DE19916896B4

DE19916896B4 - Teilchen mit kleiner Dimension, die eine Wand aus einem Gemisch von vernetzten Proteinen und Polysacchariden aufweisen, die an der Oberfläche mit Metallionen chelatbildende Hydroxamgruppen enthalten, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre verschiedenen Verwendungen insbesondere in der kosmetischen, pharmazeutischen und Nahrungsmittelindustrie

Info

Publication number: DE19916896B4
Application number: DE1999116896
Authority: DE
Inventors: Eric Perrier; Chantal Buffevant; Isabelle Bonnet; Marie-Christine Levy
Original assignee: Coletica SA
Current assignee: BASF Beauty Care Solutions France SAS
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2019-04-15
Also published as: JP2000073043A; KR100559210B1; DE19916896A1; FR2777193A1; FR2777193B1; ES2156074A1; US6132750A; JP3503741B2; ES2156074B1; KR19990083166A

Abstract

Teilchen mit kleiner Dimension, dadurch gekennzeichnet, dass es an der Oberfläche mindestens eine Wand aufweist, die besteht aus einem Gemisch von mindestens einem Protein und mindestens einem Polysaccharid, die durch Grenzflächen-Vernetzung mit einem polyfunktionellen acylierenden Vernetzungsmittel vernetzt worden sind unter Bildung mindestens von Amid- und Ester-Bindungen mit den Amin-, Hydroxyl- oder Carboxyl-Funktionen des Proteins und des Polysaccharids, und an der Oberfläche Hydroxamgruppen aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft im wesentlichen Teilchen mit kleiner Dimension, die an der Oberfläche mindestens eine Wand aufweisen, die besteht aus einem Gemisch von vernetzten Proteinen und Polysacchariden und die an der Oberfläche mit Metallionen chelatbildende Hydroxamgruppen aufweisen, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre verschiedenen Verwendungen, insbesondere in der kosmetischen, pharmazeutischen und Nahrungsmittelindustrie.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung und der Patentansprüche bedeuten die hier verwendeten Ausdrücke "Teilchen mit kleiner Dimension" sowohl Mikroteilchen als auch Nanoteilchen und die Ausdrücke "Mikroteilchen" oder "Nanoteilchen" betreffen alle sowohl Mikrokugeln oder Nanokugeln als auch Mikrokapseln oder Nanokapseln.
Andererseits stehen die Ausdrücke "Mikrokugeln" oder "Nanokugeln" für Teilchen, die eine im wesentlichen einheitliche Struktur innerhalb ihrer Gesamt masse aufweisen, während die Ausdrücke "Mikrokapseln" oder "Nanokapseln" für Teilchen stehen, die eine vernetzte Wand aufweisen, die einen Kern oder einen inneren Hohlraum umgibt, der von einem festen, gelierten, flüssigen oder gasförmigen Medium ausgefüllt ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfassen diese Teilchen mit kleiner Dimension nach Anspruch 1 mindestens an der Oberfläche eine Wand, die aus einem Gemisch von mindestens einem vernetzten Protein und mindestens einem vernetzten Polysaccharid besteht, die durch Grenzflächenvernetzung mit einem polyfunktionellen acylierenden Grenzflächenvernetzungsmittel nach einer dem Fachmann allgemein bekannten Grenzflächenvernetzungs-Reaktion, wie sie weiter unten näher beschrieben wird, erhalten worden sind.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung enthalten diese Teilchen mit kleiner Dimension nach Anspruch 1 außerdem an ihrer Oberfläche mehrere Hydroxamgruppen, die durch Umsetzung der Teilchen mit kleiner Dimension an der vernetzten Oberfläche, die eine bestimmte Anzahl von Ester-Bindungen und gegebenenfalls Anhydrid-Bindungen enthält, mit Hydroxylamin in basischem Medium erhalten worden sind, so dass den Teilchen mit kleiner Dimension ein Metallionen-Chelatbildungsvermögen verliehen werden kann, wie es weiter unten näher beschrieben wird.
Stand der Technik
Das immer genauere Verständnis der biologischen Mechanismen erlaubt sehr häufig den Nachweis der dominierenden Rolle von Metallionen in chemischen, physikalischen oder biologischen Reaktionen.
Je nach Fall können diese Metallionen nützlich, sogar unerlässlich sein (z.B. die Spurenelemente) oder sie können positive Reaktionen gegenüber Organismen induzieren, oder sie können unbrauchbar, ja sogar extrem toxisch sein (z.B. Schwermetalle) und dann Oxidations-, Necrose- oder Absterbe-Reaktionen bei Zellen induzieren.
Das Einfangen und die Eliminierung des toxischen Effektes dieser Metallionen sowie die Zufuhr bestimmter Metallionen, die einen positiven Effekt aufweisen, werden bereits umfangreich untersucht, wobei insbesondere zur Befriedigung der vielfachen Bedürfnisse auf den Gebieten der Nahrungsmittel, der Behandlung von Abwässern, auf den medizinischen und biomedizinischen Gebieten sowie auf dem kosmetischen Gebiet, diese Forschungsarbeiten in Richtungen zusammenlaufen, die allen diesen Gebieten gemeinsam sind, ohne dass größere Unterschiede auftreten.
Ein umfangreich erforschtes Gebiet betrifft die Entwicklung von neuen chemischen Einheiten, welche die immer wirksamere Chelatbildung mit Metallionen erlauben (EDTA und ihre Derivate, HEDTA und ihre Derivate, DTPA und ihre Derivate, 2-Furyldioxim und dgl.). Das Hauptproblem, das bei der Verwendung dieser Substanzen auftritt, ist der lösliche Charakter dieser chelatbildenden Agentien, die nur sehr schwer von dem Medium abgetrennt werden können, in das sie eingeführt worden sind. So ist es nicht leicht, ein Metallion aus einer wäßrigen Lösung mit Hilfe eines Chelatbildners, der selbst in wäßriger Lösung löslich ist, zu entfernen, so daß die klassischen Abtrennungsverfahren (Filtrieren, Dekantieren, Zentrifugieren...) nicht angewendet werden können.
Ein anderer Weg, der die Lösung des Problems der Abtrennung ermöglicht, besteht darin, feste Teilchen zu verwenden, welche die Fähigkeit haben, Metallionen einzufangen.
Bei klassischen Verfahren sind Ionenaustauscherharze verwendbar, die jedoch, da sie aus Polystyrol- oder Formophenol-Polymeren hergestellt sind, nicht biologisch abbaubar sind, nicht biologisch kompatibel sind und stark toxische Nebenprodukte oder Monomere (Formol, Phenol, Styrol...) abscheiden können, die für Anwendungszwecke, die mit Lebewesen in Verbindung stehen (für medizinische Zwecke, für die Diagnostik, für die Verwendung in Nahrungsmitteln, pharmazeutischen oder kosmetischen Mitteln...) nicht kompatibel sind.
Von Margel ("J. Med. Chem." 24, 1263-1266, 1981) wurden bereits medizinische Anwendungen in Betracht gezogen für die Behandlung einer Vergiftung durch Schwermetalle mit chelatbildenden Mikrokugeln und Anwendungen in der medizinischen Bilderzeugung (Abbildung) wurden bereits vorgeschlagen von Hnatovitch et al. ("J. Nuclear Med.", 22, 623-626, 1981), von Lauffer ("Magnetic Resonance Quarterly", 6, 65-84, 1990) und Rongved et al. ("Carbohydrate Res.", 214, 325-330, 1991) für Mikrokugeln, die mit Elementen beladen (markiert) sind, die in dem Organismus verfolgt werden können.
Andererseits ist es durch das Dokument EP-0 611 326 B1 der Anmelderin bereits bekannt, Nanoteilchen oder Nanokapseln aus durch Grenzflächenvernetzung vernetzten Proteinen herzustellen, in denen ein Wirkstoff eingekapselt ist, die überraschenderweise eine verzögerte Freisetzung dieses Wirkstoffes erlauben. Aus dem Dokument EP-0 630 287 B1 der Anmelderin ist auch bereits ein Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln oder Mikrokugeln mit Wänden aus durch Grenzflächenvernetzung vernetztem Polysaccharid bekannt, die einen in Wasser löslichen, in Wasser dispergierbaren, in Wasser unlöslichen oder in Fett löslichen Wirkstoff enthalten können. In dem Dokument US-A-5 395 620 der Anmelderin ist ferner die Herstellung von biologisch abbaubaren Mikrokapseln mit Wänden aus Gemischen von vernetztem Acetocollagen und vernetzten Polyholosiden zur Einkapselung von kosmetischen, pharmazeutischen oder Nahrungsmittel-Wirkstoffen beschrieben.
In dem Stand der Technik wird in dem Artikel von D. Hettler, M.C. Andry und M.C. Levy, einem der Miterfinder der vorliegenden Erfindung, mit dem Titel "Polyhydroxamic microcapsules, prepared from proteins: A novel type of chelating microcapsules", erschienen in "J. Microencapsulation", 1994, Band 11, Nr. 2, S. 213-224, die Herstellung von Mikrokapseln aus Proteinen beschrieben, die bestehen aus Human-Serumalbumin (abgekürzt als HSA bezeichnet), Rinder-Fibrinogen und Ovalbumin, die erhalten werden nach einem Grenzflächenvernetzungs-Verfahren und mit Hydroxylamin in einem alkalischen Medium so behandelt werden, daß die Ester-Bindungen und Anhydrid-Bindungen der Wand der Mikrokapseln zerbrechen, um Hydroxamgruppen an der Wand oder Membran zu fixieren, wobei die Fixierung der Hydroxamgruppen den Mikrokapseln Fixier-Eigenschaften für Metallionen und insbesondere für Eisen verleiht.
In diesem Dokument wurde jedoch in dem experimentellen Teil und in dem Diskussionsteil von der Seite 216 bis zur Seite 223 gezeigt, daß die Mikrokapseln eine beträchtliche Verminderung ihrer Dichte erleiden, wodurch ihre Sedimentation viel schwieriger wird (letzte Zeile der Seite 216 und erste Zeile unter der Tabelle 1 der Seite 217).
Andererseits sind die Mikrokapseln dann viel empfindlicher für den enzymatischen Abbau durch Trypsin, wobei ein Abbau innerhalb von 5 min erhalten wird im Vergleich zur Dauer des Abbaus von 20 min für Mikrokapseln aus HSA und einer vollständigen Beständigkeit gegen Trypsin der Mikrokapseln aus Ovalbumin und Fibrinogen, die nicht mit Hydroxylamin behandelt worden sind.
Andererseits haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung bei Versuchen mit größeren Mengen im industriellen Maßstab eine vollständige Zerstörung der Mikrokapseln bei der Behandlung mit Hydroxylamin in einem alkalischen Medium festgestellt, wodurch die praktische Anwendbarkeit dieses Verfahrens insbesondere im industriellen Bereich zerstört wird.
Im Rahmen dieser industriellen Versuche wurde gezeigt, daß der Mengenanteil der Proteine im allgemeinen etwa 5 Gew.-% nicht übersteigen darf, hauptsächlich aus Gründen der Viskosität, so daß es nicht möglich ist, vernetzte Teilchen mit einer gegen die Hydroxylaminolyse beständigen Wand herzustellen.
Die FR 2 680 005 A1 beschreibt die Nutzung von mit Liganden belegten Mikroträgern aus Atelocollagen und z.B. Dextran zur Bildung spezifischer Komplexe.
M.-C. Lévy und M.C. Andry beschreiben in J. Microencapsulation, 1991, Vol. 8, Nr. 3, Seiten 335 bis 347 die Synthese von Mikrokapseln mit gemischten Wänden aus Proteinen und Polysacchariden, die sich als widerstandsfähig gegen die Degradierung erweisen.
Ziele der Erfindung
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein neues technisches Problem zu lösen, das darin besteht, neue chemische Einheiten bereitzustellen, die aus biologisch kompatiblen, biologisch abbaubaren Teilchen bestehen, die mit Metallionen Chelate bilden können und aus einem Reaktionsmedium oder einem Chelatbildungsmedium, in dem die genannten Ionen vorhanden sind, leicht isoliert werden können.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es außerdem, neue technische Probleme zu lösen, die darin bestehen, Teilchen mit kleinen Dimensionen bereitzustellen, die biologisch kompatibel, biologisch abbaubar sind, mit Metallionen Chelate bilden können, die aus einem Reaktionsmedium leicht isolierbar sind, die in wäßrigem Medium extrem stabil sind, die nicht aus Materialien hergestellt werden, die auf den verschiedenen vorgesehenen Anwendungsgebieten verboten sind und die in industriellem Maßstab mit sehr guter Ausbeute hergestellt werden dürfen, um die Herstellung von großen Mengen zu ermöglichen.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es ferner, das neue technische Problem zu lösen, das darin besteht, Teilchen mit einem sehr guten Chelatbildungsvermögen für Metallionen bereitzustellen, die mechanisch und/oder biologisch insbesondere gegen eine enzymatische Lysis (Auflösung) beständig sind.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es außerdem, das neue technische Problem zu lösen, das darin besteht, Teilchen bereitzustellen, die anfänglich mit verschiedenen durch Chelatbildung gebundenen Metallionen, die radioaktiv oder nicht-radioaktiv sind, beladen (markiert) sind, die in einem gegebenen Medium verwendbar sind, um eine spezifische Rolle oder eine spezifische Aktivität direkt oder durch Freisetzung der durch Chelatbildung gebundenen Metallionen auszuüben.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist es ferner, die vorstehend angegebenen technischen Probleme zu lösen, ohne die Herstellungskosten für diese Teilchen wesentlich zu erhöhen und die Herstellung von Kapseln oder von Kugeln nach Belieben zu erlauben, die andererseits unabhängig von ihren Mikrometer- oder Nanometer-Dimensionen eine leichte Einstellung ihrer mechanichen und/oder biologischen Beständigkeit insbesondere gegenüber einer enzymatischen Lysis (Auflösung) erlauben.
Zusammenfassung der Erfindung
Um diese neuen technische Probleme zu lösen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, daß in dem von mindestens einem der Miterfinder der vorliegenden Erfindung beschriebenen Verfahren, d.h. demjenigen, wie es in "J. Microencapsulation" 11, 213-224, 1994, beschrieben ist, Proteine verwendet werden können, die für bestimmte Anwendungszwecke verboten sind, wie Human-Albumin, das in der Kosmetologie verboten ist, oder Proteine, die strengen gesetzlichen Vorschriften unterliegen für andere Anwendungszwecke, beispielsweise die Proteine, die von Rindern, Schafen, Ziegen abgeleitet sind, in der Kosmetologie und in der Pharmazie und auch wegen ihrer hohen Kosten wie z.B. das Fibrinogen, wodurch die Anwendungsgebiete der bei diesen Verfahren erhaltenen Produkte beschränkt sind.
Die Erfinder haben nun versucht, in der Natur weiter verbreitete Proteine, die keinen gesetzlichen Beschränkungen unterliegen und die in industriellen Verfahren und für industrielle Anwendungszwecke verwendbar sind, zu verwenden.
Es wurden daher verschiedene Proteine (Kollagen, insbesondere Meereskollagen, Gelatine, insbesondere Meeresgelatine, Proteine von Soja, Erbsen, Lupinen, Bohnen und dgl.) verwendet in den Verfahren, wie sie in den Patentschriften beschrieben sind, die darüber hinaus von bestimmten Miterfindern der vorliegenden Erfindung hinterlegt wurden, insbesondere in dem Dokument US-A-5 395 620, die Ergebnisse waren jedoch negativ, weil bei der Behandlung mit Hydroxylamin in alkalischem Medium die hergestellten Mikrokugeln irreversibel aufgelöst werden, ohne daß es möglich ist, die Stärke dieser Auflösung zu steuern, die eine massive Zerstörung von Mikrokugeln mit sich bringt, sowie industrielle Ausbeuten von praktisch Null, die es nicht erlauben, diese Mikrokugeln für zahlreiche Anwendungszwecke einzusetzen, wie sie von den Erfindern der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind.
