ITSA20060006A1 - Estrazione e preparazione di principi attivi a base di aloe e loro impiego in garze o bende a lento rilascio. - Google Patents

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“Estrazione e preparazione di principi attivi a base di Aloe e loro impiego in Garze o bende a lento rilascio”.

Descrizione

Oggetto della presente invenzione è un preparato a base di Aloe applicabile su un idoneo supporto, essenzialmente una garza o benda, e capace di un lento rilascio dei suoi principi attivi ad azione riepitelizzante .

Tra le 300 varietà di Aloe conosciute, non tutte hanno gli stessi effetti terapeutici; solo quattro sono state riconosciute per le particolari proprietà. l'Aloè barbadensis Miller detta più comunemente Aloe Vera é la più popolare per le sue applicazioni terapeutiche.

Come è noto la pianta di Aloe ha dimostrato in saggi clinici efficacia terapeutica nel ridurre i tempi di ripristino delle normali funzioni della pelle lesa da ustioni da freddo, da calore e da radiazione, da ferite e da piaghe di origine differente. Oltre ad essere idratante, antisettica, antibiotica ed antibatterica, aumenta da sei ad otto volte la produzione di fibroplasti umani (le cellule responsabili delia produzione di collagene ed elastina); tutte queste proprietà favoriscono la rigenerazione cellulare e perciò l’Aloè e in particolare quella Vera trova applicazione nella cura di problemi di vario genere relativamente alle ferite ed ustioni ma anche acne, cancro della pelle, cellulite, dermatiti, duroni ai piedi, mani e gomiti, eczema, emorroidi, erpes, impetigine, macchie di età sulle mani, piaghe da decubito, piede d’atleta, porri, psoriasi, rughe, smagliature, squame, verruche.

L’efficacia della pianta di Aloe è dovuta essenzialmente all’alta concentrazione di sostanze ad azione terapeutica e all’effetto sinergico di queste, essenzialmente vitamine, sali minerali, mono e polisaccaridi, aminoacidi essenziali e secondari, enzimi, lignine, saponine e antrachinoni.

Attualmente sul mercato esistono una moltitudine di preparati a base di Aloe e proposti al pubblico sottoforma di pozioni liquide, pastiglie, creme e pomate. Questi prodotti sono ottenuti utilizzano uno dei tre procedimenti di estrazione, la distillazione, la pressione a freddo, l'estrazione a calore controllato, che vengono frequentemente utilizzati nei prodotti ricavati da foglia intera di Aloe.

Con il metodo della distillazione è necessario scaldare l'Aloè fino alla formazione di un vapore tiepido. Il vapore viene poi catturato e messo in bottiglia. Il residuo non viene utilizzato nel prodotto finito. Il prodotto finito é un liquido trasparente, che non ha quasi nessun gusto e che non contiene né polisaccaridi né altre parti della foglia intera.

Con l’uso del calore, per la estrazione dei principi attivi, si corre il rischio di danneggiare alcuni principi attivi delle foglie di Aloe per cui attualmente il metodo di estrazione a pressione freddo è quello più utilizzato, e può essere utilizzato sia utilizzando la foglia fresca intera ricca di polisaccaride, che il gel di Aloe.

Per poter meglio utilizzare le proprietà medicamentose dell’Aloè si è deciso di utilizzare tecniche di estrazione e preparazione tra le più moderne ed efficaci che rappresentano una novità nel caso dei preparati a base di Aloe, e ancora l'idea innovativa, di rendere più pratico ed igienico l’uso del preparato nelle applicazioni sulla pelle, si è pensato di inglobare in una garza o benda un preparato in grado di rilasciare i principi attivi derivanti dalla estrazione delle foglie di Aloe capaci di svolgere un’azione medicale e/o cosmetica una volta a contatto diretto con l’epidermide umana .

L'utilizzo di fluidi supercritici (SFE, Supercritical Fluid Extraction) per trovare delle alternative ai metodi di estrazione classici, vede in primo piano l'anidride carbonica, che in fase supercritica assume le caratteristiche di solvente non polare ed e paragonabile al n-esano.

