CN112512641A

CN112512641A - 对暴露于紫外线辐射所产生的自由基和/或大气污染物分子进行局部保护的方法

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Publication number: CN112512641A
Application number: CN201980049804.1A
Authority: CN
Inventors: 昂·阿塔兰; 让-诺埃尔·托雷尔
Original assignee: Bionic Clay Co
Current assignee: Bionic Clay Co
Priority date: 2018-05-31
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2021-03-16
Anticipated expiration: 2039-06-03
Also published as: JP2021534226A; KR20210025021A; US11801208B2; WO2019229401A1; CN112512641B; EP3801777A1; US20210251861A1; FR3081711B1; FR3081711A1

Abstract

公开了一种局部保护方法，以抵抗大气污染物分子和紫外线(UV)辐射，该方法包括以下步骤：a)通过第一生物相容性聚合物(PB1)生产对大气污染物分子排斥和抗粘附的聚合物基质；b)在UV辐射的作用下，通过第二生物相容性聚合物(PB2)已经接枝在其上的第一半导体胶体(Col‑1)，光催化降解已经渗透到聚合物基质中的污染物分子，从而导致自由基的形成；c)通过至少2种抗氧化剂中和所述自由基，2种抗氧化剂为‑第一抗氧化剂(AntiOx‑1)已经共价接枝到其上的第二半导体胶体(Col‑2)形式的第一抗氧化剂；第二接枝胶体(Col‑2)在UV辐射的作用下自再生：‑第二抗氧化剂(AntiOx‑2)，其不是接枝有抗氧化剂的胶体形式存在；和d)通过第二抗氧化剂(AntiOx‑2)稳定聚合物基质。

Description

对暴露于紫外线辐射所产生的自由基和/或大气污染物分子进行局部保护的方法

技术领域

本发明涉及一种提供局部保护以抵抗由于暴露于大气中存在的污染物分子和/或暴露于紫外线辐射而诱导的有害影响的方法。

本发明的应用领域尤其涉及化妆品，更具体地涉及抗污染保护和防晒领域。

背景技术

皮肤是多功能器官，它也是人体在最大区域上延伸的器官。它执行多种基本的功能，包括保护免受外部环境(免受冲击，污染，病原体，或实际上紫外线辐射)，热调节，激素合成(维生素D，和各种激素)，或实际上免疫功能。

皮肤是持续更新并经受时间的影响的器官。随着皮肤的老化，其细胞的更新减慢。最老的细胞积聚并产生暗淡或浑浊的肤色和变色皮肤的印象，并且皮肤变干并变薄。同时，真皮中出现修饰，脂肪组织和肌肉组织被浪费掉，因此失去了支持。这是皮肤老化的过程。

从分子观点来看，皮肤老化与细胞修复机制中的退化有关。它首先由基因编程的个体“生物时钟”确定，其次由细胞耐受由称为“自由基”的毒性物质引起的氧化损伤的能力确定。这就是内在来源的老化。

同时，外在来源的老化是由对每个个体特定的环境因素和行为引起的。举例来说，这种外在因素包括吸烟，暴露于天然或人工大气污染物，应激，暴露于太阳，酒精消耗或富含糖的饮食。

天然和人工来源的大气污染物的毒性已知与它们作为自由基引发剂的活性有关。

“天然大气污染物”是指由天然活动(火山，矿石，海洋等)产生的污染物颗粒和分子，例如二氧化硫或实际上臭氧。

“人工大气污染物”是指由人类活动(工厂，机动车辆发动机等)产生的污染物颗粒和分子，例如多环芳香烃(PAHs)，重金属或实际上农药。

一些这样的污染物分子可引起炎症，加速细胞老化，或甚至某些皮肤癌。在这些化合物中，持久性有机污染物(POP)是对健康最危险的一些大气污染物。它们通常与皮肤表面结合。在它们被吸收之后，发生氧化应激现象，这引起皮肤老化过程中的加速。

类似地，紫外线(UV)辐射直接或间接导致引起细胞氧化应激的过剩的助氧化剂的出现。

助氧化剂或自由基可定义为具有未配对电子的化学物质(分子或原子)。最常见的自由基是羟基(OH^·)、超氧化物(O₂ ^·-)、一氧化氮(NO^·)、硫醇(RS^·)，或者实际上是过氧基(RO₂ ^·-)。如果自由基对应于氧，则自由基被称为“活性氧物质”或“ROS”，例如单线态氧(¹O₂)或实际上是超氧化物阴离子(O₂ ^·-)。

自由基是由于未配对的电子而不稳定的化学分子，未配对的电子使得它们对周围的分子非常具反应性。自由基是被中和以损害相邻分子的助氧化剂，所述相邻分子进而变成自由基，等等。该现象通过链反应传播，并且这构成氧化应激。

在实践中，每个助氧化剂分子需要添加至少一个电子以使其稳定，即被中和。

皮肤每天都要面对来自周围环境的攻击。为了防御自身抵抗这种攻击，人体已经开发了使用抗氧化剂如超氧化物歧化酶(SOD)，谷胱甘肽过氧化物酶或实际上过氧化氢酶的有效防御系统。然而，当产生过量的自由基时，建立了不平衡，并且抗氧化剂防御系统发现其自身不堪重负，导致对皮肤组织造成损伤。

SOD的活性对应于将超氧化物阴离子(O2^·-)歧化成双氧(O₂)和过氧化氢(H₂O₂)的催化活性。该反应的产物被认为是氧自由基，即使它们不具有未配对的电子，并且它们是高度反应性和有害的。举例来说，在铁的存在下，过氧化氢分解并产生对大多数有机结构高度毒性的羟基自由基OH^·。这样的产物然后被认为是由超氧化物阴离子的歧化反应产生的次级ROS。

在生理条件下，这种歧化是缓慢的并导致超氧化物阴离子的半衰期延长，通过所述次级ROS的产生而产生生物大分子的有害氧化。不幸的是，这种ROS的毒性比超氧化物阴离子的毒性大得多。

SOD催化并因此加速超氧化物阴离子的歧化从而降低其半衰期并因此限制与超氧氧化物阴离子的歧化反应继发产生的ROS的助氧化作用。

此外，SOD还使得可以消除其它ROS，例如¹O₂或ROO。

实际上，SOD是一种能够与所有ROS反应以稳定它们并通过多电子转移防止或中和它们的助氧化活性的酶。

因此，该蛋白质提供了对消除ROS并因此消除氧化应激的机制而言至关重要的催化活性。

在化妆品中，许多产品被设计成产生抗氧化作用，也被称为“抗自由基”作用，用于对抗内在来源和/或外在来源的老化。

目前，某些“抗污染”组合物具有对污染物分子抗粘附或将其存储在皮肤表面的膜中的性质，从而减少它们对皮肤组织的有害影响。

然而，抗粘附作用本身没有显示出有效地防止所有污染物分子朝向皮肤通过。污染物颗粒因此与皮肤细胞接触并引起皮肤老化。

特别地，关于在膜中捕获和存储污染物分子，已经显示当膜在pH或热的作用下降解时是潜在有害的。实际上，在这种情况中，大浓度的污染物分子与皮肤接触并渗透皮肤，从而引发上述有害机制。

同时，为了对抗与暴露于UV辐射相关的有害作用，目前的化妆品组合物需要使用亲脂性或亲水性的各种有机或无机防晒剂，和/或使用不是完全有效的抗氧化剂。

抵抗特别是由污染和/或UV辐射诱导的氧化应激的保护目前基于使用例如植物提取物的抗氧化优点。然而，这样的制剂渗透到皮肤中，它们是复杂的，并且它们使用非常大量的成分，包括溶剂和防腐剂等，它们的无害性并不总是建立在短期或长期内。

