WO2009112682A1 - Encapsulation de la vitamine c dans des dendrimères solubles dans l'eau - Google Patents
Encapsulation de la vitamine c dans des dendrimères solubles dans l'eau Download PDFInfo
- Publication number
- WO2009112682A1 WO2009112682A1 PCT/FR2009/000064 FR2009000064W WO2009112682A1 WO 2009112682 A1 WO2009112682 A1 WO 2009112682A1 FR 2009000064 W FR2009000064 W FR 2009000064W WO 2009112682 A1 WO2009112682 A1 WO 2009112682A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- dendrimer
- vitamin
- conjugated
- molecule
- water
- Prior art date
Links
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 title claims abstract description 530
- 239000000412 dendrimer Substances 0.000 title claims abstract description 335
- 229920000736 dendritic polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 331
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 title claims description 33
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 25
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 title description 164
- ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N D-erythro-ascorbic acid Natural products OCC1OC(=O)C(O)=C1O ZZZCUOFIHGPKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 93
- 229930003268 Vitamin C Natural products 0.000 claims abstract description 93
- 235000019154 vitamin C Nutrition 0.000 claims abstract description 93
- 239000011718 vitamin C Substances 0.000 claims abstract description 93
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 24
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 23
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 claims description 16
- -1 C 6 alkene Chemical class 0.000 claims description 13
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 11
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 11
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 10
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 8
- 230000008685 targeting Effects 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 6
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000003827 glycol group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 6
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 claims description 6
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 claims description 6
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 claims description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O ammonium group Chemical group [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 5
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 3
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 3
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 claims description 3
- QKWNIOMGXBERHJ-RXSVEWSESA-N azane;(2r)-2-[(1s)-1,2-dihydroxyethyl]-3,4-dihydroxy-2h-furan-5-one Chemical compound N.OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O QKWNIOMGXBERHJ-RXSVEWSESA-N 0.000 claims description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000002260 anti-inflammatory agent Substances 0.000 claims description 2
- 229940121363 anti-inflammatory agent Drugs 0.000 claims description 2
- 230000001153 anti-wrinkle effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000006664 bond formation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 2
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 claims 1
- 239000008194 pharmaceutical composition Substances 0.000 abstract 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 177
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 174
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 61
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 32
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 19
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 17
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 17
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 15
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 14
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 14
- 239000000047 product Substances 0.000 description 14
- 229940072107 ascorbate Drugs 0.000 description 11
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 11
- 150000003141 primary amines Chemical group 0.000 description 10
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000000538 pentafluorophenyl group Chemical group FC1=C(F)C(F)=C(*)C(F)=C1F 0.000 description 8
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 7
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 7
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 description 6
- JGJTXXOCEJMMCR-UHFFFAOYSA-N CC(O)COCCOCCO.CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 Chemical compound CC(O)COCCOCCO.CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JGJTXXOCEJMMCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000587 hyperbranched polymer Polymers 0.000 description 5
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 5
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 5
- GQWWGRUJOCIUKI-UHFFFAOYSA-N 2-[3-(2-methyl-1-oxopyrrolo[1,2-a]pyrazin-3-yl)propyl]guanidine Chemical compound O=C1N(C)C(CCCN=C(N)N)=CN2C=CC=C21 GQWWGRUJOCIUKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- YYROPELSRYBVMQ-UHFFFAOYSA-N 4-toluenesulfonyl chloride Chemical compound CC1=CC=C(S(Cl)(=O)=O)C=C1 YYROPELSRYBVMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 4
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 125000004404 heteroalkyl group Chemical group 0.000 description 4
- 239000003446 ligand Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000033 nuclear magnetic resonance titration Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 3
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 125000004043 oxo group Chemical group O=* 0.000 description 3
- 125000001820 oxy group Chemical group [*:1]O[*:2] 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 2
- 230000002225 anti-radical effect Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 2
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 2
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- SENLDUJVTGGYIH-UHFFFAOYSA-N n-(2-aminoethyl)-3-[[3-(2-aminoethylamino)-3-oxopropyl]-[2-[bis[3-(2-aminoethylamino)-3-oxopropyl]amino]ethyl]amino]propanamide Chemical compound NCCNC(=O)CCN(CCC(=O)NCCN)CCN(CCC(=O)NCCN)CCC(=O)NCCN SENLDUJVTGGYIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 229920000962 poly(amidoamine) Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- SNBFDVVWWLGGFD-UHFFFAOYSA-N 1-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]propan-2-ol Chemical compound CC(O)COCCOCCO SNBFDVVWWLGGFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBNGYFFABRKICK-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5,6-pentafluorophenol Chemical compound OC1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1F XBNGYFFABRKICK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000008186 Collagen Human genes 0.000 description 1
- 108010035532 Collagen Proteins 0.000 description 1
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-M L-ascorbate Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1[O-] CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-M 0.000 description 1
- 238000012565 NMR experiment Methods 0.000 description 1
- 229910020169 SiOa Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 1
- 208000007502 anemia Diseases 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002929 anti-fatigue Effects 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 235000019568 aromas Nutrition 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 125000003289 ascorbyl group Chemical group [H]O[C@@]([H])(C([H])([H])O*)[C@@]1([H])OC(=O)C(O*)=C1O* 0.000 description 1
- XJMWHXZUIGHOBA-UHFFFAOYSA-N azane;propanoic acid Chemical class N.CCC(O)=O XJMWHXZUIGHOBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000035587 bioadhesion Effects 0.000 description 1
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 1
- GHWVXCQZPNWFRO-UHFFFAOYSA-N butane-2,3-diamine Chemical compound CC(N)C(C)N GHWVXCQZPNWFRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000019522 cellular metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001436 collagen Polymers 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000002872 contrast media Substances 0.000 description 1
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001415 gene therapy Methods 0.000 description 1
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 1
- 239000008241 heterogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 230000002163 immunogen Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 231100000053 low toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 238000004452 microanalysis Methods 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 210000000865 mononuclear phagocyte system Anatomy 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- IZUPBVBPLAPZRR-UHFFFAOYSA-N pentachloro-phenol Natural products OC1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1Cl IZUPBVBPLAPZRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000002428 photodynamic therapy Methods 0.000 description 1
- 230000003711 photoprotective effect Effects 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229920000333 poly(propyleneimine) Polymers 0.000 description 1
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 150000004672 propanoic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 1
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000010189 synthetic method Methods 0.000 description 1
- 230000017105 transposition Effects 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
- A61K9/0014—Skin, i.e. galenical aspects of topical compositions
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
- A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
- A61K47/34—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyesters, polyamino acids, polysiloxanes, polyphosphazines, copolymers of polyalkylene glycol or poloxamers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
- A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
- A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
- A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
- A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
- A61K9/5146—Organic macromolecular compounds; Dendrimers obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, polyamines, polyanhydrides
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
Definitions
- the present invention relates to the encapsulation of vitamin C using water-soluble dendrimers, and, in particular, to its method of preparation.
- Dendrimer is a molecule whose architecture resembles that of the branches of a tree. It is indeed a macromolecule of three-dimensional structure, related to a hyperbranched polymer, where the connected monomers are associated in a tree process around a central multivalent heart.
- Dendrimers generally take a very regular or spherical globular form, highly branched and multifunctionalized. They consist of three specific regions: a multivalent central core, a defined number (constituting the multivalence) of intermediate dendritic branches connected to the multivalent central heart where each dendritic branch consists of a number of branching generation, and the periphery consisting of a multitude of functional end groups.
- Dendrimers generally take a very regular or spherical globular form, highly branched and multifunctionalized.
- dendrimers are generally monodisperse, unlike hyperbranched polymers. Obtaining these regular structures that are the dendrimers requires synthetic methods other than ordinary polymerizations. Indeed, the synthesis of dendrimers is difficult because it requires many steps to protect the active location, which is an obstacle to the synthesis of significant amounts.
- obtaining dendrimers with defined and / or specifically functionalized multiple trees is a real challenge for chemists because it requires quantitative and clean reactions to avoid mixing on the branches.
- the hyperbranched polymers whose molecular architecture is irregular, are obtained by polymerization of multifunctional branched monomers in a disordered and unrestricted process.
- these macromolecules are adjustable: their structure, their flexibility, their porosity and their morphology can be optimized in order to obtain the desired properties.
- the control of the architecture of the dendrimers and the chemical nature of the terminal branches which can thus perform various functions arouse an increasing interest for many very promising applications, especially in the field of medicine as described for example in the article by Astruc, CR. Acad. ScL (1996), 322, Series 2b, pages 757-766 (2), but also from the food industry, aromas, paints, catalysis, decontamination, gene therapy, photodynamic therapy, biological sensors, nanoelectronics, etc.
- the vectorization of active molecules is today a major stake in the pharmaceutical and cosmetic fields, as described for example in the publication by Vandamme et al., J. Control. Release (2005), 102 (1), pages 23-38 (3). It corresponds to the transport of active molecules to a site of action which allows to modulate the pharmacokinetics and biodistribution of these molecules by promoting their presence at the sites of action while limiting their toxicity or impact on healthy tissue .
- the vectorization allows a protection of the active molecules vis-à-vis the medium in which they are introduced avoiding for example their metabolism or degradation, as described for example in the publication of Zhuo et al. J. Control. Release (1999) 57, p. 249 (4).
- Vitamins are of great interest, especially for manufacturers in the pharmaceutical and cosmetic fields. Indeed, they intervene in many biological and physiological processes and are essential for the organism.
- vitamin C or ascorbic acid (AA) has many properties.
- AA ascorbic acid
- Vitamin C also promotes the absorption of iron, which helps prevent the onset of anemia. It is also required in the synthesis of collagen in the skin and is essential for healing wounds. It is also a powerful anti-oxidant and antiradical that protects the body from free radicals, prevent oxidative degradation and aging.
- these applications, in particular cosmetics are numerous, also stimulating cellular metabolism and having a photoprotective effect.
- some vitamins, including vitamin C can not be synthesized by the human body, hence the need for an exogenous supply.
- vitamins are fragile compounds, easily degraded by light, heat, oxygen, etc.
- vitamin C the most fragile of all vitamins, is unstable in solution and is quickly eliminated by the body.
- Existing pharmaceutical and cosmetic products therefore have a limited time of use. To overcome this problem of instability, they use a very different formulation that does not allow a modulated release.
- this molecule is not currently vectorized, its dispersion is uncontrolled and nonspecific.
- conjugated dendrimer comprising at least one water-soluble dendrimer encapsulating at least one molecule of vitamin C.
- conjugated dendrimer means the combination of at least one water-soluble dendrimer with at least one vitamin C molecule.
- a vitamin C molecule may be associated with one or more dendrimers which may be identical or different, for example if the PEG chains of different dendrimers participate in the stabilization of vitamin C molecules.
- water-soluble dendrimer of the present invention, a dendrimer which can be dissolved in water, that is to say whose aqueous solution is clear.
- the NMR spectrum of this solution makes it possible to visualize all the groups present in the dendrimer. It may be, for example, dendrimers having on their surface hydrophilic and / or little hydrophobic functions, that is to say polar functions and / or functions capable of creating hydrogen bonds with the water molecules.
- the term "encapsulate” is understood to mean surrounding a molecule, for example in the form of a capsule or shell, making it possible to isolate it, stabilize it and / or This encapsulation can be done in the heart but also on the periphery of the dendrimer where the vitamin C molecules are turned towards the interior of the dendrimer and are thus stabilized and protected.
- Vitamin C molecules may for example be associated inside the dendrimer or on the surface thereof.
- the term "supramolecular bond” means the assembly of several distinct molecules by hydrogen, ionic, coordination and / or hydrophobic interaction bonds.
- the dendrimers of the present invention thus make it possible to stabilize the vitamin C molecules and / or to protect them from the external environment. Indeed, the vitamin C molecules are incorporated into a "capsule" protected by a hydrophilic crown. [25] Moreover, the dendrimers have the advantage of being unique molecules (that is to say of polydispersity equal to one), perfectly defined, with exact chemical formulas, and which can be characterized very precisely (for example by nuclear magnetic resonance (NMR) proton and / or carbon techniques, microanalysis, infrared spectrometry, or mass spectrometry).
- NMR nuclear magnetic resonance
- Dendrimers are therefore suitable molecules for biological applications that require a high purity and a great knowledge of the molecules introduced in a biological medium, for example their mode of assembly, operation, their stability or the way in which they could be metabolized. Indeed, biological applications are much more difficult to achieve in the case of polydispersed or polymolecular molecules such as hyperbranched polymers.
- the hyperbranched polymers comprise a mixture of hyperbranched molecules that do not have the same molecular weight and will not stabilize an identical number of biological molecules for each of them, which generates much more uncertainty and difficulties for them. adapt to biological use.
- the water-soluble dendrimers of the present invention appear to be suitable carriers for the transport of vitamin C molecules, i.e., ascorbic acid.
- the controlled multivalence of the dendrimers of the present invention can be used to attach one or more substances and / or targeting groups and solubilizing at the periphery. This attachment or association can be achieved by supramolecular bonds that allow the maintenance of vitamin C molecules in the heart and periphery of the dendrimers.
- the dendrimers of the present invention can behave like vectors of vitamin C. The vectorization aims at modifying the stability and the pharmacokinetic properties of the transported active principles such as the crossing of anatomical, physiological barriers, their targeting. The particular characteristics of dendrimers, and their globular form, make these new molecular architectures ideal carriers of charged molecules. Indeed, these molecules can be used in a large number of applications including the control of loosening of pharmaceutical or cosmetic products.
- the water-soluble dendrimer may have a symmetrical radial structure.
- the term "perfect" dendrimer means a dendrimer of symmetrical structure that has no defect, with a total and uniform functionalization of the branches.
- the high symmetry of the dendrimer architecture has been verified by different characterization methods (NMR, mass, etc.). These data are exposed in the "Examples" section.
- the water-soluble dendrimer may consist of g generations, g being an integer ranging from 0 to 10, preferably from 0 to 4, in order to respect a permissible size in the body.
- generation is understood to mean a repetition of branching units or monomers organized in a layer around the central core. A generation is counted from each division of a branch into at least two branches.
- the generation number g of the dendrimer corresponds to the number of concentric layers of monomer, but can also correspond to the number of sequences necessary for the synthesis of the dendrimer.
- the generation number g of the dendrimer induces a precise size of the dendrimer and also plays an important role in the conformation of the dendrimer.
- the water-soluble dendrimer can have a globular structure. It may be for example a lobe structure, an elliptical structure, a spherical structure, perfect or not perfect, preferably a perfect spherical structure.
- the dendrimers have a dendritic topology that is to say an architecture built according to a tree process around a central core multifunctional, analogically to a neural network dendritic.
- the connected units are repeated monomers organized in layers, also called generations. According to the dendrimers, beyond a certain number of generations, they can take a globular form if the molecular segments are flexible.
- the dendrimers of globular structure have the advantage of being able to accommodate molecules within their cavities with a larger capacity.
- the dendritic topology imposes dynamic cavities absent in a linear polymer, for example, whose topology is different.
- the term "cavities" within the meaning of the present invention means the spaces present between the branches of the dendrimers. Since a dendrimer is not fixed in solution, the cavities can be dynamic because of movement of the branches within the solution, guided by the movement
- the following comparative Table 1 details the different properties of a linear polymer and a dendrimer.
- the dendrimer may be preferred to obtain the various properties below which differ from those of a linear polymer.
- the main advantage of a globular dendrimer over a linear polymer is the size of its internal cavities which can be optimized to accommodate large molecules. Indeed, in the case of the dendrimer, the cavities can be large and organized so as to allow greater capacity of reception or encapsulation. On the other hand, in a linear polymer folded into a spherical ball, the structure is random and the cavities are not optimized.
- the water-soluble dendrimer may have a diameter of less than 200 A, preferably 10 A to 50 A. This diameter depends on the generation of the dendrimer.
- the water-soluble dendrimer may have a molecular weight ranging from 20 to 50,000 g / mol, for example from 500 to 15,000 g / mol, for example from 773 to 7168 g / mol .
- the water-soluble dendrimer of the present invention may be, for example, a dendrimer of the following formula (I):
- BT is the terminal branch, and p is the number of terminal units from the lower generation monomer where: p is an integer from 1 to 3, preferably p is 2 or 3, preferably p is 3;
- the term “multivalence” refers to the number of dendritic branches connected to the central core of the dendrimer.
- the term “dendritic branch” is intended to mean a branched branch. In particular, it may consist of a sequence of monomers Mi, identical or different, where each branch between the monomers is divided into two or more branches.
- the dendritic branch can be: [(M1) - (M2) ... 2 - (Mi) 2 A (M) H (OB].
- terminal branch is intended to mean that part of the dendritic branch constituted by the terminal unit located at the periphery of the dendrimer. It may be for example a last-generation monomer g of the dendrimer, a hydrophilic function, a dendron, etc.
- the terminal branch corresponds to: (BT).
- intermediate dendritic branch means that part of the dendritic branch connecting the multivalent central core A to the terminal branch BT.
- the intermediate dendritic branch corresponds to: [(M1) - (M2) 2 - ... - ].
- the term "dendron” is intended to mean a branched (for example non-terminal or internal) dendritic branch, for example, comprising 2 or more branches.
