JP2016532678A - 活性または生理活性ネットワークの重合化酸化セリウムナノ粒子、その保護局所処置、調製方法、およびそれらの用途 - Google Patents

活性または生理活性ネットワークの重合化酸化セリウムナノ粒子、その保護局所処置、調製方法、およびそれらの用途 Download PDF

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Abstract

本発明は、レオロジー変性ポリマーと共有的に会合する官能化マイクロ粒子またはナノ粒子により形成された化合物に関する。本発明は、官能化マイクロ粒子またはナノ粒子が、1〜1500nmの公称直径を有する酸化セリウム(CeO2)の官能化マイクロ粒子またはナノ粒子であることを特徴とする。レオロジー適合または変性ポリマーは、非会合ポリマーまたは会合ポリマーから選択される。本発明は、皮膚の保護または除染に使用される。【選択図】図2および図10

Description

本発明は、レオロジー変性ポリマー上に共有的にグラフトした官能化酸化セリウム(CeO)マイクロ粒子またはナノ粒子により形成したハイブリッド有機/無機化合物に関する。具体的には、本発明は、活性または生理活性の格子を形成するためのポリマーにグラフトした官能化アミン酸化セリウムマイクロ粒子またはナノ粒子に関する。また、本発明は、上記物質のいずれかを含む保護局所処置、その合成方法、および特には皮膚の保護または除染のための用途に関する。
生物学的または化学的にリスクのある物質による汚染にはいくつかのタイプが存在し得る。生物学的にリスクのある物質は、通常、細菌、ウイルス、または毒素である。化学的にリスクのある物質は、通常、有機リン酸塩の神経毒またはびらん剤である。
化学的なテロリズムおよびバイオテロリズムが最初に発生した際に始まった、ヒトを保護するための多くの研究が行われている。保護服を着用することは、たとえばテロリズムの行為の後、または軍隊による毒素の使用の最中といった介入の最中では必須である。また、この種類の服は、農業上の環境または一部の工業でも使用しなければならない。たとえば、有害な殺虫剤の使用は生物を汚染する可能性があり、使用者に重篤な病変を引き起こし、さらには使用者が死亡する可能性がある。保護服における主な問題は、作業の最中の任務能力の変化および知覚能力(視覚、聴覚、手先の器用さなど)の低下をもたらすことである。また、保護服は、体に合わないまたは破けることよって毒素に皮膚を曝露する場合があるため、すぐに使用限度に達する。
上記すべての理由から、新規の保護手段は、その使用者の能力の全てまたは一部を回復させることが認められなければならない。どのような保護手段を使用するかを定義する前に、リスクのある物質、ならびにその特性および皮膚への浸透形式を同定することが重要である。
毒素は、揮発性、軍事用途、またはその血液毒性作用、びらん作用、神経毒性作用、無能力作用、中和作用などのいくつかの基準により分類できる。
現在、主な化学的脅威となっているびらん剤および有機リン酸塩に対する保護への関心が非常に集まっている。びらん剤は、主に硫黄または窒素のイペリットにより代表され、より中程度なものとしてルイサイトおよびホスゲンオキシムにより代表される。有機リン酸塩(OP)として、殺虫剤(POP)および有機リン酸塩神経毒(NOP)が挙げられる。大部分のPOPは、リン原子上にO,O−ジメチルまたはO,O−ジエチル置換基を含むリン酸塩またはホスホロチオエートである。これらは、通常コリンエステラーゼの間接的な阻害剤であり、言い換えると、代謝変換:P=S結合のS−酸化後に限り活性となる。これにより、曝露から中毒の症状の発症までの潜時が長くなる。有機リン酸塩殺虫剤は、POPの毒性が高いにもかかわらず、残存性の高い有機塩素系化合物の代わりに使用されている。パラチオン(O,O−ジエチルおよびO−p−ニトロフェニルホスホロチオエート)、マラチオン(S−(1,2−ジカルベトキシエチルおよびO,O−ジメチルジ−チオホスフェート)およびパラオクソン(ジエチル p−ニトロフェニルホスフェート)などの第1の化合物は、強力なコリンエステラーゼ阻害剤である。有機リン酸塩殺虫剤は、きわめて毒性が高く、重篤な中毒を、特に農業上の環境で引き起こす。世界保健機関(WHO)は、毎年百万もの殺虫剤による深刻な中毒例が存在しており、約220,000名が死亡していると推定している。地面上または空気から殺虫剤を噴霧する際および扱う最中に頻繁に接触することにより、殺虫剤による中毒のリスクが高くなる。
戦争のための化学兵器として使用するために合成した最初の有機リン酸塩神経毒(NOP)は、G剤であった。G剤として、特にGA剤すなわちタブン、GB剤すなわちサリン、およびGD剤すなわちソマンが挙げられる。これらは、フルオロリン酸またはホスホルアミド酸誘導体のエステルである。V剤は、他の有機リン酸塩神経毒(NOP)である。
このような物質の過剰濃度に曝露されることにより、気管支、唾液、眼、および腸での過度の分泌、発汗、徐脈、筋肉の収縮、振戦、麻痺、失神、痙攣、呼吸器系の機能不全といった、コリン過剰状態の典型的な一連の症状を引き起こす場合があり、これらにより死亡する可能性がある。
よって、化学物質の経皮的な毒性を予防する最良の方法は、これらを皮膚と接触させないようにすることである。
上述のように、皮膚の汚染は、保護服、保護マスク、および保護グローブなどを着用することにより原則的に予防される。しかしながら、たとえば保護装置が体に合わないか、または不適切である場合、ヒトの動作の最中または保護の欠陥によって、これら物質に曝露したままとなる領域がいくつか存在することとなる。
さらにまた、汚染が、脱衣の最中にも皮膚に移る可能性がある。
よって、使用者に非常に良好に認容され、簡単に使用でき、外部環境に耐性があり、かつ着用者の邪魔をしない他の保護手段を開発する必要がある。
これを達成するために、保護局所処置を使用することにより、たとえば微生物、びらん剤および有機リン酸塩化合物などの化学物質などの、刺激物および環境上の攻撃に対する代替的または補足的な保護手段が提供される。
用語「保護局所処置」(TP)の下販売されている製品の大部分が、侵襲性の化学物質に対抗する障壁の機能を潜在的に行うことのできる単純な皮膚軟化性の化粧品および製剤を含む。これらの局所処置は、リスクのある環境で使用するものと意図される。保護局所処置は、家庭での使用または専門的用途のために提供される。よって、これらは、
ニッケル、コバルト、クロム、パラジウム、および金などの多くの金属との接触アレルギーを予防するため、
UVA照射およびUVB照射の濾過のためのソーラーフィルターとして、
防虫剤として、
酸、塩基、界面活性剤、および有機溶媒に対する化学的な保護のため
に使用できる。
全フッ素置換化合物に基づく保護局所処置は、生物を保護する良好な手段を提供し、使用することは困難ではない。このような局所処置は、具体的には、Zhang J.; Smith E.W., Surber C.; Galenical principles in skin protection, Curr. Probl. Dermatol., 2007, 34, 11−18; and in documents US 5 607 979, and GB 2 314 020による文書に記載されている。
しかしながら、このような局所処置は、汚染物質を分解するものではなく、その保護作用は、特に化学蒸気への曝露の後では限定的である。
また、化学的な汚染物質を中和できる有機または無機活性構成物の組み込みからなる、第2世代の保護局所処置が開発されている。このような局所処置は、Koper O.; Lucas E.; Klabunde K.J.; Development of reactive topical skin protectants against sulfur mustard and nerve agents, J. Appl. Toxinol., 1999, 19, 59−70;による文書、およびSaxena A.; Srivastava A.K.; Singh B.; Goyal A.; Removal of sulphur mustard, sarin and simulants on impregnated silica nanoparticles, J. Hazard. Mater., 2012, 211−212, 226−232)による文書に記載されている。
それらの保護の有効性は、部分的に確立されているが、特にマイクロ粒子および/またはナノ粒子の活性構成物の凝集により最適化されてはいない。
よって、現在、より有効であり、毒性がなく、または毒性がごくわずかで、塗布が簡単であり、かつ生物学的および/または化学的にリスクのある物質に対して幅広い作用範囲を有する新規の保護局所処置を開発する必要がある。好ましくは、このような保護局所処置は、生物学的および/または化学的にリスクのある物質を破壊できる。よって、これらの物質は、個体の皮膚の中に浸透しない。
さらに、このような局所処置は、単純に、迅速に、費用のかからない方法で塗布できることが理想であるべきであり、これらは均質な製剤を有するべきである。
本明細書の文脈は、本出願人が、特に、毒性のある化学物質および/または生物学的な化学物質に関して中和作用があると知られているマイクロ粒子またはナノ粒子を、特にレオロジーを変性させるポリマー上にグラフト化することと、局所製剤中のマイクロ粒子またはナノ粒子の組み込みおよび均質な分散を促進するが、マイクロ粒子またはナノ粒子の繰り返し放出を回避することとからなる新規の概念を開発したことである。
よって、提示した問題の解決策は、レオロジー変性ポリマーと共有的に会合した官能化マイクロ粒子またはナノ粒子から構成した化合物であって、
官能化マイクロ粒子またはナノ粒子が、1〜1500nmの公称直径を有する酸化セリウム(CeO)の官能化マイクロ粒子またはナノ粒子であり、
レオロジー変性または適合ポリマーが、非会合ポリマーおよび会合ポリマーから選択される
ことを特徴とする、化合物である。
驚くべきことに、実施例7に例示するように、本出願人は、本発明に係る化合物が、パラオクソンなどの毒素の膜貫通型の浸透を制限する優れた保護局所処置を提供できることを証明することができた。
本発明の第2の目的は、薬学的および/または美容上許容可能な環境で本発明に係る化合物を含む局所保護処置である。
本発明の第3の目的は、薬物として使用するための本発明に係る化合物または局所保護処置である。
本発明の第4の目的は、皮膚のかぶれまたはアレルギーの予防に使用するための本発明に係る化合物または局所保護処置である。
本発明の第5の目的は、皮膚の保護または除染、特に生物学的および/または化学的にリスクのある物質による皮膚の保護または除染のための、本発明に係る化合物または局所保護処置の使用である。
本発明の第6の目的は、本発明に係る化合物を合成するための方法であって、以下の
