PT714418E - Melaninas cosmeticas - Google Patents

Description

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ΕΡ 0 714 418/PT DESCRIÇÃO “Melaninas cosméticas”

Campo do invento O presente invento refere-se à síntese de formas solúveis de melanina e suas composições, e aos métodos de uso dessas composições para conferir directamente à pele dos mamíferos, cores de aparência natural e para proteger, a pele contra a radiação ultravioleta.

Antecedentes do invento Já foi bem estabelecido que a incidência de melanoma e outros cancros da pele está a aumentar e que a radiação solar, particularmente a da gama dos ultravioletas (UV), constitui um importante factor de causa (Pawelek et ai, “Molecular cascades in UV-induced melanogenesis: A central role for melanotropins?”, Pigment Cell Research, 5: 348-356, 1992). A este respeito, os indivíduos com elevado teor de melanina na pele têm menor probabilidade de vir a sofrer de cancros da pele e outros danos induzidos pelo sol (rugas, lentigo solar, "envelhecimento”) do que os que possuem baixo teor de melanina na pele. O conhecimento público destes factos conduziu a um uso crescente de ecrãs solares comerciais que protegem a pele da penetração dos UV. Contudo, muitos indivíduos que usam ecrãs solares também gostariam de ter a pele com aparência bronzeada e os ingredientes activos da maior parte destes ecrãs solares não conferem à pele o tom bronzeado. Por outro lado, há diversos agentes disponíveis comerciálmente que conferem à pele o tom bronzeado mas poucos destes, ou mesmo nenhum, conferem protecção significativa contra os UV. Por exemplo, a di-hidroxiacetona (DHA) é de longe o ingrediente activo mais corrente entre todos os produtos de bronzeamento vendidos. Enquanto que a DHA confere à pele uma cor semelhante à da melanina, não revela protecção contra os UV. Apesar disso, o mercado comercial para a DHA é vasto, atestando o desejo de muita gente ter uma pele bronzeada.

Wolfram et al. (patente US 4,968,497) revelam o bioiizeamento por aplicação à pele de uma composição que compreende precursores da melanina ou compostos de tipo semelhante aos precursores da melanina. Não revelam nem reivindicam que a aplicação à pele de melaninas, quer naturais quer sintéticas, imitaria o bronzeamento da pele. Pelo contrário revelam que essas 2 85 830

ΕΡ 0 714 418/PT melaninas conferem “apenas bronzeamento superficial externo que é facilmente removido por lavagem com água ou esfregando com uma toalha”.

Herlihy (patente US 4,515,773) revela uma composição bronzeadora da pele, contendo um precursor da melanina e uma enzima de tirosinase numa base cosmética. Contudo, não revela ou reivindica a aplicação à pele de melaninas, naturais ou sintéticas.

Gaskin (patente US 4,806,344) descreve uma composição protectora do sol, que compreende “melanina” como um dos ingredientes. Gaskin revela ainda que a melanina é “sintetizada a partir da tirosinase e DOPA”. Não cita nem sugere que essa melanina seja sintetizada não enzimaticamente ou que compreenda precursores que confiram cargas negativas ou positivas ao polímero, tomando-o solúvel em soluções aquosas.

Abene e Chedekel (patente US 5,188,844) citam a modificação de cor de melaninas pré-formadas como método para produzir melaninas de vários matizes. Submeteram as melaninas pré-formadas, quer sintéticas quer naturais, a diversos procedimentos químicos de que resultam modificações de cor das melaninas. Não citam nem reivindicam que podem ser produzidas melaninas sintéticas de vários matizes por polimerização de um ou mais precursores adequados, obtendo-se melaninas de matizes e pesos moleculares previsíveis que não necessitam de mais modificações químicas.

As melaninas de mamíferos têm provado ser difíceis de estudar porque a sua solubilização frequentemente impõe tratamentos destrutivos como a fervura num alcali forte ou o uso de oxidantes fortes como o peróxido de hidrogénio. A este respeito Prota (Prota, Giuseppe, 1992, Melanins and Melanogenesis, Academic Press, Inc., Harcourt Brace Jovanovich, Publishers, San Diego, 290 pp. - especifícãmente Capítulo 1: II The Intractable Nature of Melanins, pp. 3-4) escreve: “Vários obstáculos são responsáveis pela lentidão do processo que marca a investigação de melaninas. Primeiro, as melaninas naturais são substâncias altamente insolúveis, de peso molecular presumivelmente elevado, e são portanto difíceis de separar dos outros componentes das células do organismo cm que ocorrem. Mesmo quando se isola uma melanina, é difícil saber se é ou não pura, se é que de facto o tenno “pura” pode ser correctamente aplicado a qualquer melanina”. 3 85 830

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Prota (Capítulo 4: IV, pp. 73-74) cita ainda que os estudos sobre a protecção de melaninas sintéticas se têm restringido a um pequeno número de precursores monoméricos e têm sido usualmente, mas não sempre, utilizadas técnicas de polimerização enzimática. Prota cita: “Um procedimento laboratorial que tem sido largamente usado para obter pigmentos semelhantes a eumelanina [síc] envolve a oxidação da L-tirosina ou L-dopa a pH neutro na presença de tirosinase, usualmente a enzima de cogumelos disponível comercialmente”... “Têm sido usados vários métodos de síntese incluindo 1) auto-oxidação na presença ou na ausência de iões metálicos; 2) oxidação enzimática com tirosinase ou peroxidase; e 3) oxidação anódica em meio tanto ácido como neutro”, (pp. 73-74)