- the dendron may be a hyperbranched dendritic branch, that is to say comprising 3 or more ramifications.
- dendron mention may for example be made of pentafluorophenyl tris 3,4,5-tri (triethyleneoxy) benzoate (or PentaFluoroPhenyl tris 3,4,5-Tri (TriEthyleneGlycol) benzoate or PFPTTEG).
- alkyl in the sense of the present invention, a linear radical, branched or cyclic, saturated or unsaturated, optionally substituted, comprising 1 to 60 carbon atoms, for example 1 to 57 carbon atoms, by Example 1 to 28 carbon atoms, for example 1 to 22 carbon atoms, for example 1 to 6 carbon atoms.
- alkene in the sense of the present invention, an alkyl radical, as defined above, having at least one carbon-carbon double bond.
- alkyne in the sense of the present invention, an alkyl radical, as defined above, having at least one carbon-carbon triple bond.
- aryl means an aromatic system comprising at least one ring satisfying the Hekel aromaticity rule. Said aryl is optionally substituted, may be mono or polycyclic and may comprise from 6 to 10 carbon atoms.
- heteroalkyl in the sense of the present invention, an alkyl radical as defined above, said alkyl system comprising at least one heteroatom, in particular selected from the group consisting of sulfur, oxygen, nitrogen, silicon.
- the water-soluble dendrimer may have a hydrophobic central core and a hydrophilic crown.
- the hydrophobic core does not necessarily include only hydrophobic groups.
- the hydrophobic core may contain heteroatoms (for example N, O, S and / or Si).
- hydrophobic core means a core with a hydrophobic nature relative to the periphery of the dendrimer, which is hydrophilic.
- This hydrophobic core / hydrophilic crown system makes it possible, in particular, to maintain the vitamin C molecules in the heart of the dendrimer, thus avoiding their contact. with the external environment (or the biological environment) and therefore premature oxidation of these molecules, while allowing the release of active molecules of vitamin C, especially in a biological medium. ;
- these groups being located inside the dendrimer, this has the advantage of allowing a better encapsulation of vitamin C molecules inside the dendrimer, for example by hydrogen, ionic and / or coordination, and ; to avoid their contact with the external environment. In addition, this also makes it possible to increase the number of encapsulated vitamin C molecules.
- the water-soluble dendrimer may have at its periphery mainly free primary amine functions or ammonium functions.
- the dendrimers comprising free primary amines or peripheral ammonium functions have the advantage of being able to react either supramolecularly with ascorbic acid (for example by forming ammonium ascorbates), as demonstrated in FIG. the examples part, or covalently with other chemical groups in order to modify the periphery of the dendrimer and therefore its properties.
- they may be dendrimers comprising a DiAminoButane (DAB) core and poly (propylene) imine (PPI) branches, such as, for example, the dendrimers described in FIGS. 1 to 4, or poly dendrimers ( amido) amines (PAMAM), for example the dendrimers described in FIGS. 5 to 9.
- DAB DiAminoButane
- PPI poly (propylene) imine
- PAMAM poly dendrimers ( amido) amines
- the water-soluble dendrimer may have one of the structures following: DAB G2 ( Figure 1), DAB G3 ( Figure 2), DAB G4 (Figure 3), DAB G5 ( Figure 4), PAMAM GO ( Figure 5), PAMAM G1 (Figure 6), PAMAM G2 ( Figure 7), PAMAM G3 ( Figure 8), PAMAM G4 ( Figure 9), etc.
- DAB dendrimers G2, G3 DAB, DAB G5 PAMAM G1 and G4 PAMAM are commercially available, eg DAB dendrimers G2, G3 DAB, DAB G5 PAMAM G1 and G4 PAMAM are marketed by the company Sigma-Aldrich (Sigma-Aldrich Chemie GmbH, L 1 Isie Abeau Chesnes , 38297 Saint-Quentin Fallavier, France), respectively under the references No. 679895 (DAB G2), No. 469076 (DAB G3), No. 469092 (DAB G5), No. 597414 (PAMAM G1) and No. 597856 ( PAMAM G4).
- the water-soluble dendrimer may be functionalized at its periphery with at least one organic surface agent.
- surfactant a molecule present on the surface of the dendrimer for modulating its surface properties, for example: to modify its solubility to modulate its toxicity and its biodistribution, for example to avoid its recognition by the reticuloendothelial system ("stealth"), and / or to give it interesting bioadhesion properties when administered orally, ocularly, nasally, and / or to allow specific targeting of certain organs / fabrics, etc.
- the organic surface agent may be selected from the group consisting of: a pharmaceutical molecule, a targeting molecule or a solubilizing group.
- the organic surface agent may be a solubilizing group with polyethylene glycol chains.
- a dendron containing polyethylene glycol chains not only makes it possible to improve the encapsulation rate of vitamin C molecules. but also to promote the encapsulation inward of the dendrimer (for better protection), for example by making supramolecular bonds with the vitamin C molecules, despite the steric hindrance that may occur.
- This property was unexpected, and was highlighted by the inventors.
- the DAB G3 dendrimer functionalized by the PFPTTEG dendron can fix more than 150 molecules of vitamin C.
- this dendrimer (with a hyperramified dendron thus having a high steric hindrance) makes it possible to fix many more molecules. of vitamin C than the DAB G3 dendrimer functionalized by the MEAC ligand.
- Other examples of encapsulation yields of dendrimers according to the invention are given in the Examples section.
- the organic surface agent may be a solubilizing group corresponding to one of the following structures (II) or (III):
- n, n, r 2 and r 3 are independently an integer of 1 to 500, and
- R, Ri, R 2 and R 3 independently represent an alkyl to C 6 alkene C2 -C 6 alkyne C 2 -C 6, or a C 6 to C 10 optionally substituted.
- the solubilizing group may respond to one of the following structures (IV) or (V) in which:
- n, n, r, and 113 are 1 or 3, preferably n is 1 and n, n 2 and n 3 are 3;
- the water-soluble dendrimer according to the invention can be a DAB-dendrimer or a PAMAM-dendrimer functionalized with dendron pentafluorophenyl tris 3,4,5-tri (triethyleneoxy) benzoate (or PentaFluoroPhenyl tris 3 , 4,5-Tri (TMEthyleneGlycol) benzoate or PFPTTEG) or by the ligand 2,2- (methoxyethoxy) acetylchloride (MEAC).
- it may be the G3 DAB functionalized by the MEAC ligand (FIG. 10) or by the PFPTTEG dendron (FIG. 11).
- the water-soluble dendrimer may be a nona-ammonuim chloride dendrimer having the following structure:
- dendrimer which dendrimer is functionalized at its periphery by a solubilizing group corresponding to one of structures (II) or (III), preferably to structure (III), as follows:
- n, n 1 , n 2 and r 3 independently represent an integer from 1 to 500, and
- R 1, R 1, R 2 and R 3 independently represent C 1 -C 4 alkyl, C 2 -C 4 alkene, C 2 -C 4 alkyne, or optionally substituted C 1 -C 10 aryl.
- nona-ammonuim chloride dendrimer is not soluble in water, hence the advantage of previously functionalizing it with solubilizing groups, for example with the PFPTTEG dendron, for the encapsulation of vitamin C.
- solubilizing groups for example with the PFPTTEG dendron
- the water-soluble dendrimer can respond to the structure described in FIG. 12 ("nona-amine" dendrimer functionalized by the PFPTTEG dendron).
- the water-soluble dendrimer can make supramolecular bonds with the at least one molecule of vitamin C.
- the at least one vitamin C molecule can be maintained at the heart or at the periphery of the at least one water-soluble dendrimer.
- vitamin C can be contained in the heart or maintained on the surface of the dendrimer by supramolecular bonding, and especially by electrostatic bonding.
- the ascorbic acid molecules have a pKa equal to 4.11 at 25 ° C in water, and thus form ammonium ascorbates with the amines of the dendrimers when these two products are in solution.
- the vitamin C molecules also carry out hydrogen bonds between its alcohol functions and the amines of the dendrimers.
- the PEG groups can participate in the transport of the ascorbic acid molecules either by carrying out hydrogen bonds with the ascorbate molecules, or by keeping them at the hydrophobic core of the dendrimer.
- a dendrimer can contain up to 500 molecules of vitamin C.
- the average encapsulation number can be from 14 ( ⁇ 1) to 500 ( ⁇ 20) vitamin C molecules per dendrimer.
- this average encapsulation number can be adjusted according to the desired application. Indeed, depending on the amount of vitamin C added, we can encapsulate more or less up to a limit (which corresponds to the maximum number of vitamin C molecules that can be encapsulated).
- the release of vitamin C can be carried out in water, for example by exchange with water molecules, where the ascorbate molecules can be protonated before being released in the form of ascorbic acid. The release can also take place in other solvents where vitamin C is soluble, such as ethanol.
- the release could be controlled by performing a dialysis to study the kinetics of release.
- a porous semipermeable membrane with pores of identical and known diameters
- the small molecules, namely the Vitamin C molecules cross the membrane, while large molecules, the dendrimers, are retained inside the dialysis membrane.
- a quantification of these vitamin C molecules makes it possible to follow the kinetics of release.
- the release kinetics of vitamin C can be modified according to the pH since the pH influences the ratio between the number of ascorbic acid molecules and ascorbate.
- the invention also relates to a cosmetic composition comprising a conjugated dendrimer according to the invention.
- the conjugated dendrimer according to the invention can be formulated in a cosmetic product to ensure a modulated delivery of vitamin C on the skin for protective (anti-radical) and / or regenerative purposes.
- the invention also relates to a conjugated dendrimer according to the invention as an antioxidant and / or anti-inflammatory agent.
- the invention also relates to the use of the conjugated dendrimer according to the invention for the preparation of a cosmetic composition, for example anti-aging or anti-wrinkle.
- the invention also relates to a cosmetic care method comprising a step of applying to the skin a cosmetic composition comprising a conjugated dendrimer according to the invention.
- the invention also relates to a process for preparing a conjugated dendrimer comprising at least one water-soluble dendrimer encapsulating at least one vitamin C molecule, said method comprising a reaction step of said water-soluble dendrimer with said less one molecule of vitamin C in a solvent and at a temperature that facilitates the formation of supramolecular bonds of the dendrimer and the vitamin C molecule.
- water is the solvent which allows both solubility and formation links between the dendrimer and vitamin C.
- the combination of the dendrimer and the vitamin C molecule can proceed via at least one of the following bonds: Ammonium ascorbate with an amino function of the dendrimer, hydrogen bond formation between a hydroxyl function of vitamin C and an amino function of the dendrimer.
- the reaction step can be carried out in a solvent selected from the group comprising water, alcohols 1 R S -OH where R s is a C1-C6 alkyl radical, for example 1 ethanol, or a mixture thereof.
- a solvent selected from the group comprising water, alcohols 1 R S -OH where R s is a C1-C6 alkyl radical, for example 1 ethanol, or a mixture thereof.
- the solvent used can solubilize partially or completely ascorbic acid and the dendrimer.
- ascorbic acid is only partially soluble in ethanol. !
- the reaction step can be carried out during a reaction time of less than 1 minute, for example less than 30 seconds, for example less than 1 second.
- the reaction time can range from a few milliseconds to a few seconds, preferably from a few milliseconds to a second.
- the reaction step can be carried out at a temperature ranging from 3 to 90 ° C., preferably from 15 to 35 ° C., preferably from 20 to 30 ° C. In addition, an increase of temperature can help speed up the reaction rate.
- the reaction step can be carried out at a pH i ranging from 0 to 14, preferably at a pH of 6 to 8, preferably at a pH of 7.
- the pH can influence the rate of reaction, but especially the encapsulation efficiency, indeed, the pH has an influence on the formation of hydrogen bonds between ascorbic acid and the dendrimer.
- the method of preparation may comprise reacting in water a sufficient amount of vitamin C to achieve a concentration of less than 10 ⁇ 2 mg / ml, with an amount sufficient dendrimer to obtain a conjugated dendrimer having a vitamin C: dendrimer ratio of 14 to 500, the reaction being carried out at a pH of 6 to 8, preferably 7, and at a temperature of 25 ° C +/- 10 0 C preferably at a temperature of 25 ° C +/- 5 ° C.
- the method of preparation has the advantage of using green chemistry, the encapsulation can be entirely carried out in water. This has advantages both in terms of environmental preservation, lower cost of production, but also purity, allowing applications in many fields, including the pharmaceutical and cosmetic fields.
- the method of preparation may further comprise, prior to the reaction step, a functionalization step, of functionalizing the periphery of the dendrimer with an organic surface agent selected from the group comprising: a pharmaceutical molecule, a targeting molecule or a solubilizing group.
- Figure 1 shows the DAB G2 dendrimer.
- Figure 2 shows the DAB G3 dendrimer.
- Figure 3 shows the DAB G4 dendrimer.
- Figure 4 shows the DAB G5 dendrimer.
- Figure 5 shows the PAMAM GO dendrimer.
- Figure 6 shows the PAMAM G1 dendrimer.
- Figure 7 shows the PAMAM G2 dendrimer.
- Figure 8 shows the PAMAM G3 dendrimer.
- Figure 9 shows the PAMAM G4 dendrimer.
- Figure 10 shows the DAB G3 dendrimer functionalized by the MEAC.
- FIG. 11 represents the DAB G3 dendrimer functionalized by the PFPTTEG.
- Figure 12 shows the nona-amine dendrimer functionalized by PFPTTEG.
- FIG. 13 represents the graphs of variation of the chemical shift ⁇ (in ppm or parts per million) of the proton signals in 1 H NMR relative to the number N of ascorbic acid molecules (AA) per dendrimer: (a) represents the graph of removal of proton signals 1 to 4 of the DAB G2 dendrimer (in ppm) relative to N; and (b) the proton signal shielding graph A to C of I 1 AA (in ppm) relative to N.
- FIG. 13 represents the graphs of variation of the chemical shift ⁇ (in ppm or parts per million) of the proton signals in 1 H NMR relative to the number N of ascorbic acid molecules (AA) per dendrimer: (a) represents the graph of removal of proton signals 1 to 4 of the DAB G2 dendrimer (in ppm) relative to N; and (b) the proton signal shielding graph A to C of I 1 AA (in ppm) relative to N.
- FIG. 15 shows the graphs of variation of the chemical shift ⁇ (in ppm) of the proton signals in 1 H NMR relative to the number N of ascorbic acid molecules (AA) per dendrimer: (a) graph of removal of the signals of the protons 1 to 3 of the DAB G5 dendrimer in ppm relative to N; (b) shielding graph of proton signals A to C of AA in ppm relative to N.
- 16 represents the graphs of variation of the chemical shift ⁇ (in ppm) of the proton signals in 1 H NMR relative to the number N of ascorbic acid molecules (AA) per dendrimer: (a) graph of removal of the signals of the protons 1 to 4 and the 4 'of PAMAM G1 dendrimer in ppm relative to N; (b) shielding graph of proton signals A to C of the AA in ppm relative to the number N.
- FIG. 17 represents the graphs of variation of the chemical shift ⁇ (in ppm) of the proton signals in 1 H NMR relative to the number N of ascorbic acid molecules (AA) per dendrimer: (a) graph of removal of the signals of the protons 1 to 4 and the 2 'of PAMAM G4 dendrimer in ppm relative to N; (b) shielding graph of proton signals A to C of AA in ppm relative to N.
- FIG. 18 represents the graphs of variation of the chemical shift ⁇ (in ppm) of the proton signals in 1 H NMR relative to the number N of ascorbic acid molecules (AA) per dendrimer: (a) graph of removal of the signals of the protons 1 to 3 of the DAB G3 dendrimer functionalized by the MEAC ligand in ppm relative to N; (b) shielding graph of proton signals A to C of AA in ppm relative to N.
- FIG. 19 represents the graphs of variation of the chemical shift ⁇ (in ppm) of the proton signals in 1 H NMR relative to the number N of ascorbic acid molecules (AA) by dendrimer: (a) proton signal deblinding 1 to 3 of the DAB G3 dendrimer functionalized by the PFPTTEG dendron in ppm relative to N; and (b) shielding the proton signals A to C of the AA in ppm relative to N.
- - Figure 20 represents the graph of variation of the chemical shift ⁇ (or shielding) of the 1 H NMR signals of the protons A to C AA in ppm relative to the N number of AA molecules per non-amine dendrimer functionalized by the PFPTTEG dendron.
- Dendron 2,2- (methoxyethoxy) acetylchloride 210 mg: 1.38 mmol: 2 equiv. Per NH 2
- triethylamine 185 mg: 1.84 mmol: 1.5 equiv. Per NH 2
- DAB G3 97 mg: 57.5 ⁇ mol
- Tris 3,4,5-tri (triethyleneoxy) benzoic acid is synthesized according to the following reaction: a) K 2 CO 3 / acetone b) LiOKH 2 O / MeOH
- Pentafluorophenyl tris 3,4,5-tri (triethyleneoxy) benzoate is synthesized according to the following reaction: DCC / Diglyme
- the functionalization of the non-amine dendrimer is carried out according to the following reaction:
- PFPTTEG (226 mg: 286 ⁇ mol: 1.025 equivalents per amine) are dissolved in 50 ml of distilled dichloromethane, before adding triethylamine (56 mg: 558 ⁇ mol: 2 equivalents per amine). The mixture is stirred under nitrogen at room temperature for 12 hours.