因此，尽管有它们的配方，但似乎所提出的绝大多数解决方案的有效性是不够的。

目前，没有公开特别有效的和简单的制剂的溶液用于保护以抵抗氧化应激，优选由大气污染诱导的氧化应激。

发明内容

本发明所提出的解决的问题是开发一种保护方法和组合物，用于对抗暴露于大气污染物分子和/或暴露于紫外线辐射的有害影响，该保护方法和组合物没有上述缺点。

申请人已经开发了一种方法，该方法出乎意料地使得可以提出局部保护以抵抗大气污染物分子和/或通过暴露于紫外线辐射而形成的活性氧物质的有害影响，并且特别是抵抗氧化应激的现象。

因此，本发明的优点在于：

-实施有限数量的化合物；

-首次提出了通过污染物分子的抗粘附和排斥而产生的抗污染“屏障”效应；

-中和所有类型的自由基；和

-提出生物粘合剂、抗氧化剂和保湿性能。

在下面的描述中，术语“污染物分子”和“污染物颗粒”不加区别地用于描述相同的污染物实体。

本发明首先提供了一种局部保护人类免受大气污染物分子和紫外线(UV)辐射的方法，该方法包括以下步骤：

a)通过第一生物相容性聚合物(BP1)在皮肤和/或粘膜和/或皮肤附件上形成对大气污染物分子抗粘附和排斥的聚合物基质；

b)在UV辐射的作用下，通过与不同于第一生物相容性聚合物(BP1)的第二生物相容性聚合物(BP2)共价接枝的第一半导体胶体(Col-1)，光催化降解已经渗透到聚合物基质中的污染物分子，从而导致自由基的形成；

c)通过与所述第一抗氧化剂(AntiOx-1)共价接枝的第二半导体胶体(Col-2)形式的第一抗氧化剂中和所述自由基；第二接枝半导体胶体(Col-2)在电磁辐射，优选UV辐射的作用下通过以下机理自再生：

·通过电子从第二半导体胶体(Col-2)向所述第一抗氧化剂(AntiOx-1)的转移来再生第一抗氧化剂(AntiOx-1)；和

·通过暴露于电磁辐射，优选UV辐射，再生第二半导体胶体(Col-2)；和

d)通过第二抗氧化剂(AntiOx-2)稳定聚合物基质。

有利地，第二抗氧化剂(AntiOx-2)参与中和所述自由基，如步骤c)所述。

优选地，将第二抗氧化剂AntiOx-2接枝到第一生物相容性聚合物BP1上。

在它们被使用时，化妆产品通常在它们被生产时(原料，包装，场所的气氛，UV辐射，工作人员的处理等)或者在被分配或被使用时被消费者污染。不幸的是，这种污染会产生化妆产品的早期降解，使其不适合使用，或者对消费者来说确实是危险的。这种降解尤其可以由自由基诱导的化合物的氧化引起。

一种解决方案在于消除自由基以限制制剂的氧化并随着时间的推移更好地保存产品。

在一个实施方式中，第一抗氧化剂AntiOx-1和第二抗氧化剂AntiOx-2参与消除化妆品制剂中产生的ROS，特别是在暴露于UV辐射的作用下。

详细地说，本发明的方法在于开发多种水平的保护以抵抗污染物颗粒和由污染物颗粒的分解和/或由UV辐射产生的自由基。

术语“局部保护”用于指保护皮肤和/或粘膜和/或皮肤附件。

为更清楚起见，术语“Col-1/BP2”用于表示与第二生物相容性聚合物BP2共价接枝的第一半导体胶体。

为了更清楚起见，并且在以下描述的其余部分中，术语“Col-2/AntiOx-1”用于表示由本发明的第二半导体胶体Col-2形成的复合物，其与第一抗氧化剂AntiOx-1共价接枝。

通过本发明的方法实现的抗粘附和排斥聚合物基质可以被定义为三维网格，该三维网格具有通过非共价和可逆的物理和/或化学相互作用而对皮肤具有生物粘附的性质。因此，在施用之后，生物相容性聚合物BP1渗透到皮肤的微浮雕中，并且通过促进生物粘附现象而能够实现化学键，例如静电力或氢键。

这种抗粘附和排斥聚合物基质是本发明提供的保护的第一要素，并且它用作“屏障”，保护膜，和基质介质的结构。

在本发明的意义上，术语“屏障”是指对大气污染物分子具有抗粘附和排斥作用。

详细地说，实施第一生物相容性聚合物BP1(其有利地为导电有机聚合物)将连续形式的电荷赋予聚合物基质。常规地，聚合物基质表面处的电子倾向于转移到较低的电子层以恢复稳定性。这种转移与所释放的能量有关，导致聚合物基质的表面能改变。表面能的这种改变引起本发明的排斥效果，特别是用于排斥污染物颗粒。换句话说，由胶体Col-1和Col-2产生的反应和胶体Col-2的再生有利地导致第一生物相容性聚合物的势能表面中的连续改性。

在本发明的意义上，“抗粘附”用于表示防止两种化合物之间的物理和紧密附着的作用，该物理和紧密附着产生对所述化合物的分离的机械阻力。

在本发明的意义上，“排斥”是指两个主体或两个分子彼此相互推开的现象，并且它是取决于电子能量的活跃现象。

本发明的抗粘附和排斥聚合物网格防止了大多数最大污染物颗粒的渗透，并且优选直径大于生物相容性聚合物BP1的直径的那些颗粒。同样地，在一定比例的较小颗粒已经渗透所述基质的情况下，直径小于生物相容性聚合物BP1的直径的颗粒优选地被聚合物网格捕获。

在本发明的意义上，术语“聚合物”是指由大分子组成的物质，即由一种以上的单体组成的物质。有利地，生物相容性聚合物BP1是多糖。特别地，它可以选自支链淀粉，阿拉伯木聚糖，纤维素，几丁质，黄原胶，葡聚糖，韦兰胶，结冷胶，定优胶(diuta)，以及它们的混合物。

在本发明的意义上，术语“生物相容性”是指与皮肤和/或粘膜和/或皮肤附件具有细胞相容性，并且对于人细胞具有小于1％的细胞毒性的化合物。换句话说，该化合物在细胞活力方面几乎保持中性。

这种细胞相容性可以通过细胞活力测试来评估，其中试剂是四唑盐MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基溴化四唑)。

MTT测试是一种用于检测线粒体活性的比色方法，其使得可以评估成分的细胞毒性能力。其基于通过活细胞和活性细胞的线粒体琥珀酸脱氢酶将试剂中所含的四唑环还原成甲臜。这在线粒体中形成了紫色的沉淀。形成的沉淀的量与活细胞的量成比例。将细胞与MTT在37℃孵育约3小时后，将细胞在100％DMSO中溶解。通过分光光度法测定550nm处的光密度使得有可能知道活细胞的相对量。

生物相容性聚合物BP1还可以改善在本发明的保护方法中实施的其它化合物在水性介质中的分散。因此，当将该组合物施用于皮肤和/或粘膜和/或皮肤附件时，其用途使得可以获得复合物Col-1/BP2、Col-2/AntiOx-1和AntiOx-2的均匀分布，任选地接枝到BP1上。

本发明的局部保护的另一个要素在于通过包含2个要素的复合物，即与第二生物相容性聚合物BP2共价接枝的第一半导体胶体Col-1，实现对已经渗透聚合物基质的污染物颗粒的光催化作用。

胶体Col-1由于它们是半导体而具有特定的性质，特别是光催化性质。通过吸收光子能量，胶体能够氧化和还原其环境，通常是水和氧气，目的是产生反应性物质或自由基。这些自由基通过破坏化学键和/或通过改变氧合程度来降解污染物。该转化是光催化的，即通过使用在UV(200nm至400nm)和可见(400nm至800nm)光谱中可用的光子进行催化。然后该反应导致惰性分子和自由基的形成。