Il biossido di carbonio, alla temperatura di 37,7 °C e pressione di 68 atm, si trova nello stato supercritico, in cui non c'e distinzione fra fase vapore e fase liquida. Aumentando la temperatura a pressione costante (68 atm), il C02 rimane nello stato supercritico, e così anche aumentando la pressione a temperatura costante (37,7°C): si individuano così le varie combinazioni possibili di pressione e temperatura, che variano con continuità le proprietà solubilizzanti del biossido di carbonio in un ampio campo dì condizioni operative. I vantaggi del C02 supercritico sono i seguenti: a) conformandosi ai più elevati requisiti della moderna qualità produttiva industriale, il materiale residuo può essere riciclato senza alcun trattamento;

b) la temperatura di lavoro è vicina alla temperatura ambiente, particolarmente adatta al materiale sensibile al calore, come le foglie di Aloe, che verrebbero decomposte dal trattamento termico;

c) l'elevata efficienza estrattiva e la qualità del prodotto ottenuto non possono essere ottenuti con altri metodi estrattivi;

d) il C02 supercritico è poco costoso, non brucia e non esplode, non inquina .

e) il ricupero del solvente è semplice ed è conveniente e può risparmiare risorse energetiche;

f) riunisce la tecnica di estrazione e la rimozione in un processo unico, abbreviando notevolmente i tempi di lavorazione in modo semplice e conveniente.

A fronte di questi vantaggi, presenta un'unica limitazione rispetto ai solventi organici: una minor capacità solubilizzante per i composti solubili in acqua ed è necessario determinare la preventiva separazione delle cere cuticolari.

Il procedimento industriale mediante C02 superfluida è visualizzato in fig. 1

Il biossido di carbonio, viene immagazzinato (in fase gassosa o liquida), e compresso mediante una pompa al di sopra della sua pressione critica. Il biossido di carbonio compresso è quindi riscaldato sopra la sua temperatura critica in un riscaldatore, producendo C02 supercritico. Tutte le parti della camera di reazione sono pulite dall'esposizione al C02 supercritico. Tipicamente la camera di reazione include un agitatore per accelerare il processo. Il C02 supercritico contiene particelle contaminanti dissolte che sono espulse in una camera separatrice, dove il biossido di carbonio supercritico è decompresso e ritorna in fase liquida per essere immagazzinato e riutilizzato. Questo ciclo chiuso per il ricupero del C02, comporta che solo una piccola frazione della soluzione detergente deve essere rimpiazzata per compensare le perdite del sistema. Le parti pulite possono essere rimosse dalla camera di reazione e sono pronte per la fase successiva del processo di lavorazione, dal momento che non è richiesta alcuna procedura di essiccazione e risciacquo per rimuovere i residui delia soluzione detergente.

In questo processo abbiamo appuntato l'attenzione sui processi di estrazione in fase supercritica da matrici vegetali erbacee in particolare da quelli derivanti dalle foglie di aloe costituiti da complesse miscele di principi attivi, abbiamo ricercato le condizioni per la migliore composizione dei prodotti; abbiamo effettuato un ottimizzazione dei parametri di processo significativi, ad esempio il tempo di contatto tra la fasi e la sterilizzazione di essi.

