ES2311640T3 - Procedimiento de preparacion de microcapsulas funcionales que incorporan nanoparticulas de plata. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para preparar una microcápsula funcional que contiene nanopartículas de plata, que comprende las etapas de: mezclar una sustancia funcional seleccionada de un perfume, un pigmento termosensible, un pigmento fotosensible, un material de almacenamiento térmico y una preparación farmacéutica con un tensioactivo en agua, y emulsionar la mezcla; añadir una sustancia que forma una capa exterior seleccionada de un precondensado de melanina, gelatina, uretano y epoxi a la emulsión resultante para formar una microcápsula que contiene la sustancia funcional en un núcleo interior esférico y que tiene una capa exterior que rodea el núcleo interior; y tratar la microcápsula antes de endurecer la capa exterior con nanopartículas de plata dispersas en un 3-6% en peso de un polímero de estireno-anhídrido maleico soluble en agua, representado por la fórmula química 1 a continuación, disuelto en agua para adherir las nanopartículas de plata a la capa exterior de la microcápsula: (Ver fórmula)
Description
Procedimiento de preparación de microcápsulas
funcionales que incorporan nanopartículas de plata.
La invención se refiere, en general a un
procedimiento de preparación de una microcápsula funcional que
contiene nanopartículas de plata que presenta las funciones
intrínsecas de la plata. Más en particular, la presente invención
se refiere a un procedimiento de preparación de una microcápsula
funcional que contiene nanopartículas de plata, que comprende
impregnar partículas de plata en una forma de nanopartícula
microfina en la capa exterior de una microcápsula funcional,
proporcionando además a la microcápsula funcional las funciones
antimicrobianas y terapéuticas intrínsecas de la plata.
Debido al gran interés en sustancias
funcionales, recientemente se han hecho esfuerzos para aplicar
microcápsulas a diversos campos. Además, ha aumentado el interés y
la importancia del campo de las nanopartículas.
La plata (Ag), que es una de las sustancias
funcionales conocidas, se ha usado clínicamente como antibiótico
natural durante un largo periodo de tiempo, y se ha demostrado que
tiene efectos comparables a los antibióticos sintetizados
químicamente, sin efectos secundarios conocidos.
Es bien sabido que la plata es tóxica para los
microorganismos. De hecho, se ha probado médicamente que la plata
tiene la actividad antimicrobiana más fuerte entre los antibióticos
conocidos hasta ahora.
Por otra parte, recientemente se han aplicado
microcápsulas funcionales a una amplia variedad de campos. Se han
desarrollado diferentes microcápsulas funcionales, que van desde
microcápsulas de una estructura relativamente sencilla a
microcápsulas altamente funcionales, extendiendo así sus
aplicaciones a campos prácticos y diferentes.
Los ejemplos de microcápsulas funcionales
incluyen microcápsulas de perfume, microcápsulas termocrómicas,
microcápsulas fotocrómicas, microcápsulas que contienen un agente
insecticida y microcápsulas que contienen una preparación
farmacéutica.
Sin embargo, las microcápsulas funcionales
convencionales en general tienen sólo funciones establecidas tras
la preparación. Por ejemplo, las microcápsulas de perfume
ampliamente usadas recientemente, sólo liberan el perfume
impregnado durante su preparación.
Además, en el caso de las partículas
recientemente nombradas, que ya se han aplicado a la vida cotidiana,
se están desarrollando en todo el mundo diferentes y amplios
estudios, y se predice que serán aplicables en una amplia variedad
de campos.
Mediante las aplicaciones prácticas de las
nanopartículas a diferentes campos, se ha informado continuamente
de sus nuevas y diversas funciones, además de la función general
conocida limitada a metales.
Por otra parte, cuando el contenido de plata en
el cuerpo está por debajo del nivel estándar (0,0001%), los seres
humanos son sensibles a enfermedades. Para aumentar la inmunidad del
cuerpo albergando una gran cantidad de plata en el cuerpo, debería
consumirse una gran cantidad de verduras. Se ha descrito que la
plata inactiva los virus de la gripe mediante un gran número de
iones plata con carga positiva (Ag^{+}) liberados por su
ionización, y dichos iones de plata absorbidos en el cuerpo matan
diferentes gérmenes.
