WO2009071251A2 - Skin model - Google Patents

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Daniela Prinz
Gerd Kutz
Christiane Bruns
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    • A61L27/52Hydrogels or hydrocolloids

Abstract

The invention relates to a device for testing cosmetic and pharmaceutical raw materials, comprising a membrane that is streched over a container that comprises a hydrogel as supporting base for the membrane.

Description

Hautmodell skin model
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der Vorrichtungen zum Testen von kosmetischen Rohstoffen und Endformulierungen.The invention is in the field of devices for testing cosmetic raw materials and final formulations.
Stand der TechnikState of the art
Bevor kosmetische Rohstoffe oder Endformulierungen in den Markt eingeführt werden, werden sie im Rahmen der Entwicklungsprozesse Sensorik-Tests unterzogen. Dabei werden die Rohstoffe oder Formulierungen nach toxikologischer Freigabe an Probanden getestet. Geschulte Probanden bewerten die sensorischen Eigenschaften anhand eines Profils, welches für jeden zu testenden Stoff erstellt werden muss. Beispielhaft sei hier auf die Methodik zur Bestimmung der Spreitfähigkeit hingewiesen. Die Fläche, die ein kosmetisches Öl auf der Haut spreitet, wird in Korrelation zu dem beim Verbraucher empfundenen Glättegefühl gestellt. Derartige in-Vivo- Tests haben jedoch den Nachteil, dass nur bereits als toxikologisch unbedenklich bewertete Stoffe getestet werden können. Außerdem sind einige Messungen apparatetechnisch nicht in vivo durchführbar. Künstliche Testoberflächen, z.T. auch natürlichen Ursprungs wie z.B. Schweinehaut, weisen andere Eigenschaften in Bezug auf Spreitverhalten als die menschliche Haut auf und lassen aufgrund natürlicher Schwankungen der Materialeigenschaften durch z.B. Witterung oder Verletzungen der Tierhaut keine reproduzierbaren Testbedingungen zu.Before cosmetic raw materials or final formulations are introduced to the market, they are subjected to sensor technology tests as part of the development process. The raw materials or formulations are tested after toxicological release to volunteers. Trained subjects evaluate the sensory properties on the basis of a profile, which must be created for each substance to be tested. By way of example, reference should be made here to the methodology for determining spreadability. The area that a cosmetic oil spreads on the skin is correlated to the consumer's perceived smoothness. However, such in-vivo tests have the disadvantage that only substances that have already been evaluated as toxicologically harmless can be tested. In addition, some measurements are not technically feasible in vivo apparatus. Artificial test surfaces, z.T. also of natural origin, e.g. Pigskin, have different properties in terms of spreading behavior than human skin, and due to natural variations in material properties due to e.g. Weathering or injury to animal skin does not give reproducible test conditions.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Hautsubstitut zur Verfügung zu stellen, welches reproduzierbar menschliche Haut simuliert und an dem verschiedenste Methoden zur Testung von Rohstoffen an der Haut simuliert werden können.The object of the present invention was therefore to provide a skin substitute which reproducibly simulates human skin and in which various methods for testing raw materials on the skin can be simulated.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Testen von kosmetischen und pharmazeutischen Rohstoffen beinhaltend eine Membran, die über ein Behältnis gespannt wird, welches ein Hydrogel als tragenden Untergrund für die Membran enthält.The present invention is an apparatus for testing cosmetic and pharmaceutical raw materials comprising a membrane which is stretched over a container containing a hydrogel as a supporting substrate for the membrane.
Membranmembrane
Als Membran, die über das Hydrogel als tragenden Untergrund gespannt wird, eignen sich bevorzugt Kollagenmembranen wie sie auch im Lebensmittelbereich verwendet werden. Bevorzugt handelt es sich hierbei um Kollagenmembranen, die als Wurstpellen eingesetzt werden können. Beispielhaft seien hier Membranen der Firma Naturin genannt, die unter den Bezeichnungen EWD-Casing, COFFI-Folie oder Classic Casing im Markt vertreten sind.As a membrane, which is stretched over the hydrogel as a supporting substrate, are preferably collagen membranes as they are used in the food industry. These are preferably collagen membranes which can be used as sausage pelts. By way of example, mention may be made here of membranes made by Naturin, which are marketed under the names EWD-Casing, COFFI-foil or Classic Casing.