Abbiamo determinato che la foglia di Aloe può facilmente sopportare le temperature usate per l'estrazione a calore controllato del detto processo a C02 supercritica. Nel procedimento d'estrazione l'Aloè viene riscaldata non oltre i 180 gradi Fahrenheit (vale a dire 32 gradi al di sotto della soglia di ebollizione) per la durata di circa 1 ora, così da non deteriorare in nessun modo gli elementi attivi della foglia intera. Questo procedimento produce una estrazione che assomiglia molto alla foglia intera fresca. La gamma dei prodotti realizzabili è costituita da concentrati liquidi di Aloe 5:1 10:1 e 40:1, polveri a 25, 50, 100% di purezza, per prodotti cosmetici e farmaceutici. Questi prodotti vengono formulati con cura, secondo le più rigide norme, in modo da garantire all'utente finale tutti i benefìci dell'Aloè. Per ottenere un preparato di alta qualità noi facciamo uso esclusivo di coltivazioni al 100% biologiche cioè senza che abbiano subito la somministrazione di alcun tipo di prodotto chimico, cioè coltivazione senza pesticidi, fungicidi o nematocidi. La semina, la cura, la raccolta ( di sera o di mattina presto, e le foglie sempre ben asciutte in modo naturale) e le analisi qualitative sono operazioni che vengono compiute nel corso di tutto l'anno. Dopo il raccolto, le foglie vengono immediatamente processate, il breve periodo che passa fra il raccolto e la lavorazione garantisce la più alta qualità del nostro Aloe; la lavorazione incomincia nel momento stesso di arrivo della foglia. Dopo un controllo iniziale, la foglia subisce una lavorazione che consiste in sette fasi di pulitura e preparazione e viene fatto, specialmente le prime fasi, al buio.

Una volta ottenuto il principio attivo sottoforma di polveri o di liquido dell’Aloè, abbiamo preso in considerazione le tecnologie per realizzare un rilascio controllato di una sostanza da un supporto tessile; esse sono di tre tipi:

la microincapsulazione che consiste nell'inclusione di principi attivi dell'Aloè, all'interno di microcapsule. Microincapsulare significa rivestire parti infinitesimali di una sostanza, allo stato liquido o allo stato solido, avvolgendole in una sottilissima membrana. Si ottengono così milioni di microcapsule, ciascuna delle quali conserva le originarie caratteristiche chimico-fisiche della sostanza incapsulata. La microincapsulazione comporta un rilascio del farmaco molto efficiente in quanto incrementa la sua capacità ad interagire con l'organismo. Il principio attivo di un farmaco è incapsulato all'interno di una particella che può avere le dimensioni di un micron.

Abbiamo sperimentato il procedimento Wurster conosciuto anche come rivestimento in sospensione aeriforme, fig. 2, che consiste nel separare le particelle l'una dall'altra mediante un getto di aria (gas) e nebulizzare su queste particelle, mentre sono sospese, una formulazione di rivestimento.

Questo processo avviene in uno speciale letto fluido che, per ripartizione, è diviso in due zone. La zona più interna è ad alta velocità che separa le particelle e le trasporta a pressione oltre lo spruzzatore. Dopo aver passato lo spruzzatore, le particelle entrano nella zona sospesa della camera, rallentano e attraverso una griglia forata sedimentano nell'altra sezione del letto fluido. Il rivestimento asciuga mentre le particelle sono sospese in modo da prevenire la loro agglomerazione mentre entrano nella parte in quiete del letto fluido.

Le particelle rivestite, transitano nella zona di deposito per un tempo sufficiente a permettere loro di muoversi verso il fondo del recipiente dove sono nuovamente trascinate nel flusso di aria ad alta velocità ed il ciclo ricomincia: il processo continua fino a che si è ottenuto lo strato di rivestimento desiderato. L'ugello vaporizza un flusso atomizzato di soluzione di rivestimento; questo materiale ricoprente investe le particelle mentre sono trascinate oltre l'ugello. La temperatura dell'aria fluidificante è impostata in modo da solidificare lo strato ricoprente rapidamente dopo l'urto con le particelle. Tutti i rivestimenti solidi sono depositati sulle particelle come un film. La pellicola che forma la microcapsula può essere realizzata con caratteristiche differenti, secondo la destinazione d'uso: nel nostro caso abbiamo ottenuto microcapsule resistenti agli agenti esterni e sensibili alla pressione e al calore. In particolare, il film di rivestimento è stabile nel tempo ed assolutamente naturale, abbiamo utilizzato cera d’api e sostanze grasse. Abbiamo sperimentato anche materiali quali cellulosa o polimeriche, in quanto queste sostanze non devono necessariamente essere digerite e, possono essere eliminate inalterate. I rivestimenti sperimentati comportano meccanismi e tempi di rilascio differenti, ma noi sappiamo che l'assorbimento cutaneo dipende nei vari individui dall’età, dal sesso, dalla temperatura corporea e dalla sede di applicazione, per cui abbiamo utilizzato rivestimenti a rilascio più veloce a seconda del tipo di individuo e della applicazione. In una prima forma di realizzazione abbiamo inglobato l'Aloè microincapsulato in una garza avente quattro strati : un primo strato isolante esterno realizzato in un materiale polimerico che svolge la funzione di sostegno e di protezione e che non permette la dispersione del principio attivo all'esterno, uno strato di cotone imbevuto o ricoperto dell’Aloè microincapsulato e una membrana porosa di polipropilene che controlla il ritmo del rilascio lento e continuo, ed infine un ultimo strato imbevuto di un solvente oleoso che permette al farmaco di raggiungere lo strato profondo della pelle nel quale si trovano i vasi sanguigni.

