DE102008041971A1

DE102008041971A1 - Verfahren zur Reduktion von Altersflecken

Info

Publication number: DE102008041971A1
Application number: DE102008041971A
Authority: DE
Inventors: Sören JASPERS; Thomas Dr. Blatt; Nils Dr. Hoffmann; Stefan Dr. Heuser; Cathrin Dr. Scherner; Ludger Dr. Kolbe; Margaret Dr. Horton
Original assignee: Beiersdorf AG
Current assignee: Beiersdorf AG
Priority date: 2007-09-13
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-03-11
Also published as: WO2009036925A1; WO2009036925A8

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Applikation von kosmetischen oder pharmazeutischen Formulierungen auf die Haut sowie einen selektiven Produktapplikator für kosmetische oder pharmazeutische Formulierungen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur selektiven Applikation von kosmetischen oder pharmazeutischen Formulierungen auf die Haut sowie einen selektiven Produktapplikator für kosmetische oder pharmazeutische Formulierungen.
Aus US 2006/0016999 A1 ist eine Vorrichtung bekannt, welche dem Verwender die Art der benötigten kosmetischen Sonnenschutz-Zubereitung anzeigt. Dabei wird die Intensität der UVA- und UVB-Strahlung des Sonnenlichts über entsprechende Sensoren erfasst. Über eine Datenverarbeitungseinheit wird anhand entsprechend vorgewählter Daten zu den individuellen Hauteigenschaften die zum Schutz der Haut benötigte Zubereitung berechnet und dem Verwender über optische oder akustische Signale angezeigt. Eine automatische Applikation der entsprechenden Zubereitung erfolgt jedoch nicht.
Die WO 04/039255 A1 offenbart Methoden zur nichtinvasiven Analyse der Hautstruktur mittels optischer Methoden. Insbesondere dienen die aufgezeigten Methoden zur Bestimmung der Melanindichte.
Aus WO 02/087681 ist ein Verfahren zur Verabreichung therapeutischer Wirkstoffe bekannt, in dem eine dem Patienten implantierte Vorrichtung ein Signal erzeugt, welches die Abgabe eines Wirkstoffes aus einem auf die Haut des Patienten geklebten Wirkstoff-Pflasters steuert. Jedoch können in diesem Verfahren keine auf bzw. nur in den oberen Schichten der Haut wirkenden Substanzen eingesetzt werden, da diese nicht oder nur in sehr geringen, unwirksamen Mengen in den Körper eines Patienten gelangen. Auch ist das Verfahren zur Hautpflege oder Hautbehandlung nicht geeignet, da nur verhältnismäßig kleine Hautareale mit einem Pflaster abgedeckt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Verfahren sowie eine geeignete Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche eine selektive Applikation von kosmetischen oder pharmazeutischen Zubereitungen zur Hautpflege oder Hautbehandlung ermöglichen, insbesondere zur Behandlung von Altersflecken.
Die Aufgabe wird in einem ersten Aspekt durch ein Verfahren gelöst, in welchem zunächst die Färbung der Haut, das Hautrelief oder beides über die gesamte Fläche einer ausgewählten Hautoberfläche optisch erfasst wird, die Flächen bestimmt werden, innerhalb derer die Daten von Sollwerten abweichen, und dann die kosmetischen oder pharmazeutischen Zubereitungen auf diesen Flächen freigesetzt werden. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Altersflecken liegen im Gegensatz zu Muttermalen in der Hautebene bzw. sind als Melaninansammlungen in die Hautschichten eingelagert.
Muttermale weisen dagegen ein Hautprofil auf, das heißt Muttermale zeichnen sich oft als Erhebung von der umliegenden Haut ab. Im Gegensatz zu Altersflecken stellen Muttermale Hautveränderungen dar, die nicht mit Wirkstoffen behandelt werden sollen. Die Behandlung von Muttermalen sollte nicht ohne ärztliche Konsultation erfolgen, da dies möglicherweise ein Risiko in Bezug auf 'Hautkrebs' und 'Melanome' bringt.
Altersflecken dagegen stellen eine überproportionale Melanineinlagerung dar, wobei die sich ausprägende Färbung tiefenabhängig und melanindichteabhängig ist. Es ist daher wichtig und ohne weiteres möglich Altersflecken von Muttermalen mit Profil beim erfindungsgemäßen Verfahren zu unterscheiden.
Die applizierte Wirkstoffmenge muss daher und das ist der große Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, an Tiefe und Dichte des eingelagerten Melanins angepasst werden.
