CZ34628U1

CZ34628U1 - Stabilizovaná prášková kompozice bioaktivní látky Verrusol

Info

Publication number: CZ34628U1
Application number: CZ2020-38200U
Authority: CZ
Inventors: Veronika Mikulcová; Vladimír Sedlařík
Original assignee: Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně
Priority date: 2020-11-05
Filing date: 2020-11-05
Publication date: 2020-11-30

Description

Stabilizovaná prášková kompozice bioaktivní látky Verrusol

Oblast techniky

Technické řešení se týká stabilizované práškové kompozice bioaktivní látky Verrusol, vyráběné na bázi rostlinných extraktů a používané pro podporu léčby kožních defektů. Prášková kompozice je určena především pro podpůrnou léčbu onemocnění typu verruca a pro další příbuzné aplikace v kosmetice, humánní a veterinární medicíně.

Dosavadní stav techniky

V současnosti je využití biopolymemích materiálů předmětem zájmu zákazníků a v důsledku toho i souvisejících průmyslových odvětví. Oblast topické aplikace bioaktivní ch látek a jejich enkapsulace pomocí přírodních polymerů pak představuje aplikační sféru se značným odborným i komerčním potenciálem.

Skupina materiálů zahrnující rostlinné oleje a silice disponuje širokým spektrem biologických vlastností. Hlavní nevýhodou těchto přírodních materiálů je však jejich náchylnost k působení vnějších faktorů negativně ovlivňujících jejich stabilitu mimo jejich přirozené prostředí. Proto se tyto bioaktivní sloučeniny začleňují do pevného nosiče s cílem zvýšení jejich stability, manipulovatelnosti a dlouhodobé skladovatelnosti. Velmi frekventovaným postupem enkapsulace silic a extraktů je zejména sprejové sušení, spočívající v přípravě stabilní emulze a její následném sprejovém sušení za získání mikročástic ve formě prášku. Od výsledného produktu se očekávají kromě zvýšené stability enkapsulovaných bioaktivních látek také lepší funkční vlastnosti (například zvýšení rozpustnosti ve vodě) a uživatelsky přívětivé vlastnosti (zlepšení senzorických vlastností).

Dosud existující řešení zaměřená na směsi či formulace na ochranu různých druhů bioaktivních látek ve formě částic velmi často obsahují syntetický polymemí nosič, schopný enkapsulovat bioaktivní látky. Příklademmůže být patentová přihláška WO 2019121493 AI, popisující přípravu mikročástic s obsahem esenciálních olejů pomocí metody polykondenzace. Výsledkem jsou částice na bázi polyuretanu zvyšující stabilitu enkapsulovaných olejů s aplikací v oblasti dezinfekce a přípravkům proti hmyzu. Je však třeba zmínit určitou nevýhodu tohoto či podobných řešení - nutnost použití syntetických polymerů, ato jak z hlediska aplikace samotné, tak ve vztahu k životnímu prostředí.

Proto vznikají také alternativy s využitím biopolymerů jako nosiče a ochranné složky, které jsou podle očekávání díky své biologické rozložitelnosti a dobré snášenlivosti oblíbené zejména v oblasti potravinářství a farmacie. Příkladem může být receptura popsaná v patentu US 9592201, která využívá kombinaci polysacharidů a proteinů k přípravě částic obsahující nutričně významné oleje. Receptura sestává z potravinářských polysacharidů (např. škrob) a ve vodě rozpustného proteinu (např. syrovátkový protein) v poměru od 1:1 do 1:2. Disperze o tomto složení je homogenizována za vytvoření emulze, která je v dalším kroku zpracována sprejovým sušením za vzniku prášku.

Uvedená řešení se vesměs týkají farmaceutických či potravinářských aplikací a využívají široké spektrum syntetických polymerů, či v některých případech i přírodních polymerů. Tato řešení však v určité míře stále vykazují jednu společnou dílčí nevýhodu, kterou je jejich omezená stabilita, pohybující se v rozsahu do jednoho týdne. Problém je z velké části způsoben těkavostí anestálostí účinných přírodních látek po izolaci z jejich původního prostředí. Tento jev pak vede k poměrně rychlému poklesu koncentrace účinné látky a tím snížení očekávaného efektu konečného produktu.

