WO1996010574A1 - Procede de preparation de composes de silicium biologiquement actifs sous forme concentree - Google Patents

Procede de preparation de composes de silicium biologiquement actifs sous forme concentree Download PDF

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Marie-Christine Seguin
Jean Gueyne
Jean-François Nicolay
André Franco
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Definitions

  • the present invention relates to blologlguement active silicon-based compounds and in particular a process for preparing blologlguement active silicon compounds in concentrated form from hydrolysable precursors.
  • Silicon an element which is very widespread in nature, is generally known in its natural inorganic forms such as silica and silicates, or also in the form of synthetic polymers, silicones. These silicon compounds are very little or not soluble in an agous medium. This mistletoe explains their low incidence in living organisms. Silicones, in particular, are characterized by a high inertia vis-à-vis biological media and consequently have a high biocompatibility.
  • silicon even in trace amounts, plays an important biological role and must be considered as an essential element of life. In particular, it is necessary for normal growth for many species. It has also been shown that silicon is involved in the structuring of connective tissues by interacting with glycosaminoglycans and proteins. It is one of the constituent elements of the protein-glycosaminoglycan complexes encountered in the fundamental substance of these tissues. Silicon also interacts with glycosaminoglycans in the development of cartilage tissue. We also know that silicon plays an important role in ossification where it promotes the mineralization process.
  • silicon can be considered a constituent of collagen and is believed to play a role. fundamental in the process of crosslinking collagen fibers. Silicon also plays a role in the structure of the hair, where it contributes in particular to increasing the resistance of the hair shaft. Silicon is also impllgué in cellular metabolism and it would in particular be favorable to the metabolic activity of osteoblasts.
  • the silicon compounds could constitute a form of silicon assimilable by the body (as opposed to mineral silicon or to silicones) provided that they possess the property of existing in an aqueous solution in the form of soluble oligomers of low molecular weight.
  • another characteristic necessary for the activity of these oligomers in an aqueous solution is to present numerous Si-OH functions. It thus appears that the biological properties of these silicon compounds which can be assimilated by the organism, are only observed when they form soluble oligomers in solution, resulting from a sequence of Si-O-Si siloxane bonds, rich in Si- OH.
  • the object of the invention is to obtain blologlguement active silicon-based compounds not evolving towards the formation of inactive polycondensed forms such as polysiloxanes.
  • Another object of the invention is to carry out a process for the preparation of blologlguement active silicon compounds in concentrated form by hydrolysis of silicon-based precursors with release of stabilizing products preventing polycondensation of silicon compounds.
  • the object of the invention is therefore a process for the preparation of a biologically active silicon compound consisting in hydrolyzing a precursor of formula:
  • laguelle A, B, C, D, and X denote radicals different from OH, the bonds da A, B, C, D with the atom Si being covalent bonds and 2 or 3 of these bonds are hydrolysable.
  • the hydrolysis is carried out in a solvent containing a small amount of water in a proportion relative to the solvent preferably between 0.1% and 5%, and at least one of the compounds originating from the hydrolysed bonds of silicon is a compound called stabilizer preventing the formation of polymers from hydrolyzed bonds of silicon.
  • the biologically active compound obtained by the process of the invention will be called “silyl”, keeping the word “precursor” to designate the silicon-based compound, biologically inactive, and hydrolyzable according to the process of invention.
  • the radicals which are hydrolyzable are either hydrogen atoms or preferably radicals linked to Si by an oxygen atom or by a nitrogen or sulfur atom. They can therefore be esters or radicals alkoxy, aryloxy such as phenoxy radicals, or even allyloxy or vinyloxy radicals, when the silicon atom is linked directly to an oxygen atom. These radicals can also be thioesters or aryl or alkylthioether radicals, when the silicon is linked by a sulfur atom.
  • the radicals can also be amines mono or disubstituted by hydrocarbon chains substituted or not by one or more functional groups, aryl or alkylamides, when the silicon is linked by a nitrogen atom.
  • the radicals linked to Si and which cannot be hydrolyzed can be hydrocarbon radicals, substituted or not by one or more functional groups, certain sterically hindered alkoxy radicals, fluorocarbon radicals, or even a fluorine atom.
  • the radical X can be a hydrocarbon radical, substituted by one or more functional groups, linked to the silicon (bond A or D) by at most one non-hydrolysable bond.
  • An important characteristic of the process according to the invention is that the hydrolysis of the precursor takes place under "mild" conditions, that is to say with a neutral pH and in the absence of any chemical or enzymatic catalyst.
  • the precursor is hydrolyzed in a solvent containing from 0.1% to 5% of water relative to the whole.
  • the precursor is added to the solvent (containing the water) drop by drop, with stirring, continuously monitoring the temperature.
  • the solvent can be an alcohol such as ethyl alcohol, isopropanol or a fatty alcohol such as cyclohexanol or octyldodecanol, a glycol such as propylene glycol, butylene glycol, hexylene glycol or polyethylene glycol (eg PEG 400), or alternatively an organic solvent miscible with water such as acetone or ethyl acetate.
  • a basic stoichiometric guarantee compatible with the solvent used such as the triethanolamine
  • Suitable acids are preferably carboxylic acids, and in particular acetigue acid or lactic acid.
  • An alternative to the above method consists in first solubilizing the precursor in an oily medium containing a small amount of water as defined above. A small amount of alcohol or other glycol miscible with the oil is then added. The composition obtained can be used to form an emulsion.
  • the silicon atom is linked by at least one hydrolyzable bond to a so-called stabilizing compound.
  • the stabilizing agent is released into the medium and stabilizes the silyl by creating weak bonds with it (hydrogen bridges) and prevents polycondensation.
  • the stabilizing power of these agents can also be explained by their capacity to reform a covalent transistory bond.
  • the stabilizer can remain linked to silyl by a covalent bond.
  • the stabilizers meeting the criteria set out above are, after hydrolysis of the hydroxy carboxylic acid compounds and in particular the alpha and beta hydroxy acids, the glucuronides, hydroxy or phenolic amino acids such as serine, threonine or tyrosine, compounds having several alcohol functions. (or phenols) and above all vicinal alcohol (or phenol) functions.
