BRPI0901501A2 - atividade antimicrobiana de óleos essenciais vegetais - Google Patents

Abstract

ATIVIDADE ANTIMICROBIANA DE óLEOS ESSENCIAIS VEGETAIS. Composições antimicrobianas baseadas numa combinação de óleos essenciais vegetais de aprimorada eficácia antimicrobiana são preparadas mediante acrescentar à combinação de pelo menos dois óleos essenciais vegetais, uma quantidade pequena, porém eficaz, de aprimorador de atividade antimicrobiana selecionado a partir do grupo que compreende aprimoradores poli-iónicos orgânicos e aprimoradores poli-iónicos inorgânicos. Uma composição preferida é uma mistura de óleos essenciais vegetais em que pelo menos um dos óleos é óleo de orégano.

Description

"ATIVIDADE ANTIMICROBIANA DE ÓLEOS ESSENCIAIS VEGETAIS"

Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

Esse pedido reivindica prioridade sob 35 U.S.C. § 119(e) ao pedido provisório No.61/053.216 registrado em 14 de maio de 2008, aqui incorporado por referência em sua totalidade.

Campo da Invenção

Essa invenção está relacionada ao uso de óleos essenciais vegetais como compo-sições antimicrobianas, e alteração da eficácia deles mediante adição de aprimoradoresantimicrobianos e pelo uso de combinações dos óleos essenciais.

Fundamentos da Invenção

É conhecido na arte que os óleos essenciais vegetais, isto é, óleos derivados deplantas por destilação, expressão ou extração podem ter atividade antimicrobiana quandoexpostos a células bacterianas. A aceitabilidade por parte do consumidor desses óleos es-senciais é alta porque eles usualmente possuem a fragrância da planta a partir da qual elesforam extraídos. Quando usados para utilização animal, os animais não se espantam comeles novamente devido ao fato deles possuírem o odor das plantas a partir das quais elesforam derivados, e tais odores serem familiares a maioria dos animais.

Os óleos essenciais misturados com veículos possuem um grande potencial de u-sos veterinários e humanos. Por exemplo, no âmbito veterinário eles podem ser usados co-mo banhos de imersão para tetas, ou como desinfetantes tópicos para ulcerações cutâneas,para xampus, para géis e cremes de aplicação tópica, para antifúngicos, e ainda serem to-mados para uso no trato gastrintestinal.

Existe uma contínua necessidade para aumentar a captação celular de óleos es-senciais vegetais a fim de aprimorar o seu efeito antibacteriano. Alguns pesquisadores têmteorizado que os óleos essenciais vegetais amolecem as paredes da bactéria e em seguidapermeiam nelas provocando desse modo o aprimorado efeito antibacteriano. (ver Vaara,"Agents That Increase The Permeability of the Outer Membrane", Microbiological Reviews,Setembro de 1992, Vol. 56(3); e Patente U.S. No. 6.319.958 para Johnson que orienta aadição de pelo menos um sesquiterpenóide para antecipar o efeito antimicrobiano dos com-postos antimicrobianos.

Nos esforços cada vez mais crescentes para aprimorar a eficácia antimicrobiana osrequerentes descobriram agora que uma combinação de óleos essenciais vegetais propor-cionam aumentado aprimoramento; e além disso a combinação dos óleos pode ser usadacom outros aprimoradores conhecidos para maximizar ainda mais a eficácia.

Consequentemente, é um objetivo da presente invenção proporcionar composiçõesantimicrobianas derivadas de óleos essenciais vegetais, que utilizam uma combinação deóleos essências, e em alguns casos uma combinação de aprimoradores também usadoscom os óleos, para conseguir um efeito antimicrobiano maximizado.

É também um objetivo dessa invenção preparar uma variedade de diferentes com-posições antimicrobianas com base na descoberta acima de que são úteis para uso veteri-nário ou humano.

O método ou meios de conseguir pelo menos os objetivos acima se tornarão evi-dentes a partir da descrição detalhada da invenção que é apresentada adiante.