Aufgabe des Verfahrens ist daher die Wirkstoffe nur auf die Altersflecken zu applizieren, damit sie einen gleichmäßigen Reduktionseffekt bewirken.
Ein Vorteil des Verfahrens ist der schnelle Erfolg und eine Einsparung an Wirkstoffen durch gezielte Behandlung.
Gegenüber der händischen Auftragung kann eine höhere Konzentration des Wirkstoffs kann lokal appliziert werden.
Die Auftragung einer hohen Wirkstoffmenge oder hohen Wirkstoffvolumens kann jedoch zu einer Diffusion des Wirkstoffes über den Rand des Altersflecks hinaus führen, wodurch unschöne helle Diffusionsränder entstehen können.
Auch die Applikation der pharmazeutischen oder kosmetischen Zubereitung wird anhand der rheologischen und Diffusions-Eigenschaften der Zubereitung so korrigiert, das ein Auslaufen der Zubereitung aus dem bestimmten Bereich vermieden wird. Zum Beispiel eine sehr dünnflüssige Lösung könnte über den Altersfleck hinaus migrieren, da das Ziel ist nur den Bereich zu behandeln wird die dünnflüssige Lösung mit definiertem Rand innerhalb des Bereichs appliziert.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist es daher, die Wirkstoffapplikation so zu steuern, das ein Randbereich des Altersflecks nicht mit Wirkstoffen bedeckt wird, so das die aus dem inneren Bereich des Altersflecks erfolgende Diffusion des Wirkstoffes zu einer ausreichenden Aufhellung des Randbereiches ausreicht.
Der Altersfleck würde sonst auffälliger und betont wenn um ihn herum ein hellerer Rand entsteht.
Messungen der Hautrauhigkeit über das Ausmessen von Schatten eines schräg angeleuchteten Hautareals sind bekannt. Je höher die Erhebungen bzw. tiefer die Rillen in dem betrachteten Hautabschnitt sind, desto längere Schatten werfen sie. Ebenso sind Verfahren zur Bestimmung der Hautfarbe bekannt, in denen an der Hautoberfläche reflektierte Lichtstrahlen erfasst werden. Dabei wird das Phänomen genutzt, dass ein auf die Haut auftreffender Lichtstrahl in Abhängigkeit von der Farbe der Haut mit veränderter Wellenlängenverteilung reflektiert wird. Diese Messungen können sowohl mit Weißlicht als auch mit engerbandigem (farbigem) Licht durchgeführt werden.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das an der Hautoberfläche reflektierte Licht über entsprechende Sensoren erfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Änderung der Intensität, die Änderung der Wellenlänge des reflektierten Lichts oder beides im Vergleich zum eingestrahlten Licht erfasst.
Die erhaltenen Werte werden mit Sollwerten bzw. Sollwertbereichen verglichen. Die Sollwerte können beispielsweise vorab durch entsprechende Messungen an faltenfreien Hautarealen mit geringerer Relieftiefe oder gleichmäßig pigmentierten Hautarealen ermittelt werden. Ein anderes Verfahren zur Bestimmung der Sollwerte ist beispielsweise während der Messung selbst aus den gemessenen Werten Mittelwerte zu bestimmen, welche als Sollwerte oder Sollwertbereich eingesetzt werden. Wichtig dabei ist die Möglichkeit, die Struktur der Hautoberfläche entweder zeilenförmig (Linienscanner) oder flächig (CCD–Kamera) zu erfassen.
Liegen die gemessenen Daten einer Hautfläche außerhalb der vorgegebenen Bereiche, wird gezielt auf dieser Fläche eine kosmetische oder pharmazeutische Zubereitung freigesetzt.
Erfindungsgemäß bevorzugt werden Zubereitungen eingesetzt, welche Wirkstoffe enthalten. Die Wahl der Wirkstoffe hängt dabei von der Art der Hautveränderung und der gewünschten Wirkung ab. So sind beispielsweise zur Milderung von unerwünschten Farbveränderung aufhellende, tönende oder entzündungshemmende Wirkstoffe geeignet sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt zur gezielten Pigmentaufhellung oder Färbung eingesetzt. Des weiteren kann das erfindungsgemäße Verfahren zur gezielten Behandlung bei Akne, Entzündungen, Rötungen und Irritationen sowie Insektenstichen eingesetzt werden.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten pharmazeutischen oder kosmetischen Zubereitungen Wirkstoffe, einzeln oder in Kombination, aufweisen, die für die jeweilige Anwendung geeignet sind.
