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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erhalten von Sonnenschutzzusammensetzungen
mit besserer Lichtbeständigkeit
im UVA- und UVB-Bereich. Das Verfahren verbessert die Lichtbeständigkeit
durch Einkapseln von Sonnenschutzwirkstoffen (die durch Licht abgebaut
werden, wenn sie zusammen in der gleichen Sonnenschutzzusammensetzung
vorliegen) in getrennten Mikrokapseln und durch Einbringen dieser
Mikrokapseln in ein beliebiges verträgliches Vehikel.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Mit
steigendem Bedarf an höheren
SPF-Werten und einem Breitbandschutz sind die Hersteller gezwungen,
mehrere Wirkstoffe zu kombinieren, wodurch ein immer schwerwiegenderes
Problem mit einer lichtinduzierten Kreuzreaktivität zwischen
Sonnenschutzwirkstoffen entsteht.
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Zum
Beispiel hat man kürzlich
Butylmethoxydibenzoylmethan (andere bekannte Bezeichnungen: 4-tert.-Butyl-4'-methoxydibenzoylmethan,
Avobenzon, BMDBM) in der endgültigen
Monographie der FDA für OTC-Sonnenschutzprodukte
als Kategorie 1 aufgelistet. Bei diesem ausgezeichneten UVA-Absorber
kommt es aber zu einer Reihe von Problemen bei der Formulierung.
(W. Johncock, Sun Protection The Influencing Factors in Creating
Effective Products, März
1999, London, März
1999 und Bezugsstellen darin.) Ein hauptsächliches Problem bei dieser
Sonnenschutzverbindung ist die lichtinduzierte Wechselwirkung mit
dem am weitesten verbreitet eingesetzten UVB-Absorber Octylmethoxycinnamat
(R.M. Sayre et al., 26th Annual Meeting of the American Society
for Photobiology, Abstr. Nr. SPM-A7). Diese Kreuzreaktivität trägt erheblich
zu der photochemischen Instabilität des UVB- und des UVA-Wirkstoffs bei. Das
Problem der Lichtbeständigkeit
bei einer Kombination von UVA- mit
UVB-Filtern ist anscheinend nicht nur auf den Fall von BMDBM und
OMC beschränkt.
In der gleichen Arbeit von Johncock erläutert dieser, dass neue UVA-Chromophore, die
als Kandidaten für
neue Produkte untersucht wurden, verworfen wurden, da sich herausstellte,
dass sie auf inakzeptable Weise mit OMC wechselwirken.
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Lichtinduzierte
Wechselwirkungen von BMDBM beschränken auch das Einbringen dieses
Absorbers zusammen mit physikalischem Sonnenschutzmittel, wie Titandioxid.
In den USA ist die Formulierung von BMDBM zusammen mit TiO2 oder ZnO nicht zugelassen.
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Mehrere
Patente, zum Beispiel WO94/04131 und
EP780119 ,
wurden im Hinblick auf die verbesserte Lichtbeständigkeit von BMDBM in Gegenwart
anderer Son nenschutzinhaltsstoffe, wie Octocrylen, p-Methylbenzylidenkampher
und anderen, bei bestimmten Molverhältnissen veröffentlicht.
Diese Patente erwähnen aber
keine Zimtsäurederivate,
und insbesondere erwähnen
sie nicht OMC, das zurzeit der am häufigsten eingesetzte UVB-Absorber
ist. In der Praxis enthalten viele populäre Produkte von Breitband-Lichtschutzzusammensetzungen
OMC und BMDBM als hauptsächliche
UV-Absorber. Unglücklicherweise
ist die Lichtbeständigkeit
vieler solcher Produkte schlecht, und sie lassen sich durch Octocrylen
oder p-Methylbenzilidenkampher nur
unzureichend stabilisieren.
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Die
Patente
EP 0 920 858
A2 und
US 5 985 251 lehren,
dass eine bessere Lichtbeständigkeit
von Zusammensetzungen auf Basis von Benzylidenderivaten und Zimtsäurederivaten
bei Verwendung eines wasserlöslichen
Zimtsäurederivats
mit einem fettlöslichen
Benzylidenderivat erhalten wird. Nimmt man an, dass eine Lichtunbeständigkeit
von einer diffusionskontrollierten Reaktion zwischen angeregten
Spezies der Sonnenschutzmittel herrührt, kann man sich vorstellen,
dass die Trennung der beiden inkompatiblen Mittel in verschiedene
Phasen die Beständigkeit
durch Schaffung einer Diffusionsschranke erhöht.
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WO
98/31333 (Yissum R&D)
offenbart mit Sonnenschutz dotierte Sol-Gel-Matrixmaterialien für die Verwendung in Sonnenschutzzusammensetzungen.
