SPONGILLA骨针作为皮肤磨平术设备或表面重建物理疗法的用途 与相关申请的交叉引用
本申请基于35 U.S.C.§119(e)要求于2006年10月5日提交的美国临时专利申请60/828,324的权益，其通过引用整体并入本文。
【发明领域】
本发明涉及适合治疗皮肤病的皮肤磨平组合物(dermabrasivecomposition)。特别地，本发明的皮肤磨平组合物纯化自Pohfera门的淡水海绵。本发明的皮肤磨平组合物被局部应用，用于治疗多种皮肤病症和疾病。
【发明背景】
正在衰老的皮肤的一种表现是降低的脱落死亡细胞的能力，这引起多种难看的皮肤状况。局部治疗光老化皮肤的主要手段是化学脱皮术(chemical peel)。化学脱皮术是一种步骤，其中被局部应用的创伤剂通过有组织的修复过程产生平滑的、回春的皮肤。即使诱导了受控的化学创伤，化学性表面重建仍可发生并发症，包括永久性后遗症，例如色素性皮肤变色、感染或瘢痕形成。
皮肤磨平术通过受控的手术刮除方法帮助“抛光”皮肤顶层。所述处理对表面不规则的尖锐边缘加以软化，赋予皮肤更平滑的外观。皮肤磨平术最经常被用于改善事故或先前手术造成的有伤疤的面部皮肤的外观，或用于平滑细微的面部皱纹，如嘴周围的皱纹。有时还被用于去除称作角化病的癌前生长物。皮肤磨平术可在小面积皮肤上或整张脸上使用。其可单独使用，或与其它步骤如脸部拉皮、疤痕去除或修补或化学磨皮术结合使用。典型地，在麻醉下进行皮肤磨平术。
微型皮肤磨平术是一种整容步骤，其中通过光磨蚀部分或完全地去除角质层。不同的方法包括通过氧化锌或氧化铝晶体喷射、精细有机颗粒或粗糙表面机械磨蚀。微型皮肤磨平术被用于去除受太阳损伤的皮肤和去除或减少皮肤上的疤痕和暗点。所述步骤不是非常痛苦，不需要麻醉。微型皮肤磨平术在疤痕高于周围皮肤时可被医学上用于疤痕去除，但是对凹陷的疤痕较不有效。
【发明内容】
本发明涉及皮肤磨平的皮肤护理组合物，其纯化自Pohfera门的无脊椎动物物种。在本发明的一个实施方案中，提供了用于皮肤的皮肤磨平组合物。其包含Spongilla属淡水海绵的基本纯净的粉末和至少一种可药用赋形剂，其中所述组合物包含Spongilla的基本纯净的粉末的不溶材料，并且其中所述不溶材料包含骨骼骨针(spicule)。
在一个实施方案中，淡水海绵是Spongilla lacustris种的。在另一个实施方案中，可药用赋形剂是载体凝胶或液体。在另一实施方案中，基本纯净的粉末不含有任何大于0.2mm的颗粒。还在另一实施方案中，皮肤磨平组合物包含从0.1％到100％的基本纯净的Spongilla粉末。
在本发明的另一个实施方案中，可药用赋形剂选自由以下组成的组：水、甘油、凝胶、油、蜡、柔润剂、清洁剂、芳香基、消毒剂、麻醉剂、海藻粉末、珊瑚粉末、过氧化氢、酶凝胶、霍霍巴油和硼酸。在另一实施方案中，水选自由以下组成的组：注射用水、冲洗用水、蒸馏水、去离子水、春黄菊水(chamomile water)和金盏花水(calendula water)。
附图简述
图1用图示了本发明的淡水海绵和海水海绵中存在的不同骨针结构。
图2A-B是存在于本发明的淡水海绵和海水海绵中存在的骨针的扫描电子显微图片。
图3展示了用本发明的皮肤磨平组合物进行皮肤表面重建之前(图3A)和之后(图3B)受试者皮肤的物理外观。
发明详述
