(54) (13) B1 PL B1 A61K 7/42. (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: PO LSK A (12) OPIS P A T E N T O W Y (19) P L (11)

Transkrypt

1 R Z E C Z P O S P O L IT A PO LSK A (12) OPIS P A T E N T O W Y (19) P L (11) (13) B1 U rząd Patentow y R zeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl7: A61K 7/42 (54) Środek absorbujący promieniowanie słoneczne w zakresie nadfioletu, a zwłaszcza w zakresie UV-C oraz sposób jego otrzymywania (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 26/96 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 07/00 (73) Uprawniony z patentu: Instytut Chemii Przemysłowej im.prof.lgnacego Mościckiego, Warszawa, PL (72) Twórcy wynalazku: Bożenna Baranowska, Warszawa, PL Andrzej Lipkowski, Warszawa, PL Ewa Marczak, Piastów, PL Irmina Makulec, Milanówek, PL Hanna Rybak, Warszawa, PL Joanna Pastuszak, Piastów, PL Zofia Grabska, Warszawa, PL Wiesława Walisiewicz-Niedbalska, Wawer, PL (74) Pełnomocnik: Królikowska Anna, Instytut Chemii Przemysłowej im.prof.lgnacego Mościckiego (54) 1. Środek absorbujący promieniowanie słoneczne w zakresie nadfioletu, a zwłaszcza w zakresie UV-C, znamienny tym, że stanowi go preparat peptydowy uzyskany z produktów enzymatycznej hydrolizy szczeciny świńskiej, zawierający peptydy posiadające od 3 do 25 grup aminokwasowych w cząsteczce. 4. Sposób otrzymywania środka absorbującego promieniowanie słoneczne w zakresie nadfioletu, zwłaszcza w zakresie UV-C, znamienny tym, że szczecinę świńską poddaje się aktywacji przez wstępną hydrolizę w roztworze kwasu lub zasady, a następnie poddaje się j ą hydrolizie przy użyciu enzymów proteolitycznych, po czym wydziela się frakcję posiadającą od 3 do 25 grup aminokwasowych w cząsteczce. PL B1 Rys.1 Preparat po hydrolizie pepsyną. ABS = absorpcja

2 Środek absorbujący promieniowanie słoneczne w zakresie nadfioletu, a zwłaszcza w zakresie UV-C oraz sposób jego otrzymywania Zastrzeżenia patentowe 1. Środek absorbujący promieniowanie słoneczne w zakresie nadfioletu, a zwłaszcza w zakresie UV-C, znamienny tym, że stanowi go preparat peptydowy uzyskany z produktów enzymatycznej hydrolizy szczeciny świńskiej, zawierający peptydy posiadające od 3 do 25 grup aminokwasowych w cząsteczce. 2. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że stanowi go frakcja peptydów o średnim ciężarze cząsteczkowym od 1000 do Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że stanowi go frakcja peptydów zawierających 5 do 20 grup aminokwasowych w cząsteczce. 4. Sposób otrzymywania środka absorbującego promieniowanie słoneczne w zakresie nadfioletu, zwłaszcza w zakresie UV-C, znamienny tym, że szczecinę świńską poddaje się aktywacji przez wstępną hydrolizę w roztworze kwasu lub zasady, a następnie poddaje się ją hydrolizie przy użyciu enzymów proteolitycznych, po czym wydziela się frakcję posiadającą od 3 do 25 grup aminokwasowych w cząsteczce. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że do aktywacji szczeciny stosuje się wodny roztwór kwasu mrówkowego lub wodorotlenku sodowego. 6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że do hydrolizy stosuje się enzymy proteolityczne występujące w przewodzie pokarmowym ssaków - pepsynę, trypsynę, chymotrypsynę bądź pankreatynę w roztworach wodnych. 7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że hydrolizę w roztworze pepsyny prowadzi się w zakresie temperatur od 3 8 do 48 C przy ph 1,0-2,5, zaś w roztworze trypsyny, chymotrypsyny, bądź pankreatyny - w temperaturze od 40 C do 50 C przy ph 8 do 10. * * * Niniejszy wynalazek dotyczy nowego środka absorbującego promieniowanie słoneczne w zakresie nadfioletu, a zwłaszcza w zakresie UV-C i sposobu otrzymywania tego środka. Promieniowanie ultrafioletowe (UV) docierające do powierzchni Ziemi można podzielić na trzy zakresy różniące się długością fali oraz skutkami oddziaływania na skórę: 1. UV-A. Długość fali od 320 do 400 nanometrów - t.zw. bliski nadfiolet. Promieniowanie to powoduje brązowienie skóry. Bardzo duże dawki mogą również wywoływać rumień, lecz energia niezbędna do spowodowania 1 jednostki rumienia (minimalna dawka rumieniotwórcza) jest w tym przypadku wysoka - wynosi dżuli/cm2. 2. UV-B. Długość fali nanometrów - średni nadfiolet. Promieniowanie to powoduje oparzenia słoneczne, lecz także stymuluje pigmentacje skóry. Minimalna dawka rumieniotwórcza wynosi tu milidżuli/cm2, a więc jest około 1000 razy mniejsza niż w przypadku promieniowania UV-A. 3. UV-C. Promieniowanie o długości fali od 200 do 290 nanometrów zwane krótkim bądź dalekim nadfioletem. Światło o długości fali 254 nanometry może wywołać specyficzną formę uszkodzenia DNA z wytworzeniem dimerów pirymidynowych w warstwie podstawowej żywej skóry. Uszkodzenie to prowadzi do śmierci komórek, jeśli dawka promieniowania jest duża, lub może być mutagenne przy niewielkim stopniu napromieniowania. Ultrafiolet o długości fali 280 nanometrów powoduje tworzenie wiązań poprzecznych między białkami i innymi makromolekułami, co zakłóca normalne funkcjonowanie komórki, a przy dużych dawkach prowadzi do jej śmierci. Promieniowanie UV-C może być czynnikiem powodującym raka skóry, zwłaszcza u