Die Sonnenschutzwirkstoffe sind in einer Sol-Gel-Matrix eingeschlossen,
so dass sie nicht mit dem Körper
(Haut, Nägeln
oder Haar) in Kontakt kommen und eine entzündliche oder allergische Reaktion
hervorrufen können.
US 5 733 531 (Mitchnick
et al.) lehrt eine Sunblock-Zusammensetzung, wobei die Sunblock-Komponente
aus Partikeln besteht, die jeweils eine Matrix und eine in die Matrix
eingeschlossene UV-abschwächende Verbindung
enthalten. Das Matrixmaterial ist aus hydrophoben Materialien ausgewählt, wie
Wachs, Öl
und anderen wasserunlöslichen
Verbindungen.
US 5 876 699 lehrt
eine Sunblock-Formulierung, die eine Emulsion von mikronisiertem
Titandioxid und einem in transparenten Kunststoffkugeln eingeschlossenen
Sonnenschutzmittel umfasst.
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WO00/09652
wurde am 24. Februar 2000 veröffentlicht
und beansprucht die Priorität
vom 13. August 1998. Da die notwendigen Schritte für den Eintritt
in die regionale europäische
Phase gemäß Art. 158
(2) EPÜ unternommen
wurden, wird angenommen, dass sein Inhalt relevanten Stand der Technik
in Bezug auf die Frage der Neuheit kraft Arf. 54 (3) und (4) EPÜ darstellt.
Diese frühere
Anmeldung offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Sol-Gel-Mikrokapseln,
die mit funktionellen Molekülen
oder Substanzen beladen sind, wie Sonnenschutzwirkstoffen, wobei
das Verfahren auf der Herstellung einer Öl-in-Wasser-Emulsion aus der
hydrophoben Lösung,
wel che die Sol-Gel-Vorstufen und die einzuschließenden Moleküle oder
Substanzen umfasst, in einer wässrigen
Lösung
und auf dem Mischen der Lösung
mit einer weiteren wässrigen
Lösung
basiert, so dass die Kondensations-Polymerisationsreaktion beschleunigt
wird.
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Keines
der Dokumente des Standes der Technik betrifft jedoch ein Verfahren
zum Erhalten einer besseren Lichtbeständigkeit einer Sonnenschutzzusammensetzung,
die Sonnenschutzwirkstoffe umfasst, die durch Licht abgebaut werden,
wenn sie zusammen in der gleichen Sonnenschutzzusammensetzung vorliegen. Daher
war eine Aufgabe der Erfindung die Bereitstellung eines Verfahrens
zum Erhalten von Sonnenschutzzusammensetzungen mit besserer Lichtbeständigkeit
im UVA- und UVB-Bereich.
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Das
hier offenbarte Verfahren lehrt, dass eine bessere Lichtbeständigkeit
erzielt wird, indem durch wirksame Einkapselung von mindestens einem
von zwei inkompatiblen Sonnenschutzwirkstoffen, wie beispielsweise
Zimtsäurederivate
und Dibenzoylmethanderivate, eine effiziente Diffusionsschranke
erzeugt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden
beide inkompatiblen Sonnenschutzwirkstoffe getrennt eingekapselt.
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Das
in dieser Erfindung dargelegte Verfahren ist nicht auf eine spezielle
Kombination von UVB- und UVA-Absorbern beschränkt und liefert eine weitere
Verbesserung der Lichtbeständigkeit
verglichen mit Stabilisierungsverfahren des Standes der Technik.
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Dem
erfindungsgemäßen Verfahren
zufolge gibt es keine Formulierungsbeschränkung im Hinblick auf das Verhältnis zwischen
UVA- und UVB-Absorbern, so dass jedes gewünschte UVA-UVB-Schutzverhältnis erzielt
werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt ein Verfahren bereit zum Erhalten von besserer
Lichtbeständigkeit
einer Sonnenschutzzusammensetzung nach Anspruch 1. Dieses Verfahren
stellt eine Zusammensetzung bereit, die mindestens zwei Sonnenschutzwirkstoffe
enthält,
die lichtunbeständig
sind, wenn sie zusammen formuliert werden, umfassend:
- a) Einkapseln mindestens eines Sonnenschutzwirkstoffs in einem
Einkapselungsmaterial, das sich zum Halten des eingekapselten Wirkstoffmaterials
eignet, wodurch dessen Auslaugen aus den Kapseln verringert oder
verhindert wird, und
- b) Zugeben weiterer verträglicher
Komponenten und Hilfsstoffe, die zur Herstellung der Zusammensetzung benötigt werden.
