ES2957388T9 - Composición para producir agua rica en hidrógeno - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Composición para producir agua rica en hidrógeno

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Se ha descubierto que el hidrógeno molecular tiene un uso terapéutico potencial para una variedad de lesiones por enfermedades y lesiones. Por ejemplo, se ha demostrado que el H2tiene aplicaciones como método para reducir las arrugas de la piel (J. Photochem. Photobiol. B.2012; 106:24-33), en el tratamiento de la dermatitis atópica (Evid. Based Complement. Alternat. Med.2013; 2013:538673), y como régimen de postratamiento para radioterapias (Biochem. J.,2012, 442(1); 49-56). El agua rica en hidrógeno representa una forma en la que se puede administrar hidrógeno molecular a los sujetos. Los métodos comunes electrolíticos y de metales básicos para producir agua rica en hidrógeno generalmente dan como resultado una solución alcalina con una baja concentración de H2.

La creación de contenedores listos para beber de H2(y, por lo tanto, de agua rica en hidrógeno) tiene sus desafíos técnicos. El equipo que se utiliza a menudo para saturar el agua con gas H2en volúmenes suficientes es caro y en gran medida ineficaz. Cuando se utiliza, el H2se puede disolver a una concentración máxima de 0,8 mM o 1,6 ppm en condiciones SATP según la ley de Henry. Para retener esta concentración de H2durante cualquier período de tiempo, el recipiente no puede tener ningún espacio de cabeza o la bebida debe estar sobresaturada para permitir que la disipación de H2en el espacio de cabeza alcance el equilibrio. Incluso cuando no hay espacio de cabeza presente, el nivel de H2en el contenedor cae rápidamente a ~1 ppm y continuará cayendo hacia 0 ppm dependiendo de la tecnología de contención, el nivel de espacio de cabeza y la concentración inicial, como lo ven otros productos comerciales en el mercado. Algunos productos casi no retienen H2cuando llegan a los consumidores. Por ejemplo, el gobierno japonés evaluó recientemente los bienes de consumo que contenían H2y descubrió que la mayoría no tenía un nivel detectable de H2presente. (http[[://]]www.kokusen.go.jp/news/data/n-20161215_2.html).

JP 2015205791 A describe un agente de generación de hidrógeno en polvo, comprendiendo el agente polvo de magnesio de metal, polvo de ácido orgánico y aglutinante.

US 2016/113865 A1 describe tabletas efervescentes que puede añadir el consumidor a agua para generar agua rica en hidrógeno junto antes de beber. Las tabletas efervescentes incluyen un metal de base y un ácido comestible que, dentro de 5 a 10 minutos de mezclado, generan una solución acuosa sabrosa que tiene aproximadamente 0,8 mM a aproximadamente 3 mM de hidrógeno y un pH de 8-10.

En consecuencia, existe la necesidad de nuevas composiciones para producir agua rica en hidrógeno que maximicen la concentración de hidrógeno disuelto.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La invención se define por las reivindicaciones adjuntas.

La invención proporciona composiciones para producir agua rica en hidrógeno, productos nutracéuticos, cosméticos, farmacéuticos y otros. En una forma de realización, la invención proporciona una composición, en la que la composición es una tableta, que incluye metal de magnesio de 75 μm (200 mesh) o menos, al menos un ácido soluble en agua, y un aglutinante. El metal de magnesio y al menos un ácido soluble en agua puede estar presente en cantidades suficientes para mantener un pH de menos de 7, p. ej., en un período de tiempo específico después de la reacción, y están presentes en cantidades suficientes para mantener para mantener una concentración de al menos 0,5 mM de H2después de la reacción en 50 mL de agua en un recipiente, por ejemplo, un recipiente sellado o abierto, por ejemplo, al menos 0,5 mM de H2después de la reacción en 100 mL de agua o al menos 0,5 mM de H2después de la reacción en 500 mL de agua. La composición también puede incluir un lubricante.

En otro aspecto, la invención proporciona una composición que contiene metal de magnesio de 75 μm (200 mesh) o menos, al menos un ácido soluble en agua, y un aglutinante, donde al menos un ácido soluble en agua tiene una solubilidad de al menos 0,01 g/ml en agua. En ciertas formas de realización, la composición se desintegra en menos de 5 minutos, en particular menos de 2 minutos. La composición produce al menos 0,5 mM de H2tras el contacto con 50 mL de agua en un recipiente a presión atmosférica y temperatura ambiente, por ejemplo, al menos 0,5 mM de H2tras la reacción en 100 mL de agua o al menos 0,5 mM de H2tras la reacción en 500 mL de agua. La composición también puede incluir un lubricante.

En ciertas formas de realización de los aspectos anteriores, la composición se desintegra en menos de 5 minutos, por ejemplo, en menos de 2 minutos. En ciertas formas de realización, la composición desintegrada mantiene un pH de menos de 7 a los 10 minutos después de estar en contacto con agua y produce al menos 0,5 mM de H2después del contacto con 50 mL de agua en un recipiente a presión atmosférica y temperatura ambiente, por ejemplo, al menos 0,5 mM. H2mM después de la reacción en 100 mL de agua o al menos 0,5 mM de H2después de la reacción en 500 mL de agua.

En otro aspecto, la invención proporciona una composición que contiene metal de magnesio, al menos un ácido y un agente aglutinante donde la composición se desintegra en menos de 5 minutos para mantener un pH de menos de 7 a los 10 minutos después de la desintegración y al menos 0,5 mM de H2después del contacto con 50 mL de agua en un recipiente a presión atmosférica y temperatura ambiente, por ejemplo, al menos 0,5 mM de H2después de la reacción en 100 mL de agua o al menos 0,5 mM de H2después de la reacción en 500 mL de agua.

En ciertas formas de realización de cualquiera de los aspectos anteriores, la composición pasa una prueba farmacéutica de friabilidad. En determinadas formas de realización, el pH del agua es inferior a 7 a los 10, 15, 20, 30 o 45 minutos después de que la composición se ponga en contacto con el agua. En determinadas formas de realización, el pH del agua es inferior a 7 al menos 1 hora después de que la composición se ponga en contacto con el agua. En ciertas formas de realización, el contenedor está abierto a la atmósfera. En ciertas formas de realización, el contenedor está cerrado. En ciertas formas de realización, cuando el recipiente está cerrado, el pH permanece por debajo de 7 a los 7 días después del contacto con el agua. En ciertas formas de realización, el magnesio en la composición reacciona para producir H2a medida que se desintegra en agua, es decir, la velocidad de desintegración y la velocidad de consumo de magnesio son sustancialmente las mismas.

La cantidad de metal de magnesio es, por ejemplo, de 5 a 500 mg, por ejemplo, de 5 a 100 mg. La cantidad de ácido es, por ejemplo, 30 - 4000 mg, por ejemplo, 200 - 400 mg. En determinadas formas de realización, el metal de magnesio y el ácido están presentes en cantidades suficientes para mantener un pH de entre 4 y 6, y/o el metal de magnesio y el ácido están presentes en cantidades suficientes para producir una concentración de al menos 2 mM de H2en 50 mL de agua en un recipiente, por ejemplo, un recipiente sellado o abierto, por ejemplo, al menos 2 mM de H2después de la reacción en 100 mL de agua o al menos 2 mM de H2después de la reacción en 500 mL de agua. En ciertas formas de realización, el metal de magnesio incluye escamas, por ejemplo, escamas de 44 μm o menos (-325 mesh). En otras formas de realización, el metal de magnesio se tritura, de 75 μm (200 mesh) o menos. En algunas formas de realización, el al menos un ácido es un ácido comestible. El ácido comestible es, por ejemplo, ácido maleólico, ácido succínico, ácido málico, ácido fumárico, ácido fórmico, ácido cítrico, ácido ascórbico, ácido oxálico, ácido tartárico o una combinación de los mismos. Ejemplos de ácidos comestibles son el ácido tartárico y el ácido málico. En algunas formas de realización, el ácido es un ácido cosmética o farmacéuticamente aceptable. El ácido cosmética o farmacéuticamente aceptable es, por ejemplo, ácido acético, ácido adípico, ácido algínico, ácido aspártico, ácido bencenosulfónico, ácido benzoico, ácido bórico, ácido butírico, ácido canfórico, ácido canfersulfónico, ácido ciclopentanopropiónico, ácido diglucónico, ácido dodecilsulfúrico, ácido etanosulfónico, ácido glucoheptónico, ácido glicerofosfórico, ácido hemisulfúrico, ácido heptónico, ácido hexanoico, bromhídrico, ácido clorhídrico, ácido yodhídrico, ácido 2-hidroxi-etanosulfónico, ácido lactobiónico, ácido láctico, ácido láurico, ácido laurilsulfúrico, ácido malónico, ácido metanosulfónico, ácido 2-naftalenosulfónico, ácido nicotínico, ácido nítrico, ácido oleico, ácido palmítico, ácido pamoico, ácido péctico, ácido persulfúrico, ácido 3-fenilpropiónico, ácido fosfórico, ácido pícrico, ácido piválico, ácido propiónico, ácido esteárico, ácido sulfúrico, ácido tartárico, ácido tiociánico, ácido toluenosulfónico, ácido undecanoico, ácido valérico o una combinación de los mismos. Otros ácidos incluyen ácido acetilsalicílico y ácido 5-aminosalicílico. Ejemplos de agentes aglutinantes son manitol, xilitol, maltosa, dextrosa y lactosa. Ejemplos de agentes aglutinantes son dextrosa y lactosa. En ciertas formas de realización, cuando el ácido es cítrico tartárico o ácido ascórbico, la cantidad de magnesio es superior a 20 mg, por ejemplo, al menos 50 mg, o cuando el ácido es ácido acetilsalicílico y ácido 5-aminosalicílico, la cantidad de magnesio es superior a 20 mg, por ejemplo, al menos 50 mg.

