JP2014522866A - 酸素生成のためのインジケータ - Google Patents

Abstract

オンデマンドの、酸素前駆体および触媒の完全な混合により、変色を特異的に示すような一体型の指標を有する酸素生成局所的組成物が提供される。組成物の第1の部分は、担体および二酸化マンガン（MnO2）ナノ粒子を含む。組成物の第2の部分は、酸素前駆体、過酸化水素を含む。2つの部分、二酸化マンガンナノ粒子をもち、かつ特徴色（たとえば黄褐色）を示す1つおよび過酸化水素をもつ第2の部分が共に混合されるときに、二酸化マンガンナノ粒子によって与えられた色は、あせて、本質的に消滅し得るし、最終組成物（酸素が濃縮される）は、無色にみえるか、または二酸化マンガンの添加の前に触媒を含む部分の本来の色を呈する。したがって、二酸化マンガン触媒ナノ粒子はそれ自体、酸素への過酸化物分解の比色指標としての役割を果たし、外からの着色剤の必要がなくなる。

Description

この出願は、2011年7月29日に出願された米国仮出願番号第61/513,137からの優先権の利益を主張し、その内容は、参照により本明細書に援用される。

本開示は、化粧品製剤における酸素生成の指標に関する。

酸素は、生命を持続するために重要である。海洋生物は、溶解形態の酸素を利用するが、ヒトを含む地上種は、気体酸素を利用する。酸欠または低酸素は、一般に、彼らの四肢（たとえば、足）においてそれらが不十分な血液循環のために老化するため人々が、並びに糖尿病などの状態を持つものが経験する。また、老人の皮膚における正常以下、低酸素圧の研究も示されている。これは、しわ、乾燥および低皮膚弾力などの不十分な皮膚健康および目に見える状態の過剰な存在を引き起こすことが多い。長年にわたって、化粧品製造業者は、これらの年齢に関連した効果を遅延させ、並びに皮膚健康を改善し、および維持するために緩和剤、エクスフォリエーター、モイスチャライザーその他などの成分の多大な多様性を持つ皮膚製剤を導入してきた。

いくつかの化粧品製造者は、水分、天然油を維持すること、および皮膚に栄養素を提供することに焦点を当ててきたが、他者は、異なるアプローチを採ってきた。このアプローチは、医学的観点から、たとえば傷つけられた皮膚（損傷、炎症および外傷）およびより最近では、無傷の皮膚の治療の際の酸素の役割に注目してきた。たとえば、Ladizinskyは、酸素を生成する創傷包帯剤（米国5,792,090）の特許権をとったが、これは残念なことに、製造がやや困難である。より最近では、Gibbinsらは、ポリアクリラート重合体に基づいた酸素を生成する泡包帯剤を作製する方法（米国7,160,553）の特許権をとった。酸素を生成する泡包帯剤を作製する方法は、単純明快であるが、包帯剤は、それ自体わずかな欠点を被る。たとえば、包帯剤から酸素は、時間とともに泡塊から拡散するので、包帯剤の貯蔵寿命は、不十分である。短い貯蔵寿命の限界を克服するために、オンデマンドで酸素を生成する局所的組成物の形態の泡包帯剤の別の例が提唱された（Ladizinsky US2009/0074880）。

残念なことに、過酸化水素の酸素への触媒的分解は、非常に迅速であり、このような組成物の末端使用者は、2つの部分の混合が完全だったかどうかを観察する方法がない。ある種類の視覚的変化を起こし得る指標系は、幅広い製品の受け入れのために有利だろう。

皮膚へのそのアプリケーションの前または間に局所的組成物の2つの部分を完全に混合することを保証するための指標系に対する需要がある。色素および着色剤に基づいた指標系は、多様なその他のアプリケーション、たとえば一定の温度に到達すると変色によって示されるような飲料の適切な冷却を示す指標系を使用してきた。酸素を生成する局所的組成物のための染料または色素に基づいた指標系は、その変色の副産物が皮膚に対して適さないかもしれない色彩成分を使用することが必要だろう。加えて、その変色特性は、化粧品製剤において典型的に存在する成分の多様性によって一様でない影響を受け得るし、予測不可能な製品性能となってしまう。

上で考察した問題は、本開示においてかなりの程度での解決を見いだしており、局所的組成物の触媒を有する部分に添加されたときに指標として役立ち得る二酸化マンガンナノ粒子の使用を記述する。ナノ粒子ではない二酸化マンガン粒子は、この変色現象を示すことができない。提唱した組成物は、1つの部分が二酸化マンガン（MnO₂）触媒を含み、および第2の部分が酸素の前駆体（過酸化水素またはH₂O₂）を含む2部の系である。必要であるときに、2つの部分を（同等の比率で）一緒にして、過酸化水素の分解を遂行して酸素を生成する。