-1 CZ 34628 UI

Úkolem technického řešení je tedy nalézt takovou kompozici, která při zachování již dosažených předností známých řešení poskytne časově výrazně vyšší stabilitu obsažených bioaktivních látek.

Podstata technického řešení

Uvedené nevýhody a nedostatky dosud známých řešení kompozic určených pro podpůrnou léčbu kožních a dalších kosmetických defektů, do značné míry odstraňuje stabilizovaná prášková kompozice bioaktivní látky Verrusol, obsahující jako bioaktivní složky výtažek z kůry břízy bělokoré a vrby bílé, výtažek z listů vlaštovičníku většího, výtažek z květů a kořenů kravěnky kanadské, olej z listů kajeputu střídavolistého a olej z listů a větévek manuky červené, podle technického řešení. Podstata technického řešení spočívá v tom, že kompozice na 100 hmota, dílů sušiny uvedené bioaktivní látky Verrusolu obsahuje 30 až 75 hmota, dílů arabské gumy a 15 až 75 hmota, dílů maltodextrinu a je ve formě sprejově usušeného prášku o velikosti částic 16 až 63 pm.

Složení bioaktivní látky Verrusol je podrobně specifikováno v popisu technického řešení.

Stabilizovaná prášková kompozice podle technického řešení může mít formu prášku určeného pro přímou aplikaci na pokožku, anebo naneseného na terčík transdermální náplasti.

Kompozice, obsahující jako stabilizační přísady výhradně přírodní polysacharidy, poskytuje enkapsulaci a ochranu vysoce účinného komplexu biologicky aktivních látek typu rostlinných olejů, silic a přípravků na jejich bázi, obsažených v přípravku Verrusol. Vysušená kompozice ve formě prášku umožňuje zapouzdřit tyto bioaktivní látky a usnadnit tak jejich dlouhodobé skladování a manipulaci k zajištění uživatelského komfortu. Vzhledem k potenciální topické aplikaci jsou dále očekávány uživatelsky a senzoricky přívětivé vlastnosti.

Další výhodou stabilizované práškové kompozice podle technického řešení je rozpustnost použitých složek ve vodě, což umožňuje její případnou rekonstituci, a tedy i použití ve formě roztoku. Samotná kompozice nevyužívá ke stabilizaci agresivní chemické látky typu silných kyselin či zásad, které se u jiných kompozic běžně aplikují, zejména při léčbě defektů typu verruca. U kompozice podle technického řešení je bioaktivní látka Verrusol použita ve formě bylinného séra obsahujícího unikátní kombinaci antimikrobiálních rostlinných olejů a silic, podporujících léčbu kožních defektů. Současně vyvinutá kompozice podle technického řešení reaguje na aktuální environmentální problémy volbou materiálů na přírodní bázi.

V kompozici podle technického řešení jsou stabilizační přísady (arabská guma - CAS: 9000-01-5, maltodextrin - CAS: 9050-36-6) v nalezené optimální kombinaci využity pro účinnou stabilizaci vícesložkové bioaktivní látky, představované komerčním přípravkem Verrusol:

Tabulka 1 - složení Verrusolu

INCI (CAS No.)	Hlavní aktivní složky
Voda (7732-18-5)
Denaturovaný etanol (64-17-5)
Výtažek kůry břízy bělokoré (85940-29-0)	betulin, kyselina betulinová, kyselina oleanová, lupeol