- DAB G2 DAB generational 2
- DAB G3 DAB G3
- DAB G5 DAB generational 5
- PAMAM PAMAM generation 1 dendrimers
- Each sample E was prepared by adding a volume V of S1 solution of ascorbic acid in an NMR tube containing 5 mg of DAB G2 dendrimer in 300 ⁇ l of D2O. This dendrimer is marketed under the reference 679895 by Sigma-Aldrich (France).
- the volume V introduced, the ratio of the number of AA molecules introduced by DAB G2 dendrimer, and the mass of AA introduced into the NMR tube for each sample are detailed in Table 2 below.
- FIG. Chart (a) is a representation of the various ppm NMR data for all the hydrogens of the DAB G2 dendrimer as a function of the amount of ascorbic acid added.
- the protons of the dendrimer are numbered from 1 to 4 according to the diagram below, to better visualize the displacement of the NMR signals of each proton:
- curve 1 gives the chemical shift ⁇ in 1 H NMR of the hydrogen numbered 1 for each of the samples E1 to E15.
- the NMR data of the peak corresponding to the protons of the primary amines are not accessible; in fact, the NMR spectra are carried out in the solvent D 2 O, and these protons are in continuous exchange with the solvent, hence the absence of their signals.
- DAB G2 signals are progressively deblocked to a concentration of about 30 AA / DAB, which means that all primary and tertiary amines quaternized with AA, and some additional AAs have bound themselves to the dendrimer probably by hydrogen bonds with the protons of the primary amines at the periphery of the dendrimer.
- the AAs first settle on the periphery because curves 1 and 2 have an initial slope greater than those of curves 3 and 4.
- Chart (b) is the various NMR data in ppm of ascorbic acid hydrogens (AA) indexed from A to C as in the diagram below:
- the alcohol functions present on the ascorbic acid would then form hydrogen bonds with the amines of the dendrimer and would also allow them to encapsulate in his heart.
- An S2 solution of ascorbic acid is obtained by dissolving 104.5 mg of ascorbic acid (AA) in 1 ml of D 2 O.
- Each sample E was prepared by adding a volume V of solution S2 of ascorbic acid in an NMR tube containing 10 mg of DAB G3 dendrimer in 300 ⁇ l of D 2 O.
- This dendrimer is marketed under the reference 469076 by the company Sigma. AIdrich (France).
- Graph (a) shows the removal of the dendrimer hydrogens numbered from 1 to 4 as below:
- Chart (b) shows the various NMR data in ppm of the ascorbic acid hydrogens (AA) indexed from A to C as below:
- An S3 solution of ascorbic acid is obtained by dissolving 91.5 mg of ascorbic acid (AA) in 1.5 ml of D2O.
- Each sample E was prepared by adding a volume V of solution S3 of ascorbic acid in an NMR tube containing 5 mg of DAB G5 dendrimer in 300 ⁇ l of D 2 O.
- This dendrimer is marketed under the reference 469092 by Sigma AIdrich (France).
- Graph (a) shows the removal of the dendrimer hydrogens numbered from 1 to 4 as below:
- Chart (b) shows the various NMR data in ppm of ascorbic acid hydrogens (AA) indexed from A to C above.
- An S4 solution of ascorbic acid is obtained by dissolving 61.5 mg of ascorbic acid (AA) in 1 mL of D 2 O.
- Each sample E was prepared by adding a volume V of S4 solution of ascorbic acid in an NMR tube containing 5 mg of dendrimer PAMAM G1 in 300 ⁇ l of D 2 O.
- This dendrimer is marketed under the reference 597414 by Sigma-Aldrich (France).
- Graph (a) shows the removal of the dendrimer hydrogens numbered from 1 to 4 as below:
- Chart (b) shows the various NMR data in ppm of ascorbic acid hydrogens (AA) indexed from A to C above.
- Each sample E was prepared by adding a volume V of solution S5 of ascorbic acid in an NMR tube containing 5 mg of PAMAM G4 dendrimer in 300 ⁇ l of D 2 O.
- This dendrimer is marketed under the reference 597856 by Sigma. AIdrich (France).
- Graph (a) shows the removal of the dendrimer hydrogens numbered from 1 to 4 as below:
- Chart (b) shows the various NMR data in ppm of ascorbic acid hydrogens (AA) indexed from A to C above.
- PAMAM G4 signals are progressively deblocked to a concentration of 64 AA / PAMAM. It can be thought that the AA is initially encapsulated in the dendrimer, which generates only a weak removal. Then the signals 2 and 3 corresponding to the primary primary amines and internal tertiary amines are strongly deblinded, hence the presence of ammonium ascorbate in the heart and the periphery of the dendrimer.
- the amines react differently with the AA according to the generation to which they belong, this being explained by a congested access according to the depth of the amine at the heart of the dendrimer.
- DAB G5 and PAMAM G4 have an equivalent number of amino functions).
- Example 6 Encapsulation of Vitamin C Using Some Functionalized Dendrimers
- a polyethylene glycol chain graft at the periphery of a molecule have already been demonstrated many times. Indeed, this water-soluble, non-toxic and non-immunogenic polymer is very suitable for biological use thanks to its high water solubility and biocompatibility.
- An S6 solution of ascorbic acid is obtained by dissolving 49 mg of ascorbic acid (AA) in 2 mL of D 2 O.
- Each sample E was prepared by adding a volume V of solution S6 of ascorbic acid in an NMR tube containing 5 mg of DAB G3 dendrimer functionalized with the monomer MEAC in 300 ⁇ l of D 2 O.
- NMR titration of ascorbic acid with this functionalized dendrimer is performed to compare its vitamin C transport properties.
- the NMR data are detailed in the graphs shown in Figure 18.
- Graph (a) shows the removal of the dendrimer hydrogens numbered from 1 to 4 as below:
- Chart (b) shows the various NMR data in ppm of ascorbic acid hydrogens (AA) indexed from A to C above.
- this dendrimer carries the transport of vitamin C, with a yield similar to the non-functional DAB G3 dendrimer but with the advantages of much better solubility and biocompatibility. Indeed, this dendrimer can fix 16 molecules of ascorbate before appearance of ascorbic acid molecules, and up to 80 molecules of ascorbate before reaching a dynamic equilibrium. As for the NMR data of the dendron (5, 6 and 7), they do not vary at all during the titration; this means that monoethylene glycol branches do not participate in AA binding or encapsulation within the dendrimer. b) The DAB G3 dendrimer functionalized by the PFPTTEG dendron
- the PFPTTEG dendron is first synthesized according to Example 2 in order to perform the functionalization of the DAB G3 dendrimer according to the protocol described in Example 3.
- An S7 solution of ascorbic acid is obtained by dissolving 15.8 mg of ascorbic acid (AA) in 2 ml of D2O.
- Each sample E was prepared by adding a volume V of S7 solution of ascorbic acid in an NMR tube containing 5 mg of DAB G3 dendrimer functionalized with the PFPTTEG dendron in 300 ⁇ l of D 2 O.
- NMR titration of AA is performed to evaluate the transport capacity of vitamin C by the DAB G3 dendrimer functionalized with the PFPTTEG dendron.
- the dendrimer obtained is soluble in a wide range of more apolar solvents such as toluene and dichloromethane more polar such as water, methanol and acetonitrile.
- this functionalized dendrimer is soluble in water in all proportions, which is an additional advantage allowing a high yield of AA transported.
- NMR titration of ascorbic acid with this functionalized dendrimer is performed to compare its vitamin C transport properties. NMR data are detailed in the graphs shown in Figure 19.
- Graph (a) shows the removal of the dendrimer hydrogens numbered from 1 to 4 as below:
- the "nona-amine” dendrimer functionalized by the PFPTTEG dendron The PFPTTEG dendron is first synthesized according to Example 2 in order to carry out the functionalization, according to the protocol described in Example 4, of a new nine-branched water-soluble dendrimer, named here the non-amine dendrimer. .
- Each sample E was prepared by adding a volume V of S8 solution of ascorbic acid in an NMR tube containing 5 mg of "nona-amine" dendrimer functionalized by the PFPTTEG dendron in 300 ⁇ L of D2O.
- the amounts of AA introduced and the ratio of the number of dendrimer-introduced AA molecules in the NMR tube for each sample are detailed in the following Table 10.
- NMR titration of AA is performed with this new water-soluble functionalized dendrimer to identify the part of TEG chains of responsibility in the transport of vitamin C.
- the results are given in the proton deblinding graph of the AA presented in Figure 20.
- this dendrimer which is functionalized with PFPTTEG dendrons, it is possible to transport more than one hundred AAs.
- This molecule comprises 27 TEG chains, these latter create electrostatic bonds and a steric conformation favorable to the maintenance of the ascorbic acid molecules within the molecule, thus allowing their transport.
- This dendrimer being composed of no primary or tertiary amine, shows us a chemical composition and an ideal conformation for the encapsulation of vitamin C molecules thanks to its particular properties provided by its heart and its dendrons. d) Conclusion
- Ascorbic acid whose exogenous contribution is essential for the human body, has the potential to be transported by certain organic molecules through a cosmetic product. Indeed, three types of vectors have been tested, namely pure commercial dendrimers, these same dendrimers functionalized with ethylene glycol chains, as well as new water-soluble dendrimers also comprising ethylene glycol chains whose synthesis is entirely achieved. in the laboratory.
- the dendrimers and their particular properties allow excellent transport efficiency of the ascorbic acid molecules, especially when they are functionalized with a dendron comprising three triethylene glycol chains.
- the latter in fact perform hydrogen bonds with the ascorbic acid molecules and also allow them to encapsulate in the heart of the dendrimer, while providing solubility properties in water (as well as in a large number of solvents), biocompatibility, and especially stability.
- the PFPTTEG dendron clearly participates in a better encapsulation of the vitamin C molecules and also carries out hydrogen bonds with these same molecules which are then viewable by NMR.
- the chain of the MEAC group three times shorter than that of the PFPTTEG group, does not allow to see, in NMR, a participation of the MEAC group on the encapsulation of vitamin C molecules.
- the transport yields of the new water-soluble dendrimers functionalized with PEG chains differ according to whether the dendron is more or less imposing with longer or shorter chains.
- the two dendrimers functionalized with the PFPTTEG dendron lead to a better transport efficiency; indeed, thanks to their steric hindrance at the periphery of the dendrimers, they make it possible to keep the AA molecules inside the dendrimers, without interfering with the passage of AA molecules to his heart.
- the best performing dendrimer is the one whose synthesis is entirely carried out in the laboratory, namely the nona-amine functionalized by nine dendrons, ie 27 ethylene glycol chains.
- this dendrimer does not contain internal amines, should have a lower toxicity than those marketed.
- dendrimers appear to be suitable for the transport of ascorbic acid molecules in cosmetics thanks to their controlled multivalence which can be used to attach one or more substances (drugs, enzymes, contrast agents for medical imaging). , ... here vitamin C) as well as targeting and solubilizing groups on the periphery.
- this type of vector has the advantage of being able to be synthesized in different sizes by varying its generation.
- dendrimers are molecules with a well-defined structure (polymolecularity equal to one), they could provide a reproducible pharmacokinetic substance, a definite advantage for their future in application.
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Dermatology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
La présente invention se rapporte à un dendrimère conjugué comprenant au moins un dendrimère soluble dans l'eau et au moins une molécule de vitamine C. Ce dendrimère conjugué est utilisable par exemple pour la préparation de compositions cosmétiques ou pharmaceutiques. Ces dendrimères présentent de bonnes capacités de charge en vitamine C et sont biocompatibles.
Description
ENCAPSULATION DE LA VITAMINE C DANS DES DENDRIMÈRES
SOLUBLES DANS L'EAU
DESCRIPTION
Domaine technique
[1] La présente invention se rapporte à l'encapsulation de la vitamine C à l'aide de dendrimères solubles dans l'eau, ainsi, notamment, qu'à son procédé de préparation.
[2] L'utilisation de ce dendrimère encapsulant la vitamine C concerne par exemple les domaines de la pharmacie, de la cosmétique, de la chimie organique, ainsi que celui de la chimie verte. [3] Dans la description ci-dessous, les références entre parenthèses (X) renvoient à la liste des références présentées après les exemples.
État de la technique
[4] Comme son nom l'indique, un dendrimère est une molécule dont l'architecture reprend celle des branches d'un arbre. Il s'agit en effet d'une macromolécule de structure tridimensionnelle, apparentée à un polymère hyperbranché, où les monomères branchés sont associés selon un processus arborescent autour d'un coeur central multivalent. [5] Les dendrimères prennent généralement une forme globulaire très régulière ou sphérique, hautement ramifiée et plurifonctionnalisée. Ils sont constitués de trois régions spécifiques : un cœur central multivalent, un nombre défini (constituant la multivalence) de branches dendritiques intermédiaires connectées au cœur central multivalent où chaque branche dendritique est constituée d'un certain nombre de génération de ramification,
et la périphérie constituée d'une multitude de groupes terminaux fonctionnels.
[6] Ces molécules présentent à la fois des cavités internes et un grand nombre de groupements terminaux à la périphérie, facilement accessibles, qui peuvent être responsables de propriétés et de réactivités très variées.
[7] On peut citer par exemple le document de Tomalia et al.
Macromolécules (1986) 19, page 2466 (1) qui décrit la construction des premiers dendrimères solubles dans l'eau. [8] Les dendrimères sont construits étape par étape à l'aide d'une succession de séquences, chacune aboutissant à une nouvelle génération. Le contrôle structural est déterminant pour les propriétés spécifiques de ces macromolécules.
[9] Les dendrimères prennent généralement une forme globulaire très régulière ou sphérique, hautement ramifiée et plurifonctionnalisée. En outre, les dendrimères sont généralement monodisperses, contrairement aux polymères hyperbranchés. L'obtention de ces structures régulières que sont les dendrimères nécessite des méthodes de synthèse autres que des polymérisations ordinaires. En effet, la synthèse des dendrimères est difficile car elle nécessite de nombreuses étapes pour protéger l'emplacement actif, ce qui est un obstacle à la synthèse de quantités importantes. De plus, l'obtention de dendrimères avec des arborescences multiples définies et/ou fonctionnalisées de façon spécifique est un vrai défi pour les chimistes car elle exige des réactions quantitatives et propres afin d'éviter les mélanges sur les branches. À titre de comparaison, les polymères hyperbranchés, dont l'architecture moléculaire est irrégulière, sont obtenus par polymérisation de monomères branchés multifonctionnels suivant un processus désordonné et non limité.
[10] Ainsi, ces macromolécules sont ajustables : leur structure, leur flexibilité, leur porosité et leur morphologie peuvent être optimisées afin d'obtenir les propriétés recherchées. Le contrôle de l'architecture des dendrimères et la nature chimique des branches terminales qui peuvent ainsi assurer diverses fonctions suscitent un intérêt croissant pour de nombreuses
applications très prometteuses, notamment dans le domaine de la médecine comme décrit par exemple dans l'article de Astruc, CR. Acad. ScL (1996), 322, Série 2b, pages 757-766 (2), mais aussi de l'agroalimentaire, des arômes, de la peintures, de la catalyse, de la décontamination, de la thérapie génique, la thérapie photodynamique, des capteurs biologiques, des nanoélectroniques, etc.
[11] D'autre part, la vectorisation de molécules actives est aujourd'hui un enjeu majeur dans les domaines pharmaceutiques et cosmétiques, comme décrit par exemple dans la publication de Vandamme et al., J. Control. Release (2005), 102(1), pages 23-38 (3). Elle correspond au transport de molécules actives jusqu'à un site d'action ce qui permet de moduler la pharmacocinétique et la biodistribution de ces molécules en favorisant leur présence au niveau des sites d'action tout en limitant leur toxicité ou impact sur les tissus sains. De plus, la vectorisation permet une protection des molécules actives vis-à-vis du milieu dans lesquelles elles sont introduites en évitant par exemple leur métabolisation ou leur dégradation, comme décrit par exemple dans la publication de Zhuo et al. J. Control. Release (1999) 57, page 249 (4). [12] Les vitamines sont d'un grand intérêt, notamment pour les industriels dans les domaines pharmaceutiques et cosmétiques. En effet, elles interviennent dans de nombreux processus biologiques et physiologiques et sont essentielles pour l'organisme. A titre d'exemple, la vitamine C, ou acide ascorbique (AA) a de nombreuses propriétés. Connue pour ses actions tonifiantes et anti-fatigue, elle intervient par exemple dans la synthèse des globules rouges et contribue au système immunitaire. Ainsi, elle participe aux défenses de l'organisme et joue ainsi un rôle dans la lutte contre les infections. La vitamine C favorise également l'absorption du fer, ce qui permet de prévenir l'apparition d'anémie. Elle est également requise dans la synthèse du collagène de la peau et est essentielle à la cicatrisation des plaies. C'est aussi un anti-oxydant et antiradicalaire puissant qui permet de protéger l'organisme des radicaux libres, de prévenir la dégradation oxydative et le vieillissement.
