DE60115646T2

DE60115646T2 - Verwendung von grün-licht emittierenden materialen in pharmazeutischen zusammensetzungen

Info

Publication number: DE60115646T2
Application number: DE60115646T
Authority: DE
Inventors: Glen Rein; Liliana George; Gheorge Cioca; Sorin Comorosan
Original assignee: EL Management LLC
Current assignee: EL Management LLC
Priority date: 2000-06-27
Filing date: 2001-04-10
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2021-04-11
Also published as: CA2381261C; WO2002000190A1; ES2254392T3; DE60115646D1; EP1296639B1; ATE311856T1; AU783025B2; JP2004501178A; CA2381261A1; EP1296639A1; AU4995601A

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf kosmetische und pharmazeutische Zusammensetzungen und auf Verwendungen derselben. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Zusammensetzungen mit antioxidierender oder freie Radikale beseitigender Aktivität.
Hintergrund der Erfindung
Tausende von biochemischen Prozessen laufen zu jeder beliebigen Zeit im lebenden Körper ab. Viele dieser endogenen aeroben Prozesse verursachen natürlicherweise sehr hoch reaktive Moleküle als Nebenprodukte. Eine große Anzahl dieser reaktiven Moleküle sind im Allgemeinen bekannt als freie Radikale, die als ein Atom oder eine Gruppe von Atomen mit einem ungepaarten Elektron definiert sind. Allerdings werden andere nicht freie radikale reaktive Species ebenfalls durch diese Prozesse generiert. Die Prozesse, welche die reaktiven Einheiten produzieren, können enzymatisch sein, so wie jene, die bei Phagocytosis, Atmung, dem Cytochrome P-450-System und der Prostaglandinen Synthese involviert sind; oder sie können nicht-enzymatisch sein, so wie die Reaktion von Sauerstoff mit organischen Verbindungen oder durch ionisierende Strahlung initiierte Reaktionen. Diese reaktiven Moleküle können, wenn unkontrolliert, schnell und zufällig mit Molekülen in ihrer Umgebung reagieren und toxische Produkte verursachen, die die normalen physiologischen Prozesse des Körpers stören können. Allerdings hat der Körper eine Anzahl von Schutzmaßnahmen, die unter nor malen Umständen zum großen Teil den potentiellen von diesen endogenen Reaktionen resultierenden Schaden in Grenzen halten.
Es gibt ebenfalls eine Anzahl von exogenen Quellen dieser ungewünschten Reaktionen. Viele Agenzien in der Umwelt, wie verschiedenste Nahrungselemente, Pestizide, Sonnenlicht, Tabakrauch, Luftverschmutzungen, Anästhetika und aromatische Kohlenwasserstoffe, denen der moderne Mensch regelmäßig ausgesetzt ist, können auch hochreaktive Species generieren. Somit ist es nicht überraschend, dass die kumulativen Effekte dieser Reaktionen die normalen Reparaturmechanismen des Körpers überwältigen können und dies wahrscheinlich eventuell immer tun. Es existieren beachtliche Nachweise, dass unkontrollierte freie Radikalreaktionen einige, wenn nicht maßgebliche Verwicklungen bei einer Anzahl von Krankheitszuständen haben, z.B. Emphysema, Entzündung, Krebs, Arteriosklerose und Cataracta. Freien Radikalreaktionen wird ebenfalls weitgehend zugeschrieben einen maßgeblichen beitragenden Effekt zum natürlichen Alterungsprozess zu haben.
Unter den reaktivsten aller regulär produzierten reaktiven Species und biologisch unter den Wichtigsten sind jene, enthaltend Sauerstoff. Diese umfassen, z.B., teilweise reduzierte sauerstofffreie Radikale wie superoxidische anionische Radikale, Wasserstoffperoxyde und Hydroxylionen als auch einzelner Sauerstoff. Diese reaktiven Sauerstoffspecies sind in einer Anzahl von Reaktionen impliziert, die zellulären Komponenten ernsthaften Schaden zufügen können: z.B. können oxidierende Radikale die Basen und Zuckermoleküle einer DNA attackieren, die molekulare Struktur verändern und dadurch biologische Funktionen stören. Sie können auch mit ungesättigten Fettsäuren in Zellmembranen interagieren und Lipidperoxidation verursachen, was nicht nur in einer Veränderung des Proteins resultiert: Lipidinteraktion der Membran, aber bei der Produktion von Break-Down-Produkten, welche eine Reihe von unerwünschten Effekten ausüben können, wie die Unterbindung der DNA-Synthese, AdenylCyclase und Glukose-6-Phosphate, erhöhen kapillare Permeabilität und eine Unterbindung der Platelet-Aggregation.