Em contraste, o presente invento ensina que as moléculas de elevado peso molecular que apresentem as características físico-químicas das melaninas podem ser preparadas isentas de enzimas e de outras proteínas, através de pelo menos seis procedimentos específicos, não enzimáticos, obtendo-se com reprodutibilidade, por cada procedimento, melaninas diferentes de cores, espectros e pesos moleculares previsíveis. O presente invento ensina também que os precursores de partida para a síntese de melaninas solúveis pertencem a uma classe de compostos definidos por terem anéis aromáticos com grupos laterais ionizáveis. Além disto, durante a polimerização daqueles compostos, entidades moleculares adicionais são incorporadas na estrutura polimérica da melanina, melhorando portanto as propriedades da melanina tais como as características de cor/matiz e de manchar directamente a pele e cabelo. Esta incorporação vantajosa de entidades moleculares pode ser obtida por procedimentos não enzimáticos, obtendo-se por cada procedimento, de modo reprodutível, melaninas diferentes. O presente invento mostra que estas melaninas podem ser prontamente sintetizadas em quantidades à escala industria].' % >* ·

Pawelek et al., patente US 5,218,079, e mais tarde Orlow, Osber e Pawelek, 1992, Pigrnent Cell Research 5: 113-121, “Synthesis and Characterization of Melanins from Dihydroxyindole-2-Carboxylic Acid and Dihydroxyindole”, descreveram as condições em que a melanina pode ser sintetizada não enzimaticamente usando DHICA e/ou DHI como precursores monoméricos e que as melaninas sinLélicas resultantes compreendem 100-1000 subunidades monoméricas dos precursores. Mostrou-se ainda que a presença de resíduos de ácido carboxílico negativamente carregados (não protonados) sobre os monómeros de DHICA aumentou a solubilidade das DHICA-melaninas em soluções aquosas acima de pH 5. 4 85 830

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Pawelek et al. (pedido de patente US n° de série 016,330, depositado em 11 de Fevereiro 1993, pendente) descreveram as condições em que as melaninas podem ser sintetizadas não enzimaticamente, usando DHICA e/ou uma fenetilamiua, como a 3-aminotirosina, e que a presença de resíduos amino carregados positivamente (protonados) nos monómeros de 3-aminotirosina também acentua a solubilidade dos polímeros de melanina resultantes, em soluções aquosas numa larga banda de pH. A polimerização destas melaninas foi realizada acima de pH 7, na presença de oxigénio, e foi melhorada pela adição de agentes oxidantes como o peróxido de hidrogénio e também de sais de metais como o Cu2+. A presença de monómeros de 3-aminotirosina nas melaninas sintéticas conferiu um tom vermelho dourado à melanina. Pawelek et al. revelam que novas melaninas solúveis sintéticas podem ser criadas usando análogos adequados de DHICA ou da 3-aminotirosina onde estejam presentes, sobre as moléculas do precursor, grupos ionizantes laterais, como os grupos fosfato ou sulfato. Pawelek et al. revelam ainda que estas melaninas sintéticas solúveis podem ser utilizadas para diversos fins, incluindo o uso como cosméticos para conferir à pele e cabelo de mamíferos cores de aparência natural, bem como para oferecer protecção contra a luz ultravioleta. Pawelek et al. revelam ainda que um método para aumentar a aderência (capacidade de manchar directamente) destas melaninas à pele de mamíferos consiste em misturar as referidas melaninas com di-hidroxiacetona que aparentemente actua como agente de reticulação ligando por covalência as melaninas a vários componentes da pele e do cabelo, e.g. proteínas da pele.

Ainda que as melaninas resultantes nas referidas patentes acima descritas tenham muitas vantagens no seu modo de actuar, têm no entanto certas limitações nas suas bandas de cor, bem como na sua aderência à pele e cabelo. O presente invento apresenta um polímero sintético de melanina que compreende unidades derivadas de pelo menos um monómero escolhido entre ’3-aminotirosina, ácido di-hidroxibenzóico, ácido 3-amino-4-hidiOxibenzóico, tirosina, di-hidroxifenilalanina, ácido di-hidroxinaftaleno-sulfónico, 3-nitrotirosina, 3-dimetilaminofenol e ácido p-aminobenzóico, e pelo menos um co-monómero escolhido entre colesterol, di-hidroxicarbazol, aloína, emodina, ácido linoleico e ácido linolénico, tendo o(s) co-monómero(s) sido copolimerizado(s) com o(s) monómero(s), ficando o polímero aderente à pele humana e cabelo e sendo solúvel num tampão cosmético aquoso a pH e temperatura fisiológicos.

Os polímeros sintéticos de melanina do presente invento, aqui referidos como melaninas, são melaninas sintéticas que conferem à pele as cores da melanina verdadeira e são adequadas à 5 85 830

ΕΡ 0 714 418 / PT comercialização como “melaninas cosméticas”. Ainda que estas melaninas tenham várias utilizações e vantagens, talvez a mais importante de todas seja a de conferir à pele um bronzeamento oferecendo, ao mesmo tempo, protecção contra a radiação UV. O presente invento refere-se a melaninas cosméticas sintéticas que satisfaçam as exigências abaixo indicadas: 1) Cores de aparência natural 2) Adaptáveis a diferentes colorações de pele/cabelo 3) Composição natural dou orgânica 4) Polímeros de elevado peso molecular, isentos de monómeros e de reagentes 5) Absorvente da radiação ultravioleta 6) Solúvel em tampões cosméticos (e.g. trietanolamina, fosfato sódico) a pH e temperatura fisiológicos 7) Facilidade de aplicação 8) Aderência à pele (resistência à água/sabão) 9) Não passa da pele para a roupa/toalhas 10) Não mutagénico 11) Não irritante, não alergénico 12) Produção viável à escala industrial 13) Inofensivo para o ambiente

