专利名称：含不饱和酯单元和聚合物及其药物和化妆品组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及某些聚合物分子，包含聚合物分子的组合物，制备所述组合物的方法，以及治疗人类疾病的方法。
背景技术：
饱和二羧酸(二酸)及其衍生物是以其抗菌活性及其对人类皮肤的有益作用而闻名的化合物。特别是具有式COOH-(CH2)7-COOH的C9饱和二酸(“壬二酸”)经常被提到在治疗粉刺和其它皮肤病，以及在轻松皮肤时是有效的。据建议有用的二酸衍生物包括盐、酯、酰胺和巯基化合物(例如US 4,818,768、US 4,292,326、EP 0,297,436、EP 0,305,407、JP 58-170713)。
现有技术讲授的易于用二酸治疗的病症包括粉刺(US4,386,104)；皱纹(EP 0,336,880)；恶性黑素瘤(US 4,818,768)；皮肤病(EP 0,229,654)；色素过多皮肤病和湿疹(US 4,292,326)；酒渣鼻(EP 0,890,308)；雀斑(JP 91024412)和皮脂溢(DE 3133425)及脓疱病。
WO 94/07837讲到不饱和二酸及其衍生物一般比其饱和对应物更有效，具有更强的抗菌和松肤活性。WO 94/07837还公开了制备不饱和二酸的微生物方法。没有公开包含不饱和二酸的聚合物。
WO 94/12652公开了一种生产聚酯的方法，该聚酯包含“至少一种脂族二羧酸”作为重复单元。该文献(第5页)叙述道“适宜的脂族二羧酸包括式HO2C-R5-CO2H所代表者，其中R5为键或如R1中所定义的二价基团”(R1已在此文献的前面定义为“取代或未取代的C1-C12烷基，任选带有一个或多个碳-碳双键...”)。据称由WO 94/12652中所述的方法生产的聚酯“找到了作为成型制品和泡沫塑料的应用，特别是在汽车方面的应用”。但未提到包含二酸的聚合物在其它技术领域的应用。
发明概述第一方面本发明提供了包含许多具有结构-(O2C-R-CO2)-的重复单元的聚合物分子，其中R为含有13或更多个碳原子的取代或未取代的不饱和烃基团。优选该聚合物是脂肪酶可降解的聚酯，暴露于脂肪酶时释放出对人类治疗对象具有有益作用的化合物。因此释放出的化合物为取代或未取代的不饱和二酸。
第二方面，本发明提供了适于局部应用于人体的组合物，该组合物包括包含许多具有结构-(O2C-R-CO2)-的重复单元的聚合物分子，其中R为含有10或更多个碳原子的取代或未取代的不饱和烃基团；一种可接受的载体物质。优选该组合物包含根据上面第一方面所定义的聚合物分子。这种组合物具有出人意料的性能并且适用于下面进一步讨论的许多用途。
优选在聚合物分子的重复单元中R为脂族的且包含16-20个碳原子是有利的(以使重复单元本身包含18-22个碳原子)，并优选包含3个、更优选2个或1个碳-碳双键，当通过脂肪酶媒介降解从聚合物释放出来时所述重复单元(衍生自二酸)看来似乎具有最优抗菌活性。在优选的实施方案中，R包括C16∶1、C16∶2、C16∶3或C20∶1部分(因此重复单元为C18∶1、C18∶2、C18∶3或C22∶1单元，可分别方便地由油酸、亚油酸、亚麻酸或芥子酸获得)。
本发明的组合物包括上面定义的本发明第一方面的聚合物分子的优选实施方案将是有利的。
本领域技术人员会理解许多化合物可用作试剂与二酸反应形成上面所定义的聚合物分子。例如，聚合物分子可以是均聚物，由相同二酸单体的重复单元组成。或者是，可以由两种或多种不同二酸的混合物形成共聚物(例如不饱和二酸与饱和二酸的组合，或者不同链长的不饱和二酸的组合)。
