两部分氧生成体系的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种两部分喷雾剂，该两部分喷雾剂通过使用含过氧化物的溶液的第一部分和纳米颗粒二氧化锰催化剂的第二部分，来用于释放和输送氧。当所述两部分被混合在一起时，随后发生的反应导致氧的释放。
【专利说明】两部分氧生成体系
【背景技术】
[0001]本申请要求享有于2011年7月29日提交的第61/513，126号美国临时申请的优先权，将其内容引入本文作为参考。
[0002]本发明涉及用于化妆品制剂的氧的生成。
[0003]人变老时因血液循环不良，在其四肢(例如脚)中通常经受缺氧，即低氧，那些患有例如糖尿病的疾病的人也会经受缺氧，即低氧。研究也表明了在年纪较大的人的皮肤中的低于正常的、低的氧张力。这通常导致皮肤的健康状况不佳和过多地存在明显的皮肤状况，例如皱纹、干燥和较差的皮肤弹性。多年以来，化妆品制造商已引入了具有各种各样的成分例如润肤剂、去角质剂、增湿剂等的皮肤制剂，以延迟这些老化相关的影响并且改善和维持皮肤健康。对低氧问题的直接攻克尚未普遍地实践。
[0004]给皮肤输送氧来用于常规用途是一项技术挑战，因为氧具有很强的反应活性并且不稳定。因为这种不稳定性，所以不能为家庭应用提供高浓度的氧。然而，按照授予Ladizinsky的US专利公开2006/0121101,氧能以过氧化物和过氧化物分解催化剂的形式提供。该公开通过使用向一块皮肤施加的敷料为完好无损的皮肤提供了这样的治疗。该敷料一般地具有可破裂的储存器，其包含水性过氧化氢组合物和具有过氧化物分解催化剂的水凝胶层。不幸的是，过氧化氢催化分解成氧十分迅速，并且该敷料具有外部的氧不能渗透的层以使氧在最大可能的时间内被保持与皮肤接触。虽然该敷料对小面积的皮肤是有用的，但应当清楚的是，它对于大面积或不规则形状区域的皮肤是不可行的。
[0005]供选择地，Devillez (US专利5，736，582)提议在皮肤治疗组合物中使用过氧化氢来替代过氧化苯甲酰，该组合物还包含用于过氧化氢的溶剂。这使得过氧化氢能够保持在会损伤皮肤的水平之下并且以更高的浓度保留在溶液中。溶剂(如异山梨醇二甲醚)和水被教导是有效的。不存在过 氧化物分解催化剂。不幸的是，未给出氧浓度或氧生成的数据，也未给出氧的释放所需要的时间。虽然该方法看似比不含氧的组合物要先进，但数据的缺乏使得难以对该方法的整体有效性作出客观的评价。不过，考虑到过氧化物的浓度，怀疑是否生成了有效体积的氧。
[0006]需要一种易于使用的向皮肤施加氧的方法。这样的方法和/或产品应该具有相对少的组分并且是直观地使用的，不需要特殊的敷料或其它不合适的要求。可以以类似于已知产品的方式使用的产品将是最容易被消费者接受的。
[0007]发明概沭
[0008]上述问题在本发明中很大程度上找到了解决方案，本发明描述了二氧化锰(MnO2)纳米颗粒的应用，该纳米颗粒当添加到外用组合物的过氧化物负载部分时迅速有效地生成氧。非纳米颗粒的二氧化锰颗粒未能显示出该行为。
[0009]两部分喷雾剂在向皮肤输送氧的方面具有良好的表现，其中一部分具有平均尺寸为约1-1000纳米的二氧化锰纳米颗粒，另一部分含有过氧化氢。
[0010]所公开的具有含催化剂部分和氧前体部分的外用组合物可以是水性的、非水性的或所述两种的混合物，例如乳状液。本发明既包括水包油型(0/V)又包括油包水型(《/0)组合物。为了赋予额外的化妆品上希望的性质，所述组分组合物(具有催化剂和/或氧前体)可含有其它成分例如天然或合成聚合物、增湿剂、保湿剂、粘度调节剂、润肤剂、质地改善剂(texture enhancer)>UV阻断剂、着色剂、颜料、陶瓷(火成二氧化娃、二氧化钛、天然和合成粘土 )、抗氧化剂、香料等。
[0011]发明详沭
[0012]现在将详细参照本发明的一个或多个实施方案、本发明的实施例、在附图中说明的实施例。每个实施例和实施方案都是通过解释本发明的方式来提供的，且无意于限制本发明。例如，作为一个实施方案的部分所说明或描述的特征可以与另一个实施方案一起使用以得到更进一步的实施方案。本发明意图包括落入本发明的范围和精神内的这些和其它的改变和变化。
