MX2014000327A

MX2014000327A - Sistema de generacion de oxigeno de dos partes.

Info

Publication number: MX2014000327A
Application number: MX2014000327A
Authority: MX
Inventors: Bhalchandra M Karandikar; Sunita J Macwana; Zhongju Liu Zhao
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-02-19
Also published as: US20130028810A1; EP2736605B1; JP6188691B2; US9181093B2; JP2014527041A; CN103717264A; CA2840713A1; AU2012291750B2; EP2736605A2; CN103717264B; MX348529B; WO2013017995A3; WO2013017995A2; AU2012291750A1; CA2840713C

Abstract

Se proporciona un atomizador de dos partes para la liberación y el suministro de oxígeno mediante el uso de una primera parte que es una solución que contiene peróxido y una segunda parte que es un catalizador de nanopartículas de dióxido de manganeso. Cuando las dos partes se mezclan, la consiguiente reacción resulta en la liberación de oxígeno.

Description

SISTEMA DE GENERACIÓN DE OXÍGENO DE DOS PARTES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente descripción se relaciona con la generación de oxígeno para su uso en formulaciones cosméticas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La falta de oxígeno, es decir hipoxia, es padecida comúnmente por las personas en sus extremidades cuando envejecen debido a la poca circulación de la sangre al igual que aquellos con condiciones tales como diabetes. Los estudios también han mostrado la baja tensión de oxígeno, por debajo de lo normal, en las pieles de personas mayores. Esto lleva a menudo a una salud deficiente de la piel y a una presencia excesiva de condiciones visibles tales como arrugas, sequedad y baja elasticidad en la piel. A través de los años, los fabricantes de cosméticos han dado a conocer formulaciones para la piel con una gran variedad de ingredientes tales como emolientes, exfoliantes, humectantes, etc., para retrasar estos efectos relacionados con la edad y mejorar y mantener la salud en la piel. No se ha practicado en general el atacar directamente el problema de baja de oxígeno.

El suministro de oxígeno hacia la piel para uso común es un reto tecnológico, dado que el oxígeno es muy reactivo e inestable. No se pueden proporcionar altas concentraciones de oxígeno para uso en el hogar debido a su inestabilidad. Sin embargo, el oxígeno se puede proporcionar en forma de un peróxido y un catalizador de la descomposición del peróxido según la publicación de la patente de E.U.A. 2006/0121101 de Ladizinsky. Esta publicación proporciona tal tratamiento para la piel intacta a través del uso de un aposito que se aplica a un área de la piel. El aposito generalmente tiene un depósito que se puede romper que contiene una composición acuosa de peróxido de hidrógeno y una capa de hidrogel que tiene un catalizador de la descomposición del peróxido. Desafortunadamente la descomposición catalítica de peróxido de hidrógeno a oxígeno es muy rápida y así el aposito tiene una capa que es impermeable al oxígeno en el exterior de forma tal que el oxígeno es retenido contra la piel durante el mayor tiempo posible. Aunque este aposito es útil para pequeñas áreas de la piel, debe quedar claro que es inviable para áreas grandes o para áreas de piel de forma irregular.

Alternativamente, Devillez (patente de E.U.A. 5,736,582) propone el uso de peróxido de hidrógeno en lugar del peróxido de benzoilo en composiciones de tratamiento de la piel que contienen también solventes para el peróxido de hidrógeno. Esto permite que el peróxido de hidrógeno permanezca por debajo de un nivel que podría dañar la piel y que permanezca en la solución en concentraciones mayores. Se ha demostrado que un solvente tal como la dimetil isosorbida junto con agua es efectivo. No está presente un catalizador de la descomposición del peróxido. Desafortunadamente, no se ofrecen datos sobre la concentración o generación de oxígeno, ni tampoco del tiempo que se requiere para la liberación del oxígeno. Aunque este método parece ser un avance sobre las composiciones que contienen oxígeno, la falta de datos dificulta hacer juicios objetivos sobre la efectividad general de este enfoque. Sin embargo, teniendo en cuenta las concentraciones de peróxido, no es probable que se generen volúmenes significativos de oxígeno.

Existe la necesidad de una forma fácil de usar para aplicar oxígeno en la piel. Dicho método y/o producto debe tener relativamente pocos componentes y debe ser automático para usarse, sin la necesidad de apositos especiales u otros requisitos incómodos. Un producto que se puede utilizar de una forma similar a los productos conocidos sería más fácilmente aceptado por el consumidor.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN El problema discutido con anterioridad ha encontrado una solución en gran medida en la presente descripción, la cual describe el uso de nanopartículas de dióxido de manganeso (Mn02) las cuales, cuando se añaden al peróxido que contiene parte de la composición tópica, generan oxígeno rápida y efectivamente. Las partículas de dióxido de manganeso que no son nanopartículas no presentan este comportamiento.

Un atomizador de dos partesA en donde una parte tiene nanopartículas de dióxido de manganeso con un tamaño promedio entre aproximadamente 1 y 1000 nanómetros y la otra parte contiene peróxido de hidr0genoA tiene un buen desempeño al llevar oxígeno a la piel.