  • glycols examples include glycols, catechols and catecholamines (DOPA, adrenaline), polyethylene glycols, polyols such as glycerol, monosaccharides (L-threose, L-ribose, sorbitol ...); phenolic acids such as gallic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid or caffeic acid, and esterified derivatives; diacids such as malonic acid; certain compounds having a particular geometry capable of stabilizing in an aqueous medium the silyl complexes, such as the tropolones (eg thujaplicin).
  • precursors which can be used in the process according to the invention are given below:
  • R H Salicylic acid derivatives
  • Stabilizer ascorbic acid
  • Stabilizer lactic acid
  • Stabilizer caproic acid
  • the compounds according to the invention can be used in numerous applications involving the properties of the forms of "silyl", namely the therapeutic, dietetic or cosmetic properties resulting from their anti-inflammatory, regenerative, anti- degenerative, normalizing, metabolic stimulator, anti-radical and anti-glycation, and in general the activity of stimulating the body's defenses.
  • the advantage of the products obtained by the process according to the invention is that they have a high concentration of silyl. While the highest concentration that can be obtained by conventional methods without risking polycondensation is 2 g per liter of water, it is possible, using the process of the invention, to obtain a silyl concentration of up to 50g per kg of solvent.
  • Concentrated silyl solutions can be prepared using various solvents, which provides great flexibility for their formulation. They can give rise to various formulations of aqueous or semi-agous type such as lotions, eye drops, solutions for mouthwashes, creams, gels, toothpastes, chewingum, etc.
  • the oily silyl concentrates are preferably used for the preparation emulsions or creams. When the concentrated silyls are prepared in a relatively volatile solvent (acetone, ethanol), it is possible, after formulation in a less volatile solvent (such as
  • the basic precursor of the eye drops chosen is dimethyl-silyl-N-acetyl-cysteine having the formula c 7 H 13 N0 3 ssi 'of MM ⁇ 219.33 corresponding to 21% SiOH or 12.7% Si after hydrolysis made with ethanol.
  • a sterile solution was formulated (the ethanol is removed under reduced pressure), degassed, protected with methylparaben with 0.4% silyl.
  • Such eye drops are used during anomalies in the transparency of the lens, in particular in senile opacities. It is interesting to prevent senile catharact by opposing the glycation phenomena as shown by the in-vitro test.
  • the non-enzymatic glycosylation of proteins is one of the factors responsible for sclerosis of connective tissues. The chemical reactions involved in this degradation of proteins have been identified. Glycation (non-enzymatic glycosylation) between oses and proteins 13
  • the degree of glycosylation can be estimated by a specific colorimetric technique of the glucose-protein bond. This technique makes it possible to demonstrate the 5-hydroxymethyl-furfural (HMF) released from the carbohydrate group after acid hydrolysis.
  • HMF 5-hydroxymethyl-furfural
  • TAA 2-thiobarbituric acid
  • Tests have focused on a demanding, regenerating, anti-inflammatory, hydrating lotion.
  • the fatty alcohols soften the heaps of keratin and that the salicylic acid released at the cutaneous level helps to dissociate them.
  • the SiOH function increases the action of salicylic acid by ensuring greater penetration and normalizes the metabolism of keratinocytes and their proliferation. The inflammation subsides with proper healing of the pimples.
  • silyl-salicylates used in this example therefore make it possible to combat periodontal diseases which affect the supporting tissues of the teeth and thus ensure good calcification.
  • the compound used is 2,3-dimethylsilyloxy-N- (3-hydroxypropyl) -3,3-butanamide of formula C11H23NO4 and MM ⁇ 261.39, this mistletoe is equivalent to 18% SiOH or 10.7% Si.
  • the silyl-panthenol obtained after hydrolysis can be used either in the pure state, or diluted in a mixture of butanediol water 50:50 in an amount of 40% of pure product. This corresponds to a Si concentration of 4%, that is to say an important guantitative contribution.
  • the formula of this hair lotion is as follows:
  • the lotion, applied in guotidian friction, has been tested on male seborrheic alopecia.
  • 10 patients were between 15 and 25 years old, 11 between 26 and 35 years old, 1 of 45 years old, and 1 of 55 years old.
  • the otis of inclusion in the experiment were in all cases a hair loss considered as abnormal, determined by a seborrheic alpecia.
  • amino acid derivatives such as
  • this mistletoe corresponds to an intake of SiOH of 14%.
  • an agous gel containing 7.6% of silyl-2-hydroxycaprilat was produced using 1,3-butanediol (30:70) which corresponds to a contribution of 0.50% of SiOH, ie 3 times the content of the same product obtained without the process of the invention.
  • the gel was applied daily in the evening on perfectly cleansed skin.
  • This emulsion was used on dehydrated dry skin. From the first applications, there was a superficial epidermal change very sensitive to the touch. The hydrolipid film is re-established at the epidermis / stratum corneum level.
  • the precursor used was dimethyl-silyl-2,3,5,6-ascorbate having the formula C ⁇ o H 16 ° 6-5.2 of MM "288.4, this mistletoe is equivalent to 32% of SiOH (ie 19.4% of Si) after hydrolysis.
  • the anti-radical activity of the formulation was demonstrated in vitro by a test consisting in producing oxygenated free radicals by enzymatic route (action of xanthine oxidase on acetaldehyde) and in comparing the resistance of the cultured cells in the presence or in the absence of silyl in contact with these radicals.

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Abstract

Procédé de préparation d'un composé à base de silicium biologiquement actif consistant à hydroliser un précurseur de formule (I), dans laquelle A, B, C, D, et X désignent des radicaux différents de OH, les liaisons de A, B, C, D avec l'atome Si étant des liaisons de covalence et 2 ou 3 de ces liaisons sont hydrolysables. L'hydrolyse est effectuée dans un solvant contenant une faible quantité d'eau dans une proportion par rapport au solvant comprise de préférence entre 0,1 % et 5 %, et au moins un des composés provenant des liaisons hydrolysées du silicium est un composé dit stabilisant empêchant la formation de polymères à partir des liaisons hydrolysées du silicium.