Sollen für die an den Membranen durchgeführten Tests verschiedene Oberflächenbeschaffenheiten wie z.B. Lipophilie, Oberflächenrauhigkeit, Oberflächenspannung vorliegen, so können diese durch die Auswahl der Membran, durch die Wahl und Konzentration des Gelbildners, über den Einsatz von Feuchthaltemitteln in verschiedenen Konzentrationen oder durch Aufbringung von Sebumlipiden auf die Membranoberfläche erreicht werden.If the surface tests carried out on the membranes are to have different surface conditions, such as e.g. Lipophilicity, surface roughness, surface tension, these can be achieved by selecting the membrane, by the choice and concentration of the gelling agent, by the use of humectants in various concentrations or by applying sebum lipids to the membrane surface.
Hydrogelhydrogel
Als Hydrogel können Gele verwendet werden, die mit den verschiedensten Gelbildnern hergestellt wurden. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um Hydrogele auf Basis von Agar-Agar, Gelatine, Hydroxyethylcellulose oder Mischungen davon. Besonders bevorzugt sind dabei die Hydrogele auf Basis von Agar-Agar, da diese auch bei 32 °C konditioniert werden können, da sie nicht schmelzen.As hydrogel gels can be used, which were prepared with a variety of gelling agents. In a preferred embodiment, it is hydrogels based on agar-agar, gelatin, hydroxyethyl cellulose or mixtures thereof. Particularly preferred are the hydrogels based on agar-agar, since they can be conditioned at 32 ° C, since they do not melt.
Behältniscontainer
Als Behältnis für das Hautsubstitut eignen sich alle inerten Behälter, vorzugsweise Glasgefäße.Suitable containers for the skin substitute are all inert containers, preferably glass containers.
Aufgrund ihrer Abmessungen kommen insbesondere Petrischalen zum Einsatz.Due to their dimensions, Petri dishes are used in particular.
FeuchthaltemittelHumectants
Um die Gele und die darauf angebrachten Membranen während der Testreihen feucht und damit verwendbar zu halten, können den Hydrogelen Feuchthaltemittel zugesetzt werden. Diese verhindern ein vorzeitiges Antrocknen der Meßvorrichtung. Weiterhin können die Oberflächeneigenschaften der Membran durch die Feuchthaltemittel bewusst beeinflusst werden. Als bevorzugtes Feuchthaltemittel kommt Glycerin in Betracht. In Bezug auf die Hydrogele werden die Feuchthaltemittel in Mengen von 0,1 bis 25 Gew.% eingesetzt.In order to keep the gels and the membranes attached thereto moist and usable during the test series, humectants can be added to the hydrogels. These prevent premature drying of the measuring device. Furthermore, the surface properties of the membrane can be deliberately influenced by the humectants. As a preferred humectant glycerol is considered. With respect to the hydrogels, the humectants are used in amounts of from 0.1 to 25% by weight.
Testmethodentest methods
Mit Hilfe des Hautmodells können kosmetische und pharmazeutische Rohstoffe getestet werden, bevor z.B. die dermatologische bzw. toxikologische Unbedenklichkeit festgestellt wurde. So kann die Wasserdampfdiffusion an der Oberfläche des Hautmodells mit Hilfe eines Tewameters TM210 der Firma Courage & Khazaka, Köln vor und nach Behandlung mit einem Rohstoff oder einer Zusammensetzung bestimmt werden, aber auch corneometrische (Bestimmung der Hydratation der Oberfläche des Hautmodells z.B. mit Hilfe eines Corneometers CM820 der Firma Courage & Khazaka, Köln) und friktiometrische Messungen (z.B. mit einem Fritiometer® FR 700) sind möglich. Auch kann das Spreitverhalten von Ölen auf dem Hautmodell (nach Zeidler, Fette Seifen Anstrichmittel, Vol. 87, no. 10, Düsseldorf, 1985) getestet und quantifiziert werden. Es ist ebenfalls möglich, die Oberflächenenergie vor und nach Behandlung mit verschiedenen Rohstoffen oder Zusammensetzungen zu bestimmen (z.B. mit Hilfe eines Kontaktwinkelmess- systems OCAH200 der Firma DataPhysics Instruments GmbH, Filderstadt).Using the skin model, cosmetic and pharmaceutical raw materials can be tested before the dermatological or toxicological safety has been established. Thus, the water vapor diffusion on the surface of the skin model can be determined with the aid of a Tewameter TM210 from Courage & Khazaka, Cologne before and after treatment with a raw material or a composition, but also corneometric (determination of the hydration of the surface of the skin model, eg with the aid of a corneometer CM820 from Courage & Khazaka, Cologne) and frictiometric measurements (eg with a Fritiometer® FR 700) are possible. The spreading behavior of oils on the skin model (according to Zeidler, Fette Seifen Anstrichmittel, Vol. 87, no. 10, Dusseldorf, 1985) can also be tested and quantified. It is also possible to determine the surface energy before and after treatment with various raw materials or compositions (eg with the aid of a contact angle measuring system OCAH200 from DataPhysics Instruments GmbH, Filderstadt).