Además de su actividad contra diferentes
gérmenes, la plata absorbe luz de longitudes de onda dañinas para
el cuerpo, tales como ondas electromagnéticas u ondas de vetas de
agua. Por lo tanto, cuando se aplica in vivo, la plata puede
mejorar la salud de sujetos humanos.
Recientemente, se han descrito microcápsulas que
contienen perfumes o preparaciones farmacéuticas en las
publicaciones de patentes coreanas n^{os}
2001-39226 y 1993-23041. La
publicación de patente coreana nº 2001-39226
describe una composición suavizante de fibras que contiene un
perfume, en la que las microcápsulas que contienen un perfume en el
núcleo y que tienen una capa exterior que comprende un polímero se
añaden a una composición suavizante de fibras en una cantidad de
0,5-5% en peso, permitiendo la emisión continua del
perfume durante el lavado de la ropa tras la colada. Además, la
publicación de patente coreana nº 1993-23041
describe una microcápsula que contiene un agente aromático, un
agente desodorante y un agente antimicrobiano en el núcleo
interior, y que tiene la capa exterior que comprende un polímero, en
la que el agente antimicrobiano es uno o más seleccionado del grupo
que consiste en amonio cuaternario, difeniléter, DDVP, óxido de
bistributilestaño e imidazol.
La primera microcápsula es eficaz en la emisión
continua de un perfume, pero es problemática en términos de que no
tiene actividad antimicrobiana. La última microcápsula emite un
perfume y tiene actividad antimicrobiana, pero tiene desventajas en
cuanto que la actividad antimicrobiana no dura mucho y sólo es
eficaz contra un pequeño espectro de microorganismos.
Para resolver los problemas encontrados en la
técnica anterior, la presente invención tiene como objeto
proporcionar una microcápsula funcional que tiene un amplio
espectro de actividad antimicrobiana, que se mantiene durante un
periodo de tiempo largo, y contiene una sustancia funcional de
liberación sostenida en su núcleo interior.
Los objetos y características anteriores y
otros, y resto de ventajas de la presente invención se entenderán
más claramente a partir de la siguiente descripción detallada
considerada junto con los dibujos que acompañan, en los que:
la fig. 1 es una vista estructural de una
microcápsula funcional que contiene nanopartículas de plata de
acuerdo con la presente invención; y
la fig. 2 es una gráfica que muestra el tamaño
de partículas de nanopartículas de plata usadas en la presente
invención.
La presente invención se dirige a un
procedimiento de preparación de una microcápsula funcional que
contiene nanopartículas de plata, que comprende las etapas de
mezclar una sustancia funcional seleccionada de un perfume, un
pigmento termosensible, un pigmento fotosensible, un material de
almacenamiento térmico y una preparación farmacéutica con un
tensioactivo en agua, y emulsionar la mezcla; añadir una sustancia
que forma una capa exterior seleccionada de un precondensado de
melanina, gelatina, uretano y epoxi, a la emulsión resultante para
formar una microcápsula que contiene la sustancia funcional en un
núcleo interior esférico y que tiene una capa exterior que rodea el
núcleo interior; y tratar la microcápsula antes del endurecimiento
de la capa exterior con nanopartículas de plata dispersas en una
solución de un polímero de estireno-anhídrido
maleico soluble en agua representado por la fórmula química I, a
continuación, para adherir las micropartículas de plata a la capa
exterior de la microcápsula:
Con referencia a la figura 1, una microcápsula
funcional 10 de acuerdo con la presente invención comprende un
núcleo interior 11 y una capa exterior 13. El núcleo interior 11
está conformado en una forma esférica y contiene una sustancia
funcional seleccionada de un perfume, un pigmento termosensible, un
pigmento fotosensible, un material de almacenamiento térmico y una
preparación farmacéutica. La capa exterior 13 está compuesta de uno
seleccionado de un precondensado de melanina, gelatina, uretano y
epoxi, y rodea el núcleo interior 11. La capa exterior 13 contiene
nanopartículas de plata.
