PFLANZENPIGMENTE AUS LEGUMINOSEN ZUR REVITALISIERUNG MENSCHLICHER HAUT BeschreibungPLANT PIGMENTS FROM LEGUMINOS FOR REVITALIZATION OF HUMAN SKIN Description
Die Erfindung betrifft Präparate :und Zubereitungen mit Pflanzenpigmenten aus Leguminosen. Die vorwiegend für kosmetische aber auch für medizinische Anwendungen entwickelten Produkte, zeichnen sich neben hautfarbenden Eigenschaften durch bemerkenswerte reversible Sauerstoffbindungseigen- . Schäften aus.The invention relates to preparations: and preparations with plant pigments from legumes. The products, which are primarily developed for cosmetic but also for medical applications, are characterized not only by skin-coloring properties but also by remarkable reversible oxygen binding properties. Stocks.
Aufgrund der spektroskopischen und biochemischen Eigenschaften, die relativ gut mit denen des Hämoglobins und Myoglobins von Säugetieren übereinstimmen, nannte H. KUBO (1), diese 1939 erstmals von ihm isolierten, zur Klasse der Hämproteine zählenden Naturstoffe, „Leghämoglobine".Due to the spectroscopic and biochemical properties, which correspond relatively well to those of hemoglobin and myoglobin in mammals, H. KUBO (1), who in 1939 isolated these natural substances belonging to the class of hemoproteins for the first time, called "leghemoglobins".
Der Gedanke Sauerstofftäger tierischen Ursprunges (Schweinehämoglobin) für kosmetische Anwendungen bei Sauerstoffinangelzuständen der Haut einzusetzen, ist erstmals von W.K.R. BARNIKOL (2 ) und seiner Arbeitsgruppe entwickelt und beschrieben worden.The idea of using oxygen carriers of animal origin (porcine hemoglobin) for cosmetic applications when the skin is deficient in oxygen was first introduced by W.K.R. BARNIKOL (2) and his working group have been developed and described.
Pflanzliche Sauerstoffdonatoren wie die Leghämoglobine, die in ihren Sauerstoffbindungseigenschaften mit Säugetier-Myoglobinen vergleichbar sind, stellen eine auf die Reversibilität der Sauerstpffabgabe noch selektiver wirkende Verbindungsgruppe zu Säugetier-Hämoglobinen dar (3).Vegetable oxygen donors such as leghemoglobins, which are comparable to mammalian myoglobins in terms of their oxygen binding properties, represent a connecting group to mammalian hemoglobins that is even more selective for the reversibility of oxygen release (3).
Eine Verwendung dieses pflanzlichen Sauerstofftägers als Externum im kosmetischen und medizinischen Bereich ist auf folgende Überlegungen rückführbar:The use of this vegetable oxygen carrier as an external ingredient in the cosmetic and medical field can be traced back to the following considerations:
Im mikroskopischen Bild erscheint die Epidermis als Zellverband aus Keratino- zyten die in überwiegender Zahl vorhanden sind, mit in der Tiefe vitalen (Stratum basale) und nahe der sichtbaren Hautoberfläche absterbenden und toten Zellschichten, dem Stratum corneum disjunctum (4).In the microscopic picture, the epidermis appears as a cell cluster made of keratinocytes, the majority of which are present, with the deeply vital (stratum basale) and dead cell layers that die and close to the visible surface of the skin, the stratum corneum disjunctum (4).
Die Epidermis wird in ihrer Gesamtheit über das arterielle Kapillarsystem der Dennis zu etwa 50 % mit Sauerstoff versorgt, der restliche Sauerstoffbedarf wird von außen durch den in die Zellverbände diffundierenden Luftsauerstoff gedeckt (5).The entire epidermis is supplied with oxygen to about 50% via the Dennis arterial capillary system, the remaining oxygen requirement is covered from the outside by the atmospheric oxygen diffusing into the cell clusters (5).
Wird die für die „Zellatmung" notwendige Sauerstoffmenge intern durch Minderdurchblutung der Haut - bedingt durch Verengung der' Arterien/Arteri-
olen und/oder Stau Rückstau im Kapillarnetz und/ oder in den Venen - , oder extern durch Sauerstoffdiffusionshemmung im Stratum corneum conjunctum aufgrund physiologisch/morphologisch veränderter und abgelagerter Keratinozyten verringert, so bilden sich mittlere bis tiefe hypoxische Areale.Is the amount of oxygen required for "cell respiration" internal due to reduced blood flow to the skin - due to narrowing of the 'arteries / arteries Oil and / or accumulation backlog in the capillary network and / or in the veins - or externally reduced by oxygen diffusion inhibition in the stratum corneum conjunctum due to physiologically / morphologically changed and deposited keratinocytes, so medium to deep hypoxic areas are formed.