Las composiciones tópicas descritas que tienen una parte que contiene un catalizador y una parte con un precursor de oxígeno pueden ser acuosas, no acuosas o una mezcla de las dos emulsiones, por ejemplo. Ambas composiciones aceite en agua (ac/ag) o agua en aceite (ag/ac) están contenidas en la presente descripción. Para ofrecer propiedades adicionales deseables cosméticamente, las composiciones del componente (con catalizador y/o precursor de oxígeno) pueden contener otros ingredientes tales como polímeros naturales o sintéticos, hidratantes, humectantes, modificadores de viscosidad, emolientes, mejoradores de textura, agentes bloqueadores de rayos UV, colorantes, pigmentos, cerámicas (humo de sílice, dióxido de titanio, arcillas naturales y sintéticas), antioxidantes, fragancias, etc.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Ahora se hará referencia a detalle a una o más modalidades de la invención, ejemplos de la invención, ejemplos de las cuales se ilustran en los dibujos. Cada ejemplo y modalidad se proporciona a manera de explicación de la invención y no tiene la intención de limitar la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de una modalidad se pueden utilizar con otra modalidad para producir aún otra modalidad más. Se pretende que la invención incluya éstas y otras modificaciones y variaciones que estén dentro del espíritu y alcance de la invención.

La aplicación de oxígeno a la piel puede ayudar a aliviar un número de problemas provocados por el envejecimiento tales como salud deficiente de la piel y una excesiva presencia de condiciones visibles tales como arrugas, sequedad y baja elasticidad de la piel. El oxígeno aplicado a la piel puede ayudar a retardar estos efectos relacionados con la edad y a mejorar y mantener la salud de la piel.

Al aplicar oxigeno a la piel de manera tópica a través de la aplicación de una composición líquida o de espuma es un método conveniente, fácil y rápido de proporcionar los beneficios deseados mencionados anteriormente. Una formulación de dos partes como la descrita en el presente ayuda a asegurar que el oxígeno se encuentre disponible para su uso y no se pierda durante el almacenamiento. Proporcionar oxígeno en forma de un peróxido ayuda a asegurar que el oxígeno permanezca presente hasta que se necesite, dado que el oxígeno es una sustancia fugaz que es altamente reactiva. Catalizar el peróxido con dióxido de manganeso para producir oxígeno a demanda permite al consumidor escoger cuándo suministrar el oxígeno. Sin embargo, es importante con sistemas de dos partes, que los dos componentes se mezclen completamente para asegurar que se libera la máxima cantidad de oxígeno para proporcionar el máximo beneficio.

El dióxido de manganeso en tamaño de nanopartícula significa partículas en el rango de 1 a 1000 nanómetros, mas deseablemente de 5 a 500 nanómetros y aún más deseablemente de 50 a aproximadamente 300 nanómetros. La solución base puede ser un líquido, gel, espuma o emulsión de aceite en agua o agua en aceite. Ejemplos de soluciones base se muestran a continuación. La concentración de dióxido de manganeso en la solución base puede ser entre 500 y 10000 ppm, más deseablemente entre aproximadamente 900 y 5000 ppm, y la concentración de peróxido de hidrógeno generalmente de una cantidad positiva a aproximadamente 3 por ciento en peso.

Una vez hecha la solución base que contiene las nanopartículas de dióxido de manganeso, se puede almacenar para su uso posterior sin el deterioro del dióxido de manganeso. Asimismo, el segundo componente, el peróxido de hidrógeno, se puede almacenar de forma separada sin deteriorarse bajo las condiciones adecuadas. Una vez que se desea liberar el oxígeno del peróxido de hidrógeno y tratar la piel, los dos componentes deben mezclarse completamente para liberar la máxima cantidad de oxígeno.

Un sistema de suministro para los dos componentes puede ser una botella atomizadora que contiene depósitos separados y que mezcla los dos componentes en una boquilla al momento que estos salen de la botella. Los despachadores de dos parteSi también conocidos como despachadores de doble cámaraA están comercialmente disponibles de, por ejemplo, New High Glass Inc. de Miami, FL (ver www.newhighglass.net). La información de la compañía mencionada aquí es únicamente con propósito ilustrativo. La idoneidad de las composiciones de dos partes de la presente descripción para aplicación no se limita solamente a los despachadores de esta compañía, sino también se pueden utilizar despachadores de otra compañía siempre y cuando cumplan con los requisitos de funcionamiento. Los despachadores de dos partes, en donde el usuario puede ajusfar las proporciones de las dos partes, también son adecuados para su uso con la presente descripción. También existen despachadores similares para combinar dos partes y formar aerosoles o atomizadores. Un despachador como tal está disponible de Lindal Group de Alemania (www.lindalgroup.com) y se identifica como sistema "bolsa-en-bolsa" con "bolsa en válvula". Las patentes publicadas (ver US 5,402,916 y las referencias mencionadas allí se incorporan al presente en su totalidad) describen tales sistemas de atomizador de dos partes.