Description

Procédé de préparation de composés de silicium blologlguement actifs sous forme concentrée
Domaine technique
La présente Invention concerne les composés à base de silicium blologlguement actifs et en particulier un procédé de préparation de composés de silicium blologlguement actifs sous forme concentrée à partir de précurseurs hydrolysables.
Etat de la technigue
Le silicium, élément très répandu dans la nature est généralement connu sous ses formes inorganigues naturelles telles gue la silice et les silicates, ou encore sous la forme de polymères synthétigues, les silicones. Ces composés siliciés sont très peu ou pas solubles en milieu agueux ce gui expligue leur faible incidence au niveau des organismes vivants. Les silicones, en particulier, se caractérisent par une grande inertie vis à vis des milieux biologigues et par conséguent présentent une biocompatibilité élevée.
Pourtant, le silicium, même à l'état de traces, joue un rôle biologigue important et doit être considéré comme un élément essentiel de la vie. Il est notamment nécessaire à une croissance normale pour de nombreuses espèces. Il a aussi été démontré gue le silicium intervenait dans la structuration des tissus conjonctifs en interagissant avec les glycosaminoglycanes et les protéines. C'est un des éléments constitutifs des complexes protéines- glycosaminoglycanes rencontrés dans la substance fondamentale de ces tissus. Le silicium interagit également avec les glycosaminoglycanes dans le développement des tissus cartilagineux. On sait aussi gue le silicium joue un rôle important dans l'ossification où il favorise le processus de minéralisation.
En outre, le silicium peut être considéré comme un constituant du collagène et on pense gu'il joue un rôle fondamental dans le processus de réticulation des fibres de collagène. Le silicium intervient également au niveau de la structure du cheveu, où il contribuerait notamment à augmenter la résistance de la tige pilaire. Le silicium est également impllgué dans le métabolisme cellulaire et il serait notamment propice à l'activité métaboligue des ostéoblastes.
Au delà du pouvoir réticulant du silicium et de son implication dans l'activité métaboligue de certaines cellules, il apparaît gu'une teneur élevée en silicium dans les tissus, parallèlement avec la teneur en glycosaminoglycanes, est caractéristigue des tissus sains et métaboliguement actifs. De même, de nombreux travaux ont montré l'importance du silicium dans la régulation du cycle physiologigue du cheveu.
Les recherches actuelles tendent à renforcer l'idée gue le silicium intervient dans de nombreux mécanismes biologigues. Des travaux récents ont même montré gue le silicium joue un rôle majeur dans l'élimination de l'aluminium par les systèmes biologigues.
Les travaux de la demanderesse ont montré gue les composés siliciés pouvaient constituer une forme de silicium assimilable par l'organisme (par opposition au silicium minéral ou aux silicones) à condition de posséder la propriété d'exister en solution agueuse sous forme dOligomères solubles de faible poids moléculaire. En outre, une autre caractéristigue nécessaire à l'activité de ces oligomères en solution agueuse est de présenter de nombreuses fonctions Si-OH. Il ressort ainsi gue les propriétés biologigues de ces composés siliciés assimilables par l'organisme, ne sont observées gue s'ils forment en solution des oligomères solubles, résultant d'un enchaînement de liaisons siloxanes Si-O-Si, riches en fonctions Si-OH. En dehors du fait gue la présence des fonctions Si-OH, très polaires, confèrent aux oligomères leur solubilité dans l'eau, on pense à l'heure actuelle gu'une partie des propriétés observées s'expliguent par le fait gue l'espèce chimigue impliguée dans la plupart des mécanismes biologigues mentionnés ci-dessus serait une forme soluble du silicium, l'acide silicigue, de formule Si(OH>4. Mais, étant donnée sa très forte propension à se polycondenser pour former de la silice, ce composé n'existe gu'à de très faibles concentrations dans l'eau.
On a donc recherché des produits analogues à l'acide silicigue, plus stables, en modifiant chimiguement les fonctions Si-OH. Mais il est vite apparu gue ces fonctions étaient essentielles à l'activité biologigue. Par ailleurs, on savait gu'une série de composés naturels, les tanins et les catécholamines entre autres, étaient capables de complexer l'acide silicigue et ainsi d'augmenter sa stabilité en solution. Ces complexes constitueraient la forme de transport de l'acide silicigue dans l'organisme et c'est sous cette forme gue la cellule importerait le silicium. Toutefois, leur stabilité est encore trop faible pour la réalisation d'un produit pharmacologiguement actif. La demanderesse a mis au point des analogues actifs de ces complexes. Il s'agit des produits résultant de la complexation entre une molécule co plexante et un composé organo-silicié actif. La caractéristigue de ces composés est de posséder plusieurs fonctions Si-OH comme l'acide silicigue, mais également une ou deux liaisons silicium- carbone. Toutefois, ces analogues possédant les propriétés biologigues recherchées, s'ils sont beaucoup plus stables gue les complexes d'acide silicigue, doivent être préparés sous la forme de solutions agueuses, diluées, dont la teneur en silicium ne peut pas excéder 2g/litre du fait gu'avec une concentration plus élevée, on favoriserait la polycondensation.
Exposé de l'invention C'est pourguoi le but de l'invention est d'obtenir des composés à base de silicium blologlguement actifs n'évoluant pas vers la formation de formes polycondensées inactives telles gue des polysiloxanes.
Un autre but de l'invention est de réaliser un procédé de préparation de composés de silicium blologlguement actifs sous forme concentrée par hydrolyse de précurseurs à base de silicium avec libération de produits stabilisants empêchant la polycondensation des composés de silicium.
