1 KOSMETISK TEKSTILFIBER, FREMGANGSMÅTE FOR FREMSTILLING AV DENNE OG ANVENDELSE DERAV.

Transkript

1 1 KOSMETISK TEKSTILFIBER, FREMGANGSMÅTE FOR FREMSTILLING AV DENNE OG ANVENDELSE DERAV. 5 Beskrivelse Oppfinnelsens område Foreliggende oppfinnelse vedrører et tekstilprodukt, spesielt en ny polyamidbasert tekstilfiber innbefattende nanopartikler som er homogent fordelt over hele fiberen, samt en fremgangsmåte for fremstilling av dette. Tekstilfiberen er anvendelig for fremstilling av forskjellige tekstilprodukter og har kosmetiske egenskaper. Bakgrunn for oppfinnelsen Innen området er det kjent forskjellige tekstilprodukter innbefattende kosmetisk aktive ingredienser som er i stand til å gi hydratiserende, antioksiderende eller fasthetsegenskaper til dette. I alle tilfeller har det blitt sett at den aktive ingrediensen blir tilsatt til fiberen med en gang det er fremstilt, slik at den aktive ingrediensen kun er bundet til overflaten av fiberen og blir derved gradvis frigjort i huden. Fibere av denne typen er imidlertid beheftet med forskjellige ulemper hor det blant annet kan nevnes lav effektivitet og varighet av den kosmetiske effekten som er tilveiebragt. Det er derfor et behov innen område for å tilveiebringe en ny tekstilfiber med kosmetiske egenskaper som i det minste delvis løser noen av disse ulempene. Kort beskrivelse av tegningene

2 2 Figur 1 viser en økning av antioksidanteffekten (normalisert til % med hensyn til den positive kontrollen, 0%) til tekstilfiberen med Au-HA (Au-HA) sammenlignet med virkningen av fibre uten Au-HA (Blank) og en positiv kontroll (C+: Askorbinsyre) og negativ kontroll (C-: Base medium). Figur 2 er en komparativ korneometri (hudhydratiseringsanalyse) assay i tilfellet med en underarm behandlet med en løsning med 3 % Au-HA nanopartikler og en løsning uten Au-HA nanopartikler. Figur 3 representerer en komparativ assay som viser at cellene behandlet med 3 % Au-HA nanopartikler øker med 60 % ekspresjonen av HAS2 genet sammenlignet med ubehandlede celler (Kontroll) og celler behandlet med HA uten konjugasjon til gull nanopartikler. Beskrivelse av oppfinnelsen I et aspekt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for å erholde en tekstilfiber innbefattende konjugerte nanopartikler som er homogent fordelt over hele fiberen, som gir kosmetiske egenskaper til denne. De konjugerte nanopartiklene som er anvendelig for å utøve oppfinnelsen i praksis, er hyaluronsyre-konjugerte gull nanopartikler, polyetylenglykol (PEG)- konjugerte platina nanopartikler og blandinger derav. Konjugerte nanopartikler av denne typen brukes i foreliggende oppfinnelse til å motstå de høye temperaturene ved fremgangsmåten for fremstilling av tekstilfibere uten nedbrytning. I en spesiell utførelsesform innbefatter tekstilfiberen i henhold til oppfinnelsen hyaluronsyre-konjugerte gull nanopartikler. De hyaluronsyre-konjugerte gull nanopartiklene som er anvendelige for å utøve oppfinnelsen i praksis er beskrevet i patentsøknad WO

3 3 I en foretrukket utførelsesform av foreliggende oppfinnelse har de konjugerte gull nanopartiklene en midlere størrelse mellom 4 og 50 nm, mer foretrukket nm. Deres konsentrasjon i tekstilfiberen er sterkt avhengig av størrelsen. For tilfellet med nm nanopartiklene er den 6*E12 np/ml. I en spesiell utførelsesform er konsentrasjonen av konjugerte gull nanopartikler i fiberen ppm i gjennomsnitt, Hyaluronsyre oligomerene som brukes for å være konjugert til gullet i nanopartiklene har en midlere molekylvekt på 5 KDa. I en annen spesiell utførelsesform innbefatter tekstilfiberen i henhold til oppfinnelsen polyetylenglykol (PEG)-konjugerte platina nanopartikler. I dette tilfellet, og som i tilfellet med gull og hyaluronsyre nanopartiklene, er PEG et bundet til Pt et til nanopartiklene ved derivatisering av dette med et cystamin inneholdende en SH-gruppe, siden Pt, som Au, har en høy kjemisk affinitet for denne gruppen og det blir dannet en kovalent binding mellom metallet og SH et. Tekstilfiberen, heretter tekstilfiberen i henhold til oppfinnelsen, er en polyamid, fortrinnsvis polyamid 66, fiber. Formen til dens tverrsnitt er ikke spesielt begrensende, og kan blant annet være sirkulært, trekantet, hult, utflatet eller stjerneformet. Typen av fiber kan være av forskjellige typer, fra de fineste på 8 g/00 m streng til de tykkeste på 00 g/00 m. Fiberen i henhold til oppfinnelsen kan eventuelt ytterligere innbefatte additiver så som flammehemmere, deodoranter, møllimpregnerende midler, UVabsorbere og lignende i mengder som ikke kompromitterer den kosmetiske sikkerheten og effekten til denne. I en spesiell utførelsesform inneholder fiberen i henhold til oppfinnelsen mer en 4 x 9 konjugerte per kvadratcentimeter. De konjugerte nanopartiklene er homogent inkorporert over hele tekstilfiberen.

