СОЛНЦЕЗАЩИТНЫЕ ФИЛЬТРЫ
SUN-PROTECTIVE FILTERS

Данное изобретение относится к УФ солнцезащитным композициям, подходящим для косметического или местного фармацевтического применения.
Эффекты, связанные с действием солнечного света, хорошо известны. Так, облучение кожи УФА и УФВ лучами может приводить, например, к солнечному ожогу, преждевременному старению и раку кожи.
Коммерческие солнцезащитные фильтры обычно содержат компоненты, которые способны отражать и/или поглощать УФ свет. Такие компоненты включают, например, неорганические оксиды, такие как оксид цинка и диоксид титана, а также органические солнцезащитные средства.
2
В целом, население обычно в большей степени обеспокоено очевидными эффектами действия солнечного света, например ожогом, вызывающим покраснение кожи, чем другими, визуально менее заметными эффектами. Поэтому коммерческие солнцезащитные композиции оцениваются с помощью солнцезащитного фактора (Sun Protection Factor - SPF). Он является мерой времени, которое необходимо для покраснения кожи под слоем композиции по сравнению с необработанной кожей. Таким образом, SPF 20 показывает, что под слоем композиции на коже в 2 мг на см для ее покраснения потребуется период времени, в 20 раз более длительный по сравнению с необработанной кожей. Такое покраснение вызывается, главным образом, УФВ лучами. При этом не существует соответствующего фактора для оценки эффектов УФА света, даже несмотря на то, что последний может быть более опасным в долгосрочной перспективе.
Большинство органических солнцезащитных средств поглощают свет только части УФА-УФВ спектра, поэтому, если необходимо получить защитный эффект, охватывающий весь УФА-УФВ спектр, то обычно необходимо применять сочетания различных органических солнцезащитных средств. Некоторые органические солнцезащитные средства и другие компоненты солнцезащитных композиций стабильны в УФ свете, тогда как другие являются светочувствительными и/или могут после облучения УФ светом деградировать и/или индуцировать деградацию другого ингредиента композиции.
Диоксид титана и оксид цинка обычно вводятся в препарат в виде «микронизированных» или «ультратонких» (20-50 нм) частиц (так называемых микрорефлекторов), поскольку частицы, размер которых составляет менее 10% длины волны падающего света, рассеивают свет согласно закону Релея, в соответствии с которым интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна биквадрату длины волны. Следовательно, они больше рассеивают УФВ свет (длина волны которого составляет от 280 или 290 до 315/320 нм) и УФА свет (с длиной волны от 315/320 до 400 нм), чем видимый свет с большими длинами волн, предотвращая солнечный ожог и, вместе с тем, оставаясь невидимыми на коже.
2
2
2
-1
Однако диоксид титана и оксид цинка также эффективно поглощают УФ свет сначала с образованием пар «электрон - дырка», а затем с образованием супероксидных и гидроксидных радикалов, и которые, в свою очередь, могут инициировать повреждение других компонентов композиции. Кристаллические формы TiO, анатаз и рутил, являются полупроводниками с энергиями запрещенной зоны примерно 3,23 и 3,06 эВ соответственно, что соответствует свету примерно 385 нм и 400 нм (1 эВ соответствует 8066 см). В самом деле, есть основание предположить, что TiO может повышать деградацию органических солнцезащитных средств, включая органические УФА солнцезащитные фильтры, например авобензон (avobenzone). Предпринимались попытки снизить неблагоприятные эффекты TiO и ZnO нанесением покрытия, однако покрытия не являются стабильно эффективными.
Причина, по которой большинство солнцезащитных средств не обладают по существу бесконечным действием (то есть фактором солнцезащитного действия, который остается по существу постоянным), заключается, главным образом, в том, что органические солнцезащитные средства деградируют под действием света и/или подвергаются неблагоприятному воздействию других компонентов солнцезащитной композиции, когда последняя подвергается действию УФ света.
В соответствии с данным изобретением неожиданно было установлено, что деградация органических солнцезащитных средств и других компонентов, чувствительных к деградации, может замедляться, если в композиции присутствует оксид цинка или диоксид титана, легированный другим элементом, и/или восстановленный оксид цинка. Другими словами, при применении в косметической композиции или местной фармацевтической композиции таких легированных или восстановленных веществ, а не обычных диоксида титана или оксида цинка, можно, например, получить либо композицию, которая обеспечивает лучшую защиту от УФ лучей для того же количества органического солнцезащитного средства, либо композицию, которая обладает таким же солнцезащитным действием от УФ лучей, но содержит меньшее количество органического солнцезащитного средства. В самом деле, можно получить солнцезащитные фильтры на весь день введением легированных и/или восстановленных материалов.
2
2
2
Таким образом, данное изобретение предлагает косметическую УФ солнцезащитную композицию, подходящую для косметического или местного фармацевтического применения, включающую количество одного или нескольких органических компонентов, которые являются светочувствительными, и/или которые деградируются, и/или в которых деградация индуцируется другим ингредиентом композиции, и количество TiO и/или ZnO, который(е) легирован(ы) одним или несколькими другими элементами, обычно вторым элементом, и/или восстановленного оксида цинка, причем скорость потери поглощения УФ такой композиции, по меньшей мере, на 5% меньше по сравнению с композицией такого же состава, но не содержащей указанного TiO и/или ZnO, легированного(ых) другим элементом, или восстановленного оксида цинка. Таким образом, если скорость потери поглощения УФ (во время воздействия УФ излучения), по меньшей мере, части УФА и/или УФВ спектра представляет собой Х, то количество органического(их) компонента(ов), который(ые) является(ются) светочувствительным(и) и/или который(е) деградируется(ются) другим ингредиентом композиции, имеет указанную скорость потери Y, где Y больше Х, по меньшей мере, на 5%, и количество легированного TiO и/или ZnO и/или восстановленного оксида цинка снижает значение указанной скорости потери с Y до Х.