Ainsi, ces applications, notamment cosmétiques sont nombreuses, stimulant également le métabolisme cellulaire et ayant un effet photoprotecteur. [13] Cependant, certaines vitamines, et notamment la vitamine C, ne peuvent être synthétisées par l'organisme humain, d'où la nécessité d'un apport exogène.
[14] En outre, les vitamines sont des composés fragiles, facilement dégradés par la lumière, la chaleur, l'oxygène de l'air, etc. En particulier, la vitamine C, la plus fragile parmi toutes les vitamines, est peu stable en solution et est rapidement éliminée par l'organisme. Les produits pharmaceutiques et cosmétiques existants ont donc un temps d'utilisation limité. Pour pallier ce problème d'instabilité, ils utilisent une formulation très différente qui ne permet pas un relargage modulé. De plus, cette molécule n'étant actuellement pas vectorisée, sa dispersion est non contrôlée et non spécifique.
[15] II existe donc un réel besoin de disposer de nouveaux composés permettant de vectoriser et de contrôler la libération de molécules actives, en particulier des actifs cosmétiques et notamment des vitamines, par exemple la vitamine C. [16] En outre, il existe un réel besoin de disposer de composés biocompatibles, de faible toxicité, d'architecture définie, de taille et de forme contrôlée, de capacité de charge élevée, de fonctionnalisation spécifique afin d'optimiser l'encapsulation de vitamine C.
[17] En outre, il existe un réel besoin pour un procédé permettant d'encapsuler la vitamine C avec de bons rendements, de préserver l'environnement et de réduire les coûts d'obtention de ces composés.
Description de l'invention
[18] La présente invention a précisément pour but de répondre à ces besoins et inconvénients de l'art antérieur en fournissant un dendrimère conjugué comprenant au moins un dendrimère soluble dans l'eau encapsulant au moins une molécule de vitamine C.
[19] On entend par « dendrimère conjugué », au sens de la présente invention, l'association d'au moins un dendrimère soluble dans l'eau avec au moins une molécule de vitamine C. En outre, une molécule de vitamine C peut être associée à un ou plusieurs dendrimères qui peuvent être identiques ou différents, par exemple si les chaînes PEG de différents dendrimères participent à la stabilisation des molécules de vitamine C. [20] On entend par « dendrimère soluble dans l'eau », au sens de la présente invention, un dendrimère qui peut être dissous dans l'eau, c'est à dire dont la solution aqueuse est limpide. Notamment, le spectre RMN de cette solution permet de visualiser tous les groupements présents du dendrimère. Il peut s'agir par exemple de dendrimères présentant à leur surface des fonctions hydrophiles et/ou peu hydrophobes, c'est-à-dire des fonctions polaires et/ou des fonctions capables de créer des liaisons hydrogène avec les molécules d'eau. Il peut s'agir par exemple de dendrimères présentant à leur surface des fonctions amino (-NH2, -NH- ou -N-), ammonium (-NH4 +), cyano (-CN), amido (-C(=O)-NH2 ou -C(=O)-NH-), hydroxyle (-OH), alcoolates (- O"), carboxyle (-C(=O)-OH), carboxylate (-C(=O)-O~), carbonyle (-C(=O)H ou -C(=O)~), oxy (-O-), ester (-C(=O)-O-), de préférence amino, ammonium, amido et oxy. [21] On entend par « encapsuler », au sens de la présente invention, le fait d'entourer une molécule, par exemple sous forme de capsule ou de coquille, permettant de l'isoler, de la stabiliser et/ou de la protéger du milieu extérieur. Cette encapsulation peut se faire au coeur mais également à la périphérie du dendrimère où les molécules de vitamine C sont tournées vers l'intérieur du dendrimère et sont ainsi stabilisées et protégées.
[22] On entend par « association », au sens de la présente invention, l'assemblage de deux ou plusieurs molécules différentes, par exemple par des liaisons supramoléculaires. Les molécules de vitamine C peuvent par exemple être associées à l'intérieur du dendrimère ou à la surface de celui-ci. [23] Par « liaison supramoléculaire », on entend au sens de la présente invention l'assemblage de plusieurs molécules distinctes par des liaisons hydrogène, ioniques, de coordination et/ou par interactions hydrophobes.
[24] De façon surprenante, les inventeurs ont mis en évidence que les molécules de vitamine C étaient encapsulées par les dendrimères de la présente invention et ne restaient pas en solution. En d'autres termes, les molécules de vitamine C s'associent soit au coeur, soit à la périphérie des dendrimères de la présente invention. Les dendrimères de la présente invention permettent ainsi de stabiliser les molécules de vitamine C et/ou de les protéger du milieu extérieur. En effet, les molécules de vitamine C se trouvent incorporées dans une « capsule » protégée par une couronne hydrophile. [25] Par ailleurs, les dendrimères présentent l'avantage d'être des molécules uniques (c'est-à-dire de polymolécularité égale à un), parfaitement définies, avec des formules chimiques exactes, et qui peuvent être caractérisées très précisément (par exemple par des techniques de Résonance Magnétique Nucléaire (RMN) du proton et/ou du carbone, la microanalyse, la spectrométrie infrarouge, ou encore la spectrométrie de masse). Les dendrimères sont donc des molécules adéquates pour des applications biologiques qui nécessitent une grande pureté et une grande connaissance des molécules introduites en milieu biologique, par exemple de leur mode d'assemblage, de fonctionnement, de leur stabilité ou de la façon dont elles pourraient être métabolisées. En effet, des applications biologiques sont beaucoup plus difficiles à réaliser dans le cas de molécules polydisperses ou polymoléculaires comme par exemple les polymères hyperbranchés. Notamment, les polymères hyperbranchés comprennent un mélange de molécules hyperbranchées qui n'ont pas le même poids moléculaire et ne stabiliseront pas un nombre identique de molécules biologiques pour chacune d'entre elles, ce qui engendre beaucoup plus d'incertitude et de difficultés pour les adapter à une utilisation biologique.
[26] En outre, les dendrimères solubles dans l'eau selon la présente invention semblent être des vecteurs appropriés pour le transport de molécules de vitamine C, c'est-à-dire d'acide ascorbique. En effet, la multivalence contrôlée des dendrimères de la présente invention peut être utilisée pour attacher une ou plusieurs substances et/ou des groupes ciblants
et solubilisants à la périphérie. Cet attachement ou association peut être réalisé(e) par des liaisons supramoléculaires qui permettent le maintien des molécules de vitamine C au cœur et à la périphérie des dendrimères. [27] Les dendrimères de la présente invention peuvent se comporter comme des vecteurs de la vitamine C. La vectorisation vise à modifier la stabilité et les propriétés pharmacocinétiques des principes actifs transportés telles que le franchissement de barrières anatomiques, physiologiques, leur ciblage. Les caractéristiques particulières des dendrimères, et leur forme globulaire, font de ces nouvelles architectures moléculaires des transporteurs idéaux de molécules chargées. En effet ces molécules peuvent être utilisées dans un grand nombre d'applications incluant le contrôle du relâchement de produits pharmaceutiques ou encore cosmétiques.
[28] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut avoir une structure radiale symétrique.
[29] En effet, les inventeurs ont réalisé des dendrimères dits « parfaits ».
On entend par dendrimère « parfait » au sens de la présente invention, un dendrimère de structure symétrique qui ne possède pas de défaut, avec une fonctionnalisation totale et uniforme des branches. La haute symétrie de l'architecture des dendrimères a été vérifiée par différentes méthodes de caractérisations (RMN, masse, etc.). Ces données sont exposées dans la partie « Exemples ».
[30] Les dendrimères de structure symétrique ont l'avantage de pouvoir être parfaitement contrôlés et caractérisés, avec des résultats reproductibles, ce qui est essentiel pour une transposition au niveau industriel. Cependant des dendrimères « imparfaits » peuvent également encapsuler des molécules de vitamine C. On entend par dendrimère « imparfait » au sens de la présente invention un dendrimère qui n'entre pas dans la définition du dendrimère dit « parfait ».
[31] En outre, selon l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut être constitué de g générations, g étant un nombre entier allant de 0 à 10, de préférence de 0 à 4, afin de respecter une taille admissible dans l'organisme. [32] On entend par « génération », au sens de la présente invention, une répétition d'unités de branchement ou monomères organisés en couche autour du cœur central. Une génération est comptée à partir de chaque division d'une branche en au moins deux branches. Le nombre de génération g du dendrimère correspond au nombre de couches concentriques de monomère, mais peut également correspondre au nombre de séquences nécessaires à la synthèse du dendrimère.
[33] Le nombre de génération g du dendrimère induit une taille précise du dendrimère et joue également un rôle important sur la conformation du dendrimère.
[34] Avantageusement, le dendrimère soluble dans l'eau peut avoir une structure globulaire. Il peut s'agir par exemple d'une structure en lobe, d'une structure elliptique, d'une structure sphérique, parfaite ou non parfaite, de préférence d'une structure sphérique parfaite.
[35] En effet, les dendrimères ont une topologie dendritique c'est à dire une architecture construite selon un processus arborescent autour d'un cœur central plurifonctionnel, analogiquement à un réseau neuronal dendritique. Les unités branchées sont des monomères répétés organisés en couches, encore appelées générations. Selon les dendrimères, au delà d'un certain nombre de générations, ils peuvent prendre une forme globulaire si les segments moléculaires sont flexibles. [36] Les dendrimères de structure globulaire présentent l'avantage de pouvoir accueillir des molécules au sein de leurs cavités avec une plus grande capacité. En effet, la topologie dendritique impose des cavités dynamiques absentes dans un polymère linéaire par exemple, dont la topologie est différente. On entend par « cavités » au sens de la présente invention les espaces présents entre les branches des dendrimères. Un dendrimère n'étant pas figé en solution, les cavités peuvent être dynamiques du fait du
mouvement des branches au sein de la solution, guidé par le mouvement
Brownien.
[37] A titre d'exemple, le tableau 1 comparatif suivant détaille les différentes propriétés d'un polymère linéaire et d'un dendrimère. Ainsi, selon les critères souhaités, le dendrimère peut être préféré pour obtenir les différentes propriétés ci-dessous qui diffèrent de celles d'un polymère linéaire.
Tableau 1 [38] En particulier, l'avantage principal d'un dendrimère globulaire par rapport à un polymère linéaire est la taille de ses cavités internes qui peuvent être optimisée pour accueillir de grosses molécules. En effet, Dans le cas du dendrimère, les cavités peuvent être larges et organisées de façon à permettre de plus grandes capacités d'accueil ou d'encapsulation. Au contraire, dans un polymère linéaire replié en pelote sphérique, la structure est aléatoire et les cavités ne sont pas optimisées.
[39] Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut présenter un diamètre inférieur à 200 A, de préférence de 10 A à 50 A. Ce diamètre dépend de la génération du dendrimère.
[40] Selon l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut avoir un poids moléculaire allant de 20 à 50 000 g/mol, par exemple de 500 à 15 000 g/mol, par exemple de 773 à 7168 g/mol.
[41] Le dendrimère soluble dans l'eau de la présente invention peut être par exemple un dendrimère de formule (I) suivante :
Formule (I) dans laquelle :
(a) A est le cœur central du dendrimère, de multivalence k, où : k est un nombre entier allant de 2 à 9 ; - A est un radical choisi dans le groupe comprenant un hétéroalkyle en Ci à C22, un phényl éventuellement substitué par un ou plusieurs groupes hétéroalkyles en Ci à CΘO, le radical A pouvant éventuellement comprendre un ou plusieurs carbone substitué par un groupement oxo (=O) ; (b) Mi est un monomère de génération i, où : i est un nombre entier allant de 0 à g, g étant le nombre de génération du dendrimère ; lorsque i=0, Mi est inexistant, la branche terminale BT est alors directement reliée au cœur central A ; - lorsque i>0, Mi est un radical hétéroalkyle en Ci à C22, dans lequel un ou plusieurs carbone peut éventuellement être substitué par un groupement oxo (=O), par exemple Mi peut être un radical -(CH2)a-N* ou un radical -(CH2)a-C(=O)-NH- (CH2)b-N* avec a et b sont des nombres entiers de 1 à 6 et le symbole * désigne le point d'attachement du radical Mi au avec le monomère de génération supérieure ;
(c) BT est la branche terminale, et p le nombre de motifs terminaux issus du monomère de génération inférieure où : p est un nombre entier allant de 1 à 3, de préférence p est 2 ou 3, de préférence p est 3 ;
BT est un radical choisi dans le groupe comprenant un hydrogène, un groupement -NH2, un groupement ammonium, un groupement -OH, un hétéroalkyle en Ci à C22, un phényl substitué par un ou plusieurs groupes hétéroalkyles en Ci à CΘO, le radical BT pouvant éventuellement comprendre un ou plusieurs carbone substitué par un groupement oxo (=0) ; par exemple, BT peut être un radical -C(=O)-CH2-O-(CH2)2-O- (CH3) ou un radical -C(=O)-Ph((OC2H4)3-OCH3)3 ;
[42] Par « multivalence », on entend au sens de la présente invention, le nombre de branches dendritiques reliées au cœur central du dendrimère. [43] Par « branche dendritique », on entend au sens de la présente invention, une branche ramifiée. En particulier, elle peut être constituée d'un enchaînement de monomères Mi, identiques ou différents, où chaque ramification entre les monomères se divise en deux branches ou plus. Par exemple, dans la formule (I), la branche dendritique peut correspondre à : [(M1)-(M2)2- ... -(Mi)2 A(M)H(BOp].
[44] Par « branche terminale », on entend au sens de la présente invention la partie de la branche dendritique constituée par le motif terminal situé à la périphérie du dendrimère. Il peut s'agir par exemple d'un monomère de dernière génération g du dendrimère, d'une fonction hydrophile, d'un dendron, etc. Par exemple, dans la formule (I), la branche terminale correspond à : (BT). [45] On entend par « branche dendritique intermédiaire », au sens de la présente invention, la partie de la branche dendritique connectant le cœur central multivalent A à la branche terminale BT. Par exemple, dans la formule (I), la branche dendritique intermédiaire correspond à : [(M1)-(M2)2- ... -
]. [46] Par « dendron », on entend au sens de la présente invention, une branche dendritique (par exemple non terminale ou interne) ramifiée, par exemple, comprenant 2 ou plus ramifications. Par exemple, le dendron peut être une branche dendritique hyperramifiée, c'est-à-dire comprenant 3 ou plus
ramifications. A titre de dendron, on peut par exemple citer le pentafluorophényl tris 3,4,5-tri(triéthylèneoxy)benzoate (ou PentaFluoroPhényl tris 3,4,5-Tri(TriEthylèneGlycol)benzoate ou PFPTTEG). [47] On entend par « alkyle » au sens de la présente invention, un radical carboné linéaire, ramifié ou cyclique, saturé ou insaturé, éventuellement substitué, comprenant 1 à 60 atomes de carbone, par exemple 1 à 57 atomes de carbone, par exemple 1 à 28 atomes de carbone, par exemple 1 à 22 atomes de carbone, par exemple 1 à 6 atomes de carbone. [48] On entend par « alcène » au sens de la présente invention, un radical alkyle, tel que défini précédemment, présentant au moins une double liaison carbone-carbone.
[49] On entend par « alcyne » au sens de la présente invention, un radical alkyle, tel que défini précédemment, présentant au moins une triple liaison carbone-carbone. [50] On entend par « aryle » au sens de la présente invention, un système aromatique comprenant au moins un cycle satisfaisant la règle d'aromaticité de Hϋckel. Ledit aryle est éventuellement substitué, peut être mono ou polycyclique et peut comprendre de 6 à 10 atomes de carbone. [51] On entend par « hétéroalkyle » au sens de la présente invention, un radical alkyle tel que défini précédemment, ledit système alkyle comprenant au moins un hétéroatome, notamment choisi dans le groupe comprenant le soufre, l'oxygène, l'azote, le silicium.