Spongilla spicules是皮肤表面重建的有效治疗方式，其提供了微型皮肤磨平术和皮肤磨平术、化学脱皮术(羟乙酸、Jessner′s、苯酚和三氯乙酸脱皮术)、CO2激光表面重建和铒激光器脱皮术的天然备选方案，以纠正视觉面部缺陷如多种病因学的色素沉着、细小皱纹、晒伤和浅表疤痕、粉刺、扩大的毛孔和面部回春。通过将Spongilla spicules按摩进皮肤，骨针机械地分离表皮层并减少角质形成细胞粘附，从而提高角质层脱落和增加对皮脂栓塞(sebum plug)与松弛的角质形成细胞地去除。
本发明涉及源自Pohfera门无脊椎动物物种的新颖的皮肤护理疗法。Poriferans通常被称作海绵。约5,000种生活的海绵物种被归类在Porifera门中，所述Porifera门由三个不同的组Hexactinellida(玻璃海绵)、Demospongia和Calcarea(石灰质海绵)组成。
海绵是多细胞海产动物，其属于一大组已知为无脊椎动物的简单动物物种。海绵起源于数十亿年前，并且是地球上最老的动物之一。目前已知约5,000种海绵物种。海绵由悬浮于被硬骨骼支撑的胶冻状蛋白质基质中的软组织组成，所述硬骨骼由已知为骨针的针状结构组成。骨针主要由碳酸钙或二氧化硅和胶原组成。
适用于本发明组合物中的淡水海绵包括但不限于属于Spongillalacustris L.、Spongilla fragilis Leidy和Ephydatia fluviatilis种的海绵。
骨针是存在于大部分海水海绵和淡水海绵中的骨骼结构(图2)。它们对海绵提供结构支撑。肉眼可见的大型骨针被称作大骨针(megascleres)，而较小的、显微镜下的骨针被称作小骨针(microscleres)(图1)。骨针具有四种主要的对称类型：单轴骨针(具有尖端的单个圆柱体)、三轴骨针、四轴骨针和多轴骨针。海绵可以是石灰质的、含硅的或由海绵硬蛋白组成。大量针状物的啮合(meshing)发挥海绵骨骼的作用。骨针的组成、大小和形状是海绵分类学中的最大决定因素。
根据本发明的教导制造的组合物已被广泛分析。本发明的经干燥的基本纯净的粉末是无味的、浅灰-红色的非吸湿性粉末。该粉末部分溶于水中，并且以1比3的比例混合时形成浅灰-红色溶液；约50％到60％保持不溶并包含有机级分，所述有机级分包含具有机械-磨蚀特性的骨针。可溶级分的pH在约7.0到7.5之间，平均pH为7.35；比重在约1.04到1.07之间，平均比重为1.058。使用物理化学领域技术人员已知的方法在200和900nm之间测量时，在210nm到250nm之间观察到峰吸光度。
表1包括对有机和无机成分的非限制性代表性分析。
表1*
无机组 分(IC) IC mg/g干燥 的原材料 有机组分 (OC) OC g/110g干燥 的原材料 酶活性(EA) 每100g 单位 钠 160-170 蛋白质 1.90-2.00 碱性磷酸酶 80-90 钾 120-130 中性脂肪 1.10-1.20 天冬酰胺转移酶 20-25 氨 30-40 葡萄糖 0.3-0.4 丙氨酸转氨酶 9-10 钙 160-170 类固醇 0.0002 γ-谷氨酰基转肽 酶 7-8 镁 20-40 羟基嘌呤 微量 过氧化氢酶 50-55 铁 320-330 总氮 0.012-0.014 丙二醛(malanic aldehyde) 0.15-0.2 铜 190-200 超氧化物岐化酶 6030- 6040 锌 11-13 血浆铜蓝蛋白 450-500 氯 130-140 硫酸盐 115-120 磷酸盐 420-430 硝酸盐 25-30 碳酸氢 盐 540-550 碳酸盐 120-125 硅酸盐 13-15
