Kosmetisches und/oder dermatoäogisches Mitte! zur Steigerung des endogenen Lipidgehaltes der Haut
Die Erfindung betrifft die Verwendung von mindestens einem wasser- und/oder olloslichen Wirkstoff - allein oder in Kombination mit einem weiteren oder mehreren Wirkstoffen - zur Herstellung eines kosmetischen und/oder dermatologischen Mittels zur Stimulation der endogenen Synthese von Barrieresubstanzen bzw, zur Stimulation der endogenen Lipidsynthese.
Die Haut ist mit einer Oberfläche von ca. 1 ,5 bis 2,0 m2 das oberflächengrößte Organ des Menschen, das für den Körper lebenswichtige Funktionen wahrnimmt. Hierfür enthält die Haut Blut- und Lymphgefäße, durch deren Wände hindurch der Austausch von Lymphflüssigkeit, Gasen, Nähr- und Abfallstoffen stattfinden kann, um z.B. Ernährung und Stoffwechsel zu gewährleisten. Weitere Funktionen der Haut sind die Regelung der Körpertemperatur, der Schutz des Körpers gegen Austrocknung und gegen äußere mechanische, chemische und bakterielle Einwirkungen. So halten die Sekrete von Hauttalgdrüsen die Haut geschmeidig und helfen bei der Regulierung des Wasserhaushaltes der Haut. Darüberhinaus vermittelt die Haut u.a. über freie Nervenendigungen dem Organismus Tast-, Wärme- und Kälte- und Schmerzreize und hat somit die Funktion eines Sinnesorgans.
Die Haut läßt sich in drei deutlich unterscheidbare Schichten unterteilen, nämlich
Oberhaut (Epidermis) Lederhaut (Corium, Dermis) Unterhaut (Subcutis).
Die Epidermis ist eine gefäßlose, in den oberen Schichten aus verhornten Plattenepithel bestehende äußerste Schicht der Körperhaut, die von innen nach außen aus den Schichten Stratum basale (Basalzellschicht), Stratum spinosum (Stachelzellenschicht), Stratum granulosum (Körperzellenschicht), Stratum lucidum (Glanzschicht) sowie Stratum corneum (Hornschicht) aufgebaut ist. Als äußerste Schicht der Epidermis weist die Hornschicht eine äußere lockere, ständig physiologisch abschilfernde Lage verhornter abgestorbener Zellen auf (Stratum disjunctum) und eine
darunter befindliche Zellage (Stratum compactum), deren Funktion die Erschwerung bzw. die Verhinderung der Penetration von Stoffen von außen in die Haut ist. Stratum basale und Stratum spinosum werden auch als Keimschicht (Stratum germinativum) bezeichnet, da hier durch Zellteilung vorwiegend im Stratum basale fortwährend neue Zellen ausgebildet werden, die dann zur Hornschicht hinaufwandern, hierbei unter Zersetzung absterben und schließlich abgestoßen bzw. an der Epidermisoberfiäche abgeschilfert werden, so daß eine ständige Erneuerung der gesamten Oberhaut stattfindet.
Hauptfunktion der Epidermis, insbesondere von Stratum corneum ist somit die Ausbildung einer Barriere, die das Austrocknen der Haut und des gesamten Organismus verhindert und darüberhinaus auch das Eindringen und die Aufnahme von außen kommender Stoffe behindert.
Die Hornhaut (Stratum corneum) besteht aus Corneocyten, die mittels
Corneodesmosoemen verknüpft sind. In den Zwischenräumen befinden sich Lipide, die wie eine Art Mörtel die Corneocyten zusammenhalten. Dieser Lipidmörtel besteht aus einer Mischung von Fettsäuren, Ceramiden und Cholesterol und seinen Derivaten. Dieses in der Fachwelt anerkannte Hautmodell (Ziegelstein-Mörtel-Modell) ist von P.M. Elias "Structure and Function of the Corneum Permeability Barrier", in Drug Dev. Res. 13, 1988, 97 -105) beschrieben worden. Laut Rawlings AN., International Journal of Cosmetic Science 25: 63-95, 2003 setzen sich die Stratum Corneum - Lipide hauptsächlich aus Ceramiden (47 Gew.-%), Cholesterol (24 Gew.-%), freien Fettsäuren (11 Gew.-%) und Cholesterolester (18 Gew.-%) zusammen. Hierbei können 8 verschiedene Ceramide-Subklassen unterschieden werden.
Insbesondere die Ceramide scheinen für die Barrierefunktion der Haut evident zu sein, da in der Literatur Ceramid 1 und 3 immer wieder als die wichtigsten Barrierelipide beschrieben werden.