[0013]向皮肤施加氧可有助于减轻由老化带来的多个问题，例如皮肤健康状况差和明显的皮肤状况如皱纹、干燥和较差的皮肤弹性的过多存在。向皮肤施加的氧可有助于延迟这些老化相关的影响并且改善和维持皮肤健康。
[0014]通过施加液体或泡沫组合物来向皮肤施加氧是实现所期望的上述益处的一种方便、简单和快速的方法。如本文公开的两部分制剂有助于确保氧可供使用并且未在储存期间失去。因为氧是易变的高反应性的物质，所以以过氧化物形式输送氧有助于确保氧在其被需要之前依然存在。用二氧化锰催化过氧化物来按需制备氧使得消费者能够选择何时输送氧。然而对于两部分体系重要的是，两种组分应当充分地混合以确保释放最大量的氧从而提供最大的益处。
[0015]纳米颗粒尺寸的二氧化猛是指1-1000纳米的颗粒,更希望地5-500纳米的颗粒和还更希望地50至约300纳米的颗粒。该基液可以是液体、凝胶、泡沫或水包油型或油包水型的乳状液。下文给出基液的实例。基液中的二氧化锰浓度可以是500-10000ppm，更希望地是约900至5000ppm，并且过氧化氢的浓度一般地为从一个正值到约3重量百分比。
`[0016]含纳米颗粒二氧化锰的基液一经制备，可为以后的应用而对其进行储存，同时二氧化锰无劣化。同样地，第二组分过氧化氢，可以在适当条件下无劣化地单独储存。当期望由过氧化氢释放氧并且治疗皮肤时，两种组分应当充分混合以释放最大量的氧。
[0017]用于所述两种组分的输送体系可以是喷雾剂瓶，该喷雾剂瓶包括单独的储存器并且当两种组分离开瓶时在喷嘴中混合所述两种组分。也称为双室分配器的两部分分配器是可商购自，例如，New High Glass Inc.0f 11已111；[,?1^(参见￥￥￥.116￥11181^1388.1161:)。这里弓丨用的公司信息仅为了说明的目的。本发明的两部分组合物对于应用的的适用性并非仅限于该公司的分配器，而其它公司的分配器只要满足功能要求也可以使用。两部分的比例可由使用者调节的两部分分配器也适于本发明的应用。还有用于合并两部分并形成气溶胶或喷雾剂的类似的分配器。一种这样的分配器可得自德国的Lindal GroupCwww.1indalgroup.com)并标示为具有“在阀门上的袋”体系的“袋中袋(bag-1n-bag)”。所发表的专利(参见US5, 402，916并且将其中所引用的参考文献全部引入本文)描述了这样的两部分喷雾剂体系。
[0018]实施例1:二氧化锰纳米颗粒的制备
[0019]在50毫升去离子(Di)水中溶解1.87克聚-烯丙胺盐酸盐(PAH，15，OOOMw，93.5g/mol，得自 Sigma-Aldrich)，以制备 0.4M 的溶液。将 0.79 克高锰酸钾(KMnO4) (158.03g/mol，得自Riedel-de-Haen)溶解于50毫升去离子水中来得到0.2M的溶液。在室温下用磁力搅拌器将两种溶液在玻璃烧杯(容量250毫升)中混合。当混合时，混合溶液的颜色开始从深红色变成深褐色，表明还原反应(KMnO4到二氧化锰)发生。将在烧杯中的溶液搅拌过夜。完全还原成二氧化锰是通过在最终溶液的紫外-可见(UV-VIS)光谱中的~350nm处的单个吸收峰来确证。最终的二氧化锰纳米颗粒溶液具有按重量计约4300ppm的二氧化锰。将该溶液用去离子水稀释到1000ppm储备溶液，用于进一步的应用。
[0020]实施例2:用于按需制氧的两部分水溶液制剂的测试
[0021]制备了两部分制剂的原型，以验证按需制氧产品的可行性。第一部分由0.9% (重量/重量)过氧化氢组成，其由35% (重量/重量)过氧化氢溶液(Spectrum HYl 15 ；NewBrunswick, NJ)制得。具有变化的浓度(按重量计100ppm、75ppm、50ppm和25ppm)的二氧化锰纳米颗粒(二氧化锰NP)的第二部分是由按照实施例1的1000ppm的储备溶液稀释而成的。将第一部分和第二部分以1:1的比例(体积)合并以使过氧化氢分解成氧。测试样品是通过小心地将相同体积(2毫升)的二氧化锰NP溶液(改变二氧化锰浓度)的小份与2毫升的0.9%过氧化氢水溶液的小份在不同的5毫升Falcon管中合并来制备的。