組成物の第1の部分は、担体および二酸化マンガンナノ粒子を含む。10-100nm範囲の平均サイズをもつ二酸化マンガンナノ粒子は、330-370nmの間の吸収極大を有する。水系または非水系の溶液において、これらの粒子は、これらの特徴的なプラズモン共鳴バンドのために黄褐色の色を与える。その他のナノ粒子サイズでも、同じように識別可能な色を与えることが予想される。組成物の第2の部分は、酸素前駆体；過酸化水素を含む。2つの部分で、二酸化マンガンナノ粒子をもち、かつ特徴色（たとえば黄褐色）を示す1つおよび過酸化水素をもつ第2の部分が共に混合されるときに、二酸化マンガンナノ粒子によって与えられた色は、あせて、本質的に消滅し得るし、最終組成物（酸素が濃縮される）は、無色にみえるか、または二酸化マンガンの添加の前に触媒を含む部分の本来の色を呈する。

色の無色への（または二酸化マンガンナノ粒子の添加の前の本来の色の見た目への）ゆっくりとした喪失は、対応する過酸化水素分解および酸素の放出を伴う。したがって、二酸化マンガン触媒ナノ粒子はそれ自体、酸素への過酸化物分解の比色指標としての役割を果たし、外からの着色剤の必要がなくなる。酸素前駆体および触媒を完全な混合により、色変化（通常着色したものから無色のものに）を特異的に示すような一体型の指標を有するオンデマンドの酸素を生成する局所的組成物を開示してある。また、2つの部分を混合することにより、二酸化マンガンを含む組成物の本来の色が再び現れる酸素を生成する組成物を開示してある。たとえば、二酸化マンガンを含む部分の本来の色が（二酸化マンガン添加の前に）青い場合、二酸化マンガンの添加により、緑がかった青からコガモ色に変化する。この部分が過酸化水素含む部分と混合されるとき、コガモ色は青に変色して戻る。

過酸化水素の最大量がそのそれぞれの組成の組成物の3%以下である組成物を作製する方法および組成物を使用する方法を開示してある。より具体的には、無傷の皮膚（傷ついていない、および傷ついたものの両方）の、および裂傷皮膚でない治療における組成物を使用する方法を開示してある。傷ついた皮膚とは、これは皮膚が炎症または外傷を有してもよく、健康な酸素圧レベルを欠き得るが角質層が一般に無傷であることを意味する。傷ついていない皮膚とは、これは皮膚が一般に健康であるが、まだより少ない弾力、より少ない水分レベルその他を含む通常の年齢に関連した損耗を示す徴候であり得ることを意味する。

触媒を含む部分および酸素前駆体部分を有する開示した局所的組成物は、水性、非水性、または2つの混合物、たとえばエマルジョンのいずれでもよい。水中油（o/w）または油中水（w/o）組成物の両方が本開示によって包含される。さらなる化粧品的に望ましい特性を与えるために、成分組成物（触媒および酸素前駆体を伴う）は、天然または合成の重合体などのその他の成分、モイスチャライザー、湿潤剤、粘度調整剤、緩和剤、テクスチャーエンハンサー、UV遮断薬、着色剤、色素、セラミック（ヒュームドシリカ、酸化チタン（IV）、天然および合成の粘土）、抗酸化剤、芳香剤その他を含んでいてもよい。

表2の解析5からお代表的なMn2pカーブフィットXPSスペクトルを示し、Y軸上にカウントおよびX軸上に結合エネルギーである。 表3に収載した粒子サイズデータをもつおよそ103nmの平均粒子サイズを示したTEM結果のグラフであり、Y軸上に周波数であり、およびX軸上に粒子サイズ（nm）である。 ナノ粒子が球形の形状であることを示す透過型電子顕微鏡（TEM）測定からの試料結果を示し、〜100nmの個々のナノ粒子の平均直径である。 特有のコーティングが粒子周辺にあるかどうかを見るために球体、並びに球体周辺において撮った高分解能TEMイメージの代表である。これらのイメージの検査は、外側のシェルがおよそ8-12nmの厚みであることを明らかにした。 中心の四角形として球内のFFT解析の位置を特定するTEMイメージ（右）とともに結晶構造描写（左）を伴うFFT解析イメージを示す。 中心の四角形として球内のFFT解析の位置を特定するTEMイメージ（右）とともに非晶質構造描写（左）を伴うFFT解析イメージを示す。