La composición puede incluir además un suplemento nutricional, por ejemplo, una sal de magnesio, un edulcorante, un agente aromatizante, un agente colorante, una fragancia, un aceite esencial, un lubricante soluble en agua o un polisacárido. Los polisacáridos ejemplares incluyen celulosa y sus derivados, por ejemplo, metilcelulosa o hidroxipropilmetilcelulosa, almidón, polvo de manzana, polvo de limón, polvo de lima, polvo de pomelo, cáscara de zaragatona y pectina. Los lubricantes ejemplares incluyen estearilfumarato de sodio y ácido esteárico, en particular estearilfumarato de sodio.

La invención también proporciona un kit que incluye una composición de la invención y un recipiente sellable capaz de contener entre 100 mL y 2 L de agua, por ejemplo, entre 150-750 mL de agua. En ciertas formas de realización, el contenedor tiene paredes dobles.

La invención proporciona además un método para producir agua rica en hidrógeno poniendo en contacto una composición de la invención con agua en un recipiente para que la composición se desintegre y el metal de magnesio y al menos un ácido reaccionen, por ejemplo, para producir H2en el agua a una concentración de al menos 0,5 mM H2y mantener un pH de menos de 7 a los 10 minutos después de la disgregación a presión atmosférica y temperatura ambiente. En ciertas formas de realización, el agua incluye zumo de frutas, por ejemplo, un zumo que contiene pectina. En otras formas de realización, la concentración de H2es de al menos 1 mM. En ciertas formas de realización, un pH de menos de 7 está presente 1 hora después de la desintegración.

La invención proporciona además un método para administrar hidrógeno a un sujeto proporcionando al sujeto una composición que contiene hidrógeno producido a partir de una composición de la invención, por ejemplo, una tableta. En algunas formas de realización, la composición que contiene hidrógeno es una formulación nutracéutica o tópica. En una forma de realización, el nutracéutico es una bebida.

La invención proporciona además composiciones enriquecidas con hidrógeno con el hidrógeno gaseoso disuelto en un portador a una concentración de al menos 0,5 mM, en el pH de la composición es menos de 7 y la composición se produce por tomar contacto con cualesquiera de la reivindicaciones 1-11 con un portador. En algunas formas de realización, el portador es de grado comestible, cosmético o farmacéutico. En algunas formas de realización, el portador es un líquido acuoso, crema, loción, espuma, pasta o gel. En algunas formas de realización, la composición es una bebida. En ciertas formas de realización, la concentración máxima de hidrógeno es 20 mM. En algunas formas de realización, la composición tiene un pH de 4-6. En una forma de realización, el pH es 4,6 o inferior. En algunas formas de realización, la composición contiene un suplemento nutricional. En una forma de realización, el suplemento nutricional contiene iones de magnesio, iones de potasio o iones de calcio. En algunas formas de realización, la composición contiene un edulcorante, un agente saborizante, un agente colorante, una fragancia, un aceite esencial o un polisacárido. En algunas formas de realización, la composición contiene un agente aglutinante o un lubricante soluble en agua.

La invención proporciona además composiciones para producir agua ácida rica en hidrógeno. En una forma de realización, la invención proporciona una composición, por ejemplo, una tableta, que incluye metal de magnesio, un ácido comestible y un agente aglutinante. En general, el metal de magnesio y el ácido comestible están presentes en cantidades suficientes para producir un pH inferior a 7 y al menos 0,5 mM de H2después de la reacción en 500 mL de agua en un recipiente sellado. La invención también proporciona un kit que incluye esta composición de la invención, por ejemplo, una tableta y un recipiente sellable capaz de contener entre 200 mL y 2 L de agua, por ejemplo, entre 250 y 750 mL de agua. En ciertas formas de realización, el contenedor tiene paredes dobles. La invención proporciona además un método para producir agua rica en hidrógeno poniendo en contacto esta composición de la invención, por ejemplo, una tableta, con agua en un recipiente sellable para que la composición, por ejemplo, la tableta, se desintegre y el metal de magnesio y el ácido reaccionen para producir H2. en el agua a una concentración de al menos 0,5 mM de H2y un pH de menos de 7, por ejemplo, entre pH 4-6. En ciertas formas de realización, el agua comprende zumo de frutas, por ejemplo, un zumo que contiene pectina. En otras formas de realización, la concentración de H2es de al menos 1 mM. La cantidad de metal de magnesio es, por ejemplo, de 5 a 100 mg. En determinadas formas de realización, el metal de magnesio y el ácido comestible están presentes en cantidades suficientes para producir un pH de entre 4 y 6, y/o el metal de magnesio y el ácido comestible están presentes en cantidades suficientes para producir al menos 2 mM de H2en 500 mL de agua en el recipiente sellado. En ciertas formas de realización, el metal de magnesio se pulveriza, de 75 μm (200 mesh) o menos. En otras formas de realización, el metal de magnesio incluye escamas, por ejemplo, escamas de 44 μm o menos (-325 mesh). El ácido comestible se selecciona, por ejemplo, del grupo que consiste en ácido maleico, ácido succínico, ácido málico, ácido fumárico, ácido fórmico, ácido cítrico, ácido ascórbico y ácido oxálico. Ejemplos de agentes aglutinantes son manitol, xilitol, maltosa y lactosa. La composición puede incluir además una vitamina, un mineral, por ejemplo, una sal de magnesio, un edulcorante, un agente aromatizante, un lubricante soluble en agua o un polisacárido. Los polisacáridos ejemplares incluyen metilcelulosa, almidón, polvo de manzana, polvo de limón, polvo de lima, polvo de pomelo, cáscara de zaragatona y pectina.

Definiciones

Como se usa en este documento, el término "cosmético" se refiere a una composición que se aplica a la totalidad o una parte del cuerpo humano, por ejemplo, manos, cara, brazos o piernas, para limpiar, embellecer, promover el atractivo o alterar la apariencia..

Como se usa en este documento, el término "cosméticamente aceptable" se refiere a una composición que tiene ingredientes que son aceptables para uso tópico humano.

Como se usa en este documento, el término "nutracéutico" se refiere a una composición que tiene ingredientes adecuados al menos para el consumo humano. Se pueden emplear opcionalmente ingredientes de grado farmacéutico, como se describe, por ejemplo, en "Remington: The Science and Practice of Pharmacy" (22a ed.), ed. L.V. Allen, Jr., 2013, Pharmaceutical Press, Filadelfia, PA.

Como se usa en este documento, el término "pasa una prueba farmacéutica de friabilidad" se refiere a una composición que disminuye en masa como máximo un 1 % después de 100 revoluciones en un tambor giratorio de un probador de friabilidad, por ejemplo, de Copley Scientific.

Como se usa en este documento, el término "farmacéuticamente aceptable" se refiere a una composición que tiene ingredientes que están sujetos a los estándares de pureza farmacéutica de la Administración de Drogas y Alimentos de los EE. UU. y regulados adicionalmente por los estándares establecidos por la Farmacopea de los EE. UU.; este estándar es 99.9 % de pureza de un ingrediente en particular.

Como se usa en el presente documento, el término "sujeto" se refiere a cualquier animal capaz de ser tratado por vía tópica, oral, por inhalación o por vía intravenosa con una composición que contiene o se usa para generar H2. Los animales incluyen peces, reptiles, aves (p. ej., pollo, pavo) y mamíferos. Mamíferos capaces de ser tratados con las composiciones de la invención incluyen primates (p. ej., humanos, simios), ganado (p. ej., vacas, cerdos, ovejas), animales de carga (p. ej., bueyes, caballos, llamas) y animales de compañía (p. ej., perros, gatos).

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona una composición, por ejemplo, una tableta, que se desintegra en agua para producir agua rica en hidrógeno. Mediante el uso de una composición de la invención, por ejemplo, en un recipiente listo para beber, se pueden lograr niveles sobresaturados de H2, considerablemente más que los que se pueden lograr mediante la adición de gas H2puro. En contraste con las composiciones anteriores, una ventaja de la presente invención es la capacidad de producir una composición enriquecida con hidrógeno que contiene una cantidad sobresaturada de H2en un recipiente abierto, es decir, a presión atmosférica. Además, la presente invención proporciona composiciones que pasan una prueba de friabilidad farmacéutica pero todavía producen altos niveles de H2. Una ventaja adicional de la invención es que las composiciones pueden reaccionar rápidamente, por ejemplo, en menos de 2 minutos, para producir un producto enriquecido en hidrógeno utilizable, por ejemplo, bebible, que tiene niveles de H2significativamente más altos que las composiciones anteriores.