Durch äußere Einflüße, wie z.B. Hautreinigung oder Kontakt mit entfettenden Stoffen wird die Integrität des Lipidmörtels beeinträchtigt, wodurch eine Barrierestörung verursacht wird. Die Haut ist jedoch in der Lage, diese Barrierestörung durch die Νeusynthese von Lipiden bzw. durch Freigabe von Lipiden/Lipidprecursor in den Interzellularraum auszugleichen.
Im Hinblick auf diese Regeneration der Hautbarriere ist zu erwähnen, daß die Vorstufen der Lipidbestandteile, die für den Lipidmörtel benötigt werden, in den lebenden Schichten der Epidermis gebildet werden bzw. daß insbesondere die Lamellarbαdies mit diesen Vorstufen gefüllt sind. Zwischen Stratum granulosum und Stratum corneum werden dann diese Vorstufen freigesetzt und zu den Barriereiipiden umgebaut, wobei die untersten Schichten der Hornhaut (Stratum compactum) am dichtesten gepackt und deshalb ursächlich für die Barrierewirkung anzusehen sind.
Wie auch in zahlreichen Publikationen gezeigt worden ist, wird nach einer akuten Barrierestörung die Synthese von Barriereiipiden angeregt (Elias, P. M. and K. R. Feingold (2001). "Coordinate Regulation of Epidermal Differentation and Barrier Homeostasis." Skin pharmacoloqv and applied skin physioloqy 14: 28-34). Insbesondere werden nach einer Barriereschädigung zunächst Lipide der bereits vorliegenden Lamellarkörper (Ödland Bodies oder auch Lamellargranular) sekretiert. In den folgenden 0,5 bis 4 Stunden werden dann neue Lameüarkörper gebildet, die beschleunigt ihren Inhalt abgeben. In diesem Zeitraum steigt auch die epidermale Lipidsynthese an (Feingold, K. R. (1997). Permeability Barrier Homeostasis: Its Biochemical Basis and Regulation. Cosmetics & Toiletries. 112: 49-59). Als relevante Signale werden in der Literatur vor allem die Calcium- und Kalium- Homöostase als auch die Bildung von epidermalen Zytokinen wie Interleukin 1- diskutiert (Elias, P. M. and K. R. Feingold (2001). "Coordinate Regulation of Epidermal Differentation and Barrier Homeostasis." Skin pharmacoloqv and applied skin physiology 14: 28-34). DNA-Microarrays von Hautmodellen belegen, daß auch hier eine mehrphasige Antwort stattfindet. Nach einer kurzfristigen Schädigung mit Aceton werden zunächst Gene für Signaltransduktion, Stress, Proiiferation und Entzündung hochreguliert. Später werden Enzyme, die für die Lipidsynthese entscheidend sind, stärker exprimiert (Koria, P., Brazeau D., et al. (2003). "Gene expression profile of tissue engineered skin subjected to acute barrier disruption." Journal of Investigative Dermatology 121: 368-382).
Eine andere Barrierestörung liegt im Falle von Hauterkrankungen und im Falle der Altershaut vor. Hier ist - vereinfacht ausgedrückt - die Zusammensetzung des Lipidmörtels verändert und es kommt zu einer Beeinträchtigung der Hautbarriere. Zudem ist im Falle der Altershaut oder bei wiederholter Schädigung gesunder Haut die Wiederherstellung der Barrierefunktion verlangsamt.
Um die Barriereschädigungen zu behandeln, wurde versucht, einzelne Lipidbestandteile von außen zuzuführen. Die WO 99/47114 berichtet beispielsweise über Versuche, in denen natürliche oder synthetische Ceramide auf die Haut aufgebracht worden sind. Obwohl solche Versuche eine gewisse Wirksamkeit der Behandlung zeigten, war diese Wirksamkeit jedoch nur von kurzer Dauer, weil - in Übereinstimmung mit verschiedenen Hinweisen hierauf - nur eine den Hautbestandteiien identische Zusammensetzung den gewünschten Effekt einer Barrierereparatur bewirken kann. Zudem ist fraglich, wie effektiv solche Zubereitungen sind, da diese Bestandteile auch tief ins Stratum Corneum eindringen müssen. Weiterhin ist nachteilig, daß insbesondere die hautidentischen Ceramide sehr teure Rohstoffe sind.