Ainda que algumas destas exigências tenham sido satisfeitas por aditivos anteriores, nenhum satisfez todas estas exigências que, todas juntas, constituem a definição completa de “melanina cosmética”. O presente invento apresenta ainda um método para obter um polímero de melanina sintética que compreende misturar pelo menos uma substância monomérica escolhida entre 3-aminotirosina, ácido di-hidroxibenzóico, ácido 3-amino-4-hidroxibenzóico, tirosina, di-liidroxifenilalanina, ácido di-hidroxinaftaleno-sul fónico, 3-nitrotirosina, 3-dimetilaminofenol e ácido p-aminobenzóico, com pelo menos um co-monómero escolhido entre colesterol, di-hidroxicarbazol, aloína, emodina, ácido linoleico e ácido linolénico, c polimerizar a mistura em solução aquosa por oxidação na presença de ar ou de oxigénio:

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ΕΡ 0 714 418 /PT 6 (a) na presença de uma base fraca; ou (b) na presença de uma base fraca e de um sal de Cu’”’ ou Fe”"; ou (c) na presença de uma base fraca, um sal de Cu++ ou de Fe++ e um oxidante; ou (d) na presença de uma base forte; ou (e) na presença de uma base forte e de um sal de Cu++ ou de Fe++; ou (f) na presença de uma base forte, um sal de Cu” ou de Fe++ e um oxidante. O método pode compreender um passo adicional onde se junta um álcool, de preferência etanol, à solução resultante do polímero formado, precipitando assim o polímero da referida solução.

Esta série de métodos nitidamente diferentes para a polimerização oxidante dos precursores da melanina permite obter com reprodutibilidade melaninas diferentes, mesmo quando se usam os mesmos precursores como reagentes iniciais. Ainda que seja bem conhecido que as melaninas podem ser sintetizadas pela polimerização oxidante dos precursores apropriados como por exemplo a di-hidroxifenilalanina, não se sabia, antes deste invento, que os diferentes procedimentos de polimerização oxidante podiam conduzir, com reprodutibilidade, a melaninas com diferentes características fisicas como o peso molecular e cor. Nem mesmo se sabia que uma grande variedade de compostos de diferentes classes químicas pode ser polimerizada ou copolimerizada através desses procedimentos, e que os referidos procedimentos podem ser usados juntos para pesquisai· novas melaninas, polimerizadas a partir de diferentes precursores ou de suas combinações. Um factor decisivo na criação das melaninas cosméticas acima referidas foi dispor das técnicas descritas na patente N° 5,218,079 para a síntese de melaninas solúveis em água. O presente invento também apresenta um método de produção cosmética de um bronzeamento, de aparência natural, para a pele dos mamíferos, que compreende aplicar à pele uma quantidade efectiva, bronzeadora, de um polímero de melanina sintética que compreende unidades derivadas de pelo menos um monómero escolhido entre 3-aminopirosina, ácido di-hidroxibenzóico, ácido 3-amino-4-hidroxibenzóico, tirosina, di-hidroxifenilalanina, ácido di-hidroxinaftaleno-sulfónico, 3-nitrotirosina, 3-dimetilaminofenol e ácido p-aminobenzóico, e de pelo menos um co-monómero escolhido entre colesterol, di-hidroxicarbazol, aloína, emodino, ácido linoleico e ácido linolénico, sendo o(s) co-monómero(s) copolimerizado(s) com o(s) monómero(s), tendo o polímero capacidade de manchar directamente a pele e o cabelo humanos e sendo solúvel num tampão cosmético aquoso a pH e temperatura fisiológicos. 7 85 830

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Constitui assim um objectivo do presente invento apresentar formas sintéticas adicionais de melaninas que sejam solúveis a pH e temperatura fisiológicos. E ainda objectivo deste invento apresentar polímeros de melanina cujas estruturas monoméricas sejam compostos aromáticos com grupos laterais ionizáveis. É ainda outro objectivo do presente invento apresentar melaninas e métodos de fabrico dessas melaninas, com uma larga variedade de cores com aparência natural. É ainda outro objectivo do presente invento apresentar melaninas com maior aderência à pele dos mamíferos. ♦ 4 . É ainda outro objectivo do presente invento apresentar métodos para copolimerizar monómeros de melanina sintética com agentes que melhorem certas propriedades dos polímeros de melanina resultantes, sendo exemplos a melhor aderência à pele, melhor protecção contra a luz ultravioleta e a modificação da cor. É ainda outro objectivo do presente invento apresentar métodos de fabrico dessas melaninas em quantidades à escala industrial. É ainda objectivo deste invento reduzir a incidência de danos solares na pele (envelhecimento, lentigo solar, enrugamento, cancro) na população humana através da distribuição comercial das referidas melaninas cosméticas.

Os objectivos acima indicados e outros objectivos, fins e vantagens, são satisfeitos pelo presente invento. Os polímeros sintéticos do presente invento revelam propriedades·, físico-químicas adequadas a aplicações cosméticas incluindo cores de aparência natural, solubilidade em tampões aquosos a pH e temperatura fisiológicos, a capacidade de manchar directamente a pele e o cabelo humanos, e a protecção contra a radiação ultravioleta. Os polímeros das melaninas sintéticas de acordo com o invento têm estruturas monoméricas que são compostas por anéis aromáticos que possuem grupos laterais ionizáveis. O presente invento também refere seis métodos específicos não enzimáticos para copolimerizar monómeros e co-monómeros em melaninas sintéticas. Estes métodos podem também ser usados para pesquisar estruturas monoméricas quanto à sua incorporação em polímeros de melaninas sintéticas. Podem ser usados como métodos de produção dessas melaninas em quantidades à 8 85 830

ΕΡ 0 714 418/PT escala industrial. O presente invento também refere métodos, i.e. aplicação cosmética, que reduzem a incidência de danos solares na pele da população humana.