2
2
2
Данное изобретение предлагает также применение легированного TiO/ZnO или восстановленного оксида цинка для снижения концентрации одного или нескольких органических УФ солнцезащитных фильтров или другого светочувствительного ингредиента или ингредиента, который деградируется другим ингредиентом композиции, в косметической УФ защитной композиции, а также для снижения скорости потери УФ поглощения солнцезащитной композиции, содержащей одно или несколько органических УФ солнцезащитных средств. Данное изобретение предлагает также способ повышения эффективности (улучшения стабильности) органической солнцезащитной композиции, содержащей один или несколько компонентов, которые являются светочувствительными, и/или которые деградируются, и/или в которых деградация индуцируется другим ингредиентом композиции, указанный способ включает введение в композицию легированного TiO/ZnO и/или восстановленного оксида цинка. Иногда продукты деградации (разложенные химические вещества) являются токсичными. Соответственно, данное изобретение предлагает также способ снижения продуцирования токсических соединений в УФ солнцезащитной композиции, который включает введение в композицию легированного TiO/ZnO и/или восстановленного ZnO.
2
2
Термин «УФ солнцезащитная композиция, подходящая для косметического или местного фармацевтического применения» означает любую косметическую или местную фармацевтическую композицию, обладающую УФ солнцезащитной активностью, т.е. он включает композиции, для которых защита от солнечных лучей может не являться главной функцией. Термин «местная фармацевтическая» используется по той причине, что в некоторых законодательных актах термин «косметическая» не распространяется на композиции, обладающие фармацевтическим действием. Будет понятно, что легированный TiO/ZnO или восстановленный ZnO может представлять собой единственный ингредиент композиции, обладающей УФ солнцезащитной активностью, т.е. композиция не должна обязательно содержать органическое УФ солнцезащитное средство. Следует представлять, что композиция может также содержать TiO и/или ZnO, который не был легирован или восстановлен.
Органический компонент, который является светочувствительным или может деградироваться другим ингредиентом композиции, обычно представляет собой УФ солнцезащитное средство. Хотя могут использоваться все органические солнцезащитные средства, для которых наблюдается потеря УФ поглощения, данное изобретение особенно полезно для средств, которые поглощают свет как в УФА, так и в УФВ области.
Однако другие органические компоненты также могут быть чувствительными к воздействию свободных радикалов деградированного компонента, потенциально индуцируя деградацию УФ солнцезащитного средства.
2
2
2
2
Как указывалось выше, поглощение УФ лучей органическим солнцезащитным средством обычно со временем снижается. В отличие от этого УФ поглощение TiO или ZnO с течением времени не снижается. Поскольку TiO и ZnO поглощают как в УФА, так и в УФВ области спектра, в то время как органическое солнцезащитное средство обычно более специфично к длине волны, можно видеть, что отношение поглощения УФА/УФВ может возрастать во времени. Когда используется легированный TiO/ZnO, а не такое же количество нелегированного TiO/ZnO, скорость изменения снижается. Это обусловлено тем, что легированный материал будет повышать характеристики органического солнцезащитного средства во времени. Следовательно, с УФА солнцезащитным фильтром потеря УФА поглощения во времени снижается (то есть УФА ответ более стабилен в присутствии легированного материала), так что отношение изменения скоростей снижается. Таким образом, если исходное соотношение поглощения равно Х/Y, то при использовании легированного материала оно приобретает вид:
где х имеет меньшую величину, и в результате скорость изменения является меньшей. С УФВ-солнцезащитным фильтром скорость изменения также снижается вследствие более стабильного УФВ ответа.
2
Скорость потери поглощения может определяться облучением образца композиции с и без легированного TiO и/или ZnO определенной толщины УФ светом подходящей длины волны и определением поглощения УФ композицией в течение заданного периода времени, обычно в течение 60 минут, получением графика зависимости поглощения для рассматриваемых длин волн от данного периода времени и определением площади под кривой, из которой может быть вычислена скорость потери поглощения. Очевидно, что меньшей площади под кривой соответствует меньшая потеря. Для УФА поглощения рассматриваются длины волн от 320 до 400, особенно от 340 до 390 нм.
Хотя любое снижение потери УФ поглощения является преимуществом, обычно желательно, чтобы присутствие легированного оксида снижало скорость УФ поглощения, по меньшей мере, на 5%, предпочтительно, по меньшей мере, на 10%, более предпочтительно, по меньшей мере, на 15%, особенно предпочтительно, по меньшей мере, на 20% и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, на 40%.
2
Дополнительный отличительный признак данного изобретения заключается в том, что легированный TiO/ZnO обычно окрашен. В результате, применение указанных легированных материалов приводит к тому, что композиция абсорбирует больше видимого света, который рассеивается ею, то есть меньше видимого света пропускается ею и достигает кожи. Кроме того, в некоторых странах окрашенные препараты являются предпочтительными. В Японии в осветляющих кожу композициях розовая окраска является полезной при маскировке неравномерного окрашивания кожи, на которую наносится композиция. В Индонезии желтый оттенок может рассматриваться как привлекательный. Однако, когда оттенок необходимо снизить до минимума, это может достигаться нанесением покрытия на частицы и/или регулированием концентрации легирующей добавки, что более подробно обсуждено ниже.
