KR101896969B1

KR101896969B1 - 모발학 분야에서 글리코사미노글리칸 리포산 에스테르의 용도

Info

Publication number: KR101896969B1
Application number: KR1020137015215A
Authority: KR
Inventors: 마르코 보스코; 루카 스투키; 마테오 파비안; 파브리치오 피코티
Original assignee: 시제아 에스.알.엘
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2018-09-10
Also published as: RU2013127113A; KR20140040678A; EP2651388A1; JP5972898B2; ES2600027T3; CN103347487A; CN103347487B; US20160256376A1; BR112013014982A2; RU2608460C2; BR112013014982B1; JP2013545774A; ITMI20102296A1; US20140308228A1; ZA201304369B; EP2651388B1; IT1403886B1; PL2651388T3; CA2821598C; WO2012080223A1

Abstract

모발 케어 트리트먼트에서, 알코올 기가 리포산, 또는 리포산 및 포름산으로 부분적으로 에스테르화된 글루코사미노글리칸 에스테르의 용도가 개시된다.

Description

모발학 분야에서 글리코사미노글리칸 리포산 에스테르의 용도{Use of glycosaminoglycan lipoate esters in the trichology field}

본 발명은 모간(hair shaft)의 케라틴에 대한 막-형성 및 보호 작용, 자유 라디칼 공격에 대한 보호 작용, 및 모낭-활성화, 강화, 탈모 방지 작용을 갖는 미용 및 피부-보호용 기능성 물질로서, 글리코사미노글리칸(GAG)의 리포산 에스테르 및 리포산-포름산 혼합 에스테르의 용도를 개시한다.

본 발명은 또한, 상기 글리코사미노글리칸 에스테르를 함유하는 보호, 강화 및 탈모 방지 활성을 갖는 국소 제제에 관한 것이다.

상기 에스테르, 특히 히알루론산(HA) 및 콘드로이틴 설페이트(CS)의 에스테르의 제조는 WO 2009/080220에 개시되어 있다.

히알루론산은 신체의 다수의 부위, 특히 윤활액, 안구, 및 진피의 세포외 기질에 존재하는 흔한 내인성 다당류이다. 그의 생물학적 활성에 대한 다수의 연구는 항염증, 조직-재생 및 점성보충(viscosupplementation) 특성 및 높은 조직 수화도를 유지하는 능력을 입증하였다; 히알루론산은 세포외 기질에서 이온 확산의 조절자(modulator) 및 세포 운동성 제어자(regulator)로서의 작용을 수행한다. 또한, 라디칼 소거 작용이 언급되었다; 그러나, 이는 일부 활성종에 대해서만 관찰되고, 이러한 관점에서 그 효능은 제한적이다.

완전 또는 부분 치환에 의해 기타 분자를 알코올 기에 결합시킬 다수의 가능성을 갖는 히알루론산의 확장 구조는, 작은 활성 분자에 대한 이상적인 담체 시스템임이 밝혀졌다. 이러한 신규 중합체 화합물은 체표면으로의 작은 활성 성분의 제어된 방출 시스템으로 작용하는 반면, 히알루론산의 기본 구조는 모든 방출 단계 동안 점착성 및 완전한 생물 적합성을 보장한다. 히알루론산과 리포산의 조합은 이러한 유형의 활성 결합(active connection)의 예이다.

리포산은 미토콘드리아 수준에서 탄수화물 및 단백질 대사를 위한 여러 복합-효소 복합체 중 필수 보조인자이고, ATP 생산 메커니즘에 관련되어 있다. 자유 라디칼 및 산화 스트레스에 대항하는 작용, 금속의 킬레이트화 및 글루타치온 및 비타민 C 및 E와 같은 기타 항산화 분자의 재생이 또한, 실험적으로 입증되었다.

5원 고리 내에 이황화 결합을 갖는 특별한 화학 구조로 인해 및, 리포산/디하이드로리포산 시스템의 낮은 산화 환원 전위에서, 알파-리포산은 수산기, 수퍼옥사이드, 퍼옥사이드, 일중항 산소 및 자유 라디칼 일산화질소와 같은 활성산소종(ROS)의 제거 반응에 참여한다. 알파-리포산은 또한 단백질 구조를 분해하는 치아염소산염 또는 H₂O₂와 같은 비-라디칼 산화종(non-radical oxidising species)과 매우 빠르게 반응하여, 라디칼 형태를 생성한다. 또한, 리포산은 자유 라디칼을 생성하는 반응을 촉매하는 (철 및 구리와 같은) 전이 금속을 킬레이트화하고, 따라서 상류에 있는(upstream) 분해제를 중화시킨다.

식이 보충제로서의 이용이 증가함에도 불구하고, 리포산은 그의 비실용성으로 인해 미용 목적으로 덜 통용된다. 리포산은 그 자체로 불수용성인 반면, 나트륨염의 용해도는 pH에 의해 제한되며, 그 pH는 7.4이어야 한다. 현재 리포산의 국소 적용은 대부분 피부미용 분야로만 제한되고, 항노화 제제, 피부 미백제 및 염증, 비후성 및 켈로이드 반흔, 주사(rosacea), 여드름 및 그로 인한 상처 치료를 위한 제제에 관련된다.

화장품에서, HA의 용도는 주로 보습제로 청구되고, 청구항은 변형되지 않은 천연 분자에 관한 것으로, 상기 분자의 주된 특성은 이용되는 특정한 분자량에 관한 것이다. 모발학 분야에서 HA의 적용은 안면/신체를 위해 고안된 것보다 최근이다. US 5,340,579는 피부 및 모발의 병리적 상태 치료를 위한 글리코사미노글리칸 복합 혼합물의 용도를 청구한다. 이러한 혼합물은 또한 매우 높은 분자량 (2.5 내지 3.0*10⁶ 달톤)을 갖는 HA 및, 특히, 인간 탯줄에서 추출된 프로테오글리칸을 포함한다. 저자는 이 혼합물의 실제 활성 성분의 작용 메커니즘 또는 속성을 명시하지 않는다; 그러나, 그들은 탯줄 추출물에 존재하는 "프로테오히알루론산(proteohyaluronic acid)"의 펩티드 사슬이 높은 보습 작용을 갖는 기타 성분의 경피 흡수를 증가시키는데 필수적인 역할을 한다고 주장한다.

