JP5933178B2 - キトサンカルボキシアルキルアミドのヒドロゲル、その調製方法、並びに、無水生成物、皮膚科組成物および美容用組成物 - Google Patents

Description

この発明は、皮膚の熱傷の美容的および皮膚科的治療用のキトサンカルボキシアルキルアミドのチキソトロピー性ヒドロゲルに関する。

セルロース同様、キチンは最も広範な天然ポリマーの一つである。これは例えばある種の甲殻類や昆虫の外骨格から得られる。キチンは、β−１，４結合により互いに結合したＮ−アセチルグルコサミン単位から成る。キトサンは加水分解によるキチンの脱アセチル化物であり、この加水分解によりＮ−アセチル−グルコサミン単位の少なくともいくつかがグルコサミン単位に変換される。一般的には、５０％より大きい脱アセチル化度を示すキチンを“キトサン”という用語で表すと認識されている。キチンの脱アセチル化は一般的には水中のポリマーの溶解度を増大させるが、この可溶化はｐＨ値に依存し、換言すれば、十分な割合のアミン基がプロトン化されると、高レベルの脱アセチル化を示すキトサンは、一般的にはｐＨ値が６より低い、酸性媒体にのみ溶解する。

これら両ポリマーの優れた生体適合性、並びにキチンの生分解性およびそれには劣るがキトサンの生分解性は長きにわたり知られている。また、これらのポリマーの静菌性および静真菌性特性についても説明されてきた。さらに、それらポリマーの、表面（表皮）または深部のいずれにおいても慢性または急性皮膚病変の治癒に作用する、すなわち、真皮に影響を与える能力が実証されている。

従って、仏国特許出願公開第２，７３６，８３５号は、４０％の脱アセチル化度を有するキチンをベースとする慢性外傷用の包帯剤を開示している。この包帯剤は比較的剛性であり、透明性ヒドロゲルの形態をとる。

国際特許出願公開第０３／０６８２８１号は、キチンをベースとせず、少なくとも６０％、好ましくは９４〜９８％の間から成る脱アセチル化度を有するキトサンをベースとする包帯剤を開示している。この包帯剤も同様に、保護および治療されるべき外傷上にて取扱および配置されることが可能となるのに十分な力学的特性を有する、随意に支持体に固定された、厚さ１〜１０ｍｍの間のパッチの形態をとる。

最後に、米国特許第６，１２４，２７３号は、創傷内に放出されることを意図した、有効成分、具体的にはタンパク質を含む架橋キチンをベースとしたヒドロゲルを開示している。

仏国特許出願公開第２，７３６，８３５号 国際特許出願公開第０３／０６８２８１号 米国特許第６，１２４，２７３号

本発明の目的は、キトサンの既知の治癒特性を、上述の従来技術文献に記載されているような比較的硬質なヒドロゲルをベースとした包帯剤の形態ではなく、必要に応じて皮膚の比較的広範囲に対しても、より使用し易く、且つ容易に適用することができるクリームまたは軟膏の形態で、利用することである。このような利用は、医療用の包帯剤としてだけでなく、例えば日光に長時間さらされたことによる、軽度の表面的熱傷の美容的治療に対してキトサンを使用可能にするであろう。

従って、本出願人は、キトサンのチキソトロピー性ヒドロゲル、すなわち、静止時にはゲルの稠度を有するが、剪断力を受けると十分に低い粘度を有して、皮膚の広範囲にわたって容易に適用することが可能となる、（共有結合による架橋点を有する化学ゲルとは対照的な）物理ゲルを完成させることを目的とした。このヒドロゲルは皮膚のｐＨ値に比較的近い、好ましくは６．５〜７．２の間のｐＨ値を有するべきである。実際に、この範囲を外れたｐＨ値であっても健康な皮膚上への塗布に完全に適合するが、本出願人は、表面あるいは深部にかかわらず、熱傷により生じる痛みの迅速かつ効果的な緩和は、敢えて製品のｐＨ値を皮膚のｐＨ値に近い範囲に調整することによってのみ得られることを発見した。

次に本出願人は、このｐＨ範囲内での弱アセチル化キトサンの溶解性が不十分となる問題に直面した。実際に、キトサンの酸性溶液の中和の際、約５〜６のｐＨ値での沈殿生成およびチキソトロピー性ヒドロゲルの調製は不可能であることが分かった。