ここで、発明の1つまたは複数の態様、発明の実施例、図面において図示された実施例について詳細に言及をしてある。各実施例および態様は、発明の説明の方法によって提供してあり、および発明の限定として意味されない。たとえば、1つの態様の一部として図示され、または記述された特色を別の態様で使用して、さらなる態様をさらに得てもよい。発明は、発明の範囲および趣旨の範囲内にはいるようにこれらおよびその他の修飾、並びにバリエーションを含むことが意図される。

皮膚に対する酸素の適用は、しわ、乾燥および低皮膚弾力などの不十分な皮膚健康および目に見える状態の過剰な存在などの老化によってもたらされる多数の問題を緩和するのを補助することができる。皮膚に適用された酸素は、これらの年齢に関連した効果を遅延させ、皮膚健康を改善し、および維持するのを補助することができる。

局所的に液体または泡組成物の適用を介して皮膚に対して酸素を適用することは、上記で考察した所望の利益を送達する便利な、簡単な、および迅速な方法である。本明細書に開示した2部分製剤は、酸素を使用のために利用でき、貯蔵の間に失われないことを保証するのを補助する。酸素は高度に反応性である不安定物質であるため、過酸化物の形態で酸素を送達することは、酸素が、それが必要であるまで存在することを保証するのを補助する。オンデマンドで酸素を生成するために二酸化マンガンで過酸化物を触媒することにより、消費者が、酸素が送達されるときを選択することができる。しかし、2つの成分が徹底的に混合されて酸素の最大量が最大利益を送達するように放出されることを保証することが2部分系では重要である。成分が徹底的に混合されていることを示すだろう指標と共にオンデマンドで酸素を送達する系は現在なく、だから使用者が適当な適用手順を行ったと言うことができない。本明細書において開示したナノ粒子サイズの粒子の配送は、使用者が完全な混合が達成されたこと、および酸素の最大量が混合物から遊離されたことを視覚的に認識することができる。

ナノ粒子サイズの二酸化マンガンは、1から1000ナノメートル、より望ましくは5から500ナノメートルおよびさらに望ましくは50から約300ナノメートルの範囲の粒子を意味する。二酸化マンガンナノ粒子を含む基剤溶液は、黄褐色または黄褐色の色を有する。基剤溶液は、水中油もしくは油中水の液体、ゲル、泡またはエマルジョンでもよい。基剤溶液の例を下に示してある。

一旦ナノ粒子二酸化マンガンを含む基剤溶液が作製されたら、それを二酸化マンガンの劣化を伴わずに後で使用するために貯蔵させ得る。同様に、第2の成分、過酸化水素を適当な状態下で劣化を伴わずに別々に貯蔵させ得る。一旦過酸化水素から酸素を遊離して、皮膚を治療することが望まれると、酸素の最大量を再美放出させるために2つの成分を徹底的に混合させるべきである。ナノ粒子二酸化マンガン溶液への過酸化水素の添加により、二酸化マンガンの添加の前に特徴的な二酸化マンガン色から基剤溶液の色に変色を生じることが分かっている。この変化は、より大きなサイズの二酸化マンガン粒子では生じず、および使用者が、混合が適切にされたことを明確に認識することができる。

基剤溶液中の二酸化マンガンの濃度は、500〜10000ppmの間、より望ましくは約900〜5000ppmの間および一般にプラスの量から約3重量パーセントの過酸化水素の濃度にあってもよい。

実施例1：二酸化マンガンナノ粒子溶液の生成
下で記述した二酸化マンガンナノ粒子溶液は、透明なように認められた（それゆえに、懸濁液よりもむしろ用語溶液の使用）。この透明度は、二酸化マンガン粒子がナノ-サイズのものであり、および光の波長よりも小さいためである。これは、光線が散乱せず、かつ二酸化マンガンナノ粒子溶液を通ってまっすぐに通過することを意味する。

A. 900ppmの二酸化マンガンナノ粒子の溶液
0.374グラムのポリ-アリルアミンハイドロクロライド（PAH、15,000Mw、93.5g/mol、Aldrich）を50mlの脱イオン（Di）水に溶解して0.08Mの溶液を調製した。0.158グラムの過マンガン酸ナトリウム（158.03g/mol、Riedel-de-Haen）を50mlのDi水に溶解して0.O2Mの溶液を得た。両方の溶液をマグネチックスターラで室温にてガラスビーカー（250ミリリットルの容量）において混合した。混合により、混合溶液の色が2-3分で暗赤色から暗褐色に変わり、減少反応（二酸化マンガンからKMnO₄に）が生じたことを示している。最終的な反応した混合溶液は、当量二酸化マンガンナノ粒子溶液とも名付けられ、およそ900ppmの二酸化マンガンを有した。