触媒とカップリング剤を混合するステップと、
非会合ポリマーおよび会合ポリマーから選択されるレオロジー変性または適合ポリマーの水溶液に、得られた混合物を添加するステップと、
上記反応混合物を撹拌するステップと、
水相に予め分散した、5〜1500nmの公称直径を有する酸化セリウム(CeO)の官能化マイクロ粒子またはナノ粒子を上記反応混合物に添加するステップと、
透析により反応媒体を精製するステップと、
1つまたは複数のレオロジー変性ポリマーと共有的に会合した1つまたは複数の官能化アミンマイクロ粒子またはナノ粒子により形成された化合物を回収するステップと
を含む、方法である。
本発明の最終的な目的は、本発明に係る化合物を合成する方法である。
具体的には、前述した化合物および局所処置は、異なる方法を使用して合成でき、この主なステップは、実施例1〜6に記載される。
本発明は、以下の添付図面を参照して以下に示す非限定的な説明を読んだ後良好に理解されるものである。
テレケリック型およびコーム型の化合物の線図である。 無水トルエン中の(3−アミノプロピル)トリエトキシシランによる酸化セリウムナノ粒子の官能化を例示する。 非会合ASE−HおよびASE−Fポリマーの合成の図を例示する。 HASE会合ポリマーの合成の図を例示する。 HASE会合ポリマーに組み込まれることが意図されるマクロマーの合成の図を示す。 スライドガラス上に予め沈着させたオリーブ油と異なるポリマーとの間の接触角の試験を示す。 オリーブ油と、3.3、13.5、および45.9モル%のマクロマーを有する異なるHASE−F−RF8ポリマーとの間の接触角の試験を示す。 HASE−F−RF8ポリマー(3.3モル%のマクロマー)、(13.5モル%のマクロマー)、および(45.9モル%のマクロマー)のフロー解析を示す。 パラオクソンの経膜浸透に対するHASE−F−RF8(13.5モル%のマクロマー)/CeおよびHASE−F−RF8(13.5モル%のマクロマー)の局所処置の評価試験を示す。 パラオクソンの経膜浸透に対するHASE−F−RF8(13.5モル%のマクロマー)/Si、HASE−F−RF8(13.5モル%のマクロマー)/CeおよびHASE−F−RF8(13.5モル%のマクロマー)の評価試験を示す。 新規の保護技術を提供できる本発明に係る化合物の可能性がある一般構造を示す。 パラオクソンの経膜浸透に関する本発明に係る化合物を含む製剤の有効性の評価試験を示す。
本発明に係る化合物は、レオロジー変性ポリマーと共有的に会合した官能化マイクロ粒子またはナノ粒子により形成された化合物であり、
官能化マイクロ粒子またはナノ粒子が、1〜1500nmの公称直径を有する酸化セリウム(CeO)の官能化マイクロ粒子またはナノ粒子であり、
レオロジー変性または適合ポリマーが、非会合ポリマーまたは会合ポリマーから選択される
ことを特徴とする。
本発明によると、ナノ粒子は、3つの寸法すべてがナノスケールであるナノ物体として定義され、言い換えると、公称直径が100nm未満の粒子である。
好ましくは、本発明に係るナノ粒子の直径は、1〜50nmである。また好ましくは、ナノ粒子の直径は、5〜25nmである。
本発明に係るマイクロ粒子は、3つの寸法がマイクロスケールであるマイクロ物体であり、言い換えると、公称直径が100nm〜100,000nmの粒子である。好ましくは、本発明に係るマイクロ粒子は、100nm〜5000nmの公称直径を有する。また好ましくは、マイクロ粒子の公称直径は100nm〜1500nmである。
マイクロ粒子またはナノ粒子は、様々な方法、特に化学気相合成、液相合成、固相合成、混合相合成により、または蒸発/濃縮などの物理化学的な方法により生成してもよい。
本発明の好ましい一実施形態によると、酸化セリウムまたは二酸化セリウム(CeO)のマイクロ粒子またはナノ粒子は、ソル‐ゲル法を使用して混合媒体中で合成され得る。ソル‐ゲル法の原理は、大気温度近くの適度な温度での一連の加水分解‐縮合反応の使用に基づいて、次に加熱処置できる酸化物の格子を調製することである。可溶性の金属種はまた、応用に応じて調節できる有機成分を含むこともできる。ソル‐ゲル法の第1のステップは、アルコキシ基の加水分解の最中に起こる金属アルコキシの水酸化である
ステップ1:加水分解:M’−OR’+HO−>M’−OH+R’OH
式中、
M’がセリウムであり;かつR’が、1〜5個の炭素原子、好ましくは2〜3個の炭素原子を含む有機アルキル基
である。
次いで、ヒドロキシ反応基を生成する。得られた溶液はソルと呼ばれる。次いでこれらを、2つの競合的な機構、すなわち、酸素架橋(オキソレーション)またはヒドロキソ架橋(オレーション)の形成を介した重縮合反応により変性させる。これは、水またはアルコールが除去された無機マクロ分子の格子の形成に対応する。
ステップ2:縮合
−オキソレーション:M’−OH+M’−OR’−>M’−O−M’+R’OH
式中、
M’およびR’が上述の通りであり、言い換えると、M’がセリウムであり;かつR’が、1〜5個の炭素原子、好ましくは2〜3個の炭素原子を含む有機アルキル基
である。
−オレーション:M’−OH+HO−M’−>M’(OH)M’
式中、M’がセリウムである。
ゲルは、ファンデルワールス結合の3次元の格子の形成に対応する。
本発明により使用できるマイクロ粒子またはナノ粒子は、好ましくは、1〜1500nmの平均公称直径を有する。
有利なことに、酸化セリウム(CeO)のマイクロ粒子またはナノ粒子の公称平均直径は1〜300nmである。好ましくは、この公称平均直径は5〜150nmである。また好ましくは、この公称平均直径は、8〜10nmである。
マイクロ粒子またはナノ粒子は、たとえば1級アミンまた2級アミンの官能基、エポキシ官能基、アルコール官能基、またはチオール官能基により官能化できる。
好ましくは、酸化セリウム(CeO)のマイクロ粒子またはナノ粒子は、アミン官能化されている。
図2は、マイクロ粒子またはナノ粒子のアミン官能化の一般的な図である。
酸化セリウムのナノ粒子を合成する方法の詳細を実施例1に記載する。
好ましくは、アミン官能化マイクロ粒子またはナノ粒子のアミン官能基の含量は、マイクロ粒子またはナノ粒子1gあたり0.1〜10meqである。
得られたNH官能基の数は、マイクロ粒子またはナノ粒子1gあたりのmeqであり、以下の式
を使用して計算される。
Figure 2016532678
好ましくは、アミン官能化マイクロ粒子またはナノ粒子上のアミン官能基の含量は、マイクロ粒子またはナノ粒子1gあたり0.1〜4meqである。また好ましくは、マイクロ粒子またはナノ粒子上のアミン官能基の含量は、マイクロ粒子またはナノ粒子1gあたり約0.5または2.5meqである。
上述するように、本発明に係るマイクロ粒子またはナノ粒子は、ポリマーの酸官能基上で反応するためにアミン官能化されている。
本発明に係るレオロジー変性または適合ポリマーは、化粧品および塗料などの領域で、このポリマーのレオロジー特性のためすでに単独で使用されている。
これらは、たとえばエマルジョン中での重合により合成された炭化水素またはフッ化炭素のポリマーである。
次いで、これらを、KBrペレット法を使用した赤外線分析(IR)により、ガラス表面上の乾燥沈着物のゴニオメトリーにより、また、溶液中での核磁気共鳴(NMR)およびレオロジーにより特徴付けする。本発明に係るポリマーはまた、保護製剤または保護局所処置の安定性に貢献する。
使用できるポリマーは、2つの異なる分類、すなわち非会合ポリマーおよび会合ポリマーに分けられる。
本発明により使用できるアルカリ膨潤性エマルジョン(Alkali−Swellable Emulsions;ASE)のためのアルカリ環境下で膨潤できる非会合ポリマーまたはエマルジョンは、ラッテクスコーティング、塗料、および接着剤中の増粘剤としてすでに単独で使用されている。
これらは、アクリル酸またはメタクリル酸およびC1〜4のアクリル酸アルキルモノマー、好ましくはエチルアクリラートから主に構成されている。
これらは、一般的には、酸性水性媒体(4未満のpH)のエマルジョンでの重合により合成され、ポリマーのコロイド懸濁物(または合成ラッテクス)の形態で得られる。コポリマーの酸官能基は、ポリマーの可溶化および膨潤を引き起こす(流体力学的容積が増大する)塩基環境下でイオン化される。エチルアクリラート基は、ポリマー鎖間の疎水性会合を誘導し、粘度を増大させるよう十分にブロックされる。
さらに、非会合ASEポリマーは、架橋により最適化できる。架橋現象は、ポリマー格子を物理的に密集させることができ、それによって分子の移動の可能性を低下させて粘度を増大させる。
本発明に係る非会合ポリマーは、炭化水素鎖(ASE−H)および/またはフッ化炭素鎖(ASE−F)を含み得る。
好ましくは、非会合ASE−Hポリマーは、以下の一般式(I)
Figure 2016532678
を満たし、式中、
−R1およびR2が、水素原子もしくは−CHメチル基を表し;
−R3が[Q]d1−(CH−Hを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、Qが、−C(O)−Oもしくは−C(O)−NH−と等しく;
またはR3が[Q]d2-αを表し、式中:
−−d2が、0もしくは1と等しく;
−−Qが、−C(O)−Oまたは−C(O)−NH−と等しく;
−−αが、−C(CH;−CH(CH;−C(CH−CH−C(CH;−CN;−CHCH−N+(CH(CHCO );−CHCH−NH−C(CH;−CHCH−N(CH;ピロリジノン;カプロラクタムと等しく;
指数aおよびbが、同一または異なり得る、かつ1超の整数である。好ましくは、aが1〜10,000であり、かつbが1〜20,000である。
この説明を通して、ポリマーは、a、b、および/またはcの値の関数として変動する所定のモル濃度を有する異なるモノマーまたはマクロマーから構成される。明らかに、得られたポリマー中の異なるモノマーまたはマクロマーの鎖形成は可変であり、式(I)、(II)、(III)、(V)、(VI)、(VII)、および(VIII)に固定されるものではない。
また好ましくは、炭化水素鎖(ASE−H)を有するASEポリマーは、アクリル酸および/またはメタクリル酸、およびC1〜C4アクリル酸アルキルモノマーを含む。
有利なことに、炭化水素鎖(ASE−H)を有するASEポリマーは、
5〜50モルパーセントのアクリル酸および/またはメタクリル酸と、
5〜95モルパーセントのC1〜4アクリル酸アルキルと
を含む。
より好ましくは、ASE−Hポリマーは、以下のモノマー:
10〜20モルパーセントのメタクリル酸(AM)と、
80〜90モルパーセントのエチルアクリラート(AE)と
を含む。
炭化水素鎖を有するASEポリマー(ASE−H)は、メタクリル酸/エチルアクリラートの比率が0.1〜0.5である場合、特に有利な増粘特性を有する。最も好ましい比率は0.21である。
上述するように、本発明に係る非会合ASEポリマーも、フッ化炭素を含み得る(ASE−F).