Darüber hinaus stellt man dann, wenn man Teilchen aus mit einem Säuredichlorid vernetzten Polysacchariden verwendet und sie mit alkalischem Hydroxylamin behandelt, eine sofortige Zerstörung der Teilchen fest als Folge der Hydroxylaminolyse der Ester-Bindungen.
Angesichts dieses neuen technischen Problems haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung auf vollständig unerwartete Weise gefunden, daß dann, wenn man zur Herstellung der Teilchen eine Lösung verwendet, die ein Gemisch aus mindestens einem Protein und mindestens einem Polysaccharid enthält, die erhaltenen Teilchen mit Wänden aus einem Gemisch von vernetztem Protein und vernetztem Polysaccharid gegenüber der Hydroxylaminolyse-Behandlung beständig und zur Chelatbildung mit Metallionen fähig sind.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft daher die vorliegende Erfindung ein Teilchen mit kleiner Dimension, das an der Oberfläche mindestens eine Wand aufweist, die besteht aus einem Gemisch von mindestens einem Protein und mindestens einem Polysaccharid, die durch Grenzflächenvernetzung mit einem polyfunktionellen acylierenden Vernetzungsmittel vernetzt worden sind unter Bildung mindestens von Amid- und Ester-Bindungen mit den Amin-, Hydroxyl- oder Carboxyl-Funktionen des Proteins und des Polysaccharids, und das an der Oberfläche Hydroxamgruppen aufweist.
Zweckmäßig werden die Hydroxamgruppen zuerst an der Oberfläche fixiert durch Umsetzung der mit dem obengenannten Vernetzungsmittel vernetzten Teilchen mit Hydroxylamin in einem alkalischen Medium nach dem Verfahren, wie es von Hettler et al. in dem obengenannten Dokument beschrieben wurde und weiter unten näher erläutert werden wird.
Ohne an irgendeine Theorie gebunden oder darauf beschränkt zu sein, scheint es, dass bei der Behandlung der Teilchen mit einer Wand aus einem Gemisch von vernetztem Protein und vernetztem Polysaccharid mit Hydroxylamin in einem alkalischen Medium die Bindungen in diesen Teilchen weniger empfindlich sind gegen Hydroxylaminolyse als im Falle der Teilchen, die nur aus vernetzten Proteinen oder nur aus vernetzten Polysacchariden hergestellt worden sind. Andererseits nehmen im Rahmen der Vernetzung einer Mischung von Proteinen und Polysacchariden mit einem polyfunktionellen acylierenden Grenzflächen-Vernetzungsmittel, beispielsweise einem Säuredihalogenid oder einem Säuredianhydrid, die Hydroxylfunktionen und die gegebenenfalls vorhandenen Carboxylfunktionen der Polysaccharide an der Vernetzungsreaktion mit dem polyfunktionellen Grenzflächen-Vernetzungsmittel teil, wie dies in dem Dokument der Anmelderin US-A-5 395 620 beschrieben ist. Es scheint, dass die Beständigkeit der Teilchen mit Wänden aus Gemischen von vernetzten Proteinen und vernetzten Polysacchariden gegen Hydroxylaminolyse an die Bildung eines Assoziationskomplexes in der wässrigen Anfangsphase zwischen dem Polysaccharid und dem Protein gebunden sein könnte. Dieser Komplex ergibt nach der Grenzflächen-Vernetzung eine verstärkte Membran durch die covalenten mehrfachen Bindungen, die sich zwischen den beiden Biopolymeren durch Vermittlung des Grenzflächen-Vernetzungsmittels ergeben. Bei der Hydroxylaminolyse entstehen aus einer bestimmten Anzahl von Ester- Bindungen und gegebenenfalls Anhydrid-Bindungen Hydroxamate. Es bleiben jedoch auch nach der Behandlung genügend geschützte intakte Bindungen in dem Komplex zurück, um die Integrität der Membran zu gewährleisten.
Die Polysaccharide, die besonders vorteilhaft sind, um eine Fixierung von Hydroxamgruppen zu erlauben, ohne auf signifikante Weise die Struktur der vernetzten Teilchen abzubauen, sind Xanthangummi, Guargummi, Johannisbrot, Karaya-Gummi, Akaziengummi, Alginate, Agare, Carraghenane, Scleorglucane, Gluco- und Galactomannane, Arabinogalactane, Pectine, Glycosaminoglycane, Pentosane, Dextrane, Chitosan, wasserlösliche und in Wasser dispergierbare Stärke- oder Cellulose-Derivate wie Alkylether, Hydroxyalkylether oder Carboxyalkylether von Stärke oder Cellulose, z.B. die Hydroxypropylcellulosen und die Carboxymethylcellulosen.
Wie bereits weiter oben angegeben, werden diese Teilchen mit einer kleinen Dimension, die Hydroxamgruppen tragen, im Allgemeinen in zwei getrennten Stufen hergestellt, einer ersten Stufe, die darin besteht, die Teilchen mit kleiner Dimension, beispielsweise Mikro- oder Nanokugeln oder Mikro- oder Nanokapseln, herzustellen durch Grenzflächenpolykondensation zwischen einem Gemisch von einem oder mehreren Proteinen und einem oder mehreren Polysacchariden einerseits und einem polyfunktionellen acylierenden Vernetzungsmittel, insbesondere einem Disäurehalogenid, vorzugsweise einem Disäurechlorid, andererseits an der Grenzfläche der Phasen einer Emulsion, insbesondere vom "Wasser-in-Öl-Typ" oder vom "Öl-in-Wasser-Typ", wobei man auf diese Weise als Reaktionsprodukt Teilchen mit kleinen Dimensionen erhält, bei denen mindestens die Wand an der Oberfläche vernetzt ist.
In einer zweiten Stufe werden diese Teilchen mit kleiner Dimension mit Hydroxylamin in einem alkalischen Medium umgesetzt, um in die Oberfläche dieser Teilchen mit kleiner Dimension eine Vielzahl von Hydroxamgruppen einzuführen, die resultieren aus dem Bruch mindestens der Ester-Bindungen die durch die genannte Vernetzung gebildet worden sind, welche die Fixierung der genannten Hydroxamgruppen an den auf diese Weise freigesetzten Funktionen erlauben.
Was die Grenzflächen-Vernetzungsreaktion angeht, so ist diese dem Fachmann allgemein bekannt.
Was die Gemische von Proteinen und Polysacchariden angeht, so kann man die Reaktion anwenden, wie sie in dem obengenannten Patent der Anmelderin US-A-5 395 620 beschrieben ist, welche die Herstellung von Mikrokapseln oder Mikroteilchen erlaubt.
Andererseits kann man auch die Grenzflächen-Vernetzungsreaktion anwenden, wie sie in dem obengenannten Dokument der Anmelderin EP-0 630 287 B1 beschrieben ist, welche die Herstellung von Mikrokapseln oder Mikrokugeln aus Polysaccharid durch Grenzflächen-Vernetzung erlaubt.
Man kann auch Teilchen mit einer Nanometer-Dimension herstellen durch Anwendung des Verfahrens, wie es in dem obengenannten Dokument der Anmelderin EP-0 611 326 B1 beschrieben ist.
Schließlich kann man auch das Grenzflächen-Vernetzungsverfahren anwenden, das in dem Dokument FR-A-9708968 beschrieben ist, das bis heute nicht veröffentlicht worden ist, zur Herstellung von vernetzten Teilchen mit kleinen Dimensionen, die als Ausgangsprodukt für die obengenannte zweite Stufe zur Fixierung von Hydroxam-Funktionen dienen und gegen diese Reaktion beständig sind.
Die Reaktionsbedingungen, wie sie in dem Dokument von Hettler, M.C. Andry und M.C. Lévy in "J. Microencapsulation", 1994, Band 11, Nr. 2, S. 213-224, beschrieben sind, auf dessen Inhalt hier ausdrücklich Bezug genommen wird, können ebenfalls angewendet werden.
In diesem Rahmen umfasst das Verfahren allgemein das Suspendieren der vernetzten Teilchen von kleinen Dimensionen, wie sie nach der ersten Stufe unter Anwendung eines solchen Vernetzungsverfahrens, wie es weiter oben beschrieben worden ist, erhalten werden, in Wasser, in einem Alkohol oder in einer Mischung davon, das anschließende Einführen von konzentriertem Hydroxylamin, beispielsweise mit einer Konzentration von 3 M unter Rühren bei Umgebungstemperatur und das anschließende Alkalischmachen der Lösung durch Zugabe einer Base wie beispielsweise Natriumhydroxid, beispielsweise durch Zugabe von konzentrierter NaOH, wie 3,5 M NaOH; das Stehenlassen unter Rühren während einer ausreichenden Zeitspanne, um die Öffnung mindestens der Ester- und gegebenenfalls vorhandenen Anhydrid-Bindungen zu erlauben, die aus der Vernetzung resultieren, wie in dem Dokument von Hettler et al. beschrieben, unter Bildung von Hydroxamat-Gruppen des Typs
wie in diesem Dokument beschrieben.
Die Reaktionsdauer ist variabel, sie kann jedoch in der Regel zwischen 15 und 30 min liegen.
Man kann das Hydroxylamin in Form von Salzen, beispielsweise des Hydrochlorids, des Phosphats, des Sulfats, wie sie insbesondere von der Firma Sigma, Frankreich, im Handel erhältlich sind, verwenden. Am Ende der Reaktion kann man verschiedene Waschvorgänge durchführen, bis man einen praktisch neutralen pH-Wert erhält.
Andererseits kann man bei einer anderen Ausführungsform auch eine Veresterungsstufe durchführen vor Durchführung der Aufpfropfung der Hydroxamgruppe auf die Teilchen mit kleiner Dimension, wie ebenfalls in dem obengenannten Dokument von Hettler et al. beschrieben (1c und 1d, S. 214).
In diesem Fall kann man die Veresterung durchführen wie von Hettler et al. beschrieben unter Verwendung eines Alkohols wie Ethanol oder Benzylalkohol, und von 1-Ethyl-3-(dimethylaminopropyl)carbodiimid.HCl (abgekürzt als EDCl bezeichnet), wie in dem Dokument von Hettler et al. beschrieben. Diese Veresterung erlaubt die Erhöhung der Anzahl von Hydroxamgruppen, die nach der Hydroxylaminolyse-Stufe gebildet werden, wie in der 1d auf S. 214 des Dokuments von Hettler et al. dargestellt.
Der relative Mengenanteil von Hydroxylamin (das in seiner im Handel erhältlichen Hydrochlorid-Form eingesetzt wird) kann innerhalb sehr breiter Grenzen variieren und liegt im allgemeinen zwischen 10 und 400 g pro Kilogramm der feuchten zu behandelnden Teilchen, insbesondere zwischen 30 und 200 g/kg, wobei der pH-Wert mittels einer starken Base, vorzugsweise mit Natriumhydroxid, auf Werte zwischen 9 und 13,5, besonders bevorzugt zwischen 9,5 und 13, eingestellt wird.
Im Rahmen der Erfindung erhält man Teilchen mit kleiner Dimension, beispielsweise Mikro- oder Nanokugeln oder Mikro- oder Nanokapseln, die einen hohen Mengenanteil an Hydroxamgruppen aufweisen, die charakterisiert sind durch die Fähigkeit dieser Teilchen, Metallionen einzufangen, wie dies in dem vorliegenden Dokument weiter unten gezeigt werden wird.
Was die Proteine angeht, so kann man alle Proteine ohne Beschränkung verwenden. Für bestimmte bevorzugte industrielle Anwendungszwecke, beispielsweise in der kosmetischen, pharmazeutischen oder Nahrungsmittel-Industrie, verwendet man vorzugsweise ein Protein, dessen Verwendung keinen gesetzlichen Beschränkungen unterliegt, das insbesondere industriell erhalten wird, wie z.B. Collagen oder Atelocollagen, z.B. Meerescollagen und Meeresatelocollagen, die mittleren Collagenhydrolysate, insbesondere die Hydrolysate von Meerescollagen, die Gelatinen, darunter die Meeresgelatinen oder ein pflanzliches Protein, z.B. die Pflanzenproteine, die extrahiert worden sind aus Hülsenfrüchten oder Proteaginosen, insbesondere aus den folgenden Pflanzen: Lupine (Genus Lupinus), Soja (Genus Glycin), Erbse (Genus Pisum), Kichererbsen (Genus Cicer), Luzerne (Genus Medicago), Bohne (Genus Vicea), Linsen (Genus Lens), grüne Bohnen (Genus Phaseolus), Sesam (Genus Sesamum), Raps (Genus Brassica) oder Sonnenblume (Genus Elientus) oder auch aus Getreiden, wie Weizen, Mais, Gerste, Malz und Hafer.
Diese Pflanzenproteine können in Form von pulverförmigen Präparaten, z.B. in Form von Mehlen, Konzentraten, Isolaten oder flüssigen Präparaten, wie z.B. Sojamilchen, verwendet werden.
Die Erfinder haben die Kinetik der Chelatbildung (maximal ab einem 30-minütigen Kontakt, anschließend stabil) sowie die Metallionen untersucht, die durch diese chelatbildenden Teilchen mit kleiner Dimension, die wie vorstehend beschrieben hergestellt worden sind, eingefangen werden können. Sie haben gezeigt, daß das Calcium, das Eisen(II oder III), das Kupfer(I oder II), das Chrom, das Nickel, das Kobalt, das Quecksilber, das Zink, das Silber, das Aluminium, das Cadmium, das Magnesium, das Blei, das Arsen, das Silicium, das Selen, das Germanium, das Gadolinium, das Mangan, Metallionen von radioaktiven Metallen oder radioaktiven Metallisotopen mit den erfindungsgemäßen chelatbildenden Teilchen eingefangen werden können. Die radioaktiven Metalle können beispielsweise ausgewählt werden unter den radioaktiven Isotopen von Technetium (Tc 99m), Indium (In 111, In 113m), Gold (Au 198), Ruthenium (Ru 103), Kobalt (Co 57), Chrom (Cr 51 ), Gadolinium (Gd 153), ohne Einschränkung. Sie haben auch gezeigt, daß dieses Einfangen nicht an eine Adsorption der Metallionen an die Membran der Kugeln gebunden ist, da die eingefangenen Metallionen auf vollständig stabile Weise fixiert sind, und daß keine Desorption im Verlaufe der Zeit nachweisbar ist, jedoch an die Bildung von stabilen Chelaten gebunden ist, die Hydroxamgruppen aufweisen.
Die Erfinder haben außerdem gezeigt, daß diese Chelatbildung unter bestimmten pH-Wert-Bedingungen, wie von den Erfindern nachgewiesen, vollkommen reversibel ist, was die Recyclisierung dieser chelatbildenden Mikrokugeln und ihre rationelle Verwendung für zahlreiche industrielle Anwendungszwecke erlaubt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform wird das obengenannte Teilchen am Anfang mit als Chelat gebundenen Metallionen beladen und in einem gegebenen Medium verwendet um eine spezifische Rolle oder eine spezifische Aktivität entweder direkt oder durch Freisetzung der durch ein Chelat gebundenen Metallionen auszuüben, wobei dieses Ionen vorzugsweise ausgewählt werden aus der Gruppe Eisen(II oder III), Kupfer(I oder II), Calcium, Selen, Zink, Silber, Silicium, Germanium, Magnesium und Mangan.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das obengenannte Teilchen am Anfang mit Metallionen eines radioaktiven Metalls oder eines radioaktiven Isotops eines Metalls oder auch mit einem Metallion eines paramagnetischen Metalls wie Eisen, Mangan, Gadolinium und Legierungen davon beladen, wobei das genannte Teilchen auf diese Weise nachweisbar wird durch Bilderzeugungsverfahren, insbesondere durch Szintigraphie oder NMR-Bilderzeugung.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung außerdem die Verwendung der vorstehend beschriebenen Teilchen mit kleiner Dimension, die an der Oberfläche Hydroxamgruppen aufweisen, zur Bindung von Metallionen nach Anspruch 12, inbesondere für die Chelatbildung mit Metallionen, insbesondere kann diese Verwendung angewendet werden zur Herstellung von kosmetischen Ingredientien, kosmetischen Zusammensetzungen, pharmazeutischen Zusammensetzungen oder Nahrungsmittel-Zusammensetzungen oder Zusammensetzungen für die Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser.
Die in Betracht gezogenen Anwendungszwecke sind die folgenden:

• Die Dekontamination von biologischen Materialien oder Medien wie Blut, Plasma, biologischen Extrakten, Milch und dgl. zum Dekontaminieren von Wasser und industriellen Flüssigkeiten, zum Dekontamieren von Ölpräparaten wie essentiellen Ölen, Lösungsmitteln, Siliconen oder komplexen organischen Medien, Metallen, insbesondere Schwermetallen, wie Blei, Kupfer, Eisen, Nickel, Arsen, Quecksilber, Chrom oder Aluminiumspuren oder allen radioaktiven Metallen oder radioaktiven Isotopen von Metallen, wobei sie auf diese Weise die Eliminierung der genannten Metallionen erlauben und beispielsweise die "Dekontaminierung" nach diesem Verfahren von Medien oder Flüssigkeiten, die mit Metallen, wie Kupfer, Eisen, Aluminium, Blei, Nickel, Arsen, Quecksilber, Chrom, Verbindungen beladen (belastet) sind, deren Gehalt sehr streng kontrolliert werden muß, bevor Substanzen auf den Markt gebracht werden, die sie enthalten können, die insbesondere aus Herstellungsverfahren stammen, z.B. durch die Verwendung von Katalysatoren, oder die auch als unerwünschte Verunreinigungen wie z. B. Schadstoffe, vorliegen.
• Das Einfangen von Calcium und Magnesium zur Behandlung der Wasserhärte.
• Das Einfangen von Eisen (aber auch von Kupfer und Mangan), das insbesondere ein starker Auslöser für Oxidationsreaktionen, radikalische Reaktionen, welche das Braunwerden induzieren können, für Oxidation und Abbau von wertvollen Substanzen (für industrielle und Nahrungsmittel-Anwendungszwecke) ist, die aber auch oxidative Streßphänomene, Sonnenerytheme, Zellenabbau und Zellentod über den radikalischen Abbau von Phospholipiden (für kosmetische und pharmazeutische Anwendungszwecke, für die Verwendung in Präparaten, die den Schutz der Haut kurzzeitig oder langzeitig gegen durch Licht induzierte Schäden erlauben). Inhibierungseffekte gegen das Ranzigwerden, Stabilisierungseffekte gegen Oxidation von Substanzen, die oxidierbar sind (wie z.B. Vitamine) und Schutzeffekte gegenüber UV-Licht sind somit beansprucht.
• Ein Modell, das den Nachweis der Wirkung der erfindungsgemäßen Produkte, d.h. der Teilchen, auf das Lichtschutzvermögen erlaubt, wurde gefunden aufgrund der Angabe, daß die Depolymerisation (radikalische Schnitte) der Hyaluronsäure (eines natürlichen Polymers, das in der menschlichen Haut enthalten ist und für seine Festigkeit verantwortlich ist), die in Gegenwart von Spuren Eisen festgestellt wurde, durch klassische Agentien, wie sie zum Einfangen von Eisen verwendet werden (Lactoferrin, Transferrin, EDTA...) beschleunigt wird, während sie durch die erfindungsgemäßen Produkte stark gebremst wird.
• Die Verwendung der obengenannten Teilchen für kosmetische und dermopharmazeutische Anwendungszwecke aufgrund der Schutzeigenschaft, insbesondere der Lichtschutzeigenschaft, gegenüber Materialien der Haut, wobei sie die Einflüsse des durch Licht induzierten Alterns auf die Hautstrukturen verhindern.
• Das Einfangen von Calcium: Calcium ist ein enzymatischer Cofaktor einer großen Zahl von Enzymen, wie z.B. der Proteasen, die Chelatbildung von Calcium erlaubt die Inhibierung bestimmter enzymatischer Aktivitäten, darunter die Collagenase-Aktivitäten, die verbunden sind mit dem Abbau von Hautgeweben und der Alterung von Hautgeweben selbst oder durch Licht induziert. Es wird eine Modulation der Collagenase-Aktivität auf diese Weise erhalten.
• Das Einfangen oder Freisetzen von Kupfer: das Kupfer ist ein enzymatischer Cofaktor einer großen Anzahl von Enzymen (Ceruleoplasmin, Ferroxydase, Cytochrom C-Oxydase, Superoxid-Dismutase, Ascorbat-Oxydase, Thyrosinase, Dopa-β-hydroxylase, Monoamin-oxydase...). Die Chelatbildung erlaubt die Inhibierung bestimmter enzymatischer Aktivitäten, darunter die Thyrosinase-Aktivitäten, die auftreten bei der unkontrollierten Pigmentierung von Hautgeweben unter der Einwirkung von UV-Strahlen (braune Flecken) oder der Ascorbat-Oxydase-Aktivitäten, welche die Zersetzung von Vitamin C beschleunigen. Dagegen ist es auch möglich, Kupfer in komplex gebundener Form den erfindungsgemäßen chelatbildenden Mikrokugeln zuzusetzen, um enzymatische Aktivitäten, wie diejenige von Monoamin-Oxidase zu stimulieren, ein Enzym, das bei der Vernetzung von Elastin-Fasern im Innern der Hautstruktur unerläßlich ist. Darüber hinaus können verschiedene Metallchelate von Polyhydroxam-Polymeren selbst eine katalytische Aktivität ausüben. So haben beispielsweise die Chelate von Kupfer Cu²⁺ von Polymeren vom Poly(acrylhydroxam)-Typ Katalase-Eigenschaften: sie katalysieren die Zersetzung des Wasserstoffperoxids, wie von Nozawa et al. in "Makromol. Chem.", 112, 73-83, 1968, beschrieben, wodurch sie besonders vorteilhaft werden für kosmetische Anwendungszwecke.
• Das in Form eines Chelats an Hydroxam-Funktionen gebundene Kupfer erlaubt auch: • die Stimulierung der Bildung von Melanin (Kaneko et al., "J. Polym. Sci. Macromol. Rev.", 16, 397-522, 1981), so daß seine Verwendung in kosmetischen Formulierungen vom Brauntönungsaktivator-Typ in Betracht gezogen werden kann; • die Erzielung von antiinflammatorischen und antiulcerösen Aktivitäten (Sorenson, "J. Med. Chem.", 19, 135-148, 1976), so daß es möglich ist, ihre Verwendung für Anwendungszwecke vom chemischen oder aktinischen Antierythem-Typ in Betracht zu ziehen.
• Die Zuführung von Kupfer, Selen, Zink in Form von damit beladenen chelatbildenden Mikrokugeln, um eine bessere Abwehr der Haut gegen Radikale zu erlauben, unter gleichzeitiger Aktivierung seiner Immun-Funktionen.
• Die Verwendung von Silber: Silber weist sehr starke bakterizide Aktivitäten auf, es wurde jedoch in der Kosmetikindustrie kaum verwendet, weil seine Salze schwierig zu handhaben sind. Durch Chelatbildung mit dem Silberion an chelatbildenden Mikrokugeln und Ausnutzung des dabei erhaltenen Ergebnisses ist es möglich, starke bakterizide und fungizide Eigenschaften zu erzielen, die in der Kosmetik- und dermatologischen Industrie anwendbar sind, ohne daß die Silberionen mit der Haut in Kontakt kommen oder von dieser absorbiert werden können und als Folge davon ohne jede Gefahr der Hautunverträglichkeit.
• Das Einfangen von Nickel und Kobalt: diese beiden Agentien sind starke Allergene, die schwere Dermatosen induzieren können. Die Einführung von chelatbildenden Mikrokugeln in Formulierungen für die topische Verwendung kann es ermöglichen, die mit der zufälligen Anwesenheit (als Schadstoff und dgl.) des einen oder des anderen dieser beiden Ingredientien auf der Haut verursachten Störungen zu vermindern.
• Die Abgabe von Silicium und/oder Germanium, die an chelatbildenden Mikrokugeln blockiert sind, für die Verabreichung auf topischem Wege: diese beiden Ionen haben wichtige Eigenschaften in der Kosmetik-Industrie und das erstgenannte spielt eine Rolle bei dem Aufbau des Gerüsts des Coriums (der Lederhaut).
• Die Freisetzung von blockiertem Eisen an chelatbildenden Mikrokugeln zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung für eine Ergänzung auf oralem Wege an Eisen, um die übliche Toxizität, die durch das verwendete freie Eisen hervorgerufen wird, bei therapeutischen Anwendungen bei dem Tier und vorzugsweise beim Menschen zu vermindern.
• Die Blockierung jedes Metallions eines radioaktiven Metalls oder eines radioaktiven Isotops eines Metalls an chelatbildenden Teilchen und die Verwendung dieser Mikrokugeln in der Diagnostik in der medizinischen Bilderzeugung (Abbildung), insbesondere in der Szintigraphie.
• Die Blockierung jedes Metallions eines paramagnetischen Metalls, wie Eisen, Mangan, Gadolinium, Legierungen davon, an chelatbildenden Teilchen und die Verwendung dieser Teilchen in der Diagnostik in der medizinischen Bilderzeugung (Abbildung), insbesondere als Kontrastmittel in der bildlichen NMR-Darstellung.