B. 4500ppmの二酸化マンガンナノ粒子の溶液
PAHおよび過マンガン酸カリウムの量を5倍、すなわち0.374から1.87gmのPAHおよび0.158から0.79gmのKMnO₄に増加したが、同じを脱イオン水の量、すなわち50mlを保持する。結果として、モル濃度は、PAHについて0.08Mから0.4Mに、およびKMnO₄について0.O2Mから0.1Mに増加した。二酸化マンガンのppmを5倍；900から4500ppmに増加させた。この溶液を調整して一定の解析試験のために試料を得た。低分子量不純物、すなわち二酸化マンガンナノ粒子溶液からK、CIイオンを除去するために、透析器を通してこの溶液を濾過した。このようなフィルタリングの後、溶液を水で希釈して〜2300ppmの二酸化マンガンナノ粒子濃度を得た。

最終的な反応した混合溶液中の二酸化マンガンの存在は、溶液中の900ppmの二酸化マンガンでのUV-VISスペクトル分析およびX線光電子分光法（XPS）表面解析および溶液に中の濾過した4500ppmの二酸化マンガンでの伝達電子顕微鏡法（TEM）解析の結果から結論付けた。最終的な反応した混合溶液のUV-VISスペクトルを記録して、350nmにてピークを示し、これは二酸化マンガンの存在を示す。XPS表面解析を単色Al Ka X線を備えたFisons M-Probe分光器を使用するXPSにより最終的な反応した混合溶液の試料に対して行った。Fisons M-Probeスペクトロメータで供給される原子感受性因子を使用して、スペクトロメータによって検出される成分の相対的原子濃度を確立した。XPS解析のための試料は、アルミニウムで被覆したガラススライド上で乾燥させて、乾燥残渣全体を7つの異なる位置にて解析した。解析した領域のいずれについてもアルミニウムは検出されず、試料厚が本技術の解析深度（〜10nm）より大きかったことを示す。XPS解析からの元素分析結果は、表Iに示してある。

Mn 2p領域の7回の高分解能スキャン（解析# 1 - 7）を行った。カーブフィッティング解析の結果を表2に示してあり、および代表的なMn2pカーブフィットXPSスペクトルをY軸上にカウントおよびX軸上に結合エネルギーとして図1に示してある。表2から、以下を認識することができる：
・結合エネルギーおよびスピン軌道分裂（デルタ）は、二酸化マンガンと一致する。
・ピーク面積比率は、2p3/2および2p1/2について予想される比率と一致する。

結合エネルギー参照は、284.6eVでの炭素1sである。

伝達電子顕微鏡法（TEM）測定は、ナノ粒子が〜100nmの個体ナノ粒子の平均直径をもち、形状が球形であることを示した。（注：同一の実験条件による二酸化マンガン粒子の生成を記述した参考文献から、〜10nmの平均直径を報告した。）TEM結果は、表3に収載した粒子サイズデータをもつおよそ103nmの平均粒子サイズを与え、およびY軸上に周波数およびX軸上に粒子サイズ（nm）として図2にグラフで示してある。試料は、炭素被覆/フォームバー格子、並びにSiO2被覆格子上の二酸化マンガンナノ粒子溶液の微小液滴を捕獲することによって調製して、ある試料がその他のものよりも多くの存在する粒子を有するかどうかを見た。格子の両方のタイプが同じ結果を与えた。いくつかの水は、TEM測定のための試料調製（たとえば、部分的な減圧乾燥）において蒸発したとみなした。測定を最初に標準で行ってクロスチェック較正にして、次いで、nmスケールを使用して粒子を測定した。図3は、TEM測定からの試料結果を表す。

高分解能TEMイメージを球体において、並びに球体の周りで撮って、粒子の周りに特有のコーティングがあるかどうかを見た。図4は、このような高分解能TEMイメージの代表である。これらのイメージの検査により、外側のシェルが厚みがおよそ8-12nmであることが明らかになった（図4に示したとおり）。

