラムおよび400グラムのそれぞれの混合物を調製し、次いで上記と同様の様相で噴霧乾燥させた。これにより、それぞれ加水分解された多糖類80重量%および65重量%中に封入された生存酵母細胞由来物質20重量%および35重量%を含有する粉末状組成物が得られた。
比較例4
生存酵母細胞由来物質25重量%の純粋な試料(加水分解された多糖類は含有していない)を、例1に上記されている条件と同様の条件を用い噴霧乾燥させた。生成する乾燥粉末状生成物は、暗褐色に変色しており、また不快な焼け焦げ臭を有していた。
例5
条件増殖培地200グラムの試料を、POLYSORB C加水分解された多糖類200グラムと混合した。この混合物を、例1において上記されている条件と同様の条件を用い噴霧乾燥させた。生成する白色粉末は、加水分解された多糖類約70重量%中に封入された生存酵母細胞由来物質約30重量%を含有した。
本発明を、その特定の態様を引用し上述したが、かなりの変更、修正および変化を、本明細書に記載されている発明の概念から逸脱することなくなしうることは明白であると見なされる。従って、このような変化、修正および変更の全部が特許請求の範囲の精神および広い範囲内に包含されるものとする。

Claims (14)

  1. パーソナルケア組成物用添加剤であって、加水分解された多糖類封入材料内に少なくとも部分的に封入されているパーソナルケア成分を含有する添加剤。
  2. 上記パーソナルケア成分が加水分解された多糖類内に完全に封入されている、請求項1に記載の組成物。
  3. 上記パーソナルケア成分が不安定活性物質を含有することを特徴とし、および封入材料がこの不安定活性物質を高められた温度に露呈された際の望ましくない物理的または化学的分解に対し防護する、請求項1に記載の組成物。
  4. 上記高められた温度が、上記不安定活性成分の高温乾燥期間中に熱に露呈されることによって付与される、請求項3に記載の組成物。
  5. 不安定活性成分が、生存酵母細胞由来物質、ヒト繊維芽細胞条件培地、植物および細菌発酵生成物、およびその組合せからなる群から選択される成分を包含する、請求項3に記載の組成物。
  6. 加水分解された多糖類が加水分解されたデンプンである、請求項1に記載の組成物。
  7. 加水分解された多糖類マトリックス内に封入された生物学的活性成分を含有する組成物。
  8. 上記生物学的活性成分が、生存酵母細胞由来物質、ヒト繊維芽細胞条件培地、植物および細菌発酵生成物、およびその組合せからなる群から選択される、請求項7に記載の組成物。
  9. 不安定パーソナルケア成分の防護方法であって、当該成分を水性または水性アルコール性溶剤中に分散または溶解させ、分散液または溶液を生成し、次いでこの分散液または溶液を加水分解された多糖類の存在下に高められた温度で乾燥させ、これにより上記パーソナルケア成分の粒子が上記加水分解された多糖類の粒子内に封入されるようになることを包含する、上記方法。
  10. 上記乾燥を、噴霧乾燥、ドラム乾燥、フラッシュ乾燥、またはその組合せによって行う、請求項9に記載の方法。
  11. 上記乾燥を、約30℃〜約600℃の温度における噴霧乾燥によって行う、請求項9に記載の方法。
  12. 不安定生物学的活性粒子を含有する組成物の防護方法であって、加水分解された多糖類粒子内に生物学的活性粒子の少なくとも一部分を封入し、これにより上記生物学的活性粒子の上記一部分を防護する、上記防護方法。
  13. 上記生物学的活性粒子が、生存酵母細胞由来物質、ヒト繊維芽細胞条件培地、植物および細菌発酵生成物、およびその組合せからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。
  14. 加水分解された多糖類が加水分解されたデンプンである、請求項9に記載の方法。
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