- 2 CZ 34628 UI


Výtažek kůry vrby bílé (84082-82-6)	salicin, saligenin, kyselina salicylová, isosalicin, salidrosid, picein, triandrin, salicoylsalicin, salicortin, isosalipurpurosid, salipurpurosid, katechin, amelopsin, taxifolin, 7-Omethyltaxifolin-3'-O-glykosid, 7-Omethyltaxifolin
Výtažek z listů vlaštovičníku většího (84603-56-5)	koptisin, chelidonin, berberin, protoberberin, protopin, benzofenantredin, kyselina j ablečná, kyselina citrónová, kyselina hydrobenzoová, kyselina gentisová, spartein, saponin, karotenoidy, chelidocystatnin, flavonoidy
Výtažek z květů a kořenů kravěnky kanadské (84929-48-6)	sanguinarin, chelerythrin, chelirubin, sanguirubin, chelilutin, protopin, sanguilutin
Dimetikon (68937-54-2)
Ethoxylovaný sorbitan-mono-9-oktadecenoát (9005-65-6)
Olej z listů kajeputu střídavolistého (85085-48-9)	terpinen-4-ol, γ-terpinen, a-terpinen, 1,8-cineol, terpinolen, p-cymen, apinen, a-terpineol, aromadendren, cadinen, limonen, sabinen, globulol, viridiflorol
D-Panthenol (81-13-0)
Olej z listů a větévek manuky červené (223749-44-8)	a-pinen, β-pinen, myrcen, δ-kadinen, p-cymen, 1,8-cineol, β-ocimen, citronellol, linalol, terpinen-4-ol, aterpineol, citronellyl formát, akubeben, γ-ylangen, α-kopaen, βelemen, a-guijunen, β-caryophyllen, viridifloren, trans-kalamenen, flaveson, trans-methyl cinamát

Arabská guma je vysoce rozvětvený komplexní biopolymer, jehož vlastnosti jsou výhodné pro enkapsulaci lipofilních látek. V kompozici plní funkci emulgátoru, přičemž výhodou je schopnost tvorby emulzí stabilních v širokém rozmezí pH. Má schopnost chránit látky lipofilního charakteru 5 před lipooxygenázou a volnými radikály tím, že se sorbuje na povrch lipidových kapek.

Maltodextrin je krémově bílý hygroskopický prášek s nevýraznou nebo mírně nasládlou chutí. Je vysoce rozpustný ve vodě a vykazuje nízkou viskozitu i u koncentrovaných roztoků. V receptuře plní funkci protektantu umožňující zachování jádra při sprejovém sušení.

o

Hlavní předností kompozice podle technického řešení je poskytnutí stabilního systému ve formě prášku, obsahujícího vícesložkovou biologicky účinnou látku z přírodních silic a extraktů společně s optimalizovanou kombinací dalších ve vodě rozpustných polymerů, rovněž výhradně přírodního původu. Forma prášku umožňuje snadnější manipulaci a dlouhodobé skladování vícesložkové

-3CZ 34628 UI biologicky aktivní látky - Verrusolu. Další výhodou kompozice je možnost jejího opětovného rozpuštění ve vodě. Důležitým rysem je biologicky kompatibilní charakter kompozice, která zároveň vykazuje příznivé fyzikálně-chemické a senzorické vlastnosti. Následně získaný práškovitý materiál je schopen imobilizace komerčního bioaktivního produktu Verrusol, sestávajícího z přírodních silic a extraktů.

Stabilizovaná kompozice podle technického řešení je výhodná nejen díky přírodnímu charakteru použitých složek, ale její předností je i skutečnost, že jako stabilizační složky jsou použity běžně dostupné potravinářské suroviny. Určité technologické náklady představuje pouze jediný krok metoda sprejového sušení kompozice, potřebná k získání práškovitého produktu. Ve srovnání s jinými technikami přípravy částic, např. lyofilizací, je však metoda sprejového sušení výrazně levnější, s příznivým dopadem na cenu výsledného produktu.

Získaný finální práškovitý produkt podle uvedeného užitného vzoru je ve formě mikročástic. Výsledná výtěžnost kompozice je v rozmezí 48 až 50 %. Rozpustnost výsledného produktu ve vodě se pohybuje v intervalu 90 až 92 % v závislosti na použitém poměru. Enkapsulační účinnost vztažená na sušinu činí 90 až 91 %.

Objasnění výkresů

Příklady uskutečnění technického řešení jsou dokumentovány na přiložených výkresech, kde značí:

- obr. 1 - snímky SEM vzorků dle příkladu 1, poměr V:AG:MD = 6:2:2, zvětšení 3900x;

- obr. 2 - snímky SEM vzorků dle příkladu 2, poměr V:AG:MD = 4:3:3, zvětšení 3400x;

- obr. 3 - snímky SEM vzorků dle příkladu 3, poměr V:AG:MD = 5:3:2, zvětšení 3600x;

- obr. 4 - snímky SEM vzorků dle příkladu 4, poměr V:AG:MD = 6:3:1, zvětšení 3400x.