Die DE 102 04 526 beschreibt kosmetische und/oder dermatologische Zubereitungen, insbesondere Leave-on Produkte, die durch einen Gehalt an Eucalyptusöl, einen oder mehreren Elektrolyten und einem Polyol oder Harnstoff gekennzeichnet sind, die u.a. als Mittel zur Stimulation des endogenen Ceramidstoffwechsels, insbesondere zur Anregung der Biosynthese des Transports, der Abgabe und Verfügbarkeif von Ceramiden, um eine verbesserte endogene Ceramidversorgung der cornealen Hautschichten zu erzielen, verwendet werden sollen.
Die WO 02/092044 betrifft allgemein die Verwendung von Elektrolyten, insbesondere in Form von anorganischen Salzen sowie von Saizen von natürlicherweise in der Haut vorkommenden Säuren zur Herstellung von kosmetischen oder dermatologischen Zubereitungen zur Behandlung und Prävention trockener Haut sowie zur Stärkung der Barrierefunktion der Haut.
Für Niacin bzw. Nicotinsäure und Nicotinamid wird in der Literatur berichtet, daß diese Stoffe die endogene Lipidsynthese anregen sollen (Rawlings AN., International Journal of Cosmetic Science 25: 63-95, 2003, Markowetz A, SÖFW-Journal 3: 8-21, 2003 Markowetz 2003). So werden u.a. auch in der WO 99/47114 Hautfeuchthaltemittel beschrieben, die natürliche oder synthetische Vitamin B3 Verbindungen aufweisen, wie z.B. Νiacinamid, Nicotinsäure oder Nicotinylalkohol und deren Derivate, die in Kombinationen mit Lipidprecursorn die Ceramidsynthese stimulieren und verbessern sollen.
Auch für Avocadoöl, dem unverseifbaren Anteil des Avocadoöls, i.e. Avocadol und für Linolsäure sind solche Effekte beschrieben (Rawlings AN., International Journal of Cosmetic Science 25: 63-95,). Ebenfalls für L-Arginin und L-Arginin-Salze werden in der JP 200 290 35 kosmetische Zusammensetzungen beschrieben, die diese Wirkstoffe enthalten und die eine Wiederherstellung der Hautbarriere bewirken sollen.
Neben den zuvor erwähnten Beispielen stehen heute für die Behandlung gereizter oder geschädigter Haut noch eine Vielzahl von Kosmetikrohstoffen bzw. Wirkstoffen zur Verfügung, von denen bekannt ist, daß sie eine regenerative, heilende oder reizlindernde Wirkung auf die Haut besitzen. Nichtsdestoweniger ist selbst bei vielen Standard rohstoffen aber bis heute nicht bekannt, ob dies auch mit einer Verbesserung der Barrierefunktion z.B. über eine Beeinflußung des Lipidgehaites des Stratum corneums einhergeht.
Folgende Mechanismen sind möglich, die zu einer Steigerung des Hautlipidgehaltes führen können:
- Die Lamelfarkörper können mehr ipidvorstufen enthalten, so daß mehr Hautlipidtypen gebildet werden können, die für die Hautbarriere wichtig sind. - Der Abbau der Lipide wird verhindert. - Es werden mehr Lameilarköt per gebildet. - Die Lipidvorstufen werden schneller gebildet und schneller freigesetzt.
Es besteht daher noch ein großes Bedürfnis nach kosmetischen und/oder dermatologischen Mitteln, die insbesondere durch Steigerung des endogenen Lipidgehaites der Haut eine effektivere Schutz- und Pflegewirkung erzielen im Vergleich zu den derzeit erhältlichen Kosmetika und Dermatika aufgrund der hierdurch verbesserten Barrierewirkung der Haut bzw. der unmittelbaren Regeneration im Falle eines Barriereschadens.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, wasser- und/oder öllösliche Wirkstoffe bereitzustellen, die eine Stimulation der endogenen Synthese von Barrieresubstanzen, insbesondere eine Steigerung des endogenen Lipidgehaites bewirken bzw. deren Verwendung zur Herstellung eines kosmetischen und/oder dermatologischen Mittels zur Stimulation dieser endogenen Synthesen.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch die Verwendung von mindestens einem Wirkstoff, der aus den wasserlöslichen Gruppen a.) Allantoin, b.) Salze und/oder Ester der Giuconsäure und/oder der Asparaginsäure, c.) Vorstufen des Kreatin, Kreatin und Kreatinin sowie deren Derivate d.) Glycyrrhetinsaure, deren Salze und/oder Ester e.) D-Panthenol
und/oder mindestens einem Wirkstoff, der aus den olloslichen Gruppen
f.) Vitamin-E-Acetat g.) Choiesterol h.) Derivate der Glycyrrhetinsaure, soweit sie in den in der Kosmetik üblicherweise verwendeten Ölen und Fetten löslich sind i.) pflanzliche Öle und Fette j.) nicht verseifbare Fraktionen pflanzlicher Fette
entweder allein oder in Kombination mit einem oder mehreren Wirkstoffen aus den Gruppen a.) bis j.) ausgewählt ist zur Herstellung eines kosmetischen und/oder dermatologischen Mittels zur Stimulation der endogenen Synthese von Barrieresubstanzen, insbesondere zur Steigerung des endogenen Lipidgehaites.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die Wirkstoffe der wasser- oder olloslichen Gruppen a.) bis j.) einzeln oder in Kombinationen untereinander zur Herstellung eines kosmetischen und/oder dermatologischen Mittels zur Stimulation der endogenen Synthese von Barrieresubstanzen, insbesondere der Steigerung des endogenen Lipidgehaites geeignet sind. So konnte gezeigt werden, daß die erfindungsgemäßen wasser- und/oder olloslichen Wirkstoffe den Lipidgehalt der Haut verbessern und hierdurch die Barriereeigenschaften der Haut erhalten bzw. daß geschädigte Hautbarrieren wiederhergestellt werden können.
