Солнцезащитные композиции, содержащие каротиноиды
Группа изобретений относится к медицине, косметологии, и может быть использована для лечения или профилактики воздействия облучения человека или животного. Для этого вводят фотозащитную композицию, в том числе в виде косметического препарата, содержащую каротиноидное соединение диадиноксантин или его фармацевтически приемлемое пролекарство или соль. Предлагается также способ извлечения диадиноксантина из водорослей, а также способ получения из продукта фотозащитного или фотозащищенного продукта, включающий нанесение или пропитывание указанного продукта фотозащитной композицией, содержащей дидиноксантин. Композиция является эффективной при защите от светового излучения с длиной волны от 350 до 500 нм. 7 н. и 14 з.п.ф-лы, 4 табл., 3 пр., 4 ил.
Данное изобретение относится к композициям, содержащим получаемые из водорослей соединения - диадиноксантин, диатоксантин, фукоксантин и родственные соединения. Предпочтительно данные композиции являются фармацевтическими или косметическими композициями, в частности композициями с фотозащитными свойствами, такими как солнцезащитные свойства для предотвращения повреждения вследствие воздействия на покровы и поверхность тела, такие как кожа и волосы, лучей солнечного спектра в УФ и видимой области.
Солнечный свет состоит из непрерывного спектра электромагнитного излучения, которое делится на три главные области по длине волны: ультрафиолетовую (УФ), видимую и инфракрасную. УФ излучение включает длины волн от 200 до 400 нм, тогда как интервал видимого света находится в пределах от 400 до 700 нм. Ультрафиолетовый спектр дополнительно делят на три области, каждая из которых обладает особыми биологическими эффектами: УФА (320-400 нм), УФВ (280-320 нм) и УФС (200-280 нм).
Повреждающее действие солнечного света на кожу хорошо отражено документально, и многочисленные вредные эффекты включают ожоги, преждевременное старение и образование морщин на коже (дерматохелиоз), развитие предзлокачественных повреждений (солнечные кератозы) и различные злокачественные опухоли.
В то время как достижение поверхности земли лучами УФС эффективно блокируется стратосферным озоновым слоем, как УФА, так и УФВ излучение достигают поверхность земли в степени, достаточной для создания биологических последствий для кожи и глаз. Из УФ излучения, которое достигает поверхности земли, 90-99% представляет УФА и 1-10% представляет УФВ. Повреждающее действие УФВ широко отражено в документах. Кратковременное действие этого высоко интенсивного излучения включает покраснение и ожоги. При длительном периоде значителен риск рака кожи, так как УФ излучение в диапазоне от 245 нм до 290 нм максимально поглощается ДНК и способно непосредственно вызывать образование мутагенных фотопродуктов или повреждений ДНК у соседних пиримидинов в виде димеров.
УФА лучи непосредственно не поглощаются ДНК, но могут оказывать косвенное опасное воздействие путем образования радикальных форм кислорода, которые могут реагировать с клеточными белками и ДНК. Лучи УФА имеют более низкую интенсивность и вызывают длительное повреждение, такое как преждевременное образование морщин и фотостарение, и, как полагают, являются канцерогенными. Рак кожи является наиболее распространенным видом рака, в США каждый год выявляется 800000 случаев. Большинство случаев рака кожи представлено или базальноклеточным, или сквамозным видом и имеют тенденцию расти и распространяться медленно. Злокачественная меланома является наиболее серьезной формой рака кожи и в настоящее время число её случаев увеличивается на 4% в год.
Точная длина волны в солнечном спектре, которая вызывает меланому, неизвестна, но ограниченные данные, которые доступны, позволяют предположить, что спектр УФР является наиболее важным, в частности, УФВ, но возможно также и УФА и видимый свет в синей области. При росте осведомленности о том, что повреждение УФА повышает риск возникновения меланомы и других опухолей, стала очевидной необходимость защиты от широкого спектра излучения. Классическим средством определения эффективности защиты от солнечного света является показатель солнцезащитного фактора (СЗФ; SРF), который определяют как длительное воздействие УФВ излучения, которому может подвергаться кожа до получения ожога по сравнению с необработанной кожей. Несколько исследований говорят о потенциально опасном неверном чувстве безопасности, которое дает фактор СЗА в отношении повреждения, вызываемого УФА и видимым синим светом.
В виду удобства их использования солнцезащитные вещества приняты в качестве главного компонента защиты от солнечных лучей. Солнцезащитные вещества работают путем поглощения, отражения или рассеивания солнечных лучей, и тем самым или защищая кожу от солнечных лучей, или трансформируя энергию света в безопасную форму энергии. Защищающие от солнца средства можно грубо разделить на химические и физические фильтры. Физические защищающие от солнца средства являются неорганическими микрочастицами, которые действуют как фотопротекторы от широкого спектра излучения путем отражения или рассеивания солнечных лучей. Широко используемые физические барьеры включают оксид цинка и диоксид титана. Они, как известно, обеспечивают хорошую фотозащиту, но менее привлекательны косметически: они не впитываются кожей и имеют тенденцию оставаться в виде белого слоя на поверхности кожи.
Химические солнцезащитные вещества всасываются кожей и оказывают свое солнцезащитное действие путем поглощения лучей, испускаемых солнцем, и новым испусканием этой световой энергии в виде энергии колебаний (тепла). Обычные химические солнцезащитные вещества включают ПАБК (PABA; парааминобензойная кислота) и её производные, циннаматы, салицилаты, антранилаты, производные камфоры, бензимидазол, триазоны, октокрилен, уроканиновая кислота, бисимидазилат и анизотриазин.
Безопасность для потребителя является главной заботой в отношении солнцезащитных соединений. Доступным исследованием установлено, что некоторые солнцезащитные соединения являются потенциально фотоаллергенными; например ПАБК, которые, как известно, вызывают фотоаллергенные реакции у 1-2% населения (Kimbrough, 1997, J. Chem. Ed., 74(1), p51-53). Несмотря на то что обычно физические солнцезащитные вещества считаются хорошими фотопротекторами, безопасность физической защиты от солнца также обсуждалась, так как при исследованиях in vitro на фибробластах человека показано образование гидроксильных радикалов при сочетании воздействия солнца и диоксида титана, которое приводило к разрыву цепи ДНК (Dunforda et al, 1997, FEBS Lett., 418, p87-90). Кроме того, все из этих химических веществ подвергаются фотодеградации на неизвестные соединения и долгосрочные воздействия в отношении безопасности не были изучены.
Существует, в частности, потребность в хороших средствах для оценки защиты от УФА, так как в настоящее время такого стандарта не существует. Несмотря на повышающееся осознание важности защиты от широкого спектра излучения, исследования показывают, что коммерчески доступные солнцезащитные средства, для которых заявлено, что они дают хорошую защиту от УФА, недостаточно защищают от УФА лучей (Haywood et al., 2003, J. Invest. Derm., 121(4), p.862). В частности при УФА облучении с большей длиной волны (370-400 нм) доступные солнечные фильтры обеспечивают плохую защиту, а от лучей с длиной волны примерно 400 нм дают особенно плохую защиту или не дают защиты.
Большинство коммерчески доступных защищающих от УФ и солнцезащитных соединений в кремах для кожи являются синтетическими, и поиск природных соединений с равной или большей эффективностью становится более значимым из-за предпочтения потребителем природных продуктов.
Свойства поглощения УФ разными организмами и природными экстрактами было изучено среди высших растений, кораллов, цианобактерий и фитопланктона, но поточное производство природных солнцезащитных соединений все ещё ограничено. Сохраняется потребность в поглощающих солнечные лучи или солнцезащитных средствах природного происхождения, которые являются эффективными фильтрами от солнечного излучения в УФ и видимом интервале солнечного спектра.
Неожиданно было установлено, что каротиноиды отдельного семейства в ксантофильной группе, которые являются эффективными УФ фильтрами и фильтрами видимого света (особенно для использования на коже животных, в частности людей), являются антиоксидантами, имеют золотисто-желтый цвет, растворимы в масле и стабильны. Это семейство включает каротиноиды диадиноксантин, диатоксантин, фукоксантин и их производные.
Диадиноксантин, диатоксантин и фукоксантин являются каротиноидами ксантофильной группы, обнаруживаемыми для 50% у 10 распространенных по всей земле важных вызывающих цветение групп фитопланктона: диатомовых водорослей, динофлагеллятов, примнесиофитов, эугленофитов, хризофитов. Фукоксантин присутствует также в изобилии в других организмах, например морских водорослях, рафидоцитах и бурых водорослях (макроводорослях), таких как Fucus vesiculosus.
Диатомовые водоросли, динофлагелляты и примнесиофиты характеризуются тем, что обладают способностью синтезировать значительное количество диадиноксантина и диатоксантина в условиях высокой освещенности весной и в летнее время, когда они находятся в неглубоких солоноватых слоях фьордов, прибрежных областях и вдоль ледяной кромки.