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Erfindungsgemäß werden
die Sonnenschutzwirkstoffe aus der Gruppe ausgewählt, die aus UVA-Absorbern
und UVB-Absorbern besteht, die bevorzugt in Sol-Gel-Mikrokapseln eingekapselt sind.
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Bei
einer Ausführungsform
kann die bessere Lichtbeständigkeit
einer Sonnenschutzzusammensetzung durch Einkapseln jedes Wirkstoffs
in getrennten Sol-Gel-Mikrokapseln
erhalten werden.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
ist zumindest ein Sonnenschutzwirkstoff nicht eingekapselt.
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Erfindungsgemäß kann einer
der Sonnenschutzwirkstoffe ein Dibenzoylmethanderivat sein, das
vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus 4-tert.-Butyl-4'-methoxydibenzoylmethan,
2-Methyldibenzoylmethan, 4-Methyldibenzoylethan, 4-Isopropyldibenzoylmethan,
4tert.-Butyldibenzoylmethan, 2,4-Dimethyldibenzoylmethan, 2,5-Dimethyldibenzoylmethan,
4,4'-Diisopropyldibenzoylmethan,
2-Methyl-5-isopropyl-4'-methoxydibenzoylmethan,
2-Methyl-5-tert.-butyl-4'-methoxydibenzoylmethan,
2,4-Dimethyl-4'-methoxydibenzoylmethan
und 2,6-Dimethyl-4-tert.-butyl-4'-methoxydibenzoylmethan
besteht.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Sonnenschutzwirkstoffe 4-tert.-Butyl-4'-methoxydibenzoylmethan und 2-Ethylhexyl-4-methoxycinnamat.
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Bei
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
sind die Sonnenschutzwirkstoffe 2-Ethylhexyl-p-methoxycinnamat und
Cinoxat.
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4-tert.-Butyl-4'-methoxydibenzoylmethan
kann zusammen mit Homosalat, mit 2-Cyano-3,3-diphenylacrylsäure-2-ethylhexylester
oder mit einem kosmetischen Öl
eingekapselt werden, wie Dicaprylmaleat, Caprintriglycerid, Capryltriglycerid,
Octylpalmitat, C12-C15-Alkylbenzoat, Dioctylmaleat, Dioctylmalat,
Propylenglycoldicaprylat, Propylenglycoldicaprat, Diisopropyladipat,
Hexyllaurat und Gemische davon.
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Die
erfindungsgemäße Zusammensetzung
kann zudem einen physikalischen Sunblock-Wirkstoff enthalten, der
aus der Gruppe ausgewählt
wird, die aus Titandioxid, Zinkoxid, Eisenoxid und Gemischen davon besteht.
Dabei kann der physikalische Sunblock-Wirkstoff von einer beliebigen
kommerziell erhältlichen
Qualität
sein, einschließlich
oberflächenbehandelter
Partikel, wie Titandioxidpartikel, die mit Siliziumdioxid, Aluminiumoxid,
Stearinsäure
oder jeder anderen Oberflächenbehandlung
oberflächenbehandelt
wurden.
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Die
erfindungsgemäße Sonnenschutzzusammensetzung
kann in eine kosmetisch verträgliche
Formulierung für
die Verwendung zum Schutz von menschlicher Epidermis oder menschlichem
Haar gegen UV-Strahlung eingebracht werden.