好ましくは、非会合ASE−Fポリマーは、以下の一般式(II)
Figure 2016532678
を満たし、式中、
−R1、R2、およびR4が、水素原子もしくはCHメチル基を表し;
−R3が[Q]d1−(CH−Hを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;
または
−R3が[Q]d2−αを表し、式中:
−−d2が、0もしくは1と等しく;
−−Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;
−−αが、−C(CH;−CH(CH;−C(CH−CH−C(CH;−CN;−CHCH−N+(CHCHCO );−CHCH−NH−C(CH;−CHCH−N(CH;ピロリジノン;カプロラクタムと等しく;
−R3’が、[Q]d1−(CH−(CXXを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、かつQが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく、Xがフッ素原子Fであり、pが1〜12であり;
指数aおよびcが、1超の同一もしくは異なる整数であり、かつbが0以上であり;aが、好ましくは1〜10,000であり、bが0〜5000であり、cが、1〜8000
である。
これらのASE−Fポリマーは、好ましくは、
−メタクリル酸(AM);
−2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(TFEM)またはトリフルオロエチルアクリラートまたは2−パーフルオロブチルエチルアクリラートまたは2−パーフルオロヘキシルエチルアクリラートまたは2−パーフルオロオクチルエチルアクリラート;および
−C1〜C4アルキルアクリラート、好ましくはエチルアクリラート(AE)
のモノマーから構成される。
美容上または薬学的な用途のためのフッ化炭素鎖の導入は、表面上での毒素の吸着を低減できる。
好ましくは、フッ化炭素鎖を有するASEポリマー(ASE−F)は、以下のモノマー:
20〜75モルパーセントのアクリル酸および/またはメタクリル酸;
0〜30モルパーセントのC1〜C4アクリル酸アルキル;および
10〜55モルパーセントの2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(TFEM)またはトリフルオロエチルアクリラートまたは2−パーフルオロブチルエチルアクリラートまたは2−パーフルオロヘキシルエチルアクリラートまたは2−パーフルオロオクチルエチルアクリラート
から構成される。
また好ましくは、フッ化炭素鎖を有するASEポリマー(ASE−F)は、メタクリル酸(AM)、エチルアクリラート(AE)、および2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(TFEM)モノマーを含む。
有利なことに、炭化水素鎖を有するASEポリマー(ASE−F)は、
50〜60モルパーセントのメタクリル酸(AM);
5〜15モルパーセントのエチルアクリラート(AE);および
30〜40モルパーセントの2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(TFEM)
を含む。
さらにより好ましくは、フッ化炭素鎖を有するASEポリマー(ASE−F)は、メタクリル酸(AM)/エチルアクリラート(AE)の比率が7〜0.1である場合、特に有利な増粘特性を有する。図3は、本発明により使用できるASE−HおよびASE−Fポリマーの一般式を示す。ASE−HおよびASE−Fポリマーを合成する方法は実施例2に記載されており、図3にまとめられている。この中で、指数a、b、およびcは、同一または異なり得る整数であり、1超である。好ましくは、aは、1〜10,000であり、bは1〜5,000であり、cは、1〜8,000である。
本発明により使用できる会合ポリマーは、その上に疎水基が存在する親水性マクロ分子構造から構成されている。これらの疎水基は、大抵の場合、臨界凝集と呼ばれる濃度から始まるミセル型の凝集体、クラスタを形成することのできる短鎖(1〜6つの炭素原子)または長鎖(6超の炭素原子)を有するアルキル結合である。これらの凝集体は疎水性ジャンクションと呼ばれる。
現在、本発明に使用できる3種類の異なる市販の会合ポリマーが存在する。これらは、
疎水性変性エチレン‐オキシドウレタン(HEUR);
セルロース誘導体;および
疎水性変性アルカリ膨潤性エマルジョン(HASE)
である。
これら3種類のポリマーは、その分子構造に応じた2つの会合ポリマーのカテゴリー
1.いわゆるテレケリックポリマー;または
2.コーム型ポリマー
に分類される。
図1は、テレケリック型およびコーム型の化合物の線図を示す。テレケリックポリマー(HEUR)は、鎖の端に疎水基を含むポリマーの直線状の鎖である。コーム型ポリマー(セルロース誘導体およびHASEポリマー)は、疎水性の長い骨格鎖を含むポリマーである。
HASEポリマーは、通常、メタクリル酸(AM)、エチルアクリラート(AE)、およびある量のモノマーまたはマクロマーである疎水基のコポリマーである。
長い炭化水素鎖である疎水基が存在するにも関わらず、HASEポリマーは、水性媒体中に可溶であり、このため特に魅力的である。
ASEポリマーのように、HASEポリマーは、通常、低いpHのエマルジョンでの重合により調製され、300,000および1,800,000g/molのモル質量のポリマーを得ることができる。
HASEポリマーのレオロジーの特性から、粘度がpHに強く依存することが示されている。2.4〜4.5のpHの範囲では、ポリマー骨格は、溶媒の質の低さによりコンパクトコイルを形成するよう折り畳まれる。ポリマー溶液は乳濁しており、不溶性のコロイド粒子からなる。pH6で粘度は急激に増大し、pH11まで一定のままであり、ポリマー骨格上のカルボキシル基は溶解し、溶液は透明になる。次いで、ポリマー鎖は高分子電解質に類似して、カルボン酸塩の相互の反発および水力学的な量の増加により、ポリマー骨格の伸長を引き起こす。同時に、多数の分子間または分子内の会合が、疎水基の間で形成されることにより、水性媒体の中に格子が構築される。
塩基性のpHでは、HASEポリマーは、高分子電解質の特性と、非荷電会合ポリマーの特性とを併せ持つ。11より高いpHでは、電荷の保護作用により粘度がゆっくりと低下する。他の要因は、ポリマーの動的性質、およびHASEポリマーの構造、特に媒体中の塩濃度などを変化させ得る。この濃度が高いと、粘度が著しく低下する。塩の添加の負の効果を、界面活性剤の添加により補ってもよい。界面活性剤の濃度は、媒体の粘度を変化させることができる。非イオン性界面活性剤による濃度の増加は媒体中の粘度を増大させることができるが、アニオン性界面活性剤は、最大臨界濃度まで粘度を増加させた後、粘度は低下する。
また、媒体の粘度は、温度が増加した際にも低下させることができる。
HASEポリマーを中和するために強塩基(NaOH)を使用することにより、4週間後にポリマーの分解が引き起こされる(pH=9.5)。わずかに有機性の塩基(1‐アミノ‐1‐メチルプロパノール)を使用することにより、溶液のレオロジーの特性が6週間安定化する(pH=9.5)。
一価の中和剤もまた推奨することができる。よって1超のカルボン酸官能基の中和能を有する二価または三価の塩基性の分子の場合、ポリマーを完全にほどき拡張する能力が低減し得る。
最終的に、有機溶媒を添加することにより、水性媒体の中の疎水性会合物を破壊し、疎水基を可溶化することにより媒体の粘度を低減できる。
好ましくは、本発明に係るポリマーは、炭化水素鎖マクロマー(HASE−H−RHまたはHASE−F−RH)またはフッ化炭素鎖(HASE−F−RF)を有するHASEポリマーである。
本発明に係る炭化水素鎖(HASE−H−RHまたはHASE−F−RH)またはフッ化炭素鎖(HASE−F−RF)を有するマクロマーを有するHASE会合ポリマーは、以下の一般式(III)
Figure 2016532678
を満たし、式中、
−R1、R2、およびR6が、水素原子もしくはメチル基を表し;
−R5が、[Q]d1−(CH−(CXXを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;かつ
−−Xが水素原子である場合、pが0と等しく;
−−Xがフッ素原子である場合、pが1〜12であり;
または
−R6が、[Q]d2−αを表し、式中:
−−d2が、0もしくは1と等しく;
−−Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;かつ
−−αが、−C(CH;−CH(CH;−C(CH−CH−C(CH;−CN;−CHCH−N+(CHCHCO );−CHCH−NH−C(CH;−CHCH−N(CH;ピロリジノン;カプロラクタムと等しく;
−R7が、[Q’]d3−(OCHCH−[Q’’]d4−(CH(CXXを表し、式中、Q’が、−CH、C(O)、O−C(O)、もしくはNH−C(O)と等しく、nが1〜30であり、qが1〜150であり、d3およびd4が、0および/もしくは1と等しく、Q’’が−O−C(O)もしくはNH−C(O)に等しく;かつ
−−Xが水素原子である場合、pが0と等しく;
−−Xがフッ素原子である場合、pが1〜12であり;
式中、指数aおよびcが、1以上の同一もしくは異なる整数であり、bが0以上である。
好ましくは、aが1〜10,000であり;bが、0〜10,000であり、cが1〜5,000である。
好ましくは、炭化水素鎖を有するHASE−H−RHポリマーは、メタクリル酸(AM)、C1〜C4アクリル酸アルキル、および一般式(IV)
CH=CH(CH)−C(O)(OCHCH)qOC(O)(CH)n−H
(IV)
であって、式中、
−qが5〜10であり、nが6〜10の炭素原子である、
一般式(IV)を有するエステルであるマクロマーから構成されている。
また、好ましくは、HASE−H−RHポリマーは、メタクリル酸(AM)、エチルアクリラート(AE)、および上述の一般式(IV)を有するエステルであるマクロマーから構成され、よって以下の一般式(V)
Figure 2016532678
であって、式中、
−qが5〜10であり;
−nが1〜30であり;
−aおよびcが、同一または異なり得る、1以上の整数であり、bが0以上であり;好ましくは、aが1〜10,000であり、bが、0〜10,000であり、かつcが1〜5,000である、
一般式(V)を満たす。
また、好ましくは、HASE−H−RHポリマーは、一般式(V)を満たし、
5〜85モルパーセントのメタクリル酸(AM);
5〜60モルパーセントのエチルアクリラート(AE);および
1〜90モルパーセントの、上述に定義した一般式(IV)を有するエステルであるマクロマー
を含む。
特に好ましいHASE−H−RHポリマーは、上述の一般式(V)を満たし、
qが7と等しく、nが6つの炭素原子に等しく(以下HASE−H−RH4ポリマーと呼ばれる)、
qが7と等しく、nが8つの炭素原子と等しく(以下HASE−H−RH6ポリマーと呼ばれる)、
qが9と等しく、nが10つの炭素原子と等しい(以下HASE−H−RH8ポリマーと呼ばれる)
ポリマーである。