Pozn. : V - Verrusol, AG - arabská guma, MD - maltodextrin

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad 1

Kompozice pro stabilizaci bioaktivních látek pro podporu léčby verruca obsahovala na 100 hmota, dílů Verrusolu 33,33 hmota, dílů arabské gumy a 33,33 hmota, dílů maltodextrinu. Postup přípravy kompozice spočíval v prvním kroku v přípravě vodného roztoku/disperze, kde hmotnostní poměr pevné složky (souhrn všech uvedených komponent) a vodného média byl 1:4. V dalším kroku byla takto připravená kompozice emulzifikována při otáčkách 10 000 rpm/min po dobu 3 minut. Ve finálním kroku byla získaná emulze rozprášena a zpracována pomocí sprejové sušárny na prášek. Technologické parametry sprejového sušení byly následující: teplota 150 °C, průtok vzduch 439 1/h, výkon pumpy 30 %, výkon aspirátoru 100 %.

Získaný práškový produkt o velikosti částic 30,20 ± 1,06 pm měl nazelenalou barvu (Verrusol) a lehkou vůni po originálních bioaktivních látkách. Struktura částic je patrná z obr. 1. Při samotném použití produktu se provede jeho přímá aplikace na navlhčenou pokožku v místě kožního defektu, přičemž přítomnost vlhkého prostředí napomáhá aktivaci podpůrných látek obsažených v matrici.

-4CZ 34628 UI

Příklad 2

Kompozice pro stabilizaci bioaktivních látek pro podporu léčby verruca obsahovala na 100 hmota, dílů Verrusolu 75 hmota, dílů arabské gumy a 75 hmota, dílů maltodextrinu. Postup přípravy produktu byl analogický jako v příkladu 1.

Získaný práškový produkt měl velikost částic 17,80 ± 1,95 pm, struktura částic je patrná z obr. 2. Produkt měl nazelenalou barvu a lehkou vůni po originálních bioaktivních látkách. Použití produktu se provádí přiložením ve formě náplasti obsahující terčík s produktem na suchou pokožku.

Příklad 3

Kompozice pro stabilizaci bioaktivních látek pro podporu léčby verruca obsahovala na 100 hmota, dílů Verrusolu 60 hmota, dílů arabské gumy a 40 hmota, dílů maltodextrinu, s postupem přípravy práškového produktu analogickým jako v příkladu 1.

Získaný práškový produkt o velikosti částic 56,70 ± 6,38 pm a struktuře viditelné na obr. 3 měl barvu a vůni jako v příkladech 1 a 2. Použití je možné přímou aplikací na navlhčenou pokožku.

Příklad 4

Kompozice pro stabilizaci bioaktivních látek pro podporu léčby verruca obsahovala na 100 hmota, dílů Verrusolu 50 hmota, dílů arabské gumy a 16,66 hmota, dílů maltodextrinu, s postupem přípravy produktu dle příkladu 1.

Získaný práškový produkt opět podobné barvy a vůně jako v předchozích příkladech, měl velikost částic 41,13 ± 6,26 pm a strukturu patrnou z obr. 4. Použití produktu je možné přímou aplikací na navlhčenou pokožku.

Příklad 5

Pro srovnání a doložení stabilizačních účinků kompozice podle technického řešení byl stejnou technologií sušení zpracován samotný Verrusol bez stabilizačních přísad - viz tabulka 2 - poslední řádek, v následující části.

Doložení stabilizačních účinků, velikosti a struktury částic u výše uvedených příkladů

1. Gravimetrické stanovení stabilizace proti těkavosti kompozice

Stabilizační účinky byly gravimetricky stanoveny na základě stanovení sušiny obsahující Verrusol ve formě jednotlivých kompozic gravimetricky před a po vysušení (úbytek hmotnosti - těkavost) a pro srovnání (příklad 5) sušiny stejné účinné látky v původní ne stabilizované formě. Sušina byla stanovena vždy pomocí tří paralelních měření navážením 1 g příslušného vzorku a sušením do konstantní hmotnosti při 105 °C. Sušina (%) byla u všech vzorků stanovena ze zjištěných hodnot hmotnosti dle vztahu:

m₇x = — -100 m₁ kde mi je navážka vzorku před vysušením [g] m2 je hmotnost vzorku vysušeného (při 105 °C) [g]