Der wasserlösliche Wirkstoff, der aus der wasserlöslichen Gruppe a.) erfindungsgemäß ausgewählt werden kann, ist Allantoin. Es ist bekannt, daß Allantoin keratolytisch,
epithelisierend und damit wundheilungsfördemd wirkt und in einer Vielzahl von Kosmetikprodukten Anwendung findet, (vgl. Römpp Lexikon CHEMIE, 10. Auflage, S. 119). Jedoch ist der Literatur kein Hinweis zu finden, daß Allantoin die endogene Lipidsynthese von Keratinocyten positiv beeinflußt.
Wirkstoffe der wasserlöslichen Gruppe b.) sind die Salze und/oder Ester der Gluconsäure und/oder der Asparaginsäure, insbesondere die Ammonium- , Alkali- und Erdalkali- sowie Metallsalze der Gluconsäure und/oder der Asparaginsäure, wie z.B. Calciumgluconat, Eisengluconat und Titangiuconat sowie Erdalkaiiaspartate, insbesondere Magnesiumaεpartat. Bevorzugte Salze der Gluconsäure und/oder der Asparaginsäure sind die Salze, die Gluconsäure bzw. Asparaginsäure mit Spurenelementen bilden. Exemplarisch sei hier auf die Spurenelemente Chrom, Eisen, Cobalt, Kupfer, Magnesium, Mangan, Molybdän, Vanadium, Zink, Zinn etc. hingewiesen. Vorzugsweise werden Zink-, Kupferglukonat und Magnesiumaspartat entweder allein oder in Kombination miteinander zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Mittels zur Stimulation der endogenen Synthese von Barrieresubstanzen, insbesondere der Steigerung des endogenen Lipidgehaites verwendet. Erfmdungsgemäß besonders bevorzugt ist die Verwendung der wasserlöslichen Wirkstoffkombination von Zink- und Kupferglukonat und Magnesiυmaspartat, die von der Firma Seppic unter der Bezeichnung Sepitonic® M3 erhältlich sind, zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mittel. "
Als Wirkstoff der wasserlöslichen Gruppe c.) können Vorstufen des Kreatin, Kreatin und Kreatinin sowie deren Derivate, insbesondere Kreatinphosphat, Kreatinsulfat, Kreatinacetat oder Kreatinascorbat ausgewählt werden. Besonders bevorzugt können für die erfindungsgemäße Verwendung Keratine ausgewählt werden, die von der Firma Goldschmidt, Essen unter der Bezeichnung COSMOCAIR® C 100 vertrieben werden.
Wasserlösliche Wirkstoffe der Gruppe d.), die für die erfindungsgemäße Verwendung ausgewählt werden können, sind Glycyrrhetinsaure, deren wasserlöslichen Salze und /oder deren Ester. Insbesondere bevorzugt sind die Glykoside der Glycyrrhetinsaure, vorzugsweise das Glycyrrhizin. Die Ammonium-, Alkali- und/oder Erdaikalisalze des Glycyrrhizin, vorzugsweise das Ammonium-, das Kalium- und Calciumsalz des Glycyrrhizins sind vorteilhaft einsetzbar, wobei das Dikalium Glycyrrhizin, das von der
Firma Cognis unter der Bezeichnung Planaktiv® PGL erbältlich ist, besonders bevorzugt ist.