Ejemplo 1: Preparación de nanopartículas de dióxido de manganeso 1 .87 gramos de clorhidrato de polialilamina (PAH, 15,000 Pm, 93.5 g/molar, de Sigma-Aldrich) se disolvieron en 50 mi de agua desionizada (Di) para preparar solución 0.4M. 0.79 gramos de permanganato de potasio (KMn04) (158.03 g/molar, de Riedel-de-Haen) se disolvieron en 50 mi de agua desionizada para dar solución 0.2 M. Ambas soluciones se mezclaron en un vaso de precipitado (con capacidad para 250 mi) a temperatura ambiente con un agitador magnético. Una vez mezcladas, el color de las soluciones mezcladas comenzó a cambiar de un rojo obscuro a un marrón oscuro, lo que indica que la reacción de reducción (KMn04 a dióxido de manganeso) estaba teniendo lugar. La solución en el vaso de precipitado se agitó durante la noche. Se confirmó la terminación de la reducción a dióxido de manganeso mediante un solo pico de absorción a ~ 350 nm en la espectroscopia ultravioleta-visible (UV-VIS) de la solución final. La solución de nanopartículas de dióxido de manganeso final tenía aproximadamente 4300 ppm en peso de dióxido de manganeso. Esta solución se diluyó en agua desionizada a 1000 ppm de solución de reserva para su uso posterior.

Ejemplo 2: Pruebas de formulaciones acuosas de dos partes para generación de oxígeno a demanda.

Las formulaciones de dos partes prototipo se prepararon para demostrar la factibilidad de un producto de generación de oxígeno a demanda. La parte uno consistió en peróxido de hidrógeno al 0.9% en p/p hecho a partir de una solución de peróxido de hidrógeno al 35% en p/p (Spectrum HY1 15; New Brunswick, NJ). La parte dos con diversas concentraciones (100 ppm, 75 ppm, 50 ppm y 25 ppm en peso) de nanopartículas de dióxido de manganeso (NP de dióxido de manganeso) se diluyó a partir de una solución de reserva de 1000 ppm según el ejemplo 1. Se combinaron las partes uno y dos en una proporción de 1 :1 por volumen para descomponer el peróxido de hidrógeno en oxígeno. Las muestras de las pruebas se realizaron al combinar cuidadosamente alícuotas del mismo volumen (2 mi) de solución de NP de dióxido de manganeso (variando la concentración de dióxido de manganeso) en diferentes Tubos Falcon de 5 mi con alícuotas de 2 mi de peróxido de hidrógeno al 0.9% acuoso. Se realizó una muestra de control al combinar 2 mi de peróxido de hidrógeno al 0.9% acuoso y 2 mi de agua desionizada. Se observaron el color de la parte dos (variando las concentraciones de NP de dióxido de manganeso) antes de la adición de la parte uno y el color de la mezcla (la parte 1 y parte dos combinadas) (descripción en la Tabla 1 ). Todas las muestras de las pruebas y el control se evaluaron para el peróxido de hidrógeno restante inmediatamente después de combinar las dos partes durante 0-2 minutos y durante 60 minutos. Para propósitos de evaluación, una alícuota (150 microlitros) de la mezcla se sometió a prueba para el peróxido remanente utilizando el ensayo de la peroxidasa de rábano (HRP por sus siglas en inglés) (descrito en el ejemplo 3). Nótese que la reacción de descomposición del peróxido de hidrógeno fue muy rápida y formó muchas burbujas de oxígeno, lo que provocó efervescencia. Por separado, al utilizar muestras de pruebas hechas de forma idéntica, se midió el flujo de oxígeno a través de una membrana de polietileno en una solución salina (como se describe en el ejemplo 4). Como se muestra en la Tabla 1 , cantidades de 75 ppm y mayores de dióxido de manganeso con tamaño de nanopartícula (NP de dióxido de manganeso) descomponen completamente el peróxido de hidrógeno al 0.9% acuoso. A pesar de que el color de la solución de NP de dióxido de manganeso a 50 ppm o menos es amarillo claro fue estéticamente aceptable. De manera interesante, las soluciones combinadas (Partes 1 y 2) se volvieron incoloras excepto cuando la NP de dióxido de manganeso inicial fue de 100 ppm. Este resultado fue inesperado dado que esta observación no se reportó en la literatura publicada, según nuestro mejor saber y entender.

Tabla 1 Descomposición de peróxido de hidrógeno al 0.9%: ((control -muestra )/control)*100 Control: peróxido de hidrógeno al 0.9% (No NP de dióxido de manganeso) Muestra: Peróxido de hidrógeno al 0.9% + NP de dióxido de manganeso (variación de ppm) Ejemplo 3: El ensayo de la peroxidasa de rábano empleado para medir el peróxido de hidrógeno remanente en las muestras y controles de la prueba.