Оптимальное количество другого элемента в решетке основного элемента может определяться обычным экспериментом и в некоторых вариантах осуществления данного изобретения предпочтительно является достаточно низким, чтобы частицы не были окрашенными. Обычно можно использовать такие незначительные количества, как 0,1 мол.% или менее, например 0,05 мол.%, или такие значительные количества, как 1 мол.% или выше, например 5 мол.% или 10 мол.%. Обычные концентрации составляют от 0,5 до 2 мол.%.
2+
3+
3+
5+
5+
3+
,
Легирующим веществом для частиц оксида предпочтительно является марганец, который особенно предпочтителен, например Mn, но особенно Mn   ванадий, например V или V, хром и железо, но могут использоваться и другие металлы, которые включают никель, медь, олово, алюминий, свинец, серебро, цирконий, цинк, кобальт, галлий, ниобий, например Nb, сурьма, например Sb, тантал, например
5+
3+
5+
6+
3+
2+
4+
2+
Ta, стронций, кальций, магний, барий, молибден, например Мо, Мо или Мо, а также кремний. Марганец предпочтительно присутствует в форме Mn, кобальт в форме Со, олово в форме Sn, а также в форме Sn. Данные металлы могут вводиться сами по себе или в сочетании 2 или 3 или более. Более подробное описание таких легированных оксидов можно найти в публикациях WO 99/60994 и WO 01/40114.
2
Описанные выше частицы могут быть получены любым из стандартных способов получения легированных оксидов и солей. Таким образом, они могут быть получены методом спекания, который включает объединение частиц кристаллической решетки основного соединения (TiO/ZnO) со вторым компонентом в форме соли, такой как хлорид или кислородсодержащий анион, например перхлорат или нитрат, в растворе или суспензии, обычно в растворе в воде, и последующее спекание, обычно при температуре, по меньшей мере, 300°С. Другие способы, которые могут использоваться для получения легированных материалов, включают способ осаждения, описанный в публикации J. Mat. Sci. (1997) 36, 6001-6008, где растворы легированной соли и алкоксида основного металла (Ti/Zn) смешиваются и смешанные растворы затем нагреваются для превращения алкоксида в оксид. Нагрев продолжается до тех пор, пока не образуется осадок легированного материала. Более подробное описание процесса осаждения можно найти в указанных выше патентных публикациях.
2
Легированный TiO или легированный ZnO также может быть получен пиролизом в пламени или плазменными способами, где смешанные металлсодержащие предшественники в подходящем количестве подвергают воздействию пламени или плазмы для получения целевого продукта.
Рутильная форма титана, как известно, является более светостойкой, чем анатазная форма и, следовательно, является предпочтительной.
Частицы восстановленного оксида цинка (т.е. частицы с избыточным содержанием ионов цинка относительно ионов кислорода) могут быть легко получены нагревом частиц оксида цинка в восстановительной атмосфере для получения частиц восстановленного оксида цинка, которые абсорбируют УФ свет, особенно УФ свет с длиной волны менее 390 нм, и переизлучают в зеленый, предпочтительно при примерно 500 нм. Будет понятно, что частицы восстановленного оксида цинка будут содержать восстановленный оксид цинка, что согласуется с минимизацией миграции к поверхности частиц электронов и/или положительно заряженных дырок, так что при воздействии на указанные частицы УФ света в водной среде получение гидроксильных радикалов существенно снижается, как показано выше.
Восстановительной атмосферой может служить воздух с пониженным содержанием кислорода или с повышенным содержанием водорода, но предпочтительно она представляет собой смесь водорода и инертного газа, такого как азот или аргон. Обычно концентрация водорода составляет от 1 до 20%, в частности от 5 до 15 об.%, остальное - инертный газ, в частности азот. Предпочтительная восстановительная атмосфера представляет примерно 10% водорода и примерно 90 об.% азота. Оксид цинка нагревают в такой атмосфере при температуре в интервале от 500°С до 1000°С, обычно от 750 до 850°С, например около 800°С, в течение от 5 до 60 минут, обычно от 10 до 30 минут. Обычно его нагревают до температуры примерно 800°С в течение примерно 20 минут.
Считается, что частицы восстановленного оксида цинка содержат избыток ионов
2+
Zn внутри абсорбирующего ядра. Они являются локализованными состояниями и как таковые могут существовать внутри запрещенной зоны. Дополнительное обсуждение данного вопроса можно найти в публикации WO 99/60994.
Средний размер основных частиц обычно находится в интервале от примерно 1 до примерно 200 нм, например в интервале примерно от 1 до 150 нм, предпочтительно от примерно 1 до 100 нм, более предпочтительно от примерно 1 до 50 нм и наиболее предпочтительно от примерно 20 до 50 нм. Размер частиц предпочтительно выбран для предотвращения окрашивания конечного продукта. Таким образом, часто используются наночастицы. Однако в одном из вариантов осуществления данного изобретения могут использоваться частицы несколько большего размера, например, в интервале от 100 до 500 нм, обычно от 100 до 400 или 450 нм, в частности от 150 до 300 нм и особенно от 200 до 250 нм. Это обеспечивает хорошую укрывистость, например, недостатков кожи без ее неприемлемого отбеливания.