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Die
Sonnenschutzzusammensetzungen können
die Form einer Lotion, einer Creme, einer Milch, eines Gels, eines Öls, eines
Aerosols, eines Sprays, eines Schaums, eines festen Stifts, eines
Puders, eines Schampoos, einer Haarspülung, eines Lacks oder eines
Makeups haben.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
FIGUREN
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Es
zeigt:
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1:
Transmittanzspektren der Probe 132 (die zusammen eingekapseltes
OMC und BMDBM enthält)
bei Belichtung: simuliertes Sonnenlichtspektrum (Kurve 1); simuliertes
Licht durch Transpore®-Band (Kurve 2); handelsübliches
Sonnenschutzprodukt bei 0 min Belichtung (Kurve 3); handelsübliches
Sonnenschutzprodukt bei 20 min Belichtung (Kurve 4); Probe 132 bei
0 min (Kurve 5); 10 min (Kurve 6) und 20 min Belichtung (Kurve 7);
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2 Transmittanzspektren
der Probe 139 (mit freiem OMC und BMDBM) bei Belichtung: simuliertes Licht
durch Transpore®-Band
(Kurve 1); Probe 139 bei 0 min (Kurve 2); 10 min (Kurve 3) und 20
min Belichtung (Kurve 4);
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3 Transmittanzspektren
der Probe 151 (mit eingekapseltem OMC und getrennt eingekapseltem BMDBM
mit HMS) bei Belichtung: Probe 151 bei 0 min (Kurve 1); 10 min (Kurve
2) und 20 min Belichtung (Kurve 3);
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4 Transmittanzspektren
der Probe 152 (mit freiem OMC, BMDBM und HMS) bei Belichtung: Probe
152 bei 0 min (Kurve 1); 10 min (Kurve 2) und 20 min Belichtung
(Kurve 3);
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5 Transmittanzspektren
der Probe 153 (mit eingekapseltem OMC und getrennt eingekapseltem BMDBM
mit Octocrylen) bei Belichtung: Probe 153 bei 0 min (Kurve 1); 10
min (Kurve 2) und 20 min Belichtung (Kurve 3);
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6 Transmittanzspektren
der Probe 154 (mit freiem OMC, BMDBM und Octocrylen) bei Belichtung: Probe
154 bei 0 min (Kurve 1); 10 min (Kurve 2) und 20 min Belichtung
(Kurve 3);
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7A – Transmittanzspektren
einer Zusammensetzung mit freien Sonnenschutzwirkstoffen (7,5% OMC,
1,5% BMDBM und 5% Octocrylen) bei steigenden MED [minimalen enthemalen
Dosen];
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7B – Transmittanzspektren
einer Zusammensetzung mit in Sol-Gel eingekapseltem OMC und in Sol-Gel
eingekapseltem BMDBM + Octocrylen in getrennten Mikrokapseln (in
den gleichen Konzentrationen wie bei 7A) bei
steigenden MED.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Das
in dieser Erfindung dargelegte Verfahren ermöglicht eine gemeinsame Formulierung
von mindestens zwei Sonnenschutzwirkstoffen (die durch Licht abgebaut
werden, wenn sie zusammen in der gleichen Sonnenschutzzusammensetzung
vorliegen) unter Beibehaltung einer hohen Lichtbeständigkeit
der Reagenzien. Dies erfolgt durch deren getrennte Einkapselung,
wodurch zerstörende
Reaktionen zwischen ihnen oder ihren Lichtabbauprodukten verringert
oder sogar verhindert werden. Bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung erfolgt dies durch Einkapseln von nur einem oder einigen
der Wirkstoffe, wobei der/die andere(n) Wirkstoff(e) in nicht-eingekapselter Form
in der Zusammensetzung vorliegt/vorliegen.
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Ein
wirksame Einkapselung, welche die Sonnenschutzwirkstoffe innerhalb
der Kapseln hält
und ihr Auslaugen verringert oder sogar verhindert, erzeugt eine
Schranke, die eine Kreuzreaktivität verringert oder sogar verhindert.
Von Sol-Gel herrührende
Kapseln werden zur Erzeugung einer solchen Schranke verwendet. Folglich
werden lichtbeständige
Zusammensetzungen erhalten. Bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung wird die Lichtstabilität erzielt durch Einkapseln
von einem oder mehr Sonnenschutzinhaltsstoffen in Kapseln, die das
Auslaugen des eingekapselten Materials verringern oder sogar verhindern,
und Diffusion anderer Sonnenschutzwirkstoffe, die in nicht-eingekapselter
Form in der Formulierung zugegen sind, in die Kapseln.
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Dieses
Stabilisierungsverfahren ist besonders effizient zur Stabilisierung
von Sonnenschutzformulierungen, die Octylmethoxycinnamat (OMC, 2-Ethylhexyl-4-methoxycinnamat)
oder Padimat-O (beides UVB-Absorber) und 4-tert.-Butyl-4'-methoxydibenzoylmethan (einen UVA-Absorber)
enthalten, mit oder ohne weitere UVB-Absorber, wie 3,3,5-Trimethylcyclohexylsalicylat
(Homosalat) oder 2-Cyano-3,3-diphenylacrylsäure-2-ethylhexylester
(Octocrylen), oder in Gegenwart kosmetischer Öle, die gemeinsam mit 4-tert.-Butyl-4'-methoxydibenzoylmethan
eingekapselt sein können.
Mehrere Sonnenschutzwirkstoffe können
zusammen eingekapselt werden, vorausgesetzt dass sie keinen Lichtabbau
verursachen, wenn sie miteinander in Kontakt sind.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Steigerung der Lichtbeständigkeit
durch getrennte Einkapselung inkompatibler Inhaltsstoffe ist allgemein
und kann auf alle bekannten Sonnenschutzwirkstoffe sowie auf diejenigen,
die noch entdeckt werden, angewendet werden.