У этих организмов развиты эффективные фотозащитные механизмы, чтобы свести к минимуму фотоподавление, которое могло бы происходить в результате периодического воздействия на них света избыточной интенсивности. Среди кратковременных средств защиты, которые активируются неожиданным повышением интенсивности света, важным механизмом, как известно, является фотозащитное рассеяние с излучением избытка поглощенной световой энергии. При этом механизме ксантофиллы, диадиноксантин и диатоксантин участвуют в процессе, называемом нефотохимическим тушением (НФТ; NРQ). Диадиноксантин локализуется в большом собирающем свет пигментобелковом комплексе (ССК; LHC), где он обычно получает световую энергию и посылает её в реакционные центры в фотосистеме II (ФС II; PS II). В НФТ диадиноксантин деэпоксидируется до диатоксантина, который играет активную роль в рассеивании избытка световой энергии, вместо того чтобы посылать её в реакционный центр.
Авторы настоящего изобретения установили, что диадиноксантин, диатоксантин, фукоксантин и родственные соединения обладают особенно полезными свойствами, такими как солнцезащитные свойства, особенно при нанесении на живые организмы.
Соединения ранее не были идентифицированы, как обладающие каким-либо полезным свойством для применения в качестве солнцепоглощающих соединений. Диадиноксантин и диатоксантин, в частности, являются редкими каротиноидами, и считаются трудными для выделения и имеющими плохую стабильность. В частности, когда диадиноксантин и фукоксантин встречаются вместе в биологической системе, способ выделения обоих соединений одновременно, как предполагалось, является особенно трудным. В настоящее время авторы настоящего изобретения выделили данные соединения в стабильной форме и исследовали их свойства. Неожиданно было обнаружено, что данные каротиноиды могут использоваться для поглощения излучения, особенно в ранее не выявленном диапазоне синего света, и, таким образом, обладают полезными свойствами для применения, основанного на свойствах поглощения солнечного света, например, в качестве солнцезащитных средств.
В первом аспекте данное изобретение относится к композиции, содержащей каротиноид, предпочтительно ксантофил, гидроксикаротиноид (в частности, дигидроксикаротиноид) или эпоксикаротиноид, где указанный каротиноид содержит необязательно замещенную, линейную, ненасыщенную алкильную цепь, включающую сопряженные двойные связи, замещенную на каждом конце цепи циклической алкильной группой, и при этом указанная алкильная цепь содержит, по меньшей мере, одну группу -С3R1R2-, где R1 и R2 могут быть одинаковыми или разными и каждый из них представляет собой атом водорода, гидроксильную группу или алкильную группу, или вместе с атомом углерода, с которым они связаны, могут образовывать часть одной из указанных циклических алкильных групп или всю группу, или его фармацевтически приемлемое производное или соль.
Предпочтительно указанная группа -С3R1R2- выбрана из одной из следующих групп:
-СR1=С=СR2-, -С≡С-СR1R2- и -СR1R2=-С≡С-, где предпочтительно R1 или R2 является водородом, а другая группа R (или обе R1 и R2) вместе с атомом углерода, с которым она(и) связана, является(ются) частью группы или всей концевой циклической алкильной группой.
Альтернативно, описанный каротиноид содержит -СR1=С-СR2- или -СR1-С=СR2-, где присутствует только одна из необязательных связей, и R1 или R2 могут отсутствовать или присутствовать вместе на концевом атоме углерода в зависимости от связей, которые присутствуют.
В качестве особенно предпочтительной отличительной особенности каротиноид имеет формулу:
где
каждый из а и с является целым числом от 0 до 2, причем а + с ≥1, предпочтительно = 1;
b является целым числом от 6 до 25, особенно предпочтительно 11, 13, 14, 16, 17 или 19;
R1 и R2 являются такими, как определено ранее;
R3 и R5 могут быть одинаковыми или разными, и каждый из них представляет собой циклическую алкильную группу или часть циклической алкильной группы, и остальная часть указанной циклической группы представлена R1, R2 или R4 (или R1 и R2) вместе с атомом углерода, с которым он связан; и
R4 представляет собой необязательно замещенную алкильную группу, атом водорода, атом кислорода или гидроксильную группу, или вместе с атомом углерода, с которым он связан, может образовывать часть одной из указанных циклических алкильных групп или всю группу, причем, если R4 является атомом кислорода, и тем самым представляет карбонильную группу, смежный с ним атом углерода имеет две группы R4, предпочтительно атомы водорода.
Такие соединения, поэтому, могут быть представлены формулой:
где относительно предшествующей формуле R4 представлен группами с R4а по R4s (где, необязательно, =СR4r-СR4s- может отсутствовать), а равно 0, b равно 17 или 19, с равно 1, R3 вместе с R4а и атомом углерода, с которым они связаны, образует циклическую группу, и R5 вместе с R2 и атомом углерода, с которым они связаны, образует циклическую группу. (В альтернативном варианте осуществления группа
-СR1ССR2R5 в формуле выше может быть заменена группой -С≡С-СR1R2R5.)
Необязательно группа -СR4СR4- может быть заменена группой -СR4R4СО-, как описано здесь выше. В предпочтительном виде указанная группа -СR4СR4- является
-СR4bСR4с-. Одна или более из групп с R4а по R4s предпочтительно представляет собой алкильную группу, особенно предпочтительно R4d, R4h, R4m и R4q представляют собой алкильные группы, предпочтительно метильные группы.
Предпочтительные циклические группы (которые могут быть одинаковыми или разными на том и другом концах углеводородной цепи) являются необязательно замещенными ароматическими или неароматическими углеводородами, предпочтительно гексильными группами. Циклическая группа предпочтительно является замещенной циклогексильной, циклогексенильной группой (например, 1-циклопентен-1-ил) или циклогексановым бивалентным радикалом циклогексилиденом, причем такие группы предпочтительно замещены по одному или более из кольцевых атомов углерода алкильной группой, эпоксигруппой, гидроксильной группой или карбонильной группой, которые сами могут быть дополнительно замещены.
В особенно предпочтительном виде циклическая группа является циклогексильной группой, и С2 гексильной группы замещен гидроксильной группой или алкильной группой (предпочтительно метильной группой) (и/или С1 и С2 несут эпоксидную группу), С4 замещен алкильной группой (предпочтительно метильной группой) и/или гидроксильной группой (которая сама может быть замещенной карбонильной группой, например, с получением ацетоксигруппы), и С6 является дизамещенным алкильными группами, предпочтительно метильными группами.
Как указано здесь, алкильные группы могут быть моно- или полиненасыщенными и включают как алкенильные, так и алкинильные группы. Такие группы могут содержать до 40 атомов углерода. Алкильная цепь предпочтительно представляет собой С15-С25, например С19-С23. Алкильные группы заместителей предпочтительно являются более короткими, например предпочтительные алкильные группы содержат до 10, например от 1 до 5 атомов углерода. В частности предпочтительны линейные насыщенные углеводороды, например, с 1, 2 или 3 атомами углерода. Замещенные алкильные группы могут быть моно- или полизамещенными, например, они могут быть алкоксиалкильными, гидроксиалкоксиалкильными, полигидроксиалкильными, гидроксиполиалкиленоксиалкильными, оксаалкильными, полиоксаалкильными и тому подобное.
Циклические группы могут быть, таким образом, выбраны из группы, состоящей из:
которая отражает циклические группы, обычно обнаруживаемые в каротиноидах, причем указанная группа R соответствует остатку молекулы, и С16, С17 и/или С18 могут быть замещены алкильной или содержащей кислород группой, как описано выше, и где соответствующее циклогексенильное кольцо превращено в циклогексильное кольцо, и/или С3 может быть замещен алкильной или содержащей кислород группой, как описано выше. Предпочтительными циклическими группами по данному изобретению являются:
Предпочтительными соединениями, таким образом, являются каротиноиды, содержащие одну или более алкадиениленовых или алкиниленовых групп (предпочтительно одну или более из пропдиениленовой или этиниленовой групп) в углеводородной цепи, причем алкадиениленовая или алкиниленовая группа может включать углерод, который является частью концевой циклической группы.
Каротиноиды данного изобретения имеют в основе каротиновую структуру с необязательно замещенными β, ε, γ, κ, ф или χ циклическими группами, как описано здесь ранее. Такие каротиноиды имеют, по меньшей мере, одну дидегидрогруппу, предпочтительно в одном или более из положений, соответствующих положению, выбранному из: а) 6,7; b) 6',7'; с) 7,8 и d) 7',8' в каротиновой структуре. Особенно предпочтительно дидегидрогруппа присутствует в положениях 6', 7' и/или 7', 8'.
Предпочтительно описанное выше семейство не охватывает встречающиеся в природе каротиноиды, помимо конкретно названных каротиноидов, описанных здесь в соответствии с данным изобретением, например фукоксантин, диатоксантин и диадиноксантин, и предпочтительно также и их встречающиеся в природе производные, такие как их секо-, апо- или нор-каротиноидные производные или продукты разложения. В предпочтительном виде описанное выше семейство не распространяется на аллоксантин, неоксантин, крококсантин или вочериаксантин, особенно предпочтительно неоксантин.