Die Verwendung eines obengenannten Teilchens zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung, insbesondere für die Behandlung von AIDS, das Hydroxamgruppen aufweisen kann, in einer Form für die lang anhaltende Freisetzung.
Die Teilchen der vorliegenden Erfindung sind auch nützlich in Zusammensetzungen, insbesondere kosmetischen Zusammensetzungen, pharmazeutische Zusammensetzungen, Nahrungsmittel-Zusammensetzungen, Zusammensetzungen für die Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere für die Behandlung von Wasser, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie die Teilchen mit kleiner Dimension enthalten, die an der Oberfläche Hydroxamgruppen aufweisen, wie sie weiter oben definiert worden sind oder wie sie resultieren aus der folgenden Beschreibung von Beispielen, die einen integralen Bestandteil der vorliegenden Erfindung bilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung außerdem ein Verfahren zur Herstellung dieser Teilchen mit kleiner Dimension, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst eine erste Stufe, in der man die Grenzflächen-Vernetzung eines Gemisches von mindestens einem Protein und mindestens einem Polysaccharid mit einem polyfunktionellen acylierenden Vernet zungsmittel durchführt unter Bildung von Teilchen, die mindestens an der Oberfläche Amid- und Ester-Funktionen aufweisen, und dass man in einer zweiten Stufe diese Teilchen mit Hydroxylamin in einem alkalischen Medium reagieren lässt, um das Öffnen mindestens von Ester-Bindungen hervorzurufen unter Fixierung der Hydroxamgruppen, und dass man diese abtrennt.
Ferner sind die Teilchen der vorliegenden Erfindung nützlich in einem Verfahren zum Einfangen von Metallionen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es umfasst die Verwendung der erfindungsgemäßen Teilchen mit kleiner Dimension, die an der Oberfläche Hydroxamgruppen tragen, die man mit einem Medium in Kontakt bringt, das mindestens ein Metallion enthält, das aus diesem Medium entfernt werden soll durch Chelatbildung mit den Hydroxamgruppen, und nach einer Kontaktzeit, die ausreicht, um die Chelatbildung zu bewirken, trennt man die auf diese Weise in Chelate überführten Teilchen mit kleiner Dimension von diesem Medium ab, das man gewinnt.
In einer Endstufe ist es möglich, die mit Metallionen beladenen Mikrokugeln zu gewinnen (abzutrennen) durch Durchführung einer Dechelatbildung auf die folgende Weise: die chelatbildenden Mikrokugeln, die mit einem Metallion ein Chelat gebildet haben, werden in einer Lösung von entmineralisiertem Wasser suspendiert für eine Zeitdauer zwischen 15 min und 24 h, vorzugsweise für eine Zeitdauer zwischen 2 h und 6 h, bei einem sauren pH-Wert, dessen genauer Wert von dem zu dechelatierenden Ion abhängt, der während der Dauer der Behandlung bei einem festen Wert gehalten wird, unter Verwendung einer starken Säure (Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure und dgl....).
Außerdem sind die Teilchen der vorliegenden Erfindung noch nützlich in einem Verfahren zur kontrollierten Freisetzung eines Metallions in einem gegebenen Medium, das umfasst die vorherige Herstellung der erfindungsgemäßen Teilchen mit kleiner Dimension, die Hydroxamgruppen tragen, die in Chelaten mit dem Metallion gebunden sind, das man in dem Medium freisetzen will, und das Inkontaktbringen dieser Teilchen mit kleiner Dimension, die mit diesem als Chelat gebundenen, freizusetzenden Metallion beladen sind, mit dem Medium, in dem diese Freisetzung durchgeführt werden soll, während einer Kontakt-Zeitspanne, die ausreicht, um die Freisetzung des Metallions zu bewirken. Dieses Medium kann insbesondere bestehen aus der Haut eines Tieres, vorzugsweise eines Menschen. Als freizusetzendes Metall verwendet man vorzugsweise z.B. Kupfer, Selen, Zink, Silicium, Germanium wegen der vorteilhaften Aktivitäten, die diese Metalle in dem Organismus, insbesondere in der Haut, erzeugen.
Ferner sind die Teilchen der vorliegenden Erfindung nützlich bei der Durchführung einer kosmetischen Behandlung oder einer therapeutischen Behandlung eines Tieres, vorzugsweise eines Menschen, bei der man diesem Menschen oder diesem Tier an dem gewünschten Ort erfindungsgemäße Teilchen mit einer kleinen Dimension zuführt, die an der Oberfläche Hydroxamgruppen aufweisen, die frei sind oder in Chelaten mit Metallionen gebunden sind, bei dem man die Chelatbildung des oder der an der Kontaktstelle des Tieres, vorzugsweise des Menschen, vorhandenen Metallionen bestimmt oder im Gegenteil die Freisetzung dieser Metallionen in der genannten Zone dieses Tieres durchführt.
Die Erfindung erlaubt somit die Lösung der Gesamtheit der obengenannten technischen Probleme auf eine einfache, kostengünstige Weise, die in einem industriellen Maßstab und insbesondere auf dem kosmetischen, pharmazeutischen oder Nahrungsmittel-Gebiet anwendbar ist.
Andererseits umfasst die Erfindung jedes Charakteristikum, das neu zu sein scheint gegenüber einem beliebigen Stand der Technik in seiner Allgemeinheit und das resultiert aus der Gesamtheit der Beschreibung einschließlich der Beispiele, die einen integralen Bestandteil der Erfindung in ihren allgemeinsten Mitteln und Funktionen, wie für einen Fachmann ersichtlich, darstellen.
In den Beispielen sind alle Mengenanteile, außer wenn etwas anderes angegeben ist, auf das Gewicht bezogen, die Temperatur ist die Umgebungstemperatur oder ist in ° Celsius angegeben und der Druck ist Atmosphärendruck, außer wenn etwas anderes angegeben ist.
Beispiel 1 (Erfindung): Allgemeine Herstellung von chelatbildenden Mikrokugeln aus Atelocollagen

a) Es wird eine wässrige Lösung (2 kg), enthaltend 18 g/kg Atelocollagen und 48 g/kg wasserfreies Natriumcarbonat, hergestellt; in diese Lösung gibt man x g/kg eines Polysaccharids X unter mechanischem Rühren, dann wird stehengelassen, bis eine vollkommen homogene Lösung erhalten worden ist.
b) Der pH-Wert dieser Lösung wird mit 6N Chlorwasserstoffsäure und 6N Natronlauge auf 9,8 eingestellt.
c) 400 g Terephthalsäuredichlorid werden in 8 l eines Fettsäureesters (Dragoxat^®, der Firma Dragoco, Deutschland) dispergiert.
d) In einem auf 6°C abgekühlten Behälter (Trog) werden 300 ml Sorbitantrioleat (Span 85 der Firma ICl, Großbritannien) in 5,7 l Dragoxat^® dispergiert.
e) Die im Abschnitt (b) hergestellte Lösung wird unter mechanischem Rühren in den Behälter gegossen. Die im Abschnitt (c) hergestellte Lösung wird anschließend zu dem Ganzen unter mechanischem Rühren zugegeben und das Ganze wird 10 min lang mit einem Rührsystem vom Typ Ultra Turax^®, das sich mit einer Drehzahl von 7000 Umdrehungen pro min (UpM) dreht, gerührt. Ein (um etwa 20 %) vermindertes mechanisches Rühren wird weitere 25 min lang aufrechterhalten.
f) Die Kugeln werden anschließend von dem Fettsäureester-Medium durch natürliches oder erzwungenes Dekantieren abgetrennt. Ein mittle res Zentrifugieren (1000 UpM während 5 min) reicht us, um eine korrekte Abtrennung zu bewirken.
g) Es werden mehrere Waschungen durchgeführt, um jede Spur von Fettsäureestern um die so hergestellten Mikrokugeln herum zu eliminieren. Die Mikrokugeln werden von dem Waschmedium durch natürliches oder erzwungenes Dekantieren abgetrennt.
h) Unter mäßigem mechanischem Rühren werden die abgetrennten Mikrokugeln (etwa 2 kg) anschließend in einer Lösung von 2 l Ethanol, in der vorher 80 g Hydroxylaminhydrochlorid gelöst worden sind, suspendiert. Dann wird zu dem Ganzen eine Lösung von 1 l Ethanol, in der 80 g Natriumhydroxid-Pastillen vorher aufgelöst worden sind, zugegeben.
i) Das Ganze wird 15 min lang unter Rühren gehalten, dann werden die Mikrokugeln von dem Medium abgetrennt, danach mit 2 aufeinanderfolgenden Ethanolbädern gewaschen, anschließend zweimal mit entmineralisiertem Wasser gewaschen. Die Mikrokugeln werden von dem Waschmedium durch natürliches oder erzwungenes Dekantieren abgetrennt.
j) Die Ausbeute kann dann errechnet werden auf der Basis der Menge der eingesetzten wäßrigen Phase (hier 2 kg).
k) Die abgetrennten Mikrokugeln werden anschließend gegebenenfalls mit der wäßrigen Lösung eines Salzes des Kations, dessen komplexe Bindung gewünscht wird (beispielsweise Silbersalze) 1 h lang bei 6°C in Kontakt gebracht, dann werden sie mit entmineralisiertem Wasser zweimal gewaschen.
l) Die abgetrennten Mikrokugeln (die in der Stufe (k) mit einem Kation beladen worden sind oder in der Stufe (j) noch unbeladen sind) werden anschließend gegebenenfalls in einem Gel (hydrophil, lipophil oder vom Silicon-Typ) suspendiert, das gegebenenfalls Konservierungsmittel enthält, das in jedem kosmetischen, pharmazeutischen oder Nahrungsmittel-Präparat verwendet werden kann. Diese Mikrokugeln können auch getrocknet werden (beispielsweise durch Lyophilisierung oder Zerstäubung), dann können sie durch Bestrahlung sterilisiert werden, um für je den Anwendungszweck verwendet werden zu können, wobei die trokkenen Formen bevorzugt sein können (beispielsweise Verwendung in öligen Lösungen oder Siliconen).

