RU2595830C2

RU2595830C2 - Method for producing nano-capsules of probiotics

Info

Publication number: RU2595830C2
Application number: RU2014131359/15A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Кролевец; Олег Борисович Сеин; Илья Александрович Богачев
Original assignee: Александр Александрович Кролевец
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2016-08-27
Also published as: RU2014131359A

Abstract

FIELD: nanotechnology.

SUBSTANCE: invention relates to nanotechnology and veterinary medicine. Suggested method feature is the use of nano-capsules of sodium alginate as the envelope and the use of hexane precipitant when producing nano-capsules using the physical-chemical method of non-solvent deposition.

EFFECT: technical task of the invention is to simplify the process of producing microcapsules and increase mass output.

1 cl, 6 ex, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к нанотехнологиям и ветеринарной медицине, в частности получение нанокапсул пробиотиков.The invention relates to nanotechnology and veterinary medicine, in particular the preparation of probiotic nanocapsules.

Ранее были известны способы получения микрокапсул лекарственных препаратов. Так, в Пат. РФ № 2092155 МПК A61K 047/02, A61K 009/16, опубл. 10.10.1997, предложен метод микрокапсулирования лекарственных средств, основанный на использовании облучения ультрафиолетовыми лучами.Previously known methods for producing microcapsules of drugs. So, in Pat. RF № 2092155 IPC A61K 047/02, A61K 009/16, publ. 10.10.1997, a method of microencapsulation of drugs based on the use of ultraviolet radiation is proposed.

Недостатками данного способа являются длительность процесса и применение ультрафиолетового излучения, что может оказывать влияние на процесс образования микрокапсул.The disadvantages of this method are the duration of the process and the use of ultraviolet radiation, which can affect the process of formation of microcapsules.

В пат. РФ № 2091071 МПК A61K 35/10, опубл. 27.09.1997, предложен способ получения препарата путем диспергирования в шаровой мельнице с получением микрокапсул.In US Pat. RF № 2091071 IPC A61K 35/10, publ. 09/27/1997, a method for producing the drug by dispersion in a ball mill with the receipt of microcapsules is proposed.

Недостатком способа является применение шаровой мельницы и длительность процесса.The disadvantage of this method is the use of a ball mill and the duration of the process.

В пат. РФ № 2101010 МПК A61K 9/52, A61K 9/50, A61K 9/22, A61K 9/20, A61K 31/19, опубл. 10.01.1998, предложена жевательная форма лекарственного препарата со вкусовой маскировкой, обладающая свойствами контролируемого высвобождения лекарственного препарата, содержащая микрокапсулы размером 100-800 мкм в диаметре и состоящая из фармацевтического ядра с кристаллическим ибупрофеном и полимерного покрытия, включающего пластификатор, достаточно эластичного, чтобы противостоять жеванию. Полимерное покрытие представляет собой сополимер на основе метакриловой кислоты.In US Pat. RF № 2101010 IPC A61K 9/52, A61K 9/50, A61K 9/22, A61K 9/20, A61K 31/19, publ. 01/10/1998, a chewing mask of a taste-masked drug is proposed that has controlled release properties of the drug, containing microcapsules 100-800 μm in diameter and consisting of a pharmaceutical core with crystalline ibuprofen and a polymer coating including a plasticizer that is flexible enough to withstand chewing . The polymer coating is a methacrylic acid based copolymer.

Недостатки изобретения: использование сополимера на основе метакриловой кислоты, так как данные полимерные покрытия способны вызывать раковые опухоли; сложность исполнения; длительность процесса.The disadvantages of the invention: the use of a copolymer based on methacrylic acid, as these polymer coatings can cause cancerous tumors; complexity of execution; the duration of the process.

В пат. РФ № 2173140 МПК A61K 009/50, A61K 009/127, опубл. 10.09.2001, предложен способ получения кремнийорганолипидных микрокапсул с использованием роторно-кавитационной установки, обладающей высокими сдвиговыми усилиями и мощными гидроакустическими явлениями звукового и ультразвукового диапазона для диспергирования.In US Pat. RF № 2173140 IPC A61K 009/50, A61K 009/127, publ. 09/10/2001, a method for producing silicon organolipid microcapsules using a rotary-cavitation unit with high shear forces and powerful sonar phenomena of sound and ultrasonic range for dispersion is proposed.

Недостатком данного способа является применение специального оборудования - роторно-кавитационной установки, которая обладает ультразвуковым действием, что оказывает влияние на образование микрокапсул и при этом может вызывать побочные реакции в связи с тем, что ультразвук разрушающе действует на полимеры белковой природы, поэтому предложенный способ применим при работе с полимерами синтетического происхождения.The disadvantage of this method is the use of special equipment - rotary cavitation unit, which has an ultrasonic effect, which affects the formation of microcapsules and can cause adverse reactions due to the fact that ultrasound destructively affects polymers of a protein nature, therefore, the proposed method is applicable when work with polymers of synthetic origin.

В пат. РФ 2359662 МПК A61K 009/56, A61J 003/07, В01J 013/02, A23L001/00, опубл. 27.06.2009, предложен способ получения микрокапсул с использованием распылительного охлаждения в распылительной градирне Niro при следующих условиях: температура воздуха на входе 10°C, температура воздуха на выходе 28°С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 об/мин. Микрокапсулы по изобретению обладают улучшенной стабильностью и обеспечивают регулируемое и/или пролонгированное высвобождение активного ингредиента.In US Pat. RF 2359662 IPC A61K 009/56, A61J 003/07, B01J 013/02, A23L001 / 00, publ. 06/27/2009, a method for producing microcapsules using spray cooling in a Niro spray tower is proposed under the following conditions: inlet air temperature 10 ° C, outlet air temperature 28 ° C, spray drum rotation speed of 10,000 rpm. The microcapsules of the invention have improved stability and provide controlled and / or prolonged release of the active ingredient.

Недостатками предложенного способа являются длительность процесса и применение специального оборудования, комплекс определенных условий (температура воздуха на входе 10°C, температура воздуха на выходе 28°C, скорость вращения распыляющего барабана 10000