Der Wirkstoff, der aus der wasserlöslichen Gruppe e.) ausgewählt werden kann, ist D- Panthenol.
Aus der olloslichen Gruppe f.) kann Vitamin-E-Acetat ausgewählt werden.
Erfindungsgemäß wird aus der olloslichen Gruppe g.) Cholesterol eingesetzt.
Aus der olloslichen Gruppe fi.) können Derivate der Glycyrrhinsäure ausgewählt werden, soweit sie in den in der Kosmetik üblicherweise verwendeten Ölen und Fetten löslich sind. Beispielsweise können die Veresterungsprodukte, die durch Veresterung der Hydroxyl-Gruppe an der 3-Position Glycyrrhinsäure mit organischen Säuren erhalten werden. Solche organischen Säuren können aliphatisch gesättigte, unverzweigte Fettsäuren wie z.B. Essigsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure, d.h. 3-Acetoxy Glycyrrhetinat, 3-Lauroxy Glycyrrhetinat, 3-Palmitoxy- Glycyrrhetinat und Stearoyloxy Glycyrrhetinat sein. Weiterhin können auch die Veresterungsprodukte der Glycyrrhetinsaure mit verzweigt gesättigten, aber auch einfach- oder mehrfach ungesättigten unverzweigten Fettsäuren erfindungsgemäß ausgewählt werden. Bevorzugte Derivate der Giycyrrhinsäure sind die Veresterungsprodukte, die durch Veresterung der Carboxylgruppe an der 20-Position der Glycyrrhetinsaure mit Fettalkoholen, d.h. linearen, gesättigten oder ungesättigten primären Alkoholen mit 6 bis 22 Kohlenstoff-Atomen erhalten werden, wie z.B. Laurylalkohol (Lauryl Glycyrrhetinat), Cetylalkohol (Cetyl Glycyrrhetinat) und Stearylalkohol (Stearyl Glycyrrhetinat). Erfindungsgemäß besonders ist Stearyl Glycyrrhetinat aus der olloslichen Gruppe h.) auswählbar.
Aus der olloslichen Gruppe i.) auswählbare pflanzlichen Öle und Fette können Fruchtfleischfette und Samenfette ausgewählt werden. Fruchtfleischfette sind beispielsweise Palm- und Olivenöl sowie Avocadoöl. Die erfindungsgemäß auswählbaren Samenfette werden üblicherweise nach ihren charakteristischen Fettsäuren unterteilt (siehe Ulimanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Bd. 11, Seite 500 ff.)
Laurin- und myristinreiche Fette Palmitin- und stearinreiche Fette Palmitinsäurereiche Öle Palmitinsäurearme, öl- und linolsäurereiche Öle Leguminosenöle Cruciferenöle
Öle mit konjugierten Fettsäuren Öle mit substituierten Fettsäuren
Als laurin- und myristinreiche Fette sind insbesondere Kokos-, Palmkern-, und Babassufett sowie weitere Palmsamenfette, wie z.B. Cohunefett, Murumurufett. Ouricurifett oder Tucumfett zu nennen. Weiterhin kann das Samenfett des Lorbeerbaumes (Laurus nobilis) sowie die Samenfette verschiedener Myristicaarten, beispielsweise Myristica officinalis (Muskatbutter), Myristica otoba (Otobafett), Virola surinamensis (Ucuhubafett) oder Irvingia gabonensis/Irvingia barteri (Dikafett) verwendet werden.
Palmitin- und stearinreiche Fette sind beispielsweise Kakaobutter, Sheabutter (Karitebutter), Borneotalg ("green butter"), Wipebutter, Mowrahbutter, Katiaufett, Fulwatalg etc.
Paimitinreiche Öle sind Baumwoiisaatöl oder Cottonöi, Kapoköi, Okra- und Kenafsamenöl, Kürbiskernöl, Maiskeimöl sowie die Getreideöle Weizenkeimöi und Reiskeimöl.
Palmitinsäurearme, öl- und linolsäurereiche Öle sind Sonnenblumenöl, Sesamöl, Leinöl, Perillaöl, Hanföl, Teesamenöl, Safloröl, Nigeröl, Traubenkernöl, Mohnöl, Bucheckemöl, Haselnußöl, Walnußöl, Nachtkerzenöl etc.
Als Leguminosenöle können beispielsweise Erdnußöl oder Sojaöl sowie als Cruciferenöle, Rüböl, Senföl oder Leindotter (Camelia sativa) ausgewählt werden.