あるいは、本発明によると、上記の式(V)を有するHASE−H−RHポリマーのエチルアクリラートモノマー(AE)は、2,2,2‐トリフルオロエチルメタクリレートモノマー(TFEM)により置換されてもよく、よって以下で示される一般式(VI)
Figure 2016532678
であって、式中、
−qが5〜10の数を表し;
−nが6〜10の炭素原子であり;
−aおよびcが、同一または異なり得る、1以上の整数であり、bが0以上であり;好ましくは、aが1〜10,000であり、bが、0〜10,000であり、かつcが1〜5,000である、一般式(VI)を満たすHASE−F−RHポリマーに対応する。
また好ましくは、HASE−F−RHポリマーは、上記の一般式(VI)を満たし、
30〜85モルパーセントのメタクリル酸(AM);
0〜50モルパーセントの2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(TFEM);および
1〜90モルパーセントの、一般式(IV)を有するエステルであるマクロマー
を含む。
特に好ましいHASE−F−RHポリマーは、上記の一般式(VI)を満たし、
qが7と等しく、nが6つの炭素原子と等しく(以下HASE−F−RH4ポリマーと呼ばれる);
qが7と等しく、nが8つの炭素原子と等しく(以下HASE−F−RH6ポリマーと呼ばれる);
qが9と等しく、nが10つの炭素原子と等しい(以下HASE−F−RH8ポリマーと呼ばれる);
ポリマーである。
有利なことに、本出願人はまた、マクロマー上のフッ化炭素鎖による炭化水素鎖の置換が、HASE骨格で可能であることを例証した。
このようにしてフッ化炭素マクロマーを有するこの骨格を変性することにより、本発明に係るレオロジー変性ポリマーは、化学物質に対する保護にとって必要な疎水性(hydrophobia)または疎油性(oleophobia)を提供しつつ、マイクロ粒子またはナノ粒子を分散できる。
本発明に従って同様に使用できるこのようなフッ化炭素鎖を有するHASEポリマー(HASE−F)の構造は、以下の一般式(VII)
Figure 2016532678
であって、式中、
−R2が水素原子もしくはメチル基を表し;
−R5が、[Q]d1−(CH−(CXXを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;
−−Xが水素原子である場合、pが0と等しく;
−−Xがフッ素原子である場合、pが1〜12であり;
またはR5が、[Q]d2−αを表し、式中:
−−d2が、0もしくは1と等しく;
−−Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;かつ
−−αが、−C(CH;−CH(CH;−C(CH−CH−C(CH;−CN;−CHCH−N+(CHCHCO );−CHCH−NH−C(CH;−CHCH−N(CH;ピロリジノン;カプロラクタムと等しく;
−qが、1〜150の数であり;
−nが、1〜30の整数であり;
−pが、1〜12の整数であり;
指数aおよびcが、同一もしくは異なり得る、1以上の整数であり、かつbが0以上であり;好ましくは、aが1〜10,000であり、bが、0〜10,000であり、かつcが1〜5,000である、
一般式(VII)を満たす。
また好ましくは、HASE−Fポリマーは、以下の一般式(VIII)
Figure 2016532678
であって、式中、
−qが5〜10の数であり、;
−nが、1〜30の整数であり;
−pが、1〜12の整数であり;
−aおよびcが、同一または異なり得る、1以上の整数であり、かつbが0以上であり;好ましくは、aが1〜10,000であり、bが、0〜10,000であり、かつcが1〜5,000である
一般式(VIII)を満たす。
さらにより好ましくは、HASE−Fポリマーは、上記の一般式(VIII)を満たし、式中、
−qが、5、7、または9に等しく;
−nが、2と等しく;
−pが、4、6、または8と等しく;かつ
−aおよびcが、同一または異なり得る、1以上の整数であり、かつbが0以上であり;好ましくは、aが1〜10,000であり、bが、0〜10,000であり、かつcが1〜5,000である。さらにより好ましくは、一般式(VIII)を満たすHASE−Fポリマーは、以下のモノマー:
−5〜85モルパーセントのメタクリル酸(AM);
−1〜70モルパーセントの2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(TFEM);および
−1〜50モルパーセントの、一般式(IX)
−CH=CH(CH)−C(O)(OCHCH)qOC(O)(CH−(CF
(IX)
であって
−式中:
−qが、5、7、もしくは9に等しく;
−pが、4、6、もしくは8と等しい
式(IX)を含むエステルであるマクロマー
を含む。
特に好ましいHASE−HASE−Fポリマーは、上記の式(VIII)を満たし、
qが5と等しく、pが4と等しく(以下HASE−F−RF4ポリマーと呼ばれる);
qが7と等しく、pが6と等しく(以下HASE−F−RF6ポリマーと呼ばれる);
qが7と等しく、pが6と等しく(以下HASE−F−RF8ポリマーと呼ばれる);
となるようにする。
上述のHASEポリマーは、ASEポリマーで使用したものと同一の工程により合成できる。HASE−HおよびHASE−Fポリマーを合成する方法の詳細は実施例3で得られる。
有利なことに、本発明に係る化合物に使用できるレオロジー変性または適合ポリマーは、
i)以下で得られる一般式(I)
Figure 2016532678
であって、式中、
−R1およびR2が、水素原子もしくはCHメチル基を表し
−R3が[Q]d1−(CH−Hを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;
もしくは
−R3が[Q]d2−αを表し、式中:
−−d2が、0もしくは1と等しく;
−−Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;かつ
−−αが、−C(CH;−CH(CH;−C(CH−CH−C(CH;−CN;−CHCH−N+(CHCHCO );−CHCH−NH−C(CH;−CHCH−N(CH;ピロリジノン;カプロラクタムと等しく;
指数aおよびbが、同一であってもなくてもよい、1超の整数である、
一般式(I)を有する非会合ASE−Hポリマー、
または
ii)以下の一般式(II)
Figure 2016532678
であって、式中、
−R1、R2、およびR4が、水素原子もしくはCHメチル基を表し;
−R3が[Q]d1−(CH−Hを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;
もしくは
−R3が[Q]d2-αを表し、式中:
−−d2が、0もしくは1と等しく;
−−Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;
−−αが、−C(CH;−CH(CH;−C(CH−CH−C(CH;−CN;−CHCH−N+(CHCHCO−);−CHCH−NH−C(CH;−CHCH−N(CH;ピロリジノン;カプロラクタムと等しく;
−R3’が、[Q]d1−(CH−(CXXを表し、
式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、かつQが、−C(O)−Oもしくは−C(O)−NH−と等しく、Xがフッ素原子Fであり、かつpが1〜12であり;
指数aおよびcが、同一もしくは異なり得る、1超の整数であり、かつbが0以上である、
一般式(II)を有する非会合ASE−Fポリマー、
または
iii)以下の一般式(III)
Figure 2016532678
であって、式中、
−R1、R2、およびR6が、水素原子もしくはメチル基を表し;
−R5が、[Q]d1−(CH−(CXXを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、Qが、−C(O)−Oもしくは−C(O)−NH−と等しく;
−−Xが水素原子である場合、pが0と等しく;
−−Xがフッ素原子である場合、pが1〜12であり;
もしくはR5が、[Q]d2−αを表し、式中:
−−d2が、0もしくは1と等しく;
−−Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;かつ
−−αが、−C(CH;−CH(CH;−C(CH−CH−C(CH;−CN;−CHCH−N+(CHCHCO );−CHCH−NH−C(CH;−CHCH−N(CH;ピロリジノン;カプロラクタムと等しく;
−R7が、[Q’]d3−(OCHCH−[Q’’]d4−(CH(CXXを表し、式中、Q’が、−CH、C(O)、O−C(O)、もしくはNH−C(O)と等しく、nが1〜30であり、qが1〜150であり、d3およびd4が、0および/もしくは1と等しく、Q’’が−O−C(O)もしくはNH−C(O)と等しく;かつ
−−Xが水素原子である場合、pが0と等しく;
−−Xがフッ素原子である場合、pが1〜12であり;
指数aおよびcが、1以上の同一もしくは異なる整数であり、かつbが0以上である、
一般式(III)を満たす炭化水素鎖(HASE−H−RHまたはHASE−F−RH)またはフッ化炭素鎖(HASE−F−RF)を有するマクロマーを有するHASE会合ポリマー
から選択される。
特に有意なことに、レオロジー変性ポリマーまたは適合ポリマーは、
以下のモノマー:
−−10〜20モルパーセントのメタクリル酸(AM);
−−80〜90モルパーセントのエチルアクリラート(AE);
を含むASE−Hポリマー、
または
以下のモノマー:
−−50〜60モルパーセントのメタクリル酸(AM);
−−5〜15モルパーセントのエチルアクリラート(AE);および
−−30〜40モルパーセントの2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(TFEM);
を含む炭化水素鎖を有するASEポリマー(ASE−F)、
または
一般式(V)を満たし、かつ
−−5〜85モルパーセントのメタクリル酸(AM);
−−5〜60モルパーセントのエチルアクリラート(AE);および
−−1〜90モルパーセントの、上述に定義した一般式(IV)を含むエステルであるマクロマー;
を含むHASE−H−RHポリマー、
または
一般式(VI)を満たし、かつ
−−30〜85モルパーセントのメタクリル酸(AM);
−−0〜50モルパーセントの2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(TFEM);および
−−1〜90モルパーセントの、一般式(IV)を有するエステルであるマクロマー
を含むHASE−F−RHポリマー
から選択される。
さらにより有利なことに、レオロジー変性または適合ポリマーは、以下のポリマー:
−ASE−H;
−ASE−F;
−HASE−H−RH4;
−HASE−H−RH6;
−HASE−H−RH8;
−HASE−F−RH4;
−HASE−F−RH6;
−HASE−F−RH8;
−HASE−F−RF4;
−HASE−F−RF6;
−HASE−F−RF8
から選択される。
さらに、実施例4に記載されるように、本出願人は、ポリマーの粘度が、HASEポリマー中の炭化水素またはフッ化マクロマーのモル比率を増加させることにより増加できることを証明した。
