BR112020019480A2 - Probiótico microencapsulado e composições com baixa atividade de água contendo o mesmo - Google Patents

Probiótico microencapsulado e composições com baixa atividade de água contendo o mesmo Download PDF

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Abstract

são revelados probióticos microencapsulados secos por congelamento, juntamente com métodos para fabricação e uso dos mesmos. mais especificamente, microcápsulas com baixa atividade de água são descritas para uso em cosméticos, em produtos para cuidados com a saúde e em alimentos. são revelados, também, cosméticos e produtos para cuidados com a saúde isentos de conservante e com baixa atividade de água contendo as microcápsulas de probiótico.

Description

"PROBIÓTICO MICROENCAPSULADO E COMPOSIÇÕES COM BAIXA ATIVIDADE DE ÁGUA CONTENDO O MESMO"
[0001] A presente revelação se refere a um probiótico microencapsulado. Mais particularmente, a presente revelação se refere a um probiótico que compreende uma pasta fluida polimérica de um ou mais probióticos secos por congelamento, envolto por uma composição nutriente em uma camada de barreira protetora. Ainda mais particularmente, a revelação se refere a um particulado de probiótico que pode ser incorporado em uma ampla variedade de produtos sem ser comprometido pela química no interior das composições de veículo. A presente revelação se refere adicionalmente a produtos contendo o probiótico microencapsulado e a métodos para fabricação e uso dos mesmos.
[0002] Os probióticos são bactérias e leveduras vivas que são conhecidas por fornecer uma variedade de benefícios de saúde, particularmente no sistema digestivo. O sistema digestivo, por ser um ambiente tão agressivo, estimulou muitas pesquisas sobre as maneiras para fornecer probióticos a um hospedeiro. Como os probióticos são células vivas, eles precisam ser protegidos se houver a intenção de que permaneçam viáveis até que cheguem ao hospedeiro que possa receber o benefício de saúde esperado.
[0003] Foram encontrados muitos usos para os probióticos fora do sistema digestivo. Recentemente, descobriu-se que um desequilíbrio no bioma humano pode ser uma causa substancial de condições inclusive, por exemplo, irritações da pele e eczema. Foi mostrado que a adição de bactérias benéficas de volta à pele, através do contato com probióticos, melhora a função de barreira da pele, neutraliza doenças inflamatórias como eczema, e reduz os micróbios que causam acne.
[0004] Atualmente, muitos cosméticos e fármacos são comercializados como contendo probióticos vivos; entretanto, o que pode ter sido formulado com o uso de bactérias vivas, acaba não retendo bactérias vivas. Os cosméticos e fármacos modernos precisam conter conservantes e outras composições estabilizantes para tempo em prateleira, que podem exterminar o probiótico. Pior ainda, mesmo que o probiótico seja protegido e permaneça viável até a aplicação, o contato entre o probiótico e a composição de veículo circundante resulta no extermínio do probiótico pelos mesmos conservantes, antes que possa ter os benefícios de saúde esperados.
[0005] Além de interferir com a viabilidade do probiótico, o alto teor de conservantes que é necessário para a adequada vida em prateleira de um cosmético pode também danificar o bioma humano, ao exterminar os micróbios de ocorrência natural. A atividade residual de conservantes encontrados em produtos como loções para tratamento de pele pode exterminar grandes números de bactérias benéficas que são naturalmente encontradas na pele. Como resultado, áreas com uma escassez de bactérias saudáveis fornecem uma oportunidade para que se proliferem patógenos como Clostridium difficille, Staphylococcus aureus resistente à meticilina (SARM) ou Enterococci resistentes à vancomicina (ERV). Acredita-se que a pele siga a teoria do gramado viçoso: se um gramado é viçoso e cheio, é difícil que as ervas daninhas se proliferem. Se a pele está cheia de micróbios (flora) naturais benéficos vibrantes e saudáveis, é mais difícil que patógenos se estabeleçam.
[0006] Em alguns casos, o probiótico que é adicionado ao cosmético está sob uma forma lisada. Os probióticos lisados são aquele que foram quimicamente clivados em muitos pedaços e, consequentemente, não estão vivos, portanto a questão da viabilidade pareceria menos urgente. Sem comentar se há ou não benefícios derivados de partes de bactérias, as partes celulares fornecidas ao hospedeiro provavelmente serão também comprometidas pelos conservantes ou outros ingredientes na formulação de veículo cosmético.
[0007] A encapsulação de probióticos foi contemplada por vários anos, a fim de melhorar a sobrevivência de probióticos vivos em uma gama de formulações. A sobrevivência do probiótico pode ser afetada por vários fatores inclusive, a título de exemplo, pH e temperatura. A encapsulação do probiótico cria uma barreira física entre o probiótico vivo e seu entorno, seja este o ácido estomacal ou excipientes farmacêuticos. A atual tecnologia de encapsulação de probióticos (TEP) inclui encapsulação, aprisionamento e imobilização dentro de uma variedade de materiais biocompatíveis. Embora pesquisas substanciais tenham sido conduzidas quanto aos modos de manter a viabilidade de um probiótico vivo até que ele possa chegar ao ponto de liberação e benefício, as soluções atualmente disponíveis permanecem totalmente inadequadas.
[0008] A presente revelação fornece um método para produção de probióticos vivos microencapsulados, que permanecem vivos até que sejam aplicados à área do hospedeiro que esteja precisando do benefício de saúde. Além disso, o veículo de aplicação microencapsulado permite que micróbios vivos sejam aplicados à pele em uma composição cosmética ou farmacêutica, sem que ocorra a morte dos micróbios experimentada por produtos de técnica anterior.
SUMÁRIO DA REVELAÇÃO
[0009] A presente revelação se refere a um material compósito que compreende um probiótico seco por congelamento e um veículo com baixa atividade de água.
[0010] A presente revelação se refere adicionalmente a um probiótico microencapsulado que inclui um núcleo contendo um probiótico seco por congelamento e um polímero; uma camada nutriente circundando o núcleo seco por congelamento; e uma camada protetora circundando a camada nutriente.
[0011] A presente revelação se refere adicionalmente a um probiótico microencapsulado que inclui um núcleo compreendendo um probiótico seco por congelamento, um polímero e uma composição nutritiva; e uma camada protetora circundando o núcleo.
[0012] Em uma modalidade, a presente revelação se refere a uma composição para fornecimento de um probiótico a um hospedeiro, incluindo um probiótico seco por congelamento suspenso em um núcleo polimérico e adicionalmente incluindo um nutriente probiótico; e um excipiente que tem uma baixa atividade de água (ou uma atividade de água abaixo de 0,3).
[0013] De acordo com uma outra modalidade, a revelação se refere a um método para fabricação de um probiótico encapsulado, que compreende secar um probiótico por congelamento, misturar o probiótico seco por congelamento e um açúcar prebiótico a um polímero ou óleo para criar um compósito, e encapsular o compósito em um revestimento protetor.
[0014] De acordo com ainda outra modalidade, a presente revelação se refere à pele e a produtos para cuidados com a pele que compreendem probióticos microencapsulados
[0015] As vantagens adicionais dos métodos e produtos descritos serão apresentadas em parte na descrição a seguir e, em parte, ficarão evidentes a partir da descrição, ou podem ser aprendidas mediante a prática da revelação. As vantagens da revelação serão realizadas e obtidas por meio dos elementos e das combinações particularmente apontadas nas reivindicações em anexo.
[0016] Deve-se entender que tanto a descrição geral supracitada quanto a descrição detalhada a seguir são apenas exemplificadoras e explicativas, não sendo restritivas à invenção, conforme reivindicada. Os desenhos em anexo, os quais estão aqui incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram várias modalidades e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da revelação.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0017] A Figura 1 ilustra uma modalidade de um probiótico microencapsulado de acordo com a revelação.
[0018] A Figura 2 ilustra uma outra modalidade de um probiótico microencapsulado de acordo com a revelação.
DESCRIÇÃO
[0019] Agora será feita referência detalhada a certas modalidades exemplificadoras, cujos exemplos são ilustrados nos desenhos em anexo. Sempre que possível, números de referência iguais serão usados em todos os desenhos para fazer referência a itens iguais ou similares.
[0020] A presente revelação se refere a uma microcápsula de probiótico, um processo para microencapsular o probiótico, composições contendo a microcápsula de probiótico, e usos e tratamentos usando a microcápsula de probiótico.
[0021] A microcápsula de probiótico conforme aqui descrita inclui um material probiótico que é envolto de uma maneira que evita a morte do material probiótico vivo, antes que este possa ser fornecido a um hospedeiro que esteja precisando do probiótico. A microcápsula é composta por várias camadas, cada uma das quais serve a um propósito diferente na proteção do material probiótico. A microcápsula pode incluir a totalidade ou um subconjunto de um núcleo polimérico que contém o material probiótico, uma composição nutritiva dispersa no núcleo ou sob a forma de uma camada em redor do núcleo, uma camada de encapsulação que protege o núcleo de probiótico e material nutritivo, uma camada protetora contra umidade e uma camada fugitiva. A camada protetora contra umidade e as camadas fugitivas são opcionais, e podem ou não ser usadas em combinação com todas as modalidades.