Descrição detalhada do invento

Os polímeros do invento são produzidos por qualquer um dos seis procedimentos separados. Os referidos procedimentos envolvem a oxidação na presença de ar (ou oxigénio) nas seguintes condições: a) na presença de uma base fraca como o hidróxido de amónio ou a trietanolamina; b) na presença de uma base fraca como o hidróxido de amónio ou a trietanolamina e um sal de Cu++ ou de Fe4"-; c) na presença de uma base fraca como o hidróxido de amónio ou a trietanolamina, um sal de Cu44 ou de Fe44, e um oxidante como o peróxido de hidrogénio ou o persulfato de amónio; d) na presença de uma base forte como o hidróxido de sódio ou o hidróxido de potássio; e) na presença de uma base forte como o hidróxido de sódio ou o hidróxido de potássio e um sal de Cu44 ou de Fe++; f) na presença de uma base forte como o hidróxido de sódio ou o hidróxido de-potássio, um sal de Cu44 ou de Fe44, e um oxidante como o peróxido de hidrogénio ou o persulfato de amónio.

Faz-se então uma determinação para ver se o produto de quaisquer a) a f) é um polímero e se mancha directamente a pele e o cabelo humanos (estes procedimentos a) a f) estão referidos abaixo como procedimentos 1 a 6).

Geralmente, os precursores mais adequados à polimerização por estes procedimentos têm anéis aromáticos hidroxilados com grupos laterais ionizáveis. Como abaixo é discutido mais completamente com referência aos desenhos, um desses precursores (monómero), o ácido p-aminobenzóico (PABA), não é hidroxilado ainda que contudo possa ser polimerizado em melanina por meio de dois dus seis métodos. Este resultado serve para demonstrar que as melaninas cosméticas oferecem protecção contra os UV, pois que o PABA é largamente usado como ecrã solar, e que a PABA-melanina absorve o espectro UV numa banda mais larga do que a do próprio PABA (ver abaixo discussão adicional sobre este ponto).

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Outros precursores adequados (monómeros) são tirosina, 3-aminotirosina, 3-nitrotirosina, di-hidroxifenilalanina, ácido di-hidroxibenzóico, ácido 3-amino-4-hidroxibenzóico, 3-dimetilaminofenol e ácido di-hidroxinaftaleno-sulfónico.

As moléculas das melaninas sintéticas que melhoram a penetração e a capacidade de manchar directaineiitc a pele são copolitncrizadas a par dos precursores, produzindo melaninas que são particularmente aplicáveis ao uso cosmético. Essas moléculas são de ácido linoleico e ácido iinolénico (ácidos gordos), colesterol (um esteróide), di-hidroxicarbazol (um alcaloide de carbazol) e “aloína” e “emodina” que se sabe serem ingredientes da Aloe Vera e de plantas aparentadas. Exemplos de mais agentes melhoradores que podem ser incluídos nas reacções de polimerização com os co-monómeros abrangem os glicósidos aromáticos, como os que se encontram nos extractos da planta Aloe Vera e plantas aparentadas. A aloíria e a emodina funcionam como precursores da melanina e como melhoradores da melanina. Se polimerizadas sozinhas produzem compostos do tipo melanina com cores douradas e vermelhas. Se, tal como no presente invento, são copolimerizadas com outros precursores, e.g. di-hidroxifenilalanina (dopa), melhoram a capacidade do polímero de dopa-melanina manchar directamente apele.

Breve descricão dos desenhos O invento será ainda descrito com referência aos desenhos em anexo, onde

Fig.l(A) até (K): mostram a estrutura química e espectros de precursores representativos e de dois co-monómeros (agentes melhoradores da melanina, ver Fig.l(C) e (K)) usados na produção de melaninas químicas; FÍg.2: Fig.3: Fig.4: Fig.5: mostra as características espectrais do ácido p-aminobenzóico e de um polímero sintético, do tipo melanina, do ácido p-aminobenzóico; mostra as estruturas químicas de agentes “melhoradores da melanina” (co-monómeros) usados na produção dos polímeros do presente invento; mostra as características espectrais de melaninas cosméticas de várias cores; e mostra gráficos de pesos moleculares versus absorvância (450 nm) de polímeros de melanina. 10 85 830

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Descrição detalhada dos desenhos

Fig.l: Estruturas químicas e características espectrofotométricas de precursores representativos usados na produção de melaninas cosméticas. Os precursores partilham as características comuns de possuírem pelo menos um anel aromático e pelo menos um grupo lateral ionizável. Excepto para o ácido p-aminobenzóico, os precursores também contêm grupos hidroxilo. Cada um dos precursores absorve luz no espectro ultravioleta.

Fig.2: Características espectrais do ácido p-aminobenzóico e de um polímero do ácido p-aminobenzóico do tipo melanina sintética. Ainda que o polímero do ácido p-aminobenzóico, do tipo melanina, não caia dentro das reivindicações presentes, as matérias ilustradas pelo polímero são relevantes para o presente invento. Ainda que o PABA não contenha a estrutura hidroxilada, pode ser polimerizado num polímero do tipo melanina, de elevado peso molecular, pelos processos #3 (base fraca, sal de ião metálico, oxidante) e #5 (base forte, sal de ião metálico) acima indicados. O PABA e polímeros-PABA, em pó seco, foram separadamente dissolvidos em fosfato de sódio 0,1M, a pH 7,4, numa concentração de 50pg/ml, e determinou-se a absorvância num espectrofotómetro, na zona de comprimentos de onda indicados. O polímero PABA de tipo melanina mostrou uma zona de absorvância muito mais larga do que a do próprio PABA, demonstrando que o polímero é um absorvente superior da luz quando comparado com o seu precursor.