Когда частицы являются по существу сферическими, размер частиц будет представлен диаметром. Однако изобретение также включает частицы, которые не являются сферическими, тогда размер частиц относится к наибольшему измерению.
Частицы оксидов, используемые в данном изобретении, могут иметь неорганическое или органическое покрытие. Например, частицы могут быть покрыты оксидами элементов, таких как алюминий, цирконий или кремний, особенно диоксидом кремния. Частицы оксида металла могут также покрываться одним или несколькими органическими соединениями, такими как полиолы, амины, алканоламины, полимерные кремнийорганические соединения, например
2
3
1
10
1
1
RSi[{OSi(Me)}xOR], где R представляет собой С-С алкил, R представляет собой метил или этил и х представляет собой целое число от 4 до 12, гидрофильные полимеры, такие как полиакриламид, полиакриловая кислота, карбоксиметилцеллюлоза и ксантановая смола, или поверхностно-активные вещества, такие как, например, ТОРО. Такие покрытия могут обладать эффектом маскировки, по меньшей мере, в некоторой степени, любого тона, который могут иметь легированные частицы.
Композиции данного изобретения обычно предназначены для косметического применения и могут представлять собой, например, помады, композиции для предотвращения старения кожи в форме, например, кремов, включающих препарат от морщин, отшелушивающие препараты, включая скрабы, кремы и лосьоны, композиции для осветления кожи в форме, например, пудр и кремов для лица, препараты для рук, включая кремы и лосьоны, увлажняющие препараты, композиции для защиты волос, такие как кондиционеры, шампуни и лаки для волос, а также маски и гели для волос, композиции для очистки кожи, включая салфетки, лосьоны и гели, тени для век и румяна, тоники и сыворотки для кожи, а также средства для мытья, такие как гели для душа, средства для ванн, включая пены для ванн, масла для ванн, но предпочтительно представляют собой солнцезащитные фильтры. В этой связи следует подчеркнуть, что выражение «косметическая УФ солнцезащитная композиция» в данном описании включает любую композицию, наносимую на кожу, которая может оставлять остаток на коже, такой как некоторые средства для мытья. Композиции данного изобретения могут применяться в виде любого стандартного препарата, обеспечивающего защиту от УФ света. Композиции могут также представлять собой фармацевтические композиции, подходящие для местного применения. Такие композиции полезны, в частности, для пациентов, страдающих разрушениями кожи, которые подвержены неблагоприятному воздействию УФ света, приводящему к появлению световой полиморфной сыпи.
Органические солнцезащитные средства, которые могут использоваться в композициях данного изобретения, включают любое традиционное солнцезащитное средство, которое обеспечивает защиту от УФ света, в то время как при отсутствии другого светочувствительного компонента солнцезащитное средство является светочувствительным и/или подвергается деградации другим ингредиентом композиции.
Подходящие солнцезащитные средства приведены в публикации IARC Handbook of Cancer Prevention, vol. 5, Sunscreens, published by the International Agency for Research on Cancer, Lyon, 2001, и включают следующие вещества:
(a) пара-аминобензойные кислоты (РАВА), (поглотители УФВ), их сложные эфиры и производные, например амилдиметил-; этилдигидроксипропил-; этилгексилдиметил-; этил-; глицерил-; 4-бис-(полиэтокси)-РАВА;
(b) циннаматы (УФВ), в частности сложные эфиры, включая сложные метилциннаматовые эфиры и сложные метоксициннаматовые эфиры, такие как октилметоксициннамат, этилметоксициннамат, в частности 2-этилгексил-пара-метоксициннамат, изоамил-п-метоксициннамат или его смесь с диизопропилциннаматом, 2-этоксиэтил-4-метоксициннамат, DEA-метоксициннамат (диэтаноламинная соль пара-метоксигидроксициннамата) или α,β-ди(пара-метоксициннамоил)-α'-(2-этилгексаноил)глицерин, а также диизопропилметилциннамат;
(с) бензофеноны (УФА), такие как 2,4-дигидрокси-; 2-гидрокси-4-метокси; 2,2'-дигидрокси-4,4'-диметокси; 2,2'-дигидрокси-4-метокси-; 2,2',4,4'-тетрагидрокси-; и 2-гидрокси-4-метокси-4'-метилбензофеноны, бензолсульфоновая кислота и ее натриевая соль; натрий 2,2'-дигидрокси-4,4'-диметокси-5-сульфонбензофенон и оксибензон;
(d) дибензоилметаны (УФА), такие как бутилметоксидибензоилметан, в частности 4-трет-бутил-4'-метоксидибензоилметан;
(е) 2-фенилбензимидазол-5-сульфоновая кислота (УФВ) и фенилдибензимидазолсульфоновая кислота и их соли;
(f) алкил-β,β-дифенилакрилаты (УФВ), например алкил-α-циано-β,β-дифенилакрилаты, такие как октокрилен;
(g) триазины (УФВ), такие как 2,4,6-трианилино-(п-карбо-2-этилгексил-1-окси)-1,3,5-триазин, а также октилтриазон, например этилгексилтриазон и диэтилгексилбутамидотриазон;
(h) производные камфоры (обычно УФВ), такие как 4-метилбензилиден-, 3-бензилиденкамфор- и терефталилидендикамфорсульфоновая кислота (УФА), бензилиденкамфорсульфоновая кислота, метосульфат камфорбензалкония и полиакриламидометилбензилиденкамфора;
(i) органические пигментные солнцезащитные средства, такие как метилен-бис-бензотриазолилтетраметилбутилфенол;
(j) солнцезащитные средства на основе кремния, такие как диметикодиэтилбензальмалонат;
(k) салицилаты (УФВ), такие как дипропиленгликоль-, этиленгликоль-, этилгексил-, изопропилбензил-, метил-, фенил-, 3,3,5-триметил- и триэтаноламинсалицилат (соединение 2-гидроксибензойной кислоты и 2,2',2”-нитрилотрис(этанола));
(l) антранилаты (УФА), такие как метилантанилат, а также бис-имидазилат (УФА), диалкилтриолеат (УФВ), 5-метил-2-фенилбензоксазол (УФВ) и уроканиновая кислота (УФВ).