In una seconda forma di realizzazione abbiamo realizzato una seconda garza più semplice e costituita da solo tre strati, un primo strato isolante esterno (1) realizzato in un materiale polimerico, abbiamo preferito il poliuretano ipoallergico, chimicamente inerte, permeabile aH’aria e al vapore acqueo ma impermeabile all'acqua ed ai batteri, un secondo strato di cotone, fig.3, imbevuto o ricoperto dell’Aloè microincapsulato, quindi un ultimo strato (2) di semplice cotone a maglia stretta dato che l'Aloè ha la facoltà di penetrare negli strati più profondi dei tessuti del corpo, vale a dire i 7 strati dermici, la sostanza infatti penetra direttamente nel sangue per un periodo prolungato e senza variazioni rilevanti. Si evita così di sovraccaricare l'organismo e di non rimanere scoperti dall'azione del farmaco già dopo qualche ora .

Ambedue le garze vengono applicate sulla pelle per semplice pressione come i normali cerotti provvisti di uno strato adesivo dermofilo protetto da una pellicola di poliestere siliconata (3) da rimuovere al momento dell'uso, o strette da bende.

Ciascuna garza o benda è conforme alla F.U. XI ed. e successivi aggiornamenti, gli strati interni sono di puro cotone di prima qualità, filato “America 1 bianco candido, e priva di sostanze tensioattive, di sostanze solubili in acqua, di amido, di coloranti e sbiancanti. Le garze sono sterili ed il grado di contaminazione (bioburden) non è superiore a 700 UFC/g. Il filato ha un peso di 30g/mq e un titolo di 12/8 fili per cmq. I bordi della garza (4) sono progettati in modo da evitare l'arrotolamento. La confezione in busta peel-open è costituita da carta o materiale plastico, sufficientemente resistente alla rottura e tale da garantire il contenuto da eventuali inquinamenti.

Un'altra tecnologia che abbiamo sperimentato è quella di fissaggio diretto dei principi attivi dell'Aloè sul tessuto. In questa abbiamo trattato i tessuti di cotone, garze o bende, con resine polimeriche in modo da avere la formazione di reticoli molecolari nei quali rimangono inclusi i principi attivi dell’Aloè, che possono essere rilasciati gradatamente. La tecnologia è semplice ed a basso costo ed è applicabile alla tipologia di garze o bende più sopra descritta.

Un ultima recente tecnologia su cui abbiamo indagato sono i sistemi di inclusione a base di ciclodestrine. Le ciclodestrine sono prodotti naturali, la cui tossicologia è stata ampiamente studiata, e le loro capacità di rilascio controllato trovano già ampia applicazione nel settore farmaceutico e cosmetico. Le ciclodestrine sono relativamente economiche e disponibili commercialmente, sono una classe di enorme importanza come host, con una grande varietà di usi industriali nei settori alimentari, cosmetici e farmaceutici, come agenti per il lento rilascio e il veicolo di composti.