L'objet de l'invention est donc un procédé de préparation d'un composé de silicium biologiguement actifs consistant à hydrolyser un précurseur de formule :
Figure imgf000006_0001
dans laguelle A, B, C, D, et X désignent des radicaux différents de OH, les liaisons da A, B, C, D avec l'atome Si étant des liaisons de covalence et 2 ou 3 de ces liaisons sont hydrolysables. L'hydrolyse est effectuée dans un solvant contenant une faible guantité d'eau dans une proportion par rapport au solvant comprise de préférence entre 0,1% et 5%, et au moins un des composés provenant des liaisons hydrolysées du silicium est un composé dit stabilisant empêchant la formation de polymères à partir des liaisons hydrolysées du silicium.
Description de l'invention
Dans toute la description, on appellera "silyl" le composé biologiguement actif obtenu par le procédé de l'invention, en gardant le mot "précurseur" pour désigner le composé à base de silicium, biologiguement inactif, et hydrolysable selon le procédé de l'invention.
Les radicaux gui sont hydrolysables sont, soit des atomes d'hydrogène, soit de préférence des radicaux liés à Si par un atome d'oxygène ou par un atome d'azote ou de soufre. Ils peuvent donc être des esters ou des radicaux alkoxy, aryloxy tels gue des radicaux phénoxy, ou encore des radicaux allyloxy ou vinyloxy, lorsgue l'atome de silicium est lié directement à un atome d'oxygène. Ces radicaux peuvent être également des thioesters ou des radicaux aryl ou alkylthioéthers, lorsgue le silicium est lié par un atome de soufre. Les radicaux peuvent encore être des aminés mono ou disubstituées par des chaînes hydrocarbonées substituées ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels, des aryl ou alkylamides, lorsgue le silicium est lié par un atome d'azote.
Les radicaux liés à Si et gui ne sont pas hydrolysables peuvent être des radicaux hydrocarbonés, substitués ou non par un ou plusieurs groupements fonctionnels, certains radicaux alkoxy stériguement encombrés, les radicaux fluorocarbonés, ou même un atome de fluor.
Dans le deuxième type de formule générale, le radical X peut être un radical hydrocarboné, substitué par un ou plusieurs groupements fonctionnels, relié au silicium (liaison A ou D) par au plus une liaison non hydrolysable.
Une caractéristigue importante du procédé selon l'invention est gue l'hydrolyse du précurseur ait lieu dans des conditions "douces", c'est à dire avec un pH neutre et en l'absence de tout catalyseur chimigue ou enzymatigue. Le précurseur est hydrolyse dans un solvant contenant de 0,1% à 5% d'eau par rapport à l'ensemble. De préférence, le précurseur est ajouté au solvant (contenant l'eau) goutte à goutte, sous agitation, en contrôlant continuellement la température. Le solvant peut être un alcool tel gue l'alcool éthyligue, l'isopropanol ou un alcool gras tel gue le cyclohexanol ou l'octyldodécanol, un glycol tel gue le propylène glycol, le butylène glycol, l'hexylène glycol ou le polyéthylène-glycol (ex: PEG 400), ou bien encore un solvant organigue miscible avec l'eau tel gue l'acétone ou l'acétate d'éthyle. Lorsgue l'hydrolyse libère un acide, il est judicieux d'ajouter une guantité stoechiométrigue de base compatible avec le solvant utilisé, telle gue la triéthanolamine, afin de neutraliser l'acide formé dans l'hydrolyse. Lorsgue l'hydrolyse libère une base, il peut être préférable d'ajouter une guantité stoechiométrigue d'acide. Les acides convenables sont de préférence des acides carboxyligues, et en particulier l'acide acétigue ou 1'acide lactigue.
Une alternative à la méthode ci-dessus consiste à solubiliser d'abord le précurseur dans un milieu huileux contenant une faible guantité d'eau comme défini précédemment. On ajoute ensuite une faible guantité d'un alcool ou autre glycol miscible avec l'huile. La composition obtenue peut être utilisée pour former une émulsion.
Une autre caractéristigue essentielle est gue l'atome de silicium est lié par au moins une liaison hydrolysable à un composé dit stabilisant. Après hydrolyse, lorsgue le précurseur est selon le premier type de la formule générale, l'agent stabilisant est libéré dans le milieu et stabilise le silyl en créant des liaisons faibles avec lui (ponts hydrogènes) et empêche la polycondensation. Le pouvoir stabilisant de ces agents peut aussi s'expliguer par leur capacité à reformer une liaison covalente transistoire. On obtient alors une structure dynamigue où certaines liaisons possèdent un "caractère mixte" (liaison hydrogène, liaison covalente). Bien sûr, lorsgue le précurseur est selon le deuxième type de la formule générale, le stabilisant peut rester lié au silyl par une liaison covalente.