Geeignete Wirkstoffe sind beispielsweise die folgenden Wirkstoffe, gewählt aus der Gruppe der Biochinone, insbesondere Ubichinon (Q10), Ubichinol, Folsäure und ihre Derivate insbesondere Tetrahydrofolsäure und Dihydrofolsäure, Niacin und seine Derivate insbesondere Niacinamid, Kreatin und Kreatinin, Carnitin, Biotin, Isoflavon, Cardiolipin, Liponsäure, Anti-Freezing-Proteine, Pimpinella-anis-fruit-extract, Hopfen- und Hopfen-Malz-Extrakte, Wirkstoffe, welche die Restrukturierung des Bindegewebes fördern wie natürliche und synthetische Isoflavonoide und isoflavonoidhaltige Pflanzenextrakte wie z. B. Soja- und Klee-Extrakte, Wirkstoffe zur Unterstützung der Hautfunktionen bei trocke ner Haut wie beispielsweise Vitamin C, Biotin, Carnitin, Propionsäure, Grüntee-Extrakte, Eucalyptusöl, Harnstoff und Mineralsalze wie z. B. NaCl, Meeresmineralien sowie Osmolyte z. B. Inositol, Betain und quartäre Ammoniumverbindungen, Wirkstoffe zur Linderung bzw. positiven Beeinflussung von irritativen Hautzuständen bei empfindlicher Haut im allgemeinen oder bei durch Noxen wie beispielsweise UV-Strahlung oder Chemikalien gereizter Haut wie Sericoside, verschiedene Extrakte des Süßholzes, Licochalcone insbesondere Licochalcon A, Silymarin, Silyphos, Dexpanthenol, Inhibitoren des Prostaglandinstoffwechsels insbesondere der Cyclooxygenase und des Leukotrienstoffwechsels insbesondere der 5-Lipoxygenase und des 5-Lipoxygenase-Inhibitor-Proteins, FLAP, Modulatoren der Pigmentierung, welche die Pigmentierung der Haut vermindern, wie beispielsweise Tyrosinsulfat, Dioic acid (8-Hexadecen-1,16-dicarbonsäure) sowie Liponsäure und Liponamid, verschiedene Extrakte des Süßholzes, Kojisäure, Hydrochinon, Arbutin, Alpha-Arbutin, Deoxyarbutin, Fruchtsäuren insbesondere Alpha-Hydroxy-Säuren (AHAs), Bärentrauben-Extrakte (Bearberry oder Uvae ursi), Ursolsäure, Ascorbinsäure, Grüntee-Extrakte, Aminoguanidin, Pyridoxamin, Niacinamid, Inhibitoren des Proteinase Activated Receptors 2 (PAR-2), Wirkstoffe, die eine verstärkte oder schnellere Bräunung der Haut mit oder ohne Einfluss von UV-Licht herbeiführen, beispielsweise Advanced Glycation Endproducts (AGE), Lipofuscine, Nukleinsäure-Oligonukleotide, Purine und Pyrimidine, NO-freisetzende Substanzen, Tyrosin und seine Derivate insbesondere N-Acetyl-Tyrosin, Phenylalanin und seine Derivate insbesondere N-Acetyl-Phenylalanin sowie Aktivatoren des Proteinase Activated Receptors 2 (PAR-2), Antifaltenwirkstoffe wie Flavonglycoside insbesondere α-Glycosylrutin, Coenzym Q10, Vitamin E und seine Derivate. In dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch Wirkstoffe in verkapselter Form eingesetzt werden, wobei als Verkapselungsmaterialien z. B. Kollagenmatrices, cyclische Oligosaccharide insbesondere alpha-, beta-, HP-beta-, random-Me-beta, gamma-Cyclodextrin, Cellulose, Gelatine, Wachs oder Liposomen dienen. Zur Behandlung von Alterflecken werden bevorzugt aufhellende oder hautfarbende Pigmente, UV-Schutz-Wirkstoffe, Rucinol(4-butylresorcinol), Hexylresorcinol Kojic Acid, Dioic Acid eingesetzt.
