EP1722884A1 - Storage stable multi-microcapsules having adjustable synergitically active functional content components - Google Patents

Storage stable multi-microcapsules having adjustable synergitically active functional content components

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Publication number
EP1722884A1
EP1722884A1 EP04714290A EP04714290A EP1722884A1 EP 1722884 A1 EP1722884 A1 EP 1722884A1 EP 04714290 A EP04714290 A EP 04714290A EP 04714290 A EP04714290 A EP 04714290A EP 1722884 A1 EP1722884 A1 EP 1722884A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substance
substance components
components
microcapsules
functional
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04714290A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Erich Windhab
Michael Zimmermann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Original Assignee
Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ filed Critical Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ
Publication of EP1722884A1 publication Critical patent/EP1722884A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/4808Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate characterised by the form of the capsule or the structure of the filling; Capsules containing small tablets; Capsules with outer layer for immediate drug release
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02Making microcapsules or microballoons

Definitions

  • the invention relates to multi-microcapsules in which several, in the sense, for. B. pharmaceutical / medical and / or nutritional properties of functional substances or substance components are encapsulated.
  • the effectiveness of functional substances / components is also significantly affected by their interaction with other substances that are in the human digestive tract.
  • Such undesirable interacting substances in the digestive tract can originate from food and can also be part of the digestive system.
  • iron preparations added to remedy iron deficiency symptoms under the general conditions in the stomach of humans (low pH values), as well as through oxidation effects when interacting with e.g. B. oxidized phytic acids from plant foods or dairy products, so impaired in terms of their absorbability in the small intestine and thus limited in bioavailability.
  • Iron deficiency-related anemia, thyroid enlargement (goiter) resulting from iodine deficiency and vitamin A deficiency affect more than a third of the world's population. Often these shortcomings occur simultaneously, such. B. in regions of West and North Africa where approx. 1/3 of schoolchildren suffer from iron, iodine and vitamin A deficiency at the same time. These three nutritional components are extremely important for human metabolism. Iron and vitamin A deficiency affect the thyroid metabolism of iodine and reduce the effectiveness of iodized salt. Vitamin A deficiency also affects iron transport in the body and worsens iron deficiency-related anemia.
  • the object of the invention is to configure a multi-microcapsule for incorporating several pharmacologically / medically and / or nutritionally active functional substances / substance components in such a way that the encapsulated substances / substance components on the one hand show no interactions under storage conditions and on the other hand in coordination when applied
  • the encapsulated substances / substance components can be released in a defined manner to the ambient conditions with regard to the time of the release and the release rate.
  • the aim is also to combine the encapsulated substances in such a way that positive synergistic effects (e.g. mutual protective action against oxidation, improved bioavailability) can be achieved during storage, release and interaction.
  • multi-microcapsules By means of the multi-microcapsules according to the invention, several substances / substance components with functional properties can be integrated into a "multi-microcapsule" such that no interaction of the encapsulated substances / substance components takes place during the storage of such capsules. H. Storage stability is guaranteed.
  • Another important advantage results from the spatial proximity of the substances / substance components fixed in a microcapsule, since when they are released from the microcapsule, this leads to contact and, as a result of a corresponding combination, to targeted synergistic interactions
  • Another advantage is the adjustability according to the invention of the time of release and the rate of release of encapsulated functional substances / substance components by means of a suitable choice coordinated with the environmental conditions during use, which is around these functional ones Capsule materials forming shell layers, as well as their layer thickness and microstructure.
  • multi-microcapsules can be used to transport nutrient components, such as water-soluble iron salts (1st component), to the small intestine, who are deficient in oxidation, and to release these salts from the capsule synchronously with an antioxidant (2nd component).
  • nutrient components such as water-soluble iron salts (1st component)
  • 2nd component an antioxidant
  • the intensive interaction of these components in the microenvironment of the capsule will protect the iron salt from oxidation and the iron bioavailability d. H. significantly improve its absorption in the small intestine.
  • the multi-microcapsules according to the invention allow the integration / encapsulation of several functional substances / substance components in a multi-capsule with the possibility of setting separating layers between these substances / substance components with regard to diffusion permeability, time of release and release kinetics. This is the prerequisite for the production of a multi-microcapsule suitable for storage stability and optimized release of several functional synergistically interacting substances / substance components.
  • the invention is illustrated for example in the drawing. Show it: 1 shows a multi-microcapsule morphology;
  • Fig. 2 crystalline functional material phases with surrounding amorphous layer and additional outer amorphous boundary layer;
  • Fig. 3 shows the digestive route of a multi-microcapsule in the human gastrointestinal tract.
  • FIG. 1 The complex structure of a multi-microcapsule is shown in FIG. 1 for illustration.
  • the abbreviations used in the text below can be found in Figure 1 and Table 1 (nomenclature overview; Appendix).
  • multi microcapsules are made up of subcapsules (SKi) with encapsulated functional individual substance components (FSi) by embedding these SKi in a main capsule matrix phase (HKMP).
  • This main capsule matrix phase is chosen such that a diffusion-based exchange of the encapsulated functional substances / substance components (FSi) is largely prevented under storage conditions.
  • the FSi are preferably used in solid, mostly crystalline form.
  • the different FSi are preferably included in a subcapsule matrix phase (SKMPi). According to the invention, these SKMPi are chosen opposite to the FSi with regard to their hydrophilicity / hydrophobicity.
  • the molecular structure of the SKMPi is preferably largely amorphous (glass-like), possibly also crystalline or gel-like, via the composition and manufacturing process.
  • additional interface layers are created by means of surface-active substances as diffusion barriers between FSi and SKMPi and between SKMPi and HKMP.
  • such an interface layer can also surround the main capsule (GFH).
  • the following sizes of the multi-microcapsule are adapted according to the invention to set the time of release of the SKi and its release kinetics:
  • Geometric parameters • Diameter of the FSi particles: a few nanometers - 50 micrometers • Diameter of the subcapsules (SKi): 1 - 200 micrometers • diameter of the main capsule (HK): a few micrometers - a few millimeters • thickness of the interface layers (GSi)
  • the main capsule matrix phase corresponds to an additional coating layer. If necessary, this can also be omitted.
  • Individual encapsulation of the FSi in subcapsules and an increase in the number of "cladding layers" (GFi, SKMPi, HKMP) allow, on the one hand, an improvement in the stability properties of the capsules under storage conditions. On the other hand, these cladding layers allow flexible adaptation to the application conditions.
  • microcapsules in general is to transport the functional substances / substance components FSi to the preferred location for their release and to set their release kinetics as defined as possible.
  • An additional aim of the multi-microcapsules according to the invention is to release several FSi in the immediate vicinity at the same time or in a defined sequence, and thus to enable a reaction of these released FSi without significant interference from material components from the environment.