[52] Selon l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut présenter un coeur central hydrophobe et une couronne hydrophile. Il est entendu que le coeur hydrophobe ne comprend pas forcément uniquement des groupements hydrophobes. Notamment, le coeur hydrophobe peut contenir des hétéroatomes (par exemple N, O, S et/ou Si). En ce sens, « coeur hydrophobe » signifie un coeur à caractère hydrophobe par rapport à la périphérie du dendrimère, qui est hydrophile. Ce système coeur hydrophobe/couronne hydrophile permet notamment de maintenir les molécules de vitamine C au coeur du dendrimère, évitant ainsi leur contact
avec le milieu extérieur (ou l'environnement biologique) et donc une oxydation prématurée de ces molécules, tout en permettant le relargage de molécules actives de vitamine C, notamment en milieu biologique. ;
[53] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut présenter des branches dendritiques intermédiaires comprenant des hétéroatomes, par exemple des branches comprenant des groupements amino (-NH- ou -N-), amido (-C(=O)-NH-), oxy (-O-) ou ester (-C(=O)-O-), de préférence amino, par exemple aminé secondaire ou tertiaire. Ces groupements se situant à l'intérieur du dendrimère, ceci présente l'avantage de permettre une rrieilleure encapsulation de molécules de vitamine C à l'intérieur du dendrimère, par exemple par liaisons hydrogène, ioniques et/ou de coordination, et ;d'éviter ainsi leur contact avec le milieu extérieur. En outre, ceci permet également d'accroître le nombre de molécules de vitamines C encapsulées. ' [54] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut présenter à sa périphérie principalement des fonctions aminés primaires libres ou des fonctions ammoniums. [55] En effet, les dendrimères comprenant des aminés primaires libres ou des fonctions ammoniums en périphérie présentent l'avantage de pouvoir réagir soit de manière supramoléculaires avec l'acide ascorbique (par exemple en formant des ascorbates d'ammonium), comme démontré dans la partie exemples, soit de manière covalente avec d'autres groupements chimiques afin de modifier la périphérie du dendrimère et donc ses propriétés. [56] Par exemple, il peut s'agir de dendrimères comprenant un cœur DiAminoButane (DAB) et des branches poly(propylène)imines (PPI), comme par exemple les dendrimères décrits dans les figures 1 à 4, ou de dendrimères poly(amido)amines (PAMAM), comme par exemple les dendrimères décrits dans les figures 5 à 9. [57] Ainsi, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut avoir l'une des structures suivantes : Ie DAB G2 (figure 1), le DAB G3 (figure 2), le DAB G4 (figure 3), le DAB G5
(figure 4), le PAMAM GO (figure 5), le PAMAM G1 (figure 6), le PAMAM G2 (figure 7), le PAMAM G3 (figure 8), le PAMAM G4 (figure 9), etc. [58] Certains de ces dendrimères sont commerciaux, par exemple les dendrimères DAB G2, DAB G3, DAB G5, PAMAM G1 et PAMAM G4 sont commercialisés par la société Sigma-AIdrich (Sigma-AIdrich Chemie S.a.r.l., L1IsIe d'Abeau Chesnes, 38297 Saint-Quentin Fallavier, France), respectivement sous les références N° 679895 (DAB G2), N° 469076 (DAB G3), N° 469092 (DAB G5), N° 597414 (PAMAM G1) et N° 597856 (PAMAM G4). [59] Selon le choix des dendrimères utilisés, on peut favoriser l'association de molécules de vitamine C préférentiellement en périphérie puis au cœur des dendrimères (comme par exemple dans le cas du PAMAM G4) ou inversement favoriser d'abord l'association au cœur.
[60] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut être fonctionnalisé à sa périphérie avec au moins un agent de surface organique.
[61] On entend par « agent de surface » selon l'invention une molécule présente à la surface du dendrimère permettant de moduler ses propriétés de surface, par exemple : de modifier sa solubilité de moduler sa toxicité et sa biodistribution, par exemple pour éviter sa reconnaissance par le système réticulo endothélial (« furtivité »), et/ou de lui conférer des propriétés de bioadhésion intéressantes lors de l'administration par voies orale, oculaire, nasale, et/ou de lui permettre un ciblage spécifique de certains organes/tissus, etc.
[62] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'agent de surface organique peut être sélectionné dans le groupe comprenant : une molécule pharmaceutique, une molécule de ciblage ou un groupement solubilisant.
[63] Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, l'agent de surface organique peut être un groupement solubilisant à chaînes polyéthylène glycol.
[64] En effet, la fonctionnalisation de ces dendrimères avec différents groupements organiques contenant des chaînes polyéthylènes glycols permet d'améliorer la solubilité dans l'eau de ces macromolécules comme décrit dans le document de Liu et al. J. Polym. Sci. : part A : Polym. Chem. (1999), page 3492 (5), ainsi que la biocompatibilité. Par ailleurs, de façon surprenante, en plus de ces caractéristiques importantes précitées pour un produit destiné à une utilisation biologique, les dendrimères fonctionnalisés par des chaînes polyéthylènes glycols se sont révélés être de meilleurs vecteurs moléculaires par leur rendement d'encapsulation. En outre, ces vecteurs moléculaires peuvent être modifiés à souhait de manière à optimiser l'encapsulation des molécules de vitamine C. En effet, un dendron contenant des chaînes polyéthylènes glycols permet non seulement d'améliorer le taux d'encapsulation de molécules de vitamine C, mais également de favoriser l'encapsulation vers l'intérieur du dendrimère (pour une meilleure protection), par exemple en réalisant des liaisons supramoléculaires avec les molécules de vitamine C, et ce malgré les encombrements stériques qui peuvent intervenir. Cette propriété était inattendue, et a été mise en évidence par les inventeurs. À titre d'exemple, le dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG permet de fixer plus de 150 molécules de vitamine C. En outre, ce dendrimère (avec un dendron hyperramifié présentant donc un encombrement stérique élevé) permet de fixer beaucoup plus de molécules de vitamine C que le dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le ligand MEAC. D'autres exemples de rendements d'encapsulation de dendrimères selon l'invention sont donnés dans la partie exemples.
[65] Selon un mode de réalisation plus particulier de l'invention, l'agent de surface organique peut être un groupement solubilisant répondant à l'une des structures (II) ou (III) suivantes :
Structure (II)
Structure (III) dans lesquelles : n, n-i, ri2 et ri3 représentent indépendamment un nombre entier de 1 à 500, et
R, R-i, R2 et R3 représentent indépendamment un alkyle en Ci à C6, un alcène en C2 à C6, un alcyne en C2 à C6, ou un aryle en C6 à C10 éventuellement substitué.
[66] Selon un mode de réalisation plus particulier de l'invention, le groupement solubilisant peut répondre à l'une des structures (IV) ou (V) suivantes dans lesquelles :
Structure (IV)
dans lesquelles n, n-i, ri2 et 113 représentent 1 ou 3, de préférence, n représente 1 et n-i, n2 et n3 représentent 3 ;
[67] Par exemple, le dendrimère soluble dans l'eau selon l'invention peut être un DAB-dendrimère ou un PAMAM-dendrimère fonctionnalisé par le dendron pentafluorophényl tris 3,4,5-tri(triéthylèneoxy)benzoate (ou PentaFluoroPhényl tris 3,4,5-Tri(TMEthylèneGlycol)benzoate ou PFPTTEG) ou par le ligand 2,2-(méthoxyéthoxy)acétylchloride (MEAC). Par exemple, il peut s'agit du DAB G3 fonctionnalisé par le ligand MEAC (figure 10) ou par le dendron PFPTTEG (figure 11).
[68] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut être un dendrimère nona-ammonuim chlorure répondant à la structure suivante :
lequel dendrimère est fonctionnalisé à sa périphérie par un groupement solubilisant répondant à l'une des structures (II) ou (III), de préférence à la structure (III), suivantes :
Structure (II)
Structure (III) dans lesquelles : n, n-i, n2 et ri3 représentent indépendamment un nombre entier de 1 à 500, et
R, R-i, R2 et R3 représentent indépendamment un alkyle en C\ à CQ, un alcène en C2 à CQ, un alcyne en C2 à CQ, OU un aryle en CQ à C10 éventuellement substitué.
[69] On peut noter que le dendrimère nona-ammonuim chlorure n'est pas soluble dans l'eau, d'où l'intérêt de le fonctionnaliser préalablement par des groupes solubilisants, par exemple avec le dendron PFPTTEG, pour l'encapsulation de la vitamine C. Un exemple de méthodologie de fonctionnalisation est donné dans le document de Pan et al., Macromolecules
(2000), 33, pages 3731-3738 (6). En effet, ce document décrit qu'il est préférable de fonctionnaliser les dendrimères anioniques avec des groupements solubilisants et biocompatibles même s'ils ont une toxicité moindre que les dendrimères cationiques comme le démontre le document de
Malik et al., J. Control. Release (2000), 65, page 133 (7).
[70] Ainsi, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut répondre à la structure décrite dans la figure 12 (dendrimère « nona-amine » fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG).
[71] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le dendrimère soluble dans l'eau peut réaliser des liaisons supramoléculaires avec la au moins une molécule de vitamine C. [72] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la au moins une molécule de vitamine C peut être maintenue au cœur ou à la périphérie du au moins un dendrimère soluble dans l'eau.
[73] En effet, leurs multiples cavités et leurs groupements réactifs en périphérie, permettent la reconnaissance et la capture d'anions, tels que l'anion ascorbate. Ainsi, la vitamine C peut être contenue dans le cœur ou maintenue à la surface du dendrimère par liaison supramoléculaire, et notamment par liaison électrostatique. En effet, les molécules d'acides ascorbiques ont un pKa égal à 4,11 à 25°C dans l'eau, et forment ainsi des ascorbates d'ammoniums avec les aminés des dendrimères lorsque ces deux produits sont en solution. De plus les molécules de vitamine C réalisent également des liaisons hydrogène entre ses fonctions alcools et les aminés des dendrimères. Dans le cas des dendrimères fonctionnalisés, les groupements PEG peuvent participer au transport des molécules d'acides ascorbiques soit en réalisant des liaisons hydrogènes avec les molécules d'ascorbates, soit en les maintenant au cœur hydrophobe du dendrimère.
[74] Un dendrimère peut contenir jusqu'à 500 molécules de vitamine C.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le nombre moyen d'encapsulation peut être de 14 (± 1) à 500 (± 20) molécules de vitamine C par dendrimère. En outre, ce nombre moyen d'encapsulation peut être ajusté en fonction de l'application souhaitée. En effet, selon la quantité de vitamine C ajoutée, on peut en encapsuler plus ou moins jusqu'à une limite (qui correspond au nombre maximal de molécules de vitamine C qui peuvent être encapsulées). [75] Le relargage de la vitamine C peut s'effectuer dans l'eau par exemple par échange avec des molécules d'eau, où les molécules d'ascorbates peuvent être préalablement protonées avant d'être relarguées sous forme d'acide ascorbique. Le relargage peut également avoir lieu dans
d'autres solvants où la vitamine C est soluble, comme par exemple l'éthanol. Le relargage pourrait être contrôlé en réalisant une dialyse pour étudier la cinétique de relargage. En effet, l'utilisation d'une membrane semi-perméable poreuse (de pores de diamètres identiques et connus) permet de séparer les molécules de vitamine C des dendrimères : par effet d'osmose et d'agitation moléculaire les petites molécules, soit les molécules de vitamine C, traversent la membrane, tandis que les grosses molécules, soit les dendrimères, sont retenues à l'intérieur de la membrane de dialyse. Une quantification de ces molécules de vitamine C permet de suivre la cinétique de relargage. Par ailleurs, la cinétique de relargage de la vitamine C peut être modifiée selon le pH puisque le pH influe sur le rapport entre le nombre de molécules d'acide ascorbique et d'ascorbate.
[76] L'invention concerne également une composition cosmétique comprenant un dendrimère conjugué selon l'invention.
[77] En effet, le dendrimère conjugué selon l'invention peut être formulé dans un produit cosmétique afin d'assurer une délivrance modulée de la vitamine C sur la peau à des fins protectrices (anti-radicaux) et/ou régénératrices. [78] Ainsi, l'invention concerne également un dendrimère conjugué selon l'invention comme agent anti-oxydant et/ou anti-inflammatoire. [79] En outre, l'invention concerne également l'utilisation du dendrimère conjugué selon l'invention pour la préparation d'une composition cosmétique, par exemple anti-âge ou anti-rides. [80] L'invention concerne également un procédé de soin cosmétique comprenant une étape consistant à appliquer sur la peau une composition cosmétique comprenant un dendrimère conjugué selon l'invention.
[81] L'invention concerne également un procédé de préparation d'un dendrimère conjugué comprenant au moins un dendrimère soluble dans l'eau encapsulant au moins une molécule de vitamine C, ledit procédé comprenant une étape de réaction dudit dendrimère soluble dans l'eau avec ladite au
moins une molécule de vitamine C dans un solvant et à une température qui facilitent la formation de liaisons supramoléculaires du dendrimère et de la molécule de vitamine C. On peut noter que l'eau est le solvant qui permet à la fois la solubilité et la formation des liaisons entre le dendrimère et la vitamine C.
[82] En effet, la mise en présence de ces deux espèces dans un solvant conduit instantanément à la formation d'interactions supramoléculaires. [83] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, au cours du procédé de préparation, l'association du dendrimère et de la molécule de vitamine C peut procéder par l'intermédiaire d'au moins une des liaisons suivantes : formation d'ascorbate d'ammonium avec une fonction aminé du dendrimère, formation de liaison hydrogène entre une fonction hydroxyle de la vitamine C et une fonction aminé du dendrimère.
[84] Selon l'invention, l'étape de réaction peut être réalisée dans un solvant choisi dans le groupe comprenant l'eau, les alcools1 RS-OH où Rs est un radical alkyle en Ci à Ce, par exemple l'éthanol, ou un mélange de ceux-ci. En effet, le solvant utilisé peut solubiliser partiellement ou totalement l'acide ascorbique et le dendrimère. Par exemple, l'acide ascorbique n'est que partiellement soluble dans l'éthanol. !
[85] Selon l'invention, l'étape de réaction peut être réalisée pendant un temps de réaction inférieur à 1 minute, par exemple inférieur à 30 secondes, par exemple inférieur à 1 seconde. En effet, le temps de réaction peut aller de quelques millisecondes à quelques secondes, de préférence de quelques millisecondes à une seconde.
[86] Selon l'invention, l'étape de réaction peut être réalisée à une température allant de 3 à 900C, de préférence de 15 à 350C, de préférence de 20 à 300C. En outre, une augmentation de la température peut permettre d'accélérer la vitesse de réaction. [87] Selon l'invention, l'étape de réaction peut être réalisée à un pH i allant de 0 à 14, de préférence à un pH de 6 à 8, de préférence à un pH de 7.
En outre, le pH peut influencer la vitesse de réaction, mais surtout le rendement d'encapsulation, en effet, le pH a une influence sur la formation des liaisons hydrogène entre l'acide ascorbique et le dendrimère.
[88] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé de préparation peut comprendre la réaction dans l'eau d'une quantité suffisante de vitamine C pour obtenir une concentration inférieure à 10Λ2 mg/ml, avec une quantité suffisante de dendrimère pour obtenir un dendrimère conjugué ayant un ratio vitamine C : dendrimère de 14 à 500, la réaction étant effectuée à un pH de 6 à 8, de préférence 7, et à une température de 25°C +/- 100C, de préférence à une température de 25°C +/- 5°C. [89] Ainsi, le procédé de préparation a l'avantage de faire appel à la chimie verte, l'encapsulation pouvant être entièrement réalisée dans l'eau. Ceci présente des avantages à la fois en terme de préservation de l'environnement, de coût de production plus faible, mais également de pureté, permettant des applications dans de nombreux domaines, y compris les domaines pharmaceutiques et cosmétiques.
[90] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le procédé de préparation peut comprendre en outre, avant l'étape de réaction, une étape de fonctionnalisation, consistant à fonctionnaliser la périphérie du dendrimère avec un agent de surface organique sélectionné dans le groupe comprenant : une molécule pharmaceutique, une molécule de ciblage ou un groupement solubilisant.
[91] D'autres avantages pourront encore apparaître à l'homme du métier à la lecture des exemples ci-dessous, illustrés par les figures annexées, donnés à titre illustratif.
Brève description des figures - La figure 1 représente le dendrimère DAB G2.
La figure 2 représente le dendrimère DAB G3. La figure 3 représente le dendrimère DAB G4.
La figure 4 représente le dendrimère DAB G5.
La figure 5 représente le dendrimère PAMAM GO.
La figure 6 représente le dendrimère PAMAM G1.
La figure 7 représente le dendrimère PAMAM G2. - La figure 8 représente le dendrimère PAMAM G3.
La figure 9 représente le dendrimère PAMAM G4.
La figure 10 représente le dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le MEAC.
La figure 11 représente le dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le PFPTTEG.
La figure 12 représente le dendrimère nona-amine fonctionnalisé par le PFPTTEG.
La figure 13 représente les graphiques de variation du déplacement chimique δ (en ppm ou partie par million) des signaux des protons en RMN 1H par rapport au nombre N de molécules d'acide ascorbique (AA) par dendrimère : (a) représente le graphique de déblindage des signaux des protons 1 à 4 du dendrimère DAB G2 (en ppm) par rapport à N ; et (b) le graphique de blindage des signaux des protons A à C de I1AA (en ppm) par rapport à N. - La figure 14 représente les graphiques de variation du déplacement chimique ô (en ppm ou partie par million) des signaux des protons en RMN 1H par rapport au nombre N de molécules d'acide ascorbique (AA) par dendrimère : graphique de déblindage (a) des signaux des protons 1 à 4 du dendrimère DAB G3 en ppm par rapport à N ; graphique de blindage (b) des signaux des protons A à C de I1AA en ppm par rapport à N.
La figure 15 représente les graphiques de variation du déplacement chimique ô (en ppm) des signaux des protons en RMN 1H par rapport au nombre N de molécules d'acide ascorbique (AA) par dendrimère : (a) graphique de déblindage des signaux des protons 1 à 3 du dendrimère DAB G5 en ppm par rapport à N ; (b) graphique de blindage des signaux des protons A à C de l'AA en ppm par rapport à N.