Некоторые соединения эффективны как в отношении УФА, так и в отношении УФВ. Эти соединения включают анизотриазин, метилен-бис-бензотриазолилтетраметилбутилфенол и дрометризолтрисилоксан (Mexoryl XL).
Органическое(ие) солнцезащитное(ые) средство(а) обычно присутствует(ют) в композициях в концентрации от 0,1 до 20%, предпочтительно от 1 до 10% и особенно от 2 до 5 мас.% из расчета на массу композиции.
В композициях, которые обычно являются водными, оксиды металлов предпочтительно присутствуют в концентрации от примерно 0,5 до 20 мас.%, предпочтительно примерно от 1 до 10 мас.%, более предпочтительно примерно от 3 до 8 мас.% и особенно предпочтительно примерно от 4 до 7%, в частности от 4 до 6%, например, приблизительно 5 мас.%.
Композиции могут быть представлены в форме, например, лосьонов, обычно с вязкостью от 4000 до 10000 МПа·с, таких как загущенные лосьоны, гели, пузырчатые дисперсии, кремы, обычно жидкий крем с вязкостью от 10000 до 20000 МПа·с или крем с вязкостью от 20000 до 100000 МПа·с, препараты в виде молочка, порошки, твердые карандаши, и необязательно могут расфасовываться в виде аэрозолей или обеспечиваться в форме пенок или спреев.
2
Композиции могут содержать любой из ингредиентов, используемых в таких препаратах, включая жирные соединения, органические растворители, силиконы, загустители, жидкие и твердые смягчающие средства, успокоительные средства, другие УФА, УФВ или солнцезащитные средства широкого спектра, пеногасители, антиоксиданты, такие как бутилгидрокситолуол, буферы, такие как молочная кислота с основанием, таким как триэтаноламин или гидроксид натрия, экстракты растений, таких как алоэ вера, василек, гамамелис, бузина и огурец, усилитель активности, увлажняющие средства и влагоудерживающие средства, такие как глицерин, сорбит, 2-пирролидон-5-карбоксилат, дибутилфталат, желатин и полиэтиленгликоль, ароматизаторы, консерванты, такие как сложные пара-гидроксибензоатные эфиры, поверхностно-активные вещества, наполнители и загустители, отшелушивающие вещества, анионные, катионные, неионные или амфотерные полимеры или их смеси, пропелленты, подщелачивающие или подкисляющие средства, красители и порошки, включая пигменты на основе оксидов металлов с размером частиц от 100 нм до 20000 нм, такие как оксиды железа, наряду с обычными (нелегированными) TiO и ZnO.
2
10
2
2
2
Другие ингредиенты косметических композиций, например некоторые поверхностно-активные вещества, могут оказывать деградирующее действие на некоторые солнцезащитные средства в присутствии УФ света. Кроме того, известно, что TiO и ZnO деградируют некоторые органические солнцезащитные фильтры, такие как авобензон, и антиоксиданты, такие как витамины, например витамины А, В, С и Е, а также факторы, препятствующие старению, такие как ниацинамид (niacinamide), ретеноиды, кофермент MEQ и т.д. Будет понятно, что особенно полезно с такими солнцезащитными фильтрами применять легированный TiO и/или ZnO и/или восстановленный ZnO. Это обусловлено тем, что TiO и ZnO, как правило, обладают позитивным УФ поглощающим действием. Следовательно, при применении легированных TiO и/или ZnO и/или восстановленного ZnO можно применять меньшее количество антиоксиданта или получать препарат более продолжительного действия.
Органические растворители обычно представляют собой низшие спирты и полиолы, такие как этанол, изопропанол, пропиленгликоль, глицерин и сорбит, а также метиленхлорид, ацетон, этиленгликольмоноэтилэфир, диэтиленгликольмонобутилэфир, диэтиленгликольмоноэтилэфир, диметилсульфоксид, диметилформамид и тетрагидрофуран.
Жирные соединения могут состоять из масла или воска или их смеси, жирных кислот, сложных эфиров жирных кислот, жирных спиртов, вазелина, парафинов, ланолина, гидрированного ланолина или ацетилированного ланолина, пчелиного воска, озокерита или парафинового воска.
Масла обычно представляют собой животные, растительные, минеральные или синтетические масла и, в частности, гидрированное пальмовое масло, гидрированное касторовое масло, вазелиновое масло, парафиновое масло, пурцеллиновое масло, силиконовое масло, такое как полидиметилсилоксаны и изопарафин.