JP 2007113921 (EP 2166022)은 글루쿠론산 카르복실기가 4차 암모늄기를 갖는 잔기로 에스테르화된 HA에 기반한 생성물의 모발학적 용도를 개시한다.

DE 4419783은 엘라스틴의 이화작용을 담당하는 효소를 저해하는 활성제로서 리포산 에스테르 및 디하이드로리포산 에스테르를 함유하는 치료용 샴푸를 개시한다. 또한 항염증 작용은 리포산의 R 거울상 이성질체에 기인하고, 진통 작용은 S 거울상 이성질체에 기인한다.

JP 62-175417은 리포산 및 그의 소수성 유도체의, 탈모에 있어서 재생 활성인자로서의 활성, 탈모 예방 작용 및 항-비듬 활성을 보고한다.

WO 2006/117995에 상응하는 JP 2008174453은, 테스토스테론을 디하이드로테스토스테론으로 전환하는 효소 5 알파-리덕타제의 저해, 및 그로 인한 세포 증식의 감소를 포함한, 금속과 복합된 디하이드로리포산의 여러 대사 작용을 개시한다. 탈모에 대한 그의 치료 용도가 청구되어 있다.

RU 2357722는 리포산이 모낭에서 세포 증식에 영향을 미쳐, 모발 재생을 촉진하는 능력이 있다고 본다.

JP 2009/137927은 다양한 화학적 속성의 알코올에 의한 리포산 에스테르의 합성 및 용도를 개시한다; 그러나, 일반적으로 당류도 구체적으로 GAG도 언급하고 있지 않다.

WO 2006/128618에 상응하는 EP 1890692는 리포산과 히알루론산 또는 그의 유도체의 물리적 혼합물을 함유하는 제제를 개시하고, 피부 재생, 광노화 예방 및 만성 궤양의 치료 및, 전신적으로 투여될 경우, 화학적 제제 및 생물학적 제제에 의해 유발되는 신경병증 및 중독의 치료를 위한 의약적 적용을 청구한다. 미용 또는 모발 케어 트리트먼트에서 그의 효능에 대한 증거는 언급되어 있지 않다.

WO 2009/080220은 다당류에 대한 리포산 에스테르 및 아마이드 유도체의 합성 및 제조방법을 기술한다.

US 2003/180337은 피부 또는 모발용 미용 조성물에서 리포산의 R 거울상 이성질체의 용도를 기술한다.

WO 2007/105854는 리포산 및 PEG를 포함하는 에스테르를 기술하고, 탄력강화, 미백, 항라디칼, 항-가려움, 항-비듬 및 모발 재생 촉진 제제로서의 미용 용도를 위한 그의 국소 적용을 청구한다. 다시 말하면, 리포산은 그의 안정성을 향상시키기 위해 "페길화(pegylated)"된다. 동일한 저자에 따르면, PEG-리포산은 단독의 리포산보다 피부를 통해 보다 신속하게/효과적으로 흡수된다 (1.6 배 이상); 역으로, 다당류 리포산(polysaccharide lipoate)은 모간의 표면에서 리포산의 연장된 체류를 보장하여, 외부 산화제에 대한 장벽이 안정화되며, GAG의 보습 특성으로 인해 생리적 수화를 유지시킨다. 특히, HA는 다당류가 축적되는 영역, 즉 모간 및 모낭에 리포산을 결합시킨다 (Novozyme poster, Society of Cosmetic Chemists, Annual Meeting: New York (USA), Dec. 8-9 2005). 탈모를 제한하는 페길화된 리포산의 효능에서의 향상 또는 증강/강화 작용에 대해 어떠한 언급도 되어 있지 않다.

여러 선행 기술 문헌은 고가이고 수득이 어렵거나 (US 2003/180337에서 R 이성질체에 대한 거울상 초과량(enantiomeric excess)을 갖는 혼합물) 또는 불안정한 (WO 2006/117995에서 환원된 디하이드로리포산 -DHL 형태) 리포산 형태를 사용할 필요성을 분명히 강조하며, 따라서 안정성을 보장하기 위해 금속 또는 폴리에틸렌 글리콜과 복합체화될 필요가 있다. 오직 이와 같은 형태가 효과적인 것으로 인정되고, 보다 안정한 형태인 라세미체를 묵시적으로 배제한다.

그러나, 가장 일반적이고 안정한 형태의 리포산 라세미체와 히알루론산 (HA)의 화학적 컨쥬게이션이 모발 강화 및 탈모 감소에 매우 효과적임이 밝혀졌다. 이 효능은 상기 선행 기술의 발견을 고려할 때 예상치 못한 것이다. 또한, 히알루론산과의 화학적 컨쥬게이션은 디하이드로리포산 (DHL)의 산업상 이용가능성 및 R-거울상 이성질체 초과량을 갖는 혼합물의 산업상 이용가능성 문제를 해결한다.

그러므로 본 발명은 HA 리포산에 기반한 로션의 적용 후 관찰된 탈모 보호 및 저해에 있어서 놀라운 성능의 발견에 기반한다. 이 에스테르의 화학 구조 및 제조 방법은 물질에 대한 선행 특허에 이미 기술되어 있다. 이 에스테르의 성능은 그의 물리화학적 및 생물학적 특성에서 유래하고, 이는 상이한 작용기를 갖는 두 분자의 화학적 컨쥬게이션에서 기인한다.

HA 에스테르 리포산에 기반한 제제에 대한 물리화학적 특성 규명 및 인 비트로 및 인 비보 미용적 기능 시험의 결과는 본 발명에 따른 모발학적 적용을 신규하고 혁신적인 것으로 만든다.

본 발명은 활성 항산화제인, 강한 친유성을 갖고 케라틴에 존재하는 티올 기에 대한 잠재적 반응성을 갖는, 리포산으로 증강된 글리코사미노글리칸의 용도를 청구한다. 또한 이 중합체는 체내에 이미 존재하는 성분으로 구성되어 있기 때문에 높은 생체적합성을 갖는다. 다당류와의 화학적 컨쥬게이션은 리포산의 피부 흡수 및 지방 조직 중 선호되는(preferential) 분포를 변화시키고, 피부 및 모발 표층에서의 체류를 연장시킨다. 중합체 축적 영역에서 리포산의 매우 높은 국소적 농도는 이러한 방식으로 얻어진다.