本発明は、クリームまたは軟膏の稠度を有し、且つ、適切なカルボキシ二酸の無水物と反応させることによって、少なくとも８５％の脱アセチル化度を有するキトサンのグルコサミン単位のアミン官能基の少なくとも４０％、好ましくは少なくとも５０％をＣＯＯＨ官能基に変換することにより、皮膚のｐＨ値（ｐＨ＝６．９）に近いｐＨ値を有するチキソトロピー性ヒドロゲルを調製することは可能であるという発見に基づく。

したがって、本発明は、キトサンカルボキシアルキルアミドのヒドロゲルに関するものであり、６．５〜７．２の間、好ましくは６．８〜７．０の間の、皮膚のｐＨ値に近いｐＨ値を有し、前記キトサンカルボキシアルキルアミドが、
−（Ａ）単位と（Ｂ）単位の合計に対し、４０〜９０ｍｏｌ％、好ましくは５０〜８０ｍｏｌ％、特には５０〜７５ｍｏｌ％の一般式（Ｉ）
（式中、ｎは１〜８の範囲の整数、好ましくは１〜４の範囲の整数、特には２を表す）ののＤ−グルコサミン Ｎ―カルボキシアルキルアミド単位（（Ａ）単位）、またはその生理学的に許容される塩基付加塩と
−（Ａ）単位と（Ｂ）単位の合計に対し、６０〜１０ｍｏｌ％、好ましくは５０〜２０ｍｏｌ％、特には５０〜２５ｍｏｌ％の一般式（ＩＩ）
（式中、ＲはＣ_１−４のアルキル残留物を表す）のプロトン化Ｄグルコサミン単位（（Ｂ）単位）と、
−（Ａ）単位と（Ｂ）単位と（Ｃ）単位の合計に対し、５〜１５ｍｏｌ％のＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン単位（（Ｃ）単位）と
により構成されることを特徴とするヒドロゲルである。

上述の通り、このようなヒドロゲルは、チキソトロピー性であるべき、すなわち剪断力を受けない限り無限大の粘度を有する、すなわちゲルは大変緩やかに流動するか、まったく流動しない。例えば皮膚上に塗布している際に剪断力を受けると、ゲルの粘度は低減する。ブルックフィールド粘度計（４号針、回転速度３０〜６０ｒｐｍ、２０℃）で測定した本発明のチキソトロピー性ゲルのブルックフィールド粘度は、好ましくは２００〜８０００センチポアズの間、特には３００〜１０００センチポアズの間である。

このように本発明のヒドロゲルを形成するキトサンはＣ_３−１０のカルボキシ二酸の無水物を有するキトサンのアセチル化生成物の酸添加塩である。無水物と反応させていないキトサンのアミン官能基を酸性化するのに用いられる酸は、一般式Ｒ−ＣＯＯＨ（式中、ＲはＣ_１−４のアルキル基を表す）の有機酸である。好ましくは、この酸性化に用いられる有機酸は酢酸であり、すなわち、Ｒはメチル基を表す。この酸は一般的には酸無水物との反応および反応生成物として得られるキトサンカルボキシアルキルアミドの中和の前に、水中にキトサンを溶解する際に用いられる。

適切な稠度のヒドロゲルを得るために、キトサンカルボキシアルキルアミドの濃度は好ましくは０．５〜３重量％の間、特には１〜２重量％の間である。一般的には０．５％未満の濃度の場合、剪断力の不在下においてさえ流動するほどゲル粘度が低過ぎ、一方、３重量％を超える濃度の場合、特許文献１および２に記載されているような、過度に硬質なゲルを生じ、皮膚の広範囲にわたって容易に塗布するのには適合しない。

上述したキトサンカルボキシアルキルアミドの適切な量は、当然のことながら、使用するキトサン誘導体の平均分子量によって決まる。ポリマーの分子量が大きいほど、適切な稠度を得るのに必要な濃度は低い。

本発明のヒドロゲルを形成するキトサンカルボキシアルキルアミドは、一般的には１０，０００〜８００，０００ダルトンの間、好ましくは５０，０００〜２００，０００ダルトンの間からなる重量平均分子量を有する。