从上面可以看出，本发明的组合物使得可以捕获/使用UV辐射以产生光催化活性，从而衰减，限制和减少到达并渗透皮肤的UV辐射的量。

将第二生物相容性聚合物BP2接枝到Col-1上使得可以控制胶体Col-1的光催化活性。它形成光稳定剂化合物，其执行胶体Col-1活性的减活化剂或“猝灭剂”的功能。

根据本发明的特征，第二生物相容性聚合物BP2选自聚乙烯吡咯烷酮，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，聚氯乙烯，苯乙烯类，聚酰胺，丙烯酸酯及其混合物。

本发明的保护方法还在于实施中和自由基的步骤，特别是中和通过上述光催化反应产生的那些自由基的步骤，使得它们不损伤皮肤。

该中和步骤需要包括2种要素的复合物，即共价接枝在一起的胶体Col-2和抗氧化剂AntiOx-1。

在本发明的意义上，“AntiOx-1”是指能够通过多电子转移，即通过将至少1个电子或H^·转移至化学物质来还原至少一种前氧化剂的有机分子。根据本发明，该抗氧化剂携带至少一种能够与存在于半导体胶体表面处的可用功能反应以产生本发明的复合物的功能。

通过在胶体和抗氧化剂之间形成一个或多个共价化学键(以下称为“间隔臂”或“前体”)来接枝抗氧化剂。

由于其接近性，胶体Col-2能够将至少一个电子转移到抗氧化剂AntiOx-1，并且只要Col-2的储库包含电子并且只要抗氧化剂AntiOx-1寻求电子就能够这样做。以这种方式转移的电子使得可以再生抗氧化剂的抗自由基功能。将抗氧化剂接枝到胶体上使得可以获得转移至少一个电子所必需的接近性。

抗氧化剂AntiOx-1可以特别地选自在至少一个芳族环上包含至少一个羟基(-OH)的化合物。

有利地，抗氧化剂AntiOx-1是苯酚，即具有至少一个羟基(-OH)的苯基，或其衍生物或复合物中的至少一种。

AntiOx-1可以特别地选自由以下国际化妆品成分命名法(INCI)名称所指定的化合物或其衍生物：

十八烷基二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯；季戊四醇四-二-叔丁基羟基氢化肉桂酸酯；2,6-双(1,1-二甲基乙基)-4-甲基苯酚；双-乙基己基羟基二甲氧基苄基丙二酸酯；二氧化锰；胶体铂；叔丁基对苯二酚；四丁基亚乙基双酚；亚硫酸氢钠；焦亚硫酸钠；巯基乙酸；硫代牛磺酸；硫辛酸；硫代二丙酸二月桂酯；氨基乙烷亚磺酸；柠檬酸三乙酯；异抗坏血酸钠；山梨糖醇糠醛；异抗坏血酸；紫苏醇；吡啶氧化物叔丁基硝酮；麦角硫因；褪黑激素；乙酰半胱氨酸；半胱氨酸；赖氨酸盐酸盐；鼠尾草酸；酪氨酰组氨酸HCl；组氨酸盐酸盐；吡哆素丝氨酸酯；超氧化物歧化酶；氨基丙基抗坏血酸基磷酸酯；抗坏血酸；抗坏血酸多肽；抗坏血酸二棕榈酸酯；抗坏血酸葡糖苷；抗坏血酸亚油酸酯；抗坏血酸甲基硅烷醇果胶酸酯；抗坏血酸棕榈酸酯；抗坏血酸四异棕榈酸酯；抗坏血酸基生育酚马来酸酯；抗坏血酸棕榈酸磷酸三钠；抗坏血酸硫酸二钠；抗坏血酸钙；甲基硅烷醇抗坏血酸酯；抗坏血酸钠；抗坏血酸磷酸钠；抗坏血酸钠/胆固醇基磷酸钠；四己基癸基抗坏血酸酯；抗坏血酸磷酸镁；生育酚；生育酚乙酸酯；生育酚亚油酸酯；生育酚亚油酸酯/油酸酯；生育酚烟酸酯；生育酚视黄酸酯；生育酚磷酸钠；二油基生育酚基甲基硅烷醇；抗坏血酸生育酚磷酸钾；没食子酸十二烷基酯；表没食子儿茶素没食子酸酯EGCG；没食子酸丙酯；阿魏酸乙酯；阿魏酸乙基己酯；壳聚糖抗坏血酸盐；壳聚糖乙醇酸盐；芹菜素；银锻苷(tiliroside)；α-熊果苷；熊果苷；黄芩苷；槲皮素；槲皮素辛酸酯；异槲皮素＝异槲皮苷；异槲皮苷；二乙基己基丁香酚基丙二酸酯；二羟基甲基色酮；二甲氧基二对甲酚；二甲基甲氧基色原烷醇；乙基双亚氨甲基愈创木酚氯化锰；橙皮苷甲基查耳酮；曲酸；曲酸二棕榈酸酯；羟基积雪草苷；积雪草苷；厚朴酚(5,5'-二烯丙基-2,2'-二羟基联苯)；去甲二氢愈创木酸；苯乙基间苯二酚；白藜芦醇；曲妥芦丁(3',4',7-三(羟乙基)芦丁)；葡糖基芦丁；芦丁(4H-1-苯并吡喃-4-酮)；芦丁酰二硫酸二钠；四氢双脱甲氧基二阿魏酰甲烷；四氢脱甲氧基二阿魏酰甲烷；四氢二阿魏酰甲烷；生育半胱酰胺；桃柘酚；羟基癸基泛醌；泛醌＝coenz Q 10；类胡萝卜素；番茄红素；没食子酸和咖啡酸。

在特定的实施方式中，胶体Col-2是ZnO或TiO₂胶体，并且AntiOx-1具有能够与间隔臂的可用功能反应的醛基(-CHO)或酸基，该间隔臂提供与所述胶体Col-2的表面的共价键。在特定的实施方式中，抗氧化剂AntiOx-1是酚醛或酚酸。

举例来说，在这种情况下，抗氧化剂AntiOx是2-羟基苯甲醛，3-羟基苯甲醛，4-羟基苯甲醛，3,4-二羟基苯甲醛，2,4-二羟基苯甲醛，4,5-二羟基苯甲醛，有利地是3-羟基苯甲醛或3,4-二羟基苯甲醛(原儿茶醛)。

有利地，并且在该实施方式中，间隔臂包含1至8个碳，优选地2至4个碳，并且具有能够将其自身共价结合到胶体Col-2上的烷氧基硅烷官能团，以及能够将其自身结合到抗氧化剂AntiOx-1上的羟基类型，磷酸酯类型或胺类型的官能团。

有利地，间隔臂是二氧化硅的衍生物，有利地是烷氧基硅烷，甚至更有利地是3-(氨基丙基)三乙氧基硅烷。

有利地，用于形成间隔臂的胶体与二氧化硅衍生物的比例在1/1至10/1的范围内，优选在2/1至3/1的范围内。

有利地，抗氧化剂AntiOx-1模拟超氧化物歧化酶(SOD)的作用，其包括通过转移至少1个电子或实际上通过多电子转移来中和所有ROS。

第二接枝半导体胶体Col-2通过以下机理在电磁辐射，优选UV辐射的作用下自再生：

-通过电子从第二胶体Col-2向所述第一抗氧化剂AntiOx-1转移来再生第一抗氧化剂AntiOx-1的抗自由基活性；和

-通过暴露于UV辐射，特别是在UV-A和UV-B范围内的280nm至400nm的范围内，再生第二胶体Col-2。

这意味着储库具有无限地将电子提供给抗氧化剂AntiOx-1的能力。

总而言之，胶体Col-2构成了电子的储库，使得可以再生抗氧化剂AntiOx-1的抗自由基活性，然后该抗氧化剂AntiOx-1可以与胶体中存在的电子可用的尽可能多的自由基反应和/或氧化，并因此中和所有的自由基化合物。这种作用与Col-2和AntiOx-1之间的接近性有关。实际上，在没有接枝的情况下，即使当胶体Col-2存在于反应介质中时，抗氧化剂AntiOx-1也不会再生。