La peroxidasa de rábano (HRP) cataliza la reacción del peróxido de hidrógeno, oxidando el sustrato cromogénico o-fenileniamina (OPD por sus siglas en inglés). La velocidad de descomposición de peróxido se puede medir espectrofotométricamente a 490 nm. El ensayo descrito a detalle en otra parte (ver la referencia a continuación) se modificó para el presente trabajo.

Referencia: Fornera S, Walde P., cuantificación espectrofotométrica de peroxidasa de rábano con o-fenileniamina. Bioquímica Anatítica 2010, 15 de diciembre; 407(2):293-5. Publicación electrónica 2010 6 de agosto. Departamento de materiales, ETH Zurich, CH-8093 Zurich, Suiza.

Ejemplo 4: Medición del flujo de oxígeno a partir de una formulación acuosa de dos partes.

La velocidad de descomposición de peróxido de hidrógeno enumerada en la Tabla 1 (Ejemplo 2) fue confirmada mediante la medición del flujo de oxígeno a 25°C. La parte uno (la porción de peróxido de hidrógeno al 0.9%) y la parte dos (NP de dióxido de manganeso) se prepararon recientemente y se mezclaron en una proporción de 1 :1 ; 1.2 mi de peróxido de hidrógeno al 0.9% acuoso con 1.2 mi de NP de dióxido de manganeso se mezcló directamente en la membrana de polietileno (PE) (de ~ 25 micrones de grosor) de una celda de Franz. La membrana actuó como una pared flexible de la celda de Franz que se llenó con solución salina saturada de aire. La celda estaba equipada con una sonda de medición de oxígeno disuelto (sonda Foxy® de Ocean Optics, FL). La sonda de oxígeno disuelto permite el monitoreo de la absorción de oxígeno por parte de la solución salina en ppm en el tiempo. Una vez que la mezcla se colocó en la celda, se monitoreó la concentración de oxígeno en la solución salina. Tras un retraso inicial de ~ 5 minutos, la concentración de oxígeno comenzó a aumentar linealmente con el tiempo durante los siguientes 60 minutos. Utilizando el valor de la pendiente lineal, el flujo de oxígeno (mg/cm2/min) se calculó utilizando un modelo matemático simple. Los valores del flujo de oxígeno medidos para varias muestras se enumeran en la Tabla 1. Como uno puede ver, un aumento en el flujo corresponde con el aumento de la descomposición de peróxido con el aumento de las concentraciones de NP de dióxido de manganeso. El valor del flujo más alto - 0.37 fue muy cercano al valor del flujo de ~ 0.4 observado por separado para una solución acuosa saturada con oxígeno en 1 atmosfera y a 25°C.

La cámara de celda de Franz.

La cámara de celda de Franz es un ensayo de permeabilidad en la piel in vitro utilizado frecuentemente en el desarrollo de formulaciones. El aparato de celdas de Franz consiste en dos cámaras principales separadas por una membrana. A pesar de que se puede utilizar piel animal a manera de membrana, también son adecuadas la piel humana u otras membranas tales como el polietileno utilizado anteriormente. El producto sometido a prueba se aplica a la membrana mediante la cámara superior. La cámara inferior contiene un fluido del cual se toman muestras a intervalos regulares para su análisis. Esta prueba determina la cantidad de activo que ha permeado en la membrana en cada punto en el tiempo. La cámara se mantiene a una temperatura constante. Dependiendo del vehículo, la proporción de permeabilidad que se determina mediante el análisis de las celdas de Franz puede variar significativamente (tal vez de 10 a 50 veces).

Ejemplo 5: Efecto de los co-catalizadores en la velocidad de la descomposición de peróxido.

Los co-catalizadores (bases inorgánicas) como el bicarbonato de sodio (Na2C03) y el hidróxido de calcio (Ca(OH)2) tan bajos como 0.11 M, mejoran la velocidad de la descomposición de peróxido de hidrógeno en combinación con los bajos niveles de concentración de NP de dióxido de manganeso. Una cantidad tan baja como 50 ppm de NP de dióxido de manganeso al someterse a prueba en combinación con 0.11 M de co-catalizador descompone completamente el peróxido de hidrógeno al 0.9% acuoso inmediatamente a demanda (Tabla 2).

Para estudiar el efecto de los co-catalizadores, se tomaron 2 mi de peróxido de hidrógeno al 0.9% acuoso (Spectrum HY-1 15) en un tubo Falcon de 5 mi a los que se añadieron 1.9 mi de una concentración de NP de dióxido de manganeso particular y 0.1 mi de de Na2C03 0.11 . Por separado, se sometieron a prueba las mismas proporciones utilizando 0.1 mi de una solución de Ca(OH)2 0.11 M. De manera similar, cada concentración de NP de dióxido de manganeso (25 ppm, 50 ppm, 75 ppm y 100 ppm) se sometió a prueba por separado. También se evaluó una muestra que no contenía nada de NP de dióxido de manganeso (no se muestra los datos) al mezclar 2 mi de peróxido de hidrógeno al 0.9% acuoso (peróxido de hidrógeno) con2 mi de agua desionizada. La mezcla de reacción se sometió a prueba en 2 minutos de mezclado mediante el ensayo de HRP como se describe en el ejemplo anterior.