La figure 16 représente les graphiques de variation du déplacement chimique δ (en ppm) des signaux des protons en RMN 1H par rapport au nombre N de molécules d'acide ascorbique (AA) par dendrimère : (a) graphique de déblindage des signaux des protons 1 à 4 et l' à 4' du dendrimère PAMAM G1 en ppm par rapport à N ; (b) graphique de blindage des signaux des protons A à C de l'AA en ppm par rapport au nombre N.
La figure 17 représente les graphiques de variation du déplacement chimique δ (en ppm) des signaux des protons en RMN 1H par rapport au nombre N de molécules d'acide ascorbique (AA) par dendrimère : (a) graphique de déblindage des signaux des protons 1 à 4 et l' à 2' du dendrimère PAMAM G4 en ppm par rapport à N ; (b) graphique de blindage des signaux des protons A à C de l'AA en ppm par rapport à N.
La figure 18 représente les graphiques de variation du déplacement chimique δ (en ppm) des signaux des protons en RMN 1H par rapport au nombre N de molécules d'acide ascorbique (AA) par dendrimère : (a) graphique de déblindage des signaux des protons 1 à 3 du dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le ligand MEAC en ppm par rapport à N ; (b) graphique de blindage des signaux des protons A à C de l'AA en ppm par rapport à N.
La figure 19 représente les graphiques de variation du déplacement chimique δ (en ppm) des signaux des protons en RMN 1H par rapport au nombre N de molécules d'acide ascorbique (AA) par dendrimère : (a) de déblindage des signaux des protons 1 à 3 du dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG en ppm par rapport à N ; et (b) de blindage des signaux des protons A à C de l'AA en ppm par rapport à N. - La figure 20 représente le graphique de variation du déplacement chimique δ (ou de blindage) des signaux en RMN 1H des protons A à C de l'AA en ppm par rapport au nombre N de molécules d'AA par dendrimère de nona- amine fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG.
EXEMPLES
Exemple 1 : Fonctionnalisation du dendrimère DAB G3 par le monomère MEAC
La fonctionnalisation du dendrimère DAB G3 par le monomère MEAC est réalisée selon la réaction suivante, comme décrit dans le document de Kojima, C. et al. Bioconjugate Chem. (2000) 11 , 910-917 (8) :
Le dendron 2,2-(methoxyethoxy)acetylchloride (210 mg : 1 ,38 mmol : 2 équiv. par NH2) ainsi que de la triéthylamine (185 mg : 1 ,84 mmol : 1 ,5 équiv. par NH2) sont ajoutés à une solution de DAB G3 (97 mg : 57,5 μmol) dans du DMF (1mL). Le mélange est agité pendant 24 heures à température ambiante sous azote.
On ajoute alors 1 mL d'eau distillée au mélange que l'on laisse agiter pendant 10 minutes avant de concentrer Ie produit sous pression réduite. On le dilue dans 5 mL de dichlorométhane avant de l'extraire dans une solution aqueuse de carbonate de potassium 1%. Le produit est ensuite purifié par recristallisation dans le pentane puis par une colonne de
chromatographie (Siθ2) avec comme éluant un mélange chloroforme/ méthanol (95/5).
On obtient 50 mg (25%) de dendrimère fonctionnalisé.
RMN 1H (CDCL3, 250 MHz) ; δ ppm : 1 ,67 (m, CH2-CH2-N) ; 2,43 (m, CH2-N) ; 3,31 (s, CH2-NH) ; 3,39 (s, CH3-O) ; 3,58 (m, CH2-CH2-O) ; 3,97 (m, CH2-CO) ; 7,34 (s, NH-CO).
Exemple 2 : Synthèse du dendron PFPTTEG
La synthèse du dendron pentafluorophényl tris 3,4,5- tri(triéthylèneoxy)benzoate, décrite dans le document de Baars, M.W.P.L. et al., Angew. Chem. Int. Ed. (2000), 39(7), 1285-1288 (9), est réalisée selon la succession d'étapes réactionnelles suivante : - Synthèse du monotosylate de monométhyltriethylèneglycol Synthèse de l'acide tris 3,4,5-tri(triéthylèneoxy)benzoïque Synthèse du pentafluorophényl tris 3,4,5-tri(triéthylèneoxy)benzoate
Synthèse du monotosylate de monométhyltriethylèneαlvcol : Le monotosylate de monométhyltriethylèneglycol est synthétisé selon la réaction suivante :
CH2Cl2 / Et3N
A une solution de monométhyl triéthylèneglycol (16,416 g : 99,775 mmol) dans CH2CI2 (10 mL), on additionne de la triéthylamine (199,95 mmol : 2 équiv.) et du chlorure de p-toluènesulfonyl (TsCI : 149,96 mmol : 1 ,5 équiv.). Après agitation pendant 24 heures, le mélange est lavé deux fois avec NaHCO3 aq. La phase organique est séchée en utilisant du sodium de sulfate anhydre, filtrée et évaporée sous vide. Le résidu est purifié dans une colonne
de chromatographie (SiOa), et élue avec un mélange éther de pétrole/acétate d'éthyle.
Nous obtenons 17,8 g (56%) de monotosylate de monométhyltriéthylèneglycol. RMN 1H (CDCL3, 250 MHz) ; δ ppm :2,45 (s, CH2-Carom) ; 3,37 (s,
CH3-O) ; 3,59 (t, CH2-O) ; 4,16 (t, CH2-O-S) ; 7,36 (d, CHarom-C-CH3) ; 7,78 (d,
CHarom-C-o).
Synthèse de l'acide tris 3.4.5-tri(triéthylèneoxy)benzoïαue : L'acide tris 3,4,5~tri(triéthylèneoxy)benzoïque est synthétisé selon la réaction suivante :
a) K2CO3 / acétone
b) LiOKH2O /MeOH
A une solution d'ester méthylique trihydroxybenzoate (0,329 g : 1 ,79 mmol) dans de l'acétone (10 mL) on ajoute du carbonate de potassium (1 ,772 g : 0,018 mol : 3,5 équiv.) et du monotosylate de monométhyltriéthylèneglycol (2g : 0,006 mol :3,5équiv.). Le mélange hétérogène est chauffé à reflux pendant 24 heures sous azote ; le mélange rosé obtenu est alors filtré pour se débarrasser du carbonate de potassium en excès. L'acétone est ensuite évaporé et le produit est dissous dans du dichlorométhane (12 mL). S'en suivent trois lavages avec 10 mL d'eau, puis 5 mL d'HCI 1 M et enfin 10 mL d'eau, avant d'évaporer le solvant de la phase organique. Le produit est alors purifié dans une colonne de chromatographie (SiO2) avec, comme éluant, le mélange chloroforme/méthanol 97:3.
8 g (80%) d'ester méthylique tris 3,4,5-tri(triéthylèneoxy)benzoate sont alors obtenus.
RMN 1H (CDCL3, 250 MHz) ; Ô ppm : 3,37 (s, CH3-O) ; 3,65 (m, CH2-O) ; 3,88 (s, CH3-O) ; 4,19 (s, CH2-O-Carom) ; 7,29 (s, CHarom).
L'ester méthylique tris 3,4,5-trï(triéthylèneoxy)benzoate (3g : 4,823 mmol) est ajouté à une solution de LiOH (251 mg : 6,029 mmol :1 ,25 équiv.) dans un mélange eau/méthanol (10 mL, 1/3 v/v), avant d'être mélangé pendant 12 heures. Le mélange est évaporé sous vide, dissous de nouveau dans de l'eau et extrait avec du dichlorométhane pour éliminer les sels.
2,4 g (80%) d'acide tris 3,4,5-tri(triéthylèneoxy)benzoïque sont obtenus.
RMN 1H (CDCL3, 250 MHz) ; δ ppm : 3,32 (s, CH3-O) ; 3,61 (m, CH2-O) ; 4,00 (s, CH2-O-Carom) ; 7,26 (s, CHarom).
Synthèse du pentafluorophényl tris 3,4,5-tri(triéthylèneoxy)benzoate :
Le pentafluorophényl tris 3,4,5-tri(triéthylèneoxy)benzoate est synthétisé selon la réaction suivante :
DCC /Diglyme
Une solution d'acide tris 3,4,5-tri(triéthylèneoxy)benzoïque (2,4g : 3,846 mmol ) et de pentafluorophénol (757 mg : 4,115 mmol : 1 ,07 équiv.) est préparée dans du diglyme (4mL). A cette solution homogène refroidie à 00C, on ajoute du 1 ,3-dicyclocarbodiimide (DCC) (889 mg : 4,308 mmol : 1 ,12 équiv.). Après l'addition complète de DCC, on laisse le milieu réactionnel revenir à température ambiante. Après 24 heures, le mélange réactionnel est filtré et ce filtrat est concentré sous pression réduite. Le produit est enfin précipité avec du cyclohexane et purifié par une colonne de chromatographie (SiO2) avec, comme éluant, le mélange chloroforme/méthanol (9:1).
Nous obtenons 1 ,7 g (56%) de pentafluorophényl tris 3,4,5- tri(triéthylèneoxy)benzoate.
RMN 1H (CDCL3, 250 MHz) ; δ ppm : 3,32 (s, CH3-O-CH2) ; 3,61 (m, CH2-O) ; 4,23 (m, CH3-O-C) ; 7,44 (s, CHarom).
Exemple 3 : Fonctionnalisation du dendrimère DAB G3 par le dendron PFPTTEG
La fonctionnalisation du dendrimère DAB G3 par le dendron PTPTTEG est réalisée selon la réaction suivante :
À une solution de DAB G3 (12 mg : 7,114 μmol) dans du dichlorométhane (8 ml_), on ajoute le dendron pentafluorophényl tris 3,4,5- tri(triéthylèneoxy)benzoate (92 mg : 116,67 μmol : 1 ,025 équiv. par NH2). Le mélange est agité pendant 12 heures avant d'être extrait avec NaOH 0,1 M. Après évaporation de la phase aqueuse, le produit est dissous dans du dichlorométhane, et précipité par ajout d'éther de pétrole.
Quelques milligrammes de produit sont obtenus en quantité suffisante pour en réaliser la titration.
RMN 1H (CDCI3, 250 MHz) ; δ ppm : 1 ,72 (m, CH2-CH2-NH) ; 2,46 (m, CH2-N) ; 2,96 (m, CH2-NH) ; 3,45 (s, CH3-O) ; 3,65 (m, CH2-CH2-O) ; 4,15 (m, CH2-O-Carom) \ 5,43 (s, NH-CO) ; 7,05 (s, CHarom).
Exemple 4 : Fonctîonnalisation du dendrimère nona-amine par le dendron PFPTTEG
La fonctionnalisation du dendrimère nona-amine est réalisée selon la réaction suivante :
Le dendrimère nona-amine (50 mg :31 μmol) ainsi que le dendron
PFPTTEG (226 mg : 286 μmol : 1 ,025 équiv. par aminé) sont dissous dans 50 mL de dichlorométhane distillé, avant d'y ajouter la triéthylamine (56 mg : 558 μmol : 2 équiv. par aminé). Le mélange est agité sous azote à température ambiante pendant 12 heures.
Le mélange est séché sous vide, puis le produit est de nouveau dissous dans du dichlorométhane avant d'être extrait avec 150 mL d'une solution de NaOH 0,1 M. Il est ensuite lavé 3 fois au pentane puis purifié par recristallisation dans le dichlorométhane par le pentane.
On obtient 112 mg (55%) de dendrimère nona-amine fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG.
RMN 1H (CDCL3, 250 MHz) ; δ ppm : -0,13 (s, CH3-Si) ; 0,54 (s,
CH2-Si) ; 1 ,08 (s, CH2-CH2-Si) ; 1 ,87 (s, CH2-CH2-CH2-Si) ; 2,85 (s, Si-CH2-N) ; 3,32 (s, CH3-O) ; 3,62 (s, CH2-CH2-O) ; 4,13 (s, CH2-O-Cdendron) ; 6,96 (s,
CHarom dedrimère) ! 7, 18 (S, CHarom dendron) -
IR : v = 3320 crτf1 et v = 1625 cm"1 (NH-CO)
Analyse élémentaire : calculé : C 57,33 ; H 8,57 ; N 1 ,91 ; O 28,36 ; Si 3,83 ; trouvé : C 55,07 ; H 8,55.
Exemple 5 : Encapsulation de la vitamine C à l'aide de quelques dendrimères commerciaux
Cinq titrations d'AA ont été réalisées : trois avec les dendrimères DAB de générations 2 (noté DAB G2), 3 (noté DAB G3) et 5 (noté DAB G5), et deux autres avec les dendrimères PAMAM de générations 1 (noté PAMAM G1) et 4 (noté PAMAM G4).
L'interprétation des données RMN sera détaillée dans le cas d'une seule génération pour chaque dendrimère (DAB G2 et PAMAM G4) ; pour les autres titrations, un schéma du dendrimère ainsi que deux graphiques récapitulatifs des données RMN seront présentés. Un tableau final résumant tous les résultats obtenus clôturera cet exemple.
Il est à noter que les réactions suivantes sont analysées aussitôt effectuées (une dizaine de seconde sépare les deux opérations) ce qui est un avantage supplémentaire pour la future utilisation cosmétique du conjugué car sa synthèse instantanée permettrait d'optimiser le temps de formulation.
a) Le DAB G2
Protocole opératoire d'encapsulation de la vitamine C dans le DAB G2 : Quinze échantillons E (numérotés de 1 à 15) ayant des concentrations d'acide ascorbique (AA) croissantes par rapport au dendrimère
DAB G2 (figure 1) ont été préparés comme suit :
Une solution S1 d'acide ascorbique est obtenue en dissolvant 170,7 mg d'acide ascorbique (AA) dans 1 ,5 ml_ de D2O. L'acide ascorbique utilisé ici est commercialisé sous la référence 255564 par la société Sigma-AIdrich
(France).
Chaque échantillon E a été préparé en ajoutant un volume V de solution S1 d'acide ascorbique dans un tube RMN contenant 5 mg de dendrimère DAB G2 dans 300 μl_ de D2O. Ce dendrimère est commercialisé sous la référence 679895 par la société Sigma-AIdrich (France).
Le volume V introduit, le rapport du nombre de molécules d'AA introduites par dendrimère DAB G2, et la masse d'AA introduite dans le tube RMN pour chaque échantillon sont détaillés dans le tableau 2 suivant.
Tableau 2
Titration de l'acide ascorbique contenu dans le DAB G2 et résultats :
Les échantillons précédents (E1 à E15) ont été analysés directement après ajout de la solution d'acide ascorbique sans traitement supplémentaire ni temps d'attente car Pencapsulation de la vitamine C dans le dendrimère est instantanée. Les expériences RMN ont été réalisées par le spectromètre BRUKER AC250FT à 25°C.
Les données des quinze échantillons analysés par RMN sont détaillées dans les graphiques présentés en figure 13.
Le graphique (a) est une représentation des différentes données RMN en ppm pour tous les hydrogènes du dendrimère DAB G2 en fonction de la quantité d'acide ascorbique ajoutée. Les protons du dendrimère sont numérotés de 1 à 4 selon le schéma ci-dessous, pour mieux visualiser le déplacement des signaux RMN de chaque proton :
Ainsi, la courbe 1 donne le déplacement chimique δ en RMN 1H de l'hydrogène numéroté 1 pour chacun des échantillon E1 à E15.
Les données RMN du pic correspondant aux protons des aminés primaires ne sont pas accessibles ; en effet, les spectres RMN sont réalisés dans Ie solvant D2O, et ces protons sont en continuel échange avec le solvant d'où l'absence de leurs signaux.
Les signaux de DAB G2 sont progressivement déblindés jusqu'à une concentration d'environ 30 AA/DAB, ce qui signifie que toutes les aminés primaires et tertiaires se sont quaternarisées avec l'AA, et quelques AA supplémentaires se sont fixés au dendrimère sûrement par liaisons hydrogènes avec les protons des aminés primaires à la périphérie du dendrimère. De plus, les AA se fixent d'abord en périphérie car les courbes 1 et 2 ont une pente initiale plus grande que celles des courbes 3 et 4.
Le graphique (b) est représente les différentes données RMN en ppm des hydrogènes de l'acide ascorbique (AA) indexés de A à C comme sur le schéma ci-dessous :
A partir de 14 AA/DAB les pics de l'AA commencent à se blinder ce qui correspond à l'apparition d'acide ascorbique dans la solution. Nous sommes donc en présence d'un mélanger acide ascorbique/ascorbate. Cependant, la courbe A, qui est la plus significative, continue à croître jusqu'à une concentration atteignant une soixantaine d'AA/DAB. Il y aurait donc un équilibre AA/ascorbate lorsque le nombre d'AA ajouté se situe entre 14 et 60. Ensuite, la courbe stagne, ce qui signifie qu'au-delà de 60 AA ajoutés on serait en présence d'un équilibre dynamique. De plus il est également possible de calculer le nombre de molécules d'acide ascorbique fixées au dendrimère grâce aux données RMN car, lorsque le pic du proton A de l'acide ascorbique se situe à mi-chemin entre les valeurs de ce même proton sous la forme ascorbique et ascorbate (soit δ = 4,7 ppm), alors nous pouvons considérer que la moitié des molécules d'acide ascorbique pouvant être transportées s'est fixée. Ce dendrimère nous permettrait donc de transporter jusqu'à 60 AA.