Folge dieser Malfunktion ist eine mehr oder weniger ausgeprägte Struktur- und Funktionsänderung von Dermis und Epidermis, die zuerst an der Hautoberfläche sichtbar wird, z.B. im Erscheinungsbild einer turgorlosen, von mehr oder weniger ausgeprägten Falten und Fältchen durchzogenen dünnen oder glanzlosen und rauhen Oberhaut, bis zur klinischen Manifestation arterieller Verschlußkrankheiten mit Gewebezerfall, wie z.B. Ulcus cruris venosum oder Kompressionsanämien (6 ).The consequence of this painting function is a more or less pronounced structural and functional change in the dermis and epidermis, which is first visible on the surface of the skin, e.g. in the appearance of a thin or lackluster and rough epidermis, turgorless, with more or less pronounced wrinkles and fine lines, up to the clinical manifestation of arterial occlusive diseases with tissue breakdown, e.g. Venous leg ulcer or compression anemia (6).
Der Sauerstoffmangel dieser Problemhaut kann intern mit gefaßerweiternden Medikamenten über den Blutkreislauf, als auch extern begrenzt therapiert werden, was mit nicht unerheblichen Nebenwirkungen verbunden ist (5 ).The oxygen deficiency of this problem skin can be treated internally with vasodilating drugs via the bloodstream, as well as externally, which is associated with not inconsiderable side effects (5).
Das Problem der externen Therapie hypoxische Hautbereiche mit sauerstoff- haltigen oder sauerstoffabgebenden Präparaten zu behandeln oder eine Begasung der Haut mit reinen Sauerstoff vorzunehmen, besteht darin, daß lokal im Gewebe hohe Konzentrationen an freiem Sauerstoff und Sauerstoffradikalen entstehen, die zum oxidativen Abbau der Zellwandbestandteile führen und lytische Vorgänge im Zellverband auslösen.The problem of external therapy treating hypoxic skin areas with oxygen-containing or oxygen-releasing preparations or gassing the skin with pure oxygen consists in the fact that high concentrations of free oxygen and oxygen radicals occur locally in the tissue, which lead to the oxidative degradation of the cell wall components and trigger lytic processes in the cell structure.
Eine erfolgreiche Behandlung dieser Hautprobleme mittels Sauerstoff kann nur darin bestehen, natürliche Verhältnisse im Hinblick auf Bio Verfügbarkeit im Zellgewebe herzustellen, d.h. Sauerstoff muß in kleinen Mengen, aber permanent für den Verbrauch zur Verfügung stehen.A successful treatment of these skin problems with oxygen can only consist in establishing natural conditions with regard to bioavailability in the cell tissue, i.e. Oxygen must be available in small quantities, but permanently for consumption.
Diese Bedingungen werden von einem auf die biologischen Erfordernisse adaptierten Sauerstoffträger wie z.B. dem Leghämoglobin hinreichend erfüllt, das aufgrund seiner charakteristischen Bindungsaffinität zum Sauerstoff nur die gerade für den Zellstoffwechsel erforderlichen Sauerstoffmengen freigibt.These conditions are influenced by an oxygen carrier adapted to the biological requirements, e.g. the hemoglobin is sufficiently fulfilled, which due to its characteristic binding affinity for oxygen only releases the amounts of oxygen required for cell metabolism.
In Anbetracht der Tatsache, daß auch die tiefer liegenden epidermalen Zellverbände (Stratum granulosunV-spinosum) einen Teil ihres Sauerstoffbedarfes durch den Sauerstoff der Luft, also extern über den Weg der Diffusion abdecken können, liegt der Gedanke nahe, durch Initiieren einer erleichterten
und gerichteten Sauerstoffdiffusion ad externa, also über das Gewebe selbst, dem zellulären Sauerstoffdefizit entgegenwirken zu können.In view of the fact that the deeper lying epidermal cell assemblies (stratum granulosunV-spinosum) can cover part of their oxygen requirements through the oxygen in the air, i.e. externally via diffusion, the idea is obvious, by initiating a relieved one and directed oxygen diffusion ad externa, i.e. via the tissue itself, to counteract the cellular oxygen deficit.