Воски обычно представляют собой животные, ископаемые, растительные, минеральные или синтетические воски. Такие воски включают пчелиный воск, карнаубский воск, канделильский воск, воски сахарного тростника или японские воски, озокериты, горный воск, микрокристаллические воски, парафины или силиконовые воски и смолы.
12
15
Сложные эфиры жирных кислот представляют собой, например, изопропилмиристат, изопропиладипат, изопропилпальмитат, октилпальмитат, бензиловые эфиры С-С жирных спиртов (“FINSOLV TN” от FINETEX), оксипропиленированный миристиновый спирт, содержащий 3 моля пропиленоксида (“WITCONOL APM” от WITCO), триглицериды каприновой и каприловой кислоты (“MIGLYOL 812” от HULS).
Композиции могут также содержать загустители, такие как сшитые или несшитые полимеры акриловой кислоты и, в частности, полиакриловые кислоты, которые сшиты с использованием полифункционального средства, такого как продукты, продаваемые под названием “CARBOPOL” компанией GOODRICH, целлюлоза и ее производные, такие как метилцеллюлоза, гидроксиметилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, натриевые соли карбоксиметилцеллюлозы, или смеси цетилстеарилового спирта и оксиэтиленированного цетилстеарилового спирта, содержащего 33 моля этиленоксида.
Желательно, массовое отношение вододиспергируемого диоксида титана к диспергируемому в масле диоксиду титана находится в интервале от 1:4 до 4:1, предпочтительно от 1:2 до 2:1, идеально - взяты примерно в равных массовых долях.
Подходящие смягчающие средства включают стеариловый спирт, глицерилмонорицинолеат, норковый жир, цетиловый спирт, изопропилизостеарат, стеариновая кислота, изобутилпальмитат, изоцетилстеарат, олеиловый спирт, изопропиллаурат, гексиллаурат, децилолеат, октадекан-2-ол, изоцетиловый спирт, ейкозаниловый спирт, бегениловый спирт, цетилпальмитат, силиконовые масла, такие как диметилполисилоксан, ди-н-бутилсебакат, изопропилмиристат, изопропилпальмитат, изопропилстеарат, бутилстеарат, полиэтиленгликоль, триэтиленгликоль, ланолин, какао-масло, кукурузное масло, хлопковое масло, оливковое масло, пальмоядровое масло, рапсовое масло, подсолнечное масло, масло энотеры, соевое масло, подсолнечное масло, масло авокадо, кунжутное масло, кокосовое масло, арахисовое масло, касторовое масло, ацетилированные ланолиновые спирты, вазелин, минеральное масло, бутилмиристат, изостеариновая кислота, пальмитиновая кислота, изопропиллинолеат, лауриллактат, миристиллактат, децилолеат, миристилмиристат.
Подходящие пропелленты включают пропан, бутан, изобутан, диметиловый эфир, диоксид углерода, оксид азота.
Подходящие порошки включают мел, тальк, фуллерову глину, каолин, крахмал, смолы, коллоидный диоксид кремния, полиакрилат натрия, смектические тетраалкил- и/или триалкилариламмоний, химически модифицированный алюмосиликат магния, органически модифицированный монтмориллонит, гидратированный силикат алюминия, коллоидальный диоксид кремния, карбоксивиниловый полимер, натрийкарбоксиметилцеллюлоза, этиленгликольмоностеарат.
Когда композиции данного изобретения представляют собой солнцезащитные фильтры, они могут быть в форме, например, суспензий или дисперсий в растворителях или жирных веществах или в виде эмульсий, таких как кремы или косметическое молочко, в форме мазей, гелей, твердых карандашей или аэрозольных пенок. Эмульсии, которые могут представлять собой эмульсии типа «масло-в-воде» или «вода-в-масле», могут дополнительно содержать эмульгатор, включающий анионные, неионные, катионные или амфотерные поверхностно-активные вещества; для эмульсии типа «вода-в-масле» ГЛБ (гидрофильно-липофильный баланс) обычно составляет от 1 до 6, в то время как большее значение, т.е. >6, желательно для эмульсии типа «масло-в-воде». Как правило, количества воды составляют до 80%, обычно от 5 до 80 об.% Конкретные эмульгаторы, которые могут использоваться, включают сорбитантриолеат, сорбитантристеарат, глицеринмоноолеат, глицеринмоностеарат, глицеринмонолаурат, сорбитансесквиолеат, сорбитанмоноолеат, сорбитанмоностеарат, полиоксиэтилен(2)стеариловый эфир, полиоксиэтиленсорбит-производное пчелиного воска, PEG 200 дилаурат, сорбитанмонопальмитат, полиоксиэтилен(3,5)нонилфенол, PEG 200 моностеарат, сорбитанмоностеарат, сорбитанмонолаурат, PEG 400 диолеат, полиоксиэтилен(5)моностеарат, полиоксиэтилен(4)сорбитанмоностеарат, полиоксиэтилен(4)лауриловый эфир, полиоксиэтилен(5)сорбитанмоноолеат, PEG 300 моноолеат, полиоксиэтилен(20)сорбитантристеарат, полиоксиэтилен(20)сорбитантриолеат, полиоксиэтилен(8)моностеарат, PEG 400 моноолеат, PEG 400 моностеарат, полиоксиэтилен(10)моноолеат, полиоксиэтилен(10)стеариловый эфир, полиэтилен(10)цетиловый эфир, полиоксиэтилен(9,3)октилфенол, полиоксиэтилен(4)сорбитанмонолаурат, PEG 600 моноолеат, PEG 1000 дилаурат, полиоксиэтиленовое производное сорбитланолина, полиоксиэтилен(12)лауриловый эфир, PEG 1500 диолеат, полиоксиэтилен(14)лаурат, полиоксиэтилен(20)сорбитанмоностеарат, полиоксиэтилен(20)сорбитанмоноолеат, полиоксиэтилен(20)стеариловый эфир, полиоксиэтилен(20)сорбитанмонопальмитат, полиоксиэтилен(20)цетиловый эфир, полиоксиэтилен(25)оксипропиленмоностеарат, полиоксиэтилен(20)сорбитмонолаурат, полиоксиэтилен(23)лауриловый эфир, полиоксиэтилен(50)моностеарат и PEG 4000 моностеарат. Альтернативно, эмульгатор может представлять собой силиконовое поверхностно-активное вещество, в частности диметилполисилоксан с полиоксиэтиленовыми и/или полиоксипропиленовыми боковыми цепями, обычно, с молекулярной массой от 10000 до 50000, в частности циклометикон- и диметиконсополиол. Они могут также изготавливаться в форме пузырьковых дисперсий ионогенных или неионогенных амфифильных липидов, полученных согласно известным способам.