3 osób o jasnej karnacji. Promieniowanie to nie powoduje pigmentacji skóry, ale jest silnie rumieniotwórcze. M inimalna dawka rumieniotwórcza wynosi 5-10 milidżuli/cm2. Znane są z literatury syntetyczne środki mające za zadanie ochronę skóry przed szkodliwymi skutkami ekspozycji na promieniowanie słoneczne (Cosmetics and Toiletries 102(3),21-36 oraz i 67-68, 1987). Środki te wykazują absorbcję w zakresach UV-A i UV-B. Chemikalia stosowane do celów ochrony przeciwsłonecznej odznaczają się stosunkowo niewielkim rozmiarami cząsteczki, w związku z czym są zdolne do pokonania ochronnej bariery skóry i przenikania do warstwy podstawowej skóry i do krwi, gdzie mogą wywołać odczyny alergiczne. Ponadto nie są one w pełni stabilne i pod wpływem promieniowania słonecznego mogą rozpadać się z utworzeniem związków toksycznych. Środków chroniących przed promieniowaniem UV-C do niedawna nie poszukiwano, gdyż intensywność promieniowania docierającego do powierzchni Ziemi była w tym zakresie długości fal nieznaczna. Problem wyłonił się wraz ze wzrastającym skażeniem środowiska naturalnego powodującym niszczenie zatrzymującej krótki nadfiolet warstwy ozonowej. W toku prac nad enzymatyczną hydrolizą świńskiej szczeciny i frakcjonowania uzyskanych w jej wyniku peptydów nieoczekiwanie okazało się, że można wydzielić frakcje wykazujące bardzo znaczną absorpcję w różnych zakresach nadfioletu, a jedna z nich łączy absorpcję w zakresach UV-A i UV-B z intensywną absorpcją promieniowania UV-C. Według wynalazku, nowy środek absorbujący promieniowanie słoneczne w zakresie nadfioletu, a zwłaszcza w zakresie UV-C, jest preparatem peptydowym uzyskanym z produktów enzymatycznej hydrolizy szczeciny świńskiej, zawierającym peptydy posiadające od 3 do 25 grup aminokwasowych w cząsteczce. Korzystnie, środek według wynalazku stanowi frakcję peptydową złożoną z peptydów zawierających 5 do 20 grup aminokwasowych w cząsteczce. Korzystnie, środek według wynalazku stanowi frakcja peptydów o średnim ciężarze cząsteczkowym od 1000 do Sposób otrzymywania preparatu promieniochronnego według wynalazku polega na tym, że białka świńskiej szczeciny zwane keratynami poddaje się najpierw aktywacji przez działanie rozcieńczonych wodnych roztworów kwasów lub zasad, korzystnie kwasu mrówkowego lub wodorotlenku sodowego, a następnie hydrolizie enzymami proteolitycznymi, korzystnie enzymami trawiennymi obecnymi w przewodzie pokarmowym ssaków takimi jak pepsyna, trypsyna, chymotrypsyna, bądź pankreatyna w optymalnych dla tych enzymów warunkach ph i temperatury. Korzystnie, hydrolizę w roztworze pepsyny prowadzi się w temperaturze od 38 C do 48 C, przy ph w zakresie od 1,0 do 2,5, zaś w roztworze trypsyny, chymotrypsyny, bądź pankreatyny - w temperaturze od 40 C do 50 C przy ph od 8 do 10. Otrzymany hydrolizat rozdziela się na frakcje w zależności od wielkości cząsteczki. Frakcje obejmujące peptydy posiadające od 3 do 25 grup aminokwasowych w cząsteczce wykazują absorpcje promieniowania UV, przy czym zakres pochłanianego promieniowania zależy od tego, jaki enzym został zastosowany do hydrolizy. Hydroliza z użyciem pepsyny zapewnia uzyskanie preparatu o absorpcji i nadfioletu we wszystkich zakresach z przewagą absorpcji UV-C. Preparat taki może być stosowany bądź samodzielnie, bądź z dodatkiem syntetyków zabezpieczających przed nadfioletem z zakresu UV-B, jako środek chroniący przed szkodliwym promieniowaniem ultrafioletowym w emulsyjnych wyrobach kosmetycznych, zarówno w kosmetykach przeciwsłonecznych do stosowania w warunkach silnego nasłonecznienia, jak np. na plaży, jak również w kremach do codziennego użytku. Absorpcja promieniowania słonecznego przez peptydy otrzymane w wyniku hydrolizy szczeciny świńskiej pankreatyną jest wybiórcza i dotyczy głównie promieniowania UV-C. Preparat otrzymany w wyniku takiej hydrolizy zabezpiecza skórę przed promieniowaniem przenikającym przez warstwy atmosfery zubożone w ozon i dla uzyskania pełnej osłony przed szkodliwymi zakresami nadfioletu wymaga dodatku środka absorbującego UV-B. Polipeptydy i peptydy zawarte w preparacie według wynalazku nie ulegają przemianom chemicznym pod wpływem operacji słonecznej, dzięki czemu nie powodują uczuleń ani podrażnień i nie wykazują działanie toksycznego.