*范围是近似值，并基于所使用的测定方法的正常实验室标准差。使用分析化学领域常规技术人员已知的标准分析步骤进行测定。酶活性被表达为每100mg干燥材料的酶活性单位。对每个测定而言，单位基于被认可的国际生物制品标准(International Biological Standard)。
本领域技术人员应当理解，对代表性样品进行的元素和有机分析不旨在是存在于本发明组合物中活性成分的总和列表或甚至部分列表。如前文所讨论的，本发明的Porifera产物中可能存在先前未被鉴定的无数生物活性分子。表1中的分析数据为本领域技术人员提供了非限制性的数据，所述数据可用于根据本发明的教导制造的特征组合物中。然而，根据本发明中含有的其它可能的协同和互补生物活性化合物，在表1中鉴定的成分也可提供某些有益的作用。不受该理论的束缚，本发明人提出了许多在表1中定量的成分的可能作用。
在本发明的一个示范性实施方案中，Porifera被用于制备Spongillalacustris的局部皮肤磨平物。在本文中使用时，“基本纯净的”表示下述Porifera sp.，其已从环境碎片(包括岩石、棍棒、其它海洋生物等)中纯化、洗涤、干燥、研磨、过筛和进行尺寸加工，形成均一的、可再现的制成材料。
Spongilla lacustris通常被优选用于制造本发明的组合物，因为该海绵属对自然环境变化高度耐受，并且在广阔的生境中极度良好地生长。
一旦确定了适当的水生环境和海绵生境，则可使用海洋生物学领域技术人员普遍已知的方法开始收集海绵。例如，可使用基础的水下潜水技术手工收集海绵，或在更深的水中使用阿氏拖网(Agassiz trawl)(AGT)或底表撬网(epibenthic sledge)(EBS)收集更大的菌落。然而，不可能通过AGT收集直径小于0.5cm的海绵。在某些环境条件下，S.lacustris菌落以跨越数米的薄壳样毯的形式存在，并且必须被手工收集。
从其水生生境中取出的新鲜收集的海绵是粘液样的无定形块，并散发特征性的气味，所述气味被大部分观察者描述为令人不快的。在收集的海绵块干燥之前，必须清洁其总体污染，包括其基质、外壳、主干(stem)部分，植物、小淡水动物、岩石和其它杂质。接着清洗海绵块，以去除污物、沙子、污泥和可溶杂质。重复更换清洗用水，直到其澄清并且海绵显示无污染为止。去除总体碎片和清洗后，将海绵称重并干燥。或者，可以将收集的海绵菌落送去储藏库(repository)——用于其检验、后期加工和进一步研究的低温储存设备。
在周围的、户外条件温度下干燥后，必须密切监测露点、相对湿度和预报的降水。如果周围空气温度(ambient air temperature)过低，或如果预报有降水，则应当在可控制温度和湿度的室内干燥海绵块。不需要维持精确的温度或湿度范围，但是海绵块应当被维持在适合进行连续蒸发过程的温度和湿度范围内。例如，温度应当高于60°F，相对湿度应当低于90％。然而，推荐应当保护海绵块在收集后不暴露于大气降水和过度的温度。干燥海绵块，直至残余水分含量少于10％，优选地少于5％。如果在进一步加工前要将原材料长时间储存，则残余水分可低至0.1％或更少。可使用食品科学、分析化学或药物科学领域普遍已知的方法进行残余水分的测量。例如，将10g干燥的材料置于净重称量皿(tared weighing boat)上并称量。然后将称量过的材料暴露于热源如烘箱或热灯，所述热源在足够蒸发任何剩余的游离水或松散结合水(非化学结合)的温度下运行。然后在干燥箱中冷却并再次称量。残余水分被计算为干燥前样品重量和冷却后样品重量之间的百分比差异。