히알루론산은 모낭에 주로 집중되어 있는 것으로 알려져 있다 (Novozyme poster, Society of Cosmetic Chemists, Annual Meeting: New York (USA), Dec. 8-9 2005); 국소용 로션으로 사용될 경우, 모간에 부착된 채 남아있는 중합체 분획은 또한 리포산 작용기의 장기 체류를 보장한다.

제제의 관점에서, 리포산 분자를 운반하기 위해 다당류를 사용하는 것은 물에서 분산을 촉진시키고 관련 산업 제품의 제조에 수반되는 기술적 문제를 해결하는데 이용되는 전략들 중 하나이다.

본 발명에 따른 제제는 0.05% 내지 5% w/w의 다량의 다당류 유도체를 포함하고, 크림, 폼(foam), 연고, 겔, 친수성 액체, 샴푸, 수성 또는 물-알코올 로션, 및 수중유 또는 유중수 에멀젼을 포함한다.

본 발명에 따라 사용할 수 있는 글리코사미노글리칸 에스테르에서, 다당류의 카르복실 작용기는 산 형태로 존재하거나 알칼리 금속, 특히 나트륨에 의해 염화되고, 설페이트 작용기는 존재할 경우, 알칼리 금속, 특히 나트륨에 의해 염화된다.

글리코사미노글리칸 에스테르는 통상적으로 10³ 내지 10⁷ 달톤, 바람직하게는 10⁴ 내지 10⁶ 달톤의 분자량을 갖는다.

본 발명에 따른 조성물은 또한 아연 염 및/또는 은 염을 리포산 함량에 대한 금속의 몰 비율 0.1 내지 10으로 포함할 수 있다.

다당류의 단일 단위체마다 수산기의 치환도(degree of substitution, D.S.)는 리포산 에스테르에 대해 0.01 내지 1×N일 수 있고, 여기서 N은 반복 단위에 존재하는 유리 알코올기의 개수인 반면, 중합체의 수산기에 대한 포름산의 에스테르화 정도는 0 내지 0.2 (즉, 20% 몰/몰 이하)이다. 포름산의 존재는 합성 단계에서 포름아마이드의 사용으로 인한 것이나, 그 유도체의 성능에 필수적이지 않다.

개별 성분의 에스테르화도를 변화시킴으로써, 유도체의 물리화학적 및 유동학적 특성은 변하고, 일반적으로, 제형성(formulability)은 리포산 그 자체보다 항상 더 우수하다. 다당류 에스테르 리포산 및 포름산은 물에 쉽게 분산되어, 천연 GAG의 전형적인 용액과 유사한 점탄성 용액을 형성한다. 그러므로 투명한 수성 또는 물-알코올 물질의 제제화가 유기 용매의 사용 없이 가능하다.

둘째, 정확하게는 그 조합으로 인해, 리포산 및 히알루론산은 동시적인 보습 및 회복 효과의 관점에서 모발에 이득을 줄 수 있다. 모간 표면, 즉 큐티클의 구조는 아미노산 측쇄 간 수소 결합, 소수성 상호작용, 시스테인 잔기 간 이황화 결합 및 케라틴의 폴리펩티드 사슬 내 CO와 NH기 간 정전기적 상호작용에 의해 보장된다. 모발 내 수분 불균형 및 케라틴 단백질 분해는 함께 일어나고, 공격적 처리 (염색, 펌 등) 및 환경 스트레스 (오염, 과도하게 뜨거운 공기로 모발을 건조시키는 것 등)에 의해 유발될 수 있다. 모발의 수분 균형 및 구조적 완전성을 매우 불안정하게 만드는, 탈색과 같은 극단적 처리의 예는 놀라운 것(enlightening)이다. 과산화수소로부터 산소의 방출은 탈색된 모발의 화학적 및 물리적 특성에 변화를 유발한다. 산소는 케라틴의 이황화 결합에 작용하여, 그 결합을 파괴하고 산화된 황 화합물로 전환시키며, 섬유의 기계적 특성 변화 (신장에 대한 저항성, 최대 인장 강도, 탄력성, 변형) 및 섬유 표면 특성의 변화 (전기적 특성 및 공극률)를 유발한다. 산소는 또한 세척수에 의해 모발로부터 제거되는 수용성 단백질 단편을 갖는 케라틴 사슬을 변형시키고 심지어 파괴시킬 수 있다. 이러한 분해는 탈색 작업 후에도 계속될 가능성이 높다: 각 후속 세척은 올리고펩티드의 제거를 수반할 수 있다. 그 결과는 풀기 어렵고, 약하며 (더 낮은 최대 인장 강도), 보다 다공성이고, 비자가 분자(non-self molecule)와 물을 더 흡수하게 만드는 건조한 모발이다. 그러므로 대기 습도 변화에 보다 민감해지고 건조되기까지 오래 걸린다. 최종적으로, 이황화 결합의 산화에서 유래된 음이온 부위의 개수 증가 및 내부 확산 기능으로 인해, 모발은 보다 용이하게, 그러나 종종 균일하지 않게 양이온성 물질을 흡수하고 유지한다. 케라틴의 유리 티올기를 결합할 수 있는 알파-리포산과 같은 물질은 이황화 결합의 환원에 대응하여, 모세 섬유의 3차원 단백질 구조 및 온전성을 유지한다. 뛰어난 수배위(hydrocoordinating) 특성으로 인해, 히알루론산은 공기와 빛을 투과할 수 있고, 윤활 작용을 하며, 끈적거리지 않고, 점탄성이 있는 수화된 보습막(hydrated moisturising film)을 형성하여, 모발 표면에, 점진적이고 지속적으로, 일정량의 수분을 공급하고, 모세관 복원(capillary repair) 효과에 의해, 알파-리포산을 서서히 방출한다.

다당류에 대한 리포산의 화학적 컨쥬게이션으로 인해, 라디칼 생성에서 촉매 작용으로 인해 통상적으로 모발에 유해한 금속 이온 (Cu, Fe)의 존재 및 자외선 방사와 같은 인자가 조합하여 모발에서 생성물의 보호 장벽을 안정화시키고, 따라서 그의 효능을 증진시킨다.