4 Przykład I. 100g świńskiej szczeciny odpadowej pranej i oczyszczonej z naskórka poddawano działaniu 5% ługu sodowego w temperaturze 15 C przez 2 godziny. Po usunięciu ługu i wypłukaniu surowca hydrolizowano go wodnym roztworem pepsyny przy ph 1,9 w temperaturze 43 C, przez 24 godziny. Uzyskany hydrolizat liofilizowano, rozpuszczono w 70% wodnym roztworze etanolu i rozdzielono na frakcje na kolumnie wypełnionej Sephadexem LH 20, prowadząc elucję również 70% etanolem. Spośród otrzymanych frakcji, które wysuszono stosując kolejno odparowanie na wyparce cienkowarstwowej i liofilizację, wyodrębniono preparat o przeciętnym ciężarze cząsteczkowym 1500, absorbujący szczególnie intensywnie, promieniowanie świetlne w zakresie krótkiego nadfioletu (UV-C), lecz wykazujący również absorpcję promieniowania UV-A oraz UV-B (rys.1). Przykład II. 200 gramowa próbkę szczeciny poddano hydrolizie traktując ją kolejno: 80% kwasem mrówkowym o temperaturze 109 C przez 1,5 godziny, a następnie po usunięciu kwasu, wodnym roztworem pankreatyny w temperaturze 48 C przy ph 9,5 przez 189 godzin. Otrzymany hydrolizat zliofilozowano, rozpuszczono w 70% etanolu i rozdzielono na frakcje na kolumnie wypełnionej Sephadexem LH 20, prowadząc elucję również 70% etanolem. Otrzymane frakcje wysuszono stosując kolejno odparowywanie na wyparce cienkowarstwowej oraz liofilizację. Spośród uzyskanych preparatów wybrano preparat zawierający peptydy o 5-20 grupach aminokwasowych w cząsteczce, wykazujący absorpcję w zakresie promieniowania UV-C (rys 2). Produkt ten wprowadzony do kremu kosmetycznego skutecznie chroni skórę przed powodowanymi przez UV-C uszkodzeniami, nie powodując żadnych szkodliwych skutków ubocznych.

5 Rys.2. Preparat po hydrolizie pankreatyną. ABS = absorpcja

6 Rys. 1. Preparat po hydrolizie pepsyną. ABS - absorpcja Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.