Особенно предпочтительно, когда каротиноид представляет собой: 3'-ацетат 5,6-эпокси-3,3',5'-тригидрокси-6',7'-дидегидро-5,6,7,8,5',6'-гексагидро-β,β-каротен-8-он (предпочтительно 3S,5R,6S,3'S,5'R,6'R); 5,6-эпокси-7',8'-дидегидро-5,6-дигидро-β,β-каротен-3,3'-диол (предпочтительно 3S,5R,6S) или 7',8'-дидегидро-β,β-каротен-3,3'-диол (предпочтительно 3R,3'R).
Особенно предпочтительно, когда указанное соединение представляет собой диадиноксантин, диатоксантин или фукоксантин, которые имеют структуры, представленные на фигуре 1.
В особенно предпочтительном аспекте каротиноид имеет формулу:
где
R1 представляет атом водорода, когда -С3R1R2- представляет собой -СR1=С=СR2- или образует часть циклической группы вместе с R2 и R5, когда -С3R1R2- является
-С≡С-СR1R2-;
R3 является циклической группой, выбранной из циклических групп I, II и III (как определено здесь ранее);
каждая из групп с R4а по R4р представляет необязательно замещенную алкильную группу, атом водорода, атом кислорода или гидроксильную группу, причем если R4 является атомом кислорода, смежный атом углерода несет две группы R4, предпочтительно R4а, R4b, R4d, R4е, R4f, R4i, R4j, R4k, R4m, R4n, R4о являются атомами водорода, и R4с, R4g, R4l, R4р являются метильными группами или -СR4а-СR4b- является группой -СН2-СО-;
R2 является частью циклической группы, и эта циклическая группа может быть такой же, как и R3 или другой, и остальная часть указанной циклической группы представлена R2 и углеродом, с которым он связан, когда -С3R1R2- является -СR1=С=СR2-, или представлена R1 и R2 вместе с атомом углерода, с которым они связаны, когда -С3R1R2- является -С≡С-СR1R2-, или представляет собой его фармацевтически приемлемое производное или его соль.
Особенно предпочтительно, когда R3 является циклической группой I или III, и R5 (вместе с R2 или R1 и R2) является циклической группой I или II, предпочтительно I, и предпочтительно -С3R1R2- является -С≡С-СR1R2-.
В особенно предпочтительном аспекте каротиноид имеет формулу:
где
каждый из R3 и R6, которые могут быть одинаковыми или разными, является циклической группой, выбранной из циклических групп I и III (которым дано определение здесь ранее);
каждая из групп с R4а по R4р представляет собой необязательно замещенную алкильную группу, атом галогена, атом кислорода или гидроксильную группу, причем если R4 является атомом кислорода, смежный атом углерода несет две группы R4, предпочтительно R4а, R4b, R4d, R4е, R4f, R4i, R4j, R4k, R4m, R4n, R4о являются атомами водорода, и R4с, R4g, R4l, R4р являются метильными группами, или представляет собой его фармацевтически приемлемое производное или его соль.
Предпочтительно R6 является циклической группой I. (Когда R3 и R6 являются циклической группой I, соединение является диатоксантином, и когда R3 является циклической группой III, и R6 является циклической группой I, соединение является диадиноксантином.)
Фармацевтически приемлемые производные, которые описаны более подробно здесь далее, включают продукты разложения, такие как диадинохром, в которых по отношению к формуле, представленной выше, R3-СR4а-СR4b- является конденсированной гетероциклической группой, в которой кислород эпоксидной группы циклической группы III образует связь с алкильной цепью, содержащей сопряженные двойные связи, с образованием 5-членной гетероциклической группы, содержащей атом кислорода, СR4а-СR4b из алкильной цепи и 2 атома углерода из циклической группы III.
В альтернативном предпочтительном аспекте каротиноид имеет формулу:
где
каждый из R3 и R7, которые могут быть одинаковыми или разными, является циклической группой, выбранной из циклических групп II и III (которым дано определение здесь ранее);
-СR4а-СR4b- является группой -СН2-СО-;
каждая из групп с R4с по R4р является необязательно замещенной алкильной группой, атомом водорода, атомом кислорода или гидроксильной группой, причем если R4 является атомом кислорода, смежный атом углерода несет две группы R4, предпочтительно R4d, R4е, R4f, R4i, R4j, R4k, R4m, R4n, R4о являются атомами водорода, и R4с, R4g, R4l, R4р являются метильными группами или представляет собой его фармацевтически приемлемое производное или его соль.
Предпочтительно R3 является циклической группой III, и предпочтительно R7 является циклической группой II.
Под «фармацевтически приемлемым» или «физиологически приемлемым» подразумевается, что ингредиент должен быть совместим с другими ингредиентами в композиции, а также быть физиологически приемлемым для реципиента.
Фармацевтически приемлемые производные (которые имеют такие же или подобные функциональные свойства, что и соединения, описанные выше) включают изомеры в диапазоне от всех транс до смеси цис-транс и до всех цис-изомеров, и включают оптические изомеры (например, 3S, 5S, 6R, 3'R и 3S, 5R, 6S, 3'R для диадиноксантина). Производные дополнительно включают молекулы, которые были модифицированы, например, путем модификации углеводородной главной цепи, например, путем замещения одной или более из алкильных групп, или модификацией одной из или обеих из циклических групп (например, как описано здесь ранее), при условии, что такие модификации не изменяют функциональных свойств соединений, которые здесь описаны. Например, понятие производных распространяется на сложные эфиры, например, каротиноиды могут быть этерифицированы жирными кислотами.
Понятие производных также распространяется на производные, которые могут встречаться в природе, такие как секо-, апо- и нор-каротиноидные производные. Термин «секо-каротиноиды» относится к производным каротиноидов, которые подверглись окислительному расщеплению без потери каких-либо атомов углерода. Апо-каротиноиды являются производными, в которых углеродный скелет укорачивается во время окислительного расщепления, и нор-каротиноиды являются производными, в которых атомы углерода были удалены с помощью других процессов, отличных от расщепления углерод-углеродных связей. Понятие «производные», таким образом, распространяется на усеченные каротиноиды, например те, в которых одна или более из изопреновых единиц удалены из изопреновой полимерной цепи.
Производные включают также эпоксидные производные и их 5,8-эпоксидные изомеры. Сюда включены также продукты разложения, например, в которых карбонильная группа фукоксантина реагирует, например, с боргидридом натрия в этаноле. Как упомянуто выше, сложный продукт диадинохром является типичным примером продукта разложения диадиноксантина. Включены также дегидратированные производные, например, образующиеся после обработки соединений, описанных здесь ранее, хлористым водородом в хлороформе.
Производные могут быть также получены с модификацией соединений данного изобретения для их использования для косметического и фармацевтического применения, например, путем добавления направляющих или функциональных групп, например, для улучшения липофильности, вспомогательного клеточного транспорта, растворимости и/или стабильности. Таким образом, олигосахариды, жирные кислоты, жирные спирты, аминокислоты, пептиды или протеины могут быть соединены с вышеназванными соединениями. Производные могут быть в форме «пролекарств», так что добавленный компонент может быть удален путем отщепления после введения, например, путем отщепления заместителя, добавленного посредством этерификации, который может быть удален под действием эстераз.
Производные, которые сохраняют функциональную активность, могут быть испытаны для того, чтобы установить, сохраняют ли они желательные свойства с помощью описанного здесь испытания, например, для определения фотозащитных свойств.
Активный ингредиент для применения может быть соответственно модифицирован для использования в фармацевтической композиции. Например, соединения, используемые в соответствии с данным изобретением, могут быть стабилизированы против разложения посредством использования производных, которые описаны выше.
Активный ингредиент может также быть стабилизирован в композициях, например, путем использования соответствующих добавок, таких как соли или не электролиты, ацетат, ДСН, ЭДТА, цитратный или ацетатный буферы, маннит, глицин, САЧ (НSА) или полисорбат.
Фармацевтически приемлемые соли являются предпочтительно кислотно-аддитивными солями с физиологически приемлемыми органическими или неорганическими кислотами. Подходящие кислоты включают, например, хлористоводородную, бромистоводородную, серную, фосфорную, уксусную, молочную, лимонную, винную, янтарную, малеиновую, фумаровую и аскорбиновую кислоты. Гидрофобные соли можно также соответственно получить, например, путем осаждения. Подходящие соли включают, например, ацетат, бромид, хлорид, цитрат, гидрохлорид, малеат, мезилат, нитрат, фосфат, сульфат, тартрат, олеат, стеарат, тозилат, кальциевые, меглуминовые, калиевые и натриевые соли. Способы образования соли являются общепринятыми в данной области.