聚合物分子包括被一种或多种二醇或多元醇酯化的二酸的共聚物是便利的。实例为丙三醇和丁二醇，它们具有某些对皮肤有利的有用性能，并且/或者在制备有用的组合物时特别方便。其它用于制备聚合物分子的多元醇为C6-C10多元醇，它们是最易于与优选的二酸单体混溶者。
聚合物分子的优选平均分子量也将部分地依赖于包含聚合物分子的组合物的预计用途。低限和高限分别为约1kDa和50kDa。约1kDa分子量的聚合物将带有约3或4个重复单元。一般优选的范围为3.5-10kDa。这种尺寸的聚合物一般为液体并因此更易加工。
本发明的组合物具有相当多的可能用途，所有这些用途被认为属于本发明的另一个方面。聚合物分子的性质和结构可按组合物预计的用途设计。实际上，在有些情况中如果组合物包括两种或多种具有互补特性的上面所定义类型的不同聚合物分子是有利的。
本发明的组合物被配制成局部应用于人体，最好是适于应用于皮肤、头皮或头发。如WO 94/07837所公开的组合物，一般设想本发明的组合物可用作改善皮肤的品质和肤色的化妆品组合物，并用作具有抗菌作用的药物组合物(也可提高皮肤的良好状态)。具体而言，本发明组合物可用于治疗粉刺；皱纹；恶性黑素瘤；皮肤病；色素过多皮肤病和湿疹；酒渣鼻；雀斑和皮脂溢及脓疱病；以及用于治疗体臭。另外，本发明组合物可用于轻松皮肤。特别是，本发明组合物用作止汗剂和/或除臭剂。
所述组合物可特别采用凝胶、面霜、洗液、油或蜡(硬或软)形式。
将该组合物缓冲至pH 4-7，优选pH5.5-6.5是有利的，在此pH由脂肪酶作用释放出的二酸(或衍生物)单体单元看来可发挥最佳抗菌作用。
一旦应用到皮肤上，存在于组合物中的聚合物分子就要经受由存在于人体表面上的脂肪酶引起的降解。一般这种脂肪酶是由移生于皮肤上的微生物分泌的。这种脂肪酶引起的降解导致二酸单体单元(或其取代衍生物)从聚合物分子中释放出来，该单体单元具有所要求的美容和抗菌性能。因此，发生了活性剂从聚合物分子的控制释放，脂肪酶浓度高时释放得最快，而脂肪酶的最高浓度存在于微生物繁殖最多的点(例如污点、局部感染处、皮肤毛孔)。
多数脂肪酶在聚合物分子的末端比在聚合物链的中间作用起来更自由，在聚合物分子中间空间环境能抑制酶的作用。因此，包含短链聚合物分子的组合物比包含长链聚合物分子的组合物可供脂肪酶媒介降解的“自由端”浓度要高。而且，认为较低分子量聚合物结构中结晶较少，从而更易接近脂肪酶。因此，如果根据本发明的组合物包括一定分子量范围的聚合物分子，使得较小的聚合物进行较快的降解，较快地释放活性剂，而包含在其中的降解较慢的较大聚合物能更长期地提供活性剂，那么对某些应用(例如局部施用的化妆剂)将是有利的。因此可以挑选聚合物的尺寸以适应组合物的预计用途，和/或施用频率。
本发明人预期根据本发明的组合物具有惊人的性能，使之适用于许多其它应用。当施用于皮肤时适宜的组合物可形成封闭的保持湿度的薄膜。因此该组合物特别适用于护肤膏、“日晒后”霜、凝胶和洗液以及作为止汗剂/除臭剂。此外该组合物可用来形成透明或半透明的皮肤贴剂，此贴剂可包括希望透过皮肤释放的其它物质(例如尼古丁)。
当希望增强组合物的封闭性能时，一般优选使用较长链二酸重复单元和/或较长链醇以增加所得聚合物分子的疏水性。
根据本发明的组合物的封闭抗菌特性使之在促进伤口愈合(特别是烧伤，需要同时保持湿度和抗菌性)的敷料方面的应用是理想的。因此，在另一方面，本发明提供了用于人类皮肤的医用敷料(如绷带、石膏、网、伤口敷料等)，该敷料包括浸渍或涂有本发明的聚合物分子的敷料底物。
适用于本发明组合物的配方对本领域技术人员是显而易见的并且包括例如US 4,818,768所述者。