有利地，接枝的抗氧化剂AntiOx-1更稳定。换句话说，抗氧化剂AntiOx的半衰期增加。

复合物Col-2/AntiOx-1的存在使得可以避免形成继发于反应的自由基物质，特别是单线态氧和/或过氧化氢的形成。相反，现有技术的组合物不能阻断次级自由基化合物的形成，其通过在助氧化剂和抗氧化剂之间形成不平衡而转化，从而产生“次级”氧化应激和细胞损伤。

换句话说，本发明的复合物Col-2/AntiOx-1中和了任何初级和/或次级助氧化活性。

通常，术语“半导体胶体”是指在价带和导带之间具有足够小以使一个电子从一个电子到另一个电子的能量差的化合物。

通常，胶体是具有半导体性质的晶体颗粒(非无定形形式)，其是由构成它们的分子例如ZnO的有序堆叠形成的。这种胶体也可以称为“量子点”或“纳米晶体”。它们也可以是胶体在水性介质中的分散体或悬浮液的形式，并且有利地是悬浮液的形式。

生物相容性聚合物BP2和抗氧化剂AntiOx-1的接枝是通过在胶体Col-1和聚合物BP2之间和/或在胶体Col-2和抗氧化剂AntiOx-1之间形成共价化学键来接枝的。

胶体的接枝或官能化的概念是本领域技术人员的一般知识的一部分。接枝或官能化对应于形成共价键，例如在聚合物BP2和胶体Col-1之间或在抗氧化剂AntiOx-1和胶体Col-2的表面之间。接枝可以直接进行(例如，用PVP(BP2)对Col-1进行官能化，或通过间隔臂间接进行(例如，用烷氧基硅烷对Col-2进行官能化，并与酚醛反应)。

胶体Col-1和/或Col-2可以使用常规技术合成，例如通过生长前体的“自底向上”方法。在纳米材料领域中通常使用的这种类型的合成实现了成核步骤和从孤立原子生长的步骤。它能够控制胶体的尺寸。

半导体胶体Col-1和/或Col-2有利地由选自C、Si、Ge、Sn、S、Se、Te、B、N、P、As、Al、Sb、Ga、In、Cd、Zn、O、Cu、Cl、Pb、Tl、Bi、Ti、U、Ba、Sr、Li、Nb、La、I、Mo、Mn、Ca、Fe、Ni、Eu、Cr、Br、Ag、Pt、Hg及其组合的至少一种元素构成。

以有利的方式，本发明的半导体胶体Col-1和/或Col-2包括这些元素中的两种或三种。

在特定的实施方式中，半导体胶体Col-1和/或Col-2是氧化锌ZnO的胶体。

在另一个特定实施方式中，半导体胶体Col-1和/或Col-2是氧化钛TiO₂的胶体。

在另一个特定实施方式中，半导体胶体Col-1和/或Col-2是氧化铋Bi₂O₃的胶体。

通常，胶体Col-1/BP2和/或Col-2/AntiOx-1具有在几纳米至几十纳米范围内的平均尺寸。

因此，胶体Col-1/BP2和/或Col-2/AntiOx-1的尺寸有利地在0.5nm至1000nm的范围内，更有利地在10nm至100nm的范围内，甚至更有利地为约30nm，该尺寸通过XRD测量。

XRD(X射线衍射)技术是常规用于测量固态晶体尺寸的技术。

术语“尺寸”是指胶体的最大尺寸，例如当胶体为球形时的直径。它是接枝胶体的平均尺寸。然而，非接枝胶体Col-1和Col-2的尺寸通常也在上述数值范围内。必要时，本领域技术人员能够调整非接枝胶体Col-1和Col-2的尺寸。

胶体Col-1和/或Col-2和/或Col-1/BP2和/或Col-2/AntiOx-1有利地为球形。

自然地，接枝不限于接枝单个聚合物链或接枝单个抗氧化剂分子。它是将至少一种类型的聚合物或至少一种类型的抗氧化剂的大量分子接枝到每个纳米晶体上。

胶体不掺杂。任选地，它们可以包括在胶体合成过程中引入的过渡金属。

术语“掺杂”是指将元素结合到已经形成的材料中。在合成材料时，即在材料形成的上游引入元素不被认为是掺杂的。

在本发明的方法中，实现了第二抗氧化剂AntiOx-2，并可参与中和由污染物或其分解产物带来的反应性物质，而不是接枝有抗氧化剂的胶体形式。

有利地，第二抗氧化剂AntiOx-2是苯酚，即具有至少一个羟基(-OH)的苯基，或其至少一种衍生物，或其复合物。

AntiOx-2可以特别地选自由以上列出的INCI名称指定的化合物或其衍生物。

接枝可以通过第一生物相容性聚合物BP1的羟基(-OH)和所述第二抗氧化剂AntiOx-2的酸官能团(R-CO-OH)之间的酯化来进行。举例来说，抗氧化剂AntiOx-2可以是没食子酸。

在另一种实施方式中，抗氧化剂AntiOx-2可以是咖啡酸，3-羟基苯甲醛或2-羟基苯甲醛，或4-羟基苯甲醛或3,4-二羟基苯甲醛，或2,3-二羟基苯甲醛，或4,5-二羟基苯甲醛。

有利地，抗氧化剂AntiOx-1和AntiOx-2是相同的。

所述第一抗氧化剂AntiOx-1和任选地所述第二抗氧化剂AntiOx-2通过捕获或“清除”电子与来自污染物降解或暴露于UV辐射的自由基直接反应。这些自由基被中和并且不产生任何氧化应激。

抗氧剂AntiOx-2还使得可以保护生物相容性聚合物BP1免于任何降解，该降解可能是由Col-1/BP2的光催化活性所产生的自由基的释放所引起的。

在优选的实施方式中，将第二抗氧化剂AntiOx-2接枝到第一生物相容性聚合物BP1上。

除了通过抗氧化作用带给皮肤的保护之外，这种接枝使得还可以保护制剂。因此，如上所述，由于用第二生物相容性聚合物BP2(即Col-1/BP2)接枝的第一胶体所产生的光催化作用，保护制剂，更确切地说第一生物相容性聚合物BP1免受潜在的降解。

本发明还提供了适于实施上述方法的局部化妆品组合物，其包括：

-第一生物相容性聚合物BP1；

-与第二生物相容性聚合物BP2共价接枝的第一半导体胶体Col-1；

-与所述第一抗氧化剂AntiOx-1共价接枝的第二半导体胶体Col-2形式的第一抗氧化剂AntiOx-1；和

-第二抗氧化剂(AntiOx-2)，其不是接枝有抗氧化剂的胶体形式。

因此，第二抗氧化剂AntiOx-2不是接枝到胶体上的抗氧化剂的形式。

有利地，将第二抗氧化剂AntiOx-2接枝到第一生物相容性聚合物BP1(BP1/AntiOx-2)。

在一个实施方式中，半导体胶体Col-1和/或Col-2有利地由选自C、Si、Ge、Sn、S、Se、Te、B、N、P、As、Al、Sb、Ga、In、Cd、Zn、O、Cu、Cl、Pb、Tl、Bi、Ti、U、Ba、Sr、Li、Nb、La、I、Mo、Mn、Ca、Fe、Ni、Eu、Cr、Br、Ag、Pt、Hg及其组合的至少一种元素构成。