리포산/디하이드로리포산 전환은 빛에 의해 유도될 수 있다는 것이 공지되어 있다; 이러한 방식으로 케라틴의 티올기에 결합할 수 있는 -SH 작용기가 생성된다. 리포산은 HA에 공유 결합에 의해 결합된 채 남아 있기 때문에, 이러한 메커니즘은 추가로 전체 중합체의 모간에의 정착 및 체류를 향상시킨다. 모발을 덮는 중합체 막은 모발을 수화시키고, 모발 표면을 단단하게 하며 그 후 산화종에 의한 공격으로부터 모발을 보호한다. 중합체 막은 미소 균열에서 및 케라틴의 비늘(scale) 사이에서 "접착제"처럼 작용하여, 모발 박리를 감소시킨다. 케라틴과의 결합 형성에 대한 도식이 하기와 같이 기술될 수 있다:

여기서 "A"는 단백질 요소이고 "R"은 HA에 에스테르화되는 디하이드로리포산의 잔기이다.

본 발명에 따른 에스테르에 대해 상기 메커니즘이 일어난다는 것이 실험적으로 입증되었다. UV 분광광도측정을 위해 1.5% w/w 농도의 HA 리포산 수용액 (D.S.= 0.27)을 석영 셀(quartz cell)에 넣고 1시간 동안 UV 방사에 노출시켰다(λ = 254 nm; 전력 = 30 와트; 거리 20 cm). 테플론 캡(teflon cap)으로 폐쇄된 셀을 증발 효과를 배제하기 위해 처리 전후로 무게를 측정하였다. 조사(irradiation) 후 출발 용액보다 약 10⁵배 높은 점도를 갖는 가교형 투명 겔이 생성되었다 (도 1).

비교를 위하여, HALip 에스테르에 존재하는 농도와 동일한 농도로 포함된 HA와 리포산의 물리적 혼합물에 대하여 동일한 처리를 수행하였다: UV 조사는 최소한의 해중합으로 인한 점도의 약한 감소만을 초래한다.

모간에서 물리화학적 상호작용, 및 결과적으로 HALip의 케라틴에 대한 정착의 실험적 발견은 하기 기술된 컬 유지 시험(curl retention test)에서 측정된 효과에 기반한다.

또한 금속과의 상호작용은 관찰된 활성을 설명하는데 중요한 부분을 담당한다.

Fe, Cu 및 Zn과 같은 금속 이온은 피부 표면 및 모간에 존재한다; 이미 논의한 바와 같이, 철과 구리는 대기 중 산소에서 유래된 라디칼의 형성을 촉매하고, 국소적으로 분해 과정을 초래할 수 있다.

HA 리포산 에스테르는 이들 이온을 격리시켜, 두 개의 리포산 단위 사이에 그들을 킬레이트화할 수 있다. 도 2는 1.5% 리포익 HA 수용액 및 그로부터 철 1 당량, 구리 1 당량 및 Zn 10 당량을 첨가함으로써 형성된 겔의 유동학적 곡선(rheological curve)을, 에스테르화된 리포산과 비교하여 나타낸다.

금속의 존재에 의해 유도된 중합체 사슬 간 가교의 증거는 양이온 착물을 형성하는데 있어 두 개의 리포산 단위의 관여를 입증한다. 킬레이트화에서 에스테는 안정하게 남아있기 때문에, 보습 및 보호 작용을 보다 더 효과적이게 하는 중합체 사슬의 치밀한 3차원 메쉬가 생성된다.

비교를 위하여, HA와 리포산의 물리적 혼합물에서, 상호작용은 리포산과 금속 간에만 일어나고, 다당류는 관여하지 않는다; 리포산-금속 복합체는 불용성이 되고, 무정형 응집체를 생성한다. 리포산은 또한 카르복실기에 의해 금속을 킬레이트화하여, HA에 대한 에스테르에 의해 생성된 것과 상이한 화합물을 형성한다.

글리코사미노글리칸의 리포산, 또는 리포산 및 포름산과의 부분적 에스테르는 또한 치아염소산염 및 펜톤(Fenton) 시스템과 같은 공격적인 산화제에 대해 보호 활성을 갖는다.

히알루론산은 그 자체로 라디칼 및 산화종 소거 작용을 가지나, 이 특성은 리포산과의 컨쥬게이트에서 상당히 향상된다.

HALipoi, CSLipoi, 천연 HA 또는 천연 CS에 의한 치아염소산염의 제거 속도를 2 mM 용액에서 측정하였다. 시간의 경과에 따른 치아염소산 이온의 흡광도를 나타내는 동역학 관련 그래프가 도 3에 표시된다: 반복 단위에서 다당류의 농도는 1 mM에 이르고: HALipoi에서 리포산의 치환도(DS)는 0.28에 이르며; CSLipoi의 DS는 0.34에 이른다.

또한 산소 라디칼을 생성하는 펜톤 시스템 (H₂O₂/Fe)에 관하여, HA와 CS 리포산 에스테르는 라디칼을 제거하는 데 있어서 상응하는 다당류보다 훨씬 더 효과적인 것으로 밝혀졌다. 염료(트리판 블루)를 함유한 용액을 H₂O₂ (0.1 mM) 및 Fe² ⁺ (0.05 mM)로 처리하였다; 산소 라디칼은 발색단을 산화시켜, 시간이 경과함에 따라 588 nm에서의 그의 흡광도가 빠르게 떨어진다. 그 후, 또한 HA, CS, HALipoi 또는 CSLipoi를 함유하는 다수의 유사한 용액을, 농도를 증가시키며 (cp), 제조하였다. 다당류는 라디칼을 제거하고 염료를 온전히 보존할 수 있다. 도 4는 다양한 중합체 농도에서 소거(scavenger) 작용의 효율을 나타낸다.

라디칼에 의해 유발된 모발색(colouring)에 대한 손상을 반으로 줄이는데 요구되는 cp의 양은 천연 HA에 대해 1.5 mM에 이르고, 리포산 중 DS를 함유하는 HALipoi에 대해 0.26 mM까지 떨어져서 0.28 몰/몰에 이른다. CS는 이 같은 결과를 0.22 mM에서 생성하고 CSLipoi는 cp=0.11 mM에서 생성한다.