Les stabilisants répondant au critère énoncé ci- dessus sont après hydrolyse des composés hydroxyacides carboxyligues et particulièrement les alpha et les bêta hydroxyacides, les glucuronides, des aminoacides hydroxylés ou phénoligues tels gue la serine, la thréonine ou la tyrosine, des composés possédant plusieurs fonctions alcools (ou phénols) et surtout des fonctions alcools (ou phénols) vicinales. On peut citer dans cette catégorie les glycols, les catéchols et les catécholamines (DOPA, adrénaline), les polyéthylèneglycols, les polyols tel que le glycérol, les monosaccharides (L-thréose, L-ribose, sorbitol... ) ; des acides phénoliques tels que l'acide gallique, l'acide 3,4-dihydroxybenzoique ou l'acide cafféique, et dérivés estérifiés ; les diacides tels que 1 ' acide malonique ; certains composés possédant une géométrie particulière propre à stabiliser en milieu aqueux les complexes de silyls, telles que les tropolones (ex: la thujaplicine) . Des exemples de précurseurs pouvant être utilisés dans le procédé selon l'invention sont donnés ci-après :
Dérivés ά'amino-acides :
Diméthylsilyl-N-acétylcystéine Stabilisant : cystéine
Figure imgf000009_0001
Diméthylsilyl-L-méthionine
StaJbilisant : éthionine
Figure imgf000009_0002
Diméthylsilyl-L-sérine
Stabilisant : serine
Figure imgf000009_0003
R=H Dérivés d'acides salicyliαues ;
2,2-éthoxyméthyl-4-oxobenzo-l,3-dioxa-2-silane Stabilisant : acide salicylique
Figure imgf000010_0001
2,2-diméthyl-4-oxobenzo-l,3-dioxa-2-silane Stabilisant : acide salicylique
Figure imgf000010_0002
2 , 2-éthoxy , n-octyl-4-oxobenzo-l , 3-dioxa-2-silane StaJ ilisant : acide salicylique
Figure imgf000010_0003
Divers :
1,2-3,4-5,6-éthoxyméthylsilyl-sorbitol ou tri(éthoxyméthylsilyl)sorbitol Stabilisant : acide sorbitol
Figure imgf000011_0001
2,3-diméthyldilyloxy-N-(3-hydroxypropyl)-3,3-butanamide ou diméthylsilylpantothénol : Stabilisant : panthénol
Figure imgf000011_0002
Bis-diméthylsilyl-ascorbate :
Stabilisant : acide ascorbique
Figure imgf000011_0003
2,2-éthoxyméthyl-4-oxo-5-méthyl-l,3-dioxa-2-cyclosilane : Stabilisant : acide lactique
Figure imgf000012_0001
Caproyl-diéthoxyméthylsilane
StaJilisant: acide caproïque
Figure imgf000012_0002
De façon générale, les composés selon l'invention pourront être utilisés dans de nombreuses applications mettant en jeu les propriétés des formes de "silyl", à savoir les propriétés thérapeutiques, diététiques ou cosmétiques découlant de leur activité anti-inflammatoire, régénératrice, anti-dégénérescente, normalisatrice, stimulatrice métabolique, anti-radicalaire et anti- glycation, et de façon générale l'activité de stimulation des défenses de l'organisme.
L'intérêt des produits obtenus par le procédé selon 1'invention est q 'ils présentent une forte concentration en silyl. Alors que la plus forte concentration pouvant être obtenue par les méthodes classiques sans risquer la polycondensation est de 2g par litre d'eau, il est possible d'obtenir, en utilisant le procédé de l'invention, une concentration en silyl allant jusqu'à 50g par kg de solvant. Les solutions concentrées de silyl peuvent être préparées en utilisant divers solvants, ce qui offre une grande souplesse pour leur formulation. Elles peuvent donner lieu à différentes formulations de type aqueux ou semi-agueux telles gue des lotions, collyres, solutions pour bains de bouche, crèmes, gels, dentifrices, chewingum, etc... Les concentrés huileux de silyl sont préférablement utilisés pour la préparation d'émulsions ou de crèmes. Lorsgue les silyls concentrés sont préparés dans un solvant relativement volatil (acétone, éthanol), il est possible, après formulation dans un solvant moins volatil (tel gue
1'eau) d'éliminer le solvant d'origine des silyls. Ceci est réalisé généralement par évaporation sous pression réduite.
Les exemples gui suivent sont illustratifs (mais non limitatifs) des formulations utilisées comme médicaments ou produits cosmétigues pour mettre en évidence les activités énoncées ci-dessus.
EXEMPLE 1 :
Activité régénératrice
Restructuration des tuniques capillaires
Dans cet exemple, le précurseur hydrolyse selon le procédé de l'invention est le Caproyl diéthoxyméthylsilane, de M.M. = 248,39, soit en SiOH - 19%, ce qui éguivaut en une concentration en Si égale à 30g/Kg.
A partir du silyl obtenu, on formule un gel agueux de
Carbopol protégé par du propyl- et méthyl-paraben (on élimine le solvant de départ par évaporation sous pression réduite). On obtient ainsi une formulation à très forte concentration de principe actif égale à 5,3%.
Ce gel a été testé sur des lymphoadèmes du membre supérieur par pressothérapie séquentielle et drainages lymphatigues sur 62 patientes par des masseurs kinésithérapeutes. Les résultats ont été les suivants en terme de diminution du colume d'oedème:
Nombre de patientes Diminution
3 < 10%
13 de 10 à 25%
29 de 25 à 50%
13 de 50 à 75%
2 de 75 à 100%
2 ≥ 100%
ce gui donne une moyenne de diminution de 45 %
EXEMPLE 2 :
Activité anti- glycation Collyre anti-cataracte
Le précurseur de base du collyre choisi est le diméthyl-silyl-N-acétyl-cystéine ayant pour formule c7H13N03ssi' de M.M. ≈ 219,33 correspondant à 21% de SiOH ou 12,7% de Si après hydrolyse ménagée par l'éthanol.
On a formulé une solution stérile (on élimine l'éthanol sous pression réduite), dégazée, protégée par du méthylparaben avec 0,4% de silyl.
Un tel collyre est utilisé lors d'anomalies de la transparence du cristallin, en particulier dans les opacités séniles. II est intéressant de prévenir la catharacte sénile en s'opposant aux phénomènes de glycation comme le montre le test in-vitro.
La glycosylation non enzymatigue des protéines est l'un des facteurs responsables de la sclérose des tissus conjonctifs. Les réactions chimigues en cause dans cette dégradation des protéines ont été identifiées. La glycation (glycosylation non enzymatigue) entre oses et protéines 13
s'effectue au hasard des sites protéigues aminés libres et forme des liaisons bétacétométhylamines (Amadori product). Ces dernières déclenchent une série de réactions gui aboutissent à l'augmentation progressive de la réticulation des protéines.. Ces liaisons irréversibles font perdre progressivement leurs propriétés (élasticité) aux tissus de soutien, ce gui expligue leur sclérose.
La mise au point d'un protocole expérimental original a permis d'étudier in vitro la réactivité spécifigue du silyl dans le phénomène de glycation protéigue.
Le degré de glycosylation peut être estimé par une technigue colorimétrigue spécifigue de la liaison glucose- protéine. Cette technigue permet de mettre en évidence le 5-hydroxyméthyl-furfural (HMF) libéré du groupement carbohydrate après hydrolyse acide. Le taux de HMF est guantitativement déterminé par réaction colorimétrigue avec 1'acide 2-thiobarbiturigue (TBA).