La composición contiene metal de magnesio, es decir, magnesio elemental, un ácido y típicamente un agente aglutinante y/o un lubricante. En agua o en un portador que contiene agua, el metal de magnesio y el ácido reaccionan para producir H2, que se disuelve en el agua y iones de magnesio. Una ventaja de la presente invención es que la composición contiene suficiente ácido para mantener un pH ácido durante la producción de H2. Cuando se emplea ácido insuficiente, el pH de la reacción aumentará, por ejemplo, hasta que la solución sea alcalina, provocando que la reacción cese antes de alcanzar niveles elevados de H2. Sin querer ceñirse a la teoría, a pH alto, la producción de H2cesa debido a la pasivación de los hidróxidos y carbonatos que actúan como ligandos con las partículas de magnesio sin reaccionar. Cuando esto ocurre, reaccionará menos metal de magnesio, reduciendo así el H2disponible producido mientras deja niveles inaceptables de sólidos residuales de la composición en el recipiente. El uso de un ácido también es ventajoso, ya que un pH bajo, por ejemplo, 4,6 o inferior, ayuda a reducir el crecimiento microbiano y, por lo tanto, reduce la posibilidad de contaminación. Por tanto, en ciertas formas de realización, la invención proporciona composiciones que producen un producto enriquecido con hidrógeno que tiene un pH ácido durante el uso o el almacenamiento.

Metal de magnesio

Cada composición contiene una masa suficiente de magnesio para producir un volumen suficiente de H2en el volumen de agua al que se añade. En consecuencia, en ciertas formas de realización, la composición contiene una suficiente masa de magnesio para producir al menos 0,1 mmol de H2, por ejemplo, al menos 0,5 mmol, 1 mmol, 2 mmol, 3 mmol, 5 mmol o 10 mmol de H2, por ejemplo, en al menos 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 500, 750, 1000, 1500 o 2000 mL de un portador adecuado, por ejemplo, agua. Las masas adecuadas de metal de magnesio incluyen 5 - 1000 mg, por ejemplo, 5 - 500 mg, 5 - 450 mg, 10 - 400 mg, 20 - 350 mg, 30 - 300, 40 - 250 mg, 50 - 200 mg, 60 - 100 mg, o aproximadamente 70 mg u 80 mg de magnesio.

La forma física, por ejemplo, tamaño y forma, del magnesio puede usarse para controlar la velocidad de reacción. Las partículas pueden ser esféricas, esferoidales, granulares o en escamas. Las partículas más pequeñas y las partículas con mayor área de superficie a relación de volumen reaccionan con una cinética más rápida. También se pueden emplear mezclas de varios tamaños. El magnesio en escamas tiene una relación de área superficial a volumen más alta que el magnesio granular. En ciertas formas de realización, se puede emplear en la composición magnesio en escamas de 44 |jm o menos (-325 mesh). Alternativamente, o en combinación, se puede emplear magnesio de mayor tamaño o magnesio con una menor relación de área superficial a volumen en relación con el magnesio en escamas. Se emplea magnesio de 75 jm o menos (-200 mesh). En otras formas de realización, el magnesio de 44 jm o menos (-325 mesh), o menos mesh se emplea. En ciertas formas de realización, el magnesio se suministra en dos tamaños, por ejemplo, 75 jm o menos ( 200 mesh) y 44 jm o más pequeño (-325 mesh), siendo el tamaño más pequeño el 20-50 % del total y el tamaño más grande el resto.

Ácidos

Cualquier ácido soluble en agua puede emplearse en la invención. El ácido puede ser comestible, o de otro modo de grado cosmético o farmacéutico. Los ejemplos de ácidos comestibles incluyen, pero no se limitan a ácido maleico, ácido succínico, ácido málico, ácido fumárico, ácido fórmico, ácido cítrico, ácido ascórbico, ácido oxálico, ácido tartárico y combinaciones de los mismos. Los ejemplos de ácidos de grado cosmético o farmacéutico incluyen ácido acético, ácido adípico, ácido algínico, ácido aspártico, ácido bencenosulfónico, ácido benzoico, ácido bórico, ácido butírico, ácido canfórico, ácido canfersulfónico, ácido ciclopentanopropiónico, ácido diglucónico, ácido dodecilsulfúrico, ácido etanosulfónico, ácido glucoheptónico, ácido glicerofosfórico, ácido hemisulfúrico, ácido heptónico, ácido hexanoico, ácido bromhídrico, ácido clorhídrico, ácido yodhídrico, ácido 2-hidroxietanosulfónico, ácido lactobiónico, ácido láctico, ácido láurico, ácido laurilsulfúrico, ácido malónico, ácido metanosulfónico, ácido 2-naftalenosulfónico, ácido nicotínico, ácido nítrico, ácido oleico, ácido palmítico, ácido pamoico, ácido péctico, ácido persulfúrico, ácido 3-fenilpropiónico, ácido fosfórico, ácido pícrico, ácido piválico, ácido propiónico, ácido esteárico, ácido sulfúrico, ácido tartárico, ácido tiociánico, ácido toluenosulfónico, ácido undecanoico, ácido valérico, sus estereoisómeros, todas las formas de ácidos alfa (por ejemplo, ácido a-iupuiico), ácidos policarboxílicos, un ácido de Lewis, por ejemplo, AICl3, y combinaciones de los mismos. Otros ácidos incluyen ácido acetilsalicílico y ácido 5-aminosalicílico. El ácido estará presente en una cantidad para reaccionar con el metal de magnesio y, opcionalmente, para mantener un pH inferior a 7 cuando la composición se coloca en agua. Es preferible que la cantidad de ácido elegido sea suficiente para mantener un pH inferior a 6, por ejemplo, entre 4 y 6, durante la duración del consumo típico de bebida, por ejemplo, al menos 30 minutos o 1 hora. En ciertas formas de realización, el número de moles de protones de ácido en el ácido es al menos 10, 20, 30, 40, 50, 75 o 100%mayor que el número de moles de metal de magnesio presente. Las masas adecuadas del ácido incluyen 30 - 4000 mg, por ejemplo, 100 - 1000 mg, 50 - 900 mg, 100 - 800 mg, 150 - 700 mg, 200 - 600 mg, 250 - 500 mg, 300 - 400 mg, o aproximadamente 340 mg de ácido. Un ejemplo de ácido comestible es el ácido málico. Otro ejemplo de ácido comestible para uso en composiciones de la invención es el ácido tartárico. El ácido tartárico es altamente soluble en agua, con una solubilidad de 0,125 g/mL en agua. Ácidos con una solubilidad de entre 0,01 y 1 g/ml, por ejemplo, entre 0,02 y 0,9 g/ml, entre 0,03 y 0,8 g/ml, entre 0,04 y 0,7 g/ml, entre 0,05 y 0,6 g/ mL, entre aproximadamente 0,06 - 0,5 g/mL, entre aproximadamente 0,07 - 0,4 g/mL, entre aproximadamente 0,08 - 0,3 g/mL, entre aproximadamente 0,09 - 0,2 g/mL, entre aproximadamente 0,1 - 0,2 g/mL, entre aproximadamente 0,1 1 - 0,5 g/mL, o entre aproximadamente 0,12 - 0,3 g/mL, son adecuados para usar en las composiciones de la invención. Cuando se usan ácidos altamente solubles en agua en una composición de la invención, la composición puede desintegrarse rápidamente al entrar en contacto con el agua, por ejemplo, dando como resultado una reacción más completa con el magnesio. Esta disolución rápida tiene la ventaja de permitir que el pH permanezca por debajo de 7 en una escala de tiempo acorde con el consumo de bebida, por ejemplo, 1-2 horas. Otros ácidos de este tipo, tanto comestibles como de grado cosmético y/o farmacéutico, son conocidos en la técnica.

La forma física, por ejemplo, tamaño y forma, del ácido puede usarse para controlar la velocidad de la reacción. Por ejemplo, los ácidos que son sólidos a temperatura ambiente, por ejemplo, ácido málico o ácido tartárico, pueden procesarse para controlar el tamaño de las partículas de ácido utilizadas para producir una composición de la invención. Las partículas más pequeñas y las partículas con mayor área de superficie a relación de volumen reaccionan con una cinética más rápida. Las partículas de ácido molidas se pueden usar en una variedad de tamaños de mesh, por ejemplo, 400 |jm (40 mesh) a través de 5 jm (2500 mesh). Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que la velocidad de disolución de la composición depende linealmente del tamaño de mesh. Las composiciones de la invención hechas con partículas de ácido más grandes, por ejemplo, 400-250 jm (40-60 mesh), se disuelven más lentamente que las hechas con partículas de ácido más finas, por ejemplo, 125 jm (120 mesh) a través de 5 jm (2500 mesh). También se pueden emplear mezclas de diversos tamaños de partículas de ácido. Las partículas de ácido con tamaños controlables se pueden producir mediante varias técnicas diferentes, que incluyen, entre otras, micronización, molienda con bolas o volteo. En la técnica se conocen otros métodos para producir partículas de ácido con tamaños controlables.

Agentes aglutinantes

Puede emplearse cualquier agente aglutinante capaz de desintegrarse en agua. Los ejemplos de agentes aglutinantes incluyen azúcares como maltosa, dextrosa y lactosa, y alcoholes de azúcar como manitol y xilitol. Los ejemplos de agentes aglutinantes para las composiciones de la invención incluyen lactosa y dextrosa. En la técnica se conocen otros agentes aglutinantes para composiciones. La cantidad de aglutinante es, por ejemplo, entre el 10 y el 50 % del peso de la composición, por ejemplo, entre el 20 y el 30 %. Las composiciones de la invención pueden incluir un solo agente aglutinante, como la lactosa, o pueden prepararse a partir de una combinación de dos o más agentes aglutinantes para controlar las propiedades físicas de la composición.