一旦干燥后，将海绵包装在密封的容器中，保护其免于光照，并在55°到75°F下维持检疫。在从检疫中释放和进行进一步加工之前，对干燥的海绵进行常规质量控制，所述质量控制与可用于食品、药物和化妆品的商品生产质量管理规范(Good Manufacturing Practice Requirements，GMP)和国际标准化机构(International Standards Organization，ISO)组织一致。测试包括病原体、大肠杆菌状生物(coliform organism)和生物负荷(bioburden)的微生物培养。还进行化学分析验证产物的身份、效能和纯度。最初干燥截短后的所有加工应当在遵守GMP和ISO方针的环境受控制的设备中进行。制造人员应当进行GMP和ISO步骤培训，并且密切监测和记录所有的制造过程。
从检疫释放后，将原始的、干燥的海绵材料进一步纯化、精制和使用筛子加工至标准颗粒大小。干燥的海绵极度易碎，并且仅需要轻微的、柔和的研磨以形成均一的精细微粒。不应使用有力的研磨技术加工根据本发明的教导收集和加工的干燥海绵，而应柔和地加工干燥的海绵，以避免破碎样品中可能存在的碎片。例如，来自水生软体动物的壳可污染粗样品；粗海绵制备物的研磨应当以下述方式进行，所述方式不会将污染性壳粉碎至不能在过筛过程中去除它们的程度。进行若干个研磨和过筛步骤，从而将平均颗粒大小降低至不超过0.2mm。首先使用过程研磨和过筛过程，将颗粒大小降低至至少2mm。该最初过筛过程也允许视觉检查和去除剩余的非海绵碎片，之后是后续的研磨和过筛过程，其中原材料被最终降低至不多于0.2mm的颗粒。
接着将经尺寸加工的材料再次研磨和过筛，将颗粒大小降低至不多于0.2mm。研磨烘干的海绵粉末后，将其进一步纯化并通过用筛子加工粉末与污染物分离，所述筛子具有逐步更小的孔径(分别为1mm、0.5mm和0.2mm)。所有的加工在GMP条件下进行。
完成最终的研磨和尺寸加工过程后，将经纯化的干燥海绵材料包装在气密的防潮容器中，并在干燥条件下于暗中55°到75°F储存。由于Spongilla粉末的天然抗微生物特性，不需要防腐剂。根据本发明的教导收集、加工和储存的经纯化的Spongilla粉末最少在三年半中是稳定的。然而，加速测试数据可能提示长得多的稳定性周期(可多达10年)。
本发明的皮肤磨平组合物包含从约0.1％到100％的基本纯净的Spongilla粉末，其可任选地与药物赋形剂混合，所述药物赋形剂包括但不限于水、盐水、经缓冲的磷酸盐、油、凝胶、蜡、润滑剂、甘油、清洁剂、芳香剂、着色剂、消毒剂和麻醉剂。合适的水包括注射用水、冲洗用水、蒸馏水、去离子水和花露水等等。甚至清洁的自来水也适用于一些应用。前述赋形剂的浓度范围可在0.001％到50％或更多，这取决于需要和配制科学家、药剂师或开处方的医生的推理。这类范围是本领域公知的，并且不用过多实验即可确定。根据本发明的教导可以使用的其它赋形剂可包括从约0.1％到25％的珊瑚粉，从约0.1％到25％的海藻粉，从约0.1％到10％的过氧化氢和从约0.1％到10％的无机或有机酸，例如但不限于硼酸、盐酸、抗坏血酸、水杨酸等等。
本发明的治疗组合物通常包含从0.8到1.5克的基本纯净的Spongilla粉末，和选自以下的至少一种额外的赋形剂：0.1到0.5克的绿色海藻粉末，0.1到0.5克的白色海藻粉末，0.1到0.5克的珊瑚粉末，0.1到0.5克的车前草(Plantain)粉末，0.5ml到5ml的0.1％到10％的过氧化氢，0.5ml到5ml的0.1％到10％的硼酸，和0.5ml到5ml的水，0.5ml到5ml的酶凝胶(如本领域技术人员所已知的，以适合局部应用的比例包含水、羟乙基纤维素、透明质酸、丙二醇、羟苯甲酸甲酯、依地酸四钠和羟苯甲酸丙酯)，0.5ml到10ml的霍霍巴油。也可根据期望或需要添加其它赋形剂，例如但不限于盐水、经缓冲的磷酸盐、油、蜡、润滑剂、甘油、清洁剂、芳香剂、着色剂、消毒剂和麻醉剂。