この分子量は、ヒドロゲルの調製中に、キトサンの水性懸濁液または酸性溶液を過酸化水素処理することによって低減させることができる。

本発明のヒドロゲルは、水に加えて、皮膚上におけるゲルの円滑な伸びを確実にするための、ポリオールから選択されたテクスチャー剤を含む。本発明のヒドロゲルは０．１〜４０重量％、特には０．１〜２０重量％の少なくとも一つのポリオールを含む。好ましいポリオールはグリセロールである。

本発明のキトサンカルボキシルアミドのヒドロゲルは、即時鎮痛効果を有するが、これはおそらく保湿効果と冷却効果、ならびに酸性ｐＨまたは塩基性ｐＨによる刺激性特質が不在であるためであろう。この鎮痛作用は、本発明のヒドロゲル中に、その治癒効果で良く知られるキンセンカ（Calendula officinalis）の抽出物を配合することによる相乗作用で、向上および／持続させることができる。出願人は、濃度０．２〜０．５％のキンセンカの水グリセリン抽出物を用いることで優れた成果を得ている。

ヒドロゲルおよびその脱水生成物の美容的使用に関して、しかしながら具体的には前記脱水生成物の皮膚科用使用に関して、薬学的使用に適合するヒドロゲルの入手可能な無菌検体を有することが望まれる。ヒドロゲルの殺菌は、高圧蒸気または、例えば十分な線量のガンマ線照射などの、無菌化放射線の照射によって実施されることが好ましい。

本発明の特定の実施態様において、開封後の長期保管による細菌汚染を防ぐ目的で、ヒドロゲルは単位用量の形態で包装されている。

本発明のさらなる目的は上で定義したヒドロゲルの調製プロセスである。このプロセスは以下の連続的段階を含む。すなわち、
第１段階−一般式Ｒ−ＣＯＯＨ（式中、ＲはＣ_１−４のアルキル基、好ましくはメチル基を表す）の有機酸を添加することによって、ｐＨ値を４．５〜５．５の間とした、８５〜９５％の間の脱アセチル化度を有するキトサンの酸性水溶液を調製する。
第２段階−このようにして得た水溶液中のキトサンの酸付加塩を、１ｍｏｌのＤ−グルコサミン単位（（Ｂ）単位）に対して０．５〜１ｍｏｌの一般式ＨＯＯＣ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＯＯＨ（式中、ｎは１〜８の間の整数、好ましくは１〜４の間の整数、特には２を表す）の有機二酸の無水物と反応させる。
第３段階−このようして得た反応溶液のｐＨを、生理学的に許容される塩基の添加により、６．５〜７．２の間の値に調整する。

第１段階からの溶液のキトサン濃度は好ましくは５〜１５０ｇ／ｌ（リットル）の間、特には１０〜５０ｇ／ｌの間である。好適な実施態様において、脱アセチル化した粉末状のキトサンの適量を、攪拌しながら精製水に懸濁し、有機酸を徐々に、好ましくはグルコサミン単位の数と等モル量で追加する。この段階は、好ましくは室温で実施され、数十分間かけて行うことができる。この段階の変更は、最初に水を適切な量の酸で酸化させた後にキトサンを投入することである。

酸性化によるこの溶解段階の後または先に、必要に応じて、高分子骨格の酸化的開裂によりキトサンの分子量を低減する目的で、過酸化水素の少量の添加を行ってもよい。過酸化水素の量は好ましくは０．０１％〜０．０３％の間である。

ジカルボン酸無水物の反応は好ましくは、２０℃〜３０℃の間の室温で、撹拌しながら、例えば４５分〜９０分間の間にわたって行われる。無水物は２つ以上のロットで添加することができ、それぞれの添加の間に、塩基の追加により溶液を中和することができる。酸無水物すべての添加および反応後、徐々にこの溶液を、例えば炭酸や炭酸カリウムの希釈液等の希釈塩基液で中和するが、塩基を過度に急速に添加することによるキトサンの沈殿を生じないよう注意する必要がある。このようにして得られた生成物は本発明に従うヒドロゲルであり、他の処理や濃縮段階を行う必要はない。