Weil molekularer Sauerstoff praktisch überall ist und freiwillig Elektronen akzeptiert, sind diese Sauerstoff zentrierten Radikale wahrscheinlich die verbreitetsten Mediatoren von zellulären freien Radikalreaktionen. Sie werden natürlich routinemäßig als ein Resultat aerober Metabolismen produziert. Allerdings wird eine signifikante Anzahl als ein Resultat von photochemischen Reaktionen generiert. Viele organische oder anorganische Verbindungen werden einige UV-Strahlung absorbieren und die absorbierte Energie wird chemische Reaktionen unterstützen. Es gibt eine Vielfalt von erkannten Mechanismen, über welche Licht die Generierung von Sauerstoff zentrierten Radikalen verursachen kann; unabhängig vom Mechanismus ist jedoch klar, dass die Wechselwirkung von Sonnenlicht mit organischen oder anorganischen Substraten auf ausgesetzter Haut in einer oder mehreren reaktiven Sauerstoffspecies resultieren kann, die auf der Haut produziert werden.
Es ist in den letzten Jahren erkannt worden, dass die Anwesenheit von Sauerstoffradikalen auf der Haut wahrscheinlich verantwortlich für eine Anzahl von den unerwünschten Effekten eines verlängerten Aussetzens an der Sonne ist. Z.B. das durchweg am Körper beobachtete Alterungsproblem wird häufig vor allem auf der Haut als ein Resultat der Photoal terung beobachtet, welches den Prozess der Zersetzung von Elastin und Collagen neben anderen Effekten beschleunigt. Es gibt ebenso ein erhöhtes Risiko von Hautkrebs und anderen Typen. In Reaktion auf diesen Mangel hat die Hautpflegeindustrie es fortgesetzt, neue und effektive Antioxidantien zu suchen, d.h. Verbindungen, welche in irgendeiner Weise die durch freie Radikale vermittelten oxidativen Prozesse stören. Antioxidantien können entweder durch ein komplettes Verhindern einer Reaktion oder durch Aufbrechen der bereits initiierten Kette von Schritten in der Reaktion agieren. Von vielen Verbindungen, z.B. Phenolen oder Sulfiden ist es bekannt, dass sie in der Lage sind, oxidative Prozesse zu stören; allerdings können solche Verbindungen nicht zur Anwendung auf der Haut angemessen sein oder es kann schwierig sein, sie in einer kosmetisch oder pharmazeutisch akzeptablen Weise zu formulieren.
Die vorliegende Erfindung stellt nun eine antioxidierende Zusammensetzung zur Verfügung, die auf einem neuen Konzept und der Beobachtung bezüglich der Verwendung von sichtbarem Licht basiert, um freie Radikale auf der Haut zu unterbinden oder zu beseitigen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verhindern oder Reduzieren einer freien radikalischen Schädigung auf der Haut, aufweisend: Anwenden einer lokalen Zusammensetzung auf der Haut, aufweisend eine Quelle von Licht einer grünen Wellenlänge. Das grüne Licht kann anscheinend die Generierung von freien Radikalen unterdrücken oder verhindern, um dadurch die Haut, auf die es angewendet wird, gegen freien radikalischen Schaden zu schützen und ebenso die Zusammensetzung vor potentiellen Verfalleffekten freier Radikaler, die in der Zusammensetzung sind, zu schützen. Die Erfindung stellt ebenso eine neue lokale kosmetische oder pharmazeutische Zusammensetzung zur Verfügung, welche Zusammensetzung eine oder mehrere Quellen von Licht grüner Wellenlänge enthält. Zur Verwendung in der Zusammensetzung ist insbesondere bevorzugt eine Kombination eines grünen phosphorisierenden Materials mit einem grünen fluoreszierenden Material, welche Zusammensetzung durch ein einfaches Aussetzen aus Tageslicht aktiviert werden kann.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 bis 4 illustrieren den Effekt verschiedener Quellen grünen Lichts auf den Pegel von freien Sauerstoffradikalen unter verschiedenen Bedingungen:
1: grünes phosphorisierendes Pigment;
2: grüne Lampe mit Umgebungsbeleuchtung;
3: grüne Lampe mit geringer Umgebungsbeleuchtung;
4: grüne Lampe in einer Dunkelkammer.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Fähigkeit von grünem Licht das chemische Verhalten von bestimmten Materialien zu verändern, ist bereits offenbart worden. Bekannt als der "Comorosan Effekt", ist gezeigt worden, dass die Bestrahlung eines trockenen Enzymsubstrates mit grünem Licht (λ = 546 nm, oder in dem Bereich), bei spezifizierten Belichtungszeiten vor seiner Auflösung in einer Erhöhung der Reaktionsraten des Enzyms resultiert (Comorosan et al., Physiol. Chem. und Physics 3: 343, 1971; Comorosan et al., Physiol. Chem. and Physics 12: 497, 1980). Ein ähnlicher Effekt aber umgekehrt, wurde beobach tet, wenn ein Filmentwickler derart belichtet wurde, was zu einer Abnahme der Filmopazität für das bestrahlte Material führt (Peschel et al., Physiol. Chem. Physics and Med. NMR 19: 271–274, 1987). Während dies interessante Beobachtungen sind, so haben diese allerdings nicht zu einer weitverbreiteten praktischen kommerziellen Anwendung des Phänomens geführt.