En résultat, le taux de réticulation des protéines (albumine) a été diminué de façon significative (-37%) lorsgue, pour le test in-vitro, la Diméthyl-silyl-cystéine est ajoutée en début de réaction à la solution protéigue. Cette expérimentation confirme le rôle biologigue anti- glycation très sensible du silyl obtenu par hydrolyse contrôlée de la Diméthyl-silyl-N-acétyl-cystéine.
EXEMPLE 3 :
Activité anti- Inflammatoire hydratante régénératrice Composition dermo- pharmaceutique
Dans cet exemple on a utilisé comme précurseur du
2,2-éthoxy-n-octyl-4-oxobenzo-l,3-dioxa-2-silane ayant pour formule Ci7H26°4Si de M.M. = 322,48, correspondant à 14% de
SiOH après hydrolyse. On utilise la solution concentrée résultante dans le stéaryloctanoate additionné d'éthanol. Le n-octyl-silyl-salicylate obtenu est utilisé comme produit cosméto-dermopharmaceutigue destiné à des peaux dénutries ou perturbées par le soleil, le vent, l'achné...
Des tests ont porté sur une lotion astreingeante, régénératrice, anti-inflammatoire, hydratante.
Sulfocarbonate de zinc 3,00
Stéaryl octanoate 8,00 n-octyl-silyl-salicylate 3,50 Alcool éthyligue 20,00
Eau déminéralisée 100,00
Sur le plan de l'activité biologique, il faut noter gue les alcools gras ramollissent les amas de kératine et gue l'acide salicylique libéré au niveau cutané contribue à les dissocier. La fonction SiOH augmente l'action de l'acide salicylique en assurant une pénétration plus importante et normalise le métabolisme des kératinocytes et leur prolfération. L'inflammation régresse avec une cicatrisation correcte des boutons.
EXEMPLE 4 :
Action anti- inflammatoire Thérapie stomatologique
Pour cette composition, on a utilisé comme précurseur du 2,2-diméthyl-4-oxobenzo-l,3-dioxa-2-silane de formule c10H12°3si et M ' M» = 194,26, ce gui éguivaut à 24% de SiOH après hydrolyse, ou du 2,2-éthoxyméthyl-4-oxobenzo-l,3- dioxa-2-silane de formule CιnHi2θ4Si et M.M. - 224,26, ce gui éguivaut à 21% SiOH après hydrolyse. L'hydrolyse ménagée est réalisée dans un solvant approprié avant formulation. Plusieurs produits d'hygiène gingivaux ont été testés: bains de bouche, dentifrice et chewing-gum, et la liberté a été laissée aux personnes impligués dans ces essais. Dans plus de 70% des cas, on a observé une action anti-inflammatoire et régénératrice de la gencive pour tout le groupe, et pour deux personnes gui ont continué l'utilisation du gel gingival à raison de 2 applications par jour, sur plus de 6 mois, ont vu une réduction du déchaussement de leurs dents; cette pathologie étant associée aux désordres ostéoporotigues.
Les silyl-salicylates utilisés dans cet exemple permettent donc de lutter contre les maladies parodontales gui touchent les tissus de soutien des dents et d'assurer ainsi une bonne calcification.
Dans tous les cas, on a noté gue, lors de l'utilisation de ces composés, la diminution des saignements spontanés lors du brossage et la réduction de la sensibilité gingivale. Dans un cas, on a noté le recouvrement gingival de certaines dents déchaussées, et dans trois autres cas, on a noté une stabilisation ou un ralentissement du déchaussement.
Solution gingivale- bain de bouche
Silyl-salicylate 5,00
Ethanol 10,00
Essence de menthe 0,50 eau déminéralisée g.s.p 100,00
Gel gingival
Carbopol 0,20
Silyl-salicylate 5,00
Ethanol 10,00 Essence de menthe 0,80
Eau déminéralisée g.s.p 100,00
Dentifrice
Silyl-salicylate 4,00 Métaphosphate insoluble 40,00
Glycérine 13,00
Sorbitol à 70% 19,00 Alginate de sodium 2,00
Laurylsarcossinate de sodium 2,00
Oxyde de titane 0,95
Saccharine 0,20 Essence de menthe 0,80
Eau déminéralisée g.s.p 100,00
Chewing-gum
Silyl-salicylate 1,80 Pâte q.s.p 100,00
EXEMPLE 5 :
Action stimulatrice métabolique Composition antichute capillaire
Le composé utilisé est le 2,3-diméthylsilyloxy-N-(3- hydroxypropyl)-3,3-butanamide de formule C11H23NO4 et M.M. ≈ 261,39, ce gui éguivaut à 18% de SiOH ou 10,7% en Si. Le silyl-panthénol obtenu après hydrolyse peut être utilisé soit à l'état pur, soit dilué dans un mélange de butanediol eau 50:50 à raison de 40% de produit pur. Ceci correspond à une concentration en Si de 4%, c'est à dire un apport guantitatif important. La formule de cette lotion capillaire est la suivante:
Silyl panthénol 5,00 g
Butanediol eau 50/50 7,50 g Propylène glycol 14,00 g
Alcool à 70* 100,00 g
La lotion, appliguée en friction guotidienne, a été testée sur des alopécies séborrhéigues masculines. Sur les 23 sujets testés, 10 patients avaient entre 15 et 25 ans, 11 entre 26 et 35 ans, 1 de 45 ans, et 1 de 55 ans. Les otis d'inclusion dans l'expérimentation étaient dans tous les cas une chute de cheveux considérée comme anormale, déterminée par une alpécie séborrhéigue.
Dans tous les cas, on a constaté un éclaircissement de la chevelure, visible et indiscutable. Les résultats ont été les suivants: excellents résultats: 59%, bons résultats: 9%, moyens : résultats 18%, et résultats nuls:
14%.
Les résultas ont été confirmés par des trichogrammes faits pratiguement à un an d'intervalle, en déterminant le rapport anagènes/télogènes. Ils ont été les suivants:
- avant expérimentation rapports A/T - frontal 2,8 - occipital 1,5 - temporal 4
- après expérimentation rapport A/T - frontal 4,8 - occipital 3,6 - temporal 5
La moyenne obtenus sur les meilleurs résultats (excellents + bons) a donc été de 70% des sujets traités.