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Das
Verfahren ist nicht auf die Herstellung von Sonnenschutzzusammensetzungen
für die
Anwendung beim Menschen beschränkt,
sondern kann auf jede Son nenschutzzusammensetzung angewendet werden,
die zum Schutz gegen Sonnenstrahlung für jeden Gegenstand verwendet
wird, der einer solchen Strahlung ausgesetzt ist.
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Die
Erfindung verwendet ein Sol-Gel-Einkapselungsverfahren, am stärksten bevorzugt
Sol-Gel-Kieselsäure.
Bei diesem Verfahren werden Mikrokapseln von Sonnenschutzwirkstoffen
durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellt, wie in der US-Anmeldung 09/372176
offenbart: Der Sonnenschutzwirkstoff wird in den Sol-Gel-Vorstufen gelöst, wobei
die Sol-Gel-Vorstufen ein Metall- oder ein Halbmetallalkoxidmonomer
oder ein partiell hydrolysiertes und partiell kondensiertes Polymer
davon oder ein Gemisch von jedem beliebigen der Vorstehenden sind.
Diese Lösung
wird unter hohen Scherkräften
in einer wässrigen
Lösung
emulgiert, die oberflächenaktive
Mittel enthält,
die zur Stabilisierung der Emulsionen beitragen, wie Cetyltrimethylammoniumchlorid.
Die erhaltene Emulsion wird mit einer wässrigen Lösung bei einem geeignet ausgewählten pH
(basisch, neutral oder sauer) gemischt, bis sich Kugeln bilden,
die das eingekapselte Sonnenschutzmittel enthalten.
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Die
Erfindung kann insbesondere dazu angewendet werden, lichtbeständige Breitband-Sonnenschutzzusammensetzungen
zu erhalten, die aus Dibenzoylmethanderivaten als UVA-Absorber in
Gegenwart von UVB-Absorbern, wie OMC, in der gleichen Formulierung
bestehen. Diese Dibenzoylmethane können aus der Gruppe ausgewählt werden,
die aus 4-tert.-Butyl-4'-methoxydibenzoylmethan,
2-Methyldibenzoylmethan, 4-Methyldibenzoylethan, 4-Isopropyldibenzoylmethan,
4-tert.-Butyldibenzoylmethan, 2,4-Dimethyldibenzoylmethan, 2,5-Dimethyldibenzoylmethan,
4,4'-Diisopropyldibenzoylmethan,
2-Methyl-5-isopropyl-4'-methoxydibenzoylmethan,
2-Methyl-5-tert.-butyl-4'-methoxydibenzoylmethan,
2,4-Dimethyl-4'-methoxydibenzoylmethan und
2,6-Dimethyl-4-tert.-butyl-4'-methoxydibenzoylmethan
besteht.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden Sol-Gel-Kapseln,
die BMDBM und Homosalat in einem Teil enthalten, gemeinsam mit Sol-Gel-Kapseln, die
OMC enthalten, in einer Kosmetikzusammensetzung formuliert. Die
erhaltene Formulierung ist lichtbeständig, wohingegen eine ähnliche
Formulierung, die die gleichen Inhaltsstoffe in der gleichen Konzentration
enthält,
photochemisch instabil ist.
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Bei
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
werden Sol-Gel-Kapseln, die BMDBM und Octocrylen in einem Teil enthalten,
mit Sol-Gel-Kapseln, die OMC enthalten, in einer Kosmetikzusammensetzung
gemeinsam formuliert. Die erhaltene Formulierung ist lichtbeständig, wohingegen
eine ähnliche
Formulierung, die die glei chen Inhaltsstoffe in der gleichen Konzentration
enthält,
signifikant weniger lichtbeständig
ist.
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Bei
noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden Sol-Gel-Kapseln, die BMDBM
in Dicaprylmaleat in einem Teil enthalten, mit Sol-Gel-Kapseln,
die OMC enthalten, in einer Kosmetikzusammensetzung gemeinsam formuliert.
Die erhaltene Formulierung ist lichtbeständig, wohingegen eine ähnliche
Formulierung, die die gleichen Inhaltsstoffe in der gleichen Konzentration
enthält,
signifikant weniger lichtbeständig ist.
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Bei
noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden Sol-Gel-Kapseln, die OMC
enthalten, mit nicht-eingekapseltem BMDBM in einer Kosmetikzusammensetzung
gemeinsam formuliert. Dabei handelt es sich um eine Emulsion, wobei
BMDBM in der organischen Phase der Emulsion gelöst ist. Die erhaltene Formulierung
ist lichtbeständig,
wohingegen eine ähnliche
Formulierung, die die gleichen Inhaltsstoffe in der gleichen Konzentration
enthält,
signifikant weniger lichtbeständig
ist.