Es ist unerwarteter Weise entdeckt worden, dass eine Grünlichtbelichtung einen antioxidierenden Effekt in chemischen Zusammensetzungen hat. Genauer, in Experimenten, die gezielt entworfen sind, peroxide Radikale zu generieren, hat man festgestellt, dass eine Behandlung der freie Radikale generierenden Zusammensetzung mit grünem Licht in einer Reduktion des Pegels von freien Radikalen resultiert, die in der behandelten Zusammensetzung relativ zu einer Kontrolle gefunden werden. Die beobachteten Effekte sind besonders aus zwei Gründen interessant. Zum einen ist es das erste Mal, dass dieser Effekt, anders als der Comorosan-Effekt, welcher in der festen Phase auftritt, auf ein wässriges System übertragen worden ist. Zum zweiten berührt die Quelle des grünen Lichtes nicht die Wirksamkeit der Behandlung: Das grüne Licht kann von einer externen Quelle sein, d.h., einer Lampe, welche verwendet wird, die Zusammensetzung zu bestrahlen, oder einer internen Quelle, d.h., eine grünes Licht emittierende Substanz, die in die Zusammensetzung eingebaut ist. In beiden Fällen werden die freien Radikale wesentlich reduziert. Ein zusätzlicher überraschender Effekt der Erfindung ist, dass die beobachtete Behandlung nicht begrenzt auf spezifische Belichtungszeiten ist, anders als frühere Beobachtungen dieses Phänomens, wo die Aktivität von grünem Licht nur während kritischer Belichtungszeiten beobachtet wurde. Im Gegensatz, der vorliegende Effekt von grünem Licht kann durch eine verlängerte Belichtung mit grünem Licht auf das behandelte Substrat erhalten werden, ohne eine Verminderung der Aktivität, und er ist nicht kritisch abhängig von spezifischen Belichtungszeiten.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Behandlung der Zusammensetzung durch Einschließen einer grünen Lichtquelle direkt in der Zusammensetzung ausgeführt. Dies wird am leichtesten durch Aufnehmen eines grünen phosphorisierenden Pigments in die Zusammensetzung ausgeführt. Mit einem "phosphorisierenden Pigment" sind im vorliegenden Kontext nicht nur phosphorisierende Pigmente im traditionellen Sinne, wie sie unten aufgezählt sind, sondern auch jedes kosmetisch akzeptable Material, das phosphorisierendes Licht im Wellenlängenbereich von etwa 500 bis 550 nm emittiert, gemeint. Die Gegenwart des phosphorisierenden Pigments stellt eine kontinuierliche Quelle von grünem Licht in der Zusammensetzung zur Verfügung; die Phosphoreszenz wird durch Aussetzen an einer UV-Komponente von gewöhnlichem Licht aktiviert, dessen Effekt sich für einige Stunden hinzieht. Es gibt einige unterschiedliche Verbindungen, von denen bekannt ist, dass sie die Eigenschaft von geringer Phosphoreszenz besitzen, umfassend, aber nicht beschränkt auf Zinksulfid (dotiert mit Kupfer und/oder Mangan), Strontiumaluminat oder phosphorisierendes Calcit, keramische Oxide dotiert mit seltenen Erdelementen wie Europium, Terbium oder Dysprosium, Zink-Boro-Silikate (Glas), dotiert mit Kupfer oder seltenen Erdelementen, Metalle wie Molybdän beschichtet mit Kupfer oder Seltenerdelementen, und Caesiumsalze. Besonders bevorzugt zur Verwendung bei der Erfindung sind Zinksulfide und Strontiumaluminate.