EXEMPLE 6 :
Action régénératrice
Composition cosmétique anti-rides
Différents dérivés α-hydroxy-acides silyls sont été formulés, à partir des précurseurs diméthylsilyl-2-oxo- octanoate ou éthoxyméthylsilyl-2-oxo-octanoate ou 2,2- éthoxyméthyl-4-oxo-5-méthyl-l,3-dioxa-2-cyclosilane en solution à 30% dans du 1,3 butanediol, ce gui correspond en moyenne et en solution à des apports en SiOH de 8%, soit 5% en Si.
Il est également possible d'utiliser comme précurseurs des dérivés d'amino-acides tels gue le
Diméthyl-N-acétyl-cystéine (M.M. - 219,33) en solution à
60% dans de l'octyldodécanol, ce gui correspond à un apport en SiOH de 14%.
Les différents silyls obtenus après hydrolyse ont été utilisés dans des formules de crème, lait, gel, ou lotion, à des doses de 5 à 10%, ce gui donnes des apports en SiOH de 0,7 à 1,4%.
Ainsi, on a réalisé un gel agueux contenant 7,6% de silyl-2-hydroxycaprilate en utilisant du 1,3-butanediol (30:70) qui correspond à un apport de 0,50% de SiOH, soit 3 fois la teneur du même produit obtenu sans le procédé de l'invention. Le gel a été appligué guotidiennement le soir sur une peau parfaitement nettoyée.
Les personnes testées étaient des femmes de 55 à 67 ans. On a observé une réduction des ridules et une atténuation des rides profondes. La peau se trouvait plus lisse, plus lumineuse et plus tonigue, comme cela a été vérifié par des tests in vitro, sur des cultures de cellules de fibroblastes vieillis. Une recherche d'activité cytostimulatrice a été menée sur des cultures monocouches de kératinocytes et de fibroblastes. la prolifération cellulaire a été mesurée par un test colorimétrigue au rouge neutre. L'analyse a été faite en spectrométrie UV (540nm). Pour simuler les conditions d'un test avec des cellules vieillies, ces dernières ont été cultivées dans un milieu déprimant contenant des concentrations de sérum de veau foetal (SVF) suboptimales.
Résultats: la croissance des cellules a été augmentée de façon significative après enrichissement du milieu de culture par des solutions de silyls concentrées. L'amplitude de réponse à la cytostimulation a été très importante, particulièrement sur des fibroblastes, cellules impliguées dans la synthèse du collagène et de l'élastine, gui ont exprimé une réaction très marguée. On a constaté une stimulation de 200% de la cinétigue de prolifération fibroblastigue par rapport à des témoins cultivés en présence de 2,5% de SVF. EXEMPLE 7 :
Activité normalisatrice Composition cosmétique hydratante
Dans cet exemple le précurseur choisi a été le tri- éthoxy-méthylsilyl-sorbitol de formule C^5^209813, M.M. = 440,67, ce qui éguivaut à 31% de SiOH (soit 19% en Si) après hydrolyse. Avec le silyl-sorbitol obtenu, on a réalisé une émulsion très fine hydrodispersible avec une teneur en lipide de 35%, le silyl-sorbitol étant intégré à 0,5%.
Cette émulsion a été utilisée sur des peaux sèches déshydratées. Dès les premières applications, on a noté une modification superficielle épidermigue très sensible au toucher. Il y a rétablissement du film hydrolipidigue au niveau épiderme/couche cornée.
Un contôle in vivo par spectre I.R. à transformée de Fourier a mis en évidence une hydratation biologigue par apport d'eau liée.
EXEMPLE 8 ;
Activité anti-radicalaire Produits cosmétiques de jour colorés ou pas.
Le précurseur utilisé a été le diméthy1-silyl- 2,3,5,6-ascorbate ayant pour formule CιoH16°6-5.2 de M.M. « 288,4, ce gui éguivaut à 32% de SiOH (soit 19,4% de Si) après hydrolyse.
Pour apporter une protection du visage vis à vis des phénomènes oxydatifs, on a formulé une crème de jour, émulsion hydrodispersible ou fond de teint dans laguelle le silyl a été incorporé à raison de 1%. Par conséguent, aucune modification n'était à craindre au niveau de la texture des produits, bien gue l'on disposait de 0,3% de SiOH (soit 0,19% de Si). 20
L'activité anti-radicalaire de la formulation a été mise en évidence in vitro par un test consistant à produire des radicaux libres oxygénés par voie enzymatigue (action de la xanthine oxydase sur l'acétaldéhyde) et à comparer la résistance des cellules cultivées en présence ou en l'absence de silyl au contact de ces radicaux.
L'addition de radicaux libres au sein d'une culture cellulaire induit une cytotoxicité. cette toxicité se traduit par une lyse cellulaire avec une augmentation de lactate déshydrogénase (LDH) cellulaire. L'évaluation de la résistance cellulaire au stress radicalaire est obtenue par le dosage de l'activité de la LDH en spectrophotométrie UV.
Résultats : On a observé un effet très sensible de la formulation utilisée. Le système peroxydatif utilisé a produit des ions superoxydes et du peroxyde d'hydrogène. L'étude des résultats montre gue la formulation induit une protection contre la lyse cellulaire spontanée (activité de la LDH diminuée de 67%). Cette protection persiste et s'intensifie nettement (diminution de la LDH de 75%) en présence d'un stress radicalaire provogué.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de préparation d'un composé à base de silicium ou silyl biologiguement actif consistant à hydrolyser un précurseur de formule :
B B
Si' Si'
dans laguelle A, B, C, D, et X désignent des radicaux différents de OH, les liaisons da A, B, C, D avec l'atome Si étant des liaisons de covalence et 2 ou 3 de ces liaisons sont hydrolysables, l'hydrolyse étant effectuée dans un solvant contenant une faible guantité d'eau dans une proportion par rapport au solvant comprise de préférence entre 0,1% et 5%, et au moins un des composés provenant des liaisons hydrolysées du silicium étant un composé dit stabilisant empêchant la formation de polymères à partir des liaisons hydrolysées du silicium.