또한 효소적 분해에 대한 보호를 평가하였다: 두피에 분포된 다당류는 모낭 공간(hair follicle cavity)을 용이하게 침투하여 생존 세포와 접촉하게 될 수 있다; 가능한 한 그 작용을 효과적으로 수행하기 위하여 가수분해 효소, 특히 히알루로니다제에 의해 너무 신속하게 분해되지 않는 것이 중요하다. 천연 히알루론산과 비교하여 본 발명의 이점 중 하나는 리포산 또는 혼합된 리포산 및 포름산 에스테르 치환기의 존재가 효소적 분해로부터 히알루론산을 보호한다는 점이다. 전술한 혁신적 특성은 하기의, 유동학 측정을 통한 효소적 분해 동역학에 의해 설명된다.

하기 실시예 1에 기술한 바와 같이, HA 용액 및 D.S.= 0.3인 리포산 HA 용액에 대해 1.0% w/w의 농도로, 아세테이트 완충용액에서 연구를 수행하였다. 각각의 가수분해 동역학 시험은 중합체 용액 1.5 ml에 효소/중합체 비율이 1:200이 되도록 농축된 "엔도(endo)" 소 고환 히알루로니다제(bovine testicular hyaluronidase) (1060 U/mg) 용액 약 70 ㎕를 첨가함으로써 수행하였다. 혼합물을 30초 동안 혼합하고 점도의 지속적인 측정을 위해 유량계 플레이트(rheometer plate)로 옮긴다. 혼합 전의 용액 및 유량계 플레이트의 온도를 37℃로 맞춘다. 도 5는 효소가 다당류를 가수분해할 때 점도의 점진적 변화를 나타낸다. 에스테르 유도체는 천연 HA보다 장기적으로 효소 작용에 저항성을 갖는다.

전술한 인자에 기초하여, 본 발명에 따른 조성물은 모발 재생, 강화 및 탈모 치료, 및 남성형 탈모 및 휴지기 탈모 상태를 치료하는데 유용하다는 것이 명백하다.

본 발명은 추가로 히알루론산의 혼합된 리포산/포름산 에스테르 제조, 및 상응하는 화장료 제제 및 인 비트로 및 인 비보에서의 활성 시험에 대한 하기 실시예에 의해 설명된다.

실시예 1: 히알루론산 나트륨 염의 리포산 및 포름산 에스테르의 합성

FA 40 ml 중 HA 2 g (5% w/w)을 100 ml 3목 플라스크(three-necked flask)에 투입하고, 중합체가 완전히 용해될 때까지 기계적인 교반 하에 90℃에서 N₂ 흐름 하에 용액을 방치한다. 그 후 수조로 온도를 상온으로 조정한다.

리포산 (772.1 mg, 0.75 HA 당량 HA와 동일)을 DMSO 2 ml 중에 별도로 용해시킨다; 그 후 고체 카르보닐디이미다졸 (CDI, 667.5 mg, 리포산 1.1 당량과 동일)을 첨가하고 CO₂가 완전히 방출될 때까지 상온에서 반응시킨다.

이 시점에서 Na₂CO₃ 200 mg을 FA 중 중합체 용액으로 투입한다; 그 후 활성화된 리포산을 첨가하고, 용액을 상온에서 교반 하에 방치한다. 용액은 황색이고, 투명하며 높은 점성을 갖게 된다 (pH ~ 10).

30분 내지 4시간의 반응시간 후에, H₂O 20 mL 및 0.5 M HCl 14 mL을 첨가함으로써 반응을 종결시킨다; 최종 pH는 7.05로 측정된다. 약한 점성이 있고, 투명하며 옅은 황색을 띠는 최종 용액을 투석으로 정제하고, 동결 건조에 의해 중합체를 회수한다.

동결 건조물의 NMR 분석은 리포산 에스테르 (DSlip)에서 0.35에 이르고 포름산 에스테르 (DSform)에서 0.07에 이르는 치환도의 정량을 가능하게 한다.

실시예 2: 황산 콘드로이틴의 리포산 및 포름산 에스테르( chondroitin sulphate lipoic and formic ester ) 합성

FA 20 ml 중 황산 콘드로이틴 (CS) 4 g (20% w/w)을 100 ml 3목 플라스크에 투입하고, 중합체가 완전히 용해될 때까지 기계적인 교반 하에 90℃에서 N₂ 흐름 하에 용액을 방치한다. 그 후 수조로 온도를 상온으로 조정한다.

리포산 (984.2 mg, 0.6 HA 당량과 동일)을 DMSO 2 ml 중에 별도로 용해시킨다; 그 후 고체 카르보닐디이미다졸 (CDI, 851.3 mg, 리포산 1.1 당량과 동일)을 첨가하고 기체가 완전히 방출될 때까지 상온에서 반응시킨다.

이 시점에서 Na₂CO₃ 320 mg을 FA 중 중합체 용액으로 투입한다; 그 후 활성화된 리포산을 첨가하고, 용액을 상온에서 교반 하에 방치한다. 용액은 황색이고 투명하게 되고 유체 상태를 유지한다.

30분 내지 4시간의 반응시간 후에, H₂O 40 mL 및 0.5 M HCl 14 mL을 첨가함으로써 반응을 종결시키고, pH를 7.15로 중화시킨다. 약한 점성이 있고, 투명하며 옅은 황색을 띠는 최종 용액을 투석으로 정제하고, 동결 건조에 의해 중합체를 회수하였다.

동결 건조물의 NMR 분석은 리포산 에스테르 (DSlip)에서 0.28에 이르고 포름산 에스테르 (DSform)에서 0.05에 이르는 치환도의 정량을 가능하게 한다.