将基本纯净的Spongilla粉末按摩进皮肤中后，骨刺穿透表皮，对皮肤产生受控制的微观伤害。藉此，它们激活了通常在对组织伤害的天然恢复应答中发生的创伤愈合应答。观察到的红斑归因于被处理皮肤中提高的血液循环。血管舒张是一种重要的手段，藉此可将创伤暴露给提高的血流，这伴随能抵抗感染和清除失活组织创伤的必需的炎性细胞和因子。提高的血液循环帮助溶解擦伤(bruises)、静止的斑点(stagnant spots)和渗透物(infiltrate)。
创伤愈合应答刺激新细胞生长、弹性蛋白和胶原生产，并改善皮肤色调和纹理。
尖锐的骨针另外还帮助将生物活性化合物递送至真皮。另外，骨针打开毛孔，并且防止将来的堵塞及其引起的粉刺形成。
Spongilla spicules可用作表面重建治疗方式，其使皮肤回春，从皮肤外层去除衰老、虚弱或死亡的细胞而不损伤更年轻的活细胞，并得到更柔软、更平滑的皮肤。
实施例
以下的实施例提供了配方，其中使用以克和毫升计的精确量的每种成分。然而，这些精确的重量和体积不应被认为是限制。本文中使用的所有液体是基于水的，并含有低百分比的溶质。因此，每体积液体成分的相对重量会被认为等于水的重量(1g/ml)。所附权利要求因此被表述为比例。例如，根据本发明的教导制造的组合物可含有1.5g基本纯净的Spongilla粉末，0.5ml过氧化氢，2ml 5％硼酸，1g绿色海藻粉末和10ml花露水。然后可如下文所述来要求保护该组合物：1.5份基本纯净的Spongilla粉末，0.5份3％过氧化氢，2份5％硼酸，1份绿色海藻粉末和10份花露水；等等。
实施例1
Spongilla组合物作为皮肤磨平物的用途
将对于处理脸(对于脸而言约0.5克Spongilla粉末)、胸、颈、肩或其它待处理皮肤区域而言足量的基本纯净的Spongilla粉末与载体以1∶2或更大的比例混合，直至得到的混合物(表面重建处理)呈现为具有相当均匀稠度的稀糊剂。示范性的载体包括但不限于凝胶、水、油、过氧化氢或其它液体。
通过以圆周运动按摩，将四分之一量的糊剂(面膜)应用于前额中部(mid-forehead)。使用均一的压力，用指尖以小圈运动将面膜柔和地涂抹至发线。当应用区域的面膜开始干燥时重复所述步骤，向下移动至鬓角、面颊、鼻子和下巴。会出现由提高的血液循环引起的、所期望的轻度到中度的红斑。在应用期间和去除面膜后，触摸被处理的区域时通常感受到皮肤下骨针的刺痛感。应当在面膜干燥之前将其按摩进入皮肤，以优化骨针进入皮肤的穿透。对脸而言处理可持续5-15分钟，取决于使用的载体和要达到的期望的表面重建深度。颈和胸可耗费更少的时间，并且通常比脸更敏感。按摩后，应当使组合物在皮肤上干燥。
表2.推荐的处理时间：
脸 10-30分钟 颈 5-20分钟 胸 5-20分钟 头皮 30分钟
对于更深的表面重建而言，在组合物干燥后，用用于混合经纯化的Spongilla粉末的载体在皮肤上再次按摩被处理的区域。
处理完成后，用冷水或温水将干燥的皮肤磨平组合物从皮肤上冲洗掉。另外，可使用润滑清洁剂。
为了取得最好的结果，应当在至少12小时内避免厚重的湿润剂。第5天时，受试者应当使用面部磨砂膏洗脸，以去除脱落的表皮。
至少在处理后2周期间，暴露于阳光下时必须使用SPF 30的防晒霜。