In einem weiteren Aspekt wird die vorliegende Aufgabe durch selektiven Produktapplikator gelöst, welcher mindestens einen optoelektronischen Sensor, mindestens ein Produktreservoir, eine Datenverarbeitungseinheit und mindestens eine elektrisch ausgelöste Vorrichtung zur Freisetzung von Flüssigkeiten aufweist. Bevorzugte Ausführungsformen des Produktapplikators sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die optoelektronischen Sensoren und die mit den Produktreservoiren verbundenen Vorrichtungen zur Freisetzung von Flüssigkeiten mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erfindungsgemäße Produktapplikator die Form eines Stifts auf, der mit einer Hand betätigt bzw. angewendet werden kann. Alle Bauelemente sind dabei so gewählt, dass sie in einem Gehäuse angeordnet werden können, welches in einer Hand gehalten werden kann.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die elektrisch ausgelöste Vorrichtung zur Freisetzung von Flüssigkeiten einen Sprühkopf aufweist. Der Sprühkopf kann dabei eine Mikropumpe aufweisen, wobei beispielsweise Membranpumpen oder Kolbenpumpen eingesetzt werden. Mikromembranpumpen nutzen häufig den unten angeführten Piezoeffekt (Piezomembran-Mikropumpen). Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Überdruckbehältern und Mikroventilen (entsprechend der beim Airbrush-Verfahren eingesetzten Technik).
Es ist weiterhin erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Sprühkopf einen Bubble-Jet-Sprühkopf oder einen Piezo-Sprühkopf aufweist. In einem Sprühkopf nach dem Bubble-Jet-Verfahren, der im Folgenden als Bubble-Jet-Sprühkopf bezeichnet wird, werden winzige Flüssigkeitstropfen mit Hilfe eines Heizelements erzeugt. Dabei bildet sich explosionsartig eine Dampfblase, die durch ihren Druck einen Flüssigkeitstropfen aus einer Düse presst. In einem Piezo-Sprühkopf wird die Eigenschaft von Piezokristallen genutzt, sich unter elektrischer Spannung zu verformen, um Flüssigkeit durch eine Düse zu pressen. Es erfolgt die Tropfenbildung der Flüssigkeit, wobei sich das Tropfenvolumen über den angelegten elektrischen Impuls steuern lässt. Die Arbeitsfrequenz eines Piezokristalls reicht bis zu 23 kHz.
In einer besondere Ausführungsform werde die Wirkstoffe und/oder Zubereitungen durch Mikroinjektionen (Mikronadelsystem) direkt in die Melaninansammlungen eingebracht.
Erfindungsgemäß sind auch Auftragungsarten wie Thermal InkJet, Mirkoventil und Sprühverfahren unter Verwendung einer Venturi-Düse (Airbrush Prinzip) Wichtig ist dabei, dass die freizusetzende Zubereitung nicht zu heiß werden darf, damit die Wirkstoffe nicht zerstört werden. Darüber hinaus müssen auch die Viskosität, die maximale Partikelgröße und das Agglomerationsverhalten der Partikel der freizusetzenden Zubereitung auf die Pumpleistung und die Düsengeometrie der eingesetzten Vorrichtung abgestimmt sein, um eine gezielte Freisetzung zu ermöglichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als optoelektronische Sensoren Photodioden, Phototransistoren oder CCD-Elemente bzw. CCD-Sensoren (CCD: charge coupled device) einzeln oder in Kombination eingesetzt. Erfindungsgemäß bevorzugt ist der Einsatz von CCD-Sensoren wie sie beispielsweise in Scannern verwendet werden. CCD-Sensoren erlauben durch ihre hohe Empfindlichkeit die Erfassung von sehr schwachen Lichtstrahlen. Sie besitzen darüber hinaus eine breite spektrale Empfindlichkeit und einen hohen Dynamikumfang, d. h. sie können gleichzeitig sehr lichtschwache und sehr helle Bereiche eines Bildes erfassen.
Die Messwerterfassung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Auswertung der Lichtintensitätsverteilung. Bei spezieller optischer Anordnung z. B. Winkel zwischen den optischen Achsen der Lichtquelle und der Aufnahmeeinheit zur besseren Bestimmung der Faltenausprägung ist auf die exakte Ortszuordnung zwischen Intensitätssignal und Applikationszielgebiet zu achten. Die Lichtintensität kann als Summensignal oder spektral differenzierend über optische oder elektronische Filter aufgenommen werden. Das Triggersignal zur Applikation kann über einen Schwellwert der Intensität oder aus Schwellwertkombinationen verschiedener spektraler Intensitäten gewonnen werden. Der Schwellwert bzw. die Schwellwertkombinationen müssen hautindividuell in einem „Trainingsmode” bestimmt werden. Eventuell sind hier optische Blenden erforderlich, um das Training besonders selektiv auf spezifische Hautmerkmale zu fokussieren.