In praktischer Anwendung, können die Pigmente, wie vorhanden, verwendet werden, oder sie können beschichtet oder mikroverkapselt werden, um ihre Photostabilität zu erhöhen oder um ihre Dispersion in einer Formulierung zu ermöglichen. Für die Pigmente verwendete Beschichtungen können beliebige solche sein, die typischer Weise verwendet werden, um traditionelle kosmetische Pigmente zu beschichten. Beispiele zweckmäßiger Pigmentbeschichtungen sind hydrophobische Beschichtungen wie Methicone, Dimethicone, Silane, Polyethylene, Metallseifen, Lecithin, Wachse, Nylon oder Fluorchemikalien. Beispiele von hydrophilischen Beschichtungen umfassen Dimethicon-Copolyol. Die Menge eines gebrauchten Pigments hängt von der phosphorisierenden Stärke des gewählten Pigmentes ab, aber wird normalerweise etwa 0,01 bis etwa 50 Gew.-%, vorzugsweise etwa 1 bis etwa 10 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung sein, wobei die Mengen am oberen Ende der Bereiche normalerweise besonders zweckmäßig sind für den Fall, dass das Pigment beschichtet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das phosphorisierende Pigment zusammen mit einer Quelle fluoreszierenden grünen Lichts kombiniert. Eine bevorzugte Quelle grüner Fluoreszenzen sind Pulver fluoreszierender Mineralien. Insbesondere bevorzugt sind Materialien, die eine grüne bis bläulich-grüne Fluoreszenz produzieren; Mineralien dieses Typs umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Andalusite und Chiastolite (Aluminiumsilikat); Amblygonite (Basisches Lithium-Aluminium-Phosphorat); Phenakite (Beryllium-Silikate); Variscite (Hydro-Aluminium-Phosphat); Serpentine (Basisches Magnesiumsilikat); Amazonite (Kalzium-Aluminiumsilikat); Amethyst (Silikondioxide); Chrysoberyl (Beryllium-Aluminium-Oxide); Turquoise (Kupfer enthaltend basisches Aluminiumphosphat); farblose, gelbe oder rosafar bene Tourmaline (Borosilikat); Amber (Succinit/verschiedene Harze); Opal (Hydro-Siliziumdioxid); Cerussit (Bleikarbonat); Fuchsit (Kalium-Aluminium-silikat); Diopsit (Kalzium-Magnesiumsilikat); Ulexit (Hydro-Natrium-Kalziumborat); Aragonit (Kalziumkarbonat); und Willemit (Zinksilikat). Von diesen sind insbesondere bevorzugt die Silikate, insbesondere jene mit einer starken Fluoreszenz, wie Fuchsit, Diopsit, Ulexit, Aragonit und Willemit.
Die fluoreszenten Pulver können durch Standardmahltechniken, wie Strahlmahlen, Walzmahlen oder Pulverisieren präpariert werden. Die durchschnittliche Partikelgröße der Pulver wird normaler Weise, aus ästhetischen Gründen, nicht größer als 45 μm sein; vorzugsweise liegt die Partikelgröße zwischen 0,5 bis 20 μm, und noch bevorzugter Weise zwischen etwa 0,5 und 5 μm, wobei die härteren Mineralien vorzugsweise innerhalb des unteren Endes des empfohlenen Bereiches gemahlen werden. Die Mengen der Pulver können in Abhängigkeit von der Intensität der Fluoreszenz und der Farbe des Minerals variiert werden und die Pulver können in einer Menge von zwischen etwa 0,01% bis etwa 50% vorliegen, noch bevorzugterweise wird allerdings die verwendete Menge zwischen etwa 0,01% bis zu etwa 10% liegen.
Obwohl fluoreszente Mineralpulver besonders bevorzugt sind, können auch andere fluoreszente Materialien verwendet werden. Beispiele umfassen, sind aber nicht beschränkt auf fluoreszente Biomoleküle wie grün-fluoreszentes Protein, fluoreszentes Plankton oder fluoreszente organische oder anorganische Farbstoffe, welche optional an ein Polymer gebunden sein können. Diese Materialien können in Mengen, die vergleichbar sind zu jenen, der fluoreszenten Mineralpul ver, eingebracht werden, wobei deren relative Fluoreszenzstärke berücksichtigt wird.