Öle mit substituierten Fettsäuren können erfindungsgemäß Ricinusöl, Chaulmoograöl (Taractogenus kurzii), Hydnocarpusöl (Hydnocarpus whigtiana) oder Goriiöl (Oncoba echinata) sein.
Bevorzugte aus der olloslichen Gruppe i.) auswählbare pflanzlichen Öle und Fette sind Avocadoöl, Traubenkernöl sowie Nachtkerzenöl.
Aus der olloslichen Gruppe j.) können nicht verseifbare Fraktionen pflanzlicher Fette ausgewählt werden, die beispielsweise in der DE-OS- 2 019 226 beschrieben werden, insbesondere Johannisbrot-Samenöl, Palmöl, Zwergpalmenöl, Kokosnußöl, Sonnenblumenöl, Traubenkernöl, schwarzes Senföl, Avocadoöl, Erdnußöl, Baumwoilsamenöi, Sesamöl, Olivenöl, Maisöl, Kakaobutter, Ricinusöl, Behenöl (Moringaöl), Leinöl, Rapsöl, Öl des Orleanbaumes, Weizenkeimöl, Karthamöl, Nußöl, Haselnußöl und Rübenöl. Vorzugsweise werden erπndungsgemäß die nicht verseifbaren Fraktionen des Sonnenblumenöls und/oder Avocadoöls ausgewählt, wobei die nicht verseifbare Fraktion des Sonnenblumenöls, die unter der Bezeichnung SOL1NE® von der Fa. LABORATOIRES EXPANSC1ENCE erhältlich ist, besonders bevorzugt ist.
Durch die erfindungεgemäße Verwendung der wasser- und olloslichen Wirkstoffe konnten folgende Vorteile erzielt werden, wie ausführlich im nachfolgenden Experimentellen Teil dargelegt ist, in dem, um die Beeinflussung von Wirkstoffen auf den Lipid-Gehalt der Haut zu analysieren, unter Verwendung eines 3-dimensionalen Hautmodells mit SDS als Modellirritans (SDS = Natriumdodecylsulfat) über die Analyse der Entzündungsparameter und des LDH-Gehaites der Zustand der Hautmodelle charakterisiert worden ist:
Eine Steigerung des Hautlipidgehaltes konnte erreicht werden, wodurch die Hautbarriere schneller repariert werden kann. - Entzündungsreaktionen der Haut, die u.a. die Barrierewirkung beeinträchtigen können, werden verringert.
In diesem Zusammenhang ist zu betonen, daß es überraschend war, daß die getesteten erfindungsgemäß auswählbaren wasserlöslichen Wirkstoffe zu einem
Anstieg des Gehaltes an Barriereiipiden führen. Weiterhin konnte gezeigt werden, daß Allantoin, Sepitonic® M3, Cosmocair® C100 und Planactiv® PGL und Niacinamid die Lipidmenge der Hautmodelle stark erhöht haben.
Zudem zeigten die .erfindungsgemäßen Wirkstoffe eine, entzündungshemmende Wirkung, wobei sich einige Wirkstoffe auch positiv auf die Zellvialibilität der Hautmodelle auswirkten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen erläutert. Diese Eriäuterungen sind lediglich beispielhaft und schränken den aligemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
ExperimenteHer Teil
3- dimensionale Hautmodelle besitzen einen analogen Aufbau wie die Humanhaut. Sie können auch als Testmodelie verwendet werden, um die Barrierereparatur nach Schädigung mit Modelürritantien zu untersuchen (vgl. A. zur Mühlen et al, CT Journal 2004 in press).
Um die Beeinflussung von Wirkstoffen auf den Lipid-Gehalt der Haut zu analysieren, wurde unter Verwendung eines solchen 3-dimensionalen Hautmodells mit SDS als Modellirritans (SDS = Natriumdodecylsulfat) über die Analyse der
Entzündungsparameter und des LDH-Gehaltes der Zustand der Hautmodelle charakterisiert. Nur wenn eine Schädigung im subtoxischen Bereich vorliegt, d.h. durch SDS keine massive Zellschädigung hervorgerufen wird, kann eine Regeneration der Hautbarriere erfolgen. Zudem kann der Einfluß der Wirkstoffe auf die Entzündungs- und Zeilschädigungsprozesse charakterisiert werden.
Der Einfluß der Wirkstoffe und der Formulierungen auf die Lipidsynthese wurde durch die Bestimmung der Hautlipide in den 3-dimensionalen Hautmodellen charakterisiert. Die analysierten Lipidmengen wurden dabei in Beziehung mit den unbehandelten bzw. nur mit den SDS behandelten Proben gesetzt.