In diesem Beispiel beträgt die industriell erhaltene Ausbeute in der Stufe (j) ohne zugegebenes Polysaccharid (x=0) 0 %, d.h., es war nicht möglich, die Mikrokugeln nach der Hydroxyiamin/Natronlauge-Behandlung abzutrennen. In diesem Fall wurde das Verfahren in seiner Gesamtheit bei 20°C durchgeführt; diese Temperatur kann von 4°C bei 40°C modifiziert werden, es wurde jedoch keine Verbesserung bezüglich der industriellen Ausbeute bei diesen verschiedenen Temperaturen erhalten.
Wenn verschiedene Polysaccharide verwendet werden, wobei jeder andere Parameter im übrigen identisch bleibt, werden die Mikrokugeln mit einer Größe zwischen 1 und 100 μm im optischen Mikroskop betrachtet und die erhaltenen Ausbeuten, wie sie in der Stufe (j) angegeben sind, werden signifikant:
Beispiel 2 (Erfindung): Varianten zur Herstellung von chelatbildenden Mikrokugeln

1) Die im Beispiel Ia hergestellte wässrige Lösung kann enthalten 5 bis 25 g/kg Atelocollagen enthalten, wobei dieses Collagen aus einem Säugetier oder aus Fischen stammen kann, 10 bis 100 g/kg wasserfreies Natriumcarbonat und 1 bis 100 g/kg Polysaccharid.
2) Es ist möglich, einen anderen Puffer als den Carbonatpuffer (einen Phosphat-, Borat-, Ammoniak-, Succinat-Puffer und dgl.) zu verwenden, wobei der in der Stufe Ib eingestellte pH-Wert für die anderen Proteine als die Pflanzenproteine zwischen 7,5 und 12 und für die Pflanzenproteine zwischen 4,5 und 8 liegen kann.
3) Es ist möglich, das Ganze bei Temperaturen zwischen 4°C und 40°C und vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 6 und 25°C durchzuführen.
4) Das verwendete Polysaccharid wird vorzugsweise ausgewählt aus den in Beispiel I angegebenen Polysaccharide und besonders bevorzugt handelt es sich dabei um Chitosan, es können aber auch andere Polysaccharide erfindungsgemäß verwendet werden: Chitosan und seine Derivate, Glycosaminoglycane (Chondroitinsulfat, Hyaluronsäure, Dermatansulfat, Heparansulfat, Heparine mit hohem und niedrigem Molekulargewicht, Keratansulfat), Cellulose und ihre Derivate, Stärke und ihre Derivate, Carraghenane, Alginate, Pectine, Xanthan-, Guar-, Johannisbrot-, Karaya-, Akazien-Gummis, Scleroglucane, Gluco- und Galatomannane, Arabionogalactane, Pentosane und Dextrane und ihre Derivate.
5) Die verwendbaren Proteine sind Collagen, insbesondere Meerescollagen, Atelocollagen, insbesondere Meeres-Atelocollagen, mittlere Hydrolysate von Collagen, insbesondere Meeres-Collagenhydrolysate, Gelatine, insbesondere Meeres-Gelatine, in einem basischen Puffer (in der Stufe Ib wird der pH-Wert auf Werte zwischen 7,5 und 12 eingestellt) oder Pflanzenproteine in einem Puffer, der nahezu neutral ist, sogar leicht sauer ist (der pH-Wert wird in der Stufe Ib auf Werte zwischen 4,5 und 8 eingestellt). Die Pflanzen-Proteine können variiert werden und werden beispielsweise extrahiert aus Hülsenfrüchten oder Proteaginosen, insbesondere den folgenden Pflanzen: Lupine (Genus Lupinus), Soja (Genus Glycine), Erbse (Genus Pisum), Kichererbsen (Genus Cicer), Luzerne (Genus Medicago), Bohne (Genus Vicea), Linsen (Genus Lens), Grüne Bohnen (Genus Phaseolus), Sesam (Genus Sesamum), Raps (Genus Brassica) oder Sonnenblume (Genus Elientus) oder auch aus Getreiden wie Weizen, Mais, Gerste, Malz und Hafer, Diese Pflanzen-Proteine können in Form von pulverförmigen Präparaten, beispielsweise in Form von Mehlen, Konzentraten, Isolaten oder flüssigen Präparaten, beispielsweise Sojamilchen, verwendet werden. Bei Verwendung eines Proteinisolats von Soja beträgt die Produktionsausbeute, die wie in Ij beschrieben erhalten wird, 20 %. In allen Fällen wird ein Polysaccharid, vorzugsweise Chitosan oder eines seiner Derivate, der Lösung Ia bei der Herstellung der Mikrokugeln zugegeben.
6) Die Größe der am Ende des Verfahrens erhaltenen Mikrokugeln wird durch Modifizieren der Rührgeschwindigkeit in der Stufe Ie eingestellt. Sie beträgt 900 μm bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 400 UpM und sie beträgt 1 μm oder weniger bei Rotationsgeschwindigkeiten von 15 000-20 000 UpM.
7) Die in der Stufe Ih angegebene Menge an Hydroxylamin und Natronlauge kann in ziemlich großen Mengenbereichen variieren; sie liegt vorzugsweise zwischen 10 und 400 g/kg, besonders bevorzugt zwischen 30 und 240 g/kg.
8) Das Hydroxylaminhydrochlorid kann auch in 2 l Wasser anstelle von 2 l Ethanol, wie in Beispiel 1 angegeben, gelöst werden. Desgleichen kann das Natriumhydroxid in Wasser anstatt in Ethanol gelöst werden und die Menge der Natronlauge kann unterschiedlich sein. Diese Menge muß notwendig und ausreichend sein zur Erzielung eines pH-Wertes am Ende der Reaktion der Teilchen mit kleiner Dimension (beispielsweise der Mikrokugeln oder Nanokugeln oder Mikrokapseln oder Nanokapseln) in dem Gemisch aus Teilchen/Natronlauge/Hydroxylamin zwischen 9 und 13,5, besonders bevorzugt zwischen 9,5 und 13.
9) Man trennt die vernetzten Teilchen, die Hydroxamgruppen an der Oberfläche aufweisen, auf irgendeine geeignete Weise ab, beispielsweise durch Dekantieren oder Zentrifugieren, und gewinnt sie zurück. Diese Teilchen weisen ein sehr gutes Chelatbildungsvermögen und eine gute mechanische und biologische Beständigkeit insbesondere gegenüber enzymatischer Lysis auf.

Beispiel 3 (Erfindung): Derzeit bevorzugte Art der Herstellung von chelatbildenden Teilchen mit kleiner Dimension
Erste Stufe

a) Man stellt 2 kg einer wässrigen Lösung her, die enthält 18 g/kg Atelocollagen aus dem Meer, wie es beispielsweise aus nicht-pigmentierten Häuten von Fischen erhalten wird, wie in dem obengenannten Dokument der Anmelderin US-A-5 420 248 beschrieben, und 48 g/kg wasserlösliches Natriumcarbonat.

Zu dieser Lösung gibt man eine Chitosan-Lösung zu, die vorher so hergestellt worden ist, daß man eine Endkonzentration von 3 g/kg Chitosan dieser wässrigen Lösung erhält.
Diese Zugabe wird unter mechanischem Rühren durchgeführt, das dann bis zur Erzielung einer vollständig homogenen Lösung beibehalten wird.

b) Man stellt den pH-Wert dieser Lösung mit 6N Chlorwasserstoffsäure und 6N Natronlauge auf 9 ein.
c) Man dispergiert 400 g Terephthalsäuredichlorid in 8 l eines Fettsäureesters, beispielsweise von Dragoxat^® (Dragoco, Deutschland);
d) in einem auf 6°C abgekühlten Behälter dispergiert man 300 ml Sorbitantrioleat, beispielsweise Span 85° (ICl, Großbritannien) in 5,7 l Dragoxat^®;
e) man gießt die in der Stufe (b) hergestellte Lösung unter mechanischem Rühren in den Behälter. Die in der Stufe (c) hergestellte Lösung wird anschließend zu dem Ganzen unter mechanischem Rühren zugegeben und das Ganze wird 10 min lang mit einem Rührsystem vom Typ Ultra Turax mit einer Drehzahl von 7000 UpM gerührt. Weitere 25 min lang wird ein (um etwa 20 %) vermindertes mechanisches Rühren aufrechterhalten.
f) Die Kugeln werden anschließend durch mäßiges Zentrifugieren (5 min lang mit 100 UpM) von dem Fettsäureestermedium abgetrennt. Die Größe der Mikrokugeln (die zwischen 1 und 100 μm liegen kann) liegt in diesem Fall bei etwa 50 μm.
g) Dann werden mehrere Waschungen durchgeführt, um jede Spur von Fettsäureester um die so hergestellten Mikrokugeln herum zu eliminieren. Diese Waschungen werden mit Gemischen von Ethanol/Tensid wie Tween 20 der Firma ICl, Großbritannien, Wasser/Ethanol-Gemischen und dann mit entmineralisiertem Wasser durchgeführt. Die Mikrokugeln werden durch mäßiges Zentrifugieren von dem Waschmedium abgetrennt.

Zweite Stufe

h) Unter mäßigem mechanischem Rühren werden die abgetrennten Mikrokugeln, d.h. etwa 2 kg, anschließend in einer Lösung von 2 l Ethanol, in der 80 g Hydroxylaminhydrochlorid vorher gelöst worden sind, suspendiert.

Anschließend gibt man zu dem Ganzen eine Lösung von 1 l Ethanol, in der 80 g Natriumhydroxidpastillen vorher gelöst worden sind.

i) Das Ganze wird 15 min lang weiter gerührt, dann werden die Mikrokugeln von dem Medium abgetrennt, danach werden sie mit zwei aufeinanderfolgenden Ethanolbädern gewaschen und schließlich werden sie zweimal mit entmineralisiertem Wasser gewaschen.

Die Mikrokugeln, die Hydroxamgruppen an der Oberfläche tragen, werden durch mäßiges Zentrifugieren von dem Waschmedium abgetrennt.

j) Die Ausbeute, bezogen auf die eingesetzte Menge an wässriger Phase, hier 2 kg, beträgt 92 %.
k) Anschließend kann man zweckmäßig die Hydroxamgruppen an der Oberfläche tragenden Mikrokugeln in einem hydrophilen Gel, das Konservierungsmittel enthält, suspendieren, das man über längere Zeiträume hinweg aufbewahren kann bis zur Verwendung beispielsweise in kosmetischen, pharmazeutischen oder Nahrungsmittel-Präparaten.