4 4 Fiberen i henhold til oppfinnelsen kan i prinsippet være fremstilt ved hjelp av enhver konvensjonell metode så som den som er beskrevet under, som er et ytterligere aspekt ved oppfinnelsen. 5 Fremgangsmåten, heretter fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, innbefatter følgende trinn: (i) fremstille en masterbatch fra en del av den totale mengden utgangspolyamid ved fremgangsmåten og de konjugerte nanopartiklene; (ii) fortynne masterbatchen erholdt i (i) med resten av polyamidet; (iii) oppvarme den resulterende massen inntil det erholdes en fluid og homogen masse; og (iv) forme den i det foregående trinnet erholdte massen i form av strenger. Fremstillingen av masterbatchen blir utført på en konvensjonell måte. Den innbefatter blanding av en del av hele utgangspolyamidet som blir brukt ved fremgangsmåten og som er i form av faste pellets med en mengde konjugerte nanopartikler. Dersom et eller flere konvensjonelle additiver skal innblandes i fiberen, kan de også tilsettes i dette trinnet med å erholde masterbatchen. Blandingen blir smeltet, formet og avkjølt, gir opphav til faste pellets som innbefatter en høy konsentrasjon av homogent fordelte konjugerte nanopartikler. Proporsjonene mellom mengden av masterbatchen og resten av polyamidet som brukes i trinn (ii) blir justert slik at den ønskede konsentrasjonen av konjugerte i den resulterende tekstilfiberen blir oppnådd. Blandingen som er resultatet fra trinn (ii) blir oppvarmet til en temperatur som typisk er mellom 0 0 C. Den resulterende smeltede og homogene massen blir ført gjennom ledninger som gir den formen av en streng. Til slutt blir strengen avkjølt og gir opphav til tekstilfiberen i henhold til oppfinnelsen.

5 5 Ved fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen tillater matemodulen matingen, på en kontinuerlig og automatisk måte, av matesystemet for mating av produktet inn i den smeltede massen i ekstruderen. Fyllingen av produktet inn i matesystemet blir utført manuelt. Fra dette punktet virker systemet automatisk. Siden polyamid 66 (PA6.6) basismaterialet blir oksidert og nedbrutt i nærvær av temperaturer og oksygen, må hele systemet være trykksatt med en inert atmosfære med nitrogen ved 50 mbar. Matesystemet må være forsynt med tette ventiler, balanserende ventiler og nitrogen spyleventiler. Etter enhver fylling av produktet må det utføres en nitrogenspyling for tanken tilkobles til prosessen. Til dette arbeidet er det nødvendig å konstruere og deretter installere en mottakstank for additivene så vel som nødvendige hjelpeelementer, ventiler, sensorer, etc. For en høyere effektivitet til systemet, utføres arbeidet ved et trykk på 1 bar og en sluttemperatur på 298 C. I en spesiell utførelsesform blir 4 x 9 Au-HA nanopartikler per kvadrat centimeter med PA6.6 fylt i en første masterbatch. Fibrene i henhold til foreliggende oppfinnelse har kosmetiske egenskaper. Slik det har blitt nevnt over, er de konjugerte nanopartiklene homogent innblandet i hele tekstilfiberen slik at de har en høy effektivitet og bestandighet til den kosmetiske effekten og gir enkel bruk. Når tekstilfiberen i henhold til oppfinnelsen kommer i kontakt med huden, vil de konjugerte nanopartiklene forlate fiberen og bli administrert til huden. Tekstilfiberen er derved et kosmetisk system for topisk frigjøring av konjugerte nanopartikler til huden. I denne forbindelse, når tekstilfiberen brukes til å fremstille e klesplagg, må forbrukeren kun bruke dette for kosmetisk behandling tilveiebragt av tekstilfiberen eller tekstilproduktet fremstilt av tekstilfiberen i henhold til oppfinnelsen, hvilket er et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse. Det er derfor både tekstilfiberen i henhold til oppfinnelsen så vel som et tekstilprodukt avledet av dette som er et topisk system for administrering av konjugerte nanopartikler som tilveiebringer en kosmetisk effekt hos forbrukeren.