Tabla 2 Descomposición de peróxido de hidrógeno al 0.9%: ((control -muestra )/control)*100 Control: Peróxido de hidrógeno al 0.9% (No NP de dióxido de manganeso) Muestra: Peróxido de hidrógeno al 0.9% + cantidad de NP de dióxido de manganeso (ppm) + co-catalizador Claramente, con el co-catalizador presente en las muestras de prueba, la descomposición de peróxido de hidrógeno al 100% se observó para una cantidad tan baja de 25 ppm de dióxido de manganeso (Tabla 2).

En contraste, se requirió casi 4 veces más de dióxido de manganeso (100 ppm) para llevar a la terminación de la descomposición sin la presencia del co-catalizador (ver la Tabla ).

Para poder entender si los co-catalizadores causan este efecto catalítico en su alcalinidad, medimos el pH de las soluciones sometidas a prueba. Los datos (presentados en la Tabla 3) muestran que el pH de soluciones que contienen Ca(OH)2 oscila entre 10.2 y 10.8 y para aquéllas que contienen Na2C03, oscila entre 9.9 y 11. Por lo tanto, el efecto catalítico se debió de hecho al aumento de la alcalinidad de las soluciones sometidas a prueba. Mientras que un pH superior al neutro permite una descomposición de peróxido mayor, generalmente no es deseable en formulaciones del cuidado de la piel. Es preferente que el pH sea casi neutro o ligeramente ácido (de 6 a 7.5).

Tabla3 Descomposición de peróxido de hidrógeno al 0.9%: ((control -muestra )/control)*100 Control: Peróxido de hidrógeno al 0.9% (No NP de dióxido de manganeso) Muestra: Peróxido de hidrógeno al 0.9% + cantidad de NP de dióxido de manganeso (ppm) + co-catalizador.

Ejemplo 6: Efecto del pH neutro en la descomposición de peróxido de hidrógeno en presencia de co-catalizadores.

Para estudiar el efecto del pH en la proporción de la descomposición de peróxido de hidrógeno cerca de la condición neutra (pH 6 - 7.5), las soluciones de las pruebas con co-catalizadores se acidificaron utilizando ácido clorhídrico (HCI) 0.1 M a un pH de 7.5. Con diferentes concentraciones de NP de dióxido de manganeso en presencia de co-catalizadores, el cambiar el pH de alcalino (Tabla 3) a neutro (Tabla 4) disminuyó ligeramente la velocidad de la descomposición de peróxido de hidrógeno. Así, para obtener una descomposición de peróxido de hidrógeno al 100% bajo condiciones neutras se requiere una mayor cantidad de NP de dióxido de manganeso (75+ ppm) comparado con 25 ppm de NP de dióxido de manganeso bajo condiciones alcalinas. Como antes, las soluciones sometidas a prueba en este experimento se evaluaron para la descomposición de peróxido mediante el método del ejemplo 5.

Tabla 4 Descomposición de peróxido de hidrógeno al 0.9%: ((control -muestra )/control)*100 Control: Peróxido de hidrógeno al 0.9% (No NP de dióxido de manganeso) Muestra: Peróxido de hidrógeno al 0.9% + cantidad de NP de dióxido de manganeso (ppm) + co-catalizador.

Ejemplo 7: Efecto de la viscosidad de Amigel® en la descomposición del peróxido de hidrógeno.

El propósito de este ejemplo es hacer prototipos de gel con diferentes concentraciones de Amigel® para examinar el efecto de la viscosidad en la reacción de descomposición de peróxido de hidrógeno de un sistema de dos partes. Se preparó una solución de reserva de Amigel® al 10%, de un biopolímero natural y un ingrediente cosmético. En resumen, 60 gramos de Amigel® (from Alban Muller) se mezclaron con 540 gramos de agua desionizada a 90 grados Celsius para producir una solución de reserva de Amigel® al 10% en p/p. Esta solución de reserva además se diluyó para preparar una solución de Amigel® al 1.0% en p/p, 0.5% en p/p y 0.25% en p/p.