El agente aglutinante puede ser comestible, o de otro modo ser de grado cosmético o farmacéutico como se conoce en la técnica, por ejemplo, en Remington (Remington: The Science and Practice of Pharmacy, (22a ed.) ed. L.V. Allen, Jr., 2013, Pharmaceutical Press, Filadelfia, PA).

Componentes adicionales

La composición también puede incluir otros ingredientes, como un suplemento nutricional, un edulcorante, un agente aromatizante, un agente colorante, una fragancia, un aceite esencial, un lubricante, un polisacárido o un recubrimiento.

Las composiciones de la invención pueden contener suplementos nutricionales, por ejemplo, vitaminas, minerales y/o extractos de hierbas. Por ejemplo, la composición puede contener una sal de magnesio, potasio o calcio. Los edulcorantes adecuados son conocidos en la técnica, por ejemplo, sacarosa, manosa, sucralosa, aspartamo, sacarina, stevia, extracto de fruta de monje y acesulfamo K. La composición también puede incluir cualquier colorante de calidad alimentaria, por ejemplo, colorantes FD&C y/o aromatizantes, como un saborizante de frutas. La composición puede incluir además un aceite esencial, por ejemplo, aceite de semilla de uva, aceite de gaulteria, aceite de lavanda. Otros aceites esenciales son conocidos en la técnica. Una composición puede incluir, además, una fragancia, por ejemplo, eucalipto. Una composición también puede contener un polisacárido, como pectina, fibra de zaragatona, celulosa y sus derivados, por ejemplo, metilcelulosa o hidroxipropilmetilcelulosa, diversos almidones, polvo de manzana, polvo de limón, polvo de lima o polvo de pomelo.

Los polisacáridos pueden aumentar la cantidad de H2retenido después de la reacción. Una composición puede incluir además un lubricante soluble en agua tal como estearilfumarato de sodio micronizado o ácido esteárico finamente preparado, por ejemplo, 5 micras. La composición también puede tener un revestimiento penetrable en agua, como un tensioactivo soluble, para controlar la velocidad a la que se disuelve la composición. El revestimiento de tensioactivo soluble puede ser un copolímero tribloque, por ejemplo, un poloxámero, por ejemplo, Poloxámero 407, o un tensioactivo polimérico no iónico adecuado para uso farmacéutico, por ejemplo, glucósidos. Por ejemplo, la composición puede tener un revestimiento que se disuelva en menos de 5 minutos, por ejemplo, en menos de 1 minuto, para permitir que el usuario cierre un recipiente antes de que la composición comience a desintegrarse y comience la producción de H2.

Los intentos anteriores de producir composiciones efervescentes, por ejemplo, tabletas, utilizando lubricantes típicos como laurilsulfato de sodio como se describe en la publicación de patente de EE. UU. 2016/01 13865, y estearilfumarato de sodio, resultaron infructuosos en la producción de tabletas que se desintegraron rápidamente. Esto se debió al uso de una mayor cantidad de lubricante necesario para formar las tabletas. El uso de grandes cantidades de lubricante no micronizado dio como resultado una tableta que tenía un tiempo de desintegración lento, lo que creaba además un exceso de residuos no disueltos en un recipiente y un mal sabor. Por el contrario, las composiciones de la invención pueden hacer uso de mucho menos lubricante, dando como resultado una cinética de reacción más rápida, una cantidad satisfactoria de residuos y un sabor apetecible.

Formas de Composición

La composición se puede formar en una tableta. Una tableta puede tener cualquier forma adecuada. Por ejemplo, la tableta puede ser un disco, una esfera o un ovoide. Una sola tableta generalmente incluirá la cantidad de magnesio y ácido requerida para producir la cantidad deseada de H2en un volumen dado de agua, por ejemplo, 50, 150 o 500 mL. Sin embargo, se puede emplear una combinación de múltiples tabletas más pequeñas. Por ejemplo, las tabletas se pueden dimensionar para proporcionar suficiente H2en 250 mL y se pueden emplear múltiples tabletas para volúmenes más grandes. Dado que la reacción de metal de magnesio y ácido se activa con agua, las composiciones de la invención se almacenarán normalmente en envases resistentes al agua, como papel de aluminio o plástico. Los componentes de la tableta normalmente también serán no higroscópicos, pero se pueden emplear ingredientes higroscópicos si la tableta se envasa seca en un recipiente o envoltorio impermeable. Los comprimidos pueden formarse mediante métodos conocidos en la técnica.

Una consideración cuando se forman las composiciones de la invención en comprimidos son las propiedades físicas del comprimido, por ejemplo, la friabilidad. La friabilidad se define como la tendencia de una tableta a astillarse, desmoronarse o romperse después de la compresión u otra manipulación. La friabilidad de las tabletas se evalúa usando un tambor giratorio y midiendo el porcentaje de pérdida de masa de las tabletas después de rodar alrededor del tambor durante un número fijo de revoluciones del tambor. Para que una tableta pase con éxito la prueba de friabilidad, la masa de la tableta solo puede disminuir en un 1 % después de 100 revoluciones en el tambor giratorio. Para las composiciones de la invención, la friabilidad se controla mediante el tipo y tamaño de grano del ácido utilizado en la composición, el tipo y tamaño de grano del agente aglutinante, el tipo y tamaño de grano del lubricante y la presión a la que se prensaron las tabletas en el troquel. El uso de partículas más finamente malladas a normalmente da como resultado tabletas que son altamente friables. Como resultado de esto, las tabletas hechas de partículas finamente malladas a menudo se fabrican bajo una presión más alta para garantizar que no se deshagan; esto tiene el efecto de endurecer mucho la tableta, reduciendo la velocidad a la que puede desintegrarse al entrar en contacto con el agua. Por lo tanto, las tabletas que usan ácido finamente mallado pueden estar hechas de un ácido altamente soluble en agua, como el ácido tartárico, para sostener la reacción de generación de hidrógeno.

El tiempo de disolución de la composición y, por lo tanto, la concentración medida de H2, está controlado por el porcentaje de masa del agente aglutinante, el porcentaje de masa y el tipo de lubricante, la proporción de ácido a magnesio, las propiedades físicas tanto del magnesio como del ácido, por ejemplo, el tamaño de mesh y las condiciones físicas en las que se coloca la composición. Las composiciones de la invención normalmente se desintegrarán cuando entren en contacto con agua en un recipiente en menos de 5 minutos, por ejemplo, menos de 4 minutos, menos de 3 minutos, menos de 2 minutos, o menos de 1 minuto.

La temperatura del agua en la que se coloca la composición afecta la rapidez con que se desintegra la composición. El agua caliente hará que la composición se desintegre rápidamente, pero no retendrá una alta concentración de gas hidrógeno. El agua más fría aumenta la solubilidad del hidrógeno en agua, pero no provoca una rápida desintegración de la composición. Una temperatura adecuada para la producción de hidrógeno a partir de una composición de la invención es aproximadamente la temperatura ambiente, por ejemplo, entre 15 °C -25 °C, por ejemplo, 15 °C, 16 °C, 17 °C, 18 °C, 19 °C, 20 °C, 21 °C, 22 °C, 23 °C, 24 °C o 25 °C.

Las composiciones mantendrán un producto ácido enriquecido con hidrógeno, por ejemplo, con un pH inferior a 7, por ejemplo, 4-6, durante al menos un período de tiempo después de ponerse en contacto con agua. Se puede mantener un pH ácido durante el transcurso de la escala de tiempo típica para el uso del producto enriquecido con hidrógeno, tal como 10 minutos después de que la composición entre en contacto con agua. Por ejemplo, la composición de la invención mantiene un pH inferior a 7 durante un período de tiempo de al menos 5 minutos, por ejemplo, 5 - 300 minutos, 10 - 250 minutos, 15 - 200 minutos, 20 - 150 minutos, 25 - 120 minutos, 30 - 100 minutos, 50 - 90 minutos, por ejemplo, al menos 5 minutos, al menos 10 minutos, al menos 15 minutos, al menos 20 minutos, al menos 25 minutos, al menos 30 minutos, al menos 35 minutos, al menos 40 minutos, al menos 45 minutos, al menos 50 minutos, al menos 55 minutos, al menos 60 minutos, al menos 70 minutos, al menos 80 minutos, al menos 90 minutos, al menos 100 minutos, al menos 110 minutos, al menos 120 minutos, al menos 130 minutos, al menos 140 minutos, al menos 150 minutos, al menos 160 minutos, al menos 170 minutos, al menos 180 minutos, al menos 190 minutos, al menos 200 minutos, al menos 250 minutos o al menos 300 minutos, por ejemplo, al menos 0,5 horas, al menos 1 hora, al menos 1,5 horas, al menos 2 horas, al menos 2,5 horas, al menos 3 horas, al menos al menos 3,5 horas, al menos 4 horas, al menos 4,5 horas o al menos 5 horas. Las composiciones también pueden mantener un pH inferior a 7 durante un período de tiempo prolongado, por ejemplo, un día, siete días, 30 días o 6 meses después de que la composición entre en contacto con agua. Además, después de este período de tiempo, el pH del producto enriquecido con hidrógeno puede volverse alcalino, por ejemplo, superior a 7.