Breve Sumário da Invenção

As composições antimicrobianas baseadas em uma combinação de óleos essenci-ais vegetais são de aprimorada eficácia antimicrobiana e são preparadas mediante adicionara pelo menos dois óleos essenciais vegetais uma quantidade pequena porém eficaz em a-primoramento de um aprimorador selecionado a partir do grupo que compreende aprimora-dores poli-iônicos orgânicos e apromoradores poli-iônicos inorgânicos. Uma composiçãopreferida é uma mistura de óleos essenciais vegetais em que pelo menos um dos óleos éóleo de orégano.

Descrição Detalhada da Modalidade Preferida

Essa invenção está relacionada a composições antimicrobianas derivadas a partirde óleos essenciais vegetais, de modo mais importante a uma combinação de óleos essen-ciais para melhorar a eficácia antimicrobiana. O componente óleo essencial pode conter de40% a 95% em peso de óleos, mas preferivelmente é de 50% a 90% em peso de uma com-binação de óleos essenciais. Os óleos essenciais sendo mais preferido estarem numa mis-tura em peso 1 para 1 de pelo menos dois diferentes óleos essenciais, com um deles sendoóleo de orégano. Como definido aqui, um componente principal como definido aqui significapelo menos 40% em peso.

Os óleos essenciais são óleos aromáticos que podem ser sintéticos ou podem serderivados de plantas por destilação, expressão ou extração e que usualmente carreiam oodor ou o aroma da planta a partir da qual eles são obtidos. Nas composições de combina-ção dessa invenção, a atividade antisséptica é provida pelos óleos essenciais. Alguns des-ses óleos essenciais também atuam como agentes aromatizantes. Além do óleo de oréganoe timol, os óleos essenciais dessa invenção podem incluir, mas não estão limitados a, men-tol, salicilato de metila (óleo de gaultéria), eucaliptol, carvacrol, canforal anetol, carbona,eugenol, isoeugenol, limoneno, osimeno, álcool n-decílico, citronela, a-salpineol, acetato demetila, acetato de citronelina, metil eugenol, cineol, linalool, etil linalaol, baunilha safrola,óleo de hortelã, óleo de menta, óleo de limão, óleo de laranja, óleo de salva, óleo de alecrim,óleo de canela, óleo de pimentão, óleo de loureiro, óleo de folha de cedro, e óleo de cravo da índia.

Em modalidades da invenção em que os compostos fenólicos são obtidos a partirde extratos de óleos vegetais, o óleo é preferivelmente extraído a partir de um membro dafamília Labiatae (também chamado Lamiaceae) ou Verbanaceae. Plantas da família Labia-tae ou Verbaneceae incluem híbridos de plantas produzidas a partir de plantas individuaisnaquelas duas famílias.

O nome comum para membros para membros da família Labiatae, uma grandefamília da maioria das ervas anuais ou perenes, é a "família menta". A família menta éclassificada nas divisões Megnoliphyta, classe Magnoliopsida, e ordem das Lamiales. Afamília Labiatae inclui cerca de 200 gêneros, tais como Salvia, Rosmarinus, Mentha,Ocimum, Thymus, Marrublum, Monarda, Trichostema, Teucrium, Hyptis, Physostegia,Lamium, Stachys, Scutellaria e Lycopus.

Plantas que são preferivelmente usadas para a extração de compostos fenólicosorgânicos incluem, mas não estão limitadas a, Ocimun spp., Saturea spp., Monarda spp.,Orignum spp., Thymus spp., Mentha spp., Nepeta spp., Teucrium gnaphalodes, Teucriumpolium, Teucrim divaricatum, Teucrim kotchyanum, Micromeria myrifolia, Calamintha nepeta,Rosmarinus officinalis, Myrtus communis, Acinos suaveolens, Dictammus albus, MicromeriaFruticosa, Cunila organoides, Mosla Japonica ammi, Lippia graveolens, Pycnanthemumnudum, Micromeria Juliana, Piper betei, Trachyspermum ammi, Lippia graveolens, Escholciasplendens, e Cedrelposis grevei, bem como outros.