二酸化マンガンナノ粒子におけるコア/シェル構造の存在についてのさらなる裏づけを高速フーリエ変換（FFT）解析イメージによって提供してある。結晶は、個体ナノ粒子内で明らかに検出され、これはコアにおけるより高い二酸化マンガンの量を示している。外殻のFFT解析イメージは、構造が非晶質であることを示す。これは、PAHシェルによって保護された二酸化マンガンコアがあることを意味すると解釈される。図5は、中心の四角形として球体内のFFT解析の位置を同定するTEMイメージ（右）と共に、結晶構造描写（左）を伴うFFT解析イメージを示す。図6は、中心の四角形として球体内のFFT解析の位置を同定するTEMイメージ（右）と共に、非晶質の構造描写（左）を伴うFFT解析イメージを示す。

実施例2：PVAゲル（二酸化マンガンナノ粒子のための担体）
（i）保存液調製
4つの保存液を以下の通りに調製した：
・PVOH保存液= 15グラムのポリビニルアルコール（加水分解される98-99%、Sigma-Aldrichから）を摂氏80-90度において85グラムのDi水に溶解し、15%のPVOH水性溶液を得た。
・グアーガム保存液=1%のグアーガム水溶液のために0.1グラムのグアーガム（Spectrumから）をDi水の9.9mLに溶解した。
・ゼラチン保存液= 20%のゼラチン水溶液を作製するために、2グラムのゼラチン（魚皮膚、Sigma-Aldrichから）を8グラムのDi水に溶解した。7.5%w/vのホウ酸ナトリウム= 7.5グラムのホウ酸ナトリウム（Sigma-Aldrichから）を、小さなマグネチックスターラと共に摂氏40-50度にてガラス瓶において100mLのDi水に溶解した。注：この7.5%w/vのホウ酸ナトリウム溶液は、決して使用前48時間を超えて作製しなかった。

（ii）PVAゲルの調製
上からの5グラムのPVOH保存液を、100mLビーカーにおいて1.3グラムのグアーガム保存液と混合して、次いでこの溶液の混合物に0.5グラムのグリセロール（WF Limitedから）を添加して中間混合物を得た。この中間混合物に、0.25グラムの18%wtのポリ4-スチレンスルホン酸水溶液（Sigma-Aldrichから）および0.25グラムのゼラチン保存液をその順位で次いで添加し、粘稠性の混合物を与えた。最後に、粘稠性の混合物に1.5mLの7.5%w/vのホウ酸ナトリウムを添加して、スパチュラで勢いよく手で混合して均一なゲルを得た。ホウ酸ナトリウムの添加により、ポリビニルアルコールのヒドロキシル基とホウ酸アニオンの架橋を開始し、こうして架橋された重合体のゲル塊を得る。混合する間、気泡がゲル塊内に閉じ込められ、これが最初に不透明にした。しかし時間とともに、ゲル塊は、無色かつ透明になった。ゲルを小さなシャーレに貯蔵して、パラフィルム（登録商標）シーラントで封止して水分喪失を防いだ。

実施例3：二酸化マンガンナノ粒子を伴うPVAゲル
ゼラチン保存液の添加を実施例1に従って0.25mL酸化マンガンナノ粒子溶液の添加に続けたこと以外は正確に実施例2のとおりの工程にしたがって、粘稠性の塊を調製した。これにより、粘稠性の塊の色を薄茶色にさせた。最終的な1.5mL の7.5%w/vホウ酸ナトリウムの添加の後、粘稠性の塊を勢いよく混合し、薄茶色の色合いをもつゲルに重合させた。混合する間、気泡がゲル塊に一時的に封入されたが、これらの泡は、ゲル塊から漏れ、またはそれにおいて分散されて、透明なゲルを与えた。これは、実施例2に従ってシャーレにおいて貯蔵されていた。

実施例4：着色剤でPVAゲル
美的目的については、色をもつゲルが無色のゲル（実施例2）よりも好まれる。ゲルに色を添加するために、青い食品色（McCormick Companyから）を使用した。こうして、7.5%w/vホウ酸ナトリウムの添加の前に、青い食品色の数滴を添加したこと以外は、実施例2（ii）のものと同一の粘稠性の混合物を調製した。着色剤は、一様に、粘稠性の混合物に手で混合させた。最後に、1.5mLの7.5%w/vホウ酸ナトリウムを添加して勢いよく混合し、青い着色されたPVAゲルを得た。

実施例5：溶存酸素のための貯蔵所としてのPVAゲル
実施例4に類似のPVAゲルをホウ酸ナトリウム（0.25ml）の添加の前に実施例1からの酸化マンガンナノ粒子溶液を添加したことを除いて作製した。二酸化マンガンの添加の後、粘稠性の塊の色は、本来の青からコガモに変化した。最後に（以前の通り）、1.5ml.の7.5%w/vホウ酸ナトリウムをゲルに塊の重合を開始するために添加した。ゲルは、およそ25ppmの二酸化マンガンを含んだ。