Um dieses sensible Gleichgewicht von gebunden, leicht verfügbaren und freien Sauerstoff zu initiieren, wurde an eine Inkorporation einer Sauerstoffquelle in das S.corneum gedacht, deren biologische Reversibilität der Sauerstoffaufiiahme den Erfordernissen des Zellverbandes entsprach.In order to initiate this sensitive balance of bound, readily available and free oxygen, an incorporation of an oxygen source into the S.corneum was considered, the biological reversibility of the oxygen uptake corresponding to the requirements of the cell assembly.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen durch schonende Isolierung und in seiner biologischen Aktivität erhaltenen pflanzlichen Sauerstoffträger so zu konservieren und zu konfektionieren, daß er nach Applikation auf und in die Epidermis auch hier seine biologische Aktivität der reversiblen Sauerstoffaufnahme bewahrt, eine bestimmte Eindringtiefe erreicht, mit dem Ziel, ad externa einen Sauerstoffpool für die oberen und tieferen Hautzellverbände zu bilden.The object of the present invention is to preserve and assemble a plant oxygen carrier obtained by gentle isolation and in its biological activity in such a way that after application to and into the epidermis it also retains its biological activity of reversible oxygen absorption and reaches a certain depth of penetration. with the aim of creating an external oxygen pool for the upper and lower skin cell groups.
Ferner sollten die Präparatkomponenten, die zum überwiegenden Teil als Transportmedium für den Sauerstoffdonator dienen, gute hautpflegerische Eigenschaften besitzen, um darüber hinaus noch das Hämoprotein stabilisierend zu schützen.Furthermore, the preparation components, which mainly serve as a transport medium for the oxygen donor, should have good skin care properties in order to protect the hemoprotein in a stabilizing manner.
Aufgabenziel des kosmetischen Bereiches ist die Entwicklung von Präparaten zur externen Applikation, die Dysfunktionen der Haut beseitigen und die Hautatmung verbessern, Licht- und Wärmeschäden auf sanfte und natürliche Weise ausheilen und präventiv eingesetzt, beginnenden Erschlaffungszuständen und Faltenbildung der Haut entgegenwirken.The objective of the cosmetic area is the development of preparations for external application, which eliminate skin dysfunctions and improve skin breathing, heal light and heat damage in a gentle and natural way and use preventively, counteract the beginning of relaxation and wrinkling of the skin.
Der Anwendungsbereich der Präparate auf dem medizinischen Sektor umfaßt den dermatologischen Problemkreis arterieller Verschlußkrankheiten mit Gewebezerfall, z.B. Ulcus cruris venosum oder Kompressions-Anämien etc. (s. Lehrbücher der Dermatologie und Veneralogie).The field of application of the preparations in the medical sector includes the dermatological problem area of arterial occlusive diseases with tissue decay, e.g. Ulcus cruris venosum or compression anemia etc. (see textbooks of dermatology and veneralogy).
Experimenteller TeilExperimental part
Isolierung und Konservierung der LeghämoglobineIsolation and conservation of leghemoglobins
Leghämoglobin, wurde aus wässrigen Mazeraten frischer Wurzelknöllchen der jeweiligen Leguminosen-Gattung in unterschiedlichen Mengen gewonnen (1)
und zur Stabilisierung im Verlauf der Isolierung mit Kohlenmonoxid ligan- diert (7 ).Leg hemoglobin, was obtained from aqueous macerates of fresh root nodules of the respective legume genus in different amounts (1) and ligated with carbon monoxide to stabilize the insulation (7).
Die Begleitproteine des Leghämoglobin werden durch fraktionierte Fällung mit Ammoniumsulfat abgetrennt.The accompanying proteins of leghemoglobin are separated by fractional precipitation with ammonium sulfate.
Entfernung der Begleitsalze der Leghämoglobin-Präparation und Überführung in das entsprechende Puffermedium unter Einstellung des pH- Wertes auf 7.5 erfolgen nach den in der experimentellen Biochemie üblichen Verfahren (Volumen-Ausschluß-Chromatographie, Dialyse etc.) (3).Removal of the accompanying salts of the leghemoglobin preparation and transfer to the appropriate buffer medium while adjusting the pH to 7.5 are carried out according to the methods usual in experimental biochemistry (volume exclusion chromatography, dialysis etc.) (3).
Im Puffermedium gelöst und CO-ligandiert bleibt das gereinigte CO-Leghämo- globin bei einer Lagertemperatur zwischen 0.0 bis 4.0 Grad Cel. ca. 1 bis 1.5 Jahre lang funktionsfähig.Dissolved in the buffer medium and CO-ligated, the purified CO leghemoglobin remains functional for approx. 1 to 1.5 years at a storage temperature between 0.0 and 4.0 degrees Celsius.