Em uma composição preferida, o óleo é extraído de Esholtia splendens,Cedrelopsis grevei, Lippia graveolens ou uma planta da espécie Nepeta, incluindo, mas nãolimitado a Nepeta racemosa (gatáriaj, Nepeta citriodora, Nepeta elliptica, Nepetahistosdoma, Nepeta lanceolata, Nepeta leucopylla, Nepeta longiobrancreata, Nepetamussinii, Nepeta neptella, Nepeta sibthorpii, Nepeta subsessilis, e Nepeta tuberosa.

Muito preferivelmente, o óleo é extraído de uma planta hibrida produzida a partir docruzamento Nepeta racemosa, Escholtia splendens, edrelopsis grevei, e Lippia graveolens.

As plantas das famílias Labiatae e Verbenacea são encontradas em toda parte domundo e são relativamente fáceis de cultivar. Para cultivar as plantas, as sementes, preferi-velmente aquelas de plantas que são esperadas produzir uma alta porcentagem (por exem-plo, de pelo menos cerca de 70% em peso, mais preferivelmente de pelo menos 80% empeso), de compostos fenólicos orgânicos, são plantadas em solo fino solto, preferivelmenteem um clima sub-tropical. Sementes híbridas possuindo uma alta porcentagem de compos-tos fenólicos podem ser produzidas através de técnicas conhecidas. O cruzamento de Nepe-ta racemosa, Esholtia splendens, Cedrelopsis grevei, e Lippia graveolens produz um tal hí-brido que é uma fonte preferida dos compostos fenólicos orgânicos. As sementes são entãocultivadas utilizando técnicas agrícolas conhecidas, tal como rega e fertilização artificiais.

Muito preferivelmente, as plantas são cultivadas e crescidas sem o uso de quaisquer pesti-cidas sintéticos.

Pelo fato das folhas conterem uma alta quantidade de óleo quando da florada, épreferido que as plantas sejam colhidas logo após as plantas começarem a florir. Preferi-velmente, as plantas são colhidas no intervalo de 24 horas após a floração, mais preferivel-mente no intervalo de 12 horas após a florada. Muito preferivelmente, a colheita é conduzidaao amanhecer ou mais tarde ao entardecer (após o início da florada) quando as folhas nãoestão expostas ao sol.

Pelo fato da maior parte do óleo ser encontrada nas folhas e flores da planta, é pre-ferido que apenas as folhas e flores sejam utilizados no processo de extração. O uso deoutras partes da planta pode aumentar as impurezas e aumentar o rendimento, mas podeser utilizado.

Timol, também conhecido pela fórmula química 5-metil-2-(1-metiletil)fenol), é obtidoa partir do óleo essencial de Thymus vulgaris Labiatae e Monarda punctata Labiatae. Timolé um pó cristalino branco com um odor aromático e paladar sendo solúvel em solventes or-gânicos porém somente ligeiramente solúvel em água deionizada. Timol juntamente com oóleo de orégano são preferidos para pelo menos uma das combinações de óleos essenciais.

Mentol é isolado principalmente a partir do óleo de Mentha avensis. Em sua formacomercial, o mentol é disponível como cristais L-mentol obtidos a partir de um processo queenvolve o resfriamento do óleo. A detecção fracionada do óleo de menta que usualmentecontém de cerca de 40% até cerca de 65% de mentol representa uma outra fonte importantede mentol. Fontes sintéticas de L-mentol são também disponíveis.

Eucaliptol, um outro óleo essencial com propriedades anti-sépticas, é derivado daarvore eucalipto. Possuindo um odor a cânfora e um paladar refrescante, esse óleo essenci-al é freqüentemente combinado com outros óleos essenciais tais como menta em formula-ções de confecção para conferir efeitos medicinais. Combinações de mentol e eucaliptol sãoamplamente usadas. Usos particularmente preferidos da combinação mentol-eucaliptol in-cluem, de acordo com a presente invenção, dentifrícios tais como cremes dentais e géis deuso dental.