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Bei
noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden Sol-Gel-Kapseln,
die BMDBM enthalten, in einer Kosmetikzusammensetzung mit anorganischen
Sonnenschutzwirkstoffen kombiniert, wie Titandioxid, Zinkoxid oder
Eisenoxiden.
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BEISPIELE
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Die
folgenden Beispiele verdeutlichen und demonstrieren die Erfindung
und sollen unter keinen Umständen
ausschließlich
sein.
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Beispiel 1: Herstellung
von Mikrokapseln für
die Trennung von Sonnenschutzwirkstoffen durch ein Sol-Gel-Verfahren.
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Mikrokapseln
von Sonnenschutzwirkstoffen können
durch ein Sol-Gel-Verfahren
hergestellt werden, wie in der US-Anmeldung 09/372176 beschrieben:
Der Sonnenschutzwirkstoff wird in den Sol-Gel-Vorstufen gelöst, wobei
die Sol-Gel-Vorstufen
ein Metall- oder Halbmetallalkoxidmonomer oder ein partiell hydrolysiertes und
partiell kondensiertes Polymer davon oder ein Gemisch von beliebigen
der Vorstehenden sein können. Diese
Lösung
wird unter hohen Scherkräften
in einer wässrigen
Lösung
emulgiert, die oberflächenaktive
Mittel enthält,
die zur Stabilisierung der Emulsionen beitragen, wie Cetyltrimethylammoniumchlorid.
Die erhaltene Emulsion wird mit einer wässrigen Lösung bei einem geeignet ausgewählten pH
(basisch, neutral oder sauer) gemischt, bis sich Kieselsäurekugeln
bilden, die das eingekapselte Sonnenschutzmittel enthalten. Eine
geeignete Auswahl der Reaktionsbedingungen erleichtert die Bildung
von Kugeln mit der gewünschten
Partikelgröße, die
die eingekapselten Sonnenschutzinhaltsstoffe sehr effizient halten,
was zu sehr niedrigen Auslaugraten der Eingekapselten führt.
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Die
erhaltene Suspension von Kieselsäurekugeln,
die eingekapselten Sonnenschutzwirkstoff enthalten, wird in Sonnenschutzzusammensetzungen
eingebracht, wie in den folgenden Beispielen erläutert.
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Das
getrennte Einkapseln von Sonnenschutzwirkstoffen, wodurch eine Trennung
von Inhaltsstoffen erzielt wird, die einen Lichtabbau einleiten,
wenn sie kombiniert werden, führt
zu einer besseren Lichtbeständigkeit
der Formulierung, wie die Beispiele 9 und 10 zeigen. Beispiel
2: Öl-in-Wasser-Sonnenschutzzusammensetzung
mit eingekapselten Sonnenschutzwirkstoffen
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Phase
A wurde auf 75°C
erwärmt
und gemischt. Phase B wurde auf 75°C erwärmt und gemischt. Phase B wurde
in Phase A gegossen, und es wurde 5 Minuten lang gerührt und
anschließend
25 Minuten homogenisiert. Das Gemisch wurde auf 55°C abgekühlt. Phase
C wurde unter Rühren
hinzugefügt.
Das Gemisch wurde weiter auf 40°C
abgekühlt.
Phase D wurde unter Rühren
hinzugefügt.
Die Creme wurde weitere 5 Minuten lang gerührt.
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Beispiel 3: Vergleichsbeispiel: Öl-in-Wasser-Sonnenschutzzusammensetzung
mit freiem OMC
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Die
Zusammensetzung wurde wie Beispiel 2 hergestellt, ausgenommen dass
OMC in Phase A gelöst wurde,
wobei 7,5% in der endgültigen
Zusammensetzung erhalten wurden. Die Kieselsäuresuspension wurde durch Wasser
ersetzt. Beispiel
4: Öl-in-Wasser-Sonnenschutzzusammensetzung
mit eingekapselten Sonnenschutzwirkstoffen
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Die
Phasen A und B wurden getrennt auf 80°C erwärmt. Phase A wurde zu Phase
B zugegeben, und es wurde 1 Minute lang homogenisiert. Das Gemisch
wurde unter Rühren
auf 40–50°C abgekühlt. Phase
C wurde hinzugefügt,
und es wurde 1 Minute lang homogenisiert. Das Gemisch wurde auf
R.T. abgekühlt.
Phase D wurde unter Rühren
hinzugefügt.