Die grüne Lichtquelle kann in jeder passenden Form eingebracht werden, die typischerweise für kosmetische Formulierungen verwendet wird. Beispiele nützlicher Formen umfassen heiße Fließformulierungen, Wasser-in-Öl-Emulsionen, Öl-in-Wasser-Emulsionen, Gele, Stäbchen, Sprays, wasserfreie Formulierungen und gepresste oder lose Pulver. Das Produkt kann auch ein Make-up-Produkt oder ein Hautpflegeprodukt sein. Die Einbringung der grünes Licht produzierenden Komponente kann eine Anzahl unterschiedlicher Effekte in einer lokalen Formulierung erreichen. Wie zuerst angemerkt, kann sie selbstverständlich als ein Antioxidans verwendet werden, wobei sie zwei mögliche Wirkungen erreicht. Erstens wird ihre Anwesenheit die Degradierung der Formel, in welcher sie eingebracht ist verzögern oder verhindern, d.h. sie wirkt als ein Konservierungsmittel. Sie wirkt auch schützend für die Haut, auf der die Formulierung angewendet ist, durch Reduzieren oder Beseitigen der Anzahl von sauerstofffreien Radikalen, welche üblicherweise unter normalem oder verlängertem Aussetzen an umweltlichen Stimulanzien einer freien radikalen Generierung auf der Haut auftreten würden. Ähnlich hat sie einen schützenden Effekt für Hautzellen gegen schädigende Wirkungen von UV-Strahlung.
Die Zusammensetzungen der Erfindung können, abhängig von der beabsichtigten Verwendung des endgültigen Produktes, auf eine Anzahl von Wegen angewendet werden. Z.B. können die Zusammensetzungen als eine routinemäßige Antioxidansbehandlung für die Haut verwendet werden, wobei die Anwendung jede freie Radikalschädigung verhindert oder lindert, die möglicherweise aufgrund der täglichen Aussetzung an freie Radikale generierende Stimulanzien auftreten kann. Ein bevorzugtes Verfahren zum Aufdecken der Vorzüge der Zusammensetzung zu diesem Zweck ist deshalb eine chronische Anwendung. Z.B. wird eine lokale Anwendung der Zusammensetzung in einer Menge von etwa 0,1 mg/cm² bis 2 mg/cm² auf der Haut von etwa einmal pro Woche bis etwa vier- oder fünfmal täglich durchgeführt werden, vorzugsweise von etwa dreimal pro Woche bis etwa dreimal täglich, noch bevorzugter Weise etwa ein- oder zweimal pro Tag. Mit "chronischer" Anwendung ist hier gemeint, dass die Periode der lokalen Anwendung sich über die Lebenszeit des Anwenders erstrecken kann, vorzugsweise für eine Periode von wenigstens etwa einem Monat, noch bevorzugterweise von etwa drei Monaten bis etwa 20 Jahren, noch bevorzugterweise von etwa sechs Monaten bis etwa 10 Jahren, noch bevorzugterweise wenigstens von etwa einem Jahr bis etwa fünf Jahren, was auf kurzer Zeitskala zu einer sofortigen Reduktion der Präsenz freier Radikaler auf der Haut führt und letztlich, auf langer Zeitskala, zu einer Behandlung oder Verhinderung von beiden, den internen und externen, Zeichen von Photo- oder Chronoalterung führt.
Wie bemerkt, können die Zusammensetzungen auch verwendet werden, um die schädigenden Effekte von UV-Strahlung zu behandeln oder zu verhindern. In dieser Ausführungsform kann die Zusammensetzung, wie oben beschrieben, als ein regulärer Schutz gegen gelegentliche UV-Belichtung angewendet werden. Zusätzlich wird es jedoch bei dieser Verwendung bevorzugt sein, die Zusammensetzung vor einen Aussetzen an Sonnenlicht anzuwenden, z.B. wenn der Nutzer eine lange Periode einer Aktivität im Freien mit einer beachtlichen, in der Sonne verbrachten Zeit, anstrebt, und/oder während der Zeit eines solchen Aussetzens.
Die Erfindung wird nun durch die folgenden nicht beschränkenden Beispiele weiter illustriert.
BEISPIELE
Beispiel 1
Dieses Beispiel illustriert den Effekt von grünem Licht beim Reduzieren der Menge von sauerstofffreien Radikalen in einer freien Radikale generierenden Umgebung.