Предпочтительно соединения, используемые в композициях и применениях по данному изобретению, получают или производят из природных источников. Их можно, однако, полностью или частично, получать синтетически (например, из коммерчески доступных каротиноидов, таких как β-каротин, астаксантин, лютеин или зеаксантин) или получать их производные после очистки. Предпочтительно данные соединения выделяют из природных источников, предпочтительно макро- или микроводорослей, в частности микроводорослей, принадлежащих к фитопланктону, группам диатомовых водорослей, динофлагеллятов, примнесиофитов, эугленофитов, хризофитов, особенно предпочтительно из диатомовых водорослей Phaeodactulym Tricornutum или Procentrum minimum, или микроводорослей Prymnesium parvum.
Фукоксантин можно, кроме того, выделить из различных других источников, таких как какие-либо морские обрастания (царство: простейшие, подгруппа: Phaeophyta), например, включая Fucus vesiculosus, как указано здесь ранее, Fucus serratus и Laminaria hyperborea. Другие источники включают: Undaria pinnitifida, Sargassum muticum, Macrocystis pyrifera, Macrocystis angustifolia, Padina boryana, Ecklonia maxima, Laminaria pallida, Ecklonia biruncinata, Pelargophycus porra, Turbinaria ornata, Bifurcaria brassicaeformis и Splachnidium rugosum.
Соединения данного изобретения могут быть выделены из природных источников или выделены из природных источников, которые были модифицированы так, что дают возможность производства каротиноидов, используемых в данном изобретении, например, путем трансформации микроорганизмов для получения необходимых для синтеза ферментов и выделения этих соединений из данных микроорганизмов.
Обычно такие соединения выделяют методами, известными специалистам в данной области, такими как разделение и хроматография (см., Haugan & Liaaen-Jensen, 1989, Phytochemistry, 28(10), p.2797-2798) или ВЭЖХ (Zapata et al., 2000, MEPS, 195, p.29-45). Метод Britten также можно использовать для выделения, например, фукоксантина (Britton et al. and Schiedt & Liaaen-Jensen, 1995, в “Carotenoids, Volume 1A: Isolation and Analysis”, Eds. Britton et al., Birkhauser Verlag, Basel, p.13-16 and p.81-108, соответственно). Эти соединения можно также выделить путем экстрагирования сверхкритическим СО2, которое использовали для выделения каротиноидов (Mendes et al., 2003, Inorganica Chimica Acta, Vol. 356, p.328-334; Valderrama et al., 2003. J. Chem. Eng. Data, 48, p.827-830).
Соединения для использования в композициях данного изобретения могут также быть выделены по методикам, описанным в примерах. Такие методы и продукты таких методов образуют дополнительные аспекты данного изобретения. Таким образом, в дополнительном аспекте данное изобретение относится к способу очистки каротиноида из водорослей, включающему стадии
(i) смешивания водорослей с водой, доведенной до рН 8-12 (предпочтительно рН 8-10, например, рН 8,3),
(ii) добавления спирта, предпочтительно этанола (или альтернативно, метанола) до конечного отношения вода:спирт от 0,2 до 1,5:1,0 (предпочтительно от 0,3 до 1,0:1, например, 0,3:1),
(iii) экстрагирования указанной водноспиртовой смеси (водной фазы) жидким органическим растворителем (органическая фаза), предпочтительно гептаном (или альтернативно, гексаном) при соотношении водноспиртовая смесь:органический растворитель, равном от 0,75 до 1,5:1,0 (предпочтительно от 1 до 1,4:1, например, 1,3:1),
(iv) необязательно охлаждения указанной органической фазы, например, до менее 10˚С, например ≤5, 0, -5, -10 или -20˚С (например, 5-10˚С) в течение более 5 минут, например 15-60 минут или долее, например в течение 12-26 часов, например 24 часов; и
(v) сбора водной и/или органической фазы и очистки из нее каротиноида.
При описанном выше способе порядок, в котором добавляют воду, спирт и органический растворитель, не является решающим. Так, спирт и воду можно добавлять один к другому, а затем можно добавлять органический растворитель, или спирт и органический растворитель можно смешать с последующим добавлением воды.
Предпочтительно указанный способ используют для выделения диадиноксантина, диатоксантина и/или фукоксантина, причем диадиноксантин и диатоксантин выделяют из органической фазы, а фукоксантин выделяют из водной фазы. Стадию (iii) предпочтительно выполняют путем смешивания в течение 30-90 минут, например 1 часа при температуре окружающей среды, например, 15-25˚С, например около 20˚С. Конкретные варианты общего метода описаны в примерах.
Спирт для использования при данном способе является жидким при комнатной температуре и растворимым в воде, но не гептане, и предпочтительно является этанолом или метанолом, хотя можно использовать и другие спирты, такие как пропанол. Органические растворители по существу не смешиваются с водой и предпочтительно являются жидкими при -20˚С, например гептан, гексан или пентан.
Выделенные таким образом соединения предпочтительно по существу не содержат загрязняющих компонентов, происходящих из материала источника или веществ, используемых при процедуре выделения. Особенно предпочтительно, когда данное соединение очищают до степени чистоты более 50 или 60%, например >70, 80 или 90%, предпочтительно более 95% или 99% чистоты, которая определена по весу (сухому весу). Такие уровни чистоты соответствуют конкретному соединению, представляющему интерес, но включая его изомеры и, необязательно, продукты его разложения. Где допустимо, можно использовать обогащенные препараты, которые имеют более низкую чистоту, например, содержат более 1, 2, 5 или 10% соединения, представляющего интерес, например более 20 или 30%.
Обычно уровень чистоты можно определить по анализу, например, используя спектрофотометрию в УФ/видимой области, ВЭЖХ анализ или масс-спектрометрию. Синтетически полученные или модифицированные соединения подобным же образом не должны содержать загрязняющих компонентов.
Каротиноиды в соответствии с данным изобретением могут быть получены синтетически на основе, например, синтетической углеродной структуры. Такие структуры можно получить, используя методики, известные специалистам в данной области, такие как реакции типа реакции Виттига, реакции Гриньяра и Нефа, енолэфирные конденсации, реакции Реформатского, синтез оснований Манника по Робинсону, восстановительная или окислительная димеризация и реакции Вюртца (см., например, Haugan, Dr. Ing. thesis, University of Trondheim, NTH, 1994, from p.155 и Mayer & Isler, 1971, in “Carotenoids”, Ed. Isler, Birkhäuser, Basel, p.325).
Эту углеродную структуру можно затем соответственно модифицировать, чтобы получить представляющий интерес каротиноид, используя методики, известные специалистам в данной области. Например, можно синтезировать фукоксантин, как описано (Ito et al., 1994, Pure & Appl. Chem., 66(5), p.939-946), в котором часть С10 углеродной структуры конденсирована с молекулами, дающими циклические концевые группы. Синтез диатоксантина описан в публикации Haugan et al., 1994, см.выше, p.165-205. Диадиноксантин можно получить, например, из диатоксантина путем введения эпоскигруппы к 5'-6' или 5-6 двойной связи диатоксантина. Производные этих синтетически полученных каротиноидов могут быть получены, как описано выше, с использованием методик, известных специалистам в данной области.
Каротиноидное соединение может присутствовать в указанных композициях в виде единственного активного ингредиента или может сочетаться с другими ингредиентами, в частности другими активными ингредиентами, например, для увеличения интервала, сверх которого может быть предложена защита от солнечного света и/или для изменения физических или химических свойств продукта, или для того, чтобы сделать его привлекательным для потребителя. Таким образом, например, в композицию могут быть включены одно или более из дополнительных солнцезащитных соединений, или они могут применяться вместе с данной композицией. Можно использовать химические или физические солнцезащитные вещества, например, как описано здесь ранее, которые способны поглощать/гасить излучение, в частности солнечное излучение, особенно в интервале УФВ и более коротком УФА диапазоне или в инфракрасной области спектра. Соединения, которые можно использовать, включают УФВ/УФА2 фильтры (которые отфильтровывают лучи в интервале 290-340 нм), такие как октилметоксициннамат, оксибензон, октилсалицилат, гомосалицилат, октокрилен, падимат О, ментилантранилат и 2-фенилбензимидазол-5-сульфоновая кислота. Фильтры УФА1 (отфильтровывающие в интервале 340-400 нм) включают авобензон, оксид цинка и диоксид титана. Предпочтительно, однако, используют соединения, которые найдены в природе, например другие каротиноиды (например, как описано здесь), микоспориноподобные аминокислоты или сцитонемин.
Каротиноиды, которые описаны здесь, можно использовать в комбинации. Так, например, предпочтительные композиции в соответствии с данным изобретением могут включать два или более из каротиноидов, описанных здесь, например два или более из соединений, выбранных из диадиноксантина, диатоксантина, диадинохрома и фукоксантина, особенно предпочтительно диадиноксантин и фукоксантин.
Композицию данного изобретения можно использовать для разного биологического и не биологического применения. Таким образом, композиции можно использовать в любом не биологическом материале, для которого желательны фотозащитные свойства, например, в пластиках, красках, восках, в оконных стеклах (для зданий или средств транспорта), солнечных панелях, ветровых стеклах, красках и лаках, стекле, контактных линзах, синтетических линзах для устранения фотоповреждения или солнечного повреждения (например, выцветания) продукта, в котором они применяются, или для биологического существа, которому защита от солнца может быть предложена. Соединения данного изобретения можно наносить на такие материалы или пропитывать ими эти материалы.