실시예 3: 0.2% 농도의 강화/보강용 물-알코올 로션의 제조

HA 리포산/포름산 에스테르 (실시예 1) 0.20

물 75.04

변성 알코올 20.0

에톡시디글리콜 1.2

피세아 아비에스(Picea abies) 추출물, 펜틸렌 글리콜 1.0

스웨티아 자포니카(Swertia japonica) 추출물,

부틸렌 글리콜, 물 0.60

이노시톨 0.50

베타인 0.50

PPG-26-부테스-26, PEG-40 수소첨가 피마자유, 물 0.30

테트라소듐 글루타메이트 디아세테이트, 물 0.30

향료 0.15

카페인 0.10

젖산, 물 0.10

노르디하이드로구아이아레트산 0.01

실시예 4: 0.5% 농도의 강화/보강용 물-알코올 로션의 제조

HA 리포산/포름산 에스테르 (실시예 1) 0.50

물 74.74

변성 알코올 20.0

에톡시디글리콜 1.2

피세아 아비에스 추출물, 펜틸렌 글리콜 1.0

스웨티아 자포니카 추출물, 부틸렌 글리콜, 물 0.60

이노시톨 0.50

베타인 0.50

PPG-26-부테스-26, PEG-40 수소첨가 피마자유, 물 0.30

테트라소듐 글루타메이트 디아세테이트, 물 0.30

향료 0.15

카페인 0.10

젖산, 물 0.10

노르디하이드로구아이아레트산 0.01

실시예 5: 0.2% HA 리포산 및 아연에 기반한 강화/보강 및 진정용 물-알코올 로션의 제조

HA 리포산/포름산 에스테르 (실시예 1) 0.20

물 75.02

변성 알코올 20.0

에톡시디글리콜 1.2

피세아 아비에스 추출물, 펜틸렌 글리콜 1.0

스웨티아 자포니카 추출물, 부틸렌 글리콜, 물 0.60

이노시톨 0.50

베타인 0.50

PPG-26-부테스-26, PEG-40 수소첨가 피마자유, 물 0.30

테트라소듐 글루타메이트 디아세테이트, 물 0.30

향료 0.15

카페인 0.10

젖산, 물 0.10

노르디하이드로구아이아레트산 0.01

염화 아연 0.02

실시예 6: 0.2% 황산 콘드로이틴 리포산 및 은에 기반한 강화/보강 및 항균용 물-알코올 로션의 제조

CS 리포산/포름산 에스테르 (실시예 2) 0.20

물 75.02

변성 알코올 20.0

에톡시디글리콜 1.2

피세아 아비에스 추출물, 펜틸렌 글리콜 1.0

스웨티아 자포니카 추출물, 부틸렌 글리콜, 물 0.60

이노시톨 0.50

베타인 0.50

PPG-26-부테스-26, PEG-40 수소첨가 피마자유, 물 0.30

테트라소듐 글루타메이트 디아세테이트, 물 0.30

향료 0.15

카페인 0.10

젖산, 물 0.10

노르디하이드로구아이아레트산 0.01

질산은 0.02

실시예 7: 수중유 크림의 제조

본 발명에 따른 리포산 에스테르 중 하나를 함유하는 크림 형태 제제의 제조를 하기에 기술한다.

수중유 크림 제제는 기능성 작용제로서 실시예 1에 기술된 화합물을, 유화제, 증점제, 오일, 보습제, 겔화제, 보존제 등과 같은, 피부 미용에 사용되는 통상적인 부형제와 적절하게 혼합된 상태로, 0.1%의 농도로 함유한다.

요약하면, 방법은 하기와 같다: (총 제제의 중량 기준으로 약 60%에 상응하는) 탈염수 약 600 ml를 터보유화기(turboemulsifier)에 적재하고, 미리 녹여둔 지방상(fatty phase)을 약 70℃에서 교반 하에 첨가한다. 수득된 혼합물을 유화시키고, 35 내지 40℃의 온도가 될 때까지 서서히 냉각시킨다. 이 온도에서 열불안정성(thermolabile) 및 휘발성 성분을 첨가하고, 뒤이어 적절한 양의 물에 용해시킨, 실시예 1에 기술된 HA 나트륨염의 리포산 에스테르를 첨가한다. 수득된 혼합물을 25 내지 30℃의 온도에 도달할 때까지 느린 교반 하에 두고, 그 후 완성된 생성물을 적절한 용기로 방출한다.

결과물은 하기 조성을 갖는 크림이다(% W/W):

HA 나트륨의 리포산 에스테르 (실시예 1) 0.1

오일 (팔미트산/카프릴산 글리세리드-트리글리세리드) 12.0

비-이온성 유화제 6.0

세틸 알코올 2.0

디메티콘(dimethicone) 4.0

MgAl 실리케이트 2.0

글리세린 3.0

자일리톨 2.0

파라벤 0.7

물 100이 되게 하는 적당량(q.s.)

실시예 8: 무스의 제조

제제는 기능성 작용제로서 실시예 1에 기술된 화합물을, 유화제, 증점제, 오일, 보습제, 겔화제, 보존제 등과 같은, 피부 미용에 사용되는 통상적인 부형제와 적절하게 혼합된 상태로, 0.1%의 농도로 함유한다.

결과물은 하기 조성을 갖는 크림이다(% W/W):

HA 나트륨의 리포산 에스테르 (실시예 1) 0.1

판테놀 0.3

나이아신아마이드 0.15

세트리모늄 클로라이드(cetrimonium chloride) 5.0

폴리소르베이트 80 1.6

토코페릴 아세테이트 0.02

항료 0.2

가수분해된 실크 PG-프로필 메틸실란디올

(hydrolysed silk PG-propyl methylsilanediol) 3.0

페녹시에탄올, 카프릴산 글리콜 1.5

2,4-디클로로벤질 알코올 0.15

물 100.0이 되게 하는 적당량

실시예 9: 마스크의 제조

수중유 크림 제제는 기능성 작용제로서 실시예 1에 기술된 화합물을, 유화제, 증점제, 오일, 보습제, 겔화제, 보존제 등과 같은, 피부 미용에 사용되는 통상적인 부형제와 적절하게 혼합된 상태로, 0.05%의 농도로 함유한다.

결과물은 하기 조성을 갖는 크림이다(% W/W):

HA 나트륨의 리포산 에스테르 (실시예 1) 0.05

판테놀 0.5

구아 하이드록시프로필트리모늄 클로라이드

(guar hydroxypropyltrimonium chloride) 0.05

물, 세트리모늄 클로라이드 6.0

세테아릴 알코올, 세테아릴 글루코사이드 4.0

글리콜 팔미테이트 2.0

이소노닐 이소노나노에이트(isononyl isononanoate) 3.5

디메티콘 1.5

비사볼롤(bisabolol) 0.1

토코페릴 아세테이트 0.2

페녹시에탄올, 카프릴산 글리콜 1.5

향료 0.5

사이클로펜타실록산(cyclopentasiloxane) 1.5

물, 가수분해된 실크 PG-프로필 메틸실란디올 1.0

2,4-디클로로벤질 알코올 0.15

물 100.0이 되게 하는 적당량

실시예 10: 샴푸의 제조

기능성 작용제로서 실시예 1에 기술된 화합물을 0.2%의 농도로 함유하는 샴푸 형태 제제는 하기 조성을 갖는다(% W/W).