直接用于皮肤的组合物包含较易挥发的有机溶剂(如低级醇，C2-C4)是特别优选的。将有机溶剂与聚合物分子混合引起组合物粘度的显著降低，因此组合物作为液体或喷剂更易使用使用后较易挥发的有机溶剂会挥发，留下聚合物分子薄膜(该薄膜随后可被脂肪酶水解)。
包含在本发明组合物中的聚合物分子可由标准化学方法合成，或者可通过生物催化方法生产，如下面实施例和WO 94/12652所述。其中还公开了适宜的脂肪酶。得自南极洲假丝酵母的脂肪酶是特别适宜的。当形成包含多元醇的聚合物时生物催化方法一般是优选的，因为脂肪酶的底物专一性(主要与伯-OH基团反应)确保产物的均匀程度比由常规化学方法获得的产物大。特别是酶的使用避免了过量交联(主要发生在伯-OH基团的反应)，确保得到基本是线性的生物降解聚合物。相反，常规化学方法可导致过量交联，得到易于以不可控方式从反应混合物中沉淀出来的高度支化的产物。此外，当使用脂肪酶合成聚合物时，增加了在最后组合物中聚合物产物具有可被脂肪酶降解的理想性能的可能性。
本发明在其范围内还包括以上定义的组合物作为化妆品和/或治疗组合物的应用；及制备以上定义的组合物的方法。
因此本发明提供了处理人类皮肤的方法，该方法包括在皮肤上施用本发明第二方面的组合物，该组合物包括含有许多具有结构-(O2C-R-CO2)-的重复单元的聚合物，其中R为含有10个或更多个碳原子的取代或未取代不饱和烃基团，所述聚合物是脂肪酶可降解的，释放出具有有利的抗菌和/或美容作用的活性物质。可用该方法治疗的病症已在上面说明。处理皮肤的方法优选包括使用包含本发明第一方面聚合物的组合物。
本发明也提供了制备适于局部应用于人体的化妆品或药物组合物的方法，该方法包括混合有效量的聚合物和可接受的载体物质(例如水溶液、有机溶剂、润肤剂、乳化剂、或任何上述物质的混合物)，所述聚合物含有许多具有结构-(O2C-R-CO2)-的重复单元，其中R为含有10个或更多个碳原子的取代或未取代的不饱和烃基团。该方法最好是包括使用本发明第一方面的聚合物。
特别地本发明提供了制备用于人类皮肤的医用敷料(如绷带、伤口敷料、石膏、网等)的方法，该方法包括用聚合物涂敷或浸渍适当的敷料底物形成敷料，所述聚合物含有许多具有结构-(O2C-R-CO2)-的重复单元，其中R为含有10个或更多个碳原子的取代或未取代的不饱和烃基团。最好是用本发明第一方面的聚合物涂敷或浸渍医用敷料。一旦制成，敷料将被便利地包装并杀菌(例如通过辐照)。
另一方面本发明还提供了脂肪酶可降解的聚合物在制备药物组合物方面的应用，所述药物组合物用于治疗由微生物生长引起或加剧或伴随的人类皮肤疾病(例如粉刺、丘疹等)，所述聚合物含有许多具有结构-(O2C-R-CO2)-的重复单元，其中R为含有10个或更多个碳原子的取代或未取代的不饱和烃基团。聚合物最好是本发明第一方面的聚合物。
现在将通过示例性实施例并参考附图进一步说明本发明，在附图中
图1为在下列物质存在下棒状杆菌的总活菌计数(TVC)对时间(小时)图(i)未加物质(负对照，实心方形)；(ii)加入C18∶1二酸/丁二醇聚酯(MW 4,800，实心菱形符号)；及(iii)加入游离的C18∶1二酸(实心星形符号)；
图2为在外加(实心菱形符号)或未外加(实心方形符号)脂肪酶的本发明组合物存在下棒状杆菌的总活菌计数(TVC)对时间(小时)图；图3为在四种不同的本发明组合物之一存在下棒状杆菌的总活菌计数(TVC)对时间图，四种组合物分子量分别为4,800(实心方形)；16,600(实心菱形)；34,700(实心星形)；或≈4,600(空心方形)。
实施例1-包括C18∶1二酸和1，4-丁二醇作单体的共聚物的合成材料9-十八碳烯-1，18-二酸(C18∶1 DCA)，由Unichema提供，91.66g。1，4-丁二醇，由Fluka提供，26.35g。