Salicilato de metila é o principal ingrediente em muitos óleos essenciais, constituin-do cerca de 99% do óleo de gaultéria (Gaultheria procumbens) e bétula doce (Bétula lenta).Salicilato de metila, que tem um aroma refrescante distintivo, é usado amplamente em líqui-dos para a higiene bucal, gomas de mascar e outras preparações farmacêuticas de uso oral.

Nas composições mais preferidas da presente invenção é preferido que pelo menosum dos óleos essenciais tenham como seus ingredientes ativos uma combinação de timol ecarvacrol. O mais preferido é o óleo de orégano.

Uma mistura oleosa muito satisfatória é 47,5% em peso de óleo de orégano,23,75% em peso de óleo de casca de canela, e 23,75% em peso de óleo de cravo da índia e5% de resina de óleo de pimenta da guiné. Outras misturas oleosas podem ser também u-sadas tais como: 46% em peso de orégano, 22% de casca de canela, 22% de cravo da ín-dia, 5% nerolidol e 5% de pimenta da guiné.

Uma terceira formulação de mistura é 30% orégano, 30% casca de canela, 30%cravo da índia, 5% nerolidol e 5% de pimenta da guiné.

Uma quarta formulação de mistura é 36,20% orégano, 18% casca de canela, 17%pimenta da guiné, 4% nerolidol, 8% resina oleosa de pimenta da guiné, 4% amora, 6,60%gerânio, 6,67% patchouli e 6,67% óleo de pinho.

Uma quinta formulação de mistura é 95% óleo de alecrim e 5% nerolidol.

O óleo essencial pode ser misturado numa variedade de formatos físicos, com umapreferida sendo as assim chamadas pérolas. O formato da pérola é de 0,5% a 50% de umacombinação de óleos ou de óleo puro acrescentado a uma mistura de veículos alginato, go-ma laca e algas marinhas para proporcionar uma pérola portadora com o óleo. Isso permitea um processamento conveniente e por conseqüência fácil. O processo é conhecido e podeser conseguido através de uma variedade de fabricantes.

Produtos baseados nos óleos essenciais, tais como aqueles contendo compostosfenólicos orgânicos, tendem a serem absorvidos a um nível maior que 90% no intestino del-gado. Portanto, a maior parte da atividade de tais produtos tende a estar localizada no es-tômago e/ou intestino delgado. Todavia, existem muitas infecções microbianas que ocupamporções do trato gastrintestinal para além do intestino delgado. Portanto, pode ser desejávelampliar a atividade do produto baseado em óleos essenciais para o intestino grosso.

A microencapsulação é um método que pode ajudar a ampliar a atividade da com-posição antimicrobiana ao longo da extensão de todo o trato gastrintestinal (GIT). A micro-encapsulação é uma técnica de micro-empacotamento que envolve o revestimento de pe-quenas partículas de sólidos, gotículas de líquido, ou dispersão de sólidos, contidos m líqui-dos. O composto antimicrobiana microencapsulada pode ser usado para tratar infecçõeslocalizada na extremidade do intestino delgado (por exemplo, jejuno e/ou íleo) e início deintestino grosso (por exemplo, cólon ascendente e cólon transverso). Se o composto antimi-crobiano não está microencapsulado, o ambiente ácido do estômago irá tender a quebrar aassociação entre o composto antimicrobiano e a maioria dos veículos na composição farma-cêutica (tal como dextrose, amido, etc.) e desse modo ativar o composto antimicrobiano noestômago.

Por exemplo, uma forma microencapsulada das composições antimicrobianas podeser usada para tratar infecções por Cryptosporidia spp., infecção e/ou enterite crônica emhumanos; infecções por Cryptosporidia em mamíferos, Lawsonia intracellularis e Trepanemahyodessynteriae em porcos, e outros.