[0022] Como usado aqui, "camada de encapsulação", "revestimento de encapsulação", "camadas de encapsulação", "cápsula" e "cápsula encapsulada" são intercambiáveis e se referem à camada protetora que circunda o probiótico e a composição nutritiva.
[0023] Na descrição a seguir, será descrita uma microcápsula em camadas. Cada uma das camadas pode ser um revestimento ou camada único e distinto, ou pode ser formado por várias camadas. Exceto onde indicado em contrário, se o termo "camada" ou "camadas" for usado, deve-se compreender que toda a modalidade pode incluir tanto o plural como o singular.
[0024] Conforme visto na Figura 1, a microcápsula de probiótico da presente revelação 10 compreende um probiótico que foi seco por congelamento. A secagem por congelamento é um processo de desidratação em múltiplas etapas no qual um material é congelado e a água é minimizada por sublimação, deixando um produto desidratado e preservado. No presente produto, essa técnica de preservação coloca o probiótico em um estado de estase.
[0025] Os probióticos para uso na presente revelação podem ser escolhidos dentre quaisquer probióticos reconhecidos na técnica que se desejaria proteger até a administração do probiótico ao hospedeiro adequado. Esses probióticos incluem um ou mais dentre Bifidobacterium, Pediococcus, Leuconostoc, Micrococcus, Escherichia, Staphylococcus, Streptocococcus, Cadida, Bacillus e combinações dos mesmos. Probióticos exemplificadores podem incluir Staphylococcus, inclusive S. epidermidis e S. hominis; Propionibacterium, inclusive P. acnes, P. australiense, P. avidum, P. cyclohexanicum, P. granulosum, P. jensenii, PI. microaerophilum, P. propionicum, P. thoenii, P. freudenreichif, Micrococci including M. antarcticus, M.luteus, M. lylae, M. roseus, M. agilis, M. kristinae, M. sedentarius, M. halobius; Cornebacterium, inclusive C. diphtheriae, C. efficiens, C. glutamicum; Malassezia (levedura) inclusive M. furfur e combinações dos mesmos. Os probióticos preferenciais incluem aqueles que podem se proliferar sobre, aderir a, ou liberar proteínas ou DNA benéfico para a pele. Os probióticos e prebióticos para uso na presente revelação podem ser encontrados, por exemplo, em "Handbook of Probiotics and Prebiotics", de Yuan Kun Lee e Seppo Alminen, segunda edição.
[0026] Alguns probióticos podem ser comparados a pequenas instalações de fabricação bioquímica, onde cada micróbio é uma fábrica bioquímica que continua produzindo produtos bioquímicos benéficos. Os micróbios que naturalmente se proliferam na pele são aqueles mais frequentemente vistos dessa maneira. De acordo com uma modalidade, os produtos bioquímicos do probiótico podem, segura e naturalmente, desinfetar a pele. De acordo com uma outra modalidade, os produtos bioquímicos podem reduzir a resposta de inflamação e reduzir ou eliminar eczema ou irritação da pele. De acordo com ainda outra modalidade, os produtos bioquímicos dos probióticos podem fortalecer a pele e induzir a produção natural de ceramida ‒ o que equivale a dizer que a pele é rejuvenescida, tornada mais jovem e tornada mais resistente aos efeitos da poluição e do envelhecimento.
[0027] Outros probióticos podem ser entendidos como veículos de transporte que entregam os ingredientes benéficos e, então, partem para entregar os ingredientes em algum outro lugar. Esses são, de modo geral, os micróbios que não podem se proliferar na pele. Em vez disso, eles liberam peptídeos e DNA benéficos, fornecendo benefícios exclusivos à pele. O DNA e os peptídeos transportados por esses probióticos são proteínas e, como tais, interagem com a química do veículo de aplicação ou composição base circundante. Especificamente, as proteínas não podem funcionar adequadamente quando se ligam quimicamente a ingredientes catiônicos ou ficam deformadas devido a ácidos ou bases. A única maneira de fornecer corretamente essas proteínas a um hospedeiro é fornecer as proteínas em uma bactéria viável que naturalmente se degrada quando exposta ao ar. Essas bactérias probióticas (por exemplo, bactérias anaeróbicas) podem ser comparadas a uma microcápsula que é então, de acordo com a invenção descrita, microencapsulado no interior de uma outra microcápsula. De acordo com uma modalidade, bactérias anaeróbicas aplicadas à pele podem entrar nos poros e sobreviver naturalmente, liberando as proteínas benéficas para o hospedeiro.
[0028] O probiótico seco por congelamento é suspenso em um polímero para formar o compósito 40 que forma o núcleo da microcápsula. Quaisquer um ou mais polímeros ou combinações de polímeros úteis para aplicações farmacêuticas podem ser usados para suspender o probiótico seco por congelamento incluindo, mas não se limitando a, polietileno glicóis (PEGs), polivinilpirrolidona ((PVPs), de preferência com pesos moleculares entre cerca de 40.000 e cerca de 360.0000), poli(álcool vinílico) (PVAs), poliacrilamidas, N-(2-hidroxipropil) metacrilamida (HPMA), goma xantana, goma guar, pectinas, dextrano, carragenano, carbóxi etil celulose sódica, polímeros de ácido poliacrílico, ácido hialurônico, polímeros carboxivinílicos, hidróxi etil celulose, celulose, hidróxi propil metil celulose, polímero carboxivinílico.
[0029] De acordo com uma modalidade, os polímeros de ácido poliacrílico, por exemplo Carbopol® Ultrez 20, Carbopol® Ultrez 21, ambos disponíveis junto à Lubrizol, bem como HivisWako®, um polímero de carbóxi vinila disponível junto à Wako Chemicals Ltd, podem ser usados para suspender o probiótico seco por congelamento.
[0030] De acordo com uma modalidade, o núcleo 40 da microcápsula tem uma baixa atividade de água. A atividade de água é uma medida de quanta água está disponível para hidratar materiais. Manter uma baixa atividade de água minimiza a necessidade por conservantes, evita que o probiótico seco por congelamento se torne hidratado e melhora a sobrevivência a longo prazo do probiótico.
[0031] De acordo com uma modalidade, o polímero é tratado com um agente higroscópico para ligar e remover a água livre. Quanto mais baixo o teor de água, mais estável o probiótico seco por congelamento. O agente higroscópico pode ser qualquer material que se ligue a água livre e não interfira com a estase ou a liberação do probiótico. O material higroscópico pode ser escolhido dentre açúcares prebióticos (por exemplo, secos (xarope de glicose de milho, frutose, manose, manitol, maltodextrina, lactulose, trealose e sorbitol), oligossacarídeos (por exemplo frutooligossacarídeos - Raftilose P95 Orafti, Bélgica), galactooligossacarídeos, grãos integrais ricos em amido resistente (por exemplo, β-glucano de aveia, goma de linhaça, goma de feno-grego, e goma arábica maturada), e material de parede celular de leveduras rico em oligossacarídeo manano, que demonstrou ser um prebiótico valioso, e certas proteínas (por exemplo, lactoferrina), certos extratos vegetais (por exemplo, luteínas e extrato de groselha-preta em pó). Os açúcares ou alcoóis de açúcar prebióticos têm a vantagem de que podem não só reduzir a atividade de água, como também agir como uma composição nutritiva 20 para os probióticos, já que incluem compostos como glicose, frutose, oligossacarídeos, manose, hidrolisado de glicomananos, xilitol, eritritol ou sorbitol, todos os quais encorajam a proliferação dos micróbios probióticos.
[0032] De acordo com uma outra modalidade, a atividade de água pode ser modificada mediante a adição de um umectante (solvente miscível) como glicerina, propilenoglicol, butilenoglicol e similares.
[0033] De acordo com uma outra modalidade, conforme visto na Figura 2, a composição nutritiva 20 pode ser aplicada como revestimento em torno do núcleo 40. Nessa modalidade, o revestimento 20 é produzido a partir de qualquer material que possa fornecer compostos nutritivos, por exemplo glicose, frutose etc., aos micróbios probióticos. Os revestimentos 20 adequados podem ser produzidos, por exemplo, a partir de combinações de gordura e açúcar. Esses revestimentos são bem conhecidos e são mais frequentemente encontrados na indústria de confeitos, por exemplo o revestimento em um M&M. Esse revestimento pode ter de cerca de 0,1 µm a cerca de 10 µm, por exemplo de cerca de 0,5 µm a cerca de 5 µm, por exemplo de cerca de 1 µm a cerca de 5 µm, por exemplo de cerca de 1,5 µm a 5 µm.
[0034] De acordo com ainda outra modalidade, açúcares prebióticos podem ser adicionados ao núcleo a fim de sequestrar água e fornecer algum benefício nutritivo, enquanto uma camada de revestimento nutritivo é também aplicada em torno do núcleo da microcápsula (não mostrado).