本発明のさらなる目的は、上述したキトサンカルボキシアルキルアミドをベースとしたヒドロゲルの利用であり、熱傷領域に前記ヒドロゲルを塗布することによる第１度熱傷、および非浸出性の、すなわち表面的な第２度熱傷の美容的処置を目的とする。ヒドロゲルの利用は、１日あたり１回またはそれ以上、症状が消失するまで、患部への単純な局所塗布によって行われる。第１度熱傷または非浸出性の第２度熱傷において、ヒドロゲルは表皮の層においてのみ作用し、下層の真皮と接することがないため、これは、皮膚科の治療ではない。

本発明に従うヒドロゲルを含む美容用組成は、特には香料、着色剤、およびテクスチャー剤等のような他の美容用有効成分または添加物をさらに含むことができる。

上記のヒドロゲル完成させることを目的とした研究の過程において、出願人は、第１度熱傷及び非浸出性第２度熱傷の美容的処置を目的としたヒドロゲルを凍結乾燥、微粒化乾燥、および噴霧乾燥等の既知のプロセスによって脱水してもよく、またそのようなものとして、水の添加による事前の再還元を行わずに、無水生成物を用いることもできることを発見し、そしてさらに、浸出性、すなわち深部の第２度熱傷または第３度熱傷の皮膚科用使用に非常に適しているという利点を示した。

実際には、ヒドロゲルの脱水生成物は、粒子が十分に微細である場合に、それが調製された元であるヒドロゲル同様、皮膚上で容易に塗布でき、鎮痛効果および治癒効果を発揮する。驚くべきことに、本発明に従うヒドロゲルの脱水生成物は、目視可能な痕跡を残すことなく肌の内部に浸透すると思われる。

このように、本発明のさらなる目的は、上述したヒドロゲルの脱水処理より得たキトサンカルボキシアルキルアミドをベースとした無水生成物である。脱水処理は真空下および／または加熱を伴って、組成物より水を蒸発させることによる、任意の既知の脱水処理とすることができる。出願人は、凍結乾燥および噴霧乾燥、または微粒化乾燥により優れた品質の生成物を得たが、脱水処理は、結果的に後者２つより選択されることが好ましい。

また本発明の目的のひとつは、好ましくは局所塗布用の、且つ、好ましくは深部の浸出性第２度熱傷または第３度熱傷の治療を目的とした、医薬品として、および医療デバイスとしての無水生成物である。

最後に、本発明の目的のひとつは、上記の無水生成物を含む、美容用組成物および皮膚科組成物である。

図１は４８時間後の手の甲の写真であり、制御熱傷を左に示し、治療を行った３箇所の熱傷を右に示す。

本発明に従うキトサンカルボキシアルキルアミドのヒドロゲルの浸透のプロセス

３６リットルの精製水を５０リットル容量のバットに導入し、回転速度２０００〜３０００ｒｐｍで撹拌しながら、脱アセチル化度９４．４％ならびに含水率２．８７％のキトサン粉末（Ｍａｒｉｎａｒｄ社製）９２６．６ｇをゆっくりとこの精製水に注入する。１５分間の撹拌の後に、３１９ｇの酢酸（キトサンのグルコサミン単位の数に対して約１モル当量）を追加し、室温でさらに数分間、撹拌を続ける。次に、３０％の過酸化水素水０．１ｇを追加し、その混合物を約１時間静置する。次に、積極的に撹拌しながら、約１３３ｇの無水コハク酸（キトサンのグルコサミン単位の数に対して約０．３０モル当量）を混合物に追加し、約３０分間の撹拌を続ける。得られた水溶液を、約１６０ｇの炭酸を１．５リットルの水中で希釈したものを撹拌しながら約１５分間にわたって徐々に加えることによって、非常にゆっくりと中和する。溶液のｐＨ値が、６．５〜７．２の間である所望の終点を超えないよう注意しながら、無水コハク酸の添加および中和段階を繰り返す。

上記の操作手順に従うことにより、即利用可能または即脱水段階に移ることが可能な、約３９リットルのゲルを得ることができる。

キンセンカ抽出物を含む水グリセリンゲルの調製プロセス

キンセンカの水グリセリン抽出物１．５リットルを３．５リットルの欧州薬局方グリセロールと混合し、その後、水６リットルを加える。得られた水溶液を、実施例１で調製したヒドロゲル３９リットルと混合する。