Fig.3: Estruturas químicas de co-monómeros (agentes “melhoradores da melanina”) usados no presente invento. Estes agentes podem ser copolimerizados com um ou mais dos precursores representativos da Fig.l, obtendo-se melaninas cosméticas com penetração e capacidade de manchar directamente a pele melhoradas em relação às melaninas produzidas sem os agentes “melhoradores da melanina”. Os agentes melhoradores da melanina vêm de diferentes classes químicas (ácidos gordos, esteróídes, alcaloides, “aloínas”) mas geralmenie são lipoíllicas (ou possuem regiões lipofílicas), hidroxiladas e/ou mostram duplas ligações insaturadas. Outros agentes melhoradores incluem extractos de Aloe Vera e de plantas aparentadas que sejam ricas em aloínas e emodinas. 11 85 830

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Fig.4: Características espectrais de melaninas cosméticas de várias cores. As melaninas foram sintetizadas com ou sem agentes “melhoradores da melanina” através de um dos seis procedimentos acima indicados. Como tal, alguns são exemplos do invento e alguns não o são. Todos eles, contudo, ilustram um resultado geral relevante para o invento. Dissolveram-se pós secos de melaninas em fosfato de sódio 0,1M, a pH 7,4 e na concentração de 50 pg/ml e determinou-se a absorvância num espectrofotómetro na zona de comprimentos de onda indicados. Em contraste com os precursores da Fig.J, cada uma das melaninas mostrou absorvância tanto no espectro ultravioleta como no visível.

Fig.5: Gráficos de pesos moleculares versus absorvância (450 nm) de polímeros de melanina. Somente o polímero da Fig.5 A é um polímero de acordo com o presente invento. Os pesos moleculares são calculados via tempos de eluição de uma coluna HPLC de peneiros moleculares pré-calibrados. A absorvância de uma amostra de 50 pg/ml foi determinada com um espectrofotómetro. Geralmente, mas não sempre, houve uma correlação entre o grau de absorvância e o grau de polimerização. As correlações foram determinadas pelo método de R2 da análise estatística.

Os pesos moleculares de cada um dos precursores e/ou dos agentes melhoradores são inferiores a 1 quilodalton, enquanto que os pesos moleculares das melaninas polimerizadas estão em média entre 10-40 quilodalton ou mais. Pode ver-se a partir do Quadro 1 que o mesmo precursor pode ser polimerizado em polímeros de melanina de diferentes pesos moleculares, dependendo de qual dos seis procedimentos de polimerização foi usado. Os pesos moleculares das melaninas individuais foram calculados pelos seus ténipos de eluição de uma coluna de peneiros moleculares pré-calibrados. (Segue Quadro 1) 12 85 830

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Quadro 1

Pesos moleculares (K dalton) de polímeros de melanina sintetizados por vários procedimentos

Precursor Procedimento 1 2 3 4 5 6 A NA NA 26,3 21,2 26,3 23,6 B 27,0 23,9 36,2 25,6 36,2 25,3 C 34,3 31,7 ppt ppt 41,4 28,5 D 24,3 22,4 33,4 28,5 31,7 27,0 E 25,3 25,6 24,9 26,6 32,1 24,9 F 21,8 21,2 23,0 23,3 23,6 23,3 G 23,9 25,3 24,3 24,3 26,3 26,3 H NA NA. 22,4 NA 23,6 NA 1 19,1 22,7 20,4 22,4 24,9 23,6 J 25,3 24,6 24,9 24,6 33,4 21,5 NA: em quantidade desprezável ppt: fracamente solúvel em tampão aquoso, pH 7,4 (chave para a listagem de Precursores A até J e de Procedimentos l a 6, ver Quadro 3)

Os polímeros formados a partir do precursor J são os únicos polímeros do Quadro acima que estão de acordo com o invento. Os outros (precursores A a I) não são polímeros do presente invento, mas ilustram a conclusão geral de que os procedimentos 1 a 6 produzem polímeros de diferentes pesos moleculares.

Analogamente, o grau de absorvância no espectro visível por unidade de peso de melanina também difere de acordo com o procedimento e precursor usado nas reacções de polimerização. Nestas experiências, foi usada a absorvância espectrofotométrica no comprimento de onda de 450 nm como critério de absorvância na zona do visível. A absorvância de cada melanina individual foi medida por absorvância espectrofotométrica de uma solução de melanina dissolvida a 50 pg/ml de fosfato de sódio 0,1M a pH 7,4. Pode ver-se que mesmo com um só precursor, a absorvância dos polímeros de melanina resultantes variam de acordo com o procedimento usado. 13 85 830

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Os polímeros formados a partir do precursor J são os únicos polímeros do Quadro acima que estão de acordo com o invento. Os outros (precursores A a I) não são polímeros do presente invento, mas ilustram a conclusão geral de que os procedimentos 1 a 6 produzem polímeros de diferentes absorvâncias.