溶存酸素の貯蔵所にゲルを変換するために、0.25ml.の30%重量の過酸化水素水溶液（Fisher Scientificから）を勢いよくゲル中において手で混合した。過酸化物の混合が進行するにつれて、二酸化マンガンによって触媒される酸素を得るためのその分解が開始した。我々は、過酸化水素分解が進行するにつれて、コガモ色が1-2分未満以内に本来の青い色へ戻ったことを予想外に観察した。この変色は、ゲル塊の全体にわたって均一であった。溶存酸素でのゲル塊の飽和により、過剰酸素がゲル塊から外へ泡立った。結果として、ゲル塊は、小さい酸素泡で満たされて不透明な外見を与えた。不透明がわずかに淡い青い色になったが、泡がゲルから逃げるにつれて、その本来の青の度合いを回復した。変色（本来の青へ）の後、ゲル塊を、試験片の助けを借りて過酸化物含量について試験した。試験は、10ppm未満の過酸化水素の存在を判断した。

実施例6：実施例5のPVAゲルからの酸素フラックス測定
我々は、ゲル塊から25°Cにて酸素フラックスを測定することによって、コガモから青まで変色によって示される実施例5のゲルにおける酸素への過酸化水素の分解を実証した。いくらかの、しかし多くはない埋め込まれた空気または酸素泡を伴う実施例5にしたがって新たに作製した約2.4gmのPVAゲル塊をフランツセルのポリエチレン（PE）膜（厚さ〜25ミクロン）へ移した。膜は、空気飽和食塩水溶液で満たされたフランツセルの柔軟な壁として作用した。セルを溶存酸素測定プローブ（Ocean Optics（FL）からのFoxy（登録商標）プローブ）に装着した。溶存酸素プローブは、時間とともにppmで生理食塩水溶液による酸素摂取をモニターした。このPVAゲルをPE膜と接触して置いた後、生理食塩水中の酸素濃度をモニターした。5分の初期時間の遅れの後、酸素濃度は、次の60分間の時間と共に直線的に増大し始めた。直線勾配バリューを使用して、酸素フラックス（イン）は、〜0.06のマイクロgm/cm2/分として算出された。

実施例7：Amiqel（登録商標）ゲルについての酸素フラックス測定
ゲルストックは、摂氏90度において540グラムのDi水と60グラムのAmigel（登録商標）ゲル（Alban Mullerから）を混合して10%wtのAmigelを（登録商標）水性溶液を作製することによって調製した。Amigel（登録商標）ゲルは、ゲル化および密集する特性をもつ天然多糖類である；その用途は、化粧品製剤を含む。0.8%の濃度からの水性溶液中のAmigel（登録商標）ゲルおよびより大きな形態固形ゲル。このゲルストックを以下の2部分ゲル調製に使用した。第1の部分として、0.6mlの30%wt過酸化水素水溶液（Fisher Scientificから）を30グラムのゲルストックと混合し、およそ0.6%の過酸化水素を得た。第2の部分として、10mLの二酸化マンガンナノ粒子溶液（〜900ppmの二酸化マンガン）を30グラムのゲル保存液と混合し、およそ250ppmの二酸化マンガンナノ粒子を得た。1.2グラムの第1の部分（ゲルストック中に0.6%の過酸化水素）を1.2グラムの第2の部分（ゲルストック中に250ppmの二酸化マンガンナノ粒子）と混合した。合わせた2.4グラムの混合ゲルをフランツセルのPE膜へ移した。酸素フラックスを測定する手順は、実施例6のとおりに繰り返した。酸素フラックスは、~0.2のマイクロgm/cm²/分であると測定された。

フランツセルチャンバー
フランツセルチャンバーは、製剤開発において頻繁に使用されるインチビトロ皮膚浸透アッセイである。フランツセル装置は、膜によって分離された2つの一次チャンバーからなる。動物皮膚を膜として使用することができるが、ヒト皮膚または上で使用したポリエチレンなどのその他の膜が適する。試験製品を、上部チャンバーを介して膜に適用した。底面チャンバーは、液体を含み、ここから解析のために規則的な間隔にて試料が取り込まれる。この試験は、各時点において膜に浸透した能動的な量を決定する。チャンバーを恒温にて維持する。媒体に応じて、フランツセル解析を介して決定される浸透の割合は、有意に変化し得る（おそらく10倍から50倍まで）。