また好ましくは、HASEポリマー中のマクロマーのモルパーセントは、1〜85モルパーセントである。より好ましくは、モルパーセントは3〜50モルパーセントのマクロマーである。
さらにより好ましくは、モルパーセントは、13.5モルパーセントのマクロマーである。
すべてのポリマーのレオロジーおよびゴニオメトリーによる特徴付けにより、3.3モルパーセント、13.5モルパーセント、および45.9モルパーセントのマクロマーを有するHASE−F−RF8ポリマーが、溶液の疎油性および粘度に関して特に好ましいことを例証することが可能となった。
特に有利なことに、本発明に係るポリマーはHASE−F−RF8ポリマーであり、好ましくは、13.5モルパーセントのマクロマーを有する。
本発明に係る化合物は、上述の1つまたは複数のレオロジー変性ポリマーと、上述の1つまたは複数のアミン官能化マイクロ粒子またはナノ粒子の共有的な会合により形成される。
毒素に対する保護作用を最適化するために、すべての凝集体を除去することにより、ポリマーマトリックスの中のマイクロ粒子またはナノ粒子の均質な分散を得ることが好ましい。
さらに、マイクロ粒子またはナノ粒子は粉末の形態であるため、これらは、肺に固着すること(吸入により)、または血液中に入ること(皮膚を介しての浸透)により肺の炎症を引き起こす可能性がある。よって、本出願人は、この種の毒性を回避し、分散を制御するために、ポリマーにマイクロ粒子またはナノ粒子を共有的にグラフト化した。このグラフト化は、「〜へのグラフト化(grafting to)」方法とよばれる方法を使用して行うことができる。
ポリマーとマイクロ粒子またはナノ粒子の共有的な会合は、ポリマー上でアミン官能化マイクロ粒子またはナノ粒子を水相のカルボン酸官能基と反応させること(アミド化反応)により作製され得る。マイクロ粒子またはナノ粒子は、エステル化またはアミド化によりポリマー上にグラフト化され得る。
窒素の求核性がアルコールの求核性より高いため、好ましくは、グラフト化は、エステル化よりも効率の高い反応であるアミド化により行われる。
会合ポリマーまたは非会合ポリマーにアミン官能化マイクロ粒子またはナノ粒子をグラフト化する例は、実施例5で示す。
上述するように、グラフト化のステップの前に、酸化セリウム(CeO)のマイクロ粒子またはナノ粒子を合成し、次いで、アミン官能化して、レオロジー変性または適合ポリマーの酸官能基上で反応させる。
共有結合は多くの利点を有する。第1に、呼吸器さらには皮膚を介したヒトまたは動物の体内へのマイクロ粒子またはナノ粒子の浸透を防止し、同様に、マイクロ粒子またはナノ粒子が結合しているマトリックスの中でのマイクロ粒子またはナノ粒子の分散を制御する。これを達成するために、ポリマーまたはポリマーマトリックスは、マイクロ粒子またはナノ粒子と反応でき、同様に局所処置にも使用できる機能を有する化合物を含む。
本発明によると、マイクロ粒子またはナノ粒子は、第1にフィルム形成特性を改善するため、および第2に毒素を「押し出す」ために疎水性および疎油性を増大させるために、フッ化モノマーを含むレオロジー変性ポリマーに共有結合する。また本発明の目的は、異なるポリマーによる表面の保護およびマイクロ粒子またはナノ粒子の間の多少強力な相互作用のために最適なフィルム形成の特徴を提供することでもある。
二酸化セリウムのマイクロ粒子またはナノ粒子は、皮膚または担体へ浸透させる前に、フィルムと接触させる毒素の光分解による破壊を可能にする。
本発明に従って都合よくは、マイクロ粒子よりもナノ粒子が好ましい。吸着効率を増大させるため、ナノ粒子は、マイクロ粒子と比較してその比表面積が大きいことから、ナノ粒子が選択される。このマイクロ粒子またはナノ粒子の格子は、コポリマー中のカルボン酸の存在により塩基性水性媒体中に分散可能であり、よって、局所処置に容易に含めることができる。
本発明に係る化合物中の酸化セリウム(CeO)当量数は変化させることができ、言い換えると、ポリマーが有する酸官能基の当量数と比較して、官能化酸化セリウム(CeO)マイクロ粒子またはナノ粒子が有するアミン官能基の当量数は変動し得る。1以下の酸化セリウム当量数から、たとえば分散および疎油性の特性といった特性が改善した化合物を得ることができる。
ポリマー/マイクロ粒子またはナノ粒子の比率は、マイクロ粒子またはナノ粒子が有するアミン官能基当量数の関数としての、ポリマーが有する酸官能基当量数により計算された(ポリマー中に含まれる酸官能基1当量に対して、アミン官能基1当量が導入された)(酸官能基1当量に対して、アミン官能基0.3当量を添加する)。
好ましくは、本発明に係る化合物中の酸化セリウム(CeO)の当量数は、0.05〜1である。より好ましくは、0.3〜0.8である。さらにより好ましくは当量数は、0.13である。
本発明の第2の目的は、薬学的および美容上許容可能な媒体中、本発明に係る化合物を含む保護局所処置である。
本発明の1つの特定の実施形態によると、保護局所処置は、1つもしくは複数の解毒剤、および/または1つもしくは複数の補足的ポリマーをも含む。
解毒剤は非毒性であり、皮膚科学的に許容可能である。
解毒剤の非限定的な例として、過酸化ベンゾイル、過酸化亜鉛、モノペルオキシフタル酸マグネシウム、過ホウ酸ナトリウム、過炭酸ナトリウム、過マンガン酸カリウム、過酸化カルバミド(過酸化尿素)、過酸化カルシウム、二酸化チタン、N−アセチルシステインなどの硫黄を含む薬剤、過プロピオン酸、過酸化マグネシウム、または酸化亜鉛などの中和剤、エチドロン酸およびそのテトラナトリウム塩、1‐ヒドロキシエチレンジアミン酸(1,1−ジホスホン酸)、プロピオン酸ナトリウム、マグネシウムヒドロキシカーボネート、硝酸カリウム、およびチオグリコール酸などの錯形成剤が挙げられる。
これら解毒剤の質量パーセントは、好ましくは、本組成物の総重量の約0.001〜60%である。
さらに、本発明に係る保護局所処置は、ポリパーフルオロメチルイソプロピルエーテル、ジメチコンおよびビニルジメチコンのコポリマー、ジエチレングリコール、アジピン酸、およびグリセリンのコポリマー、ポリシリコーン‐8、およびオレイン酸/リノール酸/リノレン酸のポリグリセリドから選択される1つまたは複数の補足的ポリマーを含んでもよく、それらの役割は、組成物を塗布するためにより流体化するか、またはより容易に塗布できるようにすることからなる。ポリパーフルオロメチルイソプロピルエーテルは、Fomblin(商標)HCの商標名の下販売されている。
ジメチコンおよびビニルジメチコンポリマーは、特に、Elastomer Blend DC9041(商標)の商標名の下販売されている。ジエチレングリコール、アジピン酸、およびグリセリンのコポリマーは、特に、Lexorez 100(商標)の商標名の下販売されている。ポリシリコーン‐8は、特に、Silicones Plus Polymer VS80Dry(商標)の商標名の下販売されている。これらの補足的ポリマーは、たとえば、本組成物の総重量の0.005%〜10%で変動する質量パーセントで導入された。本発明に係る皮膚科学的および/美容上の組成物は、皮膚軟化薬、軟化剤、保存剤、または香料を含むこともできる。
好ましくは、本発明に係る局所処置はグリセリンをも含む。
また好ましくは、本発明に係る局所処置は、5〜20重量%、好ましくは13重量%の本発明に係る化合物、局所処置の総重量の1〜5重量%、好ましくは3.7重量%のグリセリンを含む。
保護局所処置は、ゲル、ローション、水中油型または油中水型エマルジョン、分散液、乳液、クリーム、軟膏、フォーム、スティック、スプレー、エアロゾルの剤型、または局所適用に適切な他のいずれかの剤型であってもよい。
本発明に係る保護局所処置は、毒性化学物質との起こり得る接触の予防および予測において、皮膚に塗布されると意図される。これらは、毒性化学物質に曝露され得る顔および体の一部に十分に厚い層で塗布される。よって、好ましくは、保護局所処置は、毒性化学物質の皮膚への浸透を遅らせ、かつ/または第2に毒性化学物質が生命体の作用部位に達し得る前にこの物質を中和するための、保護障壁基剤および1つまたは複数の解毒剤をも含む。
本発明の1つの特定の実施形態では、本発明に係る化合物は、Uriage(商標)社により販売されているBariedermTech(商標)クリームであって、特に水、ピロリドンポリマーおよび生物模倣型ホスホリルコリン(Poly−2PT(商標))ポリマーから構成されているPoly−2p(登録商標)複合体、グリセリン、およびアルコールを含むクリームの中に添加する。
本発明の第3の目的は、薬物として使用するための、本発明に係る化合物または保護局所処置である。
皮膚の障壁に作用することにより、本発明に係る保護化合物または局所処置は、ヒトまたは動物の苦痛に関する予防特性を有する。よって、本発明に係る保護化合物または局所処置は、薬理学的、免疫学的、または代謝的な作用を用いることによりこれらの生理学的な機能を補正または修正するために、ヒトまたは動物に使用できる物質または組成物として使用できる。本発明に係る保護化合物または局所処置は、ヒトの薬物、特に、皮膚のかぶれまたはアレルギーの予防のための皮膚科の薬物への応用に使用できる。
本発明の第4の目的は、かぶれまたはアレルギーの予防において使用するための本発明に係る保護化合物または局所処置である。
たとえば、かぶれは、高リスクの専門的実務または日曜大工活動に関連した皮膚のかぶれまたはアレルギーであり得る。
高リスクの高い専門的実務は、たとえば、病院または軍事的な環境における化学的または生物学的にリスクのある物質の使用を含む。
日曜大工活動は、たとえばペンキ塗りまたは機械いじり、ガーデニング、および家具の修理のための化学物質の使用を含む。
本発明の第5の目的は、皮膚の保護または皮膚の除染、特に生物学的または化学的にリスクのある物質による皮膚の保護または皮膚の除染のための本発明に係る保護化合物または局所処置の使用である。
保護化合物または局所処置は、たとえば美容上の使用といった、治療ではない応用に使用してもよく、言い換えると、外部の侵襲に対する表皮の保護障壁としての応用を有する。
よって、本発明はまた、殺虫剤(POP)および有機リン酸塩神経毒(NOP)を含む有機リン酸塩(OP)ファミリーの毒素に対して、ならびに硫黄もしくは窒素のイペリット、ルイサイト、およびホスゲンオキシムなどのびらん剤に対して皮膚を保護するための、本発明に係る保護化合物または局所処置の美容上の使用にも関連する。
本発明の別の目的は、天然起源または人工起源からのUVAおよび/またはUVBの紫外線照射に対する保護のための、本発明に係る保護化合物または局所処置の美容上の使用である。
あるいは、本発明に係る化合物は、
−触媒;
−研磨剤;
−紫外線の濾過のための薬剤;
−塗料;
−ガラス;
−陶器;
−発光物質;
−電子機器;
−気体検出器;
−光電池;
−酸素緩衝剤(これらは酸素を蓄積、放出、および運搬するため)
などの利用のためにも使用できる。
最終的には、本発明の別の目的は、本発明に係る化合物を合成するための工程である。このような合成工程は、以下の実施例に記載する。
本発明に係る化合物の好ましい調製工程は、
触媒とカップリング剤を混合するステップと、
非会合ポリマーおよび会合ポリマーから選択されるレオロジー変性または適合ポリマーの水溶液に、上記得た混合物を添加するステップと、
上記反応混合物を撹拌するステップと、