Para las composiciones diseñadas para uso como aditivo cosmético para la ducha o el baño, la velocidad de disolución de la tableta es una consideración importante. La composición tiene que disolverse en el agua con la suficiente lentitud para producir un nivel constante de H2durante el tiempo que dure la ducha o el baño. Una restricción adicional es la termodinámica de la reacción de disolución, ya que la reacción es exotérmica y produce pequeñas cantidades de hidróxido de magnesio. Si la reacción avanza demasiado rápidamente, la temperatura del baño resultante podría calentarse demasiado o producir demasiado hidróxido de magnesio; ambos efectos pueden dañar la piel. Se ha demostrado que la adición de polisacáridos a las composiciones tiene un efecto sobre la velocidad de disolución mientras maximiza el H2retenido. El polisacárido añadido puede ser un polisacárido fibroso, tal como celulosa y sus derivados, por ejemplo, hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC, conocida como hipromelosa). Como alternativa o adicionalmente, se puede usar la adición de un tensioactivo soluble, como un copolímero tribloque (p. ej., Poloxámero 407) para ralentizar la disolución de la tableta, lo que garantiza un consumo suficiente de magnesio y maximiza el tiempo que se disuelve el H2en el agua.

Los líquidos enriquecidos con hidrógeno para su uso como aerosol cosmético o de belleza pueden tener un mayor contenido de ácido, y la composición resultante puede aprovechar el pH natural de la piel de 4,5-5,2 (Lambers et al.,Int. J. Cosmet. Sci.,2006, 28, 359-370) para mejorar aún más la concentración de H2. Se ha demostrado que el H2proporciona numerosos beneficios para la piel, y usar el spray de belleza como limpiador para devolver la piel a su pH natural puede tener beneficios adicionales para la salud.

Transportistas

Las composiciones de la invención, por ejemplo, tabletas, se usan poniéndolas en contacto con un portador tal como agua u otro líquido acuoso. El agua puede ser pura, por ejemplo, desionizada, o puede contener otros iones disueltos, por ejemplo, agua de manantial o del grifo. El agua también puede contener otros ingredientes, por ejemplo, puede ser o contener zumo de fruta, o puede contener otros gases disueltos, por ejemplo, agua carbonatada, o sólidos disueltos, por ejemplo, azúcar de mesa o sal. Un zumo de fruta ejemplar es el zumo de limón.

El volumen de portador se selecciona en función de la aplicación que se va a enriquecer con hidrógeno. Cuando se usa una composición de la invención para producir una bebida, el volumen de líquido, por ejemplo, agua o zumo de fruta, que se enriquece es de aproximadamente 100 mL a 2 L, por ejemplo, aproximadamente 100 mL, aproximadamente 150 mL, aproximadamente 200 mL, aproximadamente 250 mL, aproximadamente 300 mL, aproximadamente 350 mL, aproximadamente 400 mL, aproximadamente 450 mL, aproximadamente 500 mL, aproximadamente 550 mL, aproximadamente 600 mL, aproximadamente 650 mL, aproximadamente 700 mL, aproximadamente 750 mL, aproximadamente 800 mL, aproximadamente 850 mL, aproximadamente 900 mL, aproximadamente 950 mL, aproximadamente 1 L, aproximadamente 1,5 L o aproximadamente 2 L. Cuando se usa una composición de la invención para producir un producto cosmético, la cantidad de agua es de aproximadamente 50 mL a 500 mL, por ejemplo, aproximadamente 50 mL, aproximadamente 100 mL, aproximadamente 150 mL, aproximadamente 200 mL, aproximadamente 250 mL, aproximadamente 300 mL, aproximadamente 350 mL, aproximadamente 400 mL, aproximadamente 450 mL, o aproximadamente 500 mL.

Alternativamente, el agua puede estar presente en un portador tópico, como una crema, loción, espuma, pasta o gel, de modo que el H2pueda administrarse eficazmente a la piel. Los métodos para producir vehículos tópicos solubles en agua son bien conocidos en la técnica, por ejemplo, como se describe en Remington (Remington: The Science and Practice of Pharmacy, (22a ed.) ed. L.V. Allen, Jr., 2013, Pharmaceutical Press, Filadelfia, PA) y en la industria cosmética. Durante o después de la reacción de la composición de la invención con agua, el portador se puede remover, mezclar o agitar para asegurar una consistencia uniforme.

Contenedores

Pueden usarse varios recipientes para poner en contacto la composición con un volumen de agua. En una forma de realización, el recipiente tiene una tapa que puede usarse para sellar el recipiente, por ejemplo, poco después de introducir una composición en un volumen de agua. Un recipiente sellado retiene el H2producido mientras que la reacción se completa. Alternativamente, el H2se puede producir en un recipiente abierto. Un ejemplo de un recipiente adecuado es una botella de acero inoxidable de doble pared y doble junta.

MÉTODOS DE USO

Las composiciones de la invención, por ejemplo, tabletas, se usan poniéndolas en contacto con un portador que facilita la disolución de la composición. Un portador ejemplar es el agua. Por lo general, la cantidad de agua utilizada para disolver la composición está entre 50 mL y 2 L, por ejemplo, 50 mL, 150 mL, 250 mL, 355 mL, 500 mL, 750 mL o 1 L. El usuario puede agregar la composición a el agua u otro portador en un recipiente hermético y permita que la reacción prosiga durante 1 o más minutos dependiendo de la temperatura del agua, por ejemplo, 1-2 minutos, al menos 5 min, 10 min, 15 min, 30 min, 45 min, 60 min, 90 min o 12 h. En ciertas formas de realización, se prefiere que la composición reaccione en menos de 2 minutos. Preferiblemente, la tableta y el volumen de agua producen una concentración de al menos 0,5 mM, por ejemplo, al menos 1 mM, al menos 3 mM, al menos 5 mM o al menos 10 mM, por ejemplo, entre 0,5 y 20 mM, 1 -15 mM, o 5 -10 mM. La inclusión de un polisacárido ya sea en la composición, en el agua o en el portador, por ejemplo, en el zumo de frutas, puede aumentar la concentración de H2en relación con la reacción en ausencia del polisacárido, ya sea localmente cerca del polisacárido o en el H2. composición enriquecida en su conjunto.

Como se sabe en la técnica, el consumo de agua rica en hidrógeno ayuda en el tratamiento de diversos trastornos, incluida la enfermedad de Parkinson (Yoritaka et al.,BMC Neurology,2016, 16:66), depresión (Zhang et al.Sci. Rep.2016 ; 6:23742), periodontitis (Azuma et al.Antioxidants(Basel).2015; 4(3):513-22), diabetes tipo II, síndrome metabólico, insuficiencia renal crónica, inflamación, artritis reumatoide, cistitis intersticial, isquemia cerebral, hiperlipidemia, hepatitis B crónica y otros, como se describe en lchihara et al. (Med. Gas. Res.(2015) 5:12). Por consiguiente, las composiciones de la presente invención pueden ser consumidas por sujetos que padezcan cualquiera de estos trastornos para tratar el trastorno o aliviar uno o más síntomas del mismo.

Además, se ha demostrado que el H2es un tratamiento eficaz para una variedad de afecciones dermatológicas. Por ejemplo, cuando se usa una composición de la invención para preparar un líquido acuoso enriquecido con hidrógeno, el pH del líquido acuoso resultante se puede ajustar para crear un "agua de belleza" con un pH de 4,5-5,5, que tiene numerosos beneficios para la salud (Lambers et al.,Int. J. Cosmet.Sci. 2006, 28, 359-370). Esta "agua de belleza" se ha utilizado como base portadora para cosméticos tópicos de magnesio iónico, con un pH más bajo y un contenido de H2que facilita de manera efectiva la absorción de magnesio a través de la piel (Magnes. Res.2016; 29(2):35-42). En otro ejemplo, se ha demostrado que los productos que contienen H2son un tratamiento prometedor para las afecciones cutáneas tópicas, como las arrugas, la dermatitis atópica y las quemaduras en la piel inducidas por los rayos UV (Mol. Cell. Toxicol. 2013, 9(1), 15-21). Para indicaciones tópicas, las composiciones de la invención pueden incorporarse directamente en un portador dermatológico tal como una crema, loción, espuma, pasta o gel.

Los productos que contienen hidrógeno producidos a partir de la generación in situ de H2se pueden utilizar para mejorar la salud de ciertos animales de ganado, en particular, las vacas lecheras. Se cree que el H2tiene potencial para aumentar la vida útil y la longevidad de las vacas lecheras, lo que resulta en una mayor producción de leche.

Las composiciones de la invención también se pueden usar para producir hidrógeno gaseoso que se inhala, por ejemplo, respirando el gas a medida que se desprende de un recipiente abierto o a través de una cánula o un tubo nasal.