6 6 5 Tekstilfiberen i henhold til oppfinnelsen med Au-HA nanopartikler (i eksempel 1) fordelt over hele fiberen og dets kosmetiske virkning har blitt analysert av oppfinnerne som vist under. I et aspekt har fiberen en antioksiderende virkning siden de hyaluronsyrekonjugerte gull nanopartiklene beskytter huden mot 0de frie radikalene som er tilstede i atmosfæren og som er ansvarlige for aldring av huden. Når konjugatene kommer i kontakt med de fire radikalene, vil de nøytralisere deres evne til å skade huden. Denne effekten har blitt vist med DPPH-teknikken, som er den mest aksepterte teknikken innen kosmetika for å evaluere den antioksiderende virkningen til denne tekstilfiberen med Au-HA nanopartikler. De erholdte resultatene viser en økning av antioksidanteffekten til tekstilfiberen med Au-HA nanopartikler. De antioksiderende nivåene til tekstilfiberen med Au- HA nanopartikler er til og med nærmere den positive kontrollen som ble brukt i forsøket (C+: askorbinsyre) (se fig. 1). Frigjøringen av Au-HA nanopartikler fra fiberen har blitt evaluert ved bruk av CIP-M teknikken (Metal Analysis Unit, Universitet i Barcelona) og har vist at 0,6 % av Au-HA nanopartiklene blir frigjort til huden hver 48 timer. Når Au-HA nanopartiklene er i kontakt med huden, vil hyaluronsyrelaget til nanopartiklene medføre en dyp hydratisering på grunn av hyaluronsyrens evne til å absorbere og holde tilbake vann i sin struktur. Det har blitt utført in vivo effektivitetsassayer på huden til underarmen til frivillige (SpinControl, Frankrike) for å evaluere denne hydratiseringseffekten. Studien viser at Au-HA nanopartiklene har en intens hydratiserende virkning på huden (se fig. 2). I alle tilfellene, kan man se hvordan variasjonen til korneometerparameteren (prosent hud-hydratisering) er større i tilfelle med underarmen behandlet med fiber inneholdende Au-HA nanopartikler (variasjoner på 16.8%, 21.6%,.3%,.8% og 13.5% mot mindre variasjoner på henholdsvis 3.7%, 5.4%, 8.2%, 6.9% og 8.1%) med fibre uten Au-HA.

7 7 Tekstilfiberen med Au-HA nanopartikler har også vist seg å ha en anti-aldrende kosmetisk virkning. Cellene i huden produserer endogent HA som spiller en avgjørende rolle med å holde huden ung og frisk. Ettersom alderen øker, vil mengden av HA i huden avta siden cellene progressivt mister sin evne til å produsere det. Au-HA nanopartiklene virker direkte på cellene i huden, tilveiebringer en anti-aldrende affekt på genetisk nivå som øker cellenes evne til å produsere HA. På grunn av denne effekten vil huden gjenvinne sin ungdom og elastisitet. Denne effekten har blitt demonstrert av oppfinneren ved evaluering av ekspresjonsnivåene av RNA til HAS2 genet (hyaluronsyresyntase 2) (ansvarlig for produksjonen av naturlig HA). Det har blitt verifisert at cellene behandlet med Au-HA nanopartikler øker med 60% av produksjonen av HAS2 sammenlignet med ubehandlet hud (kontroll) og med behandling ved bruk av isolert HA (se fig. 3). Sikkerheten til AU-HA nanopartiklene har blitt evaluert i kliniske forsøk (Evic Hispania, Barcelona) med frivillige og det ble erholdt de høyeste kvalifikasjoner med hensyn til dermatologisk kompatibilitet. Derfor, i et annet aspekt vedrører oppfinnelsen anvendelse av et tekstilfiberen i henhold til oppfinnelsen så vel som et tekstilprodukt fremstilt av dette for bruk ved en kosmetisk behandling. Illustrative eksempler på oppfinnelsen blir presentert under, hvilket er gitt for en bedre forståelse av oppfinnelsen og skal på ingen måte anses som en begrensning derav. Eksempler Eksempel 1: Fremstilling av et tekstilfiber i henhold til oppfinnelsen med Au-HA nanopartikler (NylGold )