有利地，局部组合物的半导体胶体Col-1和/或Col-2是氧化锌ZnO的胶体。

有利地，局部组合物的半导体胶体Col-1和/或Col-2是氧化钛TiO₂的胶体。

有利地，局部组合物的半导体胶体Col-1和/或Col-2是氧化铋Bi₂O₃的胶体。

在优选的实施方式中，组合物包括：

-第一生物相容性聚合物BP1，其为多糖；

-第一和第二胶体，其为氧化锌ZnO，或二氧化钛TiO₂，或氧化铋Bi₂O₃的胶体；

-第二生物相容性聚合物BP2，其选自聚乙烯吡咯烷酮，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，聚氯乙烯，苯乙烯类，聚酰胺，丙烯酸酯及其混合物；和

-第一和第二抗氧化剂，AntiOx-1和AntiOx-2，其对应于苯酚或其衍生物，有利地是酚醛或酚酸或其复合物，第一抗氧化剂有利地不同于第二抗氧化剂。

有利地，多糖是支链淀粉。

优选地，第二生物相容性聚合物BP2是聚乙烯吡咯烷酮，并且第一抗氧化剂AntiOx-1是3-羟基苯甲醛或3,4-二羟基苯甲醛。

在特定的实施方式中，与第一抗氧化剂AntiOx-1共价接枝的第二半导体胶体Col-2由以下物质形成：

-第二胶体Col-2，其为氧化锌ZnO或氧化钛TiO₂的胶体；

-第一抗氧化剂AntiOx-1，其为酚醛或酚酸；和

-位于Col-2和AntiOx-1之间的间隔臂形式的共价接枝，该间隔臂包括1至8个碳，优选2至4个碳，并且具有能够将其自身共价结合到胶体Col-2上的烷氧基硅烷官能团，以及能够将其自身结合到抗氧化剂AntiOx-1上的羟基类型，磷酸酯类型或胺类型的官能团。

有利的是：

-第一抗氧化剂AntiOx-1选自2-羟基苯甲醛，3-羟基苯甲醛或4-羟基苯甲醛，3,4-二羟基苯甲醛，2,4-二羟基苯甲醛，4,5-二羟基苯甲醛；和

-间隔臂有利地是3-(氨基丙基)三乙氧基硅烷。

在另一个实施方式中，第二生物相容性聚合物是聚乙烯吡咯烷酮和/或第一抗氧化剂是苯酚或苯酚的衍生物，或其复合物，优选2-羟基苯甲醛，3-羟基苯甲醛或4-羟基苯甲醛或3,4-二羟基苯甲醛，或2,3-二羟基苯甲醛，或4,5-二羟基苯甲醛。

有利地，AntiOx-2是没食子酸。

在优选的实施方式中，该组合物包括：

--第一生物相容性聚合物BP1，其为支链淀粉，有利地用没食子酸接枝，并且相对于组合物的质量占在0.1质量％至20质量％的范围内，有利地在0.5质量％至10质量％的范围内，并且优选地在0.8质量％至5质量％的范围内；

-第一半导体胶体，其为用PVP(ZnO/BP2)接枝的氧化锌胶体，并且相对于组合物的质量占在0.1质量％至30质量％的范围内，有利地在1质量％至20质量％的范围内，并且优选在5质量％至9质量％的范围内；和

-第二半导体胶体，其为用酚醛或酚酸或其复合物接枝的氧化锌的胶体，并且相对于组合物的质量占在0.1质量％至10质量％的范围内，有利地在0.5质量％至5质量％的范围内，并且优选在0.6质量％至2质量％的范围内。

此外，组合物还可包括至少一种选自湿润剂、粘度控制剂和水的添加剂。

有利地，湿润剂选自甘油，尿素，乳酸及其混合物。

相对于组合物的质量，组合物有利地包括按质量计在0.1％至20％的范围内的湿润剂，优选甘油，有利地在1％至10％的范围内，优选在2％至6％的范围内。

湿润剂使得一旦将组合物施用到皮肤上就可以防止组合物太快地干燥。它还有助于滋润皮肤。它还可以有助于控制组合物的粘度，并且为此目的，有助于优化组合物在皮肤上的铺展。

有利地，稳定剂可选自瓜尔胶，黄原胶或其混合物。

相对于组合物的质量，组合物有利地包括在0.1质量％至20质量％的范围内的稳定剂，优选瓜尔胶，有利地0.2质量％至10质量％的范围内，并且优选0.5质量％至5质量％的范围内。

稳定剂使得可以控制组合物的粘度。

有利地，该组合物还包括水。相对于组合物的质量，组合物有利地包括在30质量％至99质量％的范围内的水，有利地在50质量％至90质量％的范围内，并且优选在70质量％至85质量％的范围内。

在优选的实施方式中，本发明的组合物由以下组成：

-支链淀粉作为第一生物相容性聚合物BP1，有利地用没食子酸接枝，并且优选地相对于组合物的质量在0.8质量％至5质量％的范围内；

-用PVP接枝的氧化锌胶体作为第一胶体(ZnO/BP2或TiO₂/BP2或Bi₂O₃/BP2)，优选地相对于组合物的质量在5质量％至9质量％的范围内；

-用酚醛或用酚酸接枝的氧化锌或氧化钛或Bi₂O₃胶体作为第二胶体(ZnO/AntiOx-1或TiO₂/AntiOx-1)，优选地相对于组合物的质量在0.6质量％至2质量％的范围内；

-甘油作为湿润剂，优选地相对于组合物的质量在2质量％至6质量％的范围内；

-瓜尔胶作为稳定剂，优选地相对于组合物的质量在0.5质量％至5质量％的范围内；和

-水，优选地相对于组合物的质量在70质量％至85质量％的范围内。

有利地，本发明的组合物是具有剪切稀化、快速干燥和稳定性的水性制剂，并且有利地不含对羟基苯甲酸酯和/或有机溶剂。

在一个实施方式中，本发明的组合物用于局部使用，例如用于非治疗用途的化妆品组合物。该组合物有利地是亲水性的、胶束的或Pickering乳液(即胶束组合物的相反形式)。

本发明的组合物也可以实现为化妆底料。

可以实施本发明的方式以及由此产生的优点从以下实施例中更清楚地显现出来，这些实施例通过非限制性指示和附图的支持给出。

附图说明

图1示出了本发明的组合物的作用机理；

图2示出了用抗氧化剂官能化后ZnO胶体的X-射线衍射图。光谱线用对应于六方ZnO结构的平面标引；

图3示出了用抗氧化剂(Col-2/AntiOx-1)官能化的胶体和单独的抗氧化剂的DPPH动力学；

图4示出了当暴露于UV射线或保持在黑暗中时由本发明的胶体降解的ABTS底物的百分比；

图5示出了通过暴露于归一化强度的UV辐射诱导的有害影响与波长的函数；

图6示出了本发明的组合物的保护能力；误差条对应于97％置信水平的置信区间；

图7示出了与其它抗氧化剂相比，用本发明的抗氧化剂(Col-2/AntiOx-1)官能化的胶体的任何初级和/或次级助氧化活性的抑制；

图8A和8B示出了与超氧化物阴离子和过氧化氢相比，模拟抗氧化剂AntiOx-1的SOD作用的活性；

图9示出了与使用炭黑测试的市售组合物相比，本发明的组合物的抗粘附和排斥作用；和

图10示出了本发明的组合物的排斥力。

具体实施方式

图1示出了本发明的组合物的作用机理。

1)胶体Col-1和Col-2的合成

百分比以组合物的重量给出

1.1)其中Col-1和Col-2＝ZnO

将氧化锌前体如无水乙酸锌(2％)和氢氧化钠(1.5％)与溶剂或包含乙醇(85％)和二甘醇(8％)的溶剂混合物混合，并密封在高压釜中。溶剂也可以是苯甲醇，苯酚，油醇，丁醇，丙醇，异丙醇，水，四氢呋喃，乙醇，甲醇，乙腈，甲苯，PGMEA，PGPE，PGME，2-甲基-1-丙醇或三乙二醇单甲醚。