COMPOSICIONES ÁCIDAS ENRIQUECIDAS CON HIDRÓGENO

Una composición de la invención se puede utilizar en la fabricación de una serie de productos de consumo, incluidos, entre otros, productos alimenticios comestibles y nutracéuticos (p. ej., bebidas) y productos para el cuidado de la piel, p. ej., lociones, bombas de baño o tabletas de ducha., para la entrega efectiva de H2a la piel. En determinadas formas de realización, la composición enriquecida con hidrógeno es una bebida en un recipiente abierto. Para las composiciones tópicas, una composición de la invención se puede incorporar directamente en un portador tópico de grado farmacéutico o grado cosmético tal como una crema, loción, espuma, pasta o gel. Las composiciones tópicas que contienen H2se pueden empapar, enrollar, frotar o rociar directamente sobre la piel.

Para productos de consumo diseñados para ser ingeridos dentro del cuerpo humano, p. ej., nutracéuticos, p. ej., bebidas, el ácido utilizado en la producción de la composición de la invención debe ser consumible de manera segura, como con los ácidos comestibles descritos en este documento (por ejemplo, ácido málico o ácido tartárico). El ácido utilizado en una composición de la invención que se utilizará en la fabricación de productos de consumo diseñados para administración tópica puede ser cualquier ácido farmacéutica o cosméticamente aceptable y su contraión que se considere "generalmente considerado como seguro" según lo define la US Food and Drug. Administración para uso humano y veterinario. Los ácidos representativos incluyen ácido acético, ácido adípico, ácido algínico, ácido aspártico, ácido bencenosulfónico, ácido benzoico, ácido bórico, ácido butírico, ácido canfórico, ácido canfersulfónico, ácido ciclopentanopropiónico, ácido diglucónico, ácido dodecilsulfúrico, ácido etanosulfónico, ácido glucoheptónico, ácido glicerofosfórico, ácido hemisulfúrico, ácido heptónico, ácido hexanoico, bromhídrico, ácido clorhídrico, ácido yodhídrico, ácido 2-hidroxietanosulfónico, ácido lactobiónico, ácido láctico, ácido láurico, ácido laurilsulfúrico, ácido malónico, ácido metanosulfónico, ácido 2-naftalenosulfónico, ácido nicotínico, ácido nítrico, ácido oleico, ácido palmítico, ácido pamoico, ácido péctico, ácido persulfúrico, ácido 3-fenilpropiónico, ácido fosfórico, ácido pícrico, ácido piválico, ácido propiónico, ácido esteárico, ácido sulfúrico, ácido tartárico, ácido tiociánico, ácido toluenosulfónico, ácido undecanoico, ácido valérico, sus estereoisómeros, todas las formas de ácidos alfa (por ejemplo, ácido a-lúpulo), ácidos policarboxílicos, un ácido de Lewis, por ejemplo, AICÍ3, o combinaciones de los mismos. Otros ácidos de este tipo son conocidos en la técnica.

El agua enriquecida con hidrógeno producida a partir de una composición de la invención tiene una concentración de H2disuelto entre 0,5 mM y 20 mM, por ejemplo, entre 1 mM y 15 mM, entre 1 y 10 mM, entre 1 mM y 4 mM, entre 1 mM y 3 mM, entre 1 mM y 2 mM, entre 1,5 mM y 4 mM, o entre 2 mM y 3 mM, por ejemplo, aproximadamente 0,5 mM, aproximadamente 1 mM, aproximadamente 1,5 mM, aproximadamente 2 mM, aproximadamente 3 mM, aproximadamente 4 mM, aproximadamente 5 mM, aproximadamente 6 mM, aproximadamente 7 mM, aproximadamente 8 mM, aproximadamente 9 mM, aproximadamente 10 mM, aproximadamente 15 mM o aproximadamente 20 mM. En otras formas de realización, la concentración está entre 1 ppm y 3 ppm, entre 2 ppm y 4 ppm, entre 3 ppm y 6 ppm, entre 4 ppm y 8 ppm, entre 5 ppm y 10 ppm, entre 6 ppm y 12 ppm, o entre 5 ppm y 15 ppm.

El contenido de ácido de la composición utilizada para enriquecer el agua con hidrógeno puede ser suficiente para mantener un pH de menos de 7, por ejemplo, menos de 6, por ejemplo, entre 4-6, mientras se consume una cantidad suficiente de magnesio. Una composición enriquecida con hidrógeno también puede incluir un complemento nutricional, por ejemplo, una sal de magnesio, un edulcorante, un agente aromatizante, un agente colorante, una fragancia, un aceite esencial, un lubricante soluble en agua o un polisacárido.

EJEMPLOS

Ejemplo 1

En este ejemplo, se creó agua enriquecida con hidrógeno disolviendo las siguientes dos composiciones en recipientes abiertos separados y controlando la concentración de hidrógeno desprendida en función del tiempo.

Composición de muestra N.° 1 - "F6" - disuelta en 500 mL de agua mantenida a 17°C

80 mg de magnesio, 44 μm o menos (-325 mesh), en escamas

120 mg de ácido tartárico, 125 μm o menos (120 mesh)

200 mg de ácido málico, 125 μm o menos (120 mesh)

200 mg de dextrosa

6 mg de estearilfumarato de sodio

Composición de muestra N.° 2 - "F1" - disuelta en 500 mL de agua mantenida a 17°C

55 mg de magnesio, 75 μm (-200 mesh), triturado

25 mg de magnesio, 44 μm (-325 mesh), en escamas

340 mg de ácido málico, 250 μm (60 mesh)

160 mg de lactosa

6 mg de estearilfumarato de sodio

La composición F6 que contenía partículas de ácido de 125 μm (120 mesh) molidas se disolvió más rápido (en aproximadamente 1,75 min) que la composición F1 con partículas de ácido granular de 250 μm (60 mesh) más grandes (aproximadamente 3,5 min). Si los ácidos solo se muelen a 250 μm (60 mesh) en la composición F6, el tiempo de disolución de la tableta es de aproximadamente 3 min. Tanto las composiciones F6 como F1 superaron la prueba farmacéutica mínima de friabilidad. Datos experimentales adicionales utilizando partículas de ácido tartárico molidas de menos de 10 micras en la composición F6 en lugar de partículas de 125 μm (120 mesh) dieron como resultado un tiempo de disolución de la tableta de 45 segundos. Además, al usar dextrosa en lugar de lactosa como aglutinante, el tiempo de disolución por tableta disminuyó aproximadamente 30 segundos mientras permitía que la friabilidad se mantuviera dentro de límites aceptables.

La concentración de hidrógeno alcanzada por la composición F6 después de que se desintegró por completo fue de 9 ppm. Para la composición F1, la concentración de hidrógeno después de la desintegración completa fue de 3,5 ppm. Una composición similar que no pasó la prueba de friabilidad proporcionó una concentración máxima de hidrógeno de 12 ppm después de aproximadamente 75 segundos. Todos los datos de concentración fueron un promedio de aproximadamente 20 tabletas individuales de cada composición.

En un segundo experimento, se investigó la disolución de una composición que contenía ácido tartárico y ácido málico ("F35") con los siguientes ingredientes:

60 mg de magnesio, 44 μm o menos (-325 mesh), en escamas

90 mg de ácido tartárico

150 mg de ácido málico

150 mg de dextrosa

6 mg de estearilfumarato de sodio

En condiciones de agua idénticas a las de F1 y F6 (p. ej., 500 mL de agua en un recipiente abierto a 17 °C), la concentración fue de 5,3 ppm después de aproximadamente 80-90 s de tiempo de reacción. La concentración medida fue un promedio de aproximadamente 20 tabletas.

Ejemplo 2

Una tableta ejemplar para usar en la creación de una bebida lista para beber enriquecida con hidrógeno incluye los siguientes componentes:

30 mg 75 μm o menos (-200 mesh) de magnesio

30 mg 44 μm o menos (-325 mesh) de magnesio, en escamas

90 mg de ácido tartárico

150 mg de ácido málico

150 mg de dextrosa

5,5 mg μm (2500 mesh) de ácido esteárico

Ejemplo 3

Una tableta para producir una bebida enriquecida con hidrógeno en un recipiente cerrado incluye los siguientes ingredientes:

55 mg 75 μm o menos (-200 mesh) de magnesio

25 mg 44 μm o menos (-325 mesh) de magnesio, en escamas

310 mg de ácido málico

100 mg de malato de magnesio

160 mg de lactosa

7 mg de estearilfumarato de sodio

Estos ingredientes se comprimieron en una tableta usando una prensa de tabletas mecánica manual. Esta tableta, cuando se disuelve en agua en un recipiente hermético de 500 mL, produce gas H2. En una botella de refresco estándar (500 ml), la concentración de H2alcanzó 1,6 ppm (0,8 mM) en 15 minutos, 4 ppm (2 mM) en 2 horas y superó las 6 ppm (3 mM) en 12 horas. En una botella de acero inoxidable de doble pared y doble junta, la concentración alcanzó 2,8 ppm (1,4 mM) a los 15 minutos, 3,8 ppm (1,9 mM) a 1 hora y superó las 7 ppm (3,5 mM) a las 12 horas. El pH de la solución final cuando la tableta se agrega al agua corriente está entre 4 y 6.

Cuando se usa zumo de frutas, incluidos los jugos de frutas con alto contenido de pectina, como limón, lima, manzana y naranja, como líquido o además del líquido, la concentración de H2en la espuma en la parte superior del líquido puede exceder las 20 ppm (10 mM). También se observó un aumento en la concentración de H2con pectina premezclada (Certo®) y cáscara de zaragatona.