  • the combination of the encapsulated FSi takes place according to the invention in such a way that synergistic interactions are realized.
  • an antioxidant FS1
  • a nutritionally or pharmacologically / medically relevant compound FS2
  • destination location of the FSi release.
  • A. mouth / throat pH neutral; heavy mechanical stress, water-soluble enzyme activity
  • B. stomach pH low; mechanical stress
  • C. Gastric exit / small intestine pH neutral; introduction of enzymes (e.g. fat-soluble lipases (bile), water-soluble enzymes in the digestive juice).
  • the cladding layers enable the thermal, mechanical, pH and enzymatic stability properties to be set. It may also be desirable to break down the corresponding coating layer in order to ensure the release of the FSi at the destination.
  • fat-based layers for example, are affected by the action of lipa- and macromolecular networks in water-based layers are degraded by water-soluble enzymes (e.g. cellulases, proteases) at the stomach exit or in the small intestine. Adjusting the thickness of such layers allows the location of the FSi release e.g. B. move along the small intestine or influence the FSi release kinetics.
  • the step-by-step disruption of a multi-microcapsule in the human gastrointestinal tract is shown schematically as an example in FIG.
  • FSi contain the substances iron pyrophosphate (functional, nutritive component: iron), sodium iodate (functional, nutritive component: iodine and retinyl palmitats (functional Component: Vitamin A) in encapsulated form.
  • the encapsulation was carried out in hydrogenated (hardened) palm kernel fat as the common main capsule matrix phase.
  • the iron (Fe) -iodine (J) -Vitamin A multi-microcapsules short: FeJA-CAPS
  • Saline is considered the ideal vehicle for the nutritional reinforcement of food and is therefore also suitable for experiments on "three-component enrichment" with iron, iodine and vitamin A. So far, such enrichments have not been successful because water-soluble iron compounds with moisture from salt or Ambient air and impurities in the table salt caused unacceptable color changes, and iodine and vitamin A in enriched table salt were oxidized and thus lost in the presence of moisture and oxygen.
  • Table 1 shows the mean concentrations of vitamin A, iodine and iron from each of the 12 50 g salt samples examined for each storage period.
  • vitamin A showed losses of 80-90% in one month and iodine about 40-50% in six months.
  • Salt-enriched table salt The other group is the triple fortified salt TFS (FeJA-CAPS).
  • This example underlines the effectiveness of multi-microcapsules in terms of achieving good storage stability that has not yet been achieved, as well as improved functionality in terms of bioavailability of the investigated nutritional substance components.
  • HKMP main capsule - matrix phase
  • GFSi interface outer layers of the subcapsules
  • NMH network-forming macromolecules in the main capsule matrix phase
  • NMSi network-forming macromolecules in the subcapsule matrix phase

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Abstract

The invention relates to novel multi-component micro capsule systems, wherein two and several functional substances and/or substance components are encapsulated in a spatially separated manner, such that during storage of said type of multi-capsule systems, interaction of the encapsulated components is prevented, but when said multi-capsules are administered, the different encapsulated functional substances/substance components are released in a targeted simultaneous or successive manner in relation to a point of release, a time of release and a rate of release, according to the field in which they are used. The inventive multi-micro-capsules act as a covering for several functional substances/substance components, provided with one and/or several material layers having defined mechanical, thermal and physicochemical and/or biochemical stability properties, which are optimised such that they are adapted to the conditions of use in relation to the desired interaction and release of the encapsulated substances/substance components.

Description

Lagerstabile Multi-Mikrokapseln mit einstellbar synergistisch wirksamen funktioneilen Inhaltskomponenten Storage-stable multi-microcapsules with adjustable, synergistically effective functional content components
Beschreibung GattungDescription genus
Die Erfindung betrifft Multi-Mikrokapseln, in welchen mehrere, im Sinne z. B. pharmazeutisch-/medizinischer und/oder nutritiver Eigenschaften funk- tionelle Stoffe bzw. Stoffkomponenten verkapselt werden.The invention relates to multi-microcapsules in which several, in the sense, for. B. pharmaceutical / medical and / or nutritional properties of functional substances or substance components are encapsulated.
Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention
In den Bereichen Pharma / Medizin, Kosmetik und Ernährung spielen funktioneile Stoffe/Stoffkomponenten (Pharma/Medizin: pharmazeutische Wirkstoffe, Medikamente, Kosmetik: dermatologische Wirkstoffe, Lebensmittel: nutritive Komponenten) eine zunehmende Rolle im Hinblick auf deren definierte Freisetzung, z. B. im Gastro-Intestinaltrakt des Menschen in einer Form bzw. mit einer Freisetzungskinetik, welche die bestmögliche Aufnahme durch den Organismus bzw. die bestmögliche Bioverfügbarkeit und Wirksamkeit gewährleisten lassen. Bereits bei der Lagerung funktioneller reaktiver Stoffe-/Stoffkomponenten treten häufig Wechselwirkungen mit der umgebenden Stoffmatrix und einhergehend deutliche Verluste hinsichtlich Wirksamkeit der funktioneilen Stoffe/Stoffkomponenten auf.In the areas of pharmaceuticals / medicine, cosmetics and nutrition, functional substances / substance components (pharmaceuticals / medicine: active pharmaceutical ingredients, medicines, cosmetics: dermatological active ingredients, food: nutritional components) play an increasing role with regard to their defined release, e.g. B. in the gastrointestinal tract of humans in a form or with a release kinetics, which ensure the best possible absorption by the organism or the best possible bioavailability and effectiveness. Already during the storage of functional reactive substance / substance components, there are often interactions with the surrounding substance matrix and associated significant losses with regard to the effectiveness of the functional substances / substance components.
In vielen Anwendungsfällen wird die Wirksamkeit funktioneller Stoffe/Komponenten auch durch deren Wechselwirkung mit anderen Stoffen, welche sich im menschlichen Verdauungstrakt befinden, mass- geblich beeinträchtigt. Derartige unerwünscht wechselwirkende Stoffe im Verdauungstrakt können sowohl Nahrungsmitteln entstammen als auch Bestandteil des Verdauungssystems sein. Beispielsweise werden zur Behebung von Eisenmangelerscheinungen zugeführte Eisenpräparate unter den Rahmenbedingungen im Magen des Menschen (niedrige pH Werte), sowie durch Oxidationseffekte bei Wechselwirkung mit z. B. Phytosäuren aus pflanzlichen Nahrungsmitteln oder Milchprodukten oxidiert, damit hinsichtlich ihrer Resorbierbarkeit im Dünndarm beeinträchtigt und somit in der Bioverfügbarkeit eingeschränkt.In many applications, the effectiveness of functional substances / components is also significantly affected by their interaction with other substances that are in the human digestive tract. Such undesirable interacting substances in the digestive tract can originate from food and can also be part of the digestive system. For example, iron preparations added to remedy iron deficiency symptoms under the general conditions in the stomach of humans (low pH values), as well as through oxidation effects when interacting with e.g. B. oxidized phytic acids from plant foods or dairy products, so impaired in terms of their absorbability in the small intestine and thus limited in bioavailability.