HA 나트륨의 리포산 에스테르 (실시예 1) 0.2

판테놀 0.05

디소듐 EDTA 0.15

로니세라 카프리폴륨(Lonicera caprifolium) 꽃 추출물,

로니세라 자포니카 꽃 추출물, 물 0.5

글리세린 3.0

솔비톨, 물 0.4

베타인 0.5

자일리틸글루코사이드(xylitylglucoside),

무수자일리톨(anhydroxylitol), 자일리톨 1.0

디소듐 코코일 글루타메이트(disodium cocoyl glutamate), 물

10.0

데실 글루코사이드(decyl glucoside), 물 5.0

소듐 코코일 애플 아미노산(sodium cocoyl apple amino acid), 물

3.0

코카마이도프로필 베타인(cocamidopropyl betaine), 물 10.0

코카마이도프로필 PG-디모늄 클로라이드 포스페이트 1.0

PEG-120 메틸 글루코스 트리올리에이트, 프로필렌 글리콜, 물

4.0

PEG/PPG-120/10 트리메틸프로판 트리올리에에트, 라우레스-2

0.7

폴리소르베이트 20 1.0

향료 0.5

카프릴릴/카프릴 글루코사이드 5.0

물 100.0이 되게 하는 적당량

실시예 11: 인 비트로 모발 시험

중합체-모발 상호작용을, 실시예 3 및 4에 기술된 바와 같은 리포산 HA에 기반한 로션으로 처리된 절단 모간(cut hair shaft)에 대해 일부 물리화학적 파라미터를 측정함으로써 입증할 수 있다. 이러한 측면에서 가장 유의미한 시험은 절단모에서 윤기, 컬 유지 및 수화 지속의 평가이다.

16 cm 길이의 흑갈색 직모로 구성된 "이탈리아 여성 정상모(Italian Virgin Hair)"의 땋은 머리(plait) (LoCurcio - Manifattura Italiana Capelli, Palermo, Italy)를 정량적 시험에서 사용하였다. 땋은 머리를 소수점 둘째 자리까지 무게를 정확하게 측정된, 약 2 내지 3 g의 테스트 다발(test lock)로 나누고, 탄성 코튼(elasticised cotton)으로 유지시킨다. 그 후 모발 다발을 기본 샴푸 [활성 세정 물질(Active Washing Substance, SAL) = 15%]로 표준 세정을 하고 통상의 헤어드라이어로 건조시켜(2000 와트, 최고 속도 및 기류 열 수준), 표면을 균등하게 한다.

각 시험에서, 세 개의 모발 다발을 활성 성분 0.2%를 함유하는 로션으로(P02), 세 개를 0.5% 로션으로(P05), 세 개를 기능성 중합체 없이 부형제 용액 단독으로 (P00) 처리한다; 마지막으로, 세 개의 다발을 물 만으로 처리한다(STD).

컬 유지:

모발 다발의 준비 과정은 표준 세정, 헹굼(rinsing), 시험 로션에 의한 처리, 컬링 및 헤어드라이에 의한 건조를 포함한다. 그 후 다발을 긴장 상태로 두고 컬의 신장을 미리 설정된 시간 후 측정하여, 모발 다발의 소성 변형 및 탄성 회복의 조합을 표시한다.

도 6은 처리하지 않은 모발(STD)과 비교하여, 24시간 후 처리된 다발(P05, P02, P00)의 mm로 표현된 평균 신장 및 언컬링(uncurling)에 있어서 평균 퍼센트 변화를 나타낸다. 로션으로 처리된 시료와 플라시보로 처리된 시료에서 효과상 차이는 통계적으로 유의하였다.

로션 P05에 의한 모발 처리는 모발의 탄력성을 개선시키고 곱슬곱슬한 또는 웨이브가 있는 모발의 웨이브를 유지하는데 도움을 주고, 따라서 모발 형태의 지속력을 증가시키는데 유용하다는 것을 증명한다.

역으로, 평활 효과를 갖는 로션은 동일한 처리 과정을 겪지만, 그러나 활성 성분 없이 거치는 모발 다발과 비교하여 컬 강도(curl strength)에 있어서 통계적으로 유의한 감소를 초래하기 때문에, 이와 같은 로션에 대해 약 0.2%의, 더 낮은 중합체 함량이 특정된다.

윤기:

모발 다발에 대한 빛 반사 능력(reflecting power) 결정에 기반하여, 비색법에 의해 윤기를 측정하였다.

판독을 위해 사용된 측정 시스템은 L* a* b* 시스템 (CIELAB colour space)으로서, 여기서:

L*은 색상의 휘도(brightness)에 해당한다. L* 값은 0 내지 100으로 표현되고, 여기서 0은 검은색, 100은 백색에 해당한다.

a* 및 b*는 두 색상 축을 나타내고, 여기서 a*는 적색 축이고 b*는 옐로-블루 축을 나타낸다.

이 연구는 파라미터 L*을 시료의 휘도의 지표, 즉 빛-반사 능력으로 간주하였다.

도 7은 처리 전후 모발 다발에서 측정된 L* 값을 나타낸다.

HA 리포산 0.2% 내지 0.5%를 함유하는 로션에 의한 모발의 처리에서 단일 적용 후 휘도 값 L*은 초기 값과 비교하여 약 +2.2 내지 2.4% 증가하였고, 플라시보 로션과 비교하여 약 +4.7 내지 4.5% 증가하였다. 플라시보와 비교하여 로션으로 처리된 시료에서 효과상 차이는 통계적으로 유의하였다.

보습

측정 방법은 모발 다발이 미리 설정된 온도 및 습도 조건 하에 주어진 수준의 수화를 유지하는 능력에 기반한 중량분석(gravimetric)이었다.

도 8은 다양하게 처리된 다발 군: P05, P02, P00, STD에 대해 24시간 후 모발 그램 당 평균 수분 손실 값을 나타낸다(D1 내지 D24).

HA 리포산을 함유하는 로션에 의한 처리는, 활성 성분의 농도와 무관하게, 플라시보 로션 및 표준 시료와 비교하여 균일한 패턴으로, 최소 4시간 동안 일정한 속도로 수분 방출을 유발한다. 로션으로 처리된 시료와 플라시보로 처리된 시료 간 효과상 차이는 통계적으로 유의하였다.