8 8 1.1: Syntese av gull nanopartikler En vandig løsning (0 ml) av natrium citrat (2.2 mm) ble oppvarmet til koking under kraftig omrøring. Deretter ble det tilsatt 1 ml av en vandig løsning (23,4 mm) HAuCl4 til løsningen ved koking. Reduksjonen skjedde i løpet av ca. 2 minutter og det ble dannet en løsning av gull nanopartikler, som oppviste en indikativ endring av farge fra lilla til intens rødt. Til slutt ble reaktoren adskilt fra varmekilden og fikk stå og avkjøles til romtemperatur. Gull nanopartiklene erholdt på denne måten ble karakterisert ved hjelp av UV-Vis (521.2 nm). Absorpsjonsspekteret ble registrert med et Shimadzu UV-240IPC spektroskop. 1.2: Funksjonalisering av gull (Au) nanopartikler med 5KDa derivatisert HA. Derivatisering av 5KDa HA oligomerene. For thiolering ble 1 gram 5KDa HA, 32.9 g cystamin hydroklorid tilsatt i 0 ml av en buffer som var fremstilt av 3.09 g H3BO3 og 11.7 g NaCl i 500 ml vann, ph ble justert til 8.5 med 1 M NaOH. Løsningen ble plassert ved 45 C og 2.5 g natrium cyanoborhydrid ble tilsatt. Reaksjonen ble utført under argon og stod i 4-5 dager. 1.8 g dithiothreitol ble tilsatt og reaksjonen stanset en time senere. Etter thiolering ble det utført en dialyse for å ekstrahere overskuddet av DTT og cystamin. Membranene var på 3.5 KDa og dialysebufferen bestod av 5 l vann med 3 g NaCl og 1.5 ml 1 M HCl to ganger på en dag. De neste to dagene ble det gjort fire endringer på 5 L vann med 1.5 ml 1 M HCl. Konjugering av gull nanopartikler til derivatisert 5KDa HA. Gull nanopartiklene erholdt i eksempel 1.1. ble konjugert med de erholdte derivatiserte 5 KDa oligomerene, ved å tilsette 0.5 mg i 1 ml løsning av nanopartikler. Reaksjonen ble utført ved romtemperatur og med magnetisk røring i minutter. Reaksjonen ble stanset ved øke temperaturen (inne i kjøleskapet). Rensingen ble utført ved dialyse ( KDa MWCO) mot natrium sitrat (2.3 mm, 3. g/5l H2O). For å erholde det tørre produktet ble Au-HA produktet frosset og lyofilisert.

9 9 P a t e n t k r a v 1. Polyamid tekstilfiber innbefattende konjugerte nanopartikler valgt fra polyetylenglykol-konjugerte platina nanopartikler, hyaluronsyrekonjugerte gull nanopartikler og blandinger derav. 2. Fiber i henhold til krav 1, k a r a k t e r i s e r t v e d at polyamidet er polyamid Fiber i henhold til krav 1 eller 2, k a r a k t e r i s e r t v e d at metall nanopartiklene er hyaluronsyre-konjugerte gull nanopartikler. 4. Fiber i henhold til krav 3, k a r a k t e r i s e r t v e d at gull nanopartiklene har en størrelse på nm og den konjugerte hyaluronsyren har en midlere molekylvekt på 5 KDa. 5. Fiber i henhold til krav 1 eller 2, k a r a k t e r i s e r t v e d at metall nanopartiklene er polyetylenglykol-konjugerte platina nanopartikler. 6. Fremgangsmåte for fremstilling av tekstilfiberen i henhold til hvilke som helst av kravene 1 5, k a r a k t e r i s e r t v e d at den innbefatter følgende trinn: (i) fremstille en masterbatch fra en del av den totale mengden polyamid utgangsmateriale ved fremgangsmåten og de konjugerte nanopartiklene; (ii) fortynne den erholdte masterbatchen med resten av polyamidet; (iii) oppvarme den resulterende massen inntil det erholdes en fluid og homogen masse; og (iv) forme massen erholdt i det foregående trinnet i form av strenger.

10 7. Anvendelse av en tekstilfiber i henhold til hvilke som helst av kravene 1-5 for fremstilling av et tekstilprodukt Anvendelse av tekstilfiberen definert i kravene 1-5, eller et tekstilprodukt fremstilt av tekstilfiberen i en kosmetisk behandling. 9. Anvendelse av tekstilfiberen definert i kravene 1-5, eller et tekstilprodukt fremstilt av fiberen som et system for frigjøring av hyaluronsyrekonjugerte gull nanopartikler og/eller polyetylenglykol-konjugerte platina nanopartikler.