Данное изобретение, таким образом, кроме того, распространяется на способ получения фотозащитного или фотозащищенного продукта, включающий нанесение соединения или композиции данного изобретения на указанный продукт или пропитывание указанного продукта данным соединением или композицией. Использование соединений или композиции данного изобретения для получения таких продуктов также считается объектом данного изобретения. Фотозащищенные или фотозащитные продукты, изготовленные таким образом, образуют дополнительные аспекты данного изобретения.
Предпочтительно композиции данного изобретения являются фармацевтическими композициями, содержащими соединение, которое описано здесь ранее, и одно или более из фармацевтически приемлемых эксципиентов и/или разбавителей, которые описаны здесь далее.
Соединения, описанные здесь, обладают фотозащитными, окрашивающими и антиоксидантными свойствами.
Композиции, которые описаны здесь, могут, таким образом, использоваться для косметического или медицинского применения. Следовательно описанная здесь фармацевтическая композиция может представлять собой косметическую композицию, антиоксидантную композициую или светозащитный фильтр, или солнцезащитное средство. Данное изобретение дополнительно относится к таким композициям для применения в качестве лекарственного средства.
Соединения, описанные здесь, обладают привлекательным золотистым цветом и поэтому могут использоваться в косметике, в которой используется преимущество этого окрашивания или добавления дополнительного свойства защиты от солнечного излучения по данному изобретению. Таким образом, солнцезащитные и/или косметические препараты, описанные здесь, предпочтительно обладают 2-мя или более свойствами, выбранными из окрашивающих, солнцезащитных и антиоксидантных свойств. В качестве альтернативы или дополнительно к этому свойству как окрашивающего вещества эти соединения можно использовать в соответствии с их антиоксидантным или фотозащитным свойствами.
Таким образом, в дополнительном аспекте данное изобретение относится к композициям, которые описаны здесь как косметические, солнцезащитные (светозащитный фильтр) или антиоксидантные.
Как здесь упомянуто, термин «косметическая» относится к композиции, используемой для человека или животного в немедицинских целях.
В соответствии с описанием термины «солнцезащитный», или «светозащитный фильтр», или «фотозащитная композиция» относятся к композиции, которая пригодна для применения у индивидуума, и которая обеспечивает защиту от светового излучения (т.е. действует как светопоглощающее или поглощающее солнечное излучение соединение), в частности, от ультрафиолетового и видимого света, предпочтительно с длиной волны 280-700 нм, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 350-500 нм, например 370-500 нм или 400-500 нм. Предпочтительно, по меньшей мере, одно соединение в указанной композиции способно обеспечить защиту в этих интервалах длин волн. Защиту можно оценить разными способами, включая время, затрачиваемое на развитие вызываемой светом реакции, или тяжесть этой реакции, например, покраснения или ожогов, например, с использованием доступных в настоящее время тестов для определения оценок СЗФ. Когда выполняют такое испытание, предпочтительно данная композиция дает СЗФ, по меньшей мере, 2, предпочтительно, по меньшей мере, 10, 20, 30 или 50.
Обычно, однако, чтобы испытать эффективность, например, для фильтрования света с длиной волны, который не приводит в значительной степени к таким реакциям (например, УФА, в частности длинноволнового УФА, т.е. 340-400 нм), испытания in vitro можно проводить, таким образом, как пропуская свет через фильтры (для имитации кожи), содержащие интересующие соединения, или определяя показатель угасания, чтобы определить способность этих соединений поглощать излучение. При методах, при которых применяется фильтр, содержащий испытуемое соединение, эффективность поглощения можно определить непосредственно или косвенно путем оценки уровня излучения (например, с конкретной длиной волны), проходящего через фильтр, или путем оценки эффекта этого излучения, проходящего через фильтр с испытуемым соединением или без него, например, на клетки, которые чувствительны к излучению и проявляют реакцию на такое излучение.
Предпочтительно при таких испытаниях (например, которые описаны в примерах) указанные соединения предотвращают более 40%, предпочтительно более 50 или 60% пропускания при данной длине волны. Предпочтительные для использования соединения в композициях данного изобретения предпочтительно проявляют максимальное поглощение в интервале 400-500 нм, например, >1,5-2 раза более поглощения при данной длине волны в интервале 400-500 нм по сравнению с поглощением при 350 нм.
Соответствующие методики для анализа in vitro включают применение испытуемого соединения на субстрате, который предпочтительно имитирует кожу (например, коллагеновый субстрат или кварцевая пластина с имитирующей кожу топографией), который затем облучают излучением, отображающим полное солнечное излучение или, предпочтительно, более узкое по длине волны излучение, например, с использованием ксеноновой дуги для имитации солнечного УФ спектра, например, 290-400 нм.
УФ поглощение испытуемого соединения может быть количественно определено, например, с использованием анализатора пропускания УФ УФ-1000S (Labsphere Inc., North Sutton, NH). Способность испытуемого соединения поглощать УФА, которую оценивали, например, по определению критической длины волны (как описано Diffey et al., 2000, J. Am. Acad. Dermatol., 43(6), p.1024-1035), представляет показание эффективности поглощения в УФ диапазоне спектра испытуемого соединения. Предпочтительно критическая длина волны составляет более 360 нм, особенно предпочтительно >370 или 380 нм, особенно в сочетании со значениями СЗФ, описанными выше.
Данное изобретение, таким образом, относится к способу лечения или профилактики действия излучения на людей или животных, когда фармацевтическое соединение или композиция, которые описаны здесь ранее, применяют для указанного животного. В альтернативном изложении данное изобретение относится к применению фармацевтического соединения или композиции, которые описаны здесь, для получения лекарственного средства для лечения или профилактики действия излучения на организм человека или животного.
В предпочтительном аспекте данное изобретение относится к способу лечения или профилактики воздействия солнечного излучения на человека, когда фармацевтические соединения или композиция, которые описаны здесь ранее, местно наносят на кожу или волосы данного человека. Этот способ служит для защиты кожи или волос от вредных воздействий указанного солнечного излучения.
В соответствии с описанием термин «излучение» относится к прямому или непрямому излучению от одного или более природных или искусственных источников света, в частности от солнца, т.е. к солнечному излучению. Предпочтительно указанное излучение является светом с длиной волны в диапазоне 280-700 нм, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 350-500 нм, например 400-480 нм или 400-500 нм. «Воздействия» излучения могут быть повреждающими воздействиями, включающими ожоги, покраснение, преждевременное старение кожи и образование морщин (дерматохелиоз), развитие предзлокачественных поражений (солнечные кератозы) и различных злокачественных опухолей или другие эффекты, которые нежелательны, например, по косметическим соображениям, например отложение меланина.
В соответствии с описанием термин «лечение» относится к снижению, облегчению или устранению, предпочтительно до нормальных уровней до облучения, одного или более симптомов или воздействий указанного облучения, например наличия или степени ожога или пигментации, по сравнению с симптомами или воздействиями, присутствующими на другой части тела указанного индивидуума, не подвергшейся облучению, или у соответствующего индивидуума, не подвергшегося действию излучения. Термин «профилактика» относится к абсолютному предотвращению или снижению, или облегчению степени или времени (например, замедления) начала возникновения этого симптома или воздействия.
Способ лечения или профилактики по данному изобретению может с получением преимуществ сочетаться с применением одного или более из активных ингредиентов, которые эффективны при лечении или для профилактики воздействия облучения. Предпочтительно такие дополнительные активные ингредиенты включают солнцезащитные вещества (которые описаны здесь, и которые известны специалистам в данной области), антиоксиданты, витамины и другие ингредиенты, обычно используемые в солнцезащитных и косметических препаратах в данной области.
Таким образом, фармацевтические композиции данного изобретения могут дополнительно содержать один или более из таких активных ингредиентов.
В соответствии с ещё одним дополнительным аспектом данного изобретения получены продукты, содержащие одно или более из соединений, которые определены в данном описании, и один или более из дополнительных активных ингредиентов, в виде комбинированного препарата для одновременного, отдельного или последовательного использования при терапии людей и животных.
Композиции данного изобретения могут быть изготовлены обычным способом с помощью одного или более из физиологически приемлемых носителей, эксципиентов и/или разбавителей в соответствии с хорошо известными в данной области методиками, с использованием легкодоступных ингредиентов. Там где это приемлемо, композиции по данному изобретению стерилизуют, например, путем γ-облучения, автоклавирования или тепловой стерилизацией перед или после добавления носителя или эксципиента, когда они присутствуют, для получения стерильных препаратов.