Um die antioxidierenden Eigenschaften von grünem Licht zu testen, sind zwei Quellen von grünem Licht ausgewertet worden. Grünes Licht wird unter Verwendung eines phosphorisierenden Strontiumaluminat-Pigmentes als auch einer mit einem 547 Nanometerfilter gefilterten Quecksilberdampflampe generiert. Für die das Pigment umfassenden Studien ist eine Reaktionsküvette auf allen Seiten mit vier Abdeckbezügen umgeben worden und in einem Gefäß befestigt worden, welches mit einem dünnen Bogen einer Aluminiumfolie bedeckt ist. Jeder Deckbezug ist mit einem Pigment beschichtet, während unbeschichtete Deckbezüge als eine Kontrolle verwendet worden sind. Pigmentbeschichtete Deckbezüge sind für 10 Minuten unter Verwendung einer UVA-Lampe unmittelbar vor ihrer Anbringung im Gefäß aktiviert worden.
Die das lampengenerierte grüne Licht umfassenden Experimente verwenden zwei experimentelle Aufbauten. Der erste "dunkle" Aufbau wird innerhalb einer Kartonbox durchgeführt, wo die Küvette von oben bestrahlt wird. Der zweite "Umgebungsaufbau" wird entweder bei vollem Umgebungslicht durchgeführt oder bei geringem Umgebungslicht (Küvette lose mit einer Folie bedeckt), während von unten bestrahlt wird.
Die Lampe ist während der Kontrollbehandlungen eingeschaltet, aber das Licht wird geblockt und erreicht die Küvette nicht. In beiden Fällen sind die Temperaturunterschiede zwischen den Kontroll- und Behandlungsbedingungen geringer als oder gleich 0,4°C.
Um die antioxidierende Aktivität zu demonstrieren, werden Superoxide von Wasserstoffperoxiden generiert und der Effekt von grünem Licht auf die Konzentration von Superoxiden wird gemessen. Die Menge von Wasserstoffperoxid generierten Superoxiden kann über deren Bindung an Lucigenin in einer wie folgt vorgenommenen Analyse gemessen werden. NaOH (0,25 ml, 4 N) wird mit H₂O₂ (1 ml, 0,6%) in der Anwesenheit von Tween (1 ml, 2%) in 4% Ethanol inkubiert. Die Reaktion wird in einer geschlossenen Quarzküvette mit einer eine Membran enthaltenden Schraubkappe ausgeführt. Nach sechs Minuten mäßigen Schüttelns (verwendend einen Titertek-Schüttelapparat von Flow Labs bei Einstellung Nr. 6), wird Lucigenin (0,5 ml, 10 mM) verwendend eine 25-Eich-Injektionsspritze injiziert. Das Fluoreszenzspektrum wird erhalten durch Anregen der Lösung bei 465 nm und einem Überwachen der Emission minütlich für 6 Minuten bei 508 nm. Die Steilheit wird berechnet und als der endgültige numerische Datenwert für eine statistische Analyse verwendet. Suboptimale Konzentrationen (0.6%) von H₂O₂ werden verwendet, um die Empfindlichkeit der Analyse zu erhöhen.
Beim Testen der Aktivität von grünem Licht werden superoxidische freie Radikale, wie oben beschrieben, für sechs Minuten generiert. Während der sechs Minuten wird die Küvette grünem Licht ausgesetzt oder nicht (Kontrolle). Nach der Testperiode werden die freien Radikale quantifiziert durch Hinzufügen von Lucigenin und Messen der Kinetik (für sechs Minuten) von fluoreszenter Lichtemmission bei 508 nm. Für die Lampenexperimente besteht ein gegebener experimenteller Ablauf aus einer Kontrolle und einer Behandlung. Die Reihenfolge des Paares wird zufällig geändert. Für die Pigmentexperimente wird eine gesamte Serie von Kontrollen gefahren und dann eine Serie von Behandlungen. Quantitative Informationen werden aus der Kinetik von Lucigeninfluoreszenz erhalten, nachdem die freien Radikale generiert sind (1 bis 4).