Im Folgenden wird zur beispielhaften Darstellung eines möglichen syner- gistischen Ansatzes zur Behebung von ernährungsbedingten Mangelerscheinungen auf Wechselwirkungseffekte bei Eisen-, Jod und Vitamin A Mangel Bezug genommen. Anhand dieses Beispiels werden im weiteren auch Vorteile der erfindungsgemässen Multi-Mikrokapseln weitergehend detailliert erläutert. Eisenmangel bedingte Anämie, durch Jodmangel resultierende Schilddrüsenvergrösserung (Kropf) und Vitamin A Mangel betreffen mehr als ein Drittel der Weltbevölkerung. Häufig treten diese genannten Mängel gleichzeitig auf, so z. B. in Regionen West und Nord Afri- kas wo ca. 1/3 der Schulkinder gleichzeitig an Eisen-, Jod - und Vitamin A Mangel leiden. Diese drei nutritiven Komponenten sind von ausserordent- licher Wichtigkeit für den menschlichen Metabolismus. Eisen und Vitamin A Mangel beeinträchtigen den Schilddrüsen Metabolismus von Jod und reduzieren die Wirksamkeit von jodiertem Salz. Vitamin A Mangel beein- trächtigt ausserdem den Eisentransport im Körper und verschlechtert Eisenmangel bedingte Anämie.In the following, reference is made to the interaction effects of iron, iodine and vitamin A deficiency in order to exemplify a possible synergistic approach to remedying nutritional deficiency symptoms. On the basis of this example, the advantages of the multi-microcapsules according to the invention will also go further explained in detail. Iron deficiency-related anemia, thyroid enlargement (goiter) resulting from iodine deficiency and vitamin A deficiency affect more than a third of the world's population. Often these shortcomings occur simultaneously, such. B. in regions of West and North Africa where approx. 1/3 of schoolchildren suffer from iron, iodine and vitamin A deficiency at the same time. These three nutritional components are extremely important for human metabolism. Iron and vitamin A deficiency affect the thyroid metabolism of iodine and reduce the effectiveness of iodized salt. Vitamin A deficiency also affects iron transport in the body and worsens iron deficiency-related anemia.
Dies lässt einen kombinierten Ansatz gegen Eisen-, Jod- und Vitamin A Mangel als besonders geeignet als Beispiel für eine effektive und syner- gistische Strategie zur Anreicherung von Lebensmitteln erscheinen.This makes a combined approach against iron, iodine and vitamin A deficiency particularly suitable as an example of an effective and synergistic strategy for food fortification.
Für die Applikation funktioneller Stoffkomponenten/Wirkstoffe stellen sich folgende Hauptfragen:The following main questions arise for the application of functional substance components / active substances:
1. Wie können diese Stoffe ohne vorherige Mengen- und Wirkungsverluste bei Lagerung und Applikationsvorbereitung (z. B. Integration in Speisen) an den Ort der gewünschten Freisetzung und Resorption (z. B. Dünndarm) transportiert werden? 2. Wie können die Resorptionsbedingungen am Ort der Freisetzung für die Erzielung einer maximalen Bioverfügbarkeit optimiert werden.1. How can these substances be transported to the place of the desired release and absorption (e.g. small intestine) without prior loss of quantity and effectiveness during storage and application preparation (e.g. integration in meals)? 2. How can the absorption conditions at the site of release be optimized to achieve maximum bioavailability.
Aufgabetask
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Multi-Mikrokapsel zur Einbindung mehrerer pharmakologisch-/medizinisch und/oder nutritiv wirksamer funktioneller Stoffe / Stoffkomponenten derart zu konfigurieren, dass die verkapselten Stoffe / Stoffkomponenten einerseits unter Lagerungs- bedingungen keine Wechselwirkungen aufzeigen und andererseits bei Applikation in Abstimmung auf die Umgebungsbedingungen eine definiert einstellbare Freisetzung der verkapselten Stoffe/Stoffkomponenten hinsichtlich Zeitpunkt der Freisetzung und Freisetzungsrate ermöglicht ist. Es wird außerdem angestrebt, die verkapselten Stoffe derart zu kombinieren, dass positive synergistische Wirkungen (z. B. gegenseitige Schutzwirkung vor Oxidation, verbesserte Bioverfügbarkeit) bei Lagerung, Freisetzung und Interaktion erzielt werden können.The object of the invention is to configure a multi-microcapsule for incorporating several pharmacologically / medically and / or nutritionally active functional substances / substance components in such a way that the encapsulated substances / substance components on the one hand show no interactions under storage conditions and on the other hand in coordination when applied The encapsulated substances / substance components can be released in a defined manner to the ambient conditions with regard to the time of the release and the release rate. The aim is also to combine the encapsulated substances in such a way that positive synergistic effects (e.g. mutual protective action against oxidation, improved bioavailability) can be achieved during storage, release and interaction.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 oder 2 wiedergegebenen Merkmale gelöst. Weitere AusführungsformenThe object is achieved by the features set out in claims 1 or 2. Other embodiments
Weitere erfinderische Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahrensweise sind in den Patentansprüchen 3 bis 11 beschriebenFurther inventive embodiments of the procedure according to the invention are described in claims 3 to 11
Einige VorteileSome advantages
Mittels der erfindungsgemäßen Multi-Mikrokapseln lassen sich mehrere Stoffe / Stoffkomponenten mit funktioneilen Eigenschaften derart in eine "Multi-Mikrokapsel" einbinden, dass während der Lagerung derartiger Kapseln keine Wechselwirkung der verkapselten Stoffe/Stoffkomponenten erfolgt, d. h. Lagerstabilität gewährleistet ist.By means of the multi-microcapsules according to the invention, several substances / substance components with functional properties can be integrated into a "multi-microcapsule" such that no interaction of the encapsulated substances / substance components takes place during the storage of such capsules. H. Storage stability is guaranteed.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ergibt sich aus der räumlichen Nähe der in einer Mikrokapsel fixierten Stoffe/Stoffkomponenten, da dies bei deren Freisetzung aus der Mikrokapsel zum Kontakt und infolge entsprechender Kombination zur gezielten synergistischen Wechselwirkungen führtAnother important advantage results from the spatial proximity of the substances / substance components fixed in a microcapsule, since when they are released from the microcapsule, this leads to contact and, as a result of a corresponding combination, to targeted synergistic interactions
Ebenso von Vorteil ist die erfindungsgemäße Einstellbarkeit des Freiset- Zungszeitpunktes und der Freisetzungsrate von verkapselten funktioneilen Stoffen / Stoffkomponenten durch geeignete mit den Umgebungsbedingungen bei der Anwendung abgestimmte Wahl, der um diese funktionellen Stoffe Hüllschichten bildendenden Kapselmaterialien, sowie deren Schichtdicke und Mikrostruktur.Another advantage is the adjustability according to the invention of the time of release and the rate of release of encapsulated functional substances / substance components by means of a suitable choice coordinated with the environmental conditions during use, which is around these functional ones Capsule materials forming shell layers, as well as their layer thickness and microstructure.