-5CZ 34628 UI

Tabulka 2 - Sušina

příklad č.	hmotnostní poměr Verrusol: AG : MD	sušina (%)	směrodatná odchylka dle Dean-Dixona
1	6:2:2	95,13	0,09
2	4:3:3	96,14	0,15
3	5:3:2	94,94	0,05
4	6:3:1	95,69	0,14
5	1:0:0	0,57	0,08 ¹⁰

Pozn. : AG - arabská guma, MD - maltodextrin

Z výsledků uvedených v této tabulce vyplývá, že během sušení došlo k markantnímu hmotnostnímu úbytku nestabilizované bioaktivní látky Verrusol (příklad 5), zatímco v případě její stabilizace ve formě kompozice (příklady 1 až 4) došlo k úbytku pouze nepatrně.

2. Stanovení velikosti částic

Velikost částic D připravených prášků byla stanovena pomocí laserového analyzátoru velikosti částic (Mastersizer 3000, Malvern). Měření bylo provedeno suchou cestou ve třech opakováních. Parametry měření byly následující: index lomu - 1,673; model analýzy - sférické částice. Jak vyplývá z tabulky 3, velikost získaných částic se pohybovala v rozmezí ~ 17,80 ±1,95 pm až 56,70 ± 6,38 pm.

Tabulka 3 - Velikost částic a jejich distribuce

příklad č.	hmotnostní poměr Verrusol: AG : MD	φϋ [4;3]	DeanDixonova odchylka
1	6:2:2	30,20	1,06
2	4:3:3	17,80	1,95
3	5:3:2	56,70	6,38
4	6:3:1	41,13	6,26

Pozn.: AG - arabská guma, MD - maltodextrin;

D - objemově-ekvivalentní průměr

3. SEM analýza

Morfologie vzorků byla studována pomocí stolního rastrovacího elektronového mikroskopu Phenom PRO při použití urychlovacího napětí 5 kV. Vzorek byl umístěn do držáku pro ne-vodivé vzorky. Jak je patrné z obr. 1 až 4 přiložených výkresů, připravené částice jsou z morfblogického hlediska kulovitého tvaru, což je typické pro produkty sprej ového sušení. Dále je z výsledků SEM analýzy patrné, že obsah Verrusolu a složení obalu měly zásadní vliv na velikost a vzhled částic. Velikost částic je na základě obrazové analýzy vyšší v porovnání s výsledky laserové difrakce, což je typické pro tento typ velikostní analýzy.

-6CZ 34628 UI

Průmyslová využitelnost

Stabilizovaná kompozice podle technického řešení je využitelná především pro podpůrnou léčbu onemocnění typu verruca a pro další příbuzné aplikace v kosmetice, humánní a veterinární 5 medicíně. Kompozice zde slouží k imobilizaci obsažených bioaktivních látek a jejich cílené dopravě v účinné koncentraci k postiženému místu. Kompozice umožňuje dlouhodobé skladování a usnadňuje manipulaci s produktem.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

5 1. Stabilizovaná prášková kompozice bioaktivní látky Verrusol, obsahující jako bioaktivní složky výtažek z kůry břízy bělokoré a vrby bílé, výtažek z listů vlaštovičníku většího, výtažek z květů a kořenů kravěnky kanadské, olej z listů kajeputu střídavolistého a olej z listů a větévek manuky červené, vyznačující se tím, že kompozice na 100 hmota, dílů sušiny uvedené bioaktivní látky Verrusolu obsahuje 30 až 75 hmota, dílů arabské gumy a 15 až 75 hmota, dílů maltodextrinu io a je ve formě sprejově usušeného prášku o velikosti částic 16 až 63 pm.
2. Stabilizovaná prášková kompozice bioaktivní látky Verrusol podle nároku 1, vyznačující se tím, že je ve formě sprejově usušeného prášku vytvořeného pro přímou aplikaci na pokožku.

15 3. Stabilizovaná prášková kompozice bioaktivní látky Verrusol podle nároku 1, vyznačující se tím, že je ve formě sprejově usušeného prášku naneseného na terčík transdermální náplasti.