In einem weiteren Aspekt wird die vorliegende Aufgabe gelöst durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Produktapplikators zur selektiven Applikation von kosmetischen oder pharmazeutischen Zubereitungen auf der Haut.
Bevorzugt wird der erfindungsgemäße Applikator zur Applikation von pharmazeutischen und kosmetischen Zubereitungen zur Behandlung von Akne, Falten und anderen Alterserscheinungen sowie Pigmentstörungen.
Erfindungsgemäß geeignete Zubereitungen sind Lösungen, beispielsweise wässrige und/oder alkoholische Lösungen (Konzentrate), Emulsionen, Gele, Schmelzen, Seren und Make-up.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 2006/0016999 A1 [0002]
- WO 04/039255 A1 [0003]
- WO 02/087681 [0004]

Claims

Verfahren zur selektiven Applikation von kosmetischen oder pharmazeutischen Zubereitungen auf der Haut, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die Färbung und/oder das Relief über die gesamte Fläche einer ausgewählten Hautoberfläche optisch erfasst wird, die Flächen bestimmt werden, innerhalb derer die Daten von Sollwerten abweichen, und dann die kosmetischen oder pharmazeutischen Zubereitungen auf diesen Flächen freigesetzt werden, wobei alle Bauelemente in einem Gehäuse angeordnet sind, wobei das Gehäuse so dimensioniert ist, das es in einer Hand gehalten werden kann, und der Produktapplikator mit einer Hand angewendet werden kann.
Verfahren nach Anspruch 2 zur selektiven Applikation kosmetischer oder pharmazeutischer Wirkstoffe und/oder Zubereitungen auf Hautbereiche mit Pigmentstörungen, Hautverfärbungen, insbesondere Pigmentflecke.
Verfahren zur Reduktion von Altersflecken, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt ein Hautareal optisch erfasst wird, in einem zweiten Schritt die Flächen bestimmt werden die eine Hautanomalie, insbesondere Altersfleck aufweisen, in einem dritten Schritt auf die im zweiten Schritt bestimmten Flächen (Altersfleck) ein Wirkstoff appliziert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Applikation des Wirkstoffes oder der Zubereitung ein Randbereich freigelassen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des freizulassenden Randbereiches abhängig von Menge des Wirkstoffes oder der Zubereitung und Diffusionsverhalten variiert wird
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge des Wirkstoffes oder der Zubereitung anhand der Tiefe der Melanineinlagerung variiert wird.
Produktapplikator zur selektiven Applikation, dadurch gekennzeichnet, dass er (I) mindestens einen optoelektronischen Sensor, (II) mindestens eine Datenverarbeitungseinheit, (III) mindestens ein Wirkstoffe- und/oder Produktreservoir und (iV) mindestens eine elektrisch ausgelöste Vorrichtung zur Freisetzung von Flüssigkeiten aufweist.
Produktapplikator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Sensoren und die mit einem oder mehreren Produktreservoiren verbundene Vorrichtung oder die mit einem oder mehreren Produktreservoiren verbundenen Vorrichtungen zur Freisetzung der Flüssigkeiten mit der Datenverarbeitungseinheit verbunden sind.
Produktapplikator nach einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wirkstoff- und/oder Zubereitungsreservoir auswechselbar bzw. als Ampulle gestaltet ist.
Produktapplikator nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch ausgelöste Vorrichtung zur Freisetzung der Flüssigkeiten einen Sprühkopf oder Mikronadelsystem aufweist.
Produktapplikator nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkopf eine Mikropumpe aufweist.
Produktapplikator nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sprühkopf einen Bubble-Jet-Sprühkopf oder einen Piezo-Sprühkopf aufweist.
Produktapplikator nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Sensoren Photodioden, Phototransistoren oder CCD-Elemente aufweisen.
Verwendung des Produktapplikators nach einem der Ansprüche 7 bis 13 zur selektiven Applikation von kosmetischen oder pharmazeutischen Zubereitungen auf die Haut, insbesondere auf Altersflecken.
Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Zubereitungen Lösungen, bevorzugt wässrige und/oder alkoholische Lösungen, Emulsionen, Gele oder Schmelzen sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 14 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Wirkstoffe gewählt werden aus der Gruppe aufhellende oder hautfarbende Pigmente, UV-Schutz-Wirkstoffe, Rucinol(4-butylresorcinol), Hexylresorcinol Kojic Acid, Dioic Acid.
Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff Rucinol(4-butylresorcinol) ist.