[0035] De acordo com uma modalidade, o núcleo pode ser um não ativo em torno do qual podem ser criadas uma camada de polímero contendo probiótico e uma camada nutritiva. De acordo com essa modalidade (não mostrada), o núcleo não ativo pode ser escolhido dentre qualquer material que seja compatível e capaz de ser revestido com o material probiótico. Os núcleos adequados podem ser produzidos a partir de materiais como celulose ou outros agentes de carga.
[0036] O núcleo de polímero 40 com a composição nutritiva 30 da Figura 1 incorporada, ou o núcleo de polímero 40 com o revestimento nutritivo 30 da Figura 2 inclui adicionalmente um revestimento de encapsulação 20 protetor. O revestimento de encapsulação 20 pode ter de 1 a 30 camadas de espessura, por exemplo de cerca de 1 a cerca de 20 camadas de espessura, por exemplo de cerca de 1 a cerca de 10 camadas de espessura. O peso de revestimento do revestimento de encapsulação 20 pode ser de cerca de 1% a cerca de 50% do peso da microcápsula 10, por exemplo de cerca de 1% a cerca de 40% do peso da microcápsula 10, por exemplo de cerca de 1% a cerca de 30% do peso da microcápsula 10, por exemplo de cerca de 1% a cerca de 20% do peso da microcápsula 10, por exemplo menos que 15% do peso da microcápsula 10.
[0037] De acordo com uma modalidade, o núcleo de probiótico pode ser adicionalmente revestido com uma camada de óleo antes de ser submetido à encapsulação. A camada de óleo pode fornecer isolamento entre o núcleo de probiótico e a camada de encapsulação, permitindo que materiais com temperaturas mais altas sejam usados durante o processo de microencapsulação.
[0038] De acordo com uma modalidade, o probiótico seco por congelamento pode ser disperso em óleo. Opcionalmente, o óleo pode ser espessado com um polímero ou copolímero (por exemplo Adjinimoto AJK-OD2046 (octil dodecanol, dibutil lauroil glutamida e dibutil etil hexanoil glutamida). A pasta fluida pode ser dispersa em água e encapsulada com gelatina.
[0039] Os materiais adequados ao revestimento de encapsulação 20 incluem aqueles adequados para aplicação a cerca de 120°C ou menos, por exemplo menos que cerca de 100°C, por exemplo menos que cerca de 90°C, para facilitar o revestimento da pasta fluida de probiótico seco por congelamento. As ceras podem ser escolhidas dentre ésteres orgânicos e compostos cerosos derivados de fontes animais, vegetais e minerais, inclusive modificações desses compostos em adição a materiais sinteticamente produzidos que têm propriedades similares. Exemplos específicos que podem ser usados por si sós ou em combinação incluem triestearato de glicerila, diestearato de glicerila, óleos vegetais como cera de canola, óleo de semente de algodão hidrogenado, óleo de soja hidrogenado, cera de rícino, cera de colza, cera de abelha, cera de carnaúba, cera de candelila, microcera, polietileno, polipropileno, epóxis, alcoóis de cadeia longa, ésteres de cadeia longa, ácidos graxos de cadeia longa como ácido esteárico e ácido beênico, óleos de origem animal e vegetal hidrogenados, como óleo de peixe, óleo de sebo e óleo de soja, ceras microcristalinas, estearatos metálicos, graxa branca, graxa amarela e graxa marrom, e ácidos graxos metálicos. De acordo com uma modalidade, os materiais de cera hidrofóbicos para uso na presente revelação incluem Dynasan™ 110, 114, 116 e 118 (disponíveis comercialmente junto à DynaScan Technology Inc., de Irvine, Califórnia, EUA), Sterotex™ (disponível comercialmente junto à ABITEC Corp., de Janesville, Wisconsin, EUA).
[0040] A camada de revestimento de encapsulação 20 pode ser compreendida de um material polimérico, um material polimérico reticulado, um metal, como Ca2+,
uma cerâmica ou uma combinação dos mesmos, que resulta em um material de cápsula que pode ser formado durante a fabricação. Especificamente, a camada de revestimento de encapsulação pode ser compreendida de alginato de sódio reticulado, emulsões aniônicas dispersas de látex, ácido poliacrílico reticulado, poli(álcool vinílico) reticulado, poli(acetato de vinila) reticulado, silicatos, carbonatos, sulfatos, fosfatos, boratos, polivinilpirrolidona, PLA/PGA, géis termoiônico, ureia- formaldeído, melamina-formaldeído, polimelamina, amido reticulado, náilon, ureias, hidrocoloides e combinações dos mesmos. De acordo com uma modalidade, o sistema polimérico reticulado é alginato de sódio reticulado.
[0041] A camada de revestimento de encapsulação 20 tem, geralmente, uma espessura de cerca de 0,1 micrômetro a cerca de 500 micrômetros, por exemplo de cerca de 1 micrômetro a cerca de 100 micrômetros, por exemplo de cerca de 1 micrômetro a cerca de 50 micrômetros, por exemplo de cerca de 1 micrômetro a cerca de 20 micrômetros, por exemplo de cerca de 10 micrômetros a cerca de 20 micrômetros. Os métodos adequados para medição da espessura da camada de encapsulação 20 (uma vez fraturada), e das outras camadas opcionais aqui descritas, inclui microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia óptica.
[0042] A essas espessuras, a camada de revestimento de encapsulação 20 tem uma espessura suficiente para obter sua função pretendida. O revestimento de barreira pode servir a uma ou mais funções. Primeiro, a barreira pode agir para proteger o conteúdo da microcápsula contra baixa pressão de água. De preferência, a atividade de água dentro da microcápsula precisaria ser aproximadamente igual à atividade de água fora da microcápsula. Entretanto, na prática, o equilíbrio geralmente não é perfeito, e a camada de revestimento da microcápsula protegerá o conteúdo da cápsula contra pequenas diferenças de pressão osmótica. Desse modo, o revestimento de encapsulação protege as bactérias contra ativação prematura por exposição à água.
[0043] Segundo, o revestimento de encapsulação protege as bactérias vivas contra baixos teores de conservante. Embora sistemas com baixa atividade de água possam não precisar de um conservante, é provável que um teor mínimo de conservante possa ser necessário para manter a estabilidade em prateleira. Se for usada uma pequena quantidade de conservante, o revestimento de encapsulação protegerá as bactérias probióticas. De acordo com uma modalidade, o conservante estaria presente em teores suficientemente baixos para ou desaparecer durante o armazenamento, ou ser insuficiente para causar qualquer dano às bactérias durante a dispersão.
[0044] De acordo com uma modalidade, a camada de revestimento de encapsulação é uma camada única e distinta. De acordo com uma outra modalidade, o revestimento de encapsulação 20 compreende múltiplas camadas adicionadas em uma ou mais etapas.
[0045] De acordo com algumas modalidades, uma camada protetora contra umidade (não mostrada) pode também estar incluída. A camada protetora contra umidade geralmente circunda o revestimento de encapsulação 20. A camada protetora contra umidade pode compreender uma ou mais dentre as composições expostas a seguir, por si sós ou em combinação. Os materiais são escolhidos dentre polióis em combinação com isocianato, estireno-acrilato, vinil tolueno acrilato, estireno-butadieno, vinil-acrilato, polivinilbutiral, polivinil acetato, tereftalato de polietileno, polipropileno, poliestireno, metacrilato de polimetila, poli(ácido lático), cloreto de polivinilideno, dicloreto de polivinila, polietileno, poliéster alquídico, cera de carnaúba, óleos de origem vegetal hidrogenados, óleos de origem animal hidrogenados, sílica pirolisada, ceras de silício, dióxido de titânio, dióxido de silício, metais, carbonatos metálicos, sulfatos metálicos, cerâmicas, fosfatos metálicos e ceras microcristalinas. Quando for usada a camada protetora contra umidade, ela pode ser de cerca de 5% a cerca de 35% do peso da microcápsula, por exemplo de cerca de 5% a cerca de 30% do peso da cápsula, por exemplo de cerca de 5% a cerca de 20%, por exemplo de cerca de 5% a cerca de 15%.
[0046] De acordo com uma outra modalidade, uma ou mais camadas fugitivas (não mostradas) podem ser adicionadas para proteger a microcápsula contra danos durante o processamento. A camada fugitiva pode ser compreendida de qualquer um dentre vários materiais adequados, inclusive poli(ácido lático), polímeros de dextrose, hidrocoloides, alginato, zeína e combinações dos mesmos. De acordo com uma modalidade, a camada fugitiva é amido. A camada fugitiva protege a microcápsula durante a produção. A camada pode ser aplicada a qualquer das camadas da microcápsula. A camada fugitiva pode ser algo que é eliminado durante o processamento, ou algo que pode permanecer como parte do produto final.
[0047] As microcápsulas de probiótico 10 da presente revelação podem ser produzidas com o uso de quaisquer métodos reconhecidos na técnica. De acordo com uma modalidade, a primeira etapa na produção do probiótico encapsulado 10 é selecionar e secar por congelamento os materiais probióticos.