将反应介质在机械搅拌下在60℃下放置约30分钟，直到盐溶解。然后加入水(2％)。观察到混浊，这标志着颗粒形成的开始。将反应在65℃保持一个半小时。

收集球形且直径为7nm的氧化锌纳米晶体。

1.2)其中Col-1和Col-2＝TiO₂

在与前述实施例相同的条件下，将相同的抗氧化剂接枝到金红石型二氧化钛上。将5g金红石型二氧化钛分散在950mL乙醇和50mL二甘醇的混合物中，然后密封在高压釜中。

收集球形且直径为7nm的二氧化钛纳米晶体。

2)胶体Col-2/AntiOx-1的制备

2.1)ZnO/3-羟基苯甲醛

使用以上获得的氧化锌(ZnO)胶体和抗氧化剂3-羟基苯甲醛的前体或间隔臂来制备本发明的胶体。由此获得ZnO/3-羟基苯甲醛的颗粒。在实践中，上述形成的纳米晶体用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷(0.5％)原位官能化。另外，溶液稍微澄清。该官能化再进行3小时。最后加入抗氧化剂3-羟基苯甲醛(1.5％)。将反应保持9小时。

然后将反应器冷却至环境温度。收集颗粒并以3000转/分钟(rpm)离心15分钟。然后将它们在乙醇中洗涤，然后再次离心。最后，将颗粒在水中分散至所需浓度(质量浓度在10％至15％的范围内)。ZnO颗粒的小尺寸使得可以具有更大的面积来覆盖，并因此将更大量的抗氧化剂分子接枝到每个颗粒的表面上。

通过X射线衍射仪(XRD)测量ZnO胶体的直径。由衍射仪产生的波长对应于等于

的Cu-Kα线。所使用的其它参数对应于40kV的加速电压，40mA的电流和Bragg-Brentano几何形状。

用透射式Cu-Kα源的XRD测量粉末的X射线衍射图。在用抗氧化剂官能化(接枝)之前，胶体的X-射线衍射图如图2中所示。

2.2)TiO₂/3-羟基苯甲醛

在实践中，上述形成的纳米晶体用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷原位官能化。在实践中，加入5mL水，然后加入8mL(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷。将混合物搅拌2小时，然后加入5g 3-羟基苯甲醛，将混合物搅拌并在65℃加热9小时。然后将混合物冷却至环境温度。收集颗粒并在3000rpm下离心15分钟。然后将它们在乙醇中洗涤，然后再次离心。最后，将颗粒在水中分散至所需浓度。

2.2)TiO₂/3,4-二羟基苯甲醛

在实践中，上述形成的纳米晶体用(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷原位官能化。在实践中，加入5mL水，然后加入8mL(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷。将混合物搅拌2小时，然后加入5g的3,4-二羟基苯甲醛，将混合物搅拌并在65℃加热9小时。然后将混合物冷却至环境温度。收集颗粒并在3000rpm下离心15分钟。然后将它们在乙醇中洗涤，然后再次离心。最后，将颗粒在水中分散至所需浓度。

3)胶体Col-1/BP2(PVP)的制备

3.1)制备胶体ZnO/BP2的方法

胶体常规地接枝，例如在含有待官能化的胶体和官能化聚合物(BP2)的水和乙醇的溶液中接枝。

在实践中，上述形成的纳米晶体通过溶解在乙醇(20质量％的溶液)中的PVP(2重量％)原位官能化。将反应保持12小时。然后将反应器冷却至环境温度。收集颗粒并在3000rpm下离心15分钟。然后将它们在乙醇中洗涤，然后再次离心。最后，将颗粒分散在水中并在回流下加热2小时。

ZnO颗粒的小尺寸使得可以具有更大的面积来覆盖，并因此将更大量的抗氧化剂分子接枝到每个颗粒的表面上。

用透射式Cu-Kα源的XRD测量粉末的X射线衍射图。

3.2)制备胶体TiO₂/BP2的方法

重复与3.1中相同的方法。

3)制备复合物AntiOx-2/BP1(没食子酸/支链淀粉)

将0.001-0.01mmol的支链淀粉溶解在50-100mL的N,N-二甲基甲酰胺中。将混合物在惰性气体流下在40-80℃加热5-30分钟。

将预先溶解在5-20mL的N,N-二甲基甲酰胺中的500-5000当量的没食子酸和500-5000当量的二环己基碳二亚胺加入到溶液中。将反应在惰性气体流下在70℃保持24-72小时。

通过在乙醇中加入2-20倍的反应体积来沉淀产物，然后通过过滤收集。

4)测定胶体ZnO/AntiOx-1的抗氧化活性

4.1.动力学时间

胶体Col/AntiOx的作用速率通过测量2,2-二苯基-1-苦基苯阱(DPPH)的分解动力学来估计。

DPPH是保持其自由基能力稳定的分子。这种自由基物质吸收520nm(溶液的紫色)的光，并且在被抗氧化剂中和后变成无色或浅黄色。因此，可以通过测量自由基DPPH的吸收的测量强度作为时间的函数来监测中和反应。

为此目的，如下制备两种乙醇中的溶液：

-含有[DPPH]₀浓度为0.1mol/L的DPPH的对照溶液；和

-含有[DPPH]₀浓度为0.1mol/L的DPPH和浓度使得2小时后90％的DPPH被消耗的抗氧化剂(如基于CI₅₀测量所确定的)的测试溶液。

通过UV/vis/NIR分光计测量吸光度。将2.5mL溶液倒入聚苯乙烯容器(光路＝1cm)中。测量从310nm至700mm的UV/可见吸收光谱达300秒。在520nm处的吸光度值使得可以使用Beer-Lambert方程确定在给定时间的自由基DPPH的浓度：

A_520nm(τ)＝ε_DPPH.l.[DPPH]_τ

根据该方程，A对应于测量的吸光度，ε_DPPH对应于DPPH的质量系数，1(cm)对应于通过样品的光路，并且[DPPH]_τ(g/L)对应于样品的质量浓度。

所获得的曲线使用动力学模型来修正，该动力学模型使得可以回到反应速率或反应的“动力学”常数κ和半衰期常数τ_1/2。

示出了用抗氧化剂(ZnO/3-羟基苯甲醛)官能化的胶体的作用速率和游离的，即未接枝的抗氧化剂(3-羟基苯甲醛)的作用速率的图如图3所示。

结果表明，与游离3-羟基苯甲醛相比，ZnO/3-羟基苯甲醛复合物与DPPH的反应速度更快。

5)评价胶体ZnO/AntiOx-1的抗氧化活性的再生

5.1)随时间推移的评估

将8mM的ABTS(2,2'-连氮基-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸))储备液与包含正铁肌红蛋白和过氧化氢的3mM溶液等体积孵育，以产生ABTS自由基阳离子。用含有150mM NaCl的磷酸盐缓冲液(0.2M，pH7.4)稀释所获得的溶液，以便在734nm处获得1.5的吸光度。

将以240g/L分散在水中的30μL ZnO/3-羟基苯甲醛(实施例2)的样品加入到2970μL的0.07mM ABTS阳离子水溶液中，然后在黑暗中在搅拌下放置。