PräparateherstellungPreparation of microscopic slides
Die Herstellung der hier beschriebenen Applikationsformen (Creme, Lotio etc.) des Sauerstoffträgers Leghämoglobin ist nach allgemein bekannten Standardmethoden zur Herstellung kosmetischer Produkte und liposomaler Dispersionen durchftihrbar:The application forms (cream, lotio, etc.) of the oxygen carrier leghemoglobin described here can be produced using generally known standard methods for producing cosmetic products and liposomal dispersions:
- a) Creme-Präparate (8 )- a) Cream preparations (8)
- b) Lotio-Präparate (8 )- b) Lotio preparations (8)
- c) Vesikuär-liposomale Zubereitungen mit definierter Partikelgröße (9, 10 )- c) Vesicular-liposomal preparations with a defined particle size (9, 10)
- d) W/O-Mikroemulsionen (11, 12 )- d) W / O microemulsions (11, 12)
- e) 0/W-Mikro-/Nanoemulsionen (9)- e) 0 / W micro / nanoemulsions (9)
Anwendungsartenapplication Forms
Die chemische Zusammensetzung der einzelnen Wirkstoffträger (Lecithine/Öle) wird auf die Stabilität des Oxy-Leghämoglobins abgestimmt, welches kurz vor
der Anwendung aus der carbonylierten Form freigesetzt oder direkt in carbony- lierter Form zur Anwendung kommt:The chemical composition of the individual active substance carriers (lecithins / oils) is matched to the stability of oxy-leghemoglobin, which is just before released from the carbonylated form or used directly in the carbonated form:
Bei Anwendung der Aufbereitungsformen a), b) oder d), erfolgt im ersten Schritt die Aktivierung des Depot-CO-Leghämoglobins mit reinem Sauerstoff. Anschließend wird die Oxy-Leghämoglobinlösung in das vorgefertigt konfektionierte Trägerpräparat dispergiert bzw. aufgelöst und dieses dann auf die Haut appliziert.If treatment forms a), b) or d) are used, the depot-CO-leghemoglobin is activated with pure oxygen in the first step. The oxy-leghemoglobin solution is then dispersed or dissolved in the prefabricated carrier preparation and this is then applied to the skin.
Wählt man die Präparateform c) oder e), so erfolgt die Aktivierung des Sauerstoffträgers mittels Sauerstoff während bzw. nach Auftragen auf die Haut.
If one chooses the preparation form c) or e), the oxygen carrier is activated by means of oxygen during or after application to the skin.
Literaturliterature
1.) Kubo H., Acta Phytochim., 11, 195 (1939)1.) Kubo H., Acta Phytochim., 11, 195 (1939)
2.) Barnikol W.K.R., DE 100 34 970 AI2.) Barnikol W.K.R., DE 100 34 970 AI
3.) Lehniger A.L., Biochemie, Verlag Chemie (1979)3.) Lehniger A.L., Biochemie, Verlag Chemie (1979)
4.) Jung E.G., (Hersg.), Dermatologie, Hippokrates Verlag Stuttgart (4.Aufl.)4.) Jung E.G., (publisher), dermatology, Hippokrates Verlag Stuttgart (4th ed.)
5.) Großmann et al, Adv. Physiol. Sei. 25 (1981)5.) Großmann et al, Adv. Physiol. Be. 25 (1981)
6.) Braun-Falco O., Dermatologie und Veneralogie, Springer Verlag (1997)6.) Braun-Falco O., Dermatology and Veneralogy, Springer Verlag (1997)
7.) Keilin P., Nature, Lond., 155 (1945), 2277.) Keilin P., Nature, Lond., 155 (1945), 227
8.) Grubenmann A., Formulierungstechnik, Willey- Verlag Chemie D-Wh.8.) Grubenmann A., formulation technology, Willey-Verlag Chemie D-Wh.
9.) Ostro M.J., (Hersg.), Liposomes, Marcel Dekker, New York (1983)9.) Ostro M.J., (Hersg.), Liposomes, Marcel Dekker, New York (1983)
10.) Barenholtz et al., FEBS Lett. 99, (1979), 21010.) Barenholtz et al., FEBS Lett. 99, (1979), 210
11.) L.Engström, J. Dispersion Sei. Technol. 11 : 479 (1990)11.) L.Engström, J. Dispersion Sei. Technol. 11: 479 (1990)
12.) L. Moberger et al., J. Dispersion Sei. Technol. 8 : 207 (1985)
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