Beispiel 4 (Erfindung): Varianten zur Herstellung der chelatbildenden Mikrokugeln
Die chelatbildenden Mikrokugeln können ohne Reaktion (indifferent) einkapseln wasserlösliche Substanzen (z.B. Flavonoide, Vitamin C, Pflanzenextrakte und dgl.), unlösliche Substanzen (z.B. unlösliche Teilchen, Pigmente und dgl.), oder fettlösliche Substanzen (Vitamin A oder E und ihre Derivate, essentielle Öle und dgl.). In diesem Fall werden diese Substanzen der im Beispiel Ia beschriebenen Lösung unter sehr starkem mechanischem Rühren (5 min lang mit einem Rührer vom Ultra-Turax-Typ mit 10 000 UpM) zugegeben, um ein gutes dispergieren des Ganzen zu gewährleisten.
Beispiel 5 (Erfindung): Kinetik der Chelatbildung
Die in Beispiel 15 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet, um die Kinetik der Chelatbildung gegenüber Metallionen zu beurteilen; Das Eisen(III) wird als Modellkation verwendet.
100 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 20 ml einer vorher hergestellten Lösung zugegeben, die 300 mg/l [FeCl₃·6H₂O] enthält, deren pH-Wert mit Salpetersäure auf 2,3 eingestellt worden ist.
Nach unterschiedlichen Kontaktzeiten unter mechanischem Rühren werden Lösungen entnommen, filtriert, um die mit Eisen beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren, und der Inhalt des Filtrats wird durch Atomabsorptionsspektrometrie(Spectro AA620 Plus der Firma Perkin Elmer) bei einer Wellenlänge von 248,3 nm analysiert, wobei man einen Mittelwert aus vier aufeinanderfolgenden Messungen verwendet.
Die Ergebnisse sind ausgedrückt in %, bezogen auf die mit den chelatbildenden Kugeln in Kontakt gebrachte Menge an Eisen III. Die Ergebnisse sind folgende:
Beispiel 6 (Erfindung): Einfluß des pH-Wertes auf die Chelatbildung
Die in Beispiel I5 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet, um den Einfluß des pH-Wertes auf die Chelatbildung mit Metallionen zu bewerten; Calcium wird als Modellkation verwendet.
100 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 20 ml einer Lösung zugegeben, die vorher aus Calciumchlorid hergestellt worden ist, die steigende Mengen an Ca²⁺, ausgedrückt in ppm (mg/l), enthält und deren pH-Wert mit Chlorwasserstoffsäure auf unterschiedliche Werte eingestellt worden ist.
Nach 3-stündigem Kontakt unter mechanischem Rühren werden Lösung entnommen, filtriert, um die mit Calcium beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren, und der Inhalt des Filtrats wird durch Atomabsorptionsspektrometrie (Spectro AA620 Plus der Firma Perkin Elmer) bei einer Wellenlänge von 422,7 nm analysiert, wobei man einen Mittelwert aus vier aufeinanderfolgenden Messungen bildet.
Die Ergebnisse sind ausgedrückt in %, bezogen auf die mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachte Calciummenge. Die Ausbeuten der Chelatbildung sind folgende:
Beispiel 7 (Erfindung): Umkehrbarkeit der Chelatbildung
Die in Beispiel I5 hergestellt chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet zur Bewertung der Umkehrbarkeit der Chelatbildung mit Metallionen; das Calcium wird als Modellkation verwendet.
107 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 20 ml einer vorher aus Calciumchlorid hergestellten Lösung zugegeben, die 82,4 ppm (mg/l) Ca²⁺ enthält und deren pH-Wert mit Salpetersäure auf 5,0 eingestellt worden ist.
Nach 2-stündigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren wird die Lösung filtriert, um die Menge an durch die erfindungsgemäßen Produkte als Chelat gebundenem Ca²⁺ zu bestimmen. Die Ausbeute der Chelatbildung wird ausgedrückt als Funktion der mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachten Ca²⁺-Menge. Die Ausbeute der Chelatbildung beträgt 50 %.
Nach dem Abfiltrieren werden diese chelatbildenden Mikrokugeln mit einer wäßrigen Lösung in Kontakt gebracht, deren pH-Wert vorher mit Salpetersäure auf 2,3 eingestellt worden ist. Nach 2-stndigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren wird die Lösung filtriert, um die Menge an freigesetztem Ca²⁺ zu bestimmen.
Die Regenerierungs-Ausbeute wird ausgedrückt als Prozentsatz, bezogen auf die Menge des vorher als Chelat gebundenen Calciums. Die Regenerierungsausbeute beträgt 79 %.
Diese chelatbildenden Mikrokugeln werden anschließend erneut zu einer wäßrigen Calciumchlorid-Lösung zugegeben, deren pH-Wert mit Salpetersäure auf 5,0 eingestellt worden ist, die 82,4 ppm Calcium enthält.
Nach 2-stündigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren wird die Lösung filtriert, um die mit Calcium beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren, und der Gehalt des Filtrats wird analysiert.
Die Ergebnisse sind ausgedrückt als Prozentsatz, bezogen auf die Menge des mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachten Calciums. Die Ausbeute der Chelatbildung beträgt 34,6 %.
Es ist somit möglich, die erfindungsgemäßen Produkte zu regenerieren, deren Verwendung somit für verschiedene industrielle Anwendungszwecke in Betracht gezogen werden kann.
Beispiel 8 (Erfindung): Chelatbildung mit Eisen(III)
Die in Beispiel I5 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet, um ihr Chelatbildungsvermögen mit Eisen(III) zu beurteilen.
100 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 20 ml einer aus [FeCl₃·6H₂O] vorher hergestellten Lösung, die festgelegte Mengen an Fe³⁺ (ausgedrückt in mg/l, d.h. in ppm) enthält und deren pH-Wert mit Salpetersäure auf 2,3 eingestellt worden ist, zugegeben.
Nach 3-stündigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren werden Lösungen entnommen, filtriert, um die mit Eisen beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren, und der Inhalt des Filtrats wird durch Atomabsorptionsspektrometrie (Spectro AA620 Plus der Firma Perkin Elmer) bei einer Wellenlänge von 248,3 nm analysiert, wobei man einen Mittelwert aus vier aufeinanderfolgenden Messungen ermittelt.
Die Ergebnisse sind ausgedrückt durch den Prozentsatz, bezogen auf die mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachte Menge an Fe³⁺. Die Ergebnisse sind folgende:
Beispiel 9 (Erfindung): Chelatbildung mit Eisen(II)
Die in Beispiel I2 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet, um ihr Chelatbildungsvermögen mit Eisen(II) zu bewerten.
100 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 20 ml einer vorher aus FeCl₂ hergestellten Lösung, die festgelegte Mengen an Fe²⁺ (ausgedrückt in mg/l, d.h. in ppm) enthält, zugegeben, deren pH-Wert mit Chlorwasserstoffsäure auf 3,7 eingestellt worden ist.
Nach 3-stündigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren werden Lösungen entnommen, filtriert, um die mit Eisen beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren und der Gehalt des Filtrats wird durch Atomabsorptionsspektrometrie (Spectro AA620 Plus der Firma Perkin Elmer) bei einer Wellenlänge von 248,3 nm analysiert, wobei man einen Mittelwert aus vier aufeinanderfolgenden Messungen bildet.
Die Ergebnisse sind ausgedrückt durch den Prozentsatz Chelatbildung, bezogen auf die mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachte Menge an Fe²⁺. Die Ergebnisse sind folgende:
Beispiel 10 (Erfindung): Chelatbildung mit Silber und Verwendung des erfindungsgemäßen Produkts als Antibakterien- und Antifungi-Mittel
Die gemäß Beispiel I2 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet, um ihr Chelatbildungsvermögen mit Silber zu bewerten.
100 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 20 ml einer aus AgNO₃ vorher hergestellten Lösung zugegeben, die festgelegte Mengen an Ag⁺ (ausgedrückt in mg/l, d.h. in ppm) enthält und deren pH-Wert mit Salpetersäure auf 4,7 eingestellt worden ist.
Nach 3-stündigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren werden Lösungen entnommen, filtriert, um die mit Silber beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren, und der Gehalt des Filtrats wird durch Atomabsorptionsspektrometrie (Spectro AA620 Plus der Firma Perkin Elmer) bei einer Wellenlänge von 328,1 nm analysiert, wobei ein Mittelwert aus vier aufeinanderfolgenden Messungen gebildet wird.
Die Ergebnisse sind ausgedrückt durch den Prozentsatz Chelatbildung, bezogen auf die mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachte Menge an Ag⁺. Die Ergebnisse sind folgende:
Nach der Chelatbildung mit Silber werden die erfindungsgemäßen Produkte durch Dialyse gereinigt (um die nicht komplex gebundenen Silbersalze zu eliminieren), lyophilisiert und analysiert: 100 mg chelatbildenden Mikrokugeln enthalten 3,84 mg Ag⁺. Diese chelatbildenden Mikrokugeln werden anschließend in einer Menge von 160 mg pro Liter als Konservierungsmittel in einem klassischen Bakterien- und Fungi-Überkontaminierungstest verwendet, der die Beurteilung des bakteriziden und fungiziden Vermögens eines beliebigen Produkts auf zwei Bakterienstämme und zwei Fungistämme innerhalb von 28 Tagen nach dem anfänglichen Impfen mit 1 bis 2 Millionen Keimen pro Gramm erlaubt.
Das mit Silber beladene erfindungsgemäße Produkt ist somit mikrobiozid und kann daher in zahlreichen kosmetischen, pharmazeutischen und sogar Nahrungsmittel-Anwendungen eingesetzt werden. Es kann auch zur Behandlung von Lösungen verwendet werden, die gegen jede Sterilisierungs-Behandlung empfindlich sind, durch Inkontaktbringen der Lösungen mit Mikrokugeln, die mit Silber beladen sind, und anschließendes Filtrieren der auf diese Weise behandelten Lösung, um die Teilchen zu eliminieren und die desinfizierte Lösung zurückzugewinnen.
Beispiel 11 (Erfindung): Chelatbildung mit Kupfer(II)
Die gemäß Beispiel I2 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet zur Beurteilung des Chelatbildungsvermögens mit Kupfer(II).
100 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 20 ml einer aus CuCl₂ vorher hergestellten Lösung zugegeben, die festgelegte Menge an Cu²⁺ (ausgedrückt in mg/l, d.h. in ppm) enthält und dere pH-Wert mit Chlorwasserstoffsäure auf 4,6 eingestellt worden ist.
Nach 3-stündigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren werden Lösungen entnommen, filtriert, um die mit Kupfer beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren, und der Gehalt des Filtrats wird durch Atomabsorp tionsspektrometrie (Spectro AA620 Plus der Firma Perkin Elmer) bei einer Wellenlänge von 324,8 nm analysiert, wobei man einen Mittelwert aus vier aufeinanderfolgenden Messungen bildet.
Die Ergebnisse sind ausgedrückt durch den Prozentsatz Chelatbildung, bezogen auf die mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachte Menge an Cu²⁺. Die Ergebnisse sind folgende:
Beispiel 12 (Erfindung): Chelatbildung mit Calcium
Die gemäß Beispiel I2 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet, um ihr Chelatbildungsvermögen mit Calcium zu bewerten.
100 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 20 ml einer aus CaCl₂ vorher hergestellten Lösung zugegeben, die festgelegte Mengen an Ca²⁺ (ausgedrückt in mg/l, d.h. in ppm) enthält und deren pH-Wert mit Chlorwasserstoffsäure auf 5,1 eingestellt worden ist.
Nach 3-stündigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren werden Lösungen entnommen, filtriert, um die mit Calcium beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren und der Gehalt des Filtrats wird durch Atomabsorptionsspektrometrie (Spectro AA620 Plus der Firma Perkin Elmer) bei einer Wellenlänge von 422,7 nm analysiert, wobei man einen Mittelwert aus vier aufeinanderfolgenden Messungen bildet.
Die Ergebnisse sind ausgedrückt durch den Prozentsatz Chelatbildung, bezogen auf die mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachte Menge an Ca²⁺. Die Ergebnisse sind folgende:
Beispiel 13 (Erfindung): Chelatbildung mit Zink
Die gemäß Beispiel I2 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet, um ihr Chelatbildungsvermögen mit Zink zu bewerten.
100 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 20 ml einer aus ZnCl₂ vorher hergestellten Lösung zugegeben, die festgelegte Mengen an Zn²⁺ (ausgedrückt in mg/l, d.h. in ppm) enthält und deren pH-Wert mit Chlorwasserstoffsäure auf 5 eingestellt worden ist.
Nach 3-stündigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren werden Lösungen entnommen, filtriert, um die mit Zink beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren, und der Gehalt des Filtrats wird durch Atomabsorptionsspektrometrie (Spectro AA620 Plus der Firma Perkin Elmer) bei einer Wellenlänge von 213,9 nm analysiert, wobei man einen Mittelwert aus vier aufeinanderfolgenden Messungen bildet.
Die Ergebnisse sind ausgedrückt als Prozentsatz Chelatbildung, bezogen auf die mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachte Menge an Zn²⁺. Die Ergebnisse sind folgende:
Beispiel 14 (Erfindung): Chelatbildung mit Aluminium
Die gemäß Beispiel I2 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet, um ihr Chelatbildungsvermögen mit Aluminium zu bewerten.
100 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 20 ml einer aus AlCl₃ vorher hergestellten Lösung zugegeben, die festgelegte Mengen an Al³⁺ (ausgedrückt in mg/l, d.h. in ppm) enthält und deren pH-Wert mit Chlorwasserstoffsäure auf 4,1 eingestellt worden ist.
Nach 3-stündigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren werden Lösungen entnommen, filtriert, um die mit Aluminium beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren, und der Gehalt des Filtrats wird durch Atomabsorptionsspektrometrie (Spectro AA620 Plus der Firma Perkin Elmer) bei einer Wellenlänge von 309,3 nm analysiert, wobei man einen Mittelwert aus vier aufeinanderfolgenden Messungen bildet.
Die Ergebnisse sind ausgedrückt durch den Prozentsatz Chelatbildung, bezogen auf die mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachte Menge an Al³⁺. Die Ergebnisse sind folgende:
Beispiel 15 (Erfindung): Chelatbildung mit anderen Metallionen
Die chelatbildenden Mikrokugeln gemäß Beispiel I2 wurden wie in den obengenannten Beispielen beschrieben getestet mit einer großen Anzahl von Metallionen und sie sind in der Lage, eine große Anzahl von ihnen auf wirksame Weise einzufangen: die Natrium-, Kalium-, Magnesium-, Mangan-, Chrom-, Nickel-, Cadmium-, Blei- oder Silicium-, und Germanium-Ionen wurden beispielsweise mit Erfolg getestet, was bedeutet, daß diese Liste nicht beschränkend ist und daß die Fähigkeit der erfindungsgemäßen chelatbildenden Mikrokugeln zum Einfangen derselben nicht auf die bewerteten Metallionen beschränkt ist, sondern für jedes Metallion gilt, das ein oder mehrere positive Ladungen trägt.
Beispiel 16 (Erfindung): Verwendungen in ölhaltigen Medien
Die nach Beispiel I2 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden lyophilisiert und verwendet, um ihr Chelatbildungsvermögen in einem essentiellen Öl zu beurteilen, das detoxifixiert werden soll und das beträchtliche Mengen an Kupfer enthält.
100 mg dieser chelatbildenden Mikrokugeln werden zu 10 ml einer vorher hergestellten Lösung zugegeben, die eine Kupfermenge enthält, die vorher durch Atomabsorptionsspektrometrie mit 1,44 mg/l (entsprechend 1,44 ppm) bestimmt worden ist.
Nach 3-stündigem Kontaktieren unter mechanischem Rühren werden Lösungen entnommen, filtriert, um die mit Kupfer beladenen chelatbildenden Mikrokugeln zu eliminieren, und der Gehalt des Filtrats wird durch Atomabsorptionsspektrometrie (Spectro AA620 Plus der Firma Perkin Elmer) bei einer Wellenlänge von 324,8 nm analysiert, wobei ein Mittelwert aus vier aufeinanderfolgenden Meßwerten gebildet wird.
Die nach der Chelatbildung zurückbleibende Kupfermenge beträgt 0,04 ppm und der Chelatbildungs-Prozentsatz, bezogen auf die mit den chelatbildenden Mikrokugeln in Kontakt gebrachte Kupfermenge beträgt somit 97 %.
Es ist somit möglich, die Metallionen aus öligen bzw. ölhaltigen Präparaten wie essentiellen Ölen, Lösungsmitteln, Siliconen oder komplexen organischen Medien, zu eliminieren und beispielsweise nach diesem Verfahren solche Medien, die mit Kupfer, Eisen, Aluminium, Blei, Nickel und Verbindungen, deren Gehalt streng kontrolliert werden muß, belastet sind, zu "dekontaminieren", bevor Substanzen auf den Markt gebracht werden, von denen vermutet wird, daß sie diese enthalten. Diese Metallionen können aus Herstellungsverfahren (beispielsweise der Verwendung von Katalysatoren) stammen oder sie können als unerwünschte Verunreinigungen (z.B. als Schadstoffe) darin enthalten sein.
Beispiel 17 (Erfindung): Anwendung auf Antiprotease-Effekte
Die gemäß Beispiel I2 hergestellten chelatbildenden Mikrokugeln werden verwendet, um ihre Fähigkeit, enzymatische Aktivitäten vom Protease-Typ zu hemmen bzw. zu inhibieren zu beurteilen für kosmetische, pharmazeutische oder Nahrungsmittel-Anwendungszwecke. Die Proteasen sind nämlich beteiligt an einer großen Anzahl von Problemen der menschlichen Gesundheit (Krebsmetastasen, Aids ...) und dermatologischen Problemen (durch Licht induzierte Alterung von Hautgeweben durch eine übersteigerte Synthese der Protease-Aktivität bei der Einwirkung von geringen UV-Dosen) beteiligt.
Um die Fähigkeiten der erfindungsgemäßen Produkte, diese Protease-Aktivitäten zu hemmen bzw. zu inhibieren zu untersuchen, wird eine bakterielle Collagenase (Clostridium histolyticum) als Protease-Aktivitäts-Modell verwendet; dieses Enzym wird in Form einer Lösung in dem Puffer Tris-CaCl₂, pH 7,4, in einer Konzentration von 15 U/ml Puffer verwendet, dann mit nativem Rinder- Collagen (2 mg/ml Puffer) in Kontakt gebracht. Die Protease-Aktivität wird bewertet durch Zugabe von hydrolysierten Collagen-Fragmenten in regelmäßigen Zeitabständen, die sich durch eine Dialysemembran hindurch in Form eines kontinuierlichen Flusses verteilen. Der Gehalt an hydrolysiertem Collagen wird errechnet aus der Hydroxyprolin-Dosierung, einer für Collagen charakteristischen Aminosäure.
Die erfindungsgemäßen chelatbildenden Mikrokugeln werden in einer Menge von 0,28 mg/ml in die Pufferlösung eingeführt, die das native Collagen und die wie vorstehend beschriebene Collagenase enthält, und sie werden in bezug auf ihre Fähigkeit, diese Protease zu hemmen bzw. zu inhibieren, bewertet.
Die dabei erhaltenen Ergebnisse, ausgedrückt in % Collagen-Abbau, sind die folgenden:
Es ist somit möglich, Calciumionen, enzymatische Cofaktoren, die für Proteasen unerläßlich sind, in Form eines Chelats zu binden durch Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte, um diese Proteasen zu hemmen bzw. zu inhibieren, und die erfindungsgemäßen Produkte können daher für kosmetische, pharmazeutische und Nahrungsmittel-Anwendungszwecke eingesetzt werden.
Beispiel 18 (Erfindung): Anwendung auf Antityrosinase-Effekte
Ceruleoplasmin, Ferroxidase, Cytochrom C-Oxidase, Superoxid-Dismutase, Ascorbat-Oxidase, Tyrosinase, Dopa-β-hydroxylase, Monoamin-oxidase... sind Enzyme, die Kupfer als unerläßlichen enzymatischen Cofaktor aufweisen. Die Chelatbildung erlaubt es, bestimmte enzymatische Aktivitäten zu hemmen bzw. zu inhibieren.
Tyrosinase wird als Modell bei dieser Bewertung verwendet, die darin besteht, die Fähigkeit der erfindungsgemäßen Produkte, Kupfer in Form eines Chelats zu binden und diese enzymatischen Aktivität zu hemmen bzw. zu inhibieren, zu untersuchen.
Gemäß Beispiel I2 oder I5 hergestellt chelatbildende Mikrokugeln werden verwendet, um ihre Fähigkeit, die Tyrosinase zu hemmen bzw. zu inhibieren für kosmetische Anwendungszwecke (Depigmentierung, Pigmentierung), pharmazeutische Anwendungszwecke oder Nahrungsmittel-Anwendungszwecke (Braunwerden von Nahrungsmitteln) zu beurteilen. Zu diesem Zweck wird eine wäßrige Lösung von Pilz-Tyrosinase (Champignon-Tyrosinase) (1460 U/ml) mit einer Lösung von L-DOPA in einem PBS-Puffer (Phosphat-gepufferte Salzlösung) in Gegenwart oder in Abwesenheit von steigenden Mengen an erfindungsgemäßen Produkten (I2 und I5) in Kontakt gebracht, wobei die Bildung von Dopachrom, dem Reaktionsprodukt von L-Dopa durch Tyrosin durch Spektrophotometrie bei 475 nm verfolgt wird.
Die chelatbildenden Mikrokugeln werden auf ihre Fähigkeit, die Tyrosinase zu hemmen bzw. zu inhibieren, beurteilt. Die Ergebnisse sind folgende:
Es ist somit möglich, Kupferionen, die unerläßlichen enzymatischen Cofaktoren bestimmter Enzyme darunter der Tyrosine, in Form eines Chelats zu binden durch Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte, diese Enzyme zu hemmen bzw. zu inhibieren und somit die Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte für kosmetische, pharmazeutische und Nahrungsmittel-Anwendungszwecke in Betracht zu ziehen.
Beispiel 19 (Erfindung): Anwendungen zur Hemmung bzw. Inhibierung des radikalischen Abbaus von Hyaluronsäure. einem Glucosaminoglucan, die an der Hydratation der menschlichen Lederhaut beteiligt ist
Die chelatbildenden Mikrokugeln gemäß Beispiel I2 werden verwendet, um ihre Fähigkeit zu beurteilen, durch Einfangen von Eisen (Fe²⁺) den radikalischen Abbau der Hyaluronsäure, einem Glucosaminoglucan, die an der Hydratation der menschlichen Lederhaut beteiligt ist, zu hemmen bzw. zu inhibieren, ein besonders wichtiges Schutz-Ziel bei kosmetischen und dermo-pharmazeutischen Anwendungen.
Dieser Schutz gegen durch Licht hervorgerufene Alterung kann auf folgende Weise demonstriert werden:
Eine Lösung von Hyaluronsäure mit einem hohen Molekulargewicht (> 1 000 000 g/mol oder Dalton) bei mit einer Konzentration von 10 g/l wird in entmineralisiertem Wasser hergestellt. Zu dieser Lösung gibt man eine Menge an Fe²⁺ von 620 ppm zu. Man stellt einen Abfall der Viskosität im Verlaufe der Zeit fest, der den radikalischen Abbau der Hyaluronsäure und ihre Depolymerisation zu Elementen mit kleineren Molekularmassen repräsentiert. Diese Depolymerisation, die einen Abfall der Viskosität induziert, wird in Gegenwart eines klassischen Chelatbildners wie EDTA beschleunigt, der das Eisen in Form eines Chelats bindet, der ihm jedoch unerwartete pro-radikalische Eigenschaften verleiht.
Es wurden andere (weitere) klassische Chelatbildner, wie sie in der Kosmetikindustrie eingesetzt werden, verwendet und mit chelatbildenden Mikrokugeln verglichen im Hinblick auf ihre Fähigkeit, den radikalischen Abbau der Hyaluronsäure zu verringern. Die Schutzindices, ausgedrückt in % Schutzwirkung, wurden errechnet als Verhältnis zwischen der durch die Gegenwart von Fe²⁺ (620 ppm) beobachteten Viskositäts-Abnahme in Gegenwart des untersuchten Chelatbildners und der mit und ohne Fe²⁺ beobachteten Viskositäts-Abnahme. Die erzielten Ergebnisse sind die folgenden:
Aus diesen Ergebnissen ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Produkte in der Lage sind, das Fe²⁺ auf eine sehr wirksame Weise zu blockieren durch Hemmung bzw. Inhibierung der oxidierenden Eigenschaften dieses Metalls. Die Schutzwirkung der biologischen Moleküle, die im Innern der Hautstrukturen vorhanden sind, bei einer Oxidations-Beanspruchung, die in Gegenwart von Metallen und/oder UV-Strahlung entsteht, erlaubt somit die Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte in kosmetologischen und dermo-pharmazeutischen Anwendungen, mit denen verhindert und bekämpft werden soll das Altern von Hautgeweben, das durch wiederholte Oxidans-Beanspruchungen hervorgerufen wird, beispielsweise der Alterung, die durch Licht induziert wird, durch freie Radikale, durch Schadstoffe und dgl. und durch welche die in vivo festgestellte Erschlaffung von Hautgeweben verhindert und bekämpft werden soll.
In diesen Formulierungs-Beispielen sind die Namen der Verbindungen nach der in der kosmetischen Industrie angewendeten internationalen Nomenklatur, wie sie in dem Wörterbuch INCl beschrieben ist, angegeben.
Beispiel 20: Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte in kosmetischen oder pharmazeutischen Formulierungen vom Öl-in-Wasser-Emulsions-Typ