孵育30分钟后，ABTS完全降解。

分离在整个ABTS底物的降解步骤之后获得的溶液，将溶液的一部分置于黑暗中，并将剩余部分置于UV照射下。在暴露30分钟后(在黑暗中或在UV下)，加入30μL ABTS的浓缩溶液(7mM)，然后将溶液再次在搅拌下置于黑暗中5小时。然后每30分钟测量一次吸收。

数据如图4中所示。

结果表明，含有ZnO/3-羟基苯甲醛胶体并暴露于UV辐射的溶液的ABTS降解能力明显大于保留在黑暗中的含有ZnO/3-羟基苯甲醛胶体的溶液的ABTS降解能力。保留在黑暗中的ZnO/3-羟基苯甲醛胶体的活性对应于ZnO/3-羟基苯甲醛复合物中固有的残留抗自由基活性。因此，120分钟后，65％的ABTS被暴露于UV辐射的溶液降解，与之相比，保留在黑暗中的溶液降解18％。

总之，本发明的ZnO/3-羟基苯甲醛胶体在暴露于UV辐射时具有再生其抗氧化活性的能力。

6)评估本发明的组合物抵抗UV辐射的作用的保护能力

通常认为五种主要的有害作用与暴露于UV辐射导致的危害有关：

-自由基的产生；

-炎症反应；

-黑色素的氧化；

-DNA突变；和

-免疫抑制。

使用与Halliday等人((Halliday,G.M.,Bestak,R.,Yuen,K.S.,Cavanagh,L.L.,&Barneston,R.S.C.(1998).UVA-induced immunosuppression.Mutation Research,422,139-145))的工作类似的方法，建立了高斯模型或双高斯模型(取决于所研究的参数)来描述由UV辐射诱导的有害作用所引起的现象。

根据本领域技术人员已知的常规实验方案并根据用于评估防晒的ISO标准获得数据。通过归一化的太阳辐照度将数据归一化。

归一化数据如图5的曲线图中所示。

数据示出了UVB辐射(280nm至315nm)引起炎症反应，DNA突变和皮肤组织的免疫抑制。UVA辐射(315nm至400nm)引起自由基的产生，黑色素的氧化和皮肤细胞中的免疫抑制。

图6中所示的结果表明，本发明的组合物使得可以减少与UV辐射相关的某些作用：

-自由基的产生减少69.2％；

-炎症反应减少83.6％；

-通过黑色素的氧化使皮肤色素沉着减少74％；

-DNA突变减少75.6％；和

-免疫抑制减少60.3％。

结果表明，由暴露于UV辐射产生的自由基的69.2％被消除。因此，只能形成30.8％的自由基。本文计算的保护能力仅对应于由UV辐射诱导的有害作用。

7)评估本发明的组合物抵抗初级和次级自由基的产生的保护能力

该试验通过与电子顺磁共振(EPR)结合的“自旋俘获”方法进行，用于通过使用DIPPMPO(5-(二异丙氧基磷酰基)-5-甲基-1-吡咯啉-N-氧化物)作为俘获分子在竞争中进行俘获。通常使用该技术将该化合物用于检测和研究超氧自由基。

在存在和不存在乳膏的情况下，监测加合物DIPPMPO-OOH的信号强度随时间的变化。通过研究模型自由基(TEMPOL或1-氧基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)在存在和不存在乳膏的情况下的分解动力学来评估该方法。在试验期间，即20分钟，对于4个实验(对照+3个样品)没有观察到来自TEMPOL的信号的损失。此外，在超氧化物歧化酶(SOD)存在下进行对照分析。

表2：DIPPMPO-OOH信号的抑制百分比与时间的关系。

表中所示的值是3次相同实验的平均值(波动小于10％)。

抑制动力学示如图7中所示。

对每个样品观察到不同的超氧化物自由基捕获性质。

组合物C显示DIPPMPO-OOH加合物的信号在3分钟时减少48％(在5分钟时减少53％)，表明抑制了一半的氧化活性。

组合物D显示DIPPMPO-OOH加合物的信号在3分钟时降低20％(在5分钟时减少44％)，表明抑制效果比临床样品的抑制效果差。

对于本发明的复合物(ZnO/3-羟基苯甲醛胶体)，没有观察到对应于DIPPMPO-OOH加合物的信号。因此，所有产生的超氧化物自由基都被捕获。

在这些实验过程中，观察到另外的自由基的形成(除了本发明的复合物之外)。根据本申请人，似乎新的自由基来自Haber Weiss反应或Fenton反应，其涉及可用于与超氧化物自由基或过氧化氢(由超氧化物自由基的自发歧化产生)反应的过渡金属盐的存在。因此，似乎会产生羟基自由基并与乳膏的成分反应以产生新的自由基或“次级自由基”，这在DIPPMPO上以加合物的形式观察到。

总之，本发明的胶体具有比测试的其它化合物更大的捕获超氧化物类型的自由基的能力。此外，用本发明的胶体没有观察到次级自由基物质的产生，显示出抑制ROS并因此抑制氧化应激的总有效性。

8)评估本发明的组合物的抗氧化活性，模拟SOD的活性

该试验在体外进行，并且从每种条件(n＝3)下3个孔的实验中获得数据。

8.1超氧化物阴离子(O₂ ^·-)

SOD催化超氧化物阴离子(O₂ ^·- )歧化为双氧(O₂ )和过氧化氢(H₂O₂ )。

SOD测试是一种测定方法，其特别地使得可以通过四唑盐WST-1的转化和通过水溶性甲臜的染料的产生来监测超氧化物阴离子的还原。

结果如图8A中所示。

这些结果表明，本发明的组合物对于超氧化物阴离子的歧化具有活性，该活性是显著的和剂量依赖性的，对于本发明的组合物的12.5％至0.2％范围内的浓度，其活性从+93.7％至+20.1％。

8.2过氧化氢(H₂O₂)

SOD测试是一种测定方法，其特别地使得可以通过四唑盐WST-1的转化和通过生产水溶性的甲染料来监测过氧化氢的还原。其特别地使得可以通过四唑盐WST-1的转化和通过水溶性甲臜的染料的产生来监测过氧化氢的还原。

结果如图8B中所示。

这些结果表明，在25％至3.12％范围内的浓度下，本发明的组合物在-22％至-4％的范围内诱导H₂O₂自由基的显著且剂量依赖性的抑制。

9)评估组合物的屏障功能

该试验在一个个体的体内进行，该个体在前臂的前表面上界定了3个12.5cm²的区域(左前臂上的两个区域和右前臂上的一个区域)。第一个区域构成试验的阴性对照，没有进行处理。第二个区域构成试验的阳性对照，并用2mg/cm²的市售样品处理。该样品对应于产品

并且要求“屏障”和保湿作用，具有对烟雾、烟尘和细尘的特定抗污染作用。第三个区域用2mg/cm²的本发明的组合物处理，测试了其抗污染能力。

在施用制剂20分钟后，将40mg炭黑(平均尺寸为1μm的颗粒)喷洒到每个界定的区域上。在5分钟的接触时间之后，摇动臂，并且目视评估在每个界定的区域上的炭黑的残留量。然后用50mL蒸馏水冲洗每个区域。再次目视评估炭黑微粒的残留量。