实施例2
临床经验
由于被处理的皮肤中增强的血液循环，应用后立即明显地显示健康的发热。穿透表皮的骨针通过特有的对触摸的刺痛感展示其存在和有效性。皮肤红斑和皮肤的刺痛感在接下来的12-24小时之间逐渐减弱。该罕见的反馈在最初两天中消退，因为骨针开始脱落。在接下来的2-4天之间，这些微观的骨针缓慢地将衰老细胞与下面的新皮肤细胞分离，从而提高角质层脱落作用。皮肤在保护性的、但是很快要脱落的角质层外层下愈合和再生。藉此，新的皮肤细胞在暴露于严酷的环境中之前既有时间又有最适的环境供其成熟。第五天时，用常见的磨砂膏剥脱这些已准备好脱落的细胞。用本发明的皮肤磨平组合物对受试者的面部表面重建展示在图3中(图3A：之前；图3B：之后)。
除非另有说明，用于说明书和权利要求书中的表达成分数量、如分子量的性质、反应条件的所有数字等应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。因此，除非指出反例，说明书和附加的权利要求书中公开的数量参数是近似值，其可根据本发明想要获得的所需性质而变化。至少，并不企图限制将等同原则应用于权利要求书的范围，每个数量参数至少应按照经报导的有效数字的位数并通过应用常规约数技术解释。尽管示出本发明广大范围的数量范围和参数是约数，但特定实施例中公开的数量值则是尽可能精确地报导的。然而，任何数量值固有地包含误差，这是从它们各自检测测量中发现的标准差必然地产生的。
除非在本文另有说明或同上下文明显抵触，描述本发明的上下文中(特别是在以下的权利要求书上下文中)使用的术语“一个”(″a″，″an″)、“这个”(″the″)和类似的指代被解释为包括单数和复数。对本文数值范围的叙述仅意图用作为引用落入该范围的每个单独的值的速记方法(shorthand method)。除非本文另有说明，每个单独的值都被并入说明书，就像其被单独地并入本文一样。除非在本文另有说明或与上下文明显抵触，本文所述的所有方法可以以任何合适的顺序进行。本文所提供的任何和所有实例或举例文字(例如“例如”)的使用仅意欲用来更好地阐述本发明，而非对本发明所要求保护的范围设定限制。说明书中没有提及的文字应被解释为指代实施本发明必需的任何不要求保护的元素。
本文公开的备选元素或实施方案的分组不应解释为限制。各组成员可被单独提到或要求保护，或与本文发现的组的其它成员或其它元素任意组合。应当理解，由于便利和/或专利的原因，一组的一个或多个成员可以被包括进一组中或从该组删除。当任何这类包括或删除发生时，本申请文件被认为含有经改写的组，以满足对附加的权利要求书中所用的所有马库什组的书面描述。
本文描述了本发明的某些实施方案，包括本发明的发明人已知的实现本发明的最佳模式。当然，本领域常规技术人员阅读上述描述后会明白这些所述实施方案的变更。本发明人预期熟练的技术人员能适当地采用这类变更，且本发明者意欲使得本发明以与本文特定描述不同的方式应用。因此，至少可适用的法律允许，本发明包括附加的权利要求书中所述的主体内容的所有修饰和等价物。另外，除非本文另有说明或与上下文明显抵触，在其所有可能变化中，上述元件的任何组合由本发明所包括。
另外，在本申请文件中，引用了大量专利和印刷出版物作为参考文献。上述各参考文献和印刷出版物通过引用其整体并入本文。
最后，应理解本文公开的本发明的实施方案仅用于阐述本发明的原则。其它可使用的修饰也在本发明的范围内。因此，通过示例而非限制的方式，可根据本文的教导利用本发明的备选形式。因此，本发明并非被限制为如精确地所示和所述的。