水相で予め分散した、5〜1,500nmの公称直径を有する酸化セリウム(CeO)の官能化マイクロ粒子またはナノ粒子を上記反応混合物に添加するステップと、
透析により反応媒体を精製するステップと、
1つまたは複数のレオロジー変性ポリマーと共有的に会合した1つまたは複数のアミン官能化マイクロ粒子またはナノ粒子により形成された化合物を回収するステップと
を含む。
好ましくは、カップリング剤は、N−エチル(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−カルボジイミド塩酸塩(EDC)であり、触媒は、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)である。
実施例1:酸化セリウムナノ粒子の合成
酸化セリウムナノ粒子は、異なる方法で合成できる。2つの方法を以下に記載する。
i.共沈法による合成
1.15mol・L−1の硝酸セリウム(Ce(NO・6HO)の溶液を、5mol・L−1の水酸化ナトリウム溶液と大気温度で混合する。
次いで、水酸化セリウム(III)の沈殿物が、以下の反応
Ce(NO+3NaOH−>Ce(OH)+3NaNO
により即座に形成される。
この得られた水酸化セリウム(III)の沈殿物を、遠心および脱イオン化した水で3回洗浄することにより回収する。次いで、27%(質量%)の過酸化水素の溶液を50℃で添加する。
よって、Ce3+イオンを、以下の反応
2Ce(OH)+H−>2Ce(OH)
を使用し過酸化水素を使用して酸化する。
酸化した沈殿物を遠心分離して脱イオン水で洗浄し、濾紙で濾過し、磁性るつぼの中で、500℃、6時間大気中でか焼する。
この前駆物質を、以下の反応
Ce(OH)−>CeO+2H
により酸化セリウムに変換する。
実験工程の最後に薄褐色の粉末が得られる。X線回折および透過型電子顕微鏡により測定したナノ粒子の大きさは、それぞれ9.3nmおよび8.3nm±2.3である。
ii.マイクロ波による合成
0.5mol・L−1の(NHCe(NOの溶液100mlを2mol・L−1の水酸化ナトリウム溶液100mlと混合し、次いで混合物を、マイクロ波(Multiwave 3000 Anton Paar)により処置する。この処置を以下の表1にまとめる。この調整パラメータは、速度0.5バール/s、電力1200W、および最大圧力10バールである。
Figure 2016532678
沈殿物を遠心分離した後、得られた生成物は、1.5〜3nmの大きさの、わずかに結晶化した酸化セリウムである。結晶物の結晶化および大きさは、大気中、400〜700℃で4時間熱処置を行うことにより増加させることができる。得られた結晶物は5〜30nmである。
次いで、酸化セリウムのナノ粒子を、10/1の酸化セリウム/アミノ‐シラン比で無水トルエン中の(3−アミノプロピル)トリエトキシシランにより官能化する(図2)。
アミノ‐シランは、OH基により官能化した酸化セリウムとの縮合反応により反応する。アミノ‐シランが加水分解されると、加水分解したCe−OH基の間に縮合を引き起こし、異なる大きさのナノ粒子が得られることから、アミノ‐シランが加水分解されないように無水媒体中で行うことが重要である。遠心分離およびエタノールで洗浄することにより、トルエンを除去した後、ナノ粒子を、呼吸器を介したいかなる汚染も防止するために水溶液中に保存する。
実施例2:ASEポリマーの概要
図3に示すように、ASEポリマー(ASE−HまたはASE−F)は、たとえば、メタクリル酸(AM)、エチルアクリラート(AE)、および/または2,2,2‐トリフルオロエチルメタクリレート(TFEM)から構成され得る。
これらのポリマーは、界面活性剤としてのドデシル硫酸ナトリウム(SDS)および共溶媒としてのアセトンを有するエマルジョン中での重合により合成できる。2つのポリマー、すなわちASE−HおよびASE−Fを合成した。
マイクロ粒子またはナノ粒子をグラフトする前にポリマーを合成することにより、マイクロ合成物またはナノ合成物に必要な応用または特性に応じてポリマー鎖を変化させることができる。
フッ化モノマーの添加は、重合の最中でのエマルジョンの安定性に対して重要であり、フッ化モノマーの長さおよび量が増加すると、凝固事象が増加することが観察され、これにより、変換効率の低下が引き起こされる。1質量%のアセトンを、系を安定化させるための共溶媒として使用する。この溶媒は、エマルジョン中のフッ化モノマーを可溶化することが知られている。透析による精製(4,000〜6,000Da)の後、ASE−HおよびASE−Fポリマーに関して、88および51%に等しい効率が得られた。
フッ化モノマーを添加すると、メタクリル酸(AM)の量が有意に増加することが以下の表2に見ることができる。これは恐らくは、エマルジョン工程の最中にTFEMの不良な組み込みによるものである。これは、コポリマーの収率の低下(51%)により確認できる。
Figure 2016532678
上記の表2では、AMは、カルボン酸プロトンの共鳴に関係し、AEは、エチルエステルのメチレンプロトンに割り当てられた共鳴に関係し、TFEMは、トリフルオロエチレンエステルのメチレンプロトンの共鳴に関係する。AM共鳴の強度は、それぞれの事例で1,000に正規化され、強度は、共鳴により添加されたプロトンの公称数の関数として正規化される。
実施例3:HASEポリマーの合成
図4に例示するようにHASEポリマーは、ASEポリマーと同一の工程により合成する。これらは、メタクリル酸(AM)、エチルアクリラート(AE)、および/または2,2,2‐トリフルオロエチルメタクリレート(TFEM)から構成され、炭化水素またはフッ化マクロマーにより構成される。
図4によると、HASE−X−RXnは、合成したポリマーの参照名である。
Xは、エチルアクリラートモノマーを使用する場合、文字Hに対応する。Xは、フッ化モノマーを使用する場合、文字F(HASE−F−RXn)に対応する。
RXnは、炭化水素鎖(HASE−X−RHn)またはフッ化鎖(HASE−X−RFn)の種類の関数として変動し、nは、マクロマー中の炭素数の関数として変動する。
マクロマー(MHnまたはMFn)は市販の製品ではないため、図5に例示されるように、炭化水素またはフッ化炭素のカルボン酸上のポリエチレングリコールモノメチルメタクリレートのエステル化反応により合成した。
この反応を、N,N’−ジメチルアミノピリジン(DMAP)の存在下、カップリング剤のN,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)の使用により触媒した。
合成した化合物は、異なる収率で得られ、これらを赤外線分析およびNMRにより特徴付けした。合成した化合物を、以下の表3に列挙する。図5にmと記載されている、PEGモノマーの数を、4.39〜4.21ppm(多重項)および3.76〜3.64ppm(多重項)の範囲の化学的変位でのH NMRにおけるシグナルの積分により決定する。最初に使用したポリエチレングリコールモノメチルメタクリレートは、市販の多分散系であるため、異なるモノマーをクロマトグラフィーのカラムで分離した。ポリマーの合成に使用したモノマーの収率は表3で得られる。
Figure 2016532678
次いで、HASEポリマーを、ASEポリマーと同一のエマルジョン重合工程を使用して合成した。よって、これらのポリマーを、界面活性剤としてのドデシル硫酸ナトリウム(SDS)および共溶媒としてのアセトンを有するエマルジョン中の重合により合成する。2つのポリマー、すなわちHASE−HおよびHASE−Fを合成した。重合媒体の組成物は表4で得られる。マクロマーを、0.5質量%で添加した。
Figure 2016532678
重合の最後に、52〜81%で変動する収率で得たポリマーを、透析により精製し(4,000Da〜6,000Da)、次いで、IR、H NMR、および19Fにより特徴付ける。合成したポリマーおよびH NMRにより計算したモル組成を以下の表5に列挙する。
Figure 2016532678
Figure 2016532678
上記の表5では、AMは、カルボン酸プロトンの共鳴に関係し、AEは、エチルエステルのメチレンプロトンに割り当てられた共鳴に関係し、TFEMは、トリフルオロエチレンエステルのメチレンプロトンの共鳴に関係し、MHnは、2つのエステルの4つのαプロトンを除くエトキシ化モチーフのプロトンの共鳴に関係する。AMの共鳴強度を、各事例で1,000に正規化して、強度を、共鳴により加えられた名目上のプロトン数の関数として正規化する。
上記の表5はまた、他よりも高い度合いでポリマーの中にMH4マクロマーが組み込まれることを示唆するものである。
異なるポリマーファミリーである、HASE−H−RHn、HASE−F−RHn、およびHASE−F−RFnの比較から、マクロマーを形成する炭化水素またはフッ化炭素の長さが増大すると、ポリマー中のマクロマーの組み込みの比率が減少することが示される。
AM、AE、およびTFEMのモノマーでは、組み込み比率の直線的な変化は、マクロマーの種類および鎖の長さの関数として観察されていない。DSC解析から、ポリマーのガラス遷移温度を決定し、CES解析から、ポリマーの質量およびポリマーの多分散性指数を決定した。2つのHASEポリマーをCESにより特徴付け、この結果は、重合収率と共に以下の表6で得られる。
Figure 2016532678
炭化水素ポリマーおよびフッ化炭素ポリマーの間のモル質量の差は、重合工程の最中に、フッ化鎖の導入が媒体を不安定化させ、それにより短いポリマー鎖が作製されるという事実により説明できる。
実施例4:好ましいポリマーの選択およびこれを最適化するための上記ポリマーの変性
a.好ましいポリマーの選択
異なる合成したポリマーを、ゴニオメトリーの解析を含む異なる方法(レオロジー、光の動的拡散など)で解析した。
ポリマー溶液を、ゴニオメトリー解析の準備ができたモデル表面上に広げた。2.5mgの各ポリマーをスライドガラス上に沈着させて、約2〜3cmを覆い、次いで水を自由大気中に蒸発させた。オリーブ油の油滴をこの表面に沈着させ、各ポリマーの親油性/疎油性の特性を決定した。
3μlの3つの液滴を、液体プローブにより沈着させて平均値を得た。この解析の結果を図6に示し、これはオリーブ油とスライドガラス上に予め沈着させたポリマーとの間の接触角を例示する。
オリーブ油は、この液体の表面張力が、試験に使用する毒素と類似するため選択された((γ=32mN/m、20°C)。水は、ポリマーが水に可溶であり、よってフィルムが可溶化し、得た接触角が意味のあるものとは全くならなくなるため使用しなかった。
図6に示すように、HASE−H−RH6を除き、接触角の値は、モノマー鎖またはフッ化炭素鎖が挿入されるとすぐに増大した。これは、特にHASE−F−RF8ポリマーおよびその炭化水素等価物で顕著であり、これらの接触角はそれぞれ66°および25°である。またこの値は、C17鎖を導入すると、CおよびC13鎖の値より10〜15°の増加が認められ得ることから、フッ化炭素鎖の長さにも依存する。また、ガラス単独と比較して、非常に少量のポリマーにより、オリーブ油との接触角を増加させることができる。よって、HASE−F−RF8ポリマーは、他のポリマーよりも良好な接触角(θ=66°)を有すると推定できる。