Таким образом, активный ингредиент может быть включен по желанию вместе с другими активными веществами в виде комбинированного препарата с одним или более из общепринятых носителей, разбавителей и/или эксципиентов с получением общепринятых галеновых препаратов, таких как таблетки, пилюли, порошки, пастилки, пакетики, капсулы, эликсиры, суспензии (в виде жидкостей для инъекций и вливаний), эмульсии, растворы, сиропы, аэрозоли (в виде твердого вещества или в жидкой среде), мази, мягкие и твердые желатиновые капсулы, суппозитории, стерильные инъекционные растворы, стерильные упакованные порошки и тому подобное. Для твердых имплантов можно также использовать биоразрушаемые полимеры (такие как полиэфиры, полиангидриды, полимолочная кислота или полигликолевая кислота). Композиции можно стабилизировать путем применения лиофилизации, переохлаждения или пермазима.
Подходящими эксципиентамии, носителями или разбавителями являются лактоза, декстроза, сахароза, сорбит, маннит, крахмал разных видов, аравийская камедь, фосфат кальция, карбонат кальция, кальций-лактоза, кукурузный крахмал, альгинаты, трагакант, желатин, силикат кальция, микрокристаллическая целлюлоза, поливинилпирролидон, целлюлоза, водный сироп, вода, вода/этанол, вода/гликоль, вода/полиэтилен, гликоль, пропиленгликоль, метилцеллюлоза, метилгидроксибензоаты, пропилгидроксибензоаты, тальк, стеарат магния, вазелиновое масло или жирные вещества, такие как твердый жир или подходящие их смеси. Можно также использовать средства для получения препаратов с медленным высвобождением, такие как карбоксиполиметилен, карбоксиметилцеллюлоза, ацетофталат целлюлозы или поливинилацетат.
Композиции могут дополнительно включать смазывающие вещества, увлажняющие вещества, эмульгирующие вещества, повышающие вязкость вещества, гранулирующие средства, дезинтегрирующие вещества, связывающие вещества, осмотически активные вещества, суспендирующие средства, консерванты, подсластители, улучшающие вкус и запах вещества, усилители всасывания (например, улучшающие проникновение вещества через поверхность или для доставки через нос, например желчные соли, лецитины, поверхностно-активные вещества, жирные кислоты, комплексообразователи), глазирующие средства, органический растворитель, антиоксидант, стабилизирующие средства, умягчители, силикон, альфа-гидроксикислоту, болеутоляющее средство, противопенное средство, увлажняющее средство, витамин, отдушку, ионный или неионный загуститель, поверхностно-активные вещества, наполнитель, ионный или неионный загуститель, комплексон, полимер, пропеллент, подщелачивающее или подкисляющее вещество, замутнитель, красители и жирные соединения и тому подобное.
Композиции данного изобретения могут быть изготовлены так, чтобы обеспечить быстрое, длительное или замедленное высвобождение активного ингредиента после введения в организм путем применения методов, известных специалисту в данной области.
Композиция может находиться в любой подходящей дозированной форме, чтобы дать возможность доставки или направления вещества в конкретные клетки или ткани, например, в виде эмульсии или в липосомах, ниосомах, микросферах, наночастицах или тому подобном, которыми активный ингредиент может всасываться, адсорбироваться, связываться или в которые он включается. Этим продукт можно эффективно превращать в нерастворимую форму. Данные состоящие из частиц формы могут решить проблемы как стабильности (например, разложения), так и доставки.
Данные частицы могут нести на поверхности соответствующие молекулы для улучшения времени циркуляции в крови (например, компоненты сыворотки крови, поверхностно-активные вещества, полиоксиамин-908, ПЭГ и т.д.) или группы для сайт-специфического направления вещества, такие как лиганды к конкретным рецепторам, которые несут клетки. Соответствующие методики доставки и направления к мишеням лекарственных средств хорошо известны специалистам в данной области и описаны в WО99/62315.
Предпочтительно использование растворов, суспензий, гелей и эмульсий, например, носителем активного ингредиента может быть вода, газ, жидкость на основе воды, масло, гель, эмульсия, эмульсия масло-в-воде или вода-в-масле, дисперсия или их смесь.
Композиции могут быть предназначены для местного применения (например, на коже или волосах), для перорального или парентерального введения, например, путем инъекций. Композиции для местного применения и местное применение, однако, являются предпочтительными и включают гели, кремы, мази, препараты для распыления, лосьоны, бальзамы, карандаши, мыла, порошки, пленки, аэрозольные препараты, капли, пены, растворы, эмульсии, суспензии, дисперсии, например дисперсии в неионном носителе, молочко и любые другие общепринятые фармацевтические формы, известные в данной области технологии.
Мази, гели и кремы могут быть изготовлены, например, на водной или масляной основе с добавлением подходящих загущающих и/или гелеобразующих веществ. Лосьоны могут быть изготовлены на водной или масляной основе и будут также содержать, в основном, одно или более из эмульгирующих, диспергирующих, суспендирующих, загущающих или красящих веществ. Порошки могут быть изготовлены с помощью любой подходящей основы для порошка. Капли и растворы могут быть изготовлены на водной или неводной основе, содержащей также одно или более из диспергирующих, солюбилизирующих или суспендирующих веществ. Препараты для аэрозольного распыления обычно доставляют из упаковок под давлением с использованием подходящего пропеллента.
Альтернативно данные композиции могут быть получены в форме, приспособленной для перорального или парентерального введения. Альтернативные фармацевтические формы, таким образом, включают простые или покрытые оболочкой таблетки, капсулы, суспензии и растворы, содержащие активный компонент, необязательно вместе с одним или более из инертных общепринятых носителей и/или разбавителей, например с кукурузным крахмалом, лактозой, сахарозой, микрокристаллической целлюлозой, стеаратом магния, поливинилпирролидоном, лимонной кислотой, винной кислотой, водой, водой/этанолом, водой/глицерином, водой/сорбитом, водой/полиэтиленгликолем, пропиленгликолем, стеариловым спиртом, карбоксиметилцеллюлозой или жирными веществами, такими как твердый жир, или подходящими их смесями.
Концентрация активного ингредиента в композициях данного изобретения зависит от природы используемого соединения и способа введения, курса лечения, возраста и веса пациента, косметического или медицинского показания, организма или части тела, которые требуют лечения, и может меняться или регулироваться в соответствии с выбором. Обычно, однако, интервал концентраций для соединения, описанного здесь, составляет от 0,0005, 0,001 или 0,01 до 25%, например от 0,01 до 10%, такой как от 0,1 до 5, например 1-5% (массовых, от массы конечного препарата для применения, в частности для местного применения). Указанную концентрацию определяют путем сравнения количества самого соединения и, таким образом, следует сделать соответствующие допущения, чтобы принять во внимание чистоту композиции. Эффективные отдельные дозы могут лежать в интервале от 1 до 100 мг/сутки, предпочтительно 2-10 мг/сутки, в зависимости от животного, которое нужно лечить, взятые как одна доза.
Введение можно проводить любым подходящим способом, известным в медицинской области, включая, например, пероральное, парентеральное (например, внутримышечное, подкожное, внутрибрюшинное или внутривенное), чрезкожное, буккальное, ректальное введение или местное применение, или введение путем ингаляции. Предпочтительные формы введения будут вводиться перорально или, наиболее предпочтительно, применяться местно. Как будет понятно, пероральное введение имеет свои ограничения, если активный ингредиент расщепляется в желудочном тракте. Чтобы преодолеть такие проблемы, ингредиенты могут быть стабилизированы, как упомянуто ранее.
Применение можно осуществлять перед облучением, во время облучения или после облучения, чтобы оказать профилактическое или лечебное действие на воздействие от облучения. Так, например, композицию можно вводить перорально или применять местно до, например, 1 дня, но предпочтительно менее чем за 1 час перед облучением, в любое время в течение облучения и после облучения, например через 12 часов после облучения.
Солнцезащитные препараты могут быть представлены в виде препаратов для местного применения, как описано здесь ранее, в частности в виде молочка для тела, лица или губ, пены, препаратов для распыления, лосьонов, гелей или бальзамов. В зависимости от их формы и соединения, используемого в данной композиции, солнцезащитные препараты данного изобретения могут также обладать косметическими свойствами, например, при включении дополнительных компонентов или выборе окрашенного соединения данного изобретения. Подобным же образом косметические препараты, которые описаны здесь, могут обладать солнцезащитными свойствами.
Настоящее изобретение распространяется также на конкретные косметические композиции или препараты (продукты личной гигиены), содержащие композиции, описанные здесь ранее. Такие препараты могут принимать форму косметических продуктов (таких как косметические продукты для глаз или лица, включая тени для глаз, пудру, губную помаду, основу для макияжа, тушь для ресниц и бровей, румяна, карандаш для глаз, лак для ногтей, тональные кремы и основы для макияжа, солнцезащитная косметика), кремы, лосьоны или красители. Предпочтительно такие препараты находятся в форме безводного или водного твердого вещества или пасты. Каротиноиды данного изобретения можно использовать для придания цвета, солнцезащитных и/или антиоксидантных свойств таким препаратам. Что касается солнцезащитных продуктов, композиции могут быть такими, которые описаны здесь ранее, в частности для местного применения на коже. Для лечения или защиты волос композиция может быть в форме ополаскивателя для волос, блеска для волос, геля, мусса, шампуня, кондиционера, лосьона, эмульсии или продукта для окрашивания.