Un sistema de gel de dos partes se preparó con el Amigel® al 1.0% en p/p, 0.5% en p/p y 0.25% en p/p. La primera parte era un Amigel® de peróxido de hidrógeno al 0.9% ; se añadieron 0.64 gramos (peróxido Spectrum al 35%) y se mezclaron con 25 gramos de soluciones Amigel® al 1.0%, 0.5% y 0.25% en p/p, por separado. La segunda parte eran las 25 ppm de Amigel® de NP de dióxido de manganeso; se añadieron 0.145 mi (4300 ppm, solución de reserva de NP de dióxido de manganeso preparada en el Ejemplo 1 ) y se mezclaron con 25 gramos de soluciones de Amigel® al 1.0%, 0.5% y 0.25% en p/p, por separado. Para analizar la velocidad de la descomposición de peróxido de hidrógeno, se mezclaron 2.0 mi de la porción de Amigel® de peróxido de hidrógeno al 0.9% con 1.9 mi de la porción de 25 ppm de Amigel® de NP de dióxido de manganeso a la cual se le añadió 0.1 mi. de co-catalizador (Na2C03 0.11 M). La mezcla de reacción se sometió a prueba mezclándola durante 2 minutos utilizando el ensayo de la HRP como se explica en el ejemplo 3. Cada concentración de peróxido de hidrógeno al 0.9% en 1.0%, 0.5% y 0.25% en p/p de Amigel® se sometió a prueba por separado. De manera similar, la cantidad de 25 ppm de NP de dióxido de manganeso en Amigel® al 1.0%, 0.5% y 0.25% en p/p se sometió a prueba por separado.

Como se puede observar a partir de los resultados en la Tabla 5, la viscosidad no tuvo efecto alguno sobre la reacción de descomposición de peróxido de hidrógeno de un sistema de dos partes.

Tabla 5 Descomposición de peróxido de hidrógeno al 0.9%: ((control muestra )/control)* 00 Control: Peróxido de hidrógeno al 0.9% en Amigel® (1 %, 0.5% 0.25%) sin NP de dióxido de manganeso Muestra: Peróxido de hidrógeno al 0.9% (1 %, 0.5% o 0.25%) cantidad de NP de dióxido de manganeso (ppm) en Amigel® (1%, 0.5% 0.25%) + Na2C03 0.1 1 M (co-catalizador).

Ejemplo 8: Estabilidad de la vida útil del peróxido de hidrógeno al 0.9% (Spectrum HY115) a 25°C y 40°C.

Es deseable para cualquier formulación cosmética, una estabilidad razonable de un año o más para cumplir con los requisitos de vida útil de la industria. Este estudio sometió a prueba la estabilidad del peróxido de hidrógeno al 0.9% hecho a partir de una solución de peróxido de hidrógeno al 35% (Spectrum HY1 15; New Brunswick, NJ). La medida de la estabilidad fue menor a 10% de pérdida de la concentración inicial en el peróxido de hidrógeno al final del período de prueba acelerado de 12 semanas a 40°C. Las muestras conservadas a 25°C sirvieron como controles.

Las pruebas se hicieron con una muestra de tamaño de n=3. En resumen, 1.28 mi de peróxido Spectrum HY115 al 35% se añadieron a 48.72 mi de agua desionizada para hacer 50 mi de una solución del peróxido de hidrógeno al 0.9%. Tres de los tubos de ensayo con tapa de rosca de 50 mi con peróxido de hidrógeno al 0.9% se colocaron en una incubadora con temperatura controlada a 25°C y los otros tres tubos de ensayo con peróxido de hidrógeno al 0.9% se colocaron en una incubadora con temperatura controlada a 40°C. El día 0 (día de la preparación) se evaluó el contenido de peróxido de cada uno de los tubos utilizando el ensayo de HRP como se describe en el ejemplo 3. Cada semana, se evaluó el contenido de peróxido de las muestras a 25°C y 40°C utilizando el ensayo de HRP como se describió en el ejemplo 3. Las muestras se maduraron a 40°C durante 12 semanas que corresponden a 2 años de vida útil. Los resultados se presentan en la Tabla 6. Se observó un cambio insignificante en la concentración de peróxido de hidrógeno en las muestras a 25°C después de 12 semanas. Sin embargo, para las muestras a 40°C se observó una caída en la concentración del peróxido de hidrógeno de ~ 20% desde el inicio después de 3 semanas. Después de eso, no se observó cambio alguno durante 12 semanas. Considerando que estas muestras fueron de naturaleza experimental, la estabilidad es aceptable.

Tabla 6 Ejemplo 9: Estabilidad de la vida útil de 100 ppm de NP de dióxido de manganeso a 40°C.

Como se mencionó en el ejemplo 8, es importante que la solución que contiene NP de dióxido de manganeso también presente su actividad a lo largo de su vida útil total. Este ejemplo describe un estudio realizado para probar la estabilidad de 100 ppm de una solución de NP de dióxido de manganeso a 40°C. Escogimos una solución de 100 ppm, dado que la estabilidad de una alta concentración generalmente implicará una buena estabilidad de todas las soluciones menores a 100 ppm.