Formulierung 20a

\|.Wasser	qsp 100
\|.Butylenglycol	2
\|.Glycerin	3
\|.Natriumdihydroxycetylphosphat,	2
\| Isopropylhydroxycetylether
B \|.Glycolstearat SE	14
\|.Triisononaoin	5
\|.Octylcocoat	6
C \|.Butylenglycol	2
\| Methylparaben,
\| Ethylparaben,
\| Propylparaben,
\| pH-Wert eingestellt auf 5,5
D \|.erfindungsgemäße Produkte	0,01 – 10 %

Formulierung 20b

A \|.Wasser	qsp 100
\|.Butylenglycol	2
\|.Glycerin	3
\|.Polyacrylamid,	2,8
\| Isoparafin
\| Laureth-7

B \|.Butylenglycol, Methylparaben,	2
\| Ethylparaben, Propylparaben
\|.Phenoxyethanol, Methylparaben,	2
\| Propylparaben, Butylparaben,
\| Ethylparaben
\|.Butylenglycol	0,5
C \|.erfindungsgemäße Produkte	0,01-10 %

Formulierung 20c

A \|.Carbomer	0,50
\|.Propylenglycol	3
\|.Glycerin	5
\|.Wasser	qsp 100
B \|.Octylcocoat	5
\|.Bisabolot	0,30
\|.Dimethicon	0,30
C \|.Natriumhydroxid	1,60
D \|.Phenoxyethanol, Methylparaben,	0,50
\| Propylparaben, Butylparaben,
\| Ethylparaben
E \|.Parfüm	0,3
F \|.erfindungsgemäße Produkte	0,01-10 %

Beispiel 21 (Erfindung): Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte in einer Formulierung vom Wasser-in-Öl-Typ