[0048] De acordo com uma modalidade, o probiótico é selecionado dentre uma combinação de bactérias e/ou leveduras. Para diminuir as perdas de produção, o probiótico pode ser resfriado até uma temperatura de 5°C a 15°C e submetido a secagem por sublimação da água do organismo. Em algumas modalidades, o probiótico pode ser adicionado a um excipiente antes de ser resfriado. Esse excipiente pode conter um óleo e/ou um açúcar prebiótico. Os probióticos podem ser submetidos à secagem por congelamento mediante o uso de qualquer processo reconhecido pela técnica. De acordo com uma modalidade, o pó probiótico é produzido com o uso de secagem por congelamento padrão, secagem por atomização ou secagem química.
[0049] O probiótico seco por congelamento é, em seguida, encapsulado em um material polimérico para formar o núcleo da microcápsula 40. De acordo com uma modalidade, o polímero é dissolvido em água a uma concentração suficientemente alta para suspender o probiótico seco por congelamento, mas a uma concentração suficientemente baixa para permitir que a solução flua através do equipamento para o processo de microencapsulação. As concentrações de polímero são, em geral, entre 5% e 60%, por exemplo de cerca de 40% a cerca de
60%, quando se usa uma matriz de açúcar/proteína ou cera, e por exemplo de cerca de 5% a cerca de 15% quando se usa uma matriz polimérica.
[0050] Embora o polímero seja diluído com água para formar uma pasta fluida, o polímero é altamente higroscópico, então ele rapidamente reduz a atividade de água mediante absorção da água, evitando que os materiais probióticos sejam hidratados. A hidratação do probiótico seco por congelamento interferirá com o probiótico e reduzirá sua capacidade de sobrevivência a longo prazo. De acordo com uma modalidade, após a adição do probiótico à pasta fluida, a atividade de água da pasta fluida de polímero é, então, reduzida a níveis tão baixos quanto possível, de preferência abaixo de 0,1. A medição da atividade de água é ensinada na patente US n° 4.886.664, a qual está aqui incorporada a título de referência.
[0051] Como usado aqui, "com baixa atividade de água" significa uma atividade de água de 0,6 ou menos, medida com o uso de um monitor de atividade de água padrão, por exemplo um Goldenwall modelo HD-3A, disponível junto à Great Wall Instruments.
[0052] Para reduzir a atividade de água para menos que 0,6, por exemplo menos que 0,3, por exemplo menos que 0,1, a simples secagem não será suficiente. Pode-se adicionar glicerina ou outros umectantes podem ser adicionados à água, reduzindo ainda mais a atividade de água. A pasta fluida de polímero pode ser seca mediante o uso de qualquer técnica reconhecida, que não interfira com a viabilidade dos probióticos e que reduza o teor de água, conforme medido pela atividade de água, até abaixo de cerca de 0,6. Por exemplo, o material pode ser submetido a secagem por calor em baixa temperatura, lacrado e submetido a calor e/ou vácuo com um dessecante, submetido a secagem por atomização ou submetido a secagem em um leito fluidizado sob temperaturas adequadas, e/ou combinado a materiais higroscópicos. Outras técnicas de secagem ficarão prontamente evidentes ao versado na técnica.
[0053] De acordo com uma modalidade, pode ser adicionada uma composição higroscópica que sequestra água. De acordo com uma modalidade específica, a composição sequestrante higroscópica é um açúcar prebiótico. Quando adicionada em quantidades suficientes, a atividade de água da composição pode chegar perto de zero. A quantidade de material higroscópico necessária pode ser calculada com base na atividade de água medida do sistema. Uma vez que a solução de polímero tenha obtido uma baixa atividade de água, deve-se tomar cuidado para evitar a reintrodução de água no sistema antes, durante ou depois do revestimento de encapsulação.
[0054] De acordo com uma modalidade, a pasta fluida de probiótico seco por congelamento pode ser combinada a uma cera. Nessa modalidade, a pasta fluida de probiótico seco por congelamento é hidrofílica, e formaria gotículas dentro da cera sob uma temperatura elevada. A temperatura selecionada precisa ser suficiente para fundir o material de cera hidrofóbico, mas mantida por um tempo curto o suficiente, a fim de preservar a viabilidade do probiótico seco por congelamento. As temperaturas podem estar na faixa de 80°F a cerca de 150°F. Para manter a viabilidade dos probióticos secos por congelamento, a temperatura não pode ser mantida em, ou acima de, 140°F, durante um tempo maior do que o necessário para criar a espessura desejada da microcápsula. Tempos adequados se baseiam nos materiais específicos sendo usados, e serão bem entendidos pelo versado na técnica.
[0055] Nessa modalidade, após a misturação do probiótico seco por congelamento ser concluída, a mistura é resfriada até a temperatura ambiente, a fim de permitir que a cera solidifique na pasta fluida de probiótico seco por congelamento. Uma vez que as partículas revestidas tenham resfriado, elas podem ser trituradas até o tamanho desejado antes da incorporação a uma composição de veículo. Após a trituração da mistura até o tamanho desejado, pode-se opcionalmente submeter o material triturado a um processo posterior para assegurar que o revestimento de material de cera hidrofóbico seja substancialmente contínuo em torno da pasta fluida de probiótico seco por congelamento.
[0056] Processos posteriores adequados incluem, por exemplo, esferoidização (fluidização sob alto calor ligeiramente abaixo da temperatura de fusão do material de cera hidrofóbico) e processamento em moinho de bolas.
Esses processos posteriores precisam fazer com que o material de cera hidrofóbico revista a as partículas de pasta fluida de probiótico seco por congelamento de uma maneira substancialmente contínua.
[0057] De acordo com uma outra modalidade, o núcleo 40 pode ser encapsulado mediante a inclusão de um ativador ou reticulador no núcleo 40. O ativador de encapsulação pode ser qualquer ativador capaz de iniciar uma reação de reticulação na presença de um composto reticulável. Os ativadores de encapsulação adequados incluem íons polivalentes de cálcio, íons polivalentes de cobre, íons polivalentes de bário, silanos, alumínio, titanatos, queladores, ácidos ou combinações dos mesmos. De acordo com uma modalidade, o ativador é cloreto de cálcio ou cálcio combinado a qualquer número de ânions.
[0058] De acordo com essa modalidade, encapsular a pasta fluida de probiótico seco por congelamento/polímero na presença de um ativador na composição de núcleo permite uma reticulação quase instantânea quando a composição de núcleo é introduzida na solução o composto reticulável. Essa reticulação imediata reduz o potencial para hidratação indesejada do probiótico seco por congelamento. De acordo com uma modalidade, a pasta fluida de probiótico seco por congelamento/polímero pode ser adicionada por gotejamento ao líquido contendo o composto reticulável, e as microesferas que se formam quando as gotas entram em contato com o líquido formarão um revestimento encapsulante. A misturação pode fornecer perturbação suficiente para manter as microesferas individuais separadas durante a reação de reticulação. Massas aglomeradas podem ser suscetíveis a numerosos defeitos e, embora possam ser fisicamente separadas, é preferencial que elas não se formem. Pode ser usado qualquer método físico ou químico reconhecido na técnica para obtenção da separação de microesferas. As gotas adicionadas à solução líquida podem ter um diâmetro de cerca de 0,05 milímetro a cerca de 1 milímetro, por exemplo de cerca de 0,1 milímetro a cerca de 1 milímetro.
[0059] Quando a composição de núcleo incluindo o ativador de encapsulação é introduzida no líquido contendo o composto reticulável, o ativador de encapsulação migra para a interface entre a composição de núcleo e a solução líquida, e inicia a reação de reticulação na superfície da composição de núcleo, a fim de permitir que a camada de encapsulação cresça para fora em direção à solução líquida.
[0060] A espessura da resultante camada de encapsulação 20 circundando a composição de núcleo 40 pode ser controlada (1) controlando-se a quantidade de ativador de encapsulação incluída na composição de núcleo; (2) controlando-se a quantidade de tempo durante a qual a composição de núcleo incluindo o ativador de encapsulação é exposta à solução líquida incluindo o composto reticulável; e/ou (3) controlando-se a quantidade de composto reticulável na solução líquida. A título de exemplo, uma solução incluindo alginato em uma faixa de cerca de 1 a cerca de 500 mg/ml, CaCl 2 em uma faixa de teores de cerca de 0,1 a cerca de 100 mg/ml e a uma temperatura entre cerca de 4°C e cerca de 37°C, produziria uma espessura entre 1 e 20 µm de alginato.
[0061] De acordo com uma outra modalidade, a composição de núcleo pode ser introduzida ou vertida na solução líquida incluindo o composto reticulável e, então, submetida a cisalhamento suficiente para romper a pasta em pequenas microesferas para reticulação. Pode ser usado qualquer método reconhecido na técnica para aplicação de cisalhamento.