어느 경우에나, 중합체의 첨가는 모발의 수분 균형 역학을 유지시키는데 도움을 주고, P05의 경우 최대 범위로 유지시키는데 도움을 준다.

실시예 12: 인 비보 모발 시험

감각 효과의 평가

실시에 3에 기술된 바와 같이, 0.2% HA 리포산을 함유하는 모발 로션의 효능 및 내성(tolerability)을 평가하기 위해, 40명의 지원자가 제품을 건조 모발에 임의의 양으로 적용하여 1일 1회 2주 동안 사용하였다. 사용 기간 종료시 그들은 설문지에 주관적인 의견을 표현하였다. 조사자는 시험 시작과 끝에 병의 무게를 측정하여 지원자에 의해 사용된 제품의 평균 양을 결정하였다.

설문지를 통해 얻어진 답변으로부터, 하기 발견이 이루어졌다:

지원자의 85%는 상기 처리를 모발을 덜 건조하게 하는데 양호하거나(fairly) 매우 효과적인 것으로 간주하였다.

지원자의 82.5%는 상기 처리를 모발을 부드럽게 하는데 양호하거나 매우 효과적인 것으로 간주하였다.

지원자의 75%는 상기 처리를 모발을 윤기 있게 하는데 양호하거나 매우 효과적인 것으로 간주하였다.

지원자의 67.5%는 상기 처리를 모발을 덜 손상되게(fragile) 하는데 양호하거나 매우 효과적인 것으로 간주하였다.

지원자의 52.5%는 상기 처리를 갈라진 끝을 예방 및 치료하는데 양호하거나 매우 효과적인 것으로 간주하였다.

지원자는 표준 편차 13.6 g으로, 평균적으로 제품 28.32 g을 사용하였다.

일반적으로, 표현된 의견은 영양 작용, 즉 건강하고, 튼튼하며, 강한 모발의 감각을 로션의 효과로 보았다.

강화/보강 작용의 평가

경미한 휴지기 탈모 및 남성형 탈모(Ludwig stage I, Hamilton stage II)를 앓는 대상 20명 (여성 10명 및 남성 10명)을 효능 평가를 위해 선택하였다. 지원자는 실시예 3에 기술된 바와 같이, 0.2% HA 리포산을 함유하는 로션 2.5 ml을 두피에 1일 1회 2개월 동안 적용하였다.

인장 강도의 평가 (인발 시험 (pull test)) 및 세정하는 동안 손실된 모발의 계수 (세정 시험 (wash test))를 처리 기간의 시작과 끝에 수행하였다.

인장 강도 ( 인발 시험)

하기 반-정량적 4-점 스케일에 따라 세 부위(측두, 전두 및 후두 영역)에서 뽑은 모발의 총 개수에 기초하여 모발의 인장 강도를 평가하였다:

0 = 세 부위에서 뽑힌 모발 총 6개 초과

1 = 세 부위에서 뽑힌 모발 총 4 내지 6개

2 = 세 부위에서 뽑힌 모발 총 1 내지 3개

3 = 세 부위에서 뽑힌 모발 총 0개

처리의 종료시 모발의 인장 강도에서 통계적으로 유의한 증가가 있었다. 점수의 평균 값을 하기 표에 나타내었다:

T ₀	T _2mesi	편차 T ₂ _months - T ₀	윌콕손 검정( Wilcoxon test )
평균 1.2 표준편차 0.7	평균 1.7 표준편차 0.7	0.5 (41.7%)	p=0.01

모발 손실 억제 (세정 시험)

처리의 종료시, 모발 수의 평균 편차는 0 시간에 비교하여 -50.0%이었고, 통계 분석에서 높은 유의성이 있는 것으로 증명되었다 (p<0.001).

지원자들은 넓은 범위로 분포된 기준선 값을 나타내었고(세정하는 동안 34 내지 190개의 모발 손실), 결과적으로 이질적인(heterogeneous) 사례 연구를 나타낸다. 도 9는 각 대상에서 치료 전과 후의 모발 손실 개수를 나타낸다. 모든 처리 대상에서 모발 손실의 감소가 관찰되었고, 제품의 효능은 출발 상태가 가장 중증이었던 경우 가장 현저하였다.

Claims

알코올 기가 리포산, 또는 리포산 및 포름산으로 부분적으로 에스테르화된 글리코사미노글리칸 에스테르를 포함하는, 모발 케어용 국소 조성물.
청구항 1에 있어서, 다당류의 카르복실 작용기는 산 형태로 존재하거나 또는 알칼리 금속에 의해 염화된 것이고, 설페이트 작용기는, 존재할 경우, 알칼리 금속에 의해 염화된 것인 모발 케어용 국소 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 에스테르의 분자량은 10³ 내지 10⁷ 달톤(dalton)인 것인 모발 케어용 국소 조성물.
청구항 3에 있어서, 상기 분자량은 10⁴ 내지 10⁶ 달톤인 것인 모발 케어용 국소 조성물.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서, 글리코사미노글리칸 에스테르 수산기(hydroxyl)에서 리포산의 에스테르화도는 0.01 내지 1×N이고, N은 반복 단위에 존재하는 유리 알코올 기의 개수이며, 글리코사미노글리칸 에스테르 수산기에서 포름산의 에스테르화도는 0 내지 0.20인 것인 모발 케어용 국소 조성물.
청구항 1에 있어서, 글리코사미노글리칸 에스테르 수산기에서 리포산의 에스테르화도는 0.01 내지 0.2×N이고, N은 반복 단위에 존재하는 유리 알코올 기의 개수이며, 글리코사미노글리칸 에스테르 수산기에서 포름산의 에스테르화도는 0 내지 0.20인 것인 모발 케어용 국소 조성물.
청구항 1에 있어서, 아연 염 및/또는 은 염을 리포산 함량 대비 금속의 몰비율 0.1 내지 10으로 더 포함하는 모발 케어용 국소 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 모발 케어는 미용적 모발 재생, 강화 및 탈모 방지인 것인 모발 케어용 국소 조성물.
청구항 8에 있어서, 남성형 탈모 및 휴지기 탈모 상태의 치료를 위한 것인 모발 케어용 국소 조성물.