Beispielsweise lassen sich mittels Multi-Mikrokapsel nutritive Stoffkompo- nenten, wie wasserlösliche Eisensalze (1. Stoffkomponente) oxidationsge- schützt in den Dünndarm unter Eisenmangel leidenden Probanten transportieren und dort diese Salze synchron mit einem Antioxidanz (2. Stoffkomponente) aus der Kapsel freisetzen. Die intensive Wechselwirkung dieser Komponenten in der Mikroumgebung der Kapsel wird das Eisen- salz vor Oxidation schützen und die Eisen-Bioverfügbarkeit d. h. dessen Resorption im Dünndarm signifikant verbessern.For example, multi-microcapsules can be used to transport nutrient components, such as water-soluble iron salts (1st component), to the small intestine, who are deficient in oxidation, and to release these salts from the capsule synchronously with an antioxidant (2nd component). The intensive interaction of these components in the microenvironment of the capsule will protect the iron salt from oxidation and the iron bioavailability d. H. significantly improve its absorption in the small intestine.
Somit erlauben die erfindungsgemäßen Multi-Mikrokapseln die Einbindung / Verkapselung mehrerer funktioneller Stoffe-/Stoffkomponenten in einer Multi-Kapsel mit der Möglichkeit Trennschichten zwischen diesen Stoffen / Stoffkomponenten hinsichtlich Diffusionsdurchlässigkeit, Freisetzungszeitpunkt und Freisetzungskinetik einzustellen. Damit ist die Voraussetzung für die Herstellung einer hinsichtlich Lagerstabilität und optimierter Freisetzung von mehreren funktionellen synergisteisch wechselwirkenden Stoffe / Stoffkomponenten tauglichen Multi-Mikrokapsel gegeben.Thus, the multi-microcapsules according to the invention allow the integration / encapsulation of several functional substances / substance components in a multi-capsule with the possibility of setting separating layers between these substances / substance components with regard to diffusion permeability, time of release and release kinetics. This is the prerequisite for the production of a multi-microcapsule suitable for storage stability and optimized release of several functional synergistically interacting substances / substance components.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 eine Multi-Mikrokapsel Morphologie;The invention is illustrated for example in the drawing. Show it: 1 shows a multi-microcapsule morphology;
Fig. 2 kristalline funktioneile Stoffphasen mit diese umgebender amorpher Schicht und zusätzlicher äusserer amorpher Grenzschicht;Fig. 2 crystalline functional material phases with surrounding amorphous layer and additional outer amorphous boundary layer;
Fig. 3 den Verdauungsweg einer Multi-Mikrokapsel im menschlichen Magen-Darmtrakt.Fig. 3 shows the digestive route of a multi-microcapsule in the human gastrointestinal tract.
Zur Veranschaulichung wird die komplexe Struktur einer Multi-Mikrokapsel in Figur 1 dargestellt. Die nachfolgend im Text verwendeten Abkürzungen finden sich in Figur 1 und Tabelle 1 (Nomenklatur-Übersicht; Appendix) wieder.The complex structure of a multi-microcapsule is shown in FIG. 1 for illustration. The abbreviations used in the text below can be found in Figure 1 and Table 1 (nomenclature overview; Appendix).
Erfindungsgemäss werden Multi Mikrokapseln aus Subkapseln (SKi) mit verkapselten Funktionellen Einzel-Stoffkomponenten (FSi) aufgebaut, indem diese SKi in einer Hauptkapsel-Matrixphase (HKMP) eingebettet werden. Dabei wird diese Hauptkapsel-Matrixphase derart gewählt, dass ein diffusionsbasierter Austausch der verkapselten funktionellen Stoffe/Stoffkomponenten (FSi) unter Lagerbedingungen weitestgehend unterbunden wird. Erfindungsgemäss bevorzugt werden die FSi in fester, meist kristalliner Form eingesetzt. Die verschiedenen FSi werden bevorzugt in jeweils eine Subkapsel-Matrixphase (SKMPi) eingeschlossen. Diese SKMPi werden erfindungsgemäss hinsichtlich ihrer Hydrophilie/Hydrophobizität entgegengesetzt zu des FSi gewählt. Die molekulare Struktur der SKMPi wird über Zusammensetzung und Herstellverfahren bevorzugt weitestgehend amorph (glasartig), gegebenenfalls auch kristallin oder gelartig eingestellt. Mittels grenzflächenaktiver Substanzen werden bei Bedarf zusätzliche Grenzflächenschichten (GFi) als Diffusionsbarrieren zwischen FSi und SKMPi sowie zwischen SKMPi und HKMP geschaffen. Schließlich kann eine derartige Grenzflächenschicht auch die Hauptkapsel umgeben (GFH).According to the invention, multi microcapsules are made up of subcapsules (SKi) with encapsulated functional individual substance components (FSi) by embedding these SKi in a main capsule matrix phase (HKMP). This main capsule matrix phase is chosen such that a diffusion-based exchange of the encapsulated functional substances / substance components (FSi) is largely prevented under storage conditions. According to the invention, the FSi are preferably used in solid, mostly crystalline form. The different FSi are preferably included in a subcapsule matrix phase (SKMPi). According to the invention, these SKMPi are chosen opposite to the FSi with regard to their hydrophilicity / hydrophobicity. The molecular structure of the SKMPi is preferably largely amorphous (glass-like), possibly also crystalline or gel-like, via the composition and manufacturing process. If necessary, additional interface layers (GFi) are created by means of surface-active substances as diffusion barriers between FSi and SKMPi and between SKMPi and HKMP. Finally, such an interface layer can also surround the main capsule (GFH).