実施例8：PVP を使用する酸化マンガン（MnO2）ナノ粒子の生成
2.22gのポリビニルピロリドン（PVP、40,000MW Sigma-Aldrich、単量体FW：111）を50mLの脱イオン（Di）水に溶解し、0.4Mの溶液を調製した。0.79gの過マンガン酸カリウム（158.03g/mol、Riedel-de-Haen）を50mLのDi水に溶解し、0.1Mの溶液を与えた。両方の溶液をマグネチックスターラで室温にてガラスビーカー（250mL容量）において数分間混合し、続いて3.75mlの3%wt過酸化水素の一滴ずつ添加を行った。過酸化物添加により、発泡が生じ、および溶液色が2-3分で暗褐色に変化に始め、還元反応（KMnO₄からMnO₂に）が起こったことを示している。最終的な反応した混合溶液のUV-VISスペクトルを記録して、二酸化マンガンナノ粒子を含む溶液について観察される吸収ピークと一致する320nmにピークを示した。最終的な反応した混合溶液は、当量二酸化マンガンナノ粒子溶液とも名付けられ、およそ〜4350ppmの二酸化マンガンを有した。二酸化マンガンナノ粒子溶液は、透明なように認められた（それゆえに、懸濁液よりもむしろ用語溶液の使用）。ポリアクリルアミドゲルシートを作製するために、これを次の工程に直ちに使用した。

実施例9：トリエタノールアミンを使用する酸化マンガン（MnO2）ナノ粒子の生成
0.149gの試薬等級トリエタノールアミンを50mlの脱イオン（Di）水に溶解して0.O2Mの溶液を調製した。0.158gの過マンガン酸ナトリウム（158.03g/mol、Riedel-de-Haen）を50mlのDi水に溶解して0.O2Mの溶液を得た。トリエタノールアミン溶液を含む、ガラスビーカー（250ミリリットルの容量）において、マグネチックスターラで室温にて、KMnO4溶液を撹拌下で滴下して添加した。合わせた混合物は、過マンガン酸塩溶液の初留を添加した直後に茶色に見えた。最終的な反応した混合溶液のUV-VISスペクトルを記録して、溶液を含む二酸化マンガンナノ粒子について観察される吸収ピークと一致する300nmにピークを示した。最終的な反応した混合溶液は、当量二酸化マンガンナノ粒子溶液とも名付けられ、およそ〜900ppmの二酸化マンガンを有した。二酸化マンガンナノ粒子溶液は、透明なように認められた（それゆえに、懸濁液よりもむしろ用語溶液の使用）。ポリアクリルアミドゲルシートを作製するために、これを次の工程に直ちに使用した。

実施例10：PVP（Prophetic）を使用して作製されるMnO2ナノ粒子を含むポリアクリルアミドヒドロゲルシートの調製
〜30gのスケールでヒドロゲルシートを調製するためのレシピを下に収載してある。レシピは、米国特許5,196,190に記述されたヒドロゲルシートを作製するためにレシピにいくらか類似しており、およびベンチスケールでの小スケール調製に合うように、わずかに修正してある。

A.単量体溶液
DI水12.1g
メチレンビスアクリルアミド0.018g
アクリルアミド1.482g
グリセロール1.50g
Ex. 8からの二酸化マンガン溶液 1.25g（脱水シートにおいてMnO2〜1000ppmを達成するために）
B. グアーガム溶液
グアーガム0.165g
イソプロパノール0.75g
DI水10g
C. TEMED溶液
TEMED（テトラメチルエチレンジアミン） 1mlのDl水で希釈した0.0625ml
過硫酸アンモニウム溶液 1mlのDl水に溶解した0.05g。