レオロジーおよびゴニオメトリーの試験でグループ分けすることにより行った様々な解析を考慮することで、初期状態で最も粘性のあるポリマーは、オリーブ油と最良の接触角を有するポリマー、すなわちHASE−F−RF8ポリマーであることが証明された。この後者の特性は、毒素が局所処置の表面に結合しない、または非常にわずかにのみ結合するため、保護局所処置としての使用に非常に重要である。このため、HASE−F−RF8ポリマーを、残りの実験でも好ましいポリマーとして選択した。HASE−F−RF8ポリマーはまた、いくつかの解析を行うため、およびこのフッ化炭素等価物HASE−F−RF8と比較するために試験した。
b.好ましいポリマーへの変性
3.3%に等しいマクロマーのモル比率を有するHASE−F−RF8ポリマーは、(沈着において)魅力的な表面およびレオロジー特性を有するため、MF8マクロマーの量を、媒体中のフッ素鎖の量を増やすために増加させた。他の2つのポリマーを、この目的のために合成し、このポリマーの1つは13.5モルパーセントのマクロマーを有し、もう1つは、45.9モルパーセントのマクロマーを有した。合成経路は、エマルジョン中での重合であり、導入したモノマーの量は、以下の表7で得られる。
Figure 2016532678
−1H NMRにより推定したポリマーの成分であるモノマーのモル組成は、以下の表8で得られる。
Figure 2016532678
図7に例示されるこれらのHASE−F−RF8ポリマー(13.5モルパーセントのマクロマー)、およびHASE−F−RF8ポリマー(45.9モルパーセントのマクロマー)に関して行ったゴニオメトリー解析から、マクロマー含量を増加させても、沈着させた2.5mgのポリマーの接触角を変化させないことが示される。他方では、3.3〜13.5モルパーセントのマクロマー含量の増加は、HASE−F−RF8ポリマー(3.3%)、(13.5%)および(45.9%)での流動曲線を示す図8に例示されるように、全範囲の速度勾配の粘度を増加させる。
しかしながら、45.9モルパーセントのマクロマーを有するコポリマーの性質は、マクロマーの量がレオロジー特性をもはや改善しない始まりの値である閾値が存在することを示す。
実施例5:ポリマーと酸化セリウムナノ粒子のカップリング
N−エチル−(3−ジメチルアミノプロピル)−N’−カルボジイミド(EDC)塩酸塩(ポリマーに含まれる酸官能基の量と比較して0.15当量)およびN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)(EDCと比較して1/15当量)を混合し、次いでポリマー水溶液(ポリマーに含まれる1当量の酸官能基)に添加した。反応混合物を大気温度で1時間撹拌したままにし、次いで、水相に予め分散したナノ粒子(ポリマーの酸官能基と比較して0.13当量のアミン官能基)を添加し、大気温度で5日間反応させ続けた。次いで、反応媒体を透析により精製した(MWCO:4,000〜6,000Da)。得た生成物は、HASE−F−RF8(13.5%)/Ceと呼ばれる。
実施例6:クリームおよびゲル型の美容製剤におけるポリマー化合物/ナノ粒子の導入
a.クリーム中の製剤
本化合物を、Uriage(商標)社により販売されているBariedermTech(商標)クリームに導入した。
生成物を濃縮し、次いで、10質量%およびpH=9のコールドクリームに導入した。選択したpHは、皮膚のpH(pH≒5)と比較して相対的に高く、塩基性のクリーム(皮膚へ損傷を与えるリスクがある)で皮膚を侵襲しないことが重要であるが、選択した化合物は、約pH=9で最良の特性を有する。これらクリーム中に製剤化した試験化合物は、HASE−F−RF8(3.3モルパーセントのマクロマー)/Si(0.3当量);HASE−F−RF8(13.5モルパーセントのマクロマー)/Si(0.3当量);HASE−F−RF8(3.3モルパーセントのマクロマー)/TiO(0.3当量);HASE−F−RF8(3.3モルパーセントのマクロマー)/CeO(0.02eq)であった。
ゲルにおける製剤化
親水性ゲルおよび疎水性ゲルといった2種類のゲルを合成した。
ゲル製剤の詳細は、以下の表10で得られる。
Figure 2016532678
Fomblin(商標)は、2つの役割を行うパーフルオロポリエーテル(全フッ素置換油)である。第1の役割は、媒体の疎水性および疎油性を増大させることであり、第2の役割はゲルを流動化することである。この第2の特性は、高いポリマー含量でゲルが弾性となり、適切に広がらなくなるため非常に有益である。上記の表10で得られる製剤は、7.30〜7.50のpHの皮膚上で良好に伸展する粘性ゲルを提供する製剤である。
最良の伸展特性を有する最も魅力的なゲルは、以下の化合物
−HASE−F−RF8(13.5モルパーセントのマクロマー)/Ce(0.13当量)および
−HASE−F−RF8(13.5%)/Si(0.3当量)
を含む。
よって、本出願人は、疎水性ゲル中でポリマー/ナノ粒子化合物およびFomblin(商標)の影響を試験した。
この試験は、これら2つの化合物を用いないゲル(白色のゲル)、HASE−F−RF8化合物(13.5モルパーセントのマクロマー)/Ce(0.13当量)を含むゲル(ゲル2)、ならびにFomblin(商標)およびHASE−F−RF8化合物(13.5モルパーセントのマクロマー)/Ce(0.13当量)を含むゲル(ゲル3)を製剤化することにより行った。これら製剤は、以下の表11にまとめられる。
Figure 2016532678
生成物の作用の差の比較を良好に行うために、50mg(〜5mg/cm)の各ゲル(ゲル1、2、および3)を、Parafilm(商標)手袋をつけた手で9〜10cmのシリコーン膜に沈着させた。オリーブ油の沈着を、局所処置を伸展させた20分後に行い、液滴を沈着させてから1分後に測定を行った。白色ゲルおよびゲル2は、その性質が弾性であるため伸展させることが困難であった。これは、Fomblin(商標)の流動特性を示すゲル3の場合には当てはまらない。
これらの実験から、白色のゲルは親油性であり、その接触角は膜単独よりも小さいことが示される。ポリマー/ナノ粒子化合物が導入されたゲル2とは異なり、接触角が増加することが観察される。よって、ポリマー/ナノ粒子化合物は、ゲルの親油性を低減させることから、正の影響を有する。最終的に、Fomblin(商標)を添加することによりほぼ疎油性のゲルを得ることができ、疎油性に及ぼすその影響およびその保護作用が示される。
実施例7:純粋な生成物の有効性の試験
この実験の目的は、エチル O−エチル−O−(ニトロ−4−フェニル)ホスホネート(パラオクソンまたはPOX)などの有機リン酸塩化合物に対する、半浸透膜上の浸透比率により、本発明に係る保護局所処置の保護の可能性を決定することである。
合成膜の試験
使用した合成膜は、Samco Silicone Products company(英国ヌニートン)により販売されている400±100μmの厚さのシリコーン膜(ポリジメチルシロキサン)である。
この膜を、約10cmのディスクの形に切断する。浸透試験を、ガラス製のフランツ型拡散セル(ガラス製造会社; Laboratoires VERRE LABO−MULA(フランスコルバ)により作製されたセル)で行った。受容媒体を、HBSS溶液(Hank’s Balance Salt Solution)で満たした。
Figure 2016532678
処置
本発明に係る保護局所処置を、可撓性シリコーンのスパチュラを使用して5mg/cmに広げて塗布する。
次いでこの膜を、受容区画に沈着させた。Teflon(商標)シールを膜の上に加え、次いでセルを、供与区画により閉鎖し、1.13cmに等しい膜の曝露領域を残す。セルを閉鎖する際に、温浴槽に配置したセルホルダーにセルを入れ、次いで膜と受容媒体とを良好に接触させるためにねじを追加する。最終的に膜およびゲルを平衡温度で20分間保持する。膜表面の温度が32℃±1℃となるように温浴槽を38℃に設定する。
毒素を、液滴の形態で膜の中心に沈着させる。沈着したパラオクソン(POX)の量は5mg/cm、すなわち4.9μlである。
POXについては1時間30分ごとに1回、L字型サンプリング管(sampling elbow)で試料を400μl採取する。試料を採取した後、受容媒体の量を一定とするために同一量のHBSSを添加する。すべての試料を−20℃のフリーザーに保存した。
受容媒体中のPOXの量の解析
使用した方法は、毒素の酵素学的な解析である。この解析方法は、パラオクソン(POX)の存在下の酵素の活性を解析するための間接的な方法である。試料中のパラオクソンの濃度は、明確に定義された濃度範囲に基づき決定されており、各試料中に既知の量で添加された酵素(ブチリルコリンエステラーゼ)の阻害の度合いに比例する。
この結果を、パラオクソンの経膜浸透に関する生成物の評価を示す表9に示す。Q0は、パラオクソンの吸収用量のパーセンテージを表す。
HASE−F−RF8ポリマー(13.5モルパーセントのマクロマー)、さらにはHASE−F−RF8化合物(13.5モルパーセントのマクロマー)/Ceで膜を前処置すると、パラオクソンの浸透が遅れ、わずかに減少することが観察できる。
t=6時間で2超の独立した試料の分散を比較する非パラメトリッククラスカル・ワリス統計検定、次いで、1つの試料と別の試料を比較するDunn検定を行うことにより異なる生成物を互いに比較して、化合物の保護作用についての結論を得た。このポリマーは、有意な保護作用を有するものではないが、ポリマー/酸化セリウム化合物は、膜およびポリマー単独に関して有意な保護作用を有する。
これは、POXの経膜浸透に及ぼす、合成したフッ化炭素/マクロ粒子またはナノ粒ポリマー化合物の保護作用を例示する。
ポリマー/シリカナノ粒子化合物(図10)との比較により、HASE−F−RF8(13.5%)/CeおよびHASE−F−RF8(13.5%)/Si化合物の保護作用には有意差がないことが見出された(非パラメトリッククラスカル・ワリス統計検定次いでDunn検定)。HASE−F−RF8(13.5%)/Ce化合物の有効性がHASE−F−RF8(13.5%)/Si化合物よりもわずかに高いという事実にも関わらず上記のことが言える。
酸化セリウムナノ粒子とシリカナノ粒子を置き換えると、本化合物は同一の保護作用を有するが、シリカナノ粒子の毒性を有しない。
実施例8:本発明に係る化合物の例
図11は、新規の技術保護を得るための、本発明に係る化合物の一般図を示す。図11では、
基は、たとえば、水素原子または1〜4つの炭素原子を有するアルキル基に対応し、
基は、Cn+1基に対応し、式中、Xは水素またはフッ素原子を表し、nは1〜9であり、
基は、炭化水素鎖またはフッ化炭素鎖Cn+1に対応し、式中Xは、水素またはフッ素原子を表し、nは4〜8であり、
a、a’、a’’、a’’’、b、b’、b’’、c、c’、およびc’’は、同一または異なるものであってよく、かつ1超の整数であり;
球または円は、1〜1,500nmの公称直径を有する酸化セリウム(CeO)のマイクロ粒子またはナノ粒子を表す。
実施例9:美容製剤へのポリマー化合物/ナノ粒子の導入および当該製剤の有効性の試験
以下のパーセンテージは、製剤の総重量の重量パーセントを表す。
a.製剤
(i)活性成分
活性成分は、本発明に係る化合物であり、言い換えると、製剤中に少なくとも9%組み込まれた酸化セリウムグラフトポリマーである。
(ii)成分