[0062] De acordo com uma modalidade, a solução líquida inclui um composto reticulável que pode ser reticulado na presença do ativador de encapsulação e um tensoativo para formar a cápsula externa do encapsulado. O tensoativo pode ser escolhido dentre um ou mais açúcares ou tensoativos baseados em açúcar, por exemplo Tween 20, ou materiais baseados em aminoácidos ou em proteínas.
[0063] De acordo com uma outra modalidade, o revestimento de encapsulação 20 pode ser formado com o uso de um processo conhecido como coacervação, o qual pode não exigir que um ativador químico de encapsulação esteja presente na composição de núcleo. Os processos de coacervação podem usar uma alteração de pH, uma alteração de temperatura e/ou uma alteração de força iônica da solução líquida para iniciar a formação da camada encapsulante em torno da composição de núcleo.
[0064] Embora seja de modo geral desejável situar o ativador de encapsulação no núcleo 40, de acordo com uma modalidade o ativador de encapsulação pode estar na solução líquida. Nessa modalidade, o ativador de encapsulação reage quimicamente com o composto reticulável também contido na solução líquida. A resultante pasta fluida de probiótico seco por congelamento microencapsulada pode ser isenta de qualquer ativador de encapsulação, ou pode conter uma pequena quantidade de ativador de encapsulação não consumido na reação de reticulação.
[0065] De acordo com algumas modalidades, os probióticos secos por congelamento microencapsulados são submetidos a um processo para conferir uma camada protetora contra umidade que circunda a camada encapsulada que compreende o composto reticulado. Essa camada protetora contra umidade confere ao probiótico seco por congelamento microencapsulado uma proteção aumentada contra a água; ou seja, ela torna o probiótico seco por congelamento microencapsulado substancialmente impermeável a fluidos, e permite que o probiótico seco por congelamento microencapsulado sobreviva por longo prazo em um ambiente aquoso e não se degrade até que a camada protetora contra umidade seja rompida por ação mecânica. A camada protetora contra umidade pode ser uma camada única aplicada sobre o probiótico seco por congelamento microencapsulado, ou pode compreender várias camadas umas sobre as outras.
[0066] A camada protetora contra umidade pode ser aplicada ao probiótico seco por congelamento microencapsulado mediante o uso de qualquer número de processos adequados, inclusive atomização ou gotejamento de um material protetor contra umidade sobre o probiótico seco por congelamento microencapsulado. Adicionalmente, pode ser usado um processo de revestimento pelicular (ou "Wurster"). Quando uma solução é usada para fornecer o revestimento protetor contra umidade, o teor de sólidos da solução é geralmente de cerca de 5% a cerca de 40%, por exemplo de cerca de 5% a cerca de 30%, por exemplo de cerca de 5%
a cerca de 20%, por exemplo de cerca de 10% a cerca de 20%. De modo geral, a viscosidade da solução é de cerca de 20 cp a cerca de 500 cp, por exemplo de cerca de 20 cp a cerca de 80 cp, por exemplo de cerca de 30 cp a cerca de 70 cp.
[0067] De acordo com uma modalidade, um processo de leito fluidizado pode ser usado para dotar o probiótico seco por congelamento microencapsulado de uma camada protetora contra umidade. O leito fluidizado é um leito ou camada de probiótico seco por congelamento microencapsulado, através do qual um fluxo de gás de arrasto aquecido ou não aquecido é passado a uma taxa suficiente para colocar o probiótico seco por congelamento microencapsulado em movimento, e fazer com que aja como um fluido. Conforme as microcápsulas são fluidizadas, uma aspersão de uma solução compreendendo um solvente de arrasto e o material protetor contra umidade é injetada no leito e entra em contato com os veículos, transmitindo o material protetor contra umidade à parte externa da microcápsula. As microcápsulas 10 tratadas são coletadas quando for obtida a espessura desejada da camada protetora contra umidade. O probiótico seco por congelamento microencapsulado 10 pode ser submetido a um ou mais processos em leito fluidizado, para conferir o teor desejado de camada protetora contra umidade.
[0068] De acordo com algumas modalidades, o probiótico seco por congelamento microencapsulado 10, pode ser submetido a um processo para conferir uma camada fugitiva circundando a camada mais externa. A camada fugitiva poderia ser aplicada sobre o probiótico seco por congelamento 10 de modo a cobrir de maneira substancialmente completa a camada protetora contra umidade. A camada fugitiva pode ser aplicada ao probiótico seco por congelamento microencapsulado 10 mediante o uso de qualquer número de processos adequados, inclusive atomização ou gotejamento de um material fugitivo sobre o probiótico seco por congelamento microencapsulado. Quando uma solução é usada para fornecer o revestimento fugitivo, o teor de sólidos da solução é de cerca de 10% a cerca de 60%, por exemplo de cerca de 10% a cerca de 50%, por exemplo de cerca de 20% a cerca de 50%. O pH da solução é de cerca de 2,5 a cerca de 11. A viscosidade da solução pode ser de cerca de 20 cp a cerca de 100 cp, por exemplo de cerca de 20 cp a cerca de 80 cp, por exemplo de cerca de 30 cp a cerca de 70 cp. O método preferencial de aplicação da camada fugitiva usa um reator de leito fluidizado. Alternativamente, pode ser usado qualquer processo de revestimento reconhecido na técnica, inclusive um processo de revestimento pelicular.
[0069] De acordo com uma outra modalidade, um método alternativo para produção de um probiótico encapsulado preservado pode compreender microencapsular os micróbios vivos, que não foram submetidos a secagem por congelamento, em uma pasta fluida com materiais prebióticos e, opcionalmente, um polímero, e então revestir as microcápsulas com alginato ou um outro sistema reticulado. Após essas microcápsulas serem formadas, elas serão submetidas a secagem por congelamento a fim de preservar os probióticos. Adicionalmente, a microcápsula seca por congelamento pode então ser revestida com um revestimento impermeável à água.
[0070] Essas microcápsulas de probiótico podem ser usadas em uma vasta gama de formas e em uma variedade de composições. Por exemplo, podem ser usadas para 1) fornecer micróbios probióticos vivos à pele, a fim de melhorar a função de barreira da pele, 2) fornecer micróbios probióticos vivos à pele, a fim de reduzir a inflamação associada a acne, eczema, rosácea ou dermatite de contato, 3) fortalecer o bioma humano, para que bactérias patogênicas não tenham oportunidade de colonizar, 4) depositar sobre a pele probióticos que produzem peptídeos antipatogênicos que exterminam patógenos; 5) melhorar a capacidade da pele para evitar a colonização por patógenos próximo a dispositivos médicos, como bombas de insulina ou cateteres; 6) reduzir ou eliminar a necessidade por conservantes em produtos cosméticos; 7) reduzir úlceras de pele em indivíduos acamados, diabéticos ou, de outro modo, comprometidos, 8) proteger a pele do, e lutar contra o, câncer.
[0071] Adicionalmente, dispor de probióticos microencapsulados que permaneçam viáveis permitirá o desenvolvimento adicional de 1) formulações cosméticas que sejam hospitaleiras a microcápsulas de probiótico; 2) um meio prebiótico que encoraje a proliferação de probióticos após a deposição na pele: 3) um meio prebiótico que estende a vida em prateleira de bactérias probióticas encapsuladas; 4) microcápsulas que aumentam a vida em prateleira de produtos destinados ao consumidor.
[0072] O sistema conforme aqui descrito compreende adicionalmente um método para determinar os micróbios adequados ao uso no processo de microencapsulação revelado. O processo compreende testar micróbios quanto a sua capacidade para suportar o congelamento, testar micróbios para verificar sua capacidade para suportar temperaturas de até 140°F; e testar micróbios quanto a sua capacidade para sobreviver sob várias condições de atividade de água. Os micróbios adequados serão aqueles que podem lidar com os extremos do congelamento e da temperatura de encapsulação. Os micróbios adicionalmente preferenciais permanecerão viáveis mesmo que a atividade de água da composição seja aumentada.
[0073] Os micróbios preferenciais para uso em produtos de saúde e beleza podem ser testados quando a sua capacidade para aderir à pele humana, sua capacidade para produzir peptídeos que sejam antipatogênicos, sua capacidade para proliferação na pele humana, sua capacidade para responder a meios probióticos e, para propósitos comerciais, sua capacidade para serem cultivados em grande escala.
[0074] Os probióticos microencapsulados podem ser usados em composições incluindo, por exemplo, loção umectante, filtro solar, bálsamo labial, produto para tratamento bucal, xampu, sabonete, condicionador capilar, lenços higiênicos para bebês, lenços higiênicos para o períneo, lenços de limpeza facial, tampões ou absorventes para higiene feminina, fraldas ou produto para incontinência em adultos, desodorante (líquido com aplicador de esfera, por aspersão ou em bastão), alimento para animais de estimação, aditivos alimentares, condimentos alimentares e similares.
[0075] Em uso, as microcápsulas são rompidas por forças físicas que são aplicadas às cápsulas. Consequentemente, dependendo da finalidade, o tamanho e a espessura das microcápsulas podem desempenhar um papel importante na liberação dos probióticos. Paredes de cápsula mais delgadas resultariam, de modo geral, em cápsulas mais delicadas.