Может быть преимущественно использоваться как вододиспергируемый, так и диспергируемый в масле диоксид титана или оксид цинка, по меньшей мере, один из которых является легированным или, в случае оксида цинка, восстановленным. Было установлено, что, когда эмульсия наносится на кожу, она имеет тенденцию разделяться на маслянистые и немаслянистые области. При испарении воды частицы, диспергируемые в масле, будут иметь тенденцию находиться в маслянистых областях, оставляя, таким образом, незащищенные области. Этого можно избежать при наличии как гидрофильных, так и гидрофобных частиц в эмульсии, так что одни остаются в гидрофильных областях, а другие в гидрофобных областях.
Вододиспергируемые частицы могут не иметь покрытия или покрываться материалом для придания гидрофильной поверхностной активности частицам. Примеры таких материалов включают оксид алюминия и силикат алюминия. Подходящими покрытиями для диспергируемых в масле частиц, которые проявляют гидрофобное поверхностное свойство, являются мыла на основе металлов, такие как стеарат алюминия, лаурат алюминия или стеарат цинка, или кремнийорганические соединения.
Приведенные далее примеры дополнительно иллюстрируют данное изобретение.
Пример 1
Деградацию солнцезащитных препаратов оценивают следующим образом.
Методы
Получение образца
Отрезают две полоски полиэтилена размером 10 мм × 25 мм и толщиной 12,5 микрон. Размещают полиэтиленовые полоски на расстоянии 20 мм от центра кварцевого предметного стекла. Пипеткой наносят примерно 30 мл солнцезащитного препарата на центр предметного стекла. Осторожно накладывают второе предметное кварцевое стекло на верх образца и сжимают предметные стекла вместе на полиэтиленовых полосках, получая, таким образом, образец толщиной 12,5 мкм. Соблюдают осторожность во избежание образования пузырьков.
Облучение
Для облучения используют ксеноновую лампу с фильтром Schott WG320. Основное показание излучения света получают с использованием спектрорадиометра, калиброванного в интервале от 290 до 400 нм.
Определяют интенсивность света (290-400 нм), проходящего через образец воды, для применения в качестве эталона (Iq). Интенсивность света в интервале 290-400 нм является обычной интенсивностью для середины лета средних широт.
Определяют интенсивность света (290-400 нм), проходящего через образец (It), сразу при введении образца в поток света (время 0) и затем каждые 10 минут в течение 1 часа.
В конце эксперимента берут другое основное показание излучения света для подтверждения того, что источник света остается стабильным.
Вычисления
Пропускание (К) солнцезащитной пленки вычисляют для каждой отдельной длины волны
К = It/Iq
Результаты можно использовать для построения графика зависимости пропускания от длины волны для каждого момента времени, и они показывают повышение пропускания отдельного солнцезащитного фильтра во время излучения.
Потерю светового поглощения (D) солнцезащитным фильтром для каждой отдельной длины волны вычисляют как долю поглощения света солнцезащитным фильтром в момент времени Т=0, все еще сохраняющуюся к моменту времени Т=t.
D = K0/Kt
Результаты вычислений могут использоваться для построения графика зависимости потери поглощения света от длины волны. Такой график позволяет сравнивать различные солнцезащитные препараты. Посредством вычисления площади под полученной кривой для каждого момента времени может быть вычислена скорость изменения общего УФА поглощения.
Препараты
Коммерческие солнцезащитные фильтры с солнцезащитным фактором 5 и солнцезащитным фактором 10. Они включают следующие ингредиенты.
Курсивом выделены активные солнцезащитные средства.
2
Данные препараты модифицируют введением легированных и нелегированных TiOи ZnO в различных концентрациях и сравнивают с немодифицированными препаратами.