Der pH wurde auf 5,0 eingestellt. Beispiel
5: Öl-in-Wasser-Sonnenschutzzusammensetzung
mit eingekapselten Sonnenschutzwirkstoffen und TiO
2 -
Die
Phasen A und B wurden getrennt auf 80°C erwärmt. Phase A wurde zu Phase
B zugegeben, und es wurde 1 Minute lang homogenisiert. Das Gemisch
wurde unter Rühren
auf 40–50°C abgekühlt. Phase
C wurde hinzugefügt,
und es wurde 1 Minute lang homogenisiert. Das Gemisch wurde auf
R.T. abgekühlt.
Phase D wurde unter Rühren
hinzugefügt.
Der pH wurde auf 5,0 eingestellt. Beispiel
6: Vergleichsbeispiel: Öl-in-Wasser-Sonnenschutzzusammensetzung
mit freiem OMC
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Die
Phasen A und B wurden getrennt auf 80°C erwärmt. Phase A wurde zu Phase
B zugegeben, und es wurde 1 Minute lang homogenisiert. Das Gemisch
wurde unter Rühren
auf R.T. abgekühlt.
Phase D wurde unter Rühren
hinzugefügt,
und der pH wurde auf 5,0 eingestellt. Beispiel
7: Öl-in-Wasser-Sonnenschutzzusammensetzung
mit eingekapselten Sonnenschutzwirkstoffen
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Phase
A und Phase B wurden getrennt hergestellt. Phase B wurde langsam
unter Rühren
(R.T.) zu Phase B zugegeben. Das Gemisch wurde 1 Minute lang homogenisiert. Beispiel
8: Vergleichsbeispiel: Wasser-in-Öl-Sonnenschutzzusammensetzung
freiem OMC
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Stelle
Phase A und Phase B getrennt bei R.T. her. Gib Phase B langsam unter
Rühren
(R.T.) zu Phase B. Homogenisiere 1 Minute lang.
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Beispiel 9: Tests der
Lichtbeständigkeit
von eingekapselten gegenüber
freien Sonnenschutzwirkstoffen
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Ein
wichtiges Beispiel für
die Verhinderung von schädlicher
Kreuzreaktivität
ist der Fall OMC und BMDBM. Es ist allgemein anerkannt, dass bei
einer Coformulierung von OMC und BMDBM beide unter Belichtung instabil
sind. Dies ist ein erheblicher Nachteil, weil jeder dieser Sonnenschutzinhaltsstoffe
eine hohe spezifische Absorption bei seinem Maximum aufweist. BMDBM
ist zurzeit der einzige verwendete effiziente UVA-Absorber. OMC
ist der am weitesten verbreitet eingesetzte UVB-Absorber.
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Es
wurden drei Formulierungen gemäß Beispiel
2 auf der Basis von Sonnenschutzwirkstoffen hergestellt, die in
Sol-Gel-Kieselsäure
eingekapselt waren, wie im Beispiel 1 beschrieben, wobei die Zusammensetzung
in Tabelle 1 angegeben ist. Sonnenschutzwirkstoffe wurden als eingekapselter
Verbund-Sonnenschutz in wässriger
Suspension zu der Wasserphase gegeben. Zum Vergleich wurden drei
andere Formulierungen mit den gleichen Zusammensetzungen mit freien
Sonnenschutzwirkstoffen gemäß Beispiel
3 hergestellt.
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Die
sechs Proben wurden einem Lichtbeständigkeitstest auf Basis des
von Diffey und Robson beschriebenen Verfahrens unterzogen (B.L.
Diffey und J. Robson, J. Soc. Cosmet. Chem. 40, 127–139, 1989). Sonnenschutzproben
wurden auf Transpore®-Band aufgebracht und
mit simuliertem Sonnenlicht belichtet. Die Transmission durch die
Kombination wurde mit einem Bentham-Doppelbeugungsgitter-Spektroradiometer
aufgezeichnet. Durch Wiederholen der Messung bei steigender Dauer
kann man die Beständigkeit
des Sonnenschutzfilms untersuchen. Veränderungen in der Transmission
in einem gegebenen Wellenlängenbereich
zeigen, dass die Chemikalie, die in diesem Wellenlängenbereich
absorbiert, nicht beständig
ist. Die Gesamtintensität
des Lichtes im Bereich 290–400
nm betrug etwa 30 mW/cm2, entsprach also
dem 5- bis 6-fachen des normalen Sonnenlichts.
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Die 1–6 zeigen
die Ergebnisse, die für
die sechs Proben erhalten wurden. Ein Vergleich der sechs Figuren
zeigt deutlich, dass die getrennte Einkapselung von OMC und BMDBM
eine Kreuzreaktivität verhindert
und die Lichtbeständigkeit
der Sonnenschutzzusammensetzung am deutlichsten erhöht. Die
Instabilität
einer Zusammensetzung, die OMC und BMDBM (in freier Form) in der
gleichen Formulierung enthält,
ist in 2 gezeigt. Die Veränderung, die in den Transmittanzspektren
von Kurve 2 zu Kurve 4 über
eine Belichtungszeit von 20 Minuten erkennbar ist, deutet auf einen
schnellen Abbau der absorbierenden Verbindung, d.h. der Sonnenschutzwirkstoffe.