固定的南极洲假丝酵母B脂肪酶，SP 435(Novo Nordisk，丹麦)，400mg。
反应在150ml玻璃反应容器中将底物加热到60℃并用配有特氟龙桨叶的顶式搅拌器以200r.p.m.搅拌。将二羧酸熔融并溶解在丁二醇中，然后加入已固定脂肪酶的制剂开始反应。反应24小时后通过连接真空泵将反应器上部的压力降至50mbar。随后真空下除去反应期间形成的水以强制化学平衡向生成酯的方向移动并提高聚酯产物的分子量。真空下再过24小时后停止反应，在60℃通过在滤纸上抽滤除去脂肪酶催化剂。
分析反应后取样并以酚酞为指示剂用NaOH溶液滴定游离的羧酸基团。将0.2-0.4g样品溶解在20ml乙醚/乙醇(1∶1)中并用溶解在水/乙醇(1∶1)中的100mM NaOH滴定直至观察到颜色变化。
聚合物分子量的增加在30℃于串联使用的来自Supelco的TSK1000和TSK 3000柱上进行凝胶渗透色谱(GPC)测试。所用溶剂为四氢呋喃(THF)，流速为1ml/min。用差示折光仪(Gilson)作检测器。除非另外指明标度均用市售聚苯乙烯标准样进行。使用P E Nelson的计算机程序(TURBOGELTM)计算重均和数均分子量(Mw和Mn)。
结果在上述条件下生成的聚酯在室温时是琥珀色的粘稠液体。Mw为4800，多分散性(Mw/Mn)为2.2且酸值(mg KOH/g样品)为27.8。
通过使用更多的催化剂和/或更长的反应时间重复此反应，得到了分子量更大的聚酯。产物均为液体并且随着分子量的增长粘度增大。其性能归纳在下面的表1中。
表1 由C18∶1 DCA和1，4-丁二醇形成的聚酯<
该制剂中含有一些THF不溶的材料。
实施例2用丙三醇代替丁二醇单体并使用取自Rhizomucor miehei的1，3-特异脂肪酶(由Novo Nordisk，丹麦提供的Lipozyme)。形成未交联的含有羟基侧基的聚酯。
材料9-十八碳烯-1，18-二酸，由Unichema提供，50.0g。
丙三醇，99％，由Aldrich提供，14.7g。
蒸馏水，645μl。
固定的Rhizomucor miehei脂肪酶(Lipozyme IM60)，2.0g。
反应如实施例1所述进行反应，但所用起始真空度为100mbar。在反应期间将此真空度逐渐降至50mbar并最后降至11mbar。4天后停止反应并在80℃抽滤除去催化剂。所得聚酯为半透明粘稠液体。Mw(PEG-标准)为4600，多分散性为3.3且酸值为33.1。
实施例3材料混合的中等链的单不饱和二羧酸，25.00g。1，4-丁二醇，由Fluka提供，10.01g。
固定的南极洲假丝酵母B脂肪酶，SP435，由Novo Nordisk提供，1.00g。
反应如实施例1进行反应，但所用反应温度为70℃并且直到反应进行6天后结束时才使用真空(100mbar)以除去反应容器中的冷凝物。在70℃抽滤分离产物给出黄色油状物，酸值为71.6，Mw为4800且多分散性为3.5。
实施例4材料9-十八碳烯-1，18-二酸，由Unichema提供，25.00g。
1，12-十二烷二醇，由Fluka提供，14.98g。
固定的南极洲假丝酵母B脂肪酶，SP 435(Novo Nordisk，丹麦)，1.00g。
反应如实施例1进行反应，但所用反应温度为70℃，最初是为了熔融反应混合物，170min后使用100mbar真空并保持至反应在22小时后结束。为了从反应产物中除去催化剂，使用溶剂甲乙酮降低粘度，并在70℃抽滤此淤浆。在90℃真空除去溶剂。产物为蜡状物，酸值为23.5，Mw为18500且多分散性为4.0。