对照样品是通过将2毫升的0.9%过氧化氢水溶液与2毫升的去离子水合并来制备的。记下在添加第一部分之前第二部分(改变二氧化锰NP的浓度)的颜色和混合物(经合并的第一部分和第二部分)的颜色(如在表1中的描述)。在将两部分合并后立即测定0-2分钟和60分钟处的全部测试样品和对照中的残留过氧化氢。为了试验的目的，用辣根过氧化物酶(HRP)试验(描述于实施例3)来测定小份(150微升)的混合物中的残留过氧化物。注意到过氧化氢的分解反应很快并且形成了大量的氧气泡，导致了泡腾。分别地，使用同样制备的测试样品，测量经过聚乙烯膜进入盐水的氧通量(如描述于实施例4)。正如表1中可见，在75ppm和更高浓度下的纳米尺寸的二氧化锰(二氧化锰NP)完全分解了 0.9%的过氧化氢水溶液。在50ppm或更小浓度的二氧化锰N P溶液的颜色虽然呈浅黄色却是审美上可接受的。有趣的是，除了当初始的二氧化锰NP为IOOppm时以外，经合并的溶液(部分I和2)变成无色。该结果是出乎意料的，因为据我们所知，该观察资料未在公开发表的文献中报道过。
[0022]表1
[0023]
仅有二氧化 0.9%过氧化氢分解的 二氧化锰0.9%过氧化氢 O2通量
锰NP的颜百分比,
NP的量+ 二氧化锰NP mg/cm2/m
色平均值(n=3 )
(ppm)-- 的颜色in
(ppm)0 min 60 min
100浅褐色100100浅黄色泽0.376
75浅褐色46100无色0.371
50浅黄色3646无色0.214
25浅黄色1115无色0.100
[0024]0.9%过氧化氡分解:((对照-样品)/对照)*100[0025]对照:0.9%过氧化氢(无二氧化锰NP )
[0026]样品:0.9%讨氣化氧+ 二氣化锰NP (改变ppm)
[0027]实施例3:用于测量在测试样品和对照中的残留过氧化氢的辣根过氧化物酶试验
[0028]辣根过氧化物酶(HRP)催化过氧化氢的反应，氧化显色底物邻苯二胺(0PD)。过氧化物分解速率可用分光光度计在490nm处测量。详述于别处(见以下参考文献)的试验被修改用于本发明。
[0029]参考文献:ForneraS, Walde P., Spectrophotometric quantification ofhorseradish peroxidase with o-phenylenediamine.Anal Biochem.2010Decl5 ；407
(2):293-5.Epub2010Aug6.Department of Materials, ETH Ziirich, CH-8093Ziirich,Switzerland。[0030]实施例4:来自两部分水性制剂的氧通量的测量
[0031]表1 (实施例2)中列出的过氧化氢分解速率通过测量在25°C下的氧通量来验证。第一部分(0.9%过氧化氢部分)和第二部分(二氧化锰NP)被新鲜制备并以1:1的比例混合；将1.2毫升的0.9%水性过氧化氢和1.2毫升的二氧化锰NP直接混合到Franz池(Franzcell)的聚乙烯(PE)膜(厚~25微米)上。该膜充当填充有空气饱和的盐水溶液的Franz池的柔性壁。该池配有溶解氧测量探针(Foxy?探针，得自Ocean Optics，FL)。该溶解氧探针监测随时间推移由盐水溶液吸收的氧(ppm)。在将该混合物放在池中后，对盐水中氧的浓度进行监测。在最初的~5分钟时滞之后，氧的浓度在接下来的60分钟内开始随时间线性升高。使用线性斜率值，由简单的数学模型计算出氧通量(mg/Cm2/min)。针对多个样品测量的氧通量值列于表1。正如所见，通量的增加相当于随着二氧化锰NP浓度升高，过氧化物分解增快。~0.37的最高通量值非常接近于单独地针对在I个大气压和25°C下用氧饱和的水溶液所观察到的~0.4的通量值。
[0032]Franz 池室
[0033]Franz池室是通常用于制剂开发的体外皮肤渗透试验。Franz池装置由两个被膜分开的主要的室组成。虽然动物的皮肤可用作膜，但人类的皮肤或其它的膜，如以上使用的聚乙烯，也是适合的。通过顶部的室将测试产品施加到膜。底部的室含有流体，从中定期取样用于分析。该测试测定在每个时间点渗入膜的活性成分的量。该室维持在恒定的温度下。通过Franz池分析测得的渗透速率可根据媒介物大幅度地变化(可能10-50倍)。