Данное изобретение, таким образом, кроме того, распространяется на способ получения описанного выше солнцезащитного или косметического препарата, включающий добавление соединения или композиции, которые описаны здесь ранее, к фармацевтически приемлемому разбавителю, носителю и/или эксципиенту или к основе солнцезащитного или косметического средства, причем основа солнцезащитного или косметического средства может включать ингредиенты, которые придают фотозащитные и/или косметические, например окрашивающие, свойства. Применение соединений или композиции данного изобретения для получения таких косметических/солнцезащитных продуктов также считается объектом данного изобретения.
Животные, на которых можно наносить или которым можно вводить данные композиции, включают млекопитающих, рептилий, птиц, насекомых и рыб, которые страдают от вредного воздйествия светового облучения. Предпочтительно животными, для которых применяются композиции данного изобретения, являются млекопитающие, в частности приматы, домашние животные, крупный рогатый скот и лабораторные животные. Таким образом, предпочтительные животные включают мышей, крыс, кроликов, морских свинок, кошек, собак, обезьян, свиней, коров, коз, овец и лошадей. Особенно предпочтительно, когда композиции применяют или вводят людям.
«Покровы тела» или «поверхности тела», на которые можно наносить композиции данного изобретения, включают такие покровы тела, как кожа, телесные наросты, такие как волосы, ногти, и такие поверхности, как слизистые мембраны, но включают также эквиваленты у других животных, такие как чешуя и перья.
Следующие примеры даны только с целью иллюстрации, где упоминаемые чертежи представляют собой следующее:
На фигуре 1 показана химическая структура диадиноксантина (I), диатоксантина (II), фукоксантина (III) и диадинохрома (IV);
На фигуре 2 представлен спектры поглощения диадиноксантина (I), диатоксантина (II), фукоксантина (III) и диадинохрома (IV) в растворе ацетона;
На фигуре 3 представлены спектры пропускания по анализу со светомерным шаром с использованием фукоксантина и диадиноксантина в разных концентрациях. Для сравнения использовали промышленно изготавливаемое солнцезащитное средство SРF60. Витро-скин+миглиол (Vitro-skin+migliol) использовали в качестве контроля. Кривая 1: витро-скин+миглиол, 2: SРF60, 3: фукоксантин в концентрации 2,76 мг/мл, 4: фукоксантин в концентрации 0,55 мг/мл, 5: фукоксантин в концентрации 0,25 мг/мл, 6: диадиноксантин в концентрации 0,64 мг/мл, 7: диадиноксантин в концентрации 0,13 мг/мл; и
На фигуре 4 представлено снижение пропускания при 454 нм как функция концентрации диадиноксантина и фукоксантина (данные анализа со светомерным шаром). Концентрации представлены в виде суммы данных соединений и их продуктов разложения (цис-фукоксантин и диадинохром). Сплошные линии с квадратами - диадиноксантин. Сплошные линии с ромбами - фукоксантин. Штриховые линии иллюстрируют предполагаемое линейное взаимоотношение.
Пример 1: Препараты
Примеры рецептур препаратов по данному изобретению являются следующими:
Солнцезащитные средства
| Лосьоны для тела | |
| ПРЕПАРАТ 1 | мас.% |
| Ланолин | 4,5 |
| Масло какао | 2,0 |
| Глицерилстеарат | 3,0 |
| Стеариновая кислота | 2,0 |
| Октилдиметил ПАБК (УФВ фильтр, необязательный) | 7,0 |
| Бензофенон-3 (УФВ фильтр, необязательный) | 3,0 |
| Пропилпарабен | 0,1 |
| Метилпарабен | 0,3 |
| Триэтаноламин | 1,0 |
| Сорбит | 5,0 |
| Каротиноид данного изобретения | 1,0 -5,0 |
| Вода | qs до 100 |
| ПРЕПАРАТ 2 | |
| Фаза А | мас.% |
| Изопропилмиристат | 4,0 |
| Вазелиновое масло | 6,5 |
| Масло виноградных косточек | 2,5 |
| Стеариловый спирт | 2,0 |
| Вазелин | 2,0 |
| Октилметоксициннамат (УФВ фильтр-необязательный) | 5,0 |
| Каротиноид данного изобретения | 1,0 -5,0 |
| Фаза В | мас.% |
| Сорбитстеарат | 6,0 |
| Динатрий рициноламидо-МЕА-сульфосукцинат | 0,2 |
| Глицерин | 4,0 |
| Аллантоин | 0,2 |
| d-пантенол | 0,8 |
| Оксид титана и вода (необязательно) | 15,0 |
| Вода | qs до 100 (фазы А и В) |
| Фаза С | |
| Консервант | qs |
Получен путем отдельного нагревания фаз А и В до 80˚С, затем добавления А к В при интенсивном перемешивании. После гомогенизации смеси дают остыть до 25˚С при медленном перемешивании, после чего добавляют фазу С.
Продукты для волос
| ШАМПУНЬ | мас.% |
| Анионное поверхностно-активное вещество | 2,5-1,5 активного |
| Амфотерное поверхностно-активное вещество | 0-4 активного |
| Алканоламид | 0-5 |
| Полимерный/ассоциативный загуститель | 0-5 |
| Каротиноид данного изобретения | 1-5 |
| УФА/В фильтры (например, октилметоксициннамат, авобензон или оксибензон) - необязательные | 1-10 |
| Консервант | qs |
| Отдушка | qs |
| Регулятор рН | qs |
| Электролит | qs |
| Вода | qs до 100 |
| АЭРОЗОЛЬ ДЛЯ ВОЛОС | мас.% |
| Полимерный пластификаторы | 0-2 |
| Образующая пленку смола | 2-8 |
| Этанол | 0-70 |
| Алканоламин или альтернативное нейтрализующее средство | 0-4 |
| Каротиноид данного изобретения | 1-5 |
| УФА/В фильтры (например, октилметоксициннамат, авобензон или оксибензон) - необязательные | 1-10 |
| Консервант | qs |
| Отдушка | qs |
| Углеводород или альтернативный пропеллент | 10-40 |
| Вода | qs до 100 |
Пример 2: Методики экстрагирования
Экстрагирование диадиноксантина (из микроводорослей):
Экстрагирование производят в атмосфере азота на оборудовании, покрытом алюминиевой фольгой.
1. Показатель рН водной суспензии микроводорослей P. tricornutum (14 г сухого веса на литр воды) доводили до 8,3 и добавляли этанол до конечного соотношения вода:этанол = 0,3:1,0.
2. Водно-этанольный раствор экстрагировали путем смешивания с гептаном (водно-этанольный раствор:гептан = 1,3:1,0) в течение 1 часа при 20˚С.
3. Раствор разделяли на три фазы путем центрифугирования (10 минут при 3222×g): верхнюю гептановую фазу, обогащенную диадиноксантином и фукоксантином, нижнюю этанол-водную фазу, обогащенную хлорофиллами и продуктами распада хлорофиллов, и третью среднюю фазу с выпавшими в осадок веществами. Соотношение концентрации диадиноксантина к концентрации фукоксантина в водно-этанольной фазе было примерно 1:6.
4. К водно-этанольной фазе добавляли воду до тех пор, когда достигалось соотношение вода:этанол, равное 0,7:1,0. Этот раствор экстрагировали аналогичным количеством гептана, и фазы разделяли центрифугированием (как на стадии 3). Диадиноксантин обогащали в гептановой фазе (диадиноксантин : фукоксантин = 1:1), а фукоксантин и фукоксантиновые производные в этанол-водной фазе.
5. Гептановую фазу хранили в течение ночи при -20˚С для отделения фукоксантина, который отделяли центрифугированием, как описано выше. (Альтернативно, осажденные вещества можно удалить с помощью пипетки.)
6. Гептановую фазу использовали для дополнительной очистки диадиноксантина с помощью ВЭЖХ, как описано здесь ранее, с получением 60-70% диадиноксантина, обнаруживаемого в исходном материале.
Оптимизация
Разные параметры при описанном выше основном методе изменяли, чтобы установить влияние концентрации воды, рН и температуры на метод выделения. Результаты представлены в таблице ниже.