Debido a su propiedad hidrófoba, la sustancia
funcional se emulsiona con un tensioactivo disuelto en agua, en el
que el tensioactivo tiene restos tanto hidrófilos como hidrófobos.
La sustancia funcional emulsionada se mezcla con una sustancia que
forma la capa exterior hidrófoba para formar una pared exterior que
rodea la sustancia funcional, generando así la microcápsula 10 que
comprende el núcleo interior 11 y la capa exterior 13.
La sustancia funcional puesta en el núcleo
interior de la microcápsula se libera lentamente de acuerdo con la
alteración parcial de la capa exterior por el uso de la
microcápsula. En el presente documento, la velocidad de liberación
de la sustancia funcional se puede controlar por la resistencia
física de la sustancia que forma la capa exterior. Es decir, cuando
la sustancia que forma la capa exterior tiene una resistencia física
alta, la capa exterior de la microcápsula se altera lentamente, y
por lo tanto la sustancia funcional se libera continuamente en
pequeñas cantidades. Cuando la sustancia que forma la capa exterior
tiene una resistencia física baja, se libera una gran cantidad de
sustancia funcional en un tiempo corto.
Para adherir nanopartículas de plata a la capa
exterior 13 de la microcápsula antes del endurecimiento de la capa
exterior 13 que consiste en la sustancia que forma la capa exterior,
se añade la microcápsula a la solución de la dispersión de
nanopartículas de plata. Cuando la capa exterior 13 se endurece
después de adherir las nanopartículas de plata, las nanopartículas
de plata se adhieren fuertemente a la capa exterior, dando así la
microcápsula de actividad antimicrobiana de larga duración. En esta
etapa de endurecimiento se puede usar un agente de reticulación y
un agente de endurecimiento de acuerdo con el uso pretendido de la
microcápsula y las propiedades físicas de la sustancia que forma la
capa exterior.
La solución de la dispersión de nanopartículas
de plata se prepara por un procedimiento que comprende las etapas
de preparar una solución de tensioactivo disolviendo en agua un
3-6% en peso de polímero de
estireno-anhídrido maleico soluble en agua;
mezclando la solución de tensioactivo con una solución de nitrato de
plata; y añadiendo hidrazina a la mezcla para reducir los iones
plata.
Los iones de plata por sí mismos no tienen
actividad antimicrobiana. Por lo tanto, los iones de plata deben
reducirse a un estado metálico. En la presente invención, la
hidrazina usada en la etapa de reducción tiene un alto poder de
reducción, además de descomponerse fácilmente en agua.
Después de reducir los iones plata, a pesar de
su inestabilidad en agua, debe eliminarse el compuesto de hidrazina
residual porque la hidrazina es dañina para el cuerpo incluso en
cantidades traza. La hidrazina residual se puede eliminar
completamente con hiperclorito sódico.
Las nanopartículas de plata preparadas de
acuerdo con el procedimiento anterior tienen un tamaño de partículas
de 10-300 nm (Fig. 2).
La presente invención se explicará con más
detalle con referencia a los siguientes ejemplos junto con los
dibujos que acompañan. Sin embargo, los siguientes ejemplos se
proporcionan solo para ilustrar la presente invención, y la
presente invención no está limitada por los mismos.
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó una solución de tensioactivo
disolviendo un 4% en peso de un polímero de
estireno-anhídrido maleico soluble en agua
representado por la fórmula química I anterior, en 100 ml de agua.
La solución de tensioactivo se incubó a temperatura ambiente
durante 4 horas, y se filtró a través de un microfiltro para separar
los agregados de gránulos generados durante su preparación.
Se mezclaron bien 100 g de la solución de
tensioactivo con 150 g de agua en un recipiente de 1000 ml con
agitación a temperatura ambiente, y se añadieron 100 ml de nitrato
de plata 0,1 M a la solución de tensioactivo resultante. Después,
se añadieron a la mezcla gota a gota lentamente 200 ml de hidrazina
0,1 M, con agitación. Después de incubar a temperatura ambiente
durante 24 h, se añadieron 200 ml de hiperclorito sódico 0,1 M a la
mezcla para separar la hidrazina residual.