[0076] De acordo com uma modalidade da revelação, aplicações sem enxágue, como loção, filtro solar, desodorantes, bálsamo labial ou condicionadores para cabelo, podem ser feitas em sistemas com baixa atividade de água. De acordo com essa modalidade, a atividade de água é reduzida não apenas no probiótico microencapsulado, mas também na composição de veículo ou produto cosmético circundante. Quando a composição de veículo tem baixa atividade de água, a pressão osmótica nas microcápsulas é minimizada, o que permitiria que as microcápsulas fossem menores, mais delgadas e menos perceptíveis. Em algumas aplicações, as microcápsulas poderiam ser indetectáveis pelo consumidor.
[0077] Adicionalmente, como a atividade de água é necessária para a proliferação microbiana, a baixa atividade de água frustra a proliferação microbiana e pode, assim, reduzir a necessidade por conservantes na composição de veículo. Minimizar os conservantes na composição de veículo reduz ainda mais a chance de que um conservante possa exterminar os probióticos imediatamente ao ser liberado na pele.
[0078] Os baixos teores de conservante têm a probabilidade de aumentar a vida em prateleira do produto cosmético ou de saúde. De acordo com uma modalidade, a atividade de água do cosmético diminui mediante a incorporação de açúcares prebióticos na composição de veículo. A adição de açúcar prebiótico pode reduzir a atividade de água para próximo de 0, ou níveis indetectáveis.
[0079] A redução ou eliminação de conservantes pode ter um impacto significativo sobre as funções dos produtos cosméticos e/ou de saúde. Os conservantes podem causar significativamente mais danos ao bioma da pele do que sabonetes antimicrobianos. Os mesmos conservantes que dão à loção para as mãos uma longa vida em prateleira, exterminará tanto os micróbios no bioma da pele, como quaisquer probióticos que possam ser aplicados ao bioma da pele em um estado viável.
[0080] De acordo com uma modalidade, os micróbios encapsulados podem ser escolhidos dentre aqueles que podem produzir peptídeos que exterminam bactérias patogênicas. Quando um produto como esse é aplicado à pele, fornece propriedades antibacterianas que podem se estender para além do ponto da primeira aplicação.
[0081] Abaixo, a Tabela 1 fornece uma descrição de materiais probióticos que podem ser usados nos processos aqui descritos. Muitos são preferenciais para uso na pele.
Tabela 1: Micro-organismos benéficos da pele Morfologia da colônia Formadora de (Gram- Requisitos esporos/não Nome Comentários positiva vs. de oxigênio formadora de Gram- esporos negativa) Staphylococcus S. epidermidis - Vive na pele e S. hominis Gram- Não formadora nas narinas de Aeróbica positiva de esporos todos os seres humanos. Propionibacterium P. acnes - Geralmente não P. australiense patogênica. P. avidum - Comumente P. cyclohexanicum encontrado na pele (na maioria P. granulosum Gram- Não formadora das vezes na P. jensenii Anaeróbica positiva de esporos face e áreas P. microaerophilum circundantes) P. propionicum em números na P. thoenii faixa de <10/cm2 a P. freudenreichii 106/cm2. Micrococci M. antarcticus - Comumente M. luteus encontrado na Gram- Não formadora M. lylae Aeróbica1 pele. positiva de esporos M. roseus - Boa proliferação M. agilis em ambientes
M. kristinae com pouca M. sedentarius água e altas M. halobius concentrações de sal. Corynebacterium C. diphtheriae - Encontrado nas C. efficiens membranas Gram- Anaeróbica Não formadora C. glutamicum mucosas e na positiva facultativa de esporos pele de seres humanos. Malassezia (levedura) M. furfur - Uma das únicas espécies de fungos que fazem parte da flora normal da pele humana. - Encontrado no Gram- Anaeróbica Não formadora peito, nos positiva facultativa de esporos ombros e nos braços. Mais comumente encontrado em indivíduos caucasianos e adultos acima de 12 anos de idade.
[0082] Abaixo, a Tabela 2 lista probióticos que não são nocivos à pele, mas que criam peptídeos que atacam bactérias não nativas (patógenos). Além de atacarem C. difficile, SARM e ERV, os probióticos podem ser usados para atacar outros patógenos de interesse que estão listados abaixo: Tabela 2: Micro-organismos patogênicos da pele. Morfologia da colônia Formadora de (Gram- Requisitos de esporos/ Nome Comentários positiva oxigênio não formadora vs. Gram- de esporos negativa)
Escherichia coli - Mais comumente encontrados nos intestinos, mas são frequentemente Gram- Anaeróbica Não formadora E. coli isolados de negativo facultativa2 de esporos infecções na pele e em tecidos moles (feridas cirúrgicas/ traumáticas). Pseudomonas - Patógeno humano oportunista.
Tipicamente, coloniza em seres humanos imunodeprimidos.
Gram- Aeróbica/anaeró Não formadora - Principal patógeno P. aeruginosa negativo bica facultativa de esporos oportunista Gram- negativo na maioria dos centros médicos (taxa de mortalidade de 40 a 60%). Enterococci Enterococcus - Infecções graves resistente à geralmente Gram- Anaeróbica Não formadora vancomicina ocorrem em positiva facultativa de esporos (ERV) pacientes hospitalizados Staphylococcus S. aureus - Tipicamente S. aureus propagado de ser (SARM) humano a ser S. aureus humano por meio (SARV) das mãos.
Gram- Anaeróbica Não formadora - S. aureus coloniza positiva facultativa de esporos naturalmente o nariz, a boca, glândulas mamárias, cabelos, trato respiratório superior etc.
Candida (levedura) Candida - Encontrada albicans principalmente nos intestinos, cólon e boca. Esporos de - Na maioria das Gram- Anaeróbica levedura se vezes ataca a pele positiva facultativa formam em ou membranas clamidósporos. mucosas. Outras infecções podem incluir áreas como as axilas, virilhas e dobras de pele. Clostridium C. tetani - Conhecida por C. botulinum produzir uma C. perfringens variedade de toxinas (algumas C. das quais são acetobutylicum fatais). C. difficile - Os esporos são C. novyi eliminados nas Gram- Formadora de fezes e se Anaeróbica propagam para positiva esporos alimentos, superfícies e objetos por meio de indivíduos que não lavam adequadamente as mãos. Os esporos podem persistir por meses.
[0083] Uma vez entendidas as informações aqui reveladas, a produção de outros compostos de veículo adequados ao uso com o produto microencapsulado descrito será prontamente entendida pelo versado na técnica.
[0084] Em adição a composições de veículo com baixa atividade de água, embalagens transmissoras de oxigênio podem permitir que os probióticos microencapsulados permaneçam viáveis sem refrigeração. Os recipientes para os produtos aqui descritos podem ser qualquer embalagem padrão reconhecida na técnica. Embalar as composições com o probiótico microencapsulado descrito em embalagens com baixa transmissão de oxigênio pode reduzir a vida em prateleira, mas não causaria, de outro modo, interferência com o produto.
[0085] De acordo com uma modalidade, composições compreendendo os um ou mais probióticos microencapsulados são embaladas em embalagens com alta transmissão de oxigênio, as quais podem melhorar a vida em prateleira e/ou a viabilidade bacteriana sem refrigeração. A taxa de transmissão de oxigênio (TTO) é bem entendida, e embalagens com alta TTO são usadas para produtos que exigem concentrações de oxigênio substanciais, como lentes de contato. Consulte, por exemplo, a patente US n° 9.062.180. Entretanto, a tecnologia atual em torno de produtos cosméticos é fornecer uma boa barreira ao oxigênio. Consulte, por exemplo, a patente US n° 8.124.204. Os probióticos se beneficiam de ambientes com alto teor de oxigênio e, por essa razão, sua embalagem precisa ser produzida a partir de materiais de alta TTO. Como o açúcar prebiótico, o alto teor de oxigênio pode estender a vida dos micróbios sem refrigeração, criando assim um produto estável durante o armazenamento à temperatura ambiente. Adicionalmente, as composições de veículo que têm atividade de água muito baixa terão muito menos degradação com base na exposição ao oxigênio.
[0086] De acordo com uma modalidade, o recipiente de probiótico poderia ser uma única camada de inúmeros materiais, inclusive: Tabela 3 Material Taxa de transmissão de oxigênio Polietileno de alta densidade (HDPE), TTO = 150 a 200 Polietileno de baixa densidade TTO = 450 a 500 (LDPE), inclui polietileno linear de baixa densidade (LLDPE), Tereftalato de polietileno (PET, TTO = 280 a 400 PETE), Polipropileno (PP), TTO = 100 a 160 Poliestireno (PS), TTO = 280 a 400
Cloreto de polivinila (PVC, vinil) TTO = 0,35 a 0,50 Poli(ácido lático) (PLA) TTO = 38 a 42 Policarbonato (PC) TTO = 160 @ 24 h Poli(tetrafluoroetileno) ou Teflon® TTO = 17 @ 24 h (PTFE) Silicone Faixa de TTO dependendo do tipo.