Dal punto di vista molecolare sono prodotti che, con una forma a ciambella vedi fig. 4, presentano al loro interno una cavità libera. Le ciclodestrine (CD) sono degli oligosaccaridi ciclici che contengono, generalmente, da sei a otto unità D-glucopiranosidiche. Le tre forme più comuni sono la a-CD (6 unità), la β-CD (7 unità) e la y-CD .

Tali macromolecole, grazie alla formazione di legami d'idrogeno intramolecolari, assumono una struttura tridimensionale rigida di tipo toroidale, con una superficie esterna che contiene gruppi -CH20H ed una cavità interna che risulta essere idrofobica. Quest'ultima ha dimensioni che dipendono dal numero di unità costituenti la ciclodestrina. La presenza della cavità insieme con la solubilità in acqua, derivante dalle funzionalità alcoliche idrofiliche, conferisce alle ciclodestrine l'abilità di complessazione in soluzione acquosa. Con molecole organiche le ciclodestrine tendono a formare un composto di inclusione 1:1, con l'ospite all'interno della cavità. La forza spingente per l'inclusione coinvolge una varietà di contributi quali accordo sterico, effetti idrofobici, interazioni di Van der Waals, interazioni dipolo-dipolo, interazioni elettrostatiche e legami d'idrogeno.

Particolarmente interessante è la loro capacità di operare come molecole "ospitanti" nei riguardi dei principi attivi dell’Aloè che, inclusi nella cavità, risultano protetti dai processi ossidativi e degradativi dell'ambiente esterno ed in particolare nell’applicazione di ancoraggio ai tessuti. Il metodo di ancoraggio da realizzare dipende dal tipo di tessuto che si intende funzionalizzare, a tale scopo è possibile utilizzare metodi chimici o fisici. L'ancoraggio chimico prevede l'utilizzo di derivati delle ciclodestrine, che possiedono gruppi in grado di reagire con gruppi funzionali presenti sul tessuto, come ad esempio gruppi idrossilici delle fibre di cotone. Oppure si può ricorrere all'ausilio di agenti compatibilizzanti in grado di legarsi chimicamente sia al tessuto che alla ciclodestrina. Il fissaggio permanente con metodi fisici, impiegato in particolare sulle fibre sintetiche, è possibile con derivati ciclodestrinici con lunghe catene alchiliche o altri gruppi idrofobici. La parte idrofobica delle ciclodestrine sostituite, migra nella fibra ad una temperatura superiore a quella di transizione vetrosa. Le molecole di ciclodestrine, che presentano i gruppi esterni idrofilici, rimangono sulla superficie della fibra.

E’ interessante il fatto che dopo il lento rilascio del principio attivo, è possibile ricaricare le ciclodestrine, essendo queste, una volta ancorate al tessuto, inamovibili con il lavaggio; questo ci induce a realizzare indumenti che possono essere "caricati" e una volta lavati "ricaricarli” con i principi attivi dell’Aloè.

In conclusione abbiamo studiato e realizzato attentamente il trovato, per poter conferire al tessuto della benda o garza una reale funzionalità, affinchè non si comporti solo come un gadget. Abbiamo studiato la sua biocompatibilità e non tossicità, e abbiamo previsto additivi, a seconda dei prodotti e delle applicazioni, quali acqua, oli, emulsionanti, conservanti, anti-ossidanti certificati. Si è colto quindi l’opportunità di introdurre tecnologie d’avanguardia nei propri prodotti a base di Aloe nell'utilizzazione che a noi interessa, e cioè la realizzazione di una garza o benda per l’automedicazione provvista di estratti di Aloe .