手順
1. 別々のPPプラスチックカップ（〜150mlの容量）において、それぞれ溶液 AおよびBを調製し、わきを蓋でカバーしてセットする。溶液Bを調製する際に、乾燥グアーガム粉末の計量した量をカップへ移して、イソプロパノールでそれを完全に湿らせる。次いで、少しの一定分量（〜1ml）のDl水を添加して、スパチュラにより手で混合してあらゆる凝集塊を分解する。必要な量が粘稠性の溶液を得るためにすべて使用されるまで、水を添加して続ける。溶液Aを調製する際に、全ての固体成分を溶かしてDl水に溶解して、最後にグリセロールを添加して透明な溶液を得る。溶液B（一度に1-2ml）に溶液Aをゆっくり注いで均一な単量体溶液を得る。
2. 別々の試験チューブにおいて、示したとおりのTEMEDおよびAPS溶液を調製する。
3. （1）からの最終的な単量体溶液にTEMED溶液を添加して、それを均一に混合する。
4. 最後に、（3）の溶液に新たに作製したAPS溶液を添加し、十分にそれに混合して、それを4"dia PSシャーレに注ぎ、それを蓋でカバーして、重合を完了するために室温にて少なくとも1時間脇においておく。45°Cに予めセットしたオーブンにシャーレを置くことによって、温度を45°Cまで上げてもよい。
5. 琥珀色の色合いの重合したゲルシートを慎重に取り出して、事前に鉱油の層で軽くたたいた（これは脱水シートが粘着するのを予防する）ナイロンメッシュ上に置く。シートを55°Cにてオーブンセットにおいて3-4時間脱水させる。これにより、フルーツレザーの硬さを持つゲルシートを得られるであろうし、粘着性の感触を伴わずに扱うことができる。我々は、脱水により最終重量の〜10%wtの含水量であるゲルシートを生じるだろうと想定する。この想定で、添加した二酸化マンガンナノ粒子溶液の評価を行う。我々は、脱水ヒドロゲルシートにおける二酸化マンガンナノ粒子の終濃度は〜1000ppmであると見積もる。

脱水ゲルシートが、O2含有シート包帯剤を調製する際に使用することができる。

実施例11：トリエタノールアミン（Prophetic）を使用して作製した二酸化マンガンナノ粒子を含むポリアクリルアミドヒドロゲルシート
ヒドロゲルシートは、使用した二酸化マンガンナノ粒子溶液の量は、実施例9からのものであり、および4gにて見積もったこと以外は、実施例10のレシピおよび手順に従って作製される。これは〜1000ppmの最終的な脱水ヒドロゲルシートの二酸化マンガン含量に対応する。薄茶色に着色した脱水ゲルシートは、O2を含む泡包帯剤を調製するための次の工程のものであることができる。

実施例12：MnO2ナノ粒子（Prophetic）を含むO2を含むフォームシート包帯剤の調製
小さな四角の小片（〜1”x1”）を実施例10からの脱水ヒドロゲルシートから切断して、過酸化水素の10%wtの溶液に5-10分間〜25°Cにて置く（正確な期間および過酸化物濃度は、まだ公知でない）。過酸化物溶液をヒドロゲルシート小片に浸透させて、それを水和させる。水和したシートを紙にしみこませて乾燥して、きれいなナイロンメッシュへ転写し、および〜55°Cに設定したオーブン内部に1-2時間（正確な加熱期間決定されなかった）置く。外界温度よりも高温に曝露することにより、ゲルシートを介して酸素ガスへの過酸化水素の迅速な分解を開始して泡シート包帯剤を製造するためのゲルシート内にトラップされている泡を形成する。泡シート包帯剤は、膨張するであろうし、およびサイズが開始ゲルシートよりも大きいだろう。二酸化マンガンナノ粒子の存在は、過酸化物分解に対して触媒効果をもたらすであろうし、およびゲルシート内のその一様な分布は、発泡反応がゲルシートにおいて均一に起こることを保証するだろう。泡シートは、フランツセル実験準備を使用してO2フラックス測定について試験して、溶解したO2を送達することを示す。準備は、この開示における別の実施例に記述してある。

本開示は、その具体的態様に関して詳細に記述してあるが、種々の改変、修正およびその他の変更を本開示の精神と範囲から逸脱することなく本開示に行ってもよいことは当業者にとって明らかだろう。したがって、請求の範囲は、添付の請求の範囲によって包含される全てのこのような修正、改変およびその他の変更を包含することが意図される。

Claims (7)

1. 過酸化物を含む溶液からの酸素の放出のための触媒であって、前記触媒は、ナノ粒子二酸化マンガンであり、前記過酸化物を含む溶液と混合されたときに、変色を生じる、触媒。
2. 前記二酸化マンガンが1〜1000ナノメートルの間の粒子サイズを有する、請求項1の触媒。
3. 前記二酸化マンガンがゲル、泡またはエマルジョンによって保有される、請求項1の触媒。
4. 前記二酸化マンガンが黄褐色の色を前記担体に与える、請求項3の触媒。
5. 前記過酸化物および二酸化マンガンを混合することにより、黄褐色が退色する、請求項4の触媒。
6. ナノ粒子二酸化マンガンを含む酸素への過酸化物分解の比色指標。
7. 前記指標および酸素前駆体の完全な混合により、変色（通常着色したものから無色のものに）を特異的に示すような一体型の指標を含むオンデマンドの酸素生成局所的組成物。