2. Procédé selon la revendication 1 effectué avec un pH neutre et en l'absence de tout catalyseur chimigue ou enzymatigue, et dans leguel ledit précurseur est ajouté goutte à goutte audit solvant contenant une faible guantité d'eau, sous agitation, en contôlant continuellemnt la température.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans leguel ledit solvant est choisi dans le groupe consistant en alcools tels gue l'alcool éthyligue, l'isopropanol ou un alcool gras tel gue le cyclohexanol ou 1 'octyldodécanol, glycols tels gue le propylène glycol, le butylène glycol, 1'hexylène glycol ou le polyéthylène glycol, et les solvants organigues miscibles avec l'eau tels gue l'acétate d'éthyle ou l'acétone.
4. Procédé selon la revendication 1 consistant à solubiliser d'abord ledit précurseur dans un composé huileux contenant une faible guantité d'eau, et d'ajouter ensuite une faible guantité d'un alcool ou glycol miscible avec ledit composé huileux.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans leguel ledit précurseur a au moins un desdits radicaux A,
B, C, D, lié à l'atome de silicium par un atome d'oxygène.
6. Procédé selon la revendication 5, dans leguel ledit précurseur a au moins un desdits radicaux A, B, C, D, lié à l'atome de silicium gui est un ester.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans leguel ledit précurseur a au moins un desdits radicaux A, B, C, D, lié à l'atome de silicium gui est un groupe phénoxy.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans leguel le ou lesdits composés stabilisants provenant des liaisons hydrolysées du silicium sont choisis dans le graoupe consistant en composés hydroxyacides carboxyligues tels gue les alpha et les bêta hydroxyacides, les glucuronides, les aminoacides hydroxylés ou phénoligues tels gue la serine, la thréonine ou la tyrosine, les composés possédant plusieurs fonctions alcools ou phénols et surtout des fonctions alcools ou phénols vicinales tels gue les glycols, les catéchols et les catécholamines, les polyéthylèneglycols, les polyols tel gue le glycérol, les monosaccharides tels gue L-thréose, L-ribose ou sorbitol, les acides phénoligues tels gue l'acide galligue, l'acide 3,4-dihydroxybenzoique ou l'acide cafféique, et leurs dérivés estérifiés, les diacides tels que l'acide malonigue, et certains composés possédant une géométrie particulière propre à stabiliser en milieu agueux les complexes à base de silicium tels gue les tropolones.
9. Application du silyl obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 8, pour obtenir une composition thérapeutigue, diététigue ou cosmétigue ayant une activité anti-inflammatoire, régénératrice, anti- dégénérescente, normalisatrice, stimulatrice métaboligue, anti-radicalaire et anti-glycation, et de façon générale une activité de stimulation des défenses de l'organisme humain ou animal.
10. Composition thérapeutique comportant un silyl obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans lequel ledit précurseur est du caproyl- diéthoxyméthylsilane, ladite composition thérapeutique ayant une activité régénératrice pour la restructuration des tuniques capillaires.
11. Composition thérapeutique selon la revendication 10 dans laquelle le silyl est administré sous forme de gel agueux.
12. Composition thérapeutigue comportant un silyl obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans leguel ledit précurseur est du diméthyl-silyl-N- acétyl-cystéine, ladite composition thérapeutigue ayant une activité anti-glycation pour le traitement anti-cataracte.
13. Composition thérapeutigue selon la revendication 12 dans laguelle le silyl est administré sous forme de collyre.
14. Composition thérapeutique comportant un silyl obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans leguel ledit précurseur est du 2,2-éthoxy-n-octyl-4- oxobenzo-l,3-dioxa-2-silane, ladite composition thérapeutigue ayant une activité anti-inflammatoire, hydratante et régénératrice pour le traitement des pathologies cutanées.
15. Composition thérapeutigue comportant un silyl obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans leguel ledit précurseur est du 2,2-diméthyl-4- oxobenzo-l,3-dioxa-2-silane ou du 2,2-éthoxyméthyl-4- oxobenzo-l,3-dioxa-2-silane, ladite composition thérapeutigue ayant une action anti-inflammatoire pour la thérapie stomatologigue.
16. Composition thérapeutigue selon la revendication 15 dans laguelle le silyl est utilisé sous forme de solution gingivale, gel gingival, dentifrice ou chewingum.
17. Composition thérapeutigue comportant un silyl obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans leguel ledit précurseur est du 2,3-diméthylsilyloxy-N- (3-hydroxypropyl)-3,3-butanamide, ladite composition thérapeutigue ayant une activité stimulatrice métaboligue pour le traitement contre la chute des cheveux.
18. Composition thérapeutigue selon la revendication 17 dans laguelle le silyl est utilisé sous forme de lotion capillaire.
19. Composition cosmétigue comportant un silyl obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans leguel ledit précurseur est un dérivé α-hydroxy-acide silyl choisi dans le groupe formé de diméthylsilyl-2-oxo- octanoate, éthoxyméthylsilyl-2-oxo-octanoate, ou 2,2- éthoxyméthyl-4-oxo-5-méthyl-l,3-dioxa-2-cyclosilane, ladite composition cosmétigue ayant une activité régénératrice pour le traitement anti-rides.
20. Composition cosmétigue comportant un silyl obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans leguel ledit précurseur est du tri-éthoxy-méthylsilyl- sorbitol, ladite composition cosmétigue ayant une activité normalisatrice pour le traitement contre les peaux sèches
21. Composition cosmétigue comportant un silyl obtenu par le procédé selon l'une des revendications 1 à 8 dans leguel ledit précurseur est du diméthyl-silyl-2,3,5,6- ascorbate, ladite composition cosmétigue ayant une activité anti-radicalaire utilisée pour la protection de la peau.
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