Um exemplo de um processo de microencapsulação inclui a encapsulação da com-posição antimicrobiana em uma cápsula multi-paredes tal que as camadas da parede sedissolvem à medida que a cápsula transita ao longo da extensão do trato gastrintestinal.Desse modo, os componentes que constituem cada uma das camadas da parede da cápsu-la são escolhidos com base nas condições na região específica do trato gastrintestinal nasquais elas são desejadas se dissolverem. Por exemplo, o pH ao longo da extensão do tratogastrintestinal (GIT) varia: no estômago, o pH está entre 2 e 5; no duodeno, 4 e 6; jejuno, 4e 6; no íleo, 6,5 e 7,5; no ceco 5,5 e 6,5; cólon 6,5 e 7; e no reto 6,5 e 7. Portanto, os com-ponentes das camadas de parede podem diferir dependendo de qual tipo de indisposição épara ser tratada, ou sua localização, e se a formulação final é significada para tratar huma-nos ou animais. Cada camada da parede pode também conter a composição da invençãoque quando da dissolução da camada de parede, pode ser liberada para efetuar o tratamen-to da indisposição.

Adequadas matrizes de revestimento incluem ácidos graxos, ceras, açúcares, egoma laca.

Técnicas de encapsulação são conhecidas. Um exemplo de uma técnica de encap-sulação (chamado de revestimento em leito fluidizado) é provido adiante. Em um leito fluidi-zado, uma suspensão de partículas sólidas é transformada em um estado tipo fluido por umfluxo de gás ascendente ao longo da extensão do sistema. Devido ao intenso calor e trans-ferência de massa, os reatores de leito fluidizado são amplamente usados, por exemplo, naindústria química para reações de fase gasosa catalisada por sólidos. Para maximizar orendimento de tais reatores, os reagentes líquidos podem ser injetados localmente ao interi-or o leito fluidizado. Os reagentes líquidos injetados penetram ao leito fluidizado e evapo-ram. Para os propósitos de projeto e de conseguir condições operacionais ótimas, a distribu-ição espacial da concentração de componentes e da temperatura precisam ser previstas.

O revestimento em leito fluidizado pode ser usado para encapsular o composto an-tímicrobiano num material de revestimento que inclui etil celulose e óleos vegetais. Primei-ramente, o composto antimicrobiano descrito é combinado no misturador de leito fluidizadocom os ingredientes para formar um pó, tal como os ingredientes mostrados na tabela adi-ante.

Embora a referência acima tenha sido misturas enfatizando pelo menos dois óleoscom pelo menos um sendo orégano, misturas multi-óleo com pelo menos um sendo oréganotambém funcionam.

Fórmulas de misturas de três óleos especialmente preferidas incluem o seguinte:1a Fórmula de Mistura Óleo

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*Fórmula base como usado aqui inclui 33% óleo de gerânio, 33,34% Patchouli e33,34% de óleo arbusto de chá.

Como usado nas reivindicações anexas, o componente principal se refere a pelomenos 405 em peso da quantidade do componente óleos essenciais combinados; quantida-des menores incluem outros aditivos.

O aprimorador orgânico poli-iônico polimérico pode ser a preferida polietilenoimina(PEI) ou pode ser outros tais como parametoxifenil etilmetilamina. A quantidade pode ser 0,1mM a 50 mM, similar à mesma quantidade dos sesquiterpenóides (anteriormente descrito).

Os aprimoradores inorgânicos poli-iônicos preferivelmente aprimoradores polifosfa-to e podem incluir tripolifosfato de sódio, hexametafosfato de sódio, em níveis similares.