A \|.PEG 30 – Dipolyhydroxystearat	3
\|.Caprinsäuretriglyceride	3
\|.Cetearyloctanoat	4
\|.Dibutyladipat	3
\|.Traubenkernöl	1,5
\|.Jojobaöl	1,5
\|.Phenoxyethanol, Methylparaben,	0,5
\| Propylparaben, Butylparaben,
\| Ethylparaben
B \|.Glycerin	3
\|.Butylenglycol	3
\|.Magnesiumsulfat	0,5
\|.EDTA	0,05
\|.Wasser	qsp 100
C \|.Cyclomethicon	1
\|.Dimethicon	1
D \|.Parfüm	0,3
E \|.erfindungsgemäßes Produkt	0,01-10 %

Beispiel 22 (Erfindung): Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte in einer Formulierung vom Shampoo- oder Duschgel-Typ

A \|.Xanthangummi	0,8
\|.Wasser	qsp 100

B \|.Butylenglycol, Methylparaben,	0,5
\| Ethylparaben, Propylparaben
\|.Phenoxyethanol, Methylparaben,	0,5
\| Propylparaben, Butylparaben,
\| Ethylparaben
C \|.Citronensäure	0,8
D \|.Natriumlaurethsulfat	40,0
E \|.erfindungsgemäßes Produkt	0,01-10 %

Beispiel 23 (Erfindung): Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte in einer Formulierung vom Lippenrouge-Test und anderen wasserfreien Produkten

A \|.Mineralwachs	17,0
\|.Isostearylisostearat	31,5
\|.Propylenglycoldipelargonat	2,6
\|.Propylenglycolisostearat	1,7
\|.PEG 8 Bienenwachs	3,0
\|.hydriertes Palmkernöl	3,4
\| Glyceride, hydriertes Palmglycerid
\|.Lanolinöl	3,4
\|.Sesamöl	1,7
\|.Tribehenin	1,7
\|.Cetyllactat	1,7
\|.Mineralöl, Lanolinalkohol	3,0
B \|.Rizinusöl	qsp 100
\|.Titaniumdioxid	3,9
\|.Cl 15850:1	0,616

\|.Cl 45410:1	0,256
\|.Cl 19140:1	0,048
\|.Cl 77491	2,048
C \|.erfindungsgemäßes Produkt	0,01-5 %

Beispiel 24 (Erfindung): Verwendung der erfindungsgemäßen Produkte in einer Formulierung für wäßrige Gele (Augenkonturstifte, Augenbrauenstifte und dgl.)

A \|. Wasser	qsp 100
\|.Carbomer	0,5
\|.Butylenglycol	15
\|.Phenoxyethanol, Methylparaben,	0,5
\| Propylparaben, Butylparaben,
\| Ethylparaben
B \|.erfindungsgemäßes Produkt	0,01-10 %

Beispiel 25: Toxikologische Untersuchungen, die mit den erfindungsgemäßen Produkten durchgeführt worden sind
a) Orale Toxizität
Die Versuche wurden durchgeführt unter Anwendung des Versuchsprotokolls entsprechend der Richtlinie der OCDE, betreffend die Untersuchung der akuten oralen Toxizität (Nr. 401 von 24. Februar 1987) bei maximalen Dosen von 5 g/kg Körpergewicht und sie haben keine makroskopische Schädigung (Verletzung) hervorgerufen, die auf einen toxischen Effekt des Produkts zurückgeführt werden kann.
Die oral in einer Dosis von unter 5 kg/kg verwendeten erfindungsgemäßen Produkte (Beispiele I2 und I5) weisen somit eine Toxizität von 0 auf.
b) Augenreizung
Die Versuche wurden nach dem offiziellen Verfahren gemäß der Verordnung vom 3. Mai 1990 (Journal Officiel de la Répulbique Française vom 14. November 1990) mit den erfindungsgemäßen Produkten (Beispiele I2 und I5) durchgeführt und sie haben keine Schädigung (Verletzung) der Iris oder der Cornea hervorgerufen.
Die eingetropften reinen erfindungsgemäßen Produkte (Beispiele I2 und I5) waren somit nicht-reizend und die Augenverträglichkeit kann als sehr gut angesehen werden.
c) Hautreizung
Die Versuche wurden nach dem offiziellen Verfahren gemäß der Verodnung vom 1. Februar 1982 (Journal Officiel de la Répulbique Française vom 21. Februar 1982) mit den erfindungsgemäßen Produkten (Beispiele I2 und I5) durchgeführt und sie haben kein Reizungsphänomen verursacht.
Die aufgetropften reinen erfindungsgemäßen Produkte (Beispiele I2 und I5) sind somit nicht-reizend und die Hautverträglichkeit kann als ausgezeichnet angesehen werden.
d) Untersuchung des Stabilisierungsvermögens
Es wurden Maximierungstests durchgeführt unter Anwendung eines Versuchsprotokolls, angepaßt an das Verfahren von MAGNUSSON und KLIGMAN ("J. INVEST. DERM.", 1969, 52, 268-276).
Die aufgetropften erfindungsgemäßen Produkte (Beispiele I2 und I5) haben keine signifikante makroskopische Sensibilisierungsreaktion hervorgerufen. Sie können somit als hypoallergenetisch (Klasse I) angesehen werden.

Claims

Teilchen mit kleiner Dimension, dadurch gekennzeichnet, dass es an der Oberfläche mindestens eine Wand aufweist, die besteht aus einem Gemisch von mindestens einem Protein und mindestens einem Polysaccharid, die durch Grenzflächen-Vernetzung mit einem polyfunktionellen acylierenden Vernetzungsmittel vernetzt worden sind unter Bildung mindestens von Amid- und Ester-Bindungen mit den Amin-, Hydroxyl- oder Carboxyl-Funktionen des Proteins und des Polysaccharids, und an der Oberfläche Hydroxamgruppen aufweist.
Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Grenzflächen-Vernetzung auch Anhydrid-Bindungen gebildet werden.
Teilchen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydroxamgruppen an der Oberfläche fixiert worden sind durch Umsetzung der vernetzten Teilchen mit Hydroxylamin in einem alkalischen Medium.
Teilchen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polysaccharid ausgewählt wird aus der Gruppe Xanthangummi, Guargummi, Johannisbrot, Karaya-Gummi, Akaziengummi, Alginaten, Agars, Carraghenanen, Scleroglucanen, Gluco- und Galactomannanen, Arabinogalactanen, Pectinen, Glycosaminoglycanen, Pentosanen, Dextranen, Chitosan, in Wasser löslichen und in Wasser dispergierbaren Stärke- und Cellulose-Derivaten wie Alkylethern, Hydroxyalkylethern oder Carboxyalkylethern von Stärke oder Cellulose, beispielsweise Hydroxypropylcellulosen und Carboxymethylcellulosen.
Teilchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Protein ausgewählt ist aus der Gruppe Collagen, insbesondere Meerescollagen, Atelocollagen, insbesondere Meeres-Atelocollagen, mittlere Collagen-Hydrolysate, insbesondere Meeres-Collagen-Hydrolysate, Gelatinen, insbesondere Meeres-Gelatinen, oder Pflanzenprotein, wie z.B. die Pflanzenproteine, die extrahiert worden sind aus Hülsenfrüchten oder Proteaginosen.
Teilchen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Pflanzenprotein in Form eines pulverförmigen Präparats, beispielsweise in Form von Mehlen, Konzentraten, Isolaten oder flüssigen Präparaten, wie Sojamilch, eingesetzt wird.
Teilchen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Teilchen mit einem als Chelat gebundenen Metallion beladen ist, wobei dieses Ion vorzugsweise ausgewählt wird aus der Gruppe Calcium, Eisen(II oder III), Kupfer(I oder II), Kobalt, Zink, Silber, Magnesium, Silicium, Selen, Mangan und Germanium, Metallionen eines radioaktiven Metalls oder eines radioaktiven Isotops eines Metalls oder auch aus einem Metallion eines paramagnetischen Metalls wie Eisen, Mangan, Gadolinium.
Verfahren zur Herstellung von Teilchen mit kleiner Dimension, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst eine erste Stufe, in der man die Grenzflächen-Vernetzung eines Gemisches aus mindestens einem Protein und mindestens einem Polysaccharid mit einem polyfunktionellen acylierenden Vernetzungsmittel durchführt unter Bildung von Teilchen, die mindestens an der Oberfläche Amid- und Ester-Funktionen aufweisen, und dass man diese einer zweiten Stufe mit Hydroxylamin in einem alkalischen Medium reagieren lässt, um das Öffnen mindestens von Ester-Bindungen hervorzurufen unter Fixierung der Hydroxamgruppen, und dass man diese abtrennt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe auch Teilchen gebildet werden, die mindestens an der Oberfläche Anhydrid-Funktionen aufweisen und dass in der zweiten Stufe das Öffnen dieser Anhydrid-Funktionen unter Fixierung der Hydroxamgruppen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man für die Umsetzung mit Hydroxylamin einen relativen Mengenanteil von Hydroxylaminhydrochlorid verwendet, der zwischen 10 und 400 g, vorzugsweise zwischen 30 und 200 g pro kg der zu behandelnden feuchten Teilchen liegt, wobei der pH-Wert durch eine starke Base, vorzugsweise Natronlauge, auf Werte zwischen 9 und 13,5, insbesondere zwischen 9,5 und 13, eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass man vor Durchführung der Aufpfropfung einer Hydroxamgruppe auf das Teilchen eine Veresterung durchführt, vorzugsweise mit einem Alkohol wie Ethanol oder Benzylalkohol.
Verwendung der Teilchen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zur Bindung von Metallionen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe Calcium, Eisen(II oder III), Kupfer(I oder II), Chrom, Nickel, Kobalt, Quecksilber, Zink, Silber, Aluminium, Cadmium, Magnesium, Blei, Arsen, Silicium, Selen, Germanium, Gadolinium, Mangan, Metallionen von radioaktiven Metallen oder radioaktiven Isotopen von Metallen, in Form eines Chelats.
Verwendung eines Teilchens mit kleiner Dimension, wie es in einem der Ansprüche 1 bis 7 definiert ist, für die Herstellung von kosmetischen Agentien, kosmetischen Zusammensetzungen, pharmazeutischen Zusammensetzungen, Nahrungsmittel-Zusammensetzungen oder Zusammensetzungen für die Behandlung von Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 13 zur Dekontamination von biologischen Materialien oder Medien wie Blut, Plasma, biologischen Extrakten, Milch, zur Dekontamination von Wasser und industriellen Flüssigkeiten, zur Dekontamination von ölhaltigen Präparaten wie essentiellen Ölen, Lösungsmitteln, Siliconen oder komplexen organischen Medien, von Metallen.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 13 zum Einfangen von Calcium und Magnesium für die Behandlung der Wasserhärte.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 13 zur Herstellung einer kosmetischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung zum Einfangen von Eisen, Kupfer, Mangan, insbesondere zur Verhinderung von Oxidations-Reaktionen und radikalischen Reaktionen, als Stabilisatoren von oxidierbaren Substanzen und als Schutzmittel gegenüber UV-Strahlung.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 13 zur Herstellung einer kosmetischen oder dermo-pharmazeutischen Zusammensetzung mit Schutzeigenschaften, insbesondere Lichtschutzeigenschaften, für die Haut.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 13 zur Herstellung einer kosmetischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung zum Einfangen von Calcium.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 13 zur Herstellung einer kosmetischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung zum Einfangen oder Freisetzen von Kupfer.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 7, das mit in Form eines Chelats gebundenem Kupfer beladen ist, zur Herstellung einer kosmetischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung zur Stimulierung enzymatischer Aktivitäten.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 13 zur Herstellung einer kosmetischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung für die Zufuhr von Kupfer, Selen, Zink.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 7, das mit in Form eines Chelats gebundenem Silber beladen ist, zur Herstellung einer kosmetischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung, mit antibakteriellen und Antifungi-Aktivitäten.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 13 zur Herstellung einer kosmetischen oder pharmazeutischen Zusammensetzung für das Einfangen von Nickel oder Kobalt.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 7, das mit in Form eines Chelats gebundenem Silicium und/oder Germanium beladen ist, für den Auftrag auf topischem Wege in der Kosmetik.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 7, das mit in Form eines Chelats gebundenem Eisen beladen ist, zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung für eine Ergänzung mit Eisen auf oralem Wege.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 7, das mit Metallionen eines radioaktiven Metalls oder eines radioaktiven Isotops eines Metalls oder auch mit einem Metallion eines paramagnetischen Metalls wie Eisen, Mangan, Gadolinium beladen ist, in der Diagnostik bei der medizinischen bildlichen Darstellung, insbesondere bei der Szintigraphie und der bildlichen NMR-Darstellung.
Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man die Metallionen und die von dem Chelat befreiten Teilchen mit kleiner Dimension gewinnt, indem man sie einer Dechelatbildung unterwirft.
Verwendung eines Teilchens nach Anspruch 13 zur Herstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung für die Behandlung von Aids.
Verwendung eines Teilchens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Bremsung der Depolymerisation von Hyaluronsäure in der menschlichen Haut.