Zur Einstellung des Freisetzungszeitpunktes der SKi sowie deren Freisetzungskinetik werden folgende Größen der Multi-Mikrokapsel erfindungsgemäss adaptiert:The following sizes of the multi-microcapsule are adapted according to the invention to set the time of release of the SKi and its release kinetics:
Geometrische Parameter • Durchmesser der FSi - Partikeln: einige Nanometer - 50 Mikrometer • Durchmesser der Subkapseln (SKi): 1 - 200 Mikrometer • Durchmesser der Hauptkapsel (HK): einige Mikrometer - einige Millimeter • Dicke der Grenzflächenschichten (GSi)Geometric parameters • Diameter of the FSi particles: a few nanometers - 50 micrometers • Diameter of the subcapsules (SKi): 1 - 200 micrometers • diameter of the main capsule (HK): a few micrometers - a few millimeters • thickness of the interface layers (GSi)
• Form der FSi, SKi und HK (Grenzflächenvergrößerung)• Form of the FSi, SKi and HK (interface enlargement)
Strukturparameterstructural parameters
• Glasartige oder kristalline Struktur der FSi, SKMPi, HKMP• Glass-like or crystalline structure of the FSi, SKMPi, HKMP
• Polymorphismus bei kristallinen Strukturen• Polymorphism in crystalline structures
• Ein-/mehrphasige Struktur• Single / multi-phase structure
Physikalische Material parameterPhysical material parameters
• Phasenumwandlungstemperaturen der FSi, SKMPi und HKMP• Phase transition temperatures of the FSi, SKMPi and HKMP
• Grenzflächenspannung / Kontaktwinkel zwischen benachbarten Phasen • Hydrophobizität / Hydrophilie der Phasen• interfacial tension / contact angle between neighboring phases • hydrophobicity / hydrophilicity of the phases
• Diffusionskoeffizienten• diffusion coefficients
• Wasseraufnahmevermögen (aw-Wert, Sorbtionsisothermen)• water absorption capacity (aw value, sorption isotherms)
Prinzipiell besteht die Möglichkeit mehrere FSi in fester und/oder fluider Form in eine Subkapsel-Matrixphase einzubetten. Die Hauptkapsel- Matrixphase entspricht in diesem Fall einer zusätzlichen Coating Schicht. Diese kann gegebenenfalls auch entfallen. Einzelverkapselung der FSi in Subkapseln und Erhöhung der Anzahl an "Hüllschichten" (GFi, SKMPi, HKMP) erlauben einerseits eine Verbesserung der Stabilitätseigenschaften der Kapseln unter Lagerungsbedingun- gen. Andererseits erlauben diese Hüllschichten eine flexible Abstimmung auf die Anwendungsrandbedingungen.In principle, it is possible to embed several FSi in a solid and / or fluid form in a subcapsule matrix phase. In this case, the main capsule matrix phase corresponds to an additional coating layer. If necessary, this can also be omitted. Individual encapsulation of the FSi in subcapsules and an increase in the number of "cladding layers" (GFi, SKMPi, HKMP) allow, on the one hand, an improvement in the stability properties of the capsules under storage conditions. On the other hand, these cladding layers allow flexible adaptation to the application conditions.
Ziel der Anwendung von Mikrokapseln im allgemeinen ist der Transport der funktionellen Stoffe/Stoffkomponenten FSi an den bevorzugten Ort für deren Freisetzung und der möglichst definierten Einstellung deren Freisetzungskinetik.The aim of the use of microcapsules in general is to transport the functional substances / substance components FSi to the preferred location for their release and to set their release kinetics as defined as possible.
Zusätzliches Ziel der erfindungsgemäßen Multi-Mikrokapseln ist es mehrere FSi in unmittelbarer Nachbarschaft gleichzeitig bzw. in definierter Abfolge freizusetzen und damit eine Reaktion dieser freigesetzten FSi ohne maßgebliche Störeinflüsse von Stoffkomponenten aus der Umgebung zu ermöglichen. Die Abstimmung der kombiniert verkapselten FSi erfolgt erfindungsgemäss derart, dass synergistische Wechselwirkungen realisiert werden. Beispielsweise führt die Wechselwirkung eines Antioxi- danz (FS1) mit einem gut im wässrigen Verdauungsmedium löslichen nutritiv oder pharmakologisch/medizinisch relevanten Compound (FS2) zum Oxidationsschutz des FS2 und damit zu einer verbesserten Resorption und Bioverfügbarkeit des FS2. Eine Mehrzahl von "Hüllschichten" um die FSi erlaubt auf dem Wege der Multi-Mikrokapsel zu ihrem "Zielort" (= Ort der FSi Freisetzung) die Realisierung spezifisch adaptierter Schutzfunktionen gegen variierende Um- feldbedingungen. Beispielsweise erfolgt beim Transport im menschlichen Verdauungstrakt die Passage folgender Hauptzonen mit spezifischen Beanspruchungen: A. Mund/Rachenraum (pH neutral; starke mechanische Beanspruchung, wasserlösliche Enzymaktivität); B. Magen (pH tief; mechanische Beanspruchung); C. Magenausgang /Dünndarm (pH neutral; Einschleusung von Enzymen (z. B. fettlöslichen Lipasen (Galle), wasserlösliche Enzyme im Verdauungssaft).An additional aim of the multi-microcapsules according to the invention is to release several FSi in the immediate vicinity at the same time or in a defined sequence, and thus to enable a reaction of these released FSi without significant interference from material components from the environment. The combination of the encapsulated FSi takes place according to the invention in such a way that synergistic interactions are realized. For example, the interaction of an antioxidant (FS1) with a nutritionally or pharmacologically / medically relevant compound (FS2) that is readily soluble in the aqueous digestion medium leads to protection against oxidation of the FS2 and thus to an improved absorption and bioavailability of the FS2. A large number of “enveloping layers” around the FSi allows the implementation of specifically adapted protective functions against varying environmental conditions by way of the multi-microcapsule to their “destination” (= location of the FSi release). For example, during transport in the human digestive tract, the following main zones pass through with specific stresses: A. mouth / throat (pH neutral; heavy mechanical stress, water-soluble enzyme activity); B. stomach (pH low; mechanical stress); C. Gastric exit / small intestine (pH neutral; introduction of enzymes (e.g. fat-soluble lipases (bile), water-soluble enzymes in the digestive juice).
In vielen Fällen bestehen vor der Aufnahme in den menschlichen Gastro- Intestinaltrakt zusätzliche erhöhte Anforderungen an mechanische- und Temperaturstabilität (z. B. bei der Zubereitung von Speisen, welche die Multi Mikrokapseln beinhalten).In many cases, there are additional increased requirements for mechanical and temperature stability (e.g. when preparing dishes that contain the multi microcapsules) before being absorbed into the human gastrointestinal tract.