Se prepararon 50 mi de una solución de 100 ppm de NP de dióxido de manganeso a partir de la solución de reserva conforme el Ejemplo 1. La solución de 100 ppm de NP de dióxido de manganeso en un tubo de polipropileno Falcon se colocó en una incubadora con control de temperatura a 40°C durante 12 semanas. La estabilidad de la solución de NP de dióxido de manganeso se midió mediante su habilidad de descomponer la solución de peróxido de hidrógeno al 0.9%. Cada punto del tiempo se indica en la Tabla 7, 0.5 mi de la solución de 100 ppm de NP de dióxido de manganeso se distribuyó en alícuotas en un tubo Falcon de 5 mi al cual se añadió solución de peróxido de hidrógeno al 0.9% (como se preparó en el ejemplo 8). También se evaluó una muestra de control (no se muestran los datos); 2 mi de peróxido de hidrógeno al 0.9% acuoso (peróxido de hidrógeno) se tomaron en un tubo Falcon de 5 mi al cual se añadieron 2 mi de agua desionizada. La reacción generó una rápida efervescencia con la liberación de oxígeno en el plazo de 2 minutos del mezclado. La velocidad de la descomposición de peróxido con las 100 ppm de NP de dióxido de manganeso se evaluó utilizando un el ensayo de HRP como se describe en el ejemplo 3.

Los resultados a continuación en la Tabla 7 indican que la solución de 100 ppm de NP de dióxido de manganeso conservada a 40°C fue parte activa de la descomposición del peróxido de hidrógeno al 0.9%; 100% de la descomposición hasta 6 semanas y entre 94% - 98% posteriormente hasta 12 semanas, lo que es muy bueno.

Tabla 7 Descomposición de peróxido de hidrógeno al 0.9%: ((control - muestra )/control)*100.

Control: Solamente peróxido de hidrógeno al 0.9% (No NP de dióxido de manganeso).

Muestra: Peróxido de hidrógeno al 0.9% + 100 ppm de NP de dióxido de manganeso.

El trabajo experimental anterior muestra que bajo condiciones alcalinas a 25°C, la descomposición de peróxido de hidrógeno es completa, es decir de 100% utilizando tan poco como 25 ppm de una solución que contiene nanopartículas de dióxido de manganeso. Sin embargo, cuando el pH se cambió a una condición más neutral, es decir un pH de aproximadamente 7 - 7.5, se requirió una concentración de 75 ppm o mayor de nanopartículas de dióxido de manganeso en solución para obtener una descomposición de peróxido de hidrógeno al 100%.

Se midió el flujo de oxígeno a través de una membrana de PE (área: 8 cm2) a 25°C a partir de una mezcla reciente de peróxido de hidrógeno (0.9% en peso) y una solución de nanopartículas de dióxido de manganeso (25 ppm) (2.4 g. en total). Esto generó una descomposición de peróxido al 100% y se encontró que el flujo era de ~ 0.38 microgramos de oxígeno/cm2/min. Este valor era comparable con el valor del flujo de oxígeno obtenido para una solución of oxígeno acuosa preparada mediante el burbujeo de oxígeno gaseoso puro a 1 atmosfera (0.4 microgramos de oxígeno/cm2/min). En contraste, el producto comercial en gel de Sephora proporcionó un flujo de oxígeno de ~ 0.18 microgramos de oxígeno/cm2/min. Obsérvese que una solución acuosa en equilibro con el oxígeno gaseoso puro a 1 atmosfera y 25°C contiene ~ 40 ppm de oxígeno disuelto. En comparación, bajo condiciones de aire ambiental (Presión total: 1 atmosfera y presión parcial del oxígeno ~ 0.2 atmosferas y 25°C), la cantidad de oxígeno disuelto en agua es de ~ 8 ppm.

En otras palabras, las composiciones acuosas descritas en el presente fueron capaces de producir soluciones que contienen oxígeno disuelto sobresaturado, a demanda y fueron capaces de distribuir oxígeno el doble de rápido que el producto en gel disponible en Sephora. Debido a la mayor disponibilidad de oxígeno disuelto en las composiciones descritas en el presente (~ 40 ppm contra 8 ppm de una solución saturada de aire), las composiciones deben ofrecer un mayor beneficio terapéutico de oxígeno en virtud de una penetración más rápida. La penetración más rápida es debido a un incremento en la fuerza impulsora o un incremento en el diferencial entre la concentración de oxígeno en la piel y en la composición.

Ejemplo 10: Solución base como espuma (pronosticado).

Una composición de espuma de 2 partes para generar 02 es preparada mediante la modificación del ejemplo descrito en la columna 3 (líneas 65-75) de la patente de E.U.A. 3,423,330. La parte que contiene el peróxido de hidrógeno se prepara mediante el mezclado de los mismos componentes descritos en el ejemplo, excepto la cantidad de peróxido de hidrógeno que es 1% en peso. La cantidad de agua correspondiente se aumenta a 84% en peso. La cantidad de ingredientes surfactantes se mantiene igual.

La parte que contiene las nanopartículas de dióxido de manganeso también se prepara de conformidad con el ejemplo descrito en la patente citada con anterioridad, excepto que el peróxido se omite como ingrediente y las nanopartículas de dióxido de manganeso se incluyen. El dióxido de manganeso se añade a la composición en la forma de su concentrado preparado en el Ejemplo 1. La cantidad de concentrado se ajusta ara obtener ~ 100 ppm de dióxido de manganeso con el ajuste apropiado al agua añadida. Las porciones están contenidas en un despachador de 2 partes descrito anteriormente para uso subsecuente. La proporción de las dos partes que salen del despachador se mantiene en una proporción de 1 :1 a pesar de que también se puede mantener otra proporción.