Claims (5)

1. Rivendicazioni 1 ) Garza ο benda avente un preparato in grado di rilasciare in maniera controllata ed igienica i principi attivi derivanti dalla estrazione delle foglie di Aloe capaci di svolgere un’azione medicale e/o cosmetica una volta a contatto diretto con l'epidermide umana e costituita da tre strati, un primo strato esterno (1) realizzato in un materiale polimerico, abbiamo preferito il poliuretano ipoallergico, chimicamente inerte, permeabile al’aria e al vapore acqueo ma impermeabile all’acqua ed ai batteri, che svolge la funzione di sostegno e di protezione e che non permette la dispersione del principio attivo all'esterno, un secondo strato di cotone, imbevuto o ricoperto dell’Aloè microincapsulato, quindi un ultimo strato (2) di semplice cotone a maglia stretta protetto da una pellicola di poliestere siliconata (3) da rimuovere al momento dell'uso, il tutto confezionato in busta peel-open di carta o materiale plastico, sufficientemente resistente alla rottura e tale da garantire il contenuto da eventuali inquinamenti.
2. 2) Garza o benda avente un preparato in grado di rilasciare in maniera controllata ed igienica i principi attivi derivanti dalla estrazione delle foglie di Aloe capaci di svolgere un’azione medicale e/o cosmetica una volta a contatto diretto con l’epidermide umana e costituita da due strati, un primo strato esterno (1) realizzato in un materiale polimerico, abbiamo preferito il poliuretano ipoallergico, chimicamente inerte, permeabile al’aria e al vapore acqueo ma impermeabile all’acqua ed ai batteri, che svolge la funzione di sostegno e di protezione e che non permette la dispersione del principio attivo all’esterno, un secondo strato di cotone, imbevuto o ricoperto dell’Aloè microincapsulato, protetto da una pellicola di poliestere siliconata (3) da rimuovere al momento dell'uso, il tutto confezionato in busta peel-open di carta o materiale plastico, sufficientemente resistente alla rottura e tale da garantire il contenuto da eventuali inquinamenti.
3. 3) Procedimento industriale mediante C02 supercritica per l’estrazione in fase supercritica di principi attivi da matrici vegetali erbacee in particolàre da quelli derivanti dalle foglie di aloe, costituiti da complesse miscele di principi attivi, caratterizzato dal fatto che abbiamo determinato che la foglia di Aloe può facilmente sopportare le temperature usate per l'estrazione a calore controllato del detto processo a C02 supercritica; nel procedimento d'estrazione l'Aloè viene riscaldata non oltre i 180 gradi Fahrenheit (vale a dire 32 gradi al di sotto della soglia di ebollizione) per la durata di circa 1 ora, così da non deteriorare in nessun modo gli elementi attivi della foglia intera in modo da produrre una estrazione che assomiglia molto alla foglia intera fresca: la gamma dei prodotti realizzabili è costituita da concentrati liquidi di Aloe 5:1 , 10:1 e 40:1, polveri a 25, 50, 100% di purezza, per prodotti cosmetici e farmaceutici.
4. 4) Procedimento industriale di fissaggio diretto dei principi attivi dell’Aloè sul tessuto come a rivendicazione 1) e 2) caratterizzato dal fatto che abbiamo trattato i tessuti di cotone, garze o bende, con resine polimeriche in modo da avere la formazione di reticoli molecolari nei quali rimangono inclusi i principi attivi dell’Aloè, che possono essere rilasciati gradatamente.
5. 5) Procedimento industriale di fissaggio diretto dei principi attivi dell’Aloè sul tessuto come a rivendicazione 1) e 2) caratterizzato dal fatto che il sistema di inclusione è a base di ciclodestrine come molecole "ospitanti" nei riguardi dei principi attivi dell'Aloè che, inclusi nella loro cavità, risultano protetti dai processi ossidativi e degradativi dell'ambiente esterno ed in particolare nell’applicazione di ancoraggio ai tessuti di cotone secondo il metodo chimico che prevede l'utilizzo di derivati delle ciclodestrine, che possiedono gruppi in grado di reagire con gruppi idrossilici presenti sul tessuto delle fibre di cotone, oppure si può ricorrere all'ausilio di agenti compatibilizzanti in grado di legarsi chimicamente sia al tessuto che alla ciclodestrina.