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Dagegen
zeigt 3 die Ergebnisse, die erhalten werden, wird OMC
von BMDBM getrennt, indem OMC in einem Teil eingekapselt wird, während in
anderen Kapseln ein Gemisch aus BMDBM und HMS eingekapselt wird.
Beide Kapseltypen werden in der Sonnenschutzzusammensetzung gemäß Beispiel
2 kombiniert. 3 zeigt deutlich, dass keine
Veränderung
im Transmittanzspektrum über
eine Belichtungsdauer von 20 Minuten auftrat. Dies zeigt, dass das
System stabil ist. Werden die gleichen Sonnenschutzwirkstoffe (OMC,
BMDBM und HMS) in einer ähnlichen
Sonnenschutzzusammensetzung in ihrer freien Form formuliert, führt eine 20-minütige Belichtung
dagegen zu abnehmender Transmittanz, was den Abbau der lichtabsorbierenden
Verbindungen, d.h. der Sonnenschutzwirkstoffe, anzeigt.
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Wird
OMC mittels Einkapselung von einem Gemisch aus BMDBM und Octocrylen
getrennt, wird ebenfalls ein lichtbeständiges System erhalten (5).
Dagegen ist eine Zusammensetzung weniger beständig, die die gleichen Wirkstoffe
in ihrer freien Form enthält
(6).
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Erwartungsgemäß stabilisiert
gemeinsames Einkapseln von OMC und BMDBM in der gleichen Kapsel diese
Substanzen nicht, wie 1 zeigt (vgl. Kurven 5, 6 und
7).
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle
1: Ergebnisse des Lichtbeständigkeitstests
- a7,5% OMC, 1,4% BMDBM
- b7,5% OMC, 1,5% BMDBM, 5,4% HMS
- c7,5% OMC, 1,5% BMDBM, 5,6% Octocrylen
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Beispiel 10: Test der
Lichtbeständigkeit
von eingekapselten gegenüber
freien Sonnenschutzwirkstoffen
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Es
wurden Kosmetikzusammensetzungen gemäß Beispiel 2 hergestellt, die
7,5% in Sol-Gel-Kieselsäure
eingekapseltes OMC und 1,5% BMDBM mit 5% 2-Cyano-3,3-Diphenylacrylsäure-2-ethylhexylester
(Octocrylen) enthielten, die gemeinsam in getrennten Sol-Gel-Kieselsäurekapseln
eingekapselt waren. Eine Vergleichszusammensetzung mit den gleichen
Wirkstoffen in freier Form wurde gemäß Beispiel 3 hergestellt.
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Die
Zusammensetzungen wurden auf eine YSI-Modell-5793-Standard-Teflonmembran als
Substrat aufgebracht. Die Messungen der spektralen Transmittanz
wurden in 1-MED-Intervallen von dem dünnen Film des Produkts aufgenommen,
der in situ mit 0 bis 10 MED bestrahlt wurde, wobei er der kalibrierten
Sonnenlichtquelle stetig ausgesetzt wurde.
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Die
MED des Lichtbeständigkeits-Sonnensimulators
wurde unter Verwendung des Erythem-Wirkungsspektrums für Menschen
der CIE berechnet und basierte auf einer MED von 20 mJ, die für ein hellhäutiges Individuum
typisch ist.
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7A zeigt
die Transmittanzspektren einer Zusammensetzung, die freie Sonnenschutzwirkstoffe enthält. 7B zeigt
die Spektren für
eine Zusammensetzung, die eingekapseltes OMC und eingekapseltes (BMDBM
+ Octocrylen) enthält.
Die beste Schutzwirkung wird erwartungsgemäß für beide Proben bei 0 MED erhalten.
Die Zusammensetzung mit den freien Inhaltsstoffen zeigt einen schnellen
Abbau der Wirkstoffe, wie sich aus der zunehmenden Transmittanz
bei höheren
MED ergibt (7A). Es wird beobachtet, dass
die stabilisierende Wirkung von Octocrylen auf BMDBM in Gegenwart
von OMC nicht genügt,
damit ein starker Abbau der Sonnenschutzwirkstoffe verhindert wird.
Siehe 7B: Man beobachtet einen signifikant
langsameren Abbau, wird OMC getrennt von (BMDBM + Octocrylen) eingekapselt.