实施例5材料9-十八碳烯-1，18-二酸，由Unichema提供，15.00g。
1，12-十二烷二酸(C12∶0 DCA)，由Aldrich提供，9.905g。
1，4-丁二醇，由Fluka提供，7.752g。
固定的南极洲假丝酵母B脂肪酶，SP 435(Novo Nordisk，丹麦)，1.00g。
反应如实施例1进行反应，但所用反应温度为70℃。起始时只用C18∶1DCA和丁二醇开始反应。反应1小时后，当已经形成一些低分子量聚合物和低聚物时，加入C12∶0 DCA。在3小时时在上部缓慢使用100mbar的真空并保持直至反应在22.5小时后结束。6小时后反应混合物变为均相的。在70℃抽滤除去脂肪酶催化剂。产物在室温为软蜡状物，酸值为23.5，Mw为10400且多分散性为3.5。
实施例6-抗菌性测试材料棒状杆菌(G42)在Colworth实验室(Bedford，英国)从人皮肤中分离获得。它为Gram+ve且是产生脂肪酶的生物体。棒状杆菌在人的皮肤上是常见的并与其它东西共同引起体臭。
聚酯乳液实施例1中制备的聚酯，1g/l，用5g/l Triton X100在10mM pH为6的磷酸钠缓冲液中的溶液进行无菌乳化。
生长介质20g/l CASO肉汤，Merck；10g/l酵母提取物，Beta实验室，英国；2.5g/l吐温80，Sigma；微孔过滤水。
琼脂盘30g/l CASO肉汤，Merck；10g/l酵母提取物，Beta实验室，英国；10g/l吐温80，Sigma；20g/l琼脂，Oxoid；微孔过滤水。
方法试验所制聚酯对棒状杆菌细胞的影响在35℃于振荡的烧瓶中在30ml聚酯乳液中培养新生长的活棒状杆菌细胞的悬浮液。在不同时间取100μl样品并记录细胞的总活菌计数。用完全相同的方法处理未加聚酯的细胞悬浮液和加入游离C18∶1二羧酸(0.5gms/l)的细胞悬浮液分别作为负和正对照品。
总活菌计数将样品在林格氏溶液中稀释并制成一系列稀释液后，将100μl每种稀释液施涂并在琼脂盘上展开。然后将这些盘在35℃培养2天或直到生长的菌落大得足够计数。
结果
表2 总活菌计数(细胞/ml)
这些结果也图示于图1中。数据显示经过24小时，未加聚酯或游离二酸的培养活细胞数基本稳定，细胞数的减少小于一个对数级。相反，在聚酯或游离二酸存在下活细胞基本上消失。在游离酸存在下，在第一个小时减少就大于2个对数数量级。在聚酯(Mw 4,800)存在下，活细胞数减少得稍慢(在2小时内大于1个对数数量级)，推测是因为聚酯必须首先被水解才能给出活性抗菌物质。但是，与使用游离酸处理的细胞一样，最后的活细胞数基本为0。
实施例7-加入或不加脂肪酶时的抗菌性能该研究基本按上述实施例6进行。
结果如实施例1所述，用Mw＝4800的C18∶1 DCA-丁二醇聚酯制成的聚酯乳液培养棒状杆菌。在一个试验中与菌细胞一起加入另外的脂肪酶(10μl Lipozyme 10000L，Novo)。结果示于下面的表3，并图示于图2中。
表3 聚酯乳液对未加或加入另外脂肪酶的棒状杆菌细胞的TVC的影响
向试验体系中加入游离的脂肪酶显著增加了活细胞消失的速度，这是因为提高了聚酯的水解速度。这表明在脂肪酶浓度高的地方产生活性化合物的速度最快，它本身也是微生物繁殖最多的地方。
实施例8-不同分子量聚酯的影响本实施例涉及不同分子量聚酯对棒状杆菌细胞作用的比较。该研究基本是按实施例7进行的。所用来自实施例1的聚酯的Mw为4800、16600和34700。此外，在本实施例中还研究了来自实施例2的含有C18∶1-丙三醇的聚酯。结果示于下面的表4中，并图示于图3中。
表4 不同聚酯乳液对棒状杆菌细胞TVC的影响