Für das gewählte Beispiel ermöglichen die Hüllschichten die Einstellung der thermischen-, mechanischen-, pH- und enzymatischen Stabilitäts- eigenschaften. Dabei kann auch der Abbau der entsprechenden Hüllschicht erwünscht sein, um am Zielort die Freisetzung der FSi zu gewährleisten. Im gewählten Beispiel des menschlichen Verdauungstraktes werden beispielsweise Fett basierte Schichten durch die Einwirkung von Lipa- sen sowie makromolekulare Netzwerke in Wasser basierten Schichten durch wasserlösliche Enzyme (z. B. Cellulasen, Proteasen) am Magenausgang bzw. im Dünndarm abgebaut. Die Einstellung der Dicke derartiger Schichten lässt den Ort der FSi Freisetzung z. B. entlang des Dünn- darmes verschieben, bzw. die FSi Freisetzungskinetik beeinflussen.For the selected example, the cladding layers enable the thermal, mechanical, pH and enzymatic stability properties to be set. It may also be desirable to break down the corresponding coating layer in order to ensure the release of the FSi at the destination. In the selected example of the human digestive tract, fat-based layers, for example, are affected by the action of lipa- and macromolecular networks in water-based layers are degraded by water-soluble enzymes (e.g. cellulases, proteases) at the stomach exit or in the small intestine. Adjusting the thickness of such layers allows the location of the FSi release e.g. B. move along the small intestine or influence the FSi release kinetics.
In Figur 3 ist der stufenweise Aufschluss einer Multi-Mikrokapsel im menschlichen Gastro-Intestinaltrakt beispielhaft schematisch dargestellt.The step-by-step disruption of a multi-microcapsule in the human gastrointestinal tract is shown schematically as an example in FIG.
Ausführungs- / Anwendungsbeispiel für eine Multi-MikrokapselDesign / application example for a multi-microcapsule
Im folgenden wird eine beispielhafte Ausführung und spezifische Anwendung für eine Multi-Mikrokapsel dargestellt, welche als funktionelle FSi die Stoffe Eisen Pyrophosphat (funktionelle, nutritive Komponente: Eisen), Natrium Jodat (funktionelle, nutritive Komponente: Jod und Retinyl-Palmi- tat (funktionelle Komponente: Vitamin A) in verkapselter Form beinhaltet. Die Verkapselung erfolgte in hydrogenisiertem (gehärteten) Palmkernfett als gemeinsame Hauptkapsel-Matrixphase. Zusätzlich wurde Sojalecithin als grenzflächenaktive Substanz zur Ausbildung von Grenzflächenschich- ten (GSi, HGS) um die FSi (hier = Subkapsel- Matrixphase) und an der Kapseloberfläche eingesetzt. Die Eisen (Fe)-Jod (J)-Vitamin A-Multi-Mikrokapseln (kurz: FeJA-CAPS)An exemplary embodiment and specific application for a multi-microcapsule are shown below, which as functional FSi contain the substances iron pyrophosphate (functional, nutritive component: iron), sodium iodate (functional, nutritive component: iodine and retinyl palmitats (functional Component: Vitamin A) in encapsulated form. The encapsulation was carried out in hydrogenated (hardened) palm kernel fat as the common main capsule matrix phase. In addition, soy lecithin was used as a surface-active substance to form interface layers (GSi, HGS) around the FSi (here = subcapsule). Matrix phase) and used on the capsule surface. The iron (Fe) -iodine (J) -Vitamin A multi-microcapsules (short: FeJA-CAPS)
mit mittlerem Durchmesser von ca. 100 Mikrometer (μm) enthielten ca.with an average diameter of approx. 100 micrometers (μm) contained approx.
40% FSi (Substrat) und wurden nicht zerkleinertem Speisesalz (Teilchengröße ca. 1-2 mm) als nutritive Verstärkungskomponente im Verhältnis: 6040% FSi (substrate) and were not crushed table salt (particle size approx. 1-2 mm) as a nutritional reinforcing component in the ratio: 60
μγ Vitamin A : 25 μg Jod : 2 mg Eisen : 1 g Kochsalz (entspricht 6 : 2.5 :μγ vitamin A: 25 μg iodine: 2 mg iron: 1 g table salt (corresponds to 6: 2.5:
200 : 100000) zugesetzt. Bei der Herstellung der FeJA-CAPS zeigte sich der Eisengehalt als stabil. Hinsichtlich Vitamin A traten ca. 30-35 % Produktionsverluste, an Jod ca. 15-20 % Produktionsverluste auf. Diese Verluste wurden durch entsprechende Überdosierung ausgeglichen, um die unter nutritiven Gesichtspunkten optimalen Konzentrationen in den fortifi- zierten Kochsalzchargen zu erhalten.200: 100000) was added. The iron content was found to be stable during the production of the FeJA-CAPS. With regard to vitamin A, about 30-35% production losses occurred, iodine about 15-20% production losses. These losses were compensated for by appropriate overdosing in order to obtain the optimal concentrations in the fortified batches of salt from a nutritional point of view.
Kochsalz gilt als ideales Vehikel für die nutritive Verstärkung von Lebensmitteln und ist damit auch geeignet für Versuche zur „Dreikomponenten- Anreicherung" mit Eisen, Jod und Vitamin A. Bislang waren derartige Anreicherungen nicht erfolgreich, da wasserlösliche Eisen-Compounds mit Feuchte aus Salz bzw. Umgebungsluft und Verunreinigungen im Kochsalz nicht akzeptable Farbänderungen bewirkten, sowie in Gegenwart von Feuchte und Sauerstoff Jod und Vitamin A in angereichertem Kochsalz oxidiert und damit verloren wurden.Saline is considered the ideal vehicle for the nutritional reinforcement of food and is therefore also suitable for experiments on "three-component enrichment" with iron, iodine and vitamin A. So far, such enrichments have not been successful because water-soluble iron compounds with moisture from salt or Ambient air and impurities in the table salt caused unacceptable color changes, and iodine and vitamin A in enriched table salt were oxidized and thus lost in the presence of moisture and oxygen.
Die Anreicherung von Kochsalz mit FeJA-CAPS wurde in Afrika (Marokko) getestet. Lagerstabilitätstests erfolgten 0, 2, 4 und 6 Monaten nach Mischung der Multi-Mikrokapseln mit dem Kochsalz. Dabei war das angereicherte Kochsalz in transparente 2 kg Polyethylen Säcke verpackt und in Räumen, indi- rektem Tageslichteinfluss ausgesetzt.The enrichment of table salt with FeJA-CAPS was tested in Africa (Morocco). Storage stability tests were carried out 0, 2, 4 and 6 months after mixing the multi-microcapsules with the table salt. The enriched table salt was packed in transparent 2 kg polyethylene bags and exposed to indirect daylight in rooms.
Tabelle 1 zeigt die mittleren Konzentrationen an Vitamin A, Jod und Eisen von für jeden Lagerungszeitraum jeweils 12 untersuchten 50g Salzproben.Table 1 shows the mean concentrations of vitamin A, iodine and iron from each of the 12 50 g salt samples examined for each storage period.
Tabelle 1Table 1
Stabilität von Vitamin A, Jod und Eisen Gehalt von „dreifach angereichertem „ Kochsalz (Mittelwerte).Stability of vitamin A, iodine and iron content of "triple enriched" table salt (average values).