Für Experimente mit der Lampe wird eine getrennte Gruppe von Experimenten durchgeführt, in welchen Deltawerte kalkuliert werden. Deltawerte werden als der Absolutwert der numerischen Subtraktion von Kontroll- und Behandlungsfluoreszenz für jedes Paar in jedem Durchlauf erhalten. Für die Umgebung werden Fluoreszenzwerte bei sechs Minuten verwendet und für die dunkle Umgebung werden Fluoreszenzwerte bei drei Minuten verwendet. Kontrolldeltas werden aus einem getrennten Aufbau von Experimenten erhalten, wo jedes Paar von Durchläufen aus zwei unbelichteten Kontrollen besteht. In allen Experimenten sind Behandlungsdeltas immer negativ, was anzeigt, dass die grüne Lichtbelichtung immer als ein Antioxidans wirksam ist, obwohl die Größe der Reaktionsempfindlichkeit von Durchlauf zu Durchlauf variiert. Die Ergebnisse sind alle statistisch signifikant mit p < 0.0001 für das Pigment, und p = 0.013 für volles Umgebungslicht plus grünem Licht, p = 0.014 für geringes Umgebungslicht plus grünem Licht, und p = 0.009 für dunkel plus grünem Licht. Also ist die antioxidierende Wirkung unter allen Lichtbedingungen erkennbar; allerdings scheint grünes Licht in Anwesenheit von geringem Umgebungslicht am wirksamsten zu sein und am besten reproduzierbar und die Wirksamkeit ist ein wenig weniger reproduzierbar aber nichtsdestotrotz statistisch signifikant bei vollem Umgebungslicht und bei Dunkelheit.
Ein Folgeexperiment wird durchgeführt, in welchem die Verzögerung zwischen der Zugabe von Lucigenin und der Datennahme eliminiert ist und die Steilheit sofort nach Zugeben von Lucigenin berechnet wird. Superoxidische freie Radikale werden aus der chemischen Oxidation von Wasserstoffperoxid in Anwesenheit von NaOH und Tween/Ethanol innerhalb einer Küvette für 12 Minuten generiert. Lucigenin wird dann zugefügt und für die nächsten drei Minuten wird eine Fluoreszenz bei 508 nm überwacht. Eine Quecksilberdampflampe wird als die Quelle grünen Lichts verwendet, welches auf die Küvette für unterschiedliche Zeitdauern während der 12 Minuten der freien Radikalgenerierung scheint. Kontrolldurchläufe erhielten nicht das grüne Licht und wurden denselben Wärme- und Lichtbedingungen wie die experimentellen Durchläufe ausgesetzt. Steilheiten sind berechnet und gemittelt über alle individuellen Experimente. Als eine positive Kontrolle wurde der Test ebenfalls mit BHT, einem bekannten Antioxidans, durchlaufen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Die Ergebnisse bestätigen die antioxidierende in dem ersten Experiment gezeigte Aktivität und zeigen, dass diese Aktivität vergleichbar zu der zu von BHT ist.
Beispiel 2
Dieses Experiment zeigt die Wirksamkeit durch ein phosphorisierendes Pigment produziertes grünes Licht beim Schützen von Hautzellen vor UV-Schädigung.
Maus-Melanocyte-Kulturen (BC1) werden mit von einem Strontium-Aluminat-Pigment emittierten grünen Licht behandelt. Nach vorheriger Aktivierung einer pigmentbeschichteten Oberfläche mit UVA-Licht werden die Zellen enthaltenden Petri-Schalen oben auf das Pigment platziert. Fünf Stunden später werden die Zellen UVB-Licht ausgesetzt und dann sofort dem frisch aktivierten Pigment ausgesetzt. Die Zellen werden dann vier zusätzlichen Lichtbehandlungen für die nächsten 24 Stunden ausgesetzt. An dem Punkt werden die Zellen mit neutralem Rot und gefolgt von Standardprozeduren behandelt, um die Zelllebensfähigkeit folgend zu quantifizieren. Jede experimentelle Bedingung wird vierfach mit dem als Durchschnitt (Absorption bei 540 nm) kalkulierten endgültigen Zelllebensfähigkeitswert für diese vier Proben ausgeführt. Die Daten werden auch als prozentuale Abnahme in der Zelllebensfähigkeit relativ zu den Kontrollen ausgedrückt, welche unbehandelt mit grünem Licht oder UV-Licht sind. Das Experiment wird zur Bestätigung der Ergebnisse wiederholt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Die Ergebnisse zeigen an, dass das grüne Licht einen schützenden Effekt gegen UV-Schädigung hat. Allerdings hängt der schützende Effekt von der Dosis ab, wobei grünes Licht weniger schützend gegen höhere Dosen von UVB ist.
Beispiel 3
Dieses Beispiel illustriert die Wirksamkeit von durch ein zweites phosphorisierendes Pigment produziertes grünes Licht zur Erhöhung einer Zelllebensfähigkeit.