这些数据显示随着C18∶1二酸/丁二醇聚酯分子量的增长，抗菌活性的起始速度下降，因为可供脂肪酶媒介降解游离酸的聚合物分子的“自由端点”的浓度减少了。Mw为4600的丙三醇基聚酯比分子量相当的丁二醇基聚酯的活细胞消失速度要慢。据推测这是因为水解较慢，而这可能是由于在丙三醇的仲-OH基团处存在有限的酯化作用而引起空间位阻问题造成的。但是聚合物仍是可降解的。
图3显示了试验最初6小时的结果。图中省略最后的时间点是为了强调水解初始速度的不同(培养23小时后所用的所有聚合物的活细胞数均小于10细胞/ml)。总之，该试验显示可以改变聚合物分子的性质来影响活性物质的释放速度。
权利要求
1.包括许多具有结构-(O2C-R-CO2)-的重复单元的聚合物分子，其中R为含有14个或更多个碳原子的取代或未取代的不饱和烃基团。
2.根据权利要求1的分子，其中R为脂族的。
3.根据权利要求1或2的分子，其中R含有16-20个碳原子。
4.根据上述任意一项权利要求的分子，其中R为单、二或三不饱和的。
5.根据上述任意一项权利要求的分子，其中R为C16∶1、C16∶2、C16∶3或C20∶1单元。
6.根据上述任意一项权利要求的聚酯。
7.根据权利要求6的聚酯，其中所述聚合物是脂肪酶可降解的，并且一旦暴露于脂肪酶就释放出具有抗菌作用的化合物。
8.根据上述任意一项权利要求的聚合物，该聚合物至少部分是通过不饱和二酸与丙三醇或丁二醇的聚酯化形成的。
9.根据上述任意一项权利要求的聚合物，其平均分子量为3.5-10kDa。
10.适于局部应用于人体的组合物，该组合物包括包含许多具有结构-(O2C-R-CO2)-的重复单元的聚合物分子，其中R为含有10个或更多个碳原子的取代或未取代的不饱和烃基团；和可接受的载体物质。
11.根据权利要求10的组合物，该组合物包含根据权利要求1-9中任意一项的聚合物分子。
12.根据权利要求10或11的组合物，该组合物包含许多不同的聚合物分子，每一种都是根据权利要求1-9中任意一项的。
13.根据权利要求10-12的组合物，该组合物被配制成用作药物或化妆品。
14.根据权利要求10-13中任意一项的组合物，该组合物被缓冲至pH为4-7，优选pH为5.5-6.5。
15.根据权利要求10-14中任意一项的组合物，其中包括一种或多种下列物质挥发性有机溶剂、润肤剂或乳化剂。
16.根据权利要求10-15中任意一项的组合物，用于形成可保持湿度的封闭薄膜。
17.应用于人类皮肤的医用敷料，该敷料包括用权利要求1-9中的任意一项的聚合物分子或权利要求10-16中的任意一项的组合物浸渍或涂敷的敷料底物。
18.处理人类皮肤的方法，包括在皮肤上施用权利要求10-16中的任意一项的组合物。
19.根据权利要求1-9中任意一项的脂肪酶可降解的聚酯在制备药物组合物方面的应用，所述药物组合物用于治疗由微生物生长引起或加剧或伴随的人类皮肤疾病。
20.制备适于局部应用于人体的化妆品或药物组合物的方法，该方法包括混合有效量的聚合物和可接受的载体物质，所述聚合物含有许多具有结构-(O2C-R-CO2)-的重复单元，其中R为含有10个或更多个碳原子的取代或未取代的不饱和烃基团。
21.根据权利要求20的方法，其中所述组合物包括根据权利要求1-9中任意一项的聚合物分子。
全文摘要
本申请公开了一种聚合物分子,它包含许多具有结构－(O
文档编号A61K8/81GK1266441SQ9880798
公开日2000年9月13日 申请日期1998年6月16日 优先权日1997年6月19日
发明者N·林德纳, J·波斯莱, A·马克雷, I·斯文松 申请人:尤尼剑马化学股份有限公司