次に、得られた生成物に、２５ｋＧｙのガンマ線照射を行う。

ヒドロゲル由来の脱水生成物による深部の第２度熱傷の治療

実施例１に従い調製された、１０〜３０μｍの球形粒子から成る、ヒドロゲルの微粒化により得られた無菌粉末を、手の甲へのレーザー処理により生じた深部の第２度熱傷３箇所に塗布する。熱傷は約５ｍｍの直径を有する。これら３箇所の熱傷と同一の４箇所目の制御熱傷には治療を行わない。

対照未治療熱傷は、３〜４週間かかって治癒且つ消失する。

初日に６回、２日目に２回の塗布を受けた３箇所の熱傷は４８時間後にはいかなる炎症症状も見せず、４日後には不可視となる。痛みは最初の塗布後に消える。

図１は４８時間後の手の甲の写真であり、制御熱傷を左に示し、治療を行った３箇所の熱傷を右に示す。

ヒドロゲルによる第１度熱傷の治療

熱湯をかぶることで熱傷を負った手の甲に対し、熱傷直後（負傷後５分以内）に、実施例１のヒドロゲルを塗布する治療を行い、約３０分後、ならびに２時間後にも同治療を行う。

痛みは最初の塗布後に止む。手は約６時間赤みを伴う。翌日、熱傷の跡はもはや存在しない。

Claims (14)

1. キトサンカルボキシアルキルアミドのヒドロゲルであって、６．５〜７．２の間の、皮膚のｐＨ値に近いｐＨ値を有し、前記キトサンカルボキシアルキルアミドが、 −（Ａ）単位と（Ｂ）単位の合計に対し、４０〜９０ｍｏｌ％の一般式（Ｉ）
   
   （式中、ｎは１〜８の範囲の整数を表す）のＤ−グルコサミン Ｎ―カルボキシアルキルアミド単位（（Ａ）単位）、またはその生理学的に許容される塩基付加塩と、 −（Ａ）単位と（Ｂ）単位の合計に対し、６０〜１０ｍｏｌ％の一般式（ＩＩ）
   
   （式中、ＲはＣ_１−４のアルキル残留物を表す）のプロトン化Ｄグルコサミン単位（（Ｂ）単位）と、
   −（Ａ）単位と（Ｂ）単位と（Ｃ）単位の合計に対し、５〜１５ｍｏｌ％のＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン単位（（Ｃ）単位）と
   により構成されることを特徴とするヒドロゲル。
2. Ｒはメチル基を表すことを特徴とする、請求項１に記載のヒドロゲル。
3. ６．８〜７．０の間のｐＨ値を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のヒドロゲル。
4. キトサンカルボキシアルキルアミドの濃度は０．５〜３重量％の間であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
5. ０．１〜４０重量％の、少なくとも１種のポリオールをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
6. キンセンカの水グリセリン抽出物をさらに含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
7. 無菌であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
8. 単位用量の形態で包装されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のヒドロゲルの調製方法であって、以下の連続的段階
   −一般式Ｒ−ＣＯＯＨ（式中、ＲはＣ_１−４のアルキル基を表す）の有機酸を添加することによって、ｐＨ値を４．５〜５．５の間とした、８５〜９５％の間の脱アセチル化度を有するキトサンの酸性水溶液を調製し、
   −このようにして得た水溶液中のキトサンの酸付加塩を、１ｍｏｌのＤ−グルコサミン単位（（Ｂ）単位）に対して０．５〜１ｍｏｌの一般式ＨＯＯＣ−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＯＯＨ（式中、ｎは１〜８の間の整数を表す）の有機二酸の無水物と反応させ、次いで −このようして得た反応溶液のｐＨを、生理学的に許容される塩基の添加により、６．５〜７．２の間の値に調整する
   ことを含む方法。
10. 第１度熱傷及び非浸出性の表面的第２度熱傷を治療するための美容品として使用するための、請求項１〜８のいずれか一項に記載のヒドロゲル。
11. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のヒドロゲルを脱水処理する工程を含む、キトサンカルボキシアルキルアミドをベースとする無水生成物の製造方法。
12. 前記無水生成物は医薬品である、請求項１１に記載の無水生成物の製造方法。
13. 無水生成物を含む皮膚科組成物の製造方法であって、当該無水生成物を請求項１１に記載の製造方法により製造する工程を含む、製造方法。
14. 無水生成物を含む美容用組成物の製造方法であって、当該無水生成物を請求項１１に記載の製造方法により製造する工程を含む、製造方法。