Quadro 2

Absorvância espectrofotométrica (450 nm) de polímeros de melanina (50μg/ml) sintetizados por vários procedimentos

Precursor Procedimento 1 2 3 4 5 6 A NA NA 0,275 0,084 0,308 0,170 B 0,456 0,461 0,763 0,350 0,496 0,358 C 0,450 0,293 ppt ppt 0,457 0,457 D 0,167 0,074 0,507 0,500 0,411 0,343 E 0,101 0,100 0,194 0,171 0,577 0,128 F 0,145 0,291 0,733 0,757 0,930 0,445 G 0,078 0,089 0,125 0,106 0,150 0,082 H NA NA 0,493 NA 0,584 NA I 0,158 0,210 0,312 0,280 0,326 0,221 J 0,261 0,223 0,302 0,373 0,217 0,181 NA: em quantidade desprezável ppt: fracamente solúvel em tampão aquoso a pH 7,4 (chave para a listagem de Precursores A a J e de Procedimentos 1 a 6, ver Quadro 3)

Geralmente, mas não sempre, houve uma correlação entre o grau de absorvância (450 nm) e o grau de polimerização (peso molecular em quilodalton). Exemplos disto estão apresentados na Fig.5, onde os valores R2 estão indicados em gráficos de absorvância versus pesos moleculares de vários precursores. Quanto mais perto o valor de R2 estiver de 1,0, maior é o valor da correlação. Nestes exemplos, há uma correlação com. cada um dos precursores cxcepto com o ácido di-hidroxinaftalcno-sulfónico, cujas características de absorvância não mostram correlação com o grau de polimerização. Portanto, o grau de polimerização é geralmente, mas não sempre, proporcional à intensidade da absorvância.

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Usando os procedimentos de pesquisa acima listados, verificou-se que podem ser produzidas várias cores, dependendo do precursor e do procedimento usado. As cores foram determinadas a partir de soluções de melaninas dissolvidas a 50 pg/ml em fosfato de sódio 0,1.M, pH 7,4. O painel de cores obtidas representa um progresso notável na química das melaninas. Ainda que cada tuna das melaninas absorva luz tanto no espectro ultravioleta como no visível, os procedimentos específicos de polimerização podem ser usados para salientar regiões específicas do espectro, do que resulta uma variedade de cores disponível para usos cosméticos. A verificação destas cores resultou do uso separado dos seis procedimentos de pesquisa acima estabelecidos.

Apenas os polímeros 100# e 55# indicados no Quadro 3 são polímeros de acordo com o presente invento. Os outros polímeros indicados não são exemplos do presente invento. Contudo, ilustram a conclusão geral de que é possível obter uma zona de cores usando diferentes monómeros e diferentes procedimentos. (Segue Quadro 3) ΕΡ Ο 714 418 /ΡΤ 15

Quadro 3

Cores da Melanina Obtidas por Vários Caminhos de Síntese

Melanina # Precursor Procedimento # Castanho Vermelho Dourado Azeitona Azul/Verde *> A Λ j! + 7 B 1 + 23 C 5 + 27 D 5 -4- 30 D 6 J00 E,F 5 + 71 I 5 + 14 E 2 4- 18 E 6 + 56 E 2 -r 2 A 2 {*»i” + 8 B 2 + 24 C 6 + 40 G 4 + 42 G 6 + 55 E,F 1 + 65 H 5 10 B 4 + 46 G 4 +

Precursores: Procedimentos: A) 3-aminopirosina 1) base fraca

B) ácido di-hidroxiindolo-2-carboxílico 2) base fraca + sal de ião metálico C) ácido 3,4-di-hidroxibenzóico 3) base fraca + sal de ião metálico + oxidante D) ácido 3-amino-4-hidroxibenzóico 4) base forte E) aloína 5) base forte + sal de ião metálico F) di-hidroxifenilalanina 6) base forte + sal de ião metálico + oxidante G) ácido 4,5-di-hidroxinaftaleno-2-sulfónico H) 3-nitrotirosina I) ácido p-aminobenzóico J) aloína+DOPA

Na Fig.4 estão indicados exemplos das características espectrais de melaninas (nem todos Exemplos do invento) mostrando cores diferentes. Note-se que ainda que as diferentes melaninas mostrem cores específicas (castanho, vermelho, dourado, azeitona, azul/verde) a

absorvância de luz no espectro ultravioleta (aproximadamente 200-340 nm) foi semelhante em todos os casos.

Os procedimentos para a polimerização oxidante de precursores adequados em melaninas ou em compostos semelhantes à melanina são facilmente adaptáveis à produção em escala industrial. Um caminho directo e simples de síntese compreende a) precursor (monómero) com um melhorador (co-inonómero); b) polimerização oxidante; c) concentração até ficar em pó; e d) integração num veículo cosmético adequado.

Os procedimentos envolvem, sem que tal constitua uma limitação, a mistura de um ou mais precursores (ver Fig.l) com um ou mais melhoradores (ver Fig.3) e submeter a mistura à polimerização oxidante por um dos seis procedimentos acima listados. O polímero resultante é concentrado via precipitação por titulação com um ácido (e.g. HC1) ou um álcool (e.g. etanol), por liofilização ou secagem ao ar. O polímero é seco até ficar em pó e o pó é misturado na concentração pretendida (e.g. 1% p/p) num veículo cosmético adequado (e.g. Avon Body Lotion).

Crê-se que os polímeros do presente invento assim produzidos proporcionem protecção contra os danos na pele causados pela radiação UV (cancro da pele, rugas, lentigo solar, envelhecimento da pele) devido ao facto de absorverem fortemente a luz UV. Este princípio geral está ilustrado pelas Figuras 2 e 4 (ver discussão acima). Como se mencionou, o PABA é muito usado pela indústria como ingrediente activo nas preparações de ecrãs solares e pode verse na Fig.2 que as melaninas sintetizadas a partir do PABA absorvem a luz UV muito mais do que o próprio PABA. A este respeito, as melaninas preparadas a partir de outros precursores que não o PABA apresentam características de absorvância semelhantes às de PABA-melanina (ver Figs.2 e 4).

Pode portanto concluir-se que sendo os polímeros do invento capazes de mancharem directamente a pele com resultados visíveis, representam uma vantagem particular e significativa sobre as formulações dos ecrãs solares existentes.