Después de mezclar a temperatura ambiente
durante 5 h, la mezcla final se filtró a través de un tamiz de acero
inoxidable malla 300 para separar los agregados de gránulos, dando
así una solución de la dispersión de nanopartículas de plata.
El tamaño de partículas de las nanopartículas de
plata se analizó usando un analizador de tamaño de partículas. El
resultado se da en la Fig. 3. Se encontró que las nanopartículas de
plata tenían un tamaño de partícula de 10-300
nm.
\vskip1.000000\baselineskip
Las microcápsulas que contienen nanopartículas
de plata se prepararon como sigue. Se emulsionó un perfume de
lavanda mezclándolo con la solución de tensioactivo preparada en el
ejemplo 1, en una relación 1:2. Se añadió a la mezcla un
precondensado de melanina, dando como resultado la formación de
microcápsulas que consistían en un núcleo interior esférico y una
capa exterior que rodeaba el núcleo interior. En un estado blando
antes de endurecer la capa exterior, se añadió la solución de la
dispersión de nanopartículas de plata preparada en el ejemplo 1, a
las microcápsulas en una cantidad de 15% en peso, seguido de mezcla.
Después de adherirse las nanopartículas de plata a la capa exterior
de la microcápsula durante el mezclado, la capa exterior se
endureció con un agente de endurecimiento, en este caso, una
solución diluida de ácido acético.
Se ensayó la actividad antimicrobiana de las
microcápsulas que contenían nanopartículas de plata preparadas en
el ejemplo 2. Se añadió un 0,5% en peso de las microcápsulas que
contenían nanopartículas de plata preparadas en el ejemplo 2, en
1000 ml de agua. Se sumergieron 50 g de tela de ensayo (algodón) en
la solución de microcápsulas, seguido de agitación durante 10 min.
Después, la tela de ensayo se lavó quince veces en una lavadora de
pruebas, y se evaluó la actividad antimicrobiana. Los resultados se
dan en la Tabla 1, a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Como se ha descrito en lo que antecede, el
procedimiento de preparación de una microcápsula funcional que
contiene nanopartículas de plata de acuerdo con la presente
invención puede proporcionar una microcápsula que tiene funciones
características suministradas por la sustancia funcional liberada
lentamente de su núcleo interior de acuerdo con la alteración de su
capa exterior, así como una actividad antimicrobiana excelente, de
amplio espectro y de larga duración, que suministran las
nanopartículas de plata adheridas a su capa exterior.
Claims (4)
1. Un procedimiento para preparar una
microcápsula funcional que contiene nanopartículas de plata, que
comprende las etapas de:
mezclar una sustancia funcional seleccionada de
un perfume, un pigmento termosensible, un pigmento fotosensible, un
material de almacenamiento térmico y una preparación farmacéutica
con un tensioactivo en agua, y emulsionar la mezcla;
añadir una sustancia que forma una capa exterior
seleccionada de un precondensado de melanina, gelatina, uretano y
epoxi a la emulsión resultante para formar una microcápsula que
contiene la sustancia funcional en un núcleo interior esférico y
que tiene una capa exterior que rodea el núcleo interior; y
tratar la microcápsula antes de endurecer la
capa exterior con nanopartículas de plata dispersas en un
3-6% en peso de un polímero de
estireno-anhídrido maleico soluble en agua,
representado por la fórmula química 1 a continuación, disuelto en
agua para adherir las nanopartículas de plata a la capa exterior de
la microcápsula:
2. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la solución de la dispersión de las nanopartículas de
plata se prepara añadiendo nitrato de plata e hidrazina a la
solución acuosa del estireno-anhídrido maleico
representado por la fórmula química 1 de la reivindicación 1.
3. El procedimiento según la reivindicación 2,
en el que la solución de la dispersión de nanopartículas de plata
se prepara eliminando además la hidrazina residual con hiperclorito
sódico.
4. El procedimiento según la reivindicación 1,
en el que la solución de la dispersión de nanopartículas de plata
se filtra a través de un tamiz de acero inoxidable.
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