[0034]实施例5:助催化剂对过氧化物分解速率的作用
[0035]低至0.1lM的助催化剂(无机碱)如碳酸氢钠(Na2CO3)和氢氧化钙(Ca(OH)2),与低浓度水平的二氧化锰NP组合，提高了过氧化氢分解速率。低至50ppm的二氧化锰NP当与0.1lM的助催化剂组合进行测试时立即按需完全分解了 0.9%过氧化氢水溶液(表2)。
[0036]为了研究助催化剂的作用，取2毫升的0.9%过氧化氢水溶液(Spectrum HY-115)于5毫升Falcon管中，向其中添加1.9毫升的特定浓度的二氧化锰NP和0.1毫升的0.1lMNa2CO30分别地，用0.1毫升的0.1lM Ca(OH)2溶液测定相同的比例。类似地，每个浓度的二氧化猛NP (25ppm、50ppm、75ppm和IOOppm)都单独进行测试。通过将2毫升的0.9%过氧化氢水溶液(过氧化氢)与2毫升去离子水混合，对不含任何二氧化锰NP的对照样品也进行试验(数据未示出)。该反应混合物在混合2分钟内通过如描述于在前的实施例中的HRP试验进行测试。[0037]表2
[0038]
[0039]
【权利要求】
1.一种用于释放和输送氧的两部分喷雾剂，其包括含过氧化物的溶液的第一部分和纳米颗粒二氧化锰催化剂的第二部分，所述第二部分当与所述含过氧化物的溶液混合时导致氧的释放。
2.根据权利要求1所述的两部分喷雾剂，其中所述喷雾剂可以是水性的、非水性的或其混合物。
3.根据权利要求1所述的两部分喷雾剂，其还包含天然或合成聚合物、增湿剂、保湿剂、粘度调节剂、润肤剂、质地改善剂、UV阻断剂、着色剂、颜料、陶瓷、抗氧化剂、香料及其混合物，所述陶瓷例如是火成二氧化硅、二氧化钛、天然和合成粘土。
4.根据权利要求1所述的两部分喷雾剂，其中一部分具有平均尺寸约1-1000纳米的二氧化猛纳米颗粒。
5.根据权利要求1所述的两部分喷雾剂，其中一部分具有平均尺寸约5-500纳米的二氧化猛纳米颗粒。
6.根据权利要求1所述的两部分喷雾剂，其中一部分具有平均尺寸约50-300纳米的二氧化猛纳米颗粒。
7.根据权利要求1所述的两部分喷雾剂，其中所述第二部分可以是液体、凝胶、泡沫或水包油型或油包水型的乳状液。
8.根据权利要求1所述的两部分喷雾剂，其中在所述第二部分中的所述二氧化锰的浓度为 500-10000ppm。
9.根据权利要求1所述的两部分喷雾剂，其中在所述第二部分中的所述二氧化锰的浓度为 900-5000ppm。
10.根据权利要求1所述的两部分喷雾剂，其中在所述第一部分中的所述过氧化氢的浓度为一个正值到约3重量百分比。
11.一种用于释放和输送氧的两部分喷雾剂，其包括含过氧化物的溶液的第一部分和纳米颗粒二氧化锰催化剂的第二部分，所述第一部分含有少于3重量百分比的过氧化氢，其中所述纳米颗粒具有约50-300纳米的平均尺寸和900-5000ppm的浓度，所述两部分当被混合在一起时导致氧的释放。
12.根据权利要求11所述的两部分喷雾剂，其还包含天然或合成聚合物、增湿剂、保湿剂、粘度调节剂、润肤剂、质地改善剂、UV阻断剂、着色剂、颜料、陶瓷、抗氧化剂、香料及其混合物，所述陶瓷例如是火成二氧化硅、二氧化钛、天然和合成粘土。
13.一种用于两组分喷雾剂溶液的输送体系，所述体系包括容器，所述容器具有单独的用于所述两种组分中的每一种的储 存器并且当所述两种组分离开容器时将其在喷嘴中混合在一起。
14.根据权利要求13所述的输送体系，其中所述喷雾剂溶液的两种组分包括含过氧化物的溶液的第一部分和纳米颗粒二氧化锰催化剂的第二部分。
【文档编号】A61Q19/08GK103717264SQ201280033439
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年7月25日 优先权日:2011年7月29日
【发明者】B·M·卡兰迪卡, S·J·玛卡瓦纳, Z·L·赵 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司