Die in Tabelle 1 aufgezeigten Werte unterstreichen die sehr gute Lagerstabilität der nutritiven in den FeJA-CAPS verkapselten Stoff komponenten. Gegenüber bisherigen Versuchen eine entsprechende Anreicherung von Salz zu realisieren sind diese mittels beschriebenen Multi-Mikrokapseln erhaltenen Resultate deutlich verbessert.The values shown in Table 1 underline the very good storage stability of the nutritive components encapsulated in the FeJA-CAPS. A corresponding enrichment of With salt, the results obtained using the described multi-microcapsules are significantly improved.
Ohne die entsprechende Verkapselung zeigten sich für Vitamin A Verluste von 80-90 % in einem Monat, von Jod ca. 40-50 % in sechs Monaten.Without the appropriate encapsulation, vitamin A showed losses of 80-90% in one month and iodine about 40-50% in six months.
Für diese mit FeJA-Caps angereicherten Kochsalzproben erfolgten ferner Untersuchungen zu Absorption, Bioverfügbarkeit und Wirksamkeit in einer zufälligen Doppelblind-Untersuchungsreihe mit 184 marrokanischen Schulkindern im Alter von 6-15 Jahren, welche eine hohe Häufigkeit von Anämie, Schilddrüsenvergrößerung und Vitamin A Mangelerscheinungen aufwiesen. Die an den Untersuchungen teilnehmenden Familien wurden inFor these saline samples enriched with FeJA-Caps, tests for absorption, bioavailability and efficacy were also carried out in a random double-blind series of tests with 184 Moroccan schoolchildren aged 6-15 years, who showed a high frequency of anemia, enlarged thyroid and vitamin A deficiency symptoms. The families participating in the research were in
zwei zufällige Gruppen unterteilt. Eine Gruppe erhielt nur mit 30 μg Jod / gdivided into two random groups. One group received only 30 μg iodine / g
Salz angereichertes Kochsalz. Die andere Gruppe das mittels FeJA-CAPS dreifach angereicherte (= Triple Fortified Salt TFS).Salt-enriched table salt. The other group is the triple fortified salt TFS (FeJA-CAPS).
Jede Familie erhielt für 5 Monate an jedem Monatsbeginn 2 kg Salz um alle Notwendigkeiten im Haushalt damit abzudecken. Nach 5 Monaten wurden dieselben Blut und Urinuntersuchungen der einbezogenen 184 Kinder wiederholt. Tabelle 2 zeigt die resultierenden Vergleichsergebnisse. Tabelle 2 Ergebnisse der Wirksamkeitsstudie für den Vergleich von dreifach angereichertem Salz (TFS; FeJA-CAPS) mit jodiertem Salz. (Mittelwerte1; Prozentwerte2)Each family received 2 kg of salt for 5 months at the beginning of each month to cover all household needs. After 5 months, the same blood and urine tests of the 184 children included were repeated. Table 2 shows the resulting comparison results. Table 2 Results of the efficacy study for the comparison of triple enriched salt (TFS; FeJA-CAPS) with iodized salt. (Mean values 1 ; percentage values 2 )
Wie die in Tabelle 2 gezeigten Ergebnisse belegen, waren Vitamin A, Jod und Eisen in den dreifach angereicherten TFS Salzproben (FeJA-CAPS) bioverfügbar und zeigten eine ausgeprägt gute Wirksamkeit bei den in Untersuchung einbezogenen Schulkindern. Sowohl der Eisen, als auch der Vitamin A Status verbesserten sich signifikant in der TFS Gruppe, nicht jedoch in der Vergleichsgruppe. Der Jodstatus beider Vergleichsgruppen entwickelte sich erwartungsgemäß vergleichbar.As the results shown in Table 2 show, vitamin A, iodine and iron were bioavailable in the triple-enriched TFS salt samples (FeJA-CAPS) and showed a markedly good effectiveness in the school children included in the study. Both the iron, as well Vitamin A status improved significantly in the TFS group, but not in the comparison group. As expected, the iodine status of both comparison groups developed in a comparable manner.
Dieses Beispiel unterstreicht die Wirksamkeit von Multi-Mikrokapseln im Hinblick auf die Erzielung bislang nicht erreichter guter Lagerstabilitäten als auch verbesserter Funktionalität im Sinne Bioverfügbarkeit der untersuchten nutritiven Stoffkomponenten.This example underlines the effectiveness of multi-microcapsules in terms of achieving good storage stability that has not yet been achieved, as well as improved functionality in terms of bioavailability of the investigated nutritional substance components.
Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in der Beschreibung beschriebenen sowie aus der Zeichnung ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. The features described in the abstract, in the patent claims and in the description, as well as evident from the drawing, can be essential for realizing the invention both individually and in any combination.
Appendixappendix
Kurzbezeichnungenabbreviations
HKMP = Hauptkapsel - MatrixphaseHKMP = main capsule - matrix phase
SKMPi = Subkapsel - MatrixphasenSKMPi = subcapsule - matrix phases
FSi = Funktionelle Stoffe / StoffkomponentenFSi = functional fabrics / fabric components
GFH = Grenzflächenaußenschicht der HauptkapselGFH = interface outer layer of the main capsule
GFSi = Grenzflächenaußenschichten der SubkapselnGFSi = interface outer layers of the subcapsules
GFi = Grenzflächenaußenschichten der FSiGFi = FSi interface outer layers
NMH = Netzwerkbildende Makromoleküle in Hauptkapsel- Matrixphase NMSi = Netzwerkbildende Makromoleküle in Subkapsel- Matrixphase NMH = network-forming macromolecules in the main capsule matrix phase NMSi = network-forming macromolecules in the subcapsule matrix phase

Claims

Patentansprüche claims
1. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- kologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne dieser Stoffe / Stoffkomponenten in eine gemeinsame Kapselmatrix derart eingebunden sind, dass unter definierten Lagerungsbedingungen Wechselwirkungen der eingebundenen Stoffe/Stoffkomponenten unterbunden werden, und bei Applikation dieser Kapseln eine synchrone Freisetzung der besagten Stoffe- /Stoffkomponenten und deren resultierende Wechselwirkungen in der Mikro-Umgebung der aufgeschlossenen Kapsel einen Zusatznutzen bewirken.1. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, characterized in that some of these substances / substance components are integrated into a common capsule matrix in such a way that defined under Storage conditions interactions of the incorporated substances / substance components are prevented, and when these capsules are applied, a synchronous release of said substance / substance components and their resulting interactions in the microenvironment of the disrupted capsule bring an additional benefit.
2. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- kologiscfv/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne dieser Stoffe / Stoffkomponenten jeweils in Sub-Mikrokapseln fixiert werden und diese Sub-Mikrokapseln in eine gemeinsame Hauptkapsel derart integriert sind, dass unter definierten Lagerungs- bedingungen Wechselwirkungen der eingebundenen Stoffe/ Stoffkomponenten unterbunden werden, und bei Applikation dieser Kapseln eine synchrone Freisetzung der besagten Stoffe- /Stoffkomponenten und deren resultierende Wechselwirkungen in der Mikro-Umgebung der aufgeschlossenen Kapsel einen Zusatznutzen bewirken.2. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, characterized in that some of these substances / substance components are each fixed in sub-microcapsules and these sub-microcapsules are integrated in a common main capsule in such a way that under defined storage interactions of the incorporated substances / substance components are prevented, and when these capsules are applied, a synchronous release of said substance / substance components and their resulting interactions in the microenvironment of the disrupted capsule bring an additional benefit.
3. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- kologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den eingebundenen Stoffen/ Stoffkomponenten und der Subkapsel-Matrixphase und/oder zwischen der Subkapsel-Matrixphase und der Hauptkapsel-Matrixphase zusätzliche Grenzflächenschichten, bestehend aus grenzflächenakti- ven Substanzen, angeordnet sind.3. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritive and / or pharmacological / medical sense according to claims 1 or 2, characterized in that between the incorporated substances / substance components and the subcapsule Matrix phase and / or between the subcapsule matrix phase and the main capsule matrix phase, additional interface layers consisting of interface-active substances are arranged.
4. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- kologisch-Anedizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, dass Subkapseln, welche die einzelnen, nutritiv und / oder pharmakologisch / medizinisch funktionell wirksamen Stoffe-/Stoffkomponenten verkapselt beinhalten, mit zusätzli- chen geschlossenen Sprühschichten beaufschlagt und in eine gemeinsame Hauptkapsel eingebunden sind.4. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological-anedical sense according to claims 1 or 2, characterized in that subcapsules which contain the individual, nutritional and / or contain encapsulated pharmacologically / medically functional substances / substance components, with additional Chen closed spray layers are applied and integrated into a common main capsule.
5. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- kologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptkapsel, welche mehrere Subkapseln mit in diesen eingekapselten, nutritiv und / oder pharma- kologisch / medizinisch funktionell wirksamen Stoffen- /Stoffkomponenten enthält, mit zusätzlichen geschlossenen Sprühschichten beaufschlagt ist.5. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, as claimed in claims 1 or 2, characterized in that the main capsule which has several subcapsules encapsulated therein , contains nutritive and / or pharmacologically / medically functional substances / substance components, is applied with additional closed spray layers.
6. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- kologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolge der diese verkapselten Stoffe-/Stoffkomponenten umgebenden Schichten in Subkapseln und Hauptkapsel, auf die Applikation dieser Kapselsysteme derart abgestimmt ist, dass bei Applikation auftretenden parallelen oder nach- einander abfolgenden mechanischen, thermischen und/oder physi- kalisch-/chemischen Beanspruchungen entweder ein gezielter Schutz geboten wird, oder ein gezielter Schichtabbau erfolgt, der die Freilegung einer nächst tiefer gelegenen Schicht realisiert, um somit für den nächsten applikationsspezifischen Schritt optimierte Randbedingungen zu liefern.6. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense, as claimed in claims 1 or 2, characterized in that the sequence of the substance / substance components encapsulated surrounds them Layers in subcapsules and main capsule are coordinated with the application of these capsule systems in such a way that specific parallel protection or mechanical, thermal and / or physical / chemical stresses that occur during application either provide targeted protection or deliberate layer degradation , which realizes the exposure of a next lower layer in order to deliver optimized boundary conditions for the next application-specific step.
7. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- koiogisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass applikationsspezifisch über die chemische und physikalische Struktur der die verkapselten Stoffe- /Stoffkomponenten umgebenden Schichten sowie deren Schicht- dicke gezielt Einfluss genommen wird auf die Zeitdauer des Schichtabbaus und die gegebenenfalls überlagerte Freisetzungskinetik ver- kapselter funktioneil wirksamer Stoffe-/Stoffkomponenten.7. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claims 1 or 2, characterized in that application-specific via the chemical and physical structure of the encapsulated Layers surrounding substance / substance components and their layer thickness are influenced in a targeted manner on the duration of the layer degradation and the possibly superimposed release kinetics of encapsulated functionally active substance / substance components.
8. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- koIogisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass applikationsspezifisch über die Teilchengröße bei Feststoff basierten verkapselten funktionellen Stoffen- /Stoffkomponenten oder über die Tropfengröße bei Fluid basierten verkapselten funktionellen Stoffen-/Stoffkomponenten sowie über die freigesetzten Mengenverhältnisse dieser Stoffe-/Stoffkomponenten, deren Wechselwirkungsreaktionen untereinander sowie mit der Applikationsumgebung gezielt eingestellt oder gesteuert werden. 8. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claims 1 or 2, characterized in that encapsulated functional substances are specific to the application and are based on the particle size in the case of solids - / Substance components or the drop size of fluid-based encapsulated functional substances / substance components as well as the released quantitative ratios of these substance / substance components, their interaction reactions with each other and with the application environment can be set or controlled in a targeted manner.
9. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- kologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilchengröße bei Feststoff basierten verkapselten funktionellen Stoffen- /Stoffkomponenten oder die Tropfengröße bei Fluid basierten verkapselten funktionellen Stoffen-/Stoffkomponenten zwischen 10 Na- nometern und 100 Mikrometern liegt.9. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the particle size in the case of solid-based encapsulated functional substances - / Substance components or the drop size for fluid-based encapsulated functional substances / substance components is between 10 nanometers and 100 micrometers.
10. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- kologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Was- ser basierte Gelsysteme aus welchen Schichten von Sub- und / oder Hauptkapseln sowie zusätzlich aufgebrachte Sprühschichten erzeugt werden können, Polysaccharide und / oder Proteine in vernetzter oder bei Abkühlung vernetzender Form enthalten.10. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that the water-based gel systems from which Layers of sub- and / or main capsules as well as additionally applied spray layers can be generated, contain polysaccharides and / or proteins in a cross-linked or cross-linking form upon cooling.
11. Multi-Mikrokapseln, welche mehrere, im nutritiven, und/oder pharma- kologisch-/medizinischen Sinne wirksame funktionelle Stoffe- /Stoffkomponenten beinhalten nach Anspruch 1 oder einem der darauffolgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass zwi- schen verschiedene Schichten in Sub- und / oder Hauptkapseln sowie zwischen Kapseloberfläche und gegebenenfalls aufgebrachte Sprühschichten zusätzliche Grenzschichten aus grenzflächenaktiven Substanzen aufweisen. 11. Multi-microcapsules which contain a plurality of functional substance / substance components which are effective in the nutritional and / or pharmacological / medical sense according to claim 1 or one of the subsequent claims, characterized in that between different layers in sub- and / or main capsules and between the capsule surface and optionally applied spray layers have additional boundary layers of surface-active substances.
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