Maus-Melanocyte-Kulturen (BC1) werden mit von einem Zinksulfidpigment emittierten grünen Licht behandelt. Nach vorheriger Aktivierung einer pigmentbeschichteten Oberfläche mit UVA-Licht für 10 Minuten, wie oben beschrieben, werden die Zellen enthaltenden Petri-Schalen oben auf das aktivierte Pigment platziert. Für die meisten Experimente werden Melanocyten für 1–2 Tage durch eine alle 3–4 Stunden erfolgende Reaktivierung des Pigments vorbehandelt. Die Zellen werden 10 mJ/cm² oder 20 mJ/cm² UVB-Licht ausgesetzt und dann vier zusätzlichen grünen Lichtbehandlungen für die nächsten 24 Stunden ausgesetzt. An dem Punkt werden die Zellen mit neutralem Rot behandelt und die Zelllebensfähigkeit wird ausgewertet unter Verwendung der Analyse der neutral roten Farbstoffaufnahme. Jede experimentelle Bedingung wird vierfach angeführt, wobei der endgültige Zelllebensfähigkeitswert als die durchschnittliche Absorption bei 540 nm für diese vier Proben kalkuliert wird. Die Daten werden als eine prozentuale Abnahme in der Zelllebensfähigkeit relativ zu den unbehandelten Kontrollen ausgedrückt. Die statistische Signifikanz wird für Zellen bestimmt, die mit UV allein gegenüber UV plus grünem Licht behandelt sind. Die Resultate sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Die Ergebnisse zeigen an, dass in allen Fällen die UV induzierte Schädigung, wie durch abnehmende Zelllebensfähigkeit gemessen, signifikant durch die Anwesenheit von grünem Licht reduziert wird. Grünes Licht ist wirksamer durch zur Verfügung Stellen dieses Schutzes gegen geringe Dosen von UVB, aber erhebliche Wirkungen werden ebenfalls bei höheren Dosen beobachtet.

Claims

Verwendung einer Zusammensetzung aufweisend wenigstens eine eine Quelle grünen Lichts zur Verfügung stellende Verbindung zur Produktion pharmazeutischer Verbindungen zur Behandlung einer sauerstofffreien radikalischen Schädigung in der Haut.
Verwendung nach Anspruch 1, in welcher die Zusammensetzung ein grünes phosphoreszierendes Material, ein grünes fluoreszierendes Material oder eine Kombination davon aufweist.
Verwendung nach Anspruch 2, in welcher das phosphoreszierende Material aus einer Gruppe gewählt ist, bestehend aus: Zinksulfid dotiert mit Kupfer oder Mangan oder einer Kombination davon, Strontiumaluminat, phosphoreszierendem Kalzit, keramischen Oxiden dotiert mit einem Seltenerdelement, Zinkborosilikat dotiert mit Kupfer oder einem Seltenerdelement, Metallen beschichtet mit Kupfer oder einem Seltenerdelement und Caesiumsalzen.
Verwendung nach Anspruch 2 oder 3, in welcher das fluoreszierende Material ein Mineralpulver ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher die Zusammensetzung Zinksulfid oder Strontiumaluminat und ein fluoreszierendes Mineralpulver aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in welcher die Zusammensetzung ein grünes phosphoreszierendes Material aufweist.
Verwendung einer Zusammensetzung aufweisend wenigstens eine eine Quelle grünen Lichts zur Verfügung stellende Verbindung zur Produktion pharmazeutischer Verbindungen zur Behandlung der Auswirkungen einer UV-Belichtung auf der Haut.
Verwendung nach Anspruch 7, in welcher die Zusammensetzung vor der UV-Belichtung angewendet wird.
Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, in welcher die Zusammensetzung ein phosphoreszierendes Material aufweist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zinksulfid dotiert mit Kupfer oder Mangan oder einer Kombination davon, Strontiumaluminat, phosphoreszierendem Kalzit, keramischen Oxiden dotiert mit einem Seltenerdelement, Zinkborosilikaten dotiert mit Kupfer oder einem Seltenerdelement, Metallen beschichtet mit Kupfer oder einem Seltenerdelement und Caesiumsalzen.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, in welcher die Zusammensetzung ein fluoreszierendes Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem fluoreszierenden Mineralpulver, fluoreszierenden Biomolekülen und fluoreszierenden organischen und anorganischen Farbstoffen aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, in welcher die Zusammensetzung zwischen etwa 0,01 bis 50 eines phosphoreszierenden Materials aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, in welcher die Zusammensetzung zwischen etwa 1 bis etwa 10 eines phosphoreszierenden Materials aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, in welcher das phosphoreszierende Material Zinksulfid oder Strontiumaluminat ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 13, in welcher die Zusammensetzung wenigstens ein fluoreszierendes Mineralpulver aufweist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, in welcher die Zusammensetzung sowohl ein phosphoreszierendes Material als auch ein fluoreszierendes Material aufweist.