Ejemplo 11 : Solución base como emulsión (pronosticado).

Se preparó una emulsión de aceite en agua conforme al ejemplo 2 de la patente de E.U.A. 4,485,091 con pocas modificaciones de la siguiente manera. Se omitió el componente de ácido láctico y la cantidad de peróxido de hidrógeno se cambió a 1% en peso. La parte que contiene el peróxido de hidrógeno se hace incorporando estos cambios.

La parte que contiene el dióxido de manganeso también se hace utilizando la misma emulsión a base de aceite en agua pero con los siguientes cambios. Se omite el ácido láctico y el concentrado de nanopartículas de dióxido de manganeso acuoso (del ejemplo 1 de esta solicitud) se añade en una cantidad que producirá ~ 100 ppm de dióxido de manganeso. Finalmente se añade una cantidad apropiada de agua para completar el balance de materia y la preparación de la emulsión.

Entonces se empacan las dos partes en un despachador de bomba de cámara doble para su uso posterior.

Aunque la divulgación ha sido descrita a detalle con respecto a modalidades específicas de las mismas, será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar varias alteraciones, modificaciones y otros cambios a la descripción sin alejarse del espíritu y alcance de la presente descripción. Por lo tanto, se pretende que las reivindicaciones cubran todas las modificaciones, alteraciones y otros cambios contenidos en las reivindicaciones anexas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un atomizador de dos partes para la liberación y suministro de oxígeno que comprende una primera parte de una solución que contiene peróxido y una segunda parte de un catalizador de nanopartículas de dióxido de manganeso el cual, cuando se mezcla con dicha solución que contiene peróxido, da como resultado la liberación de oxígeno.

2. El atomizador de dos partes de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dicho atomizador puede ser acuoso, no acuoso o una mezcla de los mismos.

3. El atomizador de dos partes de conformidad con la reivindicación 1 además comprende polímeros naturales o sintéticos, hidratantes, humectantes, modificadores de viscosidad, emolientes, mejoradores de textura, agentes bloqueadores de rayos UV, colorantes, pigmentos, cerámicas como el humo de sílice, dióxido de titanio, arcillas naturales y sintéticas y antioxidantes y fragancias y mezclas de los mismos.

4. El atomizador de dos partes de conformidad con la reivindicación 1 , en donde una parte tiene nanopartículas de dióxido de manganeso con un tamaño promedio de entre aproximadamente 1 y 1000 nanómetros.

5. El atomizador de dos partes de conformidad con la reivindicación 1 , en donde una parte tiene nanopartículas de dióxido de manganeso con un tamaño promedio de entre aproximadamente 5 y 500 nanómetros.

6. El atomizador de dos partes de conformidad con la reivindicación 1 , en donde una parte tiene nanopartículas de dióxido de manganeso con un tamaño promedio de entre aproximadamente 50 y 300 nanometros.

7. El atomizador de dos partes de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la segunda parte puede ser un líquido, un gel, una espuma o una emulsión de aceite en agua o agua en aceite.

8. El atomizador de dos partes de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la concentración de dióxido de manganeso en la segunda parte es entre 500 y 10000 ppm.

9. El atomizador de dos partes de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la concentración de dióxido de manganeso en la segunda parte es entre 900 y 5000 ppm.

10. El atomizador de dos partes de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la concentración de peróxido de hidrógeno en la primera parte es de una cantidad positiva a aproximadamente 3% en peso.

11. Un atomizador de dos partes para la liberación y suministro de oxígeno que comprende una primera parte de una solución que contiene peróxido que contiene menos de 3% en peso de peróxido de hidrógeno y una segunda parte de un catalizador de nanopartículas de dióxido de manganeso, en donde dichas nanopartículas tienen un tamaño promedio de entre aproximadamente 50 y 300 nanometros y una concentración entre 900 y 5000 ppm, las dos partes, cuando se mezclan, dan como resultado la liberación of oxígeno.

12. El atomizador de dos partes de conformidad con la reivindicación 11 además comprende polímeros naturales o sintéticos, hidratantes, humectantes, modificadores de viscosidad, emolientes, mejoradores de textura, agentes bloqueadores de rayos UV, colorantes, pigmentos, cerámicas como el humo de sílice, dióxido de titanio, arcillas naturales y sintéticas y antioxidantes y fragancias y mezclas de los mismos.

13. Un sistema de suministro para una solución de atomizador de dos componentes que comprende un contenedor que tiene depósitos separados para cada uno de los dos componentes y que mezcla los dos componentes en una boquilla al momento que dejan el contenedor.

14. El sistema de suministro de conformidad con la reivindicación 13, en donde los dos componentes de la solución del atomizador comprenden una primera parte de una solución que contiene peróxido y una segunda parte de un catalizador de nanopartículas de dióxido de manganeso.