结果如图9中所示。

步骤1：前臂上界定的皮肤区域；施用产物(2mg/cm^-2)；

步骤2：喷洒40mg炭黑：接触时间：5分钟；

步骤3：粘附性测试：摇动臂后残留的炭黑；和

步骤4：屏障作用测试：皮肤冲洗后残留的炭黑。

在视觉上，观察到本发明的组合物具有比阴性对照(对照)和阳性对照(现有技术组合物)更好的炭黑抗粘附性和更好的排斥性作用。

10)评估和定量本发明的组合物的用于排斥污染物颗粒和分子的排斥作用重复如第8)点中的实验方案。

通过施用2mg/cm²的本发明的组合物(样品B)或来自现有技术的两种“抗污染”组合物(样品A和C)来处理前臂的前表面。

在冲洗之前(T1)和冲洗之后(T2)定量微粒的量。

通过使用Young-Dupré方程测量微粒沉积后的分离％来确定屏障效应：

其中cosθ表示颗粒与所确定的表面的附着。该参数使得可以确定该组合物是亲水性的还是疏水性的；和

γ_SV是固/气界面的表面张力；γ_SL是固/液界面的表面张力；并且γ_LV是液/气界面的表面张力。

结果如图10中所示。

定量数据表明，施用样品A产生的“初始附着与沉积后的分离”的比率在冲洗前为88.5％，在冲洗后为3.6％。施用样品C在冲洗前产生的“初始附着与沉积后的分离”的比率为66.4％，在冲洗后为11.4％。

“初始附着与沉积后的分离”比率的降低表明现有技术的产品具有抗粘附性，但不会产生微粒的任何排斥。

相反，施用本发明的组合物在冲洗前产生的“初始附着与沉积后的分离”的比率为68.7％，并且在冲洗后为-19.9％。在冲洗后获得的“初始附着与沉积后的分离”比率的负值清楚地说明了相对于炭黑微粒的抗粘附作用所补充的排斥作用。

因此，这些结果表明本发明的组合物相对于微粒具有“屏障”性质。换句话说，本发明的组合物提出了对大气污染物颗粒的抗粘附和排斥的互补保护作用，并且首次实现了这一点。

Claims

1.一种提供局部保护的方法，所述方法有利地对皮肤和/或粘膜和/或皮肤附件提供局部保护，以抵抗大气污染物分子和紫外(UV)辐射，所述方法包括以下步骤：

a)通过第一生物相容性聚合物(BP1)在皮肤和/或粘膜和/或皮肤附件上形成对大气污染物分子排斥和抗粘附的聚合物基质；

b)在UV辐射的作用下，通过与不同于所述第一生物相容性聚合物(BP1)的第二生物相容性聚合物(BP2)共价接枝的第一半导体胶体(Col-1)，光催化降解已经渗透到所述聚合物基质中的污染物分子，从而导致自由基的形成；

c)通过至少2种抗氧化剂中和所述自由基，即：

-第一抗氧化剂，其为与所述第一抗氧化剂(AntiOx-1)共价接枝的第二半导体胶体(Col-2)形式；第二接枝胶体(Col-2)在UV辐射的作用下通过以下机理自再生：

·通过电子从所述第二胶体(Col-2)向所述第一抗氧化剂(AntiOx-1)的转移来再生所述第一抗氧化剂(AntiOx-1)；和

·通过暴露于UV辐射再生所述第二胶体(Col-2)；和

-第二抗氧化剂(AntiOx-2)，所述第二抗氧化剂(AntiOx-2)不是接枝有抗氧化剂的胶体形式；和

d)通过所述第二抗氧化剂(AntiOx-2)稳定所述聚合物基质。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二抗氧化剂接枝到所述第一生物相容性聚合物上。

3.一种适于实施如权利要求1或2所限定的所述方法的局部化妆品组合物，其特征在于，所述局部化妆品组合物包括：

-第一生物相容性聚合物；

-用第二生物相容性聚合物接枝的第一胶体；

-与所述第一抗氧化剂接枝的第二胶体形式的第一抗氧化剂；和

-第二抗氧化剂，所述第二抗氧化剂不是接枝有抗氧化剂的胶体的形式。

4.根据权利要求3所述的组合物，其特征在于，所述第二抗氧化剂接枝到所述第一生物相容性聚合物上。

5.根据权利要求3或4所述的组合物，其特征在于，所述半导体胶体Col-1和/或Col-2由选自C、Si、Ge、Sn、S、Se、Te、B、N、P、As、Al、Sb、Ga、In、Cd、Zn、O、Cu、Cl、Pb、Tl、Bi、Ti、U、Ba、Sr、Li、Nb、La、I、Mo、Mn、Ca、Fe、Ni、Eu、Cr、Br、Ag、Pt、Hg及其组合的至少一种元素构成。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的组合物，其特征在于，所述半导体胶体Col-1和/或Col-2是氧化锌ZnO或氧化钛TiO₂的胶体。

7.根据权利要求3或6所述的组合物，其特征在于：

-所述第一生物相容性聚合物为多糖；

-所述第一胶体和所述第二胶体为氧化锌的胶体或金红石型二氧化钛TiO₂的胶体；

-所述第二生物相容性聚合物选自聚乙烯吡咯烷酮，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯醇，聚氯乙烯，苯乙烯类，聚酰胺，丙烯酸酯及其混合物；和

-所述第一抗氧化剂和/或所述第二抗氧化剂选自酚醛或酚酸及其复合物，所述第一抗氧化剂有利地不同于所述第二抗氧化剂。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的组合物，其特征在于，所述多糖是支链淀粉。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的组合物，其特征在于，所述第二生物相容性聚合物是聚乙烯吡咯烷酮。

10.根据权利要求3至8中任一项所述的组合物，其特征在于，与所述第一抗氧化剂AntiOx-1共价接枝的所述第二半导体胶体Col-2由以下形成：

-第二胶体Col-2，所述第二胶体Col-2为氧化锌ZnO或氧化钛TiO₂的胶体；

-第一抗氧化剂AntiOx-1，所述第一抗氧化剂AntiOx-1是酚醛或酚酸；和

-位于Col-2和AntiOx-1之间的间隔臂形式的共价接枝，所述间隔臂包含1至8个碳，优选2至4个碳，并具有能够将其自身共价结合到所述胶体Col-2上的烷氧基硅烷官能团，以及能够将其自身结合到所述抗氧化剂AntiOx-1上的羟基类型，磷酸酯类型或胺类型的官能团。

11.根据权利要求3至10中任一项所述的组合物，其特征在于：

-所述第一抗氧化剂AntiOx-1选自2-羟基苯甲醛，3-羟基苯甲醛，4-羟基苯甲醛和3,4-二羟基苯甲醛；和

-所述间隔臂有利地是3-(氨基丙基)三乙氧基硅烷。

12.根据权利要求3至11中任一项所述的组合物，其特征在于，所述第二抗氧化剂AntiOx-2是没食子酸。

13.根据权利要求3至12中任一项所述的组合物，其特征在于：

-所述第一生物相容性聚合物是用没食子酸接枝的支链淀粉，并且占所述组合物的0.1质量％至20质量％的范围内，有利地在0.5质量％至10质量％的范围内，并且优选地在0.8质量％至5质量％的范围内；

-所述第一胶体是用PVP接枝的氧化锌胶体，并且占所述组合物的0.1质量％至30质量％的范围内，有利地在1质量％至20质量％的范围内，并且优选地在5质量％至9质量％的范围内；和

-所述第二胶体是用酚醛或酚酸或其复合物接枝的氧化锌的胶体，并且占所述组合物的0.1质量％至10质量％的范围内，有利地在0.5质量％至5质量％的范围内，并且优选在0.6质量％至2质量％的范围内。

14.根据权利要求3至13中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括至少一种选自湿润剂、粘度控制剂和水的添加剂。

15.根据权利要求3至14中任一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括：

-甘油，所述甘油占所述组合物的0.1质量％至20质量％的范围内，有利地在1质量％至10质量％的范围内，并且优选地在2质量％至6质量％的范围内；

-瓜尔胶，所述瓜尔胶占所述组合物的0.1质量％至20质量％的范围内，有利地在0.2质量％至10质量％的范围内，并且优选地在0.5质量％至5质量％的范围内；和

-水，所述水占所述组合物的30质量％至99.5质量％的范围内，有利地在50质量％至90质量％的范围内，优选地在70质量％至85质量％的范围内。