成分は、具体的にはフィルム形成剤および皮膚テンソル剤(skin tensor agent)である。これらは、ポリマーとの適合性、疎油性/疎油性の可能性、使用プロトコル(%および統合)の試験の後に選択される。
活性成分を、蒸留水(水相)に組み込み、磁性バーおよび撹拌プレートを使用して一晩撹拌する。
次の日に製剤を、1Nのソーダを使用してpH7に中和する。次いで成分を、スパチュラを用いて手で撹拌することにより添加する。
製剤のフィルム形成作用および均一性を、製剤化の後に検証する。
200mgの製剤をスライドガラス(10cm)およびシリコーン膜(7.3cm)の上に広げ、このスライドを、4時間〜一晩(約12時間)乾燥させた。
次いで、肉眼および顕微鏡での観察を行い、成分のフィルム形成作用(製剤に亀裂(crazing)がないこと)および均一性を観察した。
次いで、フィルム形成性かつ均一な製剤の有効性について試験した。
以下の表13は、「CM14」と呼ばれる本発明に係る製剤の主な調製ステップおよび異なる成分を示す。
Figure 2016532678
「CM14」製剤は、最終的に、13%のポリマー‐酸化セリウム、3.7%のグリセリン、28.4%の1N ソーダを含み、残り(すなわち54.9%)は蒸留水である。沈着物は均一であり、フィルム形成性である。
b.有効性の試験
フランツセル上に取り付けたシリコーン膜(7.3cm)上で試験を行った。約200mgの各製剤を塗布し(27mg/cm)、乾燥させた(約1〜3時間)。完全に乾燥させた後、膜をフランツセル(HBSS受容媒体)に取り付け、4.9μlのパラオクソンを中心に塗布した。400μlの受容媒体を6時間にわたって1時間ごとに採取する。さらに、表面および製剤の中に残る量も、6時間後に回収した(Tfinal)。
回収した毒素の累積量を、塗布された最初の用量のパーセンテージ(%Q0)として表し、この変動は、時間の関数としてグラフで示される。最大吸収率または最大フラックス(Jmax)は、浸透率が一定かつ最大であるときの曲線(近似曲線)の勾配により得られる。横座標とこの勾配の交点は、潜時期間(λ)に等しい。
製剤(試験)を、実験における対照膜(保護されていない)と比較する(対照は各試験でおこなわれる)。反復実験の数は、第1の試験ではn=3で固定され、有効なクリームでは、n=6で検証しなければならない。
理想的には障壁クリームは、皮膚を介した毒素の浸透時間が増大する(より長い潜時時間λ)場合、および浸透率が低い(より短いJmax)場合に有効であると考えられる。
図12に例示されるように、本出願人は、CM14製剤が、パラオクソンの浸透を顕著に低減させることを証明した。
主な浸透パラメータは、以下の表14で得られる。
Figure 2016532678
これらの実験は、具体的には、
(1)最大のフラックスが26倍少なくなり、
(2)潜時が、CM14では全く測定できず(近似曲線では点<3)、
(3)T=6時間での量が有意に減少した(<0.01%Q0と比較して9.09%のQ0)
であることが示される。
よって、3.7%のグリセリンと組み合わせた、本発明に係るポリマー−酸化セリウム化合物を13%含むCM14製剤は、ポリマー−酸化セリウムの活性成分の保護特性が維持されている、均一かつフィルム形成沈着物を有する製剤を提供できる。

Claims (13)

  1. レオロジー変性ポリマーと共有的に会合する官能化マイクロ粒子またはナノ粒子により形成した化合物であって、
    官能化マイクロ粒子またはナノ粒子が、1〜1,500nmの公称直径を有する酸化セリウム(CeO)の官能化マイクロ粒子またはナノ粒子であり、
    レオロジー変性または適合ポリマーが、非会合ポリマーまたは会合ポリマーから選択される
    ことを特徴とする、化合物。
  2. 前記マイクロ粒子またはナノ粒子がアミン官能化されていることを特徴とする、請求項1に記載の化合物。
  3. 前記レオロジー変性または適合ポリマーが、
    以下の一般式(I)
    Figure 2016532678
    であって、式中、
    −R1およびR2が、水素原子または−CHメチル基を表し;
    −R3が[Q]d1−(CH−Hを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、およびQが、−C(O)−Oもしくは−C(O)−NH−と等しく;
    もしくは
    −R3が[Q]d2−αを表し、式中:
    −−d2が、0もしくは1と等しく;
    −−Qが、−C(O)−Oもしくは−C(O)−NH−と等しく;かつ
    −−αが、−C(CH;−CH(CH;−C(CH−CH−C(CH;−CN;−CHCH−N+(CH(CHCO );−CHCH−NH−C(CH;−CHCH−N(CH;ピロリジノン;カプロラクタムと等しく;
    指数aおよびbが、同一もしくは異なり得る、かつ1超である整数である;
    一般式(I)を有する非会合ASE−Hポリマー、
    または
    以下の一般式(II)
    Figure 2016532678
    であって、式中、
    −R1、R2、およびR4が、水素原子もしくはCHメチル基を表し;
    −R3が[Q]d1−(CH−Hを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、およびQが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;
    または
    R3が[Q]d2−αを表し、式中:
    −−d2が、0もしくは1と等しく;
    −−Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;
    −−αが、−C(CH;−CH(CH;−C(CH−CH−C(CH;−CN;−CHCH−N+(CHCHCO );−CHCH−NH−C(CH;−CHCH−N(CH;ピロリジノン;カプロラクタムと等しく;
    −R3’が、[Q]d1−(CH−(CXXを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく、Xがフッ素原子Fであり、pが1〜12であり;
    指数aおよびcが、1超の同一もしくは異なる整数であり、かつbが0以上
    である、一般式(II)を有する非会合ASE−Fポリマー、または
    以下の一般式(III)
    Figure 2016532678
    であって、式中、
    −R1、R2、およびR6が、水素原子もしくはメチル基を表し;
    −R5が、[Q]d1−(CH−(CXXを表し、式中、nが1〜30であり、d1が0もしくは1と等しく、Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;かつ
    −−Xが水素原子である場合、pが0と等しく;
    −−Xがフッ素原子である場合、pが1〜12であり;
    もしくは
    −R6が、[Q]d2−αを表し、式中:
    −−d2が、0もしくは1と等しく;
    −−Qが、−C(O)−OもしくはC(O)−NH−と等しく;かつ
    −−αが、−C(CH;−CH(CH;−C(CH−CH−C(CH;−CN;−CHCH−N+(CHCHCO );−CHCH−NH−C(CH;−CHCH−N(CH;ピロリジノン;カプロラクタムと等しく;
    −R7が、[Q’]d3−(OCHCH−[Q’’]d4−(CH(CXXを表し、式中、Q’が、−CH、C(O)、O−C(O)、もしくはNH−C(O)と等しく、nが1〜30であり、qが1〜150であり、d3およびd4が、0および/もしくは1と等しく、Q’’が−O−C(O)もしくはNH−C(O)に等しく;かつ
    −−Xが水素原子である場合、pが0と等しく;
    −−Xがフッ素原子である場合、pが1〜12であり;
    指数aおよびcが、1以上の同一もしくは異なる整数であり、かつbが0以上である、
    一般式(III)を満たす炭化水素(HASE−H−RHもしくはHASE−F−RH)もしくはフッ化炭素(HASE−F−RF)鎖を有する会合HASEポリマー
    から選択されることを特徴とする、請求項1または2に記載の化合物。
  4. レオロジー変性または適合ポリマーが、
    −ASE−H;
    −ASE−F;
    −HASE−H−RH4;
    −HASE−H−RH6;
    −HASE−H−RH8;
    −HASE−F−RH4;
    −HASE−F−RH6;
    −HASE−F−RH8;
    −HASE−F−RF4;
    −HASE−F−RF6;または
    −HASE−F−RF8
    から選択されることを特徴とする、請求項3に記載の化合物。
  5. 薬学的および/または美容上許容可能な環境で請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物を含む、保護局所処置。
  6. 1つもしくは複数の解毒剤、および/または1つもしくは複数の補足的ポリマーをさらに含む、請求項5に記載の局所処置。
  7. グリセリンをさらに含むことを特徴とする、請求項5または6のいずれかに記載の局所処置。
  8. 前記局所処置の総重量の5〜20重量%の請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物と、1〜5重量%のグリセリンとを含むことを特徴とする、請求項7に記載の局所処置。
  9. 前記局所処置の総重量の13重量%の請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物と、3.7重量%のグリセリンとを含むことを特徴とする、請求項8に記載の局所処置。
  10. 薬物としての、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物または請求項5〜9のいずれか1項に記載の保護局所処置。
  11. 皮膚のかぶれまたはアレルギーの予防に使用するための、請求項10に記載の化合物または保護局所処置。
  12. 生物学的または化学的なリスクのある物質による皮膚の保護または除染に使用するための、請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物または請求項5〜9のいずれか1項に記載の保護局所処置。
  13. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物を合成する工程であって、以下の、
    触媒とカップリング剤を混合するステップと、
    非会合ポリマーおよび会合ポリマーから選択したレオロジー変性または適合ポリマーの水溶液に前記得た混合物を添加するステップと、
    前記反応混合物を撹拌するステップと、
    水相に予め分散させた5〜1,500nmの公称直径を有する酸化セリウムの官能化マイクロ粒子またはナノ粒子を前記反応混合物に添加するステップと、
    透析により前記反応媒体を精製するステップと、
    1つまたは複数のレオロジー変性ポリマーと共有的に会合する1つまたは複数のアミン官能化マイクロ粒子またはナノ粒子により形成した前記化合物を回収するステップと
    を含む、工程。
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