[0087] Os requisitos de oxigênio para vários micróbios podem ser encontrados na literatura. De acordo com uma modalidade, para micróbios que precisam de muito oxigênio, poderiam ser usadas embalagens de LDPE. Para micróbios que respondem melhor a condições de baixo teor de oxigênio, as embalagens poderiam ser selecionadas com TTO mais baixo, de acordo com a lista acima. Para todas as embalagens, a transmissão de oxigênio não pode ser tão alta que o probiótico saia da estase.
[0088] De acordo com ainda outra modalidade da presente descrição, um probiótico não encapsulado seco por congelamento pode ser incorporado a uma composição de veículo que tem baixa atividade de água, é isento de contaminação microbiana e é isento de conservantes. De acordo com uma modalidade, a composição de veículo, por exemplo uma loção, um filtro solar, um desodorante, poderia ser irradiada para assegurar que esteja isenta de contaminação microbiana. A baixa atividade de água da composição impediria a proliferação ou a reintrodução de micróbios. O produto irradiado poderia ser mesclado a um probiótico seco por congelamento. O produto poderia, então, ser embalado em um material com TTO adequada e vendido. O probiótico seco por congelamento precisa ficar em estase até que seja introduzida água, no momento de uso do produto.
[0089] Os métodos e produtos aqui descritos não deverão limitar-se aos exemplos fornecidos. Ao invés disso, os exemplos são de natureza apenas representativa.
Exemplos Exemplo 1
[0090] Formulações e usos para as microcápsulas de probiótico serão discutidos abaixo. Os probióticos microencapsulados descritos são particularmente úteis em composições com baixa atividade de água. Exemplos de loções para tratamento de pele com baixa atividade de água são apresentados abaixo, nas Tabelas 4 a 7. Exemplos de limpadores para as mãos, sabonete para as mãos e xampu podem ser encontrados nas Tabelas 8, 9 e 10, respectivamente.
Tabela 4 Nome INCI Sólidos (%, em peso) Água 84,50 Glicerina 5,00 EDTA dissódico 0,10 Carbômero 0,40 Acrilatos/polímero cruzado de alquil 0,80 acrilato C10-30 Miristato de isopropila 1,50 Triglicerídeo caprilato 3,00 Álcool cetílico 2,00 Álcool estearílico 1,00 Fenoxietanol 0,90 NaOH 0,80 Ingredientes adicionais Ingrediente Motivos Sólidos (%, em peso) Silicones: ciclometicona, dimeticona ou Emoliência, atividade 0,5 a 5% ciclopentassiloxano de água reduzida Umectante: glicerina, glicóis ou citrato Emoliência, atividade 0 a 10% de trietila de água reduzida Açúcar prebiótico: xarope de glicose 0 a 10%
seco, trealose, frutose, manose Oligossacarídeos: fruto-oligossacarídeos, Atividade de água 0 a 10% galacto-oligossacarídeos, parede celular reduzida, reativação de levedura rica em manano- de probiótico oligossacarídeos Pós (PMMA) Sensação posterior 0 a 5% pulverulenta/secagem
Tabela 5: Formulação de loção exemplificadora (óleo em água n° 2) Sólidos (%, Nome INCI em peso) Água q.s.
Poli(acrilato de sódio) 0,40 Glicerina 4,00 Triglicerídeo caprílico/cáprico 5,00 Álcool cetearílico/Cetearet-20 3,00 Poliacrilato-13, poli-isobuteno, polissorbato 20 1,00 Conservante opcional
Ingredientes adicionais Ingrediente Motivos Sólidos (%, em peso) Silicones: ciclometicona, dimeticona ou Emoliência, atividade 0,5 a 3% ciclopentassiloxano de água reduzida Umectante: glicerina, glicóis ou citrato Emoliência, atividade 2 a 5% de trietila de água reduzida
Açúcar prebiótico: xarope de glicose 1 a 2% seco, trealose, frutose, manose Oligossacarídeos: fruto- Atividade de água 0 a 10% oligossacarídeos, galacto- reduzida, reativação oligossacarídeos, parede celular de de probiótico levedura rica em manano- oligossacarídeos Pós (PMMA) Sensação posterior 0,5 a 5% pulverulenta/secagem
Tabela 6: Formulação de loção exemplificadora (água em óleo n° 1) Nome INCI Sólidos (%, em peso) Água q.s. Glicerina 10,0 Cloreto de sódio 1,0 Dimeticona e dimeticonol 5,0 Estearóxi trimetil silano (e) álcool estearílico 2,0 Ciclopentassiloxano 10,0 Óleo mineral 10,0 Lauril PEG/PPG-18/18 meticona 2,0 Conservante q.s.
Tabela 7: Formulação de loção exemplificadora (água em óleo n° 2) Nome INCI Sólidos (%, em peso) Água q.s. Glicerina 4,00 Sulfato de magnésio (hepta-hidrato) 0,75 Dipoli-hidróxi estearato PEG-30 1,50 Isoestearato de propilenoglicol 7,50 Isoestearato de isopropila 7,50 Álcool estearílico 2,00 Conservante q.s.
Tabela 8: Exemplo de limpador sem água para as mãos Ingrediente Sólidos (%, em peso) 1,3 propanodiol 35,0 Talóleo 6,0 Lanolina 4,0 Tween 20 4,0 Propilenoglicol 0,2 Perfume 0,1
Água q.s. Açúcar prebiótico 20,0 Agente quelante 0,2 NaOH 0,6 Conservante q.s.
Tabela 9: Exemplo de sabonete para as mãos Ingrediente Sólidos (%, em peso) Água q.s. Lauret sulfato de sódio 10,0 Cocamidopropil betaína 8,0 Cloreto de sódio 2,1 Glicerina 5,0 Zemea 5,0 Lauril sulfato de sódio 1,0 Estearato de glicol 0,5 Lauroil lactato de sódio 0,5 Fragrância 0,2 Kathon CG q.s. NaOH q.s. para pH 5,5 Corante 0,0000001 Tabela 10: Exemplo de xampu: Ingrediente Sólidos (%, em peso) Água q.s. Cocamidopropil betaína 15,0 Lauret sulfato de sódio 4,0 Lauril sulfato de sódio 4,0 Diestearato de glicol 5,0 Açúcar probiótico 20,0 1,3 Propano diol 10,0 Cocamida MEA 5,0 Dimeticona 2,0
Ácido cítrico 1,0 Xilenossulfonato de sódio 0,5 EDTA tetrassódico 0,1 Kathon CG q.s. NaOH q.s. para pH 5,5 Corante 0,0000001 Exemplo 2 - Exemplo profético
[0091] O produto probiótico encapsulado conforme descrito pode ser liberado no trato gastrointestinal de um usuário mediante a incorporação do probiótico encapsulado dentro de, ou sobre, uma fonte alimentar. De acordo com este exemplo, o probiótico microencapsulado é salpicado sobre um alimento, como pães ou doces, e é consumido pelo usuário. As microcápsulas precisam proteger o probiótico até que ele possa ser liberado e fornecer um benefício ao usuário.
[0092] Adicionalmente, outras modalidades ficarão evidentes a partir da consideração do relatório descritivo e da prática da presente revelação. Pretende- se que o relatório descritivo e os exemplos sejam considerados apenas como exemplificadores, com os verdadeiros escopo e espírito da invenção sendo indicados pelas reivindicações apresentadas a seguir.

Claims (1)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Compósito, caracterizado por compreender: um probiótico seco por congelamento e um veículo com baixa atividade de água.
    2. Compósito, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o veículo com baixa atividade de água ser escolhido dentre um óleo ou um polímero.
    3. Compósito, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o veículo com baixa atividade de água ser uma composição de veículo para uma loção, um filtro solar ou um desodorante.
    4. Compósito, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a composição de veículo ter sido irradiada.
    5. Compósito, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o probiótico ser escolhido de um ou mais dentre Bifidobacterium, Pediococcus, Leuconostoc, Micrococcus, Escherichia, Staphylococcus, Streptocococcus, Candida e Bacillus.
    6. Compósito, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o veículo com baixa atividade de água e o probiótico seco por congelamento serem encapsulados.
    7. Probiótico microencapsulado, caracterizado por compreender: um núcleo compreendendo um probiótico seco por congelamento e um polímero; uma composição nutriente associada ao núcleo; e uma camada protetora circundando o núcleo e a composição nutriente.
    8. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o probiótico ser escolhido de um ou mais dentre Bifidobacterium, Pediococcus, Leuconostoc, Micrococcus, Escherichia, Staphylococcus, Streptocococcus, Candida e Bacillus.