Um eine Wechselwirkung zwischen Wirkstoff/Formulierung auszuschließen, wurden die wasserlöslichen Wirkstoffe in PBS-Puffer (ein Phosphat-Puffer) und die olloslichen Wirkstoffe in Paraffin gelöst -siehe nachfolgende Tabellen 1 und 2.
Tabelle 1:
Tabelle 2:
Dazu wurde unter Verwendung der in Tabelle 3 aufgeführten Prüfsubstanzen, die am Tag der Versuchsdurchführung frisch angesetzt worden sind folgende Methode angewendet:
Tabelle 3:
Die Hautmodelle (EpiDerm-200-HCF von MatTek Corporation, Ashland, MA, USA,) wurden über Nacht bei 4°C gelagert. Am nächsten Tag wurde das EPI-100-ASY Medium (Lot. 10689A) vorgewärmt die Hautmodelle wurden aus der Frachtverpackung entnommen und der Transportagar entfernt. Die Hautmodelle wurden in 6-well Zellkulturplatten mit je 900 μl EPI-100-ASY-Medium überführt. Die Kulturen wurden bei 37 °C und 5 % C02 für eine Stunde inkubiert. Nach dieser Zeit wurde das Medium entfernt. Das EPI-100-ASY-Medium wurde durch 0,9 ml EPI-100-MM Medium (Maintenance Medium Lot. 10689A) ersetzt.
Anschließend wurde auf die entsprechenden Proben 30 μl 0,35 % Natriumdodecylsulfat (Merck, Darmstadt, Deutschland) in PBS (PBS mit Ca und Mg, Biochrom, Berlin, Deutschland) pipettiert. Auf die Kontrollen wurde nur das Vehikel gegeben. Nach weiteren 40 min wurden alle Proben 3 x mit 500 μl PBS gewaschen. Danach fand erneut ein Mediumwechsel statt. Die Hautmodelle wurden auf Stands mit 5 ml EP 00-MM Medium platziert. Es folgte der Auftrag der Prüfsubstanzen gelöst im Vehikel je 30 μl, gerade soviel, daß die Oberfläche der Kulturen schwach bedeckt war.
Nach 24 Stunden erfolgte ein kompletter Mediumwechsel. Das Medium wurde für die Bestimmung des IL-1tf-Gehaltes aliquotiert. Nach 28 Stunden wurden die Hautmodelle dann für die Lipidanalyse und für die Bestimmung des Proteingehaltes in flüssigem Stickstoff eingefroren.
Bestimmung des IL~1cr-Geha.ies
Die Quantifizierung der oben genannten Parameter wurde mit kommerziell erhältlichen Test-Kits (Interieukin 1σ, R&D Systems GmbH, Wiesbaden-Norderstedt, Deutschland) durchgeführt und fand nach Herstellerangaben statt.
Da das Medium zur Bestimmung des !L-1σ-Geha!tes eingefroren wurde, wurde ein proteolytischer Abbau des Interleukins durch Zugabe von 40 μl Complete (Protease- Inhibitoren-Cocktail, Complete, Röche Diagnostics, Mannheim, Deutschland) zu 1 ml Zellkulturüberstand verhindert.
Lipidanalyse
Für die Analyse von
Ceramid I (Cosmoferm, Delft, Niederlande) Ceramid 111 (Cosmoferm, Delft, Niederlande) Ceramid VI (Cosmoferm, Delft, Niederlande) Cholesterol (Sigma, Deisenhofen, Deutschland) Cholesterol 3-sulfat (Sigma, Deisenhofen, Deutschland) Phosphatidylcholin (Sigma, Deisenhofen, Deutschland)
wurden die Hautmodelle aufgetaut und nach der Methode von Ponec und Weerheim (Ponec M., Weerheim A., Methods in Enzymology Vol. 190: 31-41 , 1990) extrahiert. Die Lipidextrakte wurden danach einer TLC-Analyse unterzogen.
interleukin 1cr-Fre_setzung
Abb.1: Induktion der Interleukin 1 σ-Freisetzung bei SDS und/oder Prüfsubstanz- behandelten Proben (Kontrollen n=4, Prüfsubstanzen n=2).
PPL (Kontrolle) SDS Vitamin E Cholesterol Stearyl Avocadol 2,0% Nachlkerzenöl Soline 1,0% Traubenkernöl Bisabolol 0,5% (Kontrolle)
•Acetat .,o% 1,0% Glyrrhetinate
' 2,0% S,0% 0,1%
Abb.2: Induktion der Interleukin la-Freisetzung bei SDS und/oder Prüfsubstanz-behandelten Proben (Kontrollen n—4, Prüfsubstanzen n—2).