Se desejado, pode misturar-se uma parte cm peso de qualquer dos polímeros do invento com cerca de 1 a 10 partes em peso, de preferência cerca de 1 a 5, e especialmente cerca de 3 partes em peso de ureia, com a ureia melhorando a penetração da melanina na epiderme. 17 85 830

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Qualquer das melaninas referidas pode ser misturada com outra para se obter um matiz predeterminado adaptado às cores da pele e do cabelo de um tipo particular de indivíduo.

Como tal, o presente invento apresenta um método que compreende a mistura de divemos polímeros sintéticos de melanina de acordo com o invento, para obter um matiz predeterminado adaptado às cores da pele e do cabelo de. um tipo particular de indivíduo.

As novas melaninas podem, ser guardadas em pó seco e dissolvidas quando se queiram usar ou podem ser guardadas em solução. Podem, com vantagem, ser incorporadas em lipossomas de modo convencional, e usarem-se esses lipossomas quando necessário.

Como tal, o presente invento apresenta um lipossoma contendo um polímero sintético de melanina do presente invento. O invento será ainda descrito pelos exemplos ilustrativos seguintes, onde todas as partes são em peso a menos que se especifique em contrário.

Exemplos

Exemplo 1:

Pesquisa de precursores potenciais para melaninas cosméticas

Em água, mistura-se 1-dopa (6,7% p/v) com aloína (3,3% p/v) e submete-se à polimerização oxidante através de cada um dos seis procedimentos diferentes, do modo seguinte: 1) na presença de NH4OH (5M); 2) na presença de NH4OH (5M) e de CUSO4 (0,6mg/ml); 3) na presença de NH4OH (5M), C11SO4 (0,6mg/ml) e H2O2 (3% v/v); 4) na presença de NaOH (1M); 5) na presença de NaOH (1M) e de CUSO4 (0,6mg/ml); 6) na presença de NaOH (1M), CUSO4 (0,6mg/ml) e H2O2 (3%). A mistura é agitada vigorosamente ao ar durante 24 horas. Juntam-se dois volumes de etanol, recolhe-se o precipitado por centrifugação e liofiliza-se até à secura. O pó resultante é dissolvido em Avon Body Lotion a uma concentração de 5% (p/p; melanina/loção) e aplicado à pele e cabelo de um voluntário. O produto em excesso é removido lavando com água e sabão e tanto a quantidade como a cor da melanina aderida são avaliadas visualmente. 18 85 830

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Exemplo 2:

Produção industrial de uma melanina cosmética

Os ingredientes para a produção de 100 kg (base para uma produção de 100%) de uma melanina cosmética castanha estão a seguir indicados: L-Di-hidroxifenilalanina

Aloína NH4OH (concentrado)

CuS04 H20 h2o2 67 kg 33 kg 350 litros 750 g 550 litros 100 litros (em incrementos)

Os ingredientes são adicionados na ordem indicada numa câmara de mistura adequada. A mistura é arejada vigorosamente durante 24 horas. O polímero de melanina resultante é precipitado pela adição de etanol (2,5 volumes, aproximadamente 2500 litros). O precipitado é recolhido e seco no ar. A melanina é depois dissolvida em Avon Body Lotion a uma concentração de 1% (p/p; melanina/loção) e embalada para ser usada como melanina cosmética.

Exemplo 3:

Aplicacão de melanina cosmética à pele e/οιι ao cabelo a) Uma melanina cosmética castanha constituída por monómeros copolimerizados de dopa (2 partes) e aloína (1 parte) é misturada com Avon Body Lotion (1% p/p; melanina/loção) e aplicada manualmente à pele e/ou ao cabelo de um indivíduo, procurando obter uma coloração de aparência natural, castanha ou castanho-dourado. O produto em excesso é retirado por lavagem com água e sabão. b) Uma melanina cosmética vermelha, constituída por monómeros copolimerizados de aloína (4 partes), 3-dimetilaminofenol (1 parte) e ácido linoleico (1 parte), é misturada com Avon Body Lotion (5% p/p; melanina/loção) e aplicada manualmente à pele e/ou ao cabelo de um indivíduo, procurando obter uma coloração de aparência natural, vermelha ou vermelho dourado. O produto em excesso é removido lavando com água e sabão. 19 85 830

ΕΡ 0 714 418/PT c) Uma melanina cosmética azul/verde, constituída por monómeros de ácido di-hidroxinaftaleno-sulfónico (2 partes) e aloína (1 parte) é misturada com Avon Body Lotion e aplicada manualmente à pele de um indivíduo que pretendia este matiz. O matiz azul/verde pode ser usado para suavizar a aparência de defeitos da pele. O produto em excesso foi removido lavando com água e sabão.

Exemplo 4:

Melaninas cosméticas personalizadas

Formas em pó de uma melanina castanha, de uma melanina vermelha e de uma melanina azul/verde são dissolvidas separadamente em Avon Body Lotion numa concentração de 1% (p/p; melanina/loção). As loções contendo melanina são então misturadas com cada uma das outras em diversas proporções (e.g. 1:1:1; 1:2:1; etc.) e aplicadas à pele e/ou cabelo de um voluntário. Quando se obtém o matiz pretendido, e.g. a cor que mais se aproxima da cor do cabelo e da cor dos olhos do voluntário, registam-se as proporções misturadas e a “mistura” de melaninas é considerada personalizada para aquele indivíduo.