In Abhängigkeit von der Testmethode haben sich bestimmte Kombinationen von Membranen und Hydrogelen besonders bewährt. Zur Messung des transdermalen Wasserverlusts (TEWL) und bei der Corneometrie eigneten sich besonders die Hautmodelle auf Basis eines Agar- Gelatine- oder Agar-Agar-Hydrogels mit EWD-Casing. Depending on the test method, certain combinations of membranes and hydrogels have proven particularly useful. To measure the transdermal water loss (TEWL) and in the corneometry especially the skin models based on an agar gelatin or agar-agar hydrogel with EWD-Casing were suitable.
BeispieleExamples
Beispiel 1 : Zusammensetzung und Herstellung des HautsubstitutsExample 1: Composition and Preparation of the Skin Substitute
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Wasser und Glycerin wurden erhitzt. Gelatine wurde für 5-10 min mit 50g der Glycerin- Wasser-Mischung gequollen.Water and glycerin were heated. Gelatin was swollen for 5-10 minutes with 50g of the glycerol-water mixture.
Sobald die Mischung eine Temperatur von 50 bis 6O0C erreicht hatte, wurde die gequollene Gelatine hinzugefügt und mit Hilfe eines Magnetrührers verrührt, bis die Gelatine komplett gelöst war.Once the mixture had reached a temperature of 50 to 6O 0 C, the swollen gelatin was added, and stirred using a magnetic stirrer until the gelatin was completely dissolved.
Phenoxyethanol wurde hinzugefügt und die Gelatinemasse abgekühlt. Sobald die Masse eine Temperatur von etwa 40 bis 50°C erreicht hatte, wurde sie in Petrischalen gefüllt, wobei diese bis zum Rand aufgefüllt wurden.Phenoxyethanol was added and the gelatin mass cooled. Once the mass had reached a temperature of about 40 to 50 ° C, it was filled in petri dishes, which were filled to the brim.
Die Gelierung der Gelatinemasse dauert ca. 30 min bis 120 min, abhängig von der Temperatur und relativen Feuchte in der Umgebung.Gelatinization of the gelatin takes about 30 minutes to 120 minutes, depending on the temperature and relative humidity in the environment.
Zwischenzeitlich wurde die Kollagenmembran für ca. 15min. in Wasser befeuchtet. Sobald die Gelatinemasse eine ausreichende Gelfestigkeit aufwies, wurde die befeuchtete Kollagenmembran von überschüssigem Wasser befreit und dann straff über die Gelatineoberfläche gespannt. Unter der Oberfläche auftretende Luftblasen wurden entfernt.In the meantime, the collagen membrane for about 15min. moistened in water. As soon as the gelatin mass had sufficient gel strength, the moistened collagen membrane was freed from excess water and then stretched tightly over the gelatin surface. Below-surface air bubbles have been removed.
Die Konditionierung wurde in einer Klimakammer bei 20°C und 80 bis 90% relativer Feuchte über 15-2Oh erreicht. The conditioning was achieved in a climate chamber at 20 ° C and 80 to 90% relative humidity over 15-2Oh.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zum Testen von kosmetischen und pharmazeutischen Rohstoffen beinhaltend eine1. Apparatus for testing cosmetic and pharmaceutical raw materials comprising a
Membran, die über ein Behältnis gespannt wird, welches ein Hydrogel als tragenden Untergrund für die Membran enthält.Membrane that is stretched over a container containing a hydrogel as a supporting substrate for the membrane.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Membran um eine Kollagenmembran handelt.2. Device according to claim 1, characterized in that it is the membrane is a collagen membrane.
3. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Kollagenmembran eine Wurstpelle eingesetzt wird.3. Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that a sausage pel is used as a collagen membrane.
4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran mit Feuchthaltemitteln oder Sebumlipiden modifziert wurde.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the membrane has been modified with humectants or sebum lipids.
5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hydrogel aus der Gruppe, die gebildet wird von Agar-Agar. Gelatine, Hydroxyethylcellulose oder Mischungen hiervon, verwendet wird.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a hydrogel from the group formed by agar-agar. Gelatin, hydroxyethyl cellulose or mixtures thereof.
6. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Feuchthaltemittel Glycerin verwendet wird. 6. The device according to claim 4, characterized in that is used as a humectant glycerol.
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