On peut noter qu'une titration de l'acide propionique a également été réalisée avec le dendrimère DAB G2 pour approuver l'existence d'encapsulation et de liaisons hydrogènes entre l'AA et le dendrimère. En effet les résultats obtenus montrent la fixation d'uniquement 8 acides propioniques, ce qui correspond à la formation de 8 propionates d'ammoniums à la périphérie du dendrimère.
Les fonctions alcools présentes sur l'acide ascorbique formeraient alors des liaisons hydrogènes avec les aminés du dendrimère et leurs permettraient également de s'encapsuler à son cœur.
b) Le DAB G3
Protocole opératoire d'encaosulation de la vitamine C dans le DAB G3 :
Douze échantillons (E1 à E12) ayant des concentrations d'acide ascorbique (AA) croissantes par rapport au dendrimère DAB G3 (figure 2) ont été préparés comme suit :
Une solution S2 d'acide ascorbique est obtenue en dissolvant 104,5 mg d'acide ascorbique (AA) dans 1 ml_ de D2O.
Chaque échantillon E a été préparé en ajoutant un volume V de solution S2 d'acide ascorbique dans un tube RMN contenant 10 mg de dendrimère DAB G3 dans 300 μl_ de D2O. Ce dendrimère est commercialisé sous la référence 469076 par la société Sigma-AIdrich (France).
Les quantités d'AA introduites et le rapport du nombre de molécules d'AA introduites par dendrimère DAB G3 dans le tube RMN pour chaque échantillon sont détaillés dans le tableau 3 suivant.
Les douze échantillons ont été ensuite été analysés directement par RMN. Les données RMN sont détaillées dans les graphiques présentés en figure 14.
Le graphique (a) représente le déblindage des hydrogènes du dendrimère numérotés de 1 à 4 comme ci-dessous :
Le graphique (b) représente les différentes données RMN en ppm des hydrogènes de l'acide ascorbique (AA) indexés de A à C comme ci- dessous :
Un raisonnement similaire à celui du point précédent a) permet de conclure que, pour le dendrimère DAB G3, 16 molécules d'ascorbate peuvent se fixer avant l'apparition de l'acide ascorbique et que le dendrimère DAB G3 peut comprendre 80 molécules d'ascorbate fixées.
c) Le DAB Gδ
Protocole opératoire d'encapsulation de la vitamine C dans le DAB G5 :
Quinze échantillons (E1 à E15) comprenant des quantités croissantes d'acide ascorbique (AA) par rapport au dendrimère DAB G5 (figure 4) ont été préparés comme suit :
Une solution S3 d'acide ascorbique est obtenue en dissolvant 91 ,5 mg d'acide ascorbique (AA) dans 1 ,5 ml_ de D2O.
Chaque échantillon E a été préparé en ajoutant un volume V de solution S3 d'acide ascorbique dans un tube RMN contenant 5 mg de dendrimère DAB G5 dans 300 μl_ de D2O. Ce dendrimère est commercialisé sous la référence 469092 par la société Sigma-AIdrich (France).
Les quantités d'AA introduites et le rapport du nombre de molécules d'AA introduites par dendrimère DAB G5 dans le tube RMN pour chaque échantillon sont détaillés dans le tableau 4 suivant.
Les quinze échantillons ont été analysés par RMN. Les données RMN sont détaillées dans les graphiques présentés en figure 15.
Le graphique (a) représente le déblindage des hydrogènes du dendrimère numérotés de 1 à 4 comme ci-dessous :
Le graphique (b) représente les différentes données RMN en ppm des hydrogènes de l'acide ascorbique (AA) indexés de A à C précédemment.
d) Le dendrimère PAMAM G1
Protocole opératoire d'encapsulation de la vitamine C dans le PAMAM G1 :
Quinze échantillons (E1 à E15) comprenant des quantités croissantes d'acide ascorbique par rapport au dendrimère PAMAM G1 (figure 6) ont été préparés comme suit :
Une solution S4 d'acide ascorbique est obtenue en dissolvant 61,5 mg d'acide ascorbique (AA) dans 1 mL de D2O.
Chaque échantillon E a été préparé en ajoutant un volume V de solution S4 d'acide ascorbique dans un tube RMN contenant 5 mg de dendrimère
PAMAM G1 dans 300 μl_ de D2O. Ce dendrimère est commercialisé sous la référence 597414 par la société Sigma-AIdrich (France).
Les quantités d'AA introduites et le rapport du nombre de molécules d'AA introduites par dendrimère PAMAM G1 dans le tube RMN pour chaque échantillon sont détaillés dans le tableau 5 suivant.
Les quinze échantillons ont été analysés par RMN. Les données RMN sont détaillées dans les graphiques présentés en figure 16.
Le graphique (a) représente le déblindage des hydrogènes du dendrimère numérotés de 1 à 4 comme ci-dessous :
Le graphique (b) représente les différentes données RMN en ppm des hydrogènes de l'acide ascorbique (AA) indexés de A à C précédemment.
e) Le dendrimère PAMAM G4
Protocole opératoire d'encapsulation de la vitamine C dans le PAMAM G4 :
Quinze échantillons (E1 à E15) comprenant des quantités croissantes d'acide ascorbique par rapport au dendrimère PAMAM G4 (figure 9) ont été préparés comme suit :
Une solution S5 d'acide ascorbique est obtenue en dissolvant 62 mg d'acide ascorbique (AA) dans 2 ml_ de D2O.
Chaque échantillon E a été préparé en ajoutant un volume V de solution S5 d'acide ascorbique dans un tube RMN contenant 5 mg de dendrimère PAMAM G4 dans 300 μl_ de D2O. Ce dendrimère est commercialisé sous la référence 597856 par la société Sigma-AIdrich (France).
Les quantités d'AA introduites et le rapport du nombre de molécules d'AA introduites par dendrimère PAMAM G4 dans le tube RMN pour chaque échantillon sont détaillés dans le tableau 6 suivant.
Tableau 6.
Titration de l'acide ascorbique contenu dans le PAMAM G4 et résultats :
Les quinze échantillons ont été analysés par RMN. Les données RMN sont détaillées dans les graphiques présentés en figure 17.
Le graphique (a) représente le déblindage des hydrogènes du dendrimère numérotés de 1 à 4 comme ci-dessous :
Le graphique (b) représente les différentes données RMN en ppm des hydrogènes de l'acide ascorbique (AA) indexés de A à C précédemment.
Les signaux de PAMAM G4 sont progressivement déblindés jusqu'à une concentration de 64 AA/PAMAM. On peut penser que l'AA est au départ encapsulé dans le dendrimère, ce qui ne génère qu'un faible déblindage. Ensuite les signaux 2 et 3 correspondant aux aminés primaires externes et aux aminés tertiaires internes se déblindent fortement, d'où la présence d'ascorbate d'ammonium au cœur ainsi qu'en périphérie du dendrimère.
Ce graphique ne nous laisse pas envisager de préférence quant à la fixation des AA sur les aminés primaires ou tertiaires car les courbes évoluent similairement. Il se peut également que l'AA se fixe de manière
progressive de génération en génération, la gêne stérique freinant alors son avancée vers le cœur du dendrimère.
La fixation d'AA par le dendrimère stagne et les courbes forment alors un plateau lorsque la concentration atteint 400 AA/PAMAM ; ceci laisse penser que la plupart des aminés du dendrimère PAMAM s'est quatemarisée et que certains AA supplémentaires se sont fixés au dendrimère soit par encapsulation dans ses pores, soit par liaisons hydrogènes avec les protons des aminés primaires à sa périphérie.
Jusqu'à une concentration de 64 AA/PAMAM, les pics de l'AA se déblindent, ensuite ils commencent à se blinder, ce qui pourrait suggérer une première fixation des AA sur les 64 aminés primaires externes.
Ensuite plusieurs centaines de molécules d'acides ascorbiques sembleraient se fixer au cœur du dendrimère ainsi qu'en périphérie par des liaisons hydrogène, tandis que d'autres resteraient sous la forme acide en solution.
Pour finir, le fait que les pics 1 et 2 se dissocient respectivement en
V et 2' peut être expliqué par le nombre de générations du dendrimère. En effet les aminés réagissent différemment avec l'AA selon la génération à laquelle elles appartiennent, ceci s'expliquant par un accès encombré selon la profondeur de l'aminé au cœur du dendrimère.
f) Conclusion
Le tableau 7 suivant récapitule les résultats de toutes les titrations précédentes en donnant le nombre d'ascorbates d'ammonium formés avant et après apparition d'acide ascorbique dans le milieu :
Tableau 7.
Les résultats obtenus sont cohérents avec ceux attendus ; en effet, plus la génération du dendrimère est grande, plus le nombre de molécules d'acide ascorbique transportées est important. De plus, il est à noter que la nature du dendrimère (DAB ou PAMAM) n'a pas d'influence sur la fixation car les résultats sont identiques dans les deux cas ; seul le nombre d'aminés primaires et tertiaires présentes en périphérie et au cœur du dendrimère importent (rappelons que les dendrimères DAB G2 et PAMAM G1 , ainsi que
DAB G5 et PAMAM G4 possèdent un nombre équivalent de fonctions aminés).
L'objectif souhaité, qui était de visualiser l'existence de liaisons entre la vitamine C et les dendrimères, est donc atteint. Il reste maintenant à réaliser le même type d'expériences ainsi que d'autres complémentaires afin d'optimiser le résultat obtenu et de trouver le bon compromis entre rendement de transport, solubilité et toxicité.
Exemple 6 : Encapsulation de la vitamine C à l'aide de quelques dendrimères fonctionnalisés
Les divers avantages apportés par une greffe de chaînes polyéthylène glycol à la périphérie d'une molécule ont déjà été de nombreuses fois démontrés. En effet, ce polymère soluble dans l'eau, non toxique et non immunogène est très adapté à l'utilisation biologique grâce à un haut pouvoir de solubilité dans l'eau et de biocompatibilité.
Il a donc été judicieux de fonctionnaliser les dendrimères avec deux molécules différentes contenant soit une (monomère MEAC) soit trois chaînes PEG (dendron PFPTTEG) afin de comparer les propriétés apportées par chacune d'entre elles.
a) Le dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le monomère MEAC
La fonctionnalisation du dendrimère DAB G3 avec le monomère MEAC est effectuée selon la synthèse décrite dans l'exemple 1.
Protocole opératoire d'encapsulation de la vitamine C :
Quatorze échantillons (E1 à E14) comprenant des quantités croissantes d'acide ascorbique par rapport au dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le monomère MEAC (figure 10) ont été préparés comme suit :
Une solution S6 d'acide ascorbique est obtenue en dissolvant 49 mg d'acide ascorbique (AA) dans 2 mL de D2O.
Chaque échantillon E a été préparé en ajoutant un volume V de solution S6 d'acide ascorbique dans un tube RMN contenant 5 mg de dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le monomère MEAC dans 300 μL de D2O.
Les quantités d'AA introduites et le rapport du nombre de molécules d'AA introduites par dendrimère dans le tube RMN pour chaque échantillon sont détaillés dans le tableau 8 suivant.
Tableau 8.
Titration de l'acide ascorbique contenu dans le dendrimère et résultats :
La titration par RMN de l'acide ascorbique avec ce dendrimère fonctionnalisé est effectuée afin de comparer ses propriétés de transport de la vitamine C. Les données RMN sont détaillées dans les graphiques présentés en figure 18.
Le graphique (a) représente le déblindage des hydrogènes du dendrimère numérotés de 1 à 4 comme ci-dessous :
Le graphique (b) représente les différentes données RMN en ppm des hydrogènes de l'acide ascorbique (AA) indexés de A à C précédemment.
D'après les résultats obtenus, il est clair que ce dendrimère réalise le transport de la vitamine C, avec un rendement similaire au dendrimère DAB G3 non fonctionnalisé mais avec comme avantages une solubilité et une biocompatibilité bien meilleures. En effet, ce dendrimère peut fixer 16 molécules d'ascorbate avant apparition de molécules d'acide ascorbique, et jusqu'à 80 molécules d'ascorbate avant d'atteindre un équilibre dynamique. Quant aux données RMN du dendron (5, 6 et 7), elles ne varient pas du tout au cours de la titration; ceci signifie que les branches monoéthylèneglycolées ne participent ni à la fixation des AA, ni à une encapsulation au sein du dendrimère.
b) Le dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG
Le dendron PFPTTEG est d'abord synthétisé selon l'exemple 2 afin de réaliser la fonctionnalisation du dendrimère DAB G3 selon le protocole décrit dans l'exemple 3.
Protocole opératoire d'encaosulation de la vitamine C :
Quatorze échantillons (E1 à E14) comprenant des quantités croissantes d'acide ascorbique par rapport au dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG (figure 11) ont été préparés comme suit :
Une solution S7 d'acide ascorbique est obtenue en dissolvant 15,8 mg d'acide ascorbique (AA) dans 2 ml_ de D2O. - Chaque échantillon E a été préparé en ajoutant un volume V de solution S7 d'acide ascorbique dans un tube RMN contenant 5 mg de dendrimère DAB G3 fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG dans 300 μl_ de D2O.
Les quantités d'AA introduites et le rapport du nombre de molécules d'AA introduites par dendrimère dans le tube RMN pour chaque échantillon sont détaillés dans le tableau 9 suivant.
Tableau 9.
Titration de l'acide ascorbique contenu dans le dendrimère
La titration par RMN de l'AA est réalisée afin d'évaluer la capacité de transport de la vitamine C par le dendrimère DAB G3 fonctionnalisé avec le dendron PFPTTEG.
Le dendrimère obtenu est soluble dans une large gamme de solvants des plus apolaires tels que le toluène et le dichlorométhane aux plus polaires tels que l'eau, le méthanol et l'acétonitrile. De plus, ce dendrimère fonctionnalisé est soluble dans l'eau en toutes proportions, ce qui un avantage supplémentaire permettant un grand rendement d'AA transportés.
La titration par RMN de l'acide ascorbique avec ce dendrimère fonctionnalisé est effectuée afin de comparer ses propriétés de transport de la vitamine C. Les données RMN sont détaillées dans les graphiques présentés en figure 19.
Le graphique (a) représente le déblindage des hydrogènes du dendrimère numérotés de 1 à 4 comme ci-dessous :
D'après les résultats obtenus, il est évident que la fonctionnalisation du dendrimère ne gênerait en aucun cas le transport de la vitamine C, bien au contraire. En effet, ce dendrimère peut fixer 45 molécules d'ascorbate avant apparition de molécules d'acide ascorbique, et jusqu'à 100 molécules d'ascorbate par la suite, ces nombres étant nettement supérieurs à ceux obtenus par le même dendrimère DAB G3 non fonctionnalisé. Le dendron permet donc de réaliser des liaisons avec les AA, et participe grandement à une meilleure encapsulation des AA au cœur du dendrimère, propriété ignorée au départ.
Il semble donc que ce nouveau dendrimère réunisse tous les avantages à la fois, à savoir une bonne biocompatibilité, une bonne solubilisation dans l'eau ainsi qu'un excellent rendement de transport de l'AA, la dernière propriété étant un avantage supplémentaire par rapport au dendrimère fonctionnalisé avec le monomère MEAC.
c) Le dendrimère « nona-amine » fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG
Le dendron PFPTTEG est d'abord synthétisé selon l'exemple 2 afin de réaliser la fonctionnalisation, selon le protocole décrit dans l'exemple 4, d'un nouveau dendrimère soluble dans l'eau contenant neuf branches, nommé ici le dendrimère nona-amine.
Protocole opératoire d'encaosulation de la vitamine C :
Quatorze échantillons (E1 à E14) comprenant des quantités croissantes d'acide ascorbique par rapport au dendrimère « nona-amine » fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG (figure 12) ont été préparés comme suit :
Une solution S8 d'acide ascorbique est obtenue en dissolvant 26,7 mg d'acide ascorbique (AA) dans 2 ml_ de D2O.
Chaque échantillon E a été préparé en ajoutant un volume V de solution S8 d'acide ascorbique dans un tube RMN contenant 5 mg de dendrimère « nona-amine » fonctionnalisé par le dendron PFPTTEG dans 300 μL de D2O. Les quantités d'AA introduites et le rapport du nombre de molécules d'AA introduites par dendrimère dans le tube RMN pour chaque échantillon sont détaillés dans le tableau 10 suivant.
Tableau 10.
Titration de l'acide ascorbique contenu dans le dendrimère et résultats :
La titration par RMN de l'AA est réalisée avec ce nouveau dendrimère fonctionnalisé soluble dans l'eau afin d'identifier la part de responsabilité des chaînes TEG dans le transport de la vitamine C. Les résultats sont donnés dans le graphique du déblindage des protons de l'AA présenté en figure 20.
Grâce à ce dendrimère fonctionnalisé avec les dendrons PFPTTEG, il est possible de transporter plus d'une centaine d'AA.