Exemplo 5:

Utilização de melanina cosmética como protector contra a radiação ultravioleta

Uma melanina cosmética, constituída por monómeros copolimerizados de dopa (3 partes), aloína (1 parte), 3-dimetilaminofenol (1 parte) e ácido linoleico (1 parte), é misturada com Avon Body Lotion (1% p/p; melanina/loção) e aplicada à pele de um indivíduo. A inerente absorvância à luz ultravioleta da melanina, bem como as suas características eliminadoras de radicais livres, oferecem protecção contra a radiação solar na região da pele onde a melanina foi aplicada. ' ' ’

Lisboa, -5, 'M 2001

Por YALE UNIVERSITY - O AGENTE OFICIAL -

Ag. Of. Pr. ind. BA CUNHA FERREIt

Claims (17)

1. 85 830 ΕΡ 0 714 418 / PT 1/3 REIVINDICAÇÕES 1. Polímero de melanina sintética que compreende unidades derivadas de pelo menos um monómero escolhido a partir de 3-aminotirosina, ácido di-hidroxibenzóico, ácido 3-amino-4-hidroxibenzóico, tirosina, di-hidroxifenilalanina, ácido di-hidroxinaftaleno-sulfónico, 3-nitrotiròsina, 3-dimetilaminofenol e ácido p-aminobenzóico, e de. pelo menos um co-monómero, escolhido entre colesterol, di-hidroxicarbazol, aloína, emodina, ácido linoleico e ácido linolénico, tendo o(s) co-monómero(s) sido polimerizado(s) com o(s) monómero(s), sendo o polímero capaz de manchar directamente a pele e o cabelo humanos, e sendo solúvel num tampão aquoso cosmético a pH e temperatura fisiológicos.
2. 2. Polímero de melanina sintética de acordo com a reivindicação 1, compreendendo unidades derivadas da di-hidroxifenilalanina e da aloína.
3. 3. Polímero de melanina sintética de acordo com a reivindicação 1, compreendendo unidades derivadas da tirosina.
4. 4. Polímero de melanina sintética de acordo com a reivindicação 1, compreendendo unidades derivadas da di-hidroxifenilalanina.
5. 5. Polímero de melanina sintética de acordo com a reivindicação 1, compreendendo unidades derivadas da 3-aminotirosina.
6. 6. Polímero de melanina sintética de acordo com a reivindicação 1, compreendendo unidades derivadas da 3-nitrotirosina.
7. 7. Polímero de melanina sintética de acordo com a reivindicação 1, compreendendo unidades derivadas do ácido di-hidroxibenzóico.
8. 8. Polímero de melanina sintética de acordo com a reivindicação 1, compreendendo unidades derivadas do ácido 3-amino-4-hidroxibenzóico.
9. 9. Polímero de melanina sintética de acordo com a reivindicação 1, compreendendo unidades derivadas do 3-dimetilaminofenol. 85 830 ΕΡ 0 714 418 / PT 2/3
10. 10. Polímero de melanina sintética de acordo com a reivindicação 1, compreendendo unidades derivadas do ácido p-aminobenzóico.
11. 11. Polímero de melanina sintética de acordo com a reivindicação 1, compreendendo unidades derivadas do ácido di-hidroxinaftaleno-sulfónico.
12. 12. Método para obter um polímero de melanina sintética que compreende a mistura de pelo menos um material inonomérico escolhido entre 3-aminotirosina, ácido di-hidroxibenzóico, ácido 3-aminor4-hidroxibenzóico, tirosina, di-hidroxifenilalanina, ácido di-hidroxinaftaleno-sulfónico, 3-nitrotirosina, 3-dimetilaminofenol e ácido p-aminobenzóico, com pelo menos um co-monómero escolhido entre colesterol,di-hidroxicarbazol, aloína, emodina, ácido linoleico e ácido linolénico, e a polimerização da mistura em solução aquosa por oxidação na presença de ar ou de oxigénio: (a) na presença de uma base fraca; ou (b) na presença de uma base fraca e de um sal de Cu++ ou Fe^; ou (c) na presença de uma base fraca, um sal de Cu*4- ou Fe4"4 e de um oxidante; ou (d) na presença de uma base forte; ou (e) na presença de uma base forte e de um sal de Cu++ ou Fe++; ou (f) na presença de uma base forte, um sal de Cu+1 ou Fe++ e de um oxidante.
13. 13. Método de acordo com a reivindicação 12, em que se junta um álcool à solução resultante do polímero formado, precipitando o polímero da referida solução.
14. 14. Método de acordo com a reivindicação 13, em que o álcool é etanol.
15. 15. Método que compreende a mistura de diversos polímeros de melanina sintética de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 11, para obter um matiz predeterminado e personalizado para a cor de pele e cabelo de um indivíduo particular.
16. 16. Lipossoma contendo um polímero de melanina sintética de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 11.
17. 17. Método para produzir cosmeticamente um bronzeamento de aparência natural na pele de mamíferos, que compreende a aplicação na pele de uma quantidade eficaz e bronzeadora 85 830 ΕΡΟ714418/PT 3/3 de um polímero de melanina sintética, que compreende unidades derivadas de pelo menos um monómero escolhido entre 3-aminotirosina, ácido di-hidroxibenzóico, ácido 3-amino-4-hidroxibenzóico, tirosina, di-hidroxifenilalanina, ácido di-hidroxinaftaleno-sulfónico, 3-nitrotirosina, 3-dimetilaminofenol e ácido p-aminobenzóico, e de pelo menos um co-monómero escolhido entre colesterol, di-hidroxicarbazol, aloína, emodina, ácido linoleico e ácido linolénico, tendo o(s) co-tnonómero(s) sido copolimerizado(s) com o(s) monómero(s), sendo o polímero capaz de manchar directamente a pele e cabelo humanos, e sendo solúvel num tampão aquoso cosmético a pH e temperatura fisiológicos. Lisboa, -5. M 2001 Por YALE UNIVERSITY - O AGENTE OFICIAL -

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