    9. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o polímero do núcleo ser escolhido dentre polietileno glicóis
    (PEGs), polivinilpirrolidona ((PVPs), de preferência com pesos moleculares entre cerca de 40.000 e cerca de 360.0000), poli(álcool vinílico) (PVAs), poliacrilamidas, N-(2-hidroxipropil) metacrilamida (HPMA), goma xantana, goma guar, pectinas, dextrano, carragenano, carbóxi etil celulose sódica, polímeros de ácido poliacrílico, ácido hialurônico, polímeros carboxivinílicos, hidróxi etil celulose, celulose, hidróxi propil metil celulose, polímero carboxivinílico.
    10. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o polímero ser um polímero de ácido poliacrílico.
    11. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a composição nutritiva ser um açúcar prebiótico.
    12. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a composição nutritiva estar dispersa no polímero do núcleo.
    13. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por a composição nutritiva circundar o núcleo polimérico.
    14. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o revestimento de encapsulação ser escolhido dentre uma cera, um material polimérico, um material polimérico reticulado, um metal, uma cerâmica ou uma combinação dos mesmos.
    15. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por o revestimento de encapsulação ser uma cera escolhida dentre óleo vegetal, triestearato de glicerila, diestearato de glicerila, cera de canola, óleo de milho, óleo de semente de algodão hidrogenado, óleo de soja hidrogenado, cera de rícino, cera de colza, cera de abelha, cera de carnaúba, cera de candelila, microcera, polietileno, polipropileno, epóxis, alcoóis de cadeia longa, ésteres de cadeia longa, ácidos graxos de cadeia longa, como ácido esteárico e ácido beênico, óleos de origem animal e vegetal hidrogenados, como óleo de peixe, óleo de sebo e óleo de soja, ceras microcristalinas, estearatos metálicos e ácidos graxos metálicos.
    16. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o composto de encapsulação ser um polímero escolhido dentre um ou mais de alginato de sódio reticulado, emulsões aniônicas dispersas de látex, ácido poliacrílico reticulado, poli(álcool vinílico) reticulado, poli(acetato de vinila) reticulado, silicatos, carbonatos, sulfatos, fosfatos, boratos, polivinilpirrolidona, PLA/PGA, géis termoiônico, ureia-formaldeído, melamina- formaldeído, polimelamina, amido reticulado, náilon, ureias, hidrocoloides.
    17. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o composto de polímero ser ativado por um ou mais agentes de ativação ou de reticulação dispersos no núcleo.
    18. Probióticos microencapsulados, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por os agentes de ativação serem escolhidos de um ou mais dentre íons polivalentes de cálcio, íons polivalentes de cobre, íons polivalentes de bário, silanos, alumínio, titanatos, queladores, ácidos.
    19. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender adicionalmente uma ou mais camadas resistentes à umidade.
    20. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por as uma ou mais camadas resistentes à umidade serem escolhidas de um ou mais dentre polióis em combinação com isocianato, estireno- acrilato, vinil tolueno acrilato, estireno-butadieno, vinil-acrilato, polivinilbutiral, polivinil acetato, tereftalato de polietileno, polipropileno, poliestireno, metacrilato de polimetila, poli(ácido lático), cloreto de polivinilideno, dicloreto de polivinila, polietileno, poliéster alquídico, cera de carnaúba, óleos de origem vegetal hidrogenados, óleos de origem animal hidrogenados, sílica pirolisada, ceras de silício, dióxido de titânio, dióxido de silício, metais, carbonatos metálicos, sulfatos metálicos, cerâmicas, fosfatos metálicos e ceras microcristalinas.
    21. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender adicionalmente uma ou mais camadas fugitivas.
    22. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por as uma ou mais camadas fugitivas poderem ser escolhidas de um ou mais dentre poli(ácido lático), polímeros de dextrose, hidrocoloides, alginato e zeína.
    23. Composição para fornecimento de um probiótico a um hospedeiro, caracterizada por compreender: um probiótico seco por congelamento suspenso em um núcleo polimérico e compreendendo adicionalmente um nutriente probiótico; e uma composição de veículo tendo uma atividade de água de 0,3 ou menos.
    24. Composição, de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por a composição de veículo com baixa atividade de água ser uma composição de loção, uma composição de filtro solar ou uma composição de desodorante.
    25. Composição, de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por o probiótico ser escolhido de um ou mais dentre Bifidobacterium, Pediococcus, Leuconostoc, Micrococcus, Escherichia, Staphylococcus, Streptocococcus, Candida e Bacillus.
    26. Composição, de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por o veículo com baixa atividade de água e o probiótico seco por congelamento serem encapsulados.
    27. Composição, de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por o polímero do núcleo ser escolhido dentre polietileno glicóis (PEGs), polivinilpirrolidona ((PVPs), de preferência com pesos moleculares entre cerca de
    40.000 e cerca de 360.0000), poli(álcool vinílico) (PVAs), poliacrilamidas, N-(2- hidroxipropil) metacrilamida (HPMA), goma xantana, goma guar, pectinas, dextrano, carragenano, carbóxi etil celulose sódica, polímeros de ácido poliacrílico, ácido hialurônico, polímeros carboxivinílicos, hidróxi etil celulose, celulose, hidróxi propil metil celulose, polímero carboxivinílico.
    28. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por o polímero ser um polímero de ácido poliacrílico.
    29. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por a composição nutritiva ser um açúcar prebiótico.
    30. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado por a composição nutritiva estar dispersa no polímero do núcleo.
    31. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado por a composição nutritiva circundar o núcleo polimérico.
    32. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por o revestimento de encapsulação ser escolhido dentre uma cera, um material polimérico, um material polimérico reticulado, um metal, uma cerâmica ou uma combinação dos mesmos.
    33. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado por o revestimento de encapsulação ser uma cera escolhida dentre triestearato de glicerila, diestearato de glicerila, óleos vegetais como óleo de milho, cera de canola, óleo de semente de algodão hidrogenado e óleo de soja hidrogenado, cera de rícino, cera de colza, cera de abelha, cera de carnaúba, cera de candelila, microcera, polietileno, polipropileno, epóxis, alcoóis de cadeia longa, ésteres de cadeia longa, ácidos graxos de cadeia longa como ácido esteárico e ácido beênico, óleos de origem animal e vegetal hidrogenados, como óleo de peixe, óleo de sebo e óleo de soja, ceras microcristalinas, estearatos metálicos, graxa branca, graxa amarela e graxa marrom, e ácidos graxos metálicos.
    34. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por o composto de encapsulação ser um polímero escolhido dentre um ou mais de alginato de sódio reticulado, emulsões aniônicas dispersas de látex, ácido poliacrílico reticulado, poli(álcool vinílico) reticulado, poli(acetato de vinila) reticulado, silicatos, carbonatos, sulfatos, fosfatos, boratos, polivinilpirrolidona, PLA/PGA, géis termoiônico, ureia-formaldeído, melamina- formaldeído, polimelamina, amido reticulado, náilon, ureias, hidrocoloides.
    35. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado por o composto de polímero ser ativado por um ou mais agentes de ativação ou de reticulação dispersos no núcleo.
    36. Probióticos microencapsulados, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado por os agentes de ativação serem escolhidos de um ou mais dentre íons polivalentes de cálcio, íons polivalentes de cobre, íons polivalentes de bário, silanos, alumínio, titanatos, queladores, ácidos.
    37. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por compreender adicionalmente uma ou mais camadas resistentes à umidade.
    38. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado por as uma ou mais camadas resistentes à umidade serem escolhidas de um ou mais dentre polióis em combinação com isocianato, estireno- acrilato, vinil tolueno acrilato, estireno-butadieno, vinil-acrilato, polivinilbutiral, polivinil acetato, tereftalato de polietileno, polipropileno, poliestireno, metacrilato de polimetila, poli(ácido lático), cloreto de polivinilideno, dicloreto de polivinila, polietileno, poliéster alquídico, cera de carnaúba, óleos de origem vegetal hidrogenados, óleos de origem animal hidrogenados, sílica pirolisada, ceras de silício, dióxido de titânio, dióxido de silício, metais, carbonatos metálicos, sulfatos metálicos, cerâmicas, fosfatos metálicos e ceras microcristalinas.
    39. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por compreender adicionalmente uma ou mais camadas fugitivas.
    40. Probiótico microencapsulado, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado por as uma ou mais camadas fugitivas poderem ser escolhidas de um ou mais dentre poli(ácido lático), polímeros de dextrose, hidrocoloides, alginato e zeína.
    41. Método para fabricação de um probiótico encapsulado, sendo o método caracterizado por compreender: secar um probiótico por congelamento;
    misturar o probiótico seco por congelamento e um açúcar prebiótico com um polímero, a fim de criar um compósito; encapsular o compósito em um revestimento protetor.
    42. Método, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado por as uma ou mais camadas fugitivas poderem ser escolhidas de um ou mais dentre poli(ácido lático), polímeros de dextrose, hidrocoloides, alginato e zeína.
    43. Método para produção de um probiótico seco por congelamento, sendo o método caracterizado por compreender: secar um probiótico por congelamento; dispersar o probiótico seco por congelamento em ao menos um óleo; e encapsular a dispersão para formar uma microcápsula.
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