1. Изменение концентрации воды
Таблица ниже представляет распределение (в %) каротиноидов в фазах при использовании разных уровней воды. Данный способ осуществляли при комнатной температуре без доведения рН.
| Экстрагирование | ||||||
| водой | ЕtОН | гептаном | Фаза | Диадино | Фуко | Хла |
| 0 | 1 | 1 | вода-ЕtОН | 88 | 93 | 55 |
| 0,1 | 1 | 1 | вода-ЕtОН | 7 | 51 | 0 |
| 0,2 | 1 | 1 | вода-ЕtОН | 94 | 98 | 7 |
| 0,4 | 1 | 1 | вода-ЕtОН | 78 | 97 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | гептан | 12 | 7 | 45 |
| 0,1 | 1 | 1 | гептан | 93 | 49 | 100 |
| 0,2 | 1 | 1 | гептан | 6 | 2 | 93 |
| 0,4 | 1 | 1 | гептан | 22 | 3 | 100 |
2. Влияние температуры/рН
В таблице ниже показано влияние температуры и рН на отделение диадиноксантина от фукоксантина путем экстрагирования фазы вода:этанол (1:1) гептаном после экстрагирования Хла гептаном. Показанные значения представлены для количества каждого соединения в указанной фазе. Значение в скобках показывает % распределения между двумя фазами.
| Буфер | Фаза вода-ЕtОН | Гептановая фаза | ||
| Диадино | Фуко | Диадино | Фуко | |
| Фосфат, рН 11, 20˚ | 0 (0%) | 260 (5%) | 1500 (100%) | 4860 (95%) |
| Фосфат, рН 11, 50˚ | 0 (0%) | 135 (5%) | 1470 (100%) | 2745 (95%) |
| NаОН-буфер, рН 12,2, 50˚ | 0 (0%) | 0 (0%) | 1440 (100%) | 0 (0%) |
Выделение
| Буфер | Присутствие в целом в обеих фазах | % выделения от исходного количества | ||
| Диадино | Фуко | Диадино | Фуко | |
| Фосфат, рН 11, 20˚ | 1500 | 5120 | 106% | 81% |
| Фосфат, рН 11, 50˚ | 1470 | 2880 | 104% | 46% |
| NаОН-буфер, рН 12,2, 50˚ | 1440 | 0 | 102% | 0% |
Это показывает, что диадиноксантин стабилен в использованных условиях, тогда как фукоксантин более чувствителен к экстремальным температурам и рН.
3. Влияние температуры
В таблице ниже показано влияние температуры на экстрагирование в течение 200 минут при соотношении вода:этанол:гептан 1:1:1 при рН 11.
| Темп. (ºС) |
Фаза вода-ЕtОН | Гептановая фаза | ||||
| Диадино | Фуко | Хла | Диадино | Фуко | Хла | |
| 20 | 170 | 380 | 0 | 1155 | 1065 | 3290 |
| 35 | 180 | 210 | 0 | 1260 | 610 | 3505 |
| 50 | 190 | 0 | 0 | 1310 | 95 | 4010 |
Диадиноксантин, таким образом, стабилен при разных температурах, тогда как фукоксантин более чувствителен к высоким температурам.
Экстрагирование фукоксантина (из макроводорослей):
Этот метод является модификацией способа для диадиноксантина(см.выше).
1. Листовидные отростки и ножки (водоросли Laminaria hyperborea) резали на кусочки.
2. К материалу водорослей (1 г, вес в сыром виде) добавляли этанол (5 мл) и гептан (5 мл), перемешивали в вихревом миксере (3×15 сек) и помещали в холодильник при 4ºС на 4 часа. (При некоторых методиках на этой стадии смесь центрифугировали и каротиноид экстрагировали из этанольной или гептановой фракции. При других методиках вместо этанола использовали метан.)
3. Добавляли 1,5 мл воды и перемешивали в вихревом миксере (3×15 сек) и помещали в холодильник при 4ºС на 4 часа. Раствор центрифугировали (10 минут при 3222×g), и этанол-водную фазу использовали для дальнейшей очистки фукоксантина. (Очистку выполняли с помощью ВЭЖХ, как описано здесь ранее.)
4. Наблюдался выход, равный 800 мкг/г (сухой вес).
Данный способ представляет метод экстрагирования для крупномасштабного экстрагирования фукоксантина, наряду с удалением в то же время других составляющих клетки, которые считаются трудными для отделения от каротиноидов (например, хлорофилла а), из образца.
Пример 3: Эффективность поглощения излучения при использовании модели кожи in vitro
Метод
Применяли метод in vitro Спрингстина (Springsteen et al., 1999, Analytica Chimica Acta, 380, p.155-164). В качестве имитатора кожи использовали витро-скин (vitro-skin) и миглиол (Miglyol 812f Neutraloel CHG. 040906) использовали в качестве растворителя. Испытания выполняли с помощью спектрофотометра для УФ-видимой области Varian Cary 300 Conv (со светомерным шаром). Фукоксантин и диадиноксантин (выделенные, как описано в примере 2) испытывали в концентрациях, показанных на фигуре 3.
Результаты
Результаты для диадиноксантина и фукоксантина (при разных концентрациях) представлены на фигуре 3. Результаты сравнивали со стандартным лосьоном для защиты от солнца SРF 60, и они демонстрируют способность соединений поглощать излучение, в частности лучи в синем диапазоне спектра, но также и в верхней области УФА. На фиг. 4 представлено пропускание в %, представленное в виде графика относительно длине волны света. Пунктирные линии представляют, грубо, соотношение между концентрацией и поглощением, и показывают, что менее 5 мг/мл в конечном растворе должно быть достаточно для обеспечения достаточной защиты при 454 нм (синий свет).
1. Способ лечения или профилактики воздействия облучения человека или животного, в котором фотозащитную композицию, содержащую каротиноидное соединение диадиноксантин, или его фармацевтически приемлемое пролекарство, или соль,
вместе с одним или более из фармацевтически приемлемых эксципиентов и/или разбавителей,
вводят указанному человеку или животному,
где указанная композиция является фотозащитной композицией от светового излучения с длиной волны от 350 до 500 нм.
2. Способ по п.1, где указанное каротиноидное соединение, использованное в указанной композиции, очищают до степени чистоты более 30%.
3. Способ по п.1 или 2, где указанное каротиноидное соединение получено или произведено из природных источников.
4. Способ по п.3, где указанное каротиноидное соединение выделено из микроводорослей, принадлежащих к фитопланктонным группам диатомовых водорослей, динофлагеллятов, примнесиофитов, эугленофитов и хризофитов.
5. Способ по п.1, где указанное каротиноидное соединение получают синтетически.
6. Способ по любому одному из пп.1, 2, 4 или 5, где указанное каротиноидное соединение комбинируют в композиции с дополнительными солнцезащитными веществами.
7. Способ по пп.1, 2, 4 или 5, где указанная композиция имеет форму раствора, суспензии, геля, эмульсии, мази или крема.
8. Способ по любому одному из пп.1, 2, 4 или 5, где указанная композиция пригодна для местного применения.
9. Способ по любому одному из пп.1, 2, 4 или 5, где указанную композицию изготавливают в виде косметического продукта, продукта для ухода за телом или продукта для ухода за волосами, и, необязательно, она включает дополнительные солнцезащитные соединения.
10. Способ по любому одному из пп.1, 2, 4 или 5, где указанную композицию применяют в сочетании с одним или более активными ингредиентами, которые эффективны для лечения или профилактики воздействия излучения.
11. Способ по любому одному из пп.1, 2, 4 или 5, где указанную композицию применяют местно на кожу или волосы человека.
12. Фотозащитная композиция, содержащая каротиноидное соединение диадиноксантин или его фармацевтически приемлемое пролекарство или соль
вместе с одним или более фармацевтически приемлемым эксципиентом и/или разбавителем.
13. Фотозащитная композиция по п.12, где указанную композицию изготавливают в виде косметического продукта, продукта для ухода за телом или продукта для ухода за волосами, и, необязательно, она включает дополнительные солнцезащитные соединения.
14. Фотозащитная композиция по п.12 или 13 для применения в качестве лекарственного средства.
15. Применение фотозащитной композиции, определенной по п.12 или 13, для получения косметического препарата.
16. Применение фотозащитной композиции, определенной по п.12 или 13, для получения лекарственного средства для лечения или профилактики воздействия излучения на человека или животного.
17. Способ получения из продукта фотозащитного или фотозащищенного продукта, включающий нанесение фотозащитной композиции, определенной по п.12 или 13, или каротиноидного соединения диадиноксантина, или его фармацевтически приемлемого пролекарства, или соли на указанный продукт или пропитывание указанного продукта вышеназванной композицией или соединением.
18. Фотозащитный или фотозащищенный продукт, получаемый способом по п.17.
19. Способ очистки каротиноидного соединения диадиноксантина из водорослей, включающий стадии
(i) смешивания водорослей с водой, доведенной до рН 8-12,
(ii) добавления спирта до конечного соотношения вода: спирт от 0,2 до 1,5:1,0,
(iii) экстрагирования указанной спиртоводной смеси (водная фаза) жидким органическим растворителем (органическая фаза), при соотношении водноспиртовая смесь: органический растворитель, равном от 0,75 до 1,5:1,0,
(iv) сбора водной и/или органической фазы и очистки из нее каротиноида.
20. Способ очистки по п.19, где указанная органическая фаза охлаждается при менее чем 10°С в течение более чем 5 мин.
21. Способ по п.19 или 20, где указанный спирт является этанолом, а указанный органический растворитель является гептаном.