Ejemplo 4

Una tableta configurada para su uso en una bebida para producir una alta concentración de H2incluye los siguientes componentes:

30 mg de magnesio

200 mg de ácido málico

Cantidades suficientes de aglutinante y lubricante

Estos ingredientes se pueden prensar en una forma de tableta adecuada en una matriz de formación de tabletas de 9-11 mm de diámetro.

Ejemplo 5

Una tableta configurada para uso cosmético, ducha o baño incluye los siguientes componentes:

480 mg de magnesio

720 mg de ácido tartárico

1200 mg de ácido málico

Cantidades suficientes tanto de agente aglutinante como de lubricante para llevar la masa del comprimido a 3600 mg. Estos ingredientes se pueden prensar en una forma de tableta adecuada en una matriz de formación de tabletas de 24 mm de diámetro.

Ejemplo 6

Una segunda tableta configurada para uso cosmético, ducha o baño incluye los siguientes componentes:

240 mg 44 μm o menos (-325 mesh) de magnesio

360 mg 180 μm (80 mesh) (o menos) de ácido tartárico

600 mg 180 μm (80 mesh) (o menos) de ácido málico

Cantidades suficientes tanto de agente aglutinante como de lubricante para llevar la masa del comprimido a 1800 mg. Estos ingredientes se pueden prensar en una forma de tableta adecuada en una matriz de formación de tabletas de 18 mm de diámetro.

Ejemplo7

Una tableta configurada para su uso en una bebida o spray cosmético incluye los siguientes componentes:

80 mg 44 |jm o menos (-325 mesh) de magnesio

120 mg 180 jm (80 mesh) (o menos) de ácido tartárico

200 mg 180 jm (80 mesh) (o menos) de ácido málico

Cantidades suficientes tanto de agente aglutinante como de lubricante para llevar la masa del comprimido a 600 mg. Estos ingredientes se pueden prensar en una forma de tableta adecuada en una matriz de formación de tabletas de 12 mm de diámetro.

Ejemplo 8

Una tableta configurada para su uso en una bebida o spray cosmético incluye los siguientes componentes:

60 mg de magnesio

90 mg de ácido tartárico

200 mg de ácido málico

Cantidades suficientes tanto de agente aglutinante como de lubricante para llevar la masa del comprimido a 4500 mg. Estos ingredientes se pueden prensar en una forma de tableta adecuada en una matriz de formación de tabletas de 12 mm de diámetro.

Ejemplo 9

Una tableta configurada para uso exclusivo en un spray cosmético o de belleza incluye los siguientes componentes: 25 40 mg de magnesio

Una cantidad suficiente de ácido, en una cantidad superior a las tabletas utilizadas para producir una bebida enriquecida. Cantidades suficientes de aglutinante y lubricante

Estos ingredientes se pueden prensar en una forma de tableta adecuada en una matriz de formación de tabletas de 9 mm de diámetro.

Ejemplo 10

Una ventaja de una tableta que comprende partículas de magnesio finamente escamadas es que las moléculas de H2se desprenden de una en una. Cuando hay suficiente ácido presente y la masa de magnesio en la tableta es apropiada para el volumen de líquido que se saturará con H2(al menos 80 mg de magnesio y 300 mg de ácido total por 500 ml de líquido), el H2evolucionará continuamente, creando burbujas de H2primero en el rango de tamaño de picómetro, antes de que se fusionen en burbujas de tamaño nanométrico, luego burbujas de tamaño micrométrico y luego burbujas más grandes. Las burbujas de tamaño nanométrico pueden saturar una solución acuosa a un nivel más alto que las burbujas de otros tamaños y, por lo tanto, pueden crear una mayor presión de H2en el líquido. Esto se debe a que las burbujas más grandes se disipan fuera de la solución, pero las burbujas de tamaño nanométrico son más estables y las propiedades fisicoquímicas de las burbujas de tamaño nanométrico son diferentes a las de las moléculas de H2disueltas individualmente, lo que cambia la relación con la Ley de Henry y el coeficiente de fugacidad del gas. El aumento de la presión detiene la reacción según el principio de Le Chatelier, dejando escamas de magnesio de tamaño submicrométrico suspendidas en la solución. A medida que las burbujas de H2se unen y se disipan aún más, la presión del sistema cae y una cantidad igual de magnesio reacciona para producir más H2.

Esta reacción continua permite que la concentración de H2generada sea superior a 3 ppm cuando la composición se coloca dentro de un recipiente abierto en lugar de una botella sellada, por ejemplo, bajo 1 atmósfera de presión, pero entrega una reposición constante de H2para llevarla a la concentración local de H2a aproximadamente 9 ppm. La velocidad de desintegración de la tableta y la subsiguiente reacción del magnesio y el ácido se pueden acelerar eligiendo componentes de la tableta, por ejemplo, recubrimientos o aglutinantes, para controlar la cinética de la reacción, con la reacción completada en no más de 4 minutos, por ejemplo, en el rango de 1 -2 minutos.

El uso de agua fría para disolver las composiciones de la invención permite la retención de una mayor concentración de hidrógeno, pero también provoca una disminución significativa de la velocidad de disolución de la tableta y, posteriormente, la reacción de generación de hidrógeno global. Por ejemplo, en agua que está justo por encima del punto de congelación (1 °C), las tabletas de la invención normalmente necesitan de 4 a 5 minutos para disolverse por completo.

Sin embargo, una vez que el agua está saturada, el hidrógeno disuelto se retiene durante más tiempo en el agua en una concentración más alta. El uso de agua caliente para disolver una composición de la invención da como resultado un aumento significativo en la velocidad de disolución y, posteriormente, una evolución más rápida de hidrógeno. Por ejemplo, en agua caliente, por ejemplo, por encima de la temperatura ambiente, las tabletas de la invención típicamente se disuelven por completo en 1 minuto o menos. Sin embargo, la velocidad de coalescencia de las burbujas aumenta drásticamente con el aumento de la temperatura, lo que reduce el tiempo de retención y la estabilidad general del agua enriquecida.

Usando la tecnología y las capacidades de formación de tabletas actuales, el rango ideal de temperatura del agua para disolver una tableta hecha a partir de una composición de la invención está entre 12 y 20°C, dependiendo de la composición final de la tableta.

Ejemplo 11

Una composición de la invención, por ejemplo, una tableta, es capaz de disolverse y producir un sobresaturación semiestable de H2en un recipiente abierto, por ejemplo, a presión ambiental. Los polisacáridos contenidos en la composición o presentes en el portador líquido pueden formar una capa límite en la superficie del líquido. Esta capa límite evita que la nube de gas H2que se forma a partir de la disolución de la composición se disipe rápidamente. Por ejemplo, en un recipiente rígido, la adición de un modificador de pH, por ejemplo, 2 cucharadas de zumo de limón (que contiene pectina) o vinagre, aumenta la concentración disponible de H2. El uso de vinagre da como resultado una mayor concentración de H2en todo el líquido. Cuando se coloca agua y zumo de limón en una botella de refresco estándar hecha principalmente de tereftalato de polietileno (PET), la concentración de H2aumenta en la parte superior de la nube de gas por un factor de 6-7x. En una botella de vidrio abierta con la misma solución de agua y zumo de limón, la concentración de gas H2producido aumenta aproximadamente un 20 %. Cuando se utilizan polisacáridos, se forma una espuma en la superficie del líquido que incluye una mayor concentración de H2en relación con el resto del líquido.

Los contenedores abiertos pueden crear rápidamente una suspensión de nanopartículas de magnesio una vez que la tableta se coloca en el contenedor. Esto aumenta la velocidad de reacción para producir H2. Por ejemplo, en una tableta que reacciona completamente en 30 a 60 segundos, las burbujas formadas en la parte superior de la superficie estallan agresivamente y dan como resultado una concentración de H2medida de 1,6 ppm.

Para una composición de la invención, 70-90 segundos es la velocidad de reacción ideal, alcanzando a menudo 10 ppm de sobresaturación dentro de la nube de gas. La concentración medida de H2parece disminuir linealmente con el tiempo, como se muestra en los datos de la Tabla 1, alcanzando la concentración típica de SATP de 1,6 ppm después de 8 minutos de disolución.

Tabla 1. Concentraciones de H2medidas después de disolver una composición de la invención

Ejemplo 12

En este ejemplo, el agua mejorada con H2creada al disolver una composición de la invención, por ejemplo, una tableta, en un recipiente abierto se transfirió a una botella de vidrio sellable con tapa basculante y se dejó estabilizar bajo presión tras la disolución adicional de la composición. Cuando se abrió la botella sellada, la concentración medida de H2fue de 5,3 ppm.

En un experimento adicional, el agua mejorada con H2creada al disolver una composición de la invención, por ejemplo, una tableta, en un recipiente abierto se transfirió a una botella de refresco de p Et sellable modificada para incluir un manómetro para medir la presión del interior de la botella. A medida que avanzaba la reacción, esa botella comenzó a presurizarse, creando un espacio de cabeza dentro de la botella a medida que se formaban burbujas de H2y posteriormente se disipaban. Después de 5 minutos de reacción, la presión medida de la botella fue de 172 kPa (25 psi), y después de 30 minutos de reacción, la presión medida de la botella fue de 310 kPa (45 psi). A esta presión, la concentración medida de H2fue de 2,3 ppm.