Outros veículos podem incluir outros menores usados para uma variedade de pro-pósitos em diversas aplicações tópicas, pílulas, gelatinas, etc, e podem incluir pequenasquantidades de pó de maçã, pectinas de cítricos, goma arábica, ácido ascórbico, cera deabelhas, cloridrato de betaína, biotina, carbonato de cálcio (termocal), óleo de canola, álcoolcetílico, cloreto de colina, ácido cítrico, carbonato de cobalto, sulfato de cobre, amido demilho, dextrose, aromatizante laranja anidro doce, óleo de linhaça, ácido fólico, glicina, lano-lina, óleo de lavanda, pó de limão, lípase DS, maotodextrina, sulfato de manganês, cloretode magnésio, oxido de magnésio, ácido málico, niacina, óleo de oliva, ácido pantotênico,cloreto de potássio, sulfato de potássio, polissorbato, propileno glicol, pigmento púrpura,cloridrato de piridozina, fiboflavina, farinha de algas, probióticos/bactérias, selênio, silício50S, dióxido de silício, acetato de sódio, cloreto de sódio, citrato de sódio, propinato de só-dio, alumino-silicato de sódio-MS, óleo de menta, SST (carvão vegetal ativado), álcool este-arílico, tiamina, vaselina, vitamina A, vitamina B12 600 mg, vitamina D3 500, vitamina E,vitamina K, água, e sulfato de zinco.

Os requerentes também descobriram que uma adicional melhoria nas propriedadesantimicrobianas é conseguida se de 0,01% em peso a 10% em peso, preferivelmente de0,05% em peso a 5,0% em peso de um ácido orgânico selecionado a partir do grupo de áci-do acético, cítrico e fumárico é acrescentado à composição contendo a combinação de ó-leos.

A realização dos testes de óleos na Universidade do Estado de lowa durante o ano2006/2007 revelou que a combinação de óleos foi mais eficaz sob um aspecto antimicrobia-no que a dos óleos unicamente sozinhos. A preferida foi a mistura de óleos anteriormentedescrita como a primeira mistura de óleos e a segunda mistura de óleos. Esses óleos emcombinação com diversos veículos podem ser usados para produzir uma ampla variedadede composições de uso veterinário e humano, como anteriormente mencionado e essasincluem pílulas, cápsulas de gelatina, produtos de uso tópico na pele, géis, cremes, líquidospara esfregação, pós e xampus e medicamentos para uso no trato G.l.

É portanto para ser observado que a invenção consegue pelo menos a totalidadede seus objetivos estabelecidos.

Claims (10)

1. Composição antimicrobiana baseada em óleos essenciais vegetais, de aprimora-da eficácia antimicrobiana, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende:pelo menos dois óleos essenciais vegetais como um componente principal; euma quantidade pequena, porém eficaz em melhorar a ação antimicrobiana de umaprimorador selecionado a partir do grupo que compreende aprimoradores poli-iôhicos or-gânicos, e aprimoradores poli-iônicos inorgânicos.

2. Composição antimicrobiana, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADA pelo fato de que inclui como um componente principal, uma combinaçãode pelo menos dois óleos essenciais vegetais, com um sendo óleo de orégano.

3. Composição antimicrobiana, de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADA pelo fato de que o aprimorador é um aprimorador poli-iônico poliorgâni-co.

4. Composição antimicrobiana, de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADA pelo fato de que o aprimorador é um aprimorador poli-iônico poli-inorgânico.

5. Composição antimicrobiana, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADA pelo fato de que o aprimorador poli-iônico poliorgânico é polietilenoimi-na.

6. Composição antimicrobiana, de acordo com a reivindicação 4,CARACTERIZADA pelo fato de que o aprimorador poli-iônico poli-inorgânico é um aprimo-rador polifosfato.

7. Composição antimicrobiana, de acordo com a reivindicação 6,CARACTERIZADA pelo fato de que o aprimorador é um aprimorador fosfato poli-iônico se-lecionado a partir do grupo que compreende tripolifosfato de sódio, e hexametafosfato desódio.

8. Composição antimicrobiana, de acordo com a reivindicação 2,CARACTERIZADA pelo fato de que também inclui pelo menos um sesquiterpenóide.

9. Composição antimicrobiana, de acordo com a reivindicação 7,CARACTERIZADA pelo fato de que o pelo menos um sesquiterpenóide é selecionado apartir do grupo que compreende farnesol, nerolidol, bisabolol e apritona.

10. Composição antimicrobiana, de acordo com a reivindicação 8CARACTERIZADA pelo fato de que a quantidade de sesquiterpenóide é de 0,1 mM a 50mM.