Коммерческий препарат с солнцезащитным фактором 5
Вода
С12-15 алкилбензоат
Глицерин
Бутиленгликольдикаприлат/капрат
Ceteareth-20
Глицерилстеарат
Этилгексилтриазон
Бутилметоксидибензоилметан
Динатрийфенилдибензимидазолтетрасульфонат
Сополимер PVP/гексадекан
Токофенилацетат
Цетилпальмитат
Цетеариловый спирт
Ceteareth-12
Феноксиэтанол
Метилпарабен
Этиленгексилглицерин
Тринатриевая соль EDTA
Цитрат натрия
Лимонная кислота
PEG-4-лаурат-PEG-4-дилаурат
PEG-4
Йодпропинилбутилкарбамат
Ароматизатор
Коммерческий препарат с солнцезащитным фактором 10
Вода
Этилгексилметоксициннамат
Глицерин
Ceteareth-12
Бутиленгликольдикаприлат/дикапрат
С12-15 алкилбензоат
Глицеринстеарат
Этилгексилтриазон
Бутилметоксидибензоилметан
Феноксиэтанол
Цетилпальмитат
Цетеариловый спирт
Ceteareth-12
Сополимер PVP/гексадекан
Фенил/бензимидазолсульфонат
Токофенилацетат
Метилпарабен
Этилгексилглицерин
Тринатриевая соль EDTA
PEG-4-лаурат
PEG-4-дилаурат
PEG-4
Йодпропинилбутилкарбамат
ВНТ
Ароматизатор
Результаты представлены на фигурах, где
на фиг.1 показано влияние времени на поглощение в УФА для препарата с солнцезащитным фактором 10, в который добавлялся диоксид титана, нелегированный и легированный 1% ванадием или марганцем;
на фиг.2 показаны средние потери (в процентах) для некоторых препаратов;
на фиг.3 показаны потери поглощения коммерческого препарата с солнцезащитным фактором 10 в УФА области во времени от t=0 до t=60;
на фиг.4 показана деградация препарата с солнцезащитным фактором 5, в который был добавлен диоксид титана, легированный или нелегированный;
на фиг.5 показана доля сохранившейся защиты для коммерческого препарата с солнцезащитным фактором 10, в который был добавлен оксид цинка, нелегированный или легированный 1% марганцем или железом;
на фиг.6 показано среднее изменение поглощения УФА для коммерческого препарата с солнцезащитным фактором 10, в который был добавлен оксид цинка, нелегированный или легированный марганцем или железом;
2
на фиг.7 показано среднее изменение поглощения УФА для одной и той же композиции, в которую был добавлен TiO, легированный марганцем или с нанесенным на него покрытием.
Фиг.8 представляет сравнение графиков зависимости поглощения от длины волны для композиции данного изобретения и двух коммерчески доступных композиций.
2
2
Как можно видеть, добавление TiO и ZnO снижает скорость деградации, что обусловлено частично рассеянием и частично дополнительным поглощением. TiO или ZnO, легированный марганцем и ванадием, в частности, обладает значительно большим эффектом в том, что снижается скорость потери защиты от УФ. Коммерческий препарат с солнцезащитным фактором 10 был модифицирован введением обычного или восстановленного ZnO аналогичных физических свойств в количестве 5% для сравнения. Полученные препараты были облучены, как описано выше. УФА поглощение определялось как функция времени в течение 60 минут. Каждый препарат, содержащий восстановленный или обычный оксид цинка, показал примерно 2% пропускания в начальный момент времени (время равно нулю). Однако восстановленный оксид цинка показал сниженную скорость потери УФА поглощения как функцию воздействия УФ света при скорости потери примерно 12% для обычного оксида цинка и скорости потери защиты примерно 8% для восстановленного оксида цинка.
Пример 2
2
Сравнивают препараты, отличающиеся только природой введенного TiO, затем определяют их поглощательную способность.
Солнцезащитные препараты получают в соответствии с методикой Stanley Black (www.sblack.com, Formula Reference 1629).
Фаза А
мас.%/мас.
Вода
80,35%
Пропиленгликоль
2,00
Метилпарабен
0,15
Гель Алое Вера × 1
0,10
Фаза В
Lexemul 561 (глицерилстеарат, PEG-100 стеарат)
5,00
Lexemul GDL (глицерилдилаурат)
1,50
Стеариловый спирт NF
0,30
Lexol IPM (изопропилмиристат)
1,00
Lexol ЕНР (октилпальмитат)
2,00
Dow Corning 200 Fluid 200cs (диметикон)
0,50
Пропилпарабен
0,10
Parsol 1789 (BMDM)
2,00
Диоксид титана
5,00
Препараты получают следующим образом.
Фазу А нагревают до 75°С.
Фазу А добавляют к фазе В при энергичном перемешивании. Охлаждают смесь до комнатной температуры при перемешивании.
2
Характеристика TiO:
2
А. TiO, легированный марганцем до содержания приблизительно 1 мол.%; размер первичных частиц 20-30 нм; кристаллическая форма - 99% рутил; частицы не имеют покрытия.
В. Uvinul от BASF
Размер первичных частиц примерно 21 нм
Кристаллическая форма - 75% анатаз/25% рутил
Покрытие - Триметилкаприлилсилан 5%
С. MT100AQ от Tayca Corp.
Размер первичных частиц 15 нм
Кристаллическая форма приблизительно 100% рутила
Покрытие - оксид алюминия/диоксид кремния/альгиновая кислота - до 30%
2
2
Полученные результаты представлены на фиг.8, где показана степень поглощательной способности при различных длинах волн для 3 композиций. Из представленных данных видно, что легированный TiO приводит к значительному повышению поглощения при около 360 нм, т.е. в УФА области спектра, по сравнению с двумя коммерческими нелегированными материалами. Как следствие, применением такого легированного TiO можно снизить в препарате концентрацию УФА солнцезащитного вещества, органического или неорганического, и/или повысить эффективность препарата по защите от УФА излучения.