Cette molécule comportant 27 chaînes TEG, ces dernières créent des liaisons électrostatiques et une conformation stérique favorables au maintien des molécules d'acide ascorbique au sein de la molécule, permettant ainsi leur transport. Ce dendrimère, n'étant composé d'aucune aminé primaire ni tertiaire, nous démontre bien une composition chimique et une conformation idéales pour l'encapsulation de molécules de vitamines C grâce à ses propriétés particulières apportées par son cœur et ses dendrons.
d) Conclusion
L'acide ascorbique, dont l'apport exogène est indispensable pour l'organisme humain, a donc des possibilités d'être transporté par certaines molécules organiques à travers un produit cosmétique. En effet, trois types de vecteurs ont été testés, à savoir les dendrimères commerciaux purs, ces mêmes dendrimères fonctionnalisés avec des chaînes éthylène glycol, ainsi que de nouveaux dendrimères solubles dans l'eau comportant également des chaînes éthylène glycols dont la synthèse est entièrement réalisée au laboratoire.
Les dendrimères et leurs propriétés particulières permettent un excellent rendement de transport des molécules d'acide ascorbique, notamment lorsqu'ils sont fonctionnalisés avec un dendron comportant trois chaînes triéthylène glycol. Ces dernières réalisent en effet des liaisons hydrogène avec les molécules d'acide ascorbique et leur permettent également de s'encapsuler au cœur du dendrimère, tout en apportant des propriétés de solubilité dans l'eau (ainsi que dans un grand nombre de solvants), de biocompatibilité, et surtout de stabilité. Ainsi, le dendron PFPTTEG participe clairement à une meilleure encapsulation des molécules de vitamines C et réalise également des liaisons hydrogènes avec ces mêmes molécules qui sont alors visualisables par RMN. En revanche, la chaîne du groupe MEAC, trois fois plus courtes que celle du groupe PFPTTEG, ne permet pas de voir, en RMN, une participation du groupe MEAC sur l'encapsulation des molécules de vitamine C.
Les rendements de transport des nouveaux dendrimères solubles dans l'eau fonctionnalisés avec des chaînes PEG diffèrent selon que le dendron est plus ou moins imposant avec des chaînes plus ou moins longues. Les deux dendrimères fonctionnalisés avec le dendron PFPTTEG amènent un meilleur rendement de transport ; en effet, grâce à leur encombrement stérique à la périphérie des dendrimères, ils permettent de garder les
molécules d'AA à l'intérieur des dendrimères, sans pour autant gêner le passage des molécules d'AA jusqu'à son cœur.
Au niveau du rendement de transport des molécules de vitamines C, le dendrimère le plus performant est celui dont la synthèse est entièrement réalisée au laboratoire, à savoir le nona-amine fonctionnalisé par neuf dendrons, soit 27 chaînes éthylène glycol. De plus ce dendrimère ne contenant pas d'aminés internes, devrait posséder une toxicité inférieure à ceux commercialisés.
Pour conclure, les dendrimères semblent être appropriés pour le transport de molécules d'acides ascorbiques en cosmétique grâce à leur multivalence contrôlée qui peut être utilisée pour attacher à la fois une ou plusieurs substances (médicaments, enzymes, agents de contraste pour l'imagerie médicale, ... ici la vitamine C) ainsi que des groupes ciblants et solubilisants à la périphérie. De plus ce type de vecteur a l'avantage de pouvoir être synthétisé dans différentes tailles en faisant varier sa génération. Enfin les dendrimères étant des molécules à structure bien définie (polymolécularité égale à un), ils pourraient fournir une substance de pharmacocinétique reproductible, avantage certain pour leur avenir en application.
Liste des références
(1) Tomalia, DA ; Baker, H. ; Hall, M. ; Kallos, G. ; Martin, S. ; Roeck, J. ; Smith, P. Macromolécules (1986) 19, 2466.
(2) Astruc, D. ; Research Avenues On Dendrimers towards Molecular Biology from Biomimation to Médicinal Engneering ; CR. Acad. Sci.
(1996), 322, Série 2b, 757-766.
(3) Vandamme, Th. F. ; Brobeck, L. ; J.Control. Release (2005), 102(1), 23- 38.
(4) Zhuo R.X. ; Du B. ; Lu Z.R. ; J. Control. Release (1999) 57, 249 (5) Liu, M. ; Kono, K. ; Fréchet, J. M. J. ; J. Polym. Sci. : part A : Polym. Chem. (1999) 3492.
(6) Pan, Y. ; Ford, WT. ; Amphiphilic Dendrimers with both octyl and triethylenoxy methyl ether chain ends, Macromolecules (2000), 33, 3731- 3738. (7) Malik, N. ; Wiwittanapatapee, R. ; Klopsh, R. ; Lorenz, K. ; Frey, H. ; Weener, J.W. et al, J. Control. Release (2000), 65, 133.
(8) Kojima, C. ; Kono, K. ; Maruyama, K. ; Takagishi, T. ; Synthesis of Polyamidoamine Dendrimers having Poly(Ethylene Glycol) Grafts and their Ability to Encapsulate Anticancer Drugs. Bioconjugate Chem. (2000) 11 , 910-7.
(9) Baars, M. W. P. L. et al , dans The localization of guests in water-soluble Poly(propylene imine) dendrimers, Angew. Chem. Int. Ed. (2000), 39(7), 1285-1288.
Claims
1. Un dendrimère conjugué comprenant au moins un dendrimère soluble dans l'eau encapsulant au moins une molécule de vitamine C.
2. Le dendrimère conjugué selon la revendication 1 , dans lequel ledit, au moins un, dendrimère a une structure radiale symétrique.
3. Le dendrimère conjugué selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ledit, au moins un, dendrimère a une structure globulaire.
4. Le dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit, au moins un, dendrimère a un diamètre de 10 A à 50 A.
5. Le dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ledit, au moins un, dendrimère présente à sa périphérie principalement des fonctions aminés primaires libres ou des fonctions ammoniums.
6. Le dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit, au moins un, dendrimère a l'une des structures suivantes :
7. Le dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel ledit, au moins un, dendrimère est fonctionnalisé à sa périphérie avec au moins un agent de surface organique.
8. Le dendrimère conjugué selon la revendication 7, dans lequel ledit, au moins un, agent de surface organique est sélectionné dans le groupe comprenant : une molécule pharmaceutique, une molécule de ciblage ou un groupement solubilisant.
9. Le dendrimère conjugué selon la revendication 8, dans lequel l'agent de surface organique est un groupement solubilisant à chaînes polyéthylène glycol.
10. Le dendrimère conjugué selon la revendication 9, dans lequel le groupement solubilisant répond à l'une des structures (II) ou (III) suivantes :
Structure (II)
Structure (III) dans lesquelles : n, n-i, n2 et n3 représentent indépendamment un nombre entier de 1 à 500, et
R, R-i, R2 et R3 représentent indépendamment un alkyle en Ci à Ce, un alcène en C2 à C6, un alcyne en C2 à Ce, ou un aryle en C6 à C-10 éventuellement substitué.
11. Le dendrimère conjugué selon la revendication 10, dans lequel le groupement solubilisant répond à l'une des structures (IV) ou (V) suivantes :
Structure (IV)
12. Le dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ledit, au moins un, dendrimère soluble dans l'eau répond à la structure suivante :
Θ lequel dendrimère est fonctionnalisé à sa périphérie par un groupement solubilisant répondant à l'une des structures (II) ou (III) suivantes :
Structure (III) dans lesquelles :
- n, n-i, n2 et ri3 représentent indépendamment un nombre entier de 1 à 500, et
- R, R-i, R2 et R3 représentent indépendamment un alkyle en Ci à Ce, un alcène en C2 à Ce, un alcyne en C2 à Ce, ou un aryle en C6 à C10 éventuellement substitué.
13. Le dendrimère conjugué selon la revendication 12, dans lequel ledit, au moins un, dendrimère soluble dans l'eau répond à la structure suivante :
14. Le dendrimère conjugué de l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans lequel ledit, au moins un, dendrimère soluble dans l'eau réalise des liaisons supramoléculaires avec la au moins une molécule de vitamine C.
15. Le dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, dans lequel ladite, au moins une, molécule de vitamine C est maintenue au cœur ou à la périphérie du au moins un dendrimère soluble dans l'eau.
16. Le dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel le nombre moyen d'encapsulation est de 14 (± 1) à 500 (± 20) molécules de vitamine C par dendrimère.
17. Composition cosmétique comprenant un dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.
18. Dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 comme agent anti-oxydant et/ou anti-inflammatoire.
19. Utilisation du dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 pour la préparation d'une composition cosmétique anti- âge ou anti-rides.
20. Procédé de soin cosmétique comprenant une étape consistant à appliquer sur la peau une composition cosmétique comprenant un dendrimère conjugué selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.
21. Procédé de préparation d'un dendrimère conjugué comprenant au moins un dendrimère soluble dans l'eau encapsulant au moins une molécule de vitamine C, ledit procédé comprenant une étape de réaction dudit dendrimère soluble dans l'eau avec ladite au moins une molécule de vitamine C dans un solvant et à une température qui facilitent la formation de liaisons supramoléculaires du dendrimère et de la molécule de vitamine C.
22. Procédé selon la revendication 21 , dans lequel l'association du dendrimère et de la molécule de vitamine C procède par l'intermédiaire d'au moins une des liaisons suivantes : formation d'ascorbate d'ammonium avec une fonction aminé du dendrimère, formation de liaison hydrogène entre une fonction hydroxyle de la vitamine C et une fonction aminé du dendrimère.
23. Procédé selon la revendication 21 ou 22, comprenant la réaction dans l'eau d'une quantité suffisante de vitamine C pour obtenir une concentration inférieure à 10Λ2 mg/ml, avec une quantité suffisante de dendrimère pour obtenir une dendrimère conjugué ayant un ratio vitamine C : dendrimère de 14 à 500, la réaction étant effectuée à un pH de 6 à 8 et à une température de 25°C +/- 50C.
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 21 à 23, comprenant en outre une étape de fonctionnalisation, avant l'étape de réaction avec la vitamine C, consistant à fonctionnaliser la périphérie du dendrimère avec un agent de surface organique sélectionné dans le groupe comprenant : une molécule pharmaceutique, une molécule de ciblage ou un groupement solubilisant.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/863,877 US20110021626A1 (en) | 2008-01-21 | 2009-01-21 | Encapsulation of vitamin c into water soluble dendrimers |
EP09720309A EP2242486A1 (fr) | 2008-01-21 | 2009-01-21 | Encapsulation de la vitamine c dans des dendrimères solubles dans l'eau |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0850372A FR2926548B1 (fr) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Encapsulation de la vitamine c dans des dendrimeres solubles dans l'eau |
FR0850372 | 2008-01-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2009112682A1 true WO2009112682A1 (fr) | 2009-09-17 |
Family
ID=39847045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/FR2009/000064 WO2009112682A1 (fr) | 2008-01-21 | 2009-01-21 | Encapsulation de la vitamine c dans des dendrimères solubles dans l'eau |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110021626A1 (fr) |
EP (1) | EP2242486A1 (fr) |
FR (1) | FR2926548B1 (fr) |
WO (1) | WO2009112682A1 (fr) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101491728B1 (ko) | 2012-12-14 | 2015-02-11 | 주식회사 휴메딕스 | 비타민 c와 비타민 b3의 컨쥬게이트 및 그를 포함하는 항산화제 |
EP3156480A3 (fr) * | 2011-02-07 | 2017-07-19 | Life Technologies Corporation | Compositions et procédés de stabilisation de composés sensibles |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014190024A1 (fr) * | 2013-05-21 | 2014-11-27 | Virgil Percec | Synthèse modulaire de glycodendrimères amphiphiles de type janus et leur autoassemblage en glycodendrimèresomes |
CN114507515B (zh) * | 2022-02-21 | 2023-06-06 | 中国石油大学(华东) | 一种用于裂缝性地层的超分子凝胶堵漏剂及其制备方法与应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007048672A1 (fr) * | 2005-10-25 | 2007-05-03 | Evonik Degussa Gmbh | Preparation comprenant des polymeres hyperramifies |
WO2007149501A2 (fr) * | 2006-06-21 | 2007-12-27 | Dendritic Nano Technologies, Inc. | Procédé pour préparer des polymères dendritiques à l'aide d'une synthèse assistée par micro-ondes |
-
2008
- 2008-01-21 FR FR0850372A patent/FR2926548B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-01-21 EP EP09720309A patent/EP2242486A1/fr not_active Withdrawn
- 2009-01-21 US US12/863,877 patent/US20110021626A1/en not_active Abandoned
- 2009-01-21 WO PCT/FR2009/000064 patent/WO2009112682A1/fr active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007048672A1 (fr) * | 2005-10-25 | 2007-05-03 | Evonik Degussa Gmbh | Preparation comprenant des polymeres hyperramifies |
WO2007149501A2 (fr) * | 2006-06-21 | 2007-12-27 | Dendritic Nano Technologies, Inc. | Procédé pour préparer des polymères dendritiques à l'aide d'une synthèse assistée par micro-ondes |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
LEE ET AL: "Convergent synthesis of PAMAM dendrimers using click chemistry of azide-functionalized PAMAM dendrons", TETRAHEDRON, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, AMSTERDAM, NL, vol. 62, no. 39, 25 September 2006 (2006-09-25), pages 9193 - 9200, XP005602032, ISSN: 0040-4020 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3156480A3 (fr) * | 2011-02-07 | 2017-07-19 | Life Technologies Corporation | Compositions et procédés de stabilisation de composés sensibles |
US10669522B2 (en) | 2011-02-07 | 2020-06-02 | Life Technologies Corporation | Compositions and methods for stabilizing susceptible compounds |
US11028361B2 (en) | 2011-02-07 | 2021-06-08 | Life Technologies Corporation | Compositions and methods for stabilizing susceptible compounds |
KR101491728B1 (ko) | 2012-12-14 | 2015-02-11 | 주식회사 휴메딕스 | 비타민 c와 비타민 b3의 컨쥬게이트 및 그를 포함하는 항산화제 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2242486A1 (fr) | 2010-10-27 |
FR2926548B1 (fr) | 2010-09-03 |
US20110021626A1 (en) | 2011-01-27 |
FR2926548A1 (fr) | 2009-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yang et al. | Polyethylene glycol–polyamidoamine dendritic micelle as solubility enhancer and the effect of the length of polyethylene glycol arms on the solubility of pyrene in water | |
Dhanikula et al. | Synthesis and evaluation of novel dendrimers with a hydrophilic interior as nanocarriers for drug delivery | |
Kannan et al. | Dynamics of cellular entry and drug delivery by dendritic polymers into human lung epithelial carcinoma cells | |
CN108623807B (zh) | 一种基于肉桂醛的响应型聚合物纳米粒子及其制备方法 | |
CN110218312B (zh) | 具有高效药物负载性能的聚合物的制备方法 | |
CA2311294A1 (fr) | Utilisation de polymeres hyperbranches et de dendrimeres comportant un groupement particulier, en tant qu'agent filmogene, les compositions filmogenes les comprenant et leur utilisation notamment en cosmetique ou en pharmacie | |
EP1668062B1 (fr) | Homopolyaminoacides telecheliques fonctionnalises par des groupements hydrophobes et leurs applications notamment therapeutiques | |
US20100029544A1 (en) | Composition | |
CA2408870A1 (fr) | Materiau a base de polymeres biodegradables et son procede de preparation | |
EP1848411A2 (fr) | Copolyhydroxyalkylglutamines fonctionnalises par des groupements hydrophobes et leurs applications notamment therapeutiques | |
WO2007051923A2 (fr) | Acides polyglutamiques fonctionnalises par des derives de l'histidine et des groupements hydrophobes et leurs applications notamment therapeutiques | |
WO2009112682A1 (fr) | Encapsulation de la vitamine c dans des dendrimères solubles dans l'eau | |
EP1322296A1 (fr) | Suspension colloidale de particules submicroniques de vectorisation de principes actifs hydrophiles (insuline) et leur mode de preparation | |
FR2761601A1 (fr) | Compositions cosmetiques autobronzantes | |
Baghbanbashi et al. | Stimuli‐Responsive Miktoarm Polymer‐Based Formulations for Fisetin Delivery and Regulatory Effects in Hyperactive Human Microglia | |
FR3011470A1 (fr) | Composition antifongique comprenant un agent antifongique et du chitosane hydrophobise | |
EP1771498B1 (fr) | Polyaminoacides branches, fonctionnalises par des groupements hydrophobes et leurs applications notamment therapeutiques | |
CA2722050C (fr) | Micelles polymerisees | |
WO2014191645A1 (fr) | Microparticules et nanoparticules auto-associatives composées de protéines | |
CN111607101A (zh) | 一种具有活性氧响应性的树状大分子及其制法和用途 | |
Wang et al. | Nanoscale amphiphilic star-like macromolecules with carboxy-, methoxy and amine-terminated chain ends | |
CA2754828A1 (fr) | Procede de preparation de complexes moleculaires entre adapalene et des cyclodextrines | |
KR101551464B1 (ko) | 지질 이중층이 형성된 하이드로겔 입자 및 그 제조방법 | |
CA3168450A1 (fr) | Derive de polyester polyol hyper-ramifie utilise comme agent de solubilisation de medicament | |
Ternat | Design of amphiphilic nanocapsules based on hyperbranched star-block copolymers for the encapsulation and the controlled release of olfactory compounds |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09720309 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 2009720309 Country of ref document: EP |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 12863877 Country of ref document: US |