La composición en ambos recipientes (botella abierta y sellada) continuó reaccionando con partículas micrométricas. A medida que el H2se unía y disipaba, la presión que había contenido dentro del líquido se transfirió al espacio de cabeza, aumentando la presión en el recipiente. Sorprendentemente, la presión alcanzada al transferir el líquido del recipiente abierto a la botella de PET alcanza e incluso supera la presión creada al dejar caer una tableta en una botella de PET y sellar inmediatamente. La misma tableta produce aproximadamente 241 kPa (35 psi) cuando se sella inmediatamente debido a que la reacción se detiene según el principio de Le Chatelier, lo que también confirma la capacidad de sobresaturación de la composición.

Ejemplo 13

Una variable que ejerce control sobre la producción de hidrógeno a partir de una composición de la invención es la masa de magnesio utilizada para reaccionar con el ácido molido. La relación entre la masa de magnesio y la concentración de hidrógeno disuelto es aproximadamente lineal: a medida que aumenta la cantidad de magnesio utilizada, aumenta la cantidad de hidrógeno producido para una masa fija de ácido. La Tabla 2 presenta datos de concentración de hidrógeno para una variedad de masas de magnesio donde el ácido se molió a un tamaño de partícula de mesh fina (~125 μm (120 mesh)) y un tiempo de disolución de aproximadamente 60-75 s.

Tabla 2. Concentraciones de H2medidas después de disolver una composición de la invención hecha con ~125 μm (120 mesh) ácido

También se estudió el efecto de moler los ácidos realizando mediciones de distribución de tamaño de difracción láser de las burbujas producidas durante la reacción de disolución. Usando ácidos finamente molidos, las burbujas generadas exhibieron una distribución bimodal, con un primer modo en un diámetro de aproximadamente 50-60 nm y el segundo modo en un diámetro de 600 nm después de compensar el ruido. Como se señaló en el Ejemplo 10, las burbujas de tamaño nanométrico pueden saturar una solución acuosa a un nivel más alto que las burbujas de otros tamaños y, por lo tanto, pueden crear una mayor presión de H2en el líquido, lo que confirma la importancia de usar ácidos finamente molidos en la producción de composiciones para enriquecer el agua con hidrógeno.

Pruebas adicionales en un recipiente abierto usando una tableta hecha con un ácido finamente molido produjeron 70 mL de gas hidrógeno de un límite teórico de 80 mL dentro de los primeros 80-90 segundos. En el segundo minuto de la reacción, solo se habían escapado 6 mL de hidrógeno gaseoso de la superficie del líquido en el recipiente abierto.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Una composición que comprende:

metal de magnesio de 75 |jm (200 mesh) o menos;

al menos un ácido; y

un agente aglutinante;

donde la composición produce al menos 0,5 mM de H2después del contacto con 50 mL de agua en un recipiente a presión atmosférica y temperatura ambiente;

donde la composición es una tableta y

donde

i) la composición se desintegra en menos de 5 minutos;

ii) el al menos un ácido es soluble en agua y tiene una solubilidad en agua de al menos 0,01 g/ml; o, iii) la composición mantiene un pH de menos de 7 a 10 minutos después del contacto.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que la composición pasa una prueba farmacéutica de friabilidad; o, en la que la composición se desintegra en menos de 2 minutos.

3. La composición de la reivindicación 1, en la que el pH del agua permanece por debajo de 7 durante al menos 10 minutos después de que la composición entra en contacto con el agua; o en la que el recipiente está cerrado y la composición mantiene un pH de menos de 7 a los 7 días después del contacto con el agua.

4. La composición de la reivindicación 1, en la que:

a) el metal de magnesio comprende escamas; preferiblemente escamas de 44 jm o menos (-325 mesh); y/o b) se tritura el metal de magnesio; y/o,

c) la cantidad de metal de magnesio es de 5 - 500 mg.

5. La composición de la reivindicación 1, en la que:

a) el al menos un ácido comprende un ácido comestible, preferiblemente en el que al menos un ácido comestible se selecciona del grupo que consiste en ácido maleico, ácido succínico, ácido málico, ácido fumárico, ácido fórmico, ácido cítrico, ácido ascórbico, ácido oxálico y ácido tartárico, o una mezcla de los mismos; o, b) el al menos un ácido es un ácido cosmética o farmacéuticamente aceptable, preferiblemente ácido acético, ácido adípico, ácido algínico, ácido aspártico, ácido bencenosulfónico, ácido benzoico, ácido bórico, ácido butírico, ácido canfórico, ácido canfersulfónico, ácido ciclopentanopropiónico, ácido diglucónico, ácido dodecilsulfúrico, ácido etanosulfónico, ácido glucoheptónico, ácido glicerofosfórico, ácido hemisulfúrico, ácido heptónico, ácido hexanoico, bromhídrico, ácido clorhídrico, ácido yodhídrico, ácido 2-hidroxietanosulfónico, ácido lactobiónico, ácido láctico, ácido láurico, ácido laurilsulfúrico , ácido malónico, ácido metanosulfónico, ácido 2-naftalenosulfónico, ácido nicotínico, ácido nítrico, ácido oleico, ácido palmítico, ácido pamoico, ácido péctico, ácido persulfúrico, ácido 3-fenilpropiónico, ácido fosfórico, ácido pícrico, ácido piválico, ácido propiónico, ácido esteárico, ácido sulfúrico, ácido tartárico, ácido tiociánico, ácido toluenosulfónico, ácido undecanoico, ácido valérico, sus estereoisómeros, todas las formas de ácidos alfa (p. ej., ácido a-lúpulo), ácidos policarboxílicos, un ácido de Lewis o una combinación de los mismos.

6. La composición de la reivindicación 1, en la que la cantidad del al menos un ácido es de 30 - 4000 mg.

7. La composición de la reivindicación 1, en la que el agente aglutinante es manitol, xilitol, maltosa, dextrosa o lactosa.

8. La composición de la reivindicación 1, que además comprende:

a) un lubricante soluble en agua; preferiblemente en donde el lubricante soluble en agua se selecciona de estearilfumarato de sodio o ácido esteárico; y/o

b) un complemento nutricional, preferiblemente en el que el complemento nutricional es una sal de magnesio; y/o,

c) un edulcorante o agente aromatizante; y/o,

d) un agente colorante; y/o,

e) una fragancia; y/o,

f) un aceite esencial; y/o,

g) un polisacárido; preferiblemente en donde el polisacárido se selecciona del grupo que consiste en celulosa y sus derivados, almidón, polvo de manzana, polvo de limón, polvo de lima, polvo de pomelo, cáscara de zaragatona y pectina.

9. La composición de la reivindicación 1, en la que el metal de magnesio y al menos un ácido están presentes en cantidades suficientes para producir al menos 2 mM de H2.

10. La composición de la reivindicación 1, en la que al menos un ácido es soluble en agua y tiene una solubilidad de al menos 0,05 g/mL en agua; o, en la que al menos un ácido es soluble en agua y tiene una solubilidad de al menos 0,1 g/mL en agua; o, en la que al menos un ácido es soluble en agua y tiene una solubilidad de al menos 1 g/mL en agua.

11. La composición de la reivindicación 1, donde el pH de menos de 7 se mantiene a los 30 minutos después del contacto con el agua; o, en donde el pH de menos de 7 se mantiene 1 hora después del contacto con el agua.

12. Un kit que comprende una composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-11 y un recipiente sellable capaz de contener entre 100 mL y 2 L de agua; preferiblemente en el que el recipiente es de doble pared; opcionalmente, en el que el recipiente es capaz de contener entre 250 y 750 ml de agua.

13. Un método para producir agua rica en hidrógeno, comprendiendo el método los pasos de: poner en contacto una composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-11 con agua en un recipiente para que la composición se desintegre y el metal de magnesio y al menos un ácido reaccionen para producir H2; opcionalmente donde el pH de menos de 7 se mantiene durante al menos 1 hora; y/o donde el pH es 4-6; y/o en donde el agua comprende jugo de frutas; y/o donde la concentración de H2es de al menos 0,5 mM.

14. Un método no terapéutico para administrar hidrógeno a un sujeto, comprendiendo el método proporcionar a un sujeto una composición que contiene hidrógeno producido a partir de una composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 11; opcionalmente donde la composición que contiene hidrógeno es un nutracéutico o formulación tópica, preferiblemente en la que el nutracéutico es una bebida.

15. Una composición enriquecida con hidrógeno, que comprende hidrógeno disuelto en un vehículo a una concentración de al menos 0,5 mM, en la que el pH de la composición es inferior a 7 y la composición se produce poniendo en contacto una composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-11. con un portador;

opcionalmente en la que la composición es de grado comestible, cosmético o farmacéutico;

opcionalmente en la que el vehículo se selecciona de un líquido acuoso, crema, loción, espuma, pasta o gel, o es una bebida;

opcionalmente en la que la concentración máxima de hidrógeno es 20 mM;

opcionalmente en la que el pH es 4-6 o es 4,6 o inferior;

opcionalmente en la que la composición contiene un suplemento nutricional; u

opcionalmente en la que la composición contiene un edulcorante, agente saborizante, agente colorante, fragancia, aceite esencial, polisacárido, agente aglutinante o lubricante soluble en agua.