Daraus ergibt sich folgende Wirksamkeit der getesteten olloslichen Kosmetikrohstoffe im Hinblick auf entzündungshemmende Eigenschaften (Hemmung der IL-1α Bildung) nach Schädigung mit SDS: Vitamin E Acetat = Cholesterol = Avocadol = Soline® ; Traubenkernöl > Nachtkerzenöl > Bisabolol
Es ergibt sich folgende Wirksamkeit der getesteten wasserlöslichen Kosmetikrohstoffe im Hinblick auf entzündungshemmende Eigenschaften (Hemmung der Freisetzung von Prostaglandinen) nach Schädigung mit SDS:
(Folsäure >) Sepitonic® » Arginin > Panthenol > Allantoin > Niacinamid > CosmoCair® = Plantaktiv® PGL
Lipidgehalt der Hautmodelle unter Berücksichtigung des Proteingehaltes
Tabelle 5:
Abnahme des Lipidgehaites = keine Veränderung des Lipidgehaites + tendenzielle Zunahme des Lipidgehaites ++ deutliche Zunahme des Lipidgehaites +++ massive Zunahme des Lipidgehaites
Tabelle 8: Übersicht über die Wirksamkeit verschiedener Kosmetikrohstoffe auf den Lipidgehalt von 3D-Hautmodellen im Vergleich zur nur mit SDS- behandelten Kontrollen.
- Abnahme des Lipidgehaites = keine Veränderung des Lipidgehaites + leichte Zunahme des Lipidgehaites ++ deutliche Zunahme des Lipidgehaites +++ massive Zunahme des Lipidgehaites
Die Ergebnisse zeigen, daß die getesteten Wirkstoffe zu einem Anstieg der Barπerelipide in der Haut führen. Dadurch wird die Widerstandsfähigkeit der Haut gegen Noxen erhöht und somit die Barrierefunktion der Haut wiederhergestellt.
Zusammenfassung der Ergebnisse
keine Wirksamkeit + wirksam ++ deutlich wirksam *geringe Zellviabilität
negative Wirkung keine Wirksamkeit + wirksam ++ deutlich wirksam
in der Literatur wird diskutiert, daß ein Anstieg des Lipidgehaites durch endogene Prozesse in der Haut möglich ist. Dieses Wirkprinzip kann auf Hautschutz- und Hautpflegeprodukte - wie nachfolgend gezeigt wird - angewendet werden.
Beispiele bevorzugter Hautschutz- und Haufpfleqeformulierunqen (alle Angaben in Gewichts-%): A B D
Mischung von C16/18-Alkylglykoside und Fettalkohol 3,00 4,00 5,00 3,00 4,00 5,00 Polyglyceriπpoly-12-hydroxystearat 2,00 3,00 3,50 2,00 3,00 3,50
PEG-30 Dipolyhydroxystearate 0,10 0,50 1 ,00 0,10 0,50 1 ,00
PEG 40 Stearat 0,50 0,50
Paraffinöl 6,00 8,00 10,00 6,00 8,00 10,00
Vaseline weiß DAB 1 ,00 2,00 3,00 1 ,00 2,00 3,00 Isopropylpalmitat 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00
C12/15- Alkylbenzoate 1 ,50 2,00 3,00 1 ,50 2,00 3,00
Cetylstearylalkohol 1 ,00 1,00 1 ,00 1 ,00 1,00 1,00
Stearinsäure 1 ,50 3,00 4,00 1 ,50 3,00 4^00
Bisabolol 0,10 1 ,00 2,00 0,10 1 ,00 2,00 Sepitonic® M 3 0,10' 1 ,00 2,00
1 ,2-Propandioi ' 1 ,00 2,00 ' 3,00 Konservierungsmittel q.s. q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
Wasser — ad 100—
H K
Paraffinum perliquidum 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00 12,00
Glycerin 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
Glycerinmonostearat 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00
Wollwachs 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00 5,00
Stearinsäure 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00 4,00
Cetylstearylalcohol 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00
Kaliumstearat 1 ,50 1,50 1 ,50 1 ,50 1 ,50 1 ,50
Sepitonic® M 3 0,10 1 ,00 2,00
Bisabolol 0,10 1 ,00 2,00
Konservierungsmittel q.s. q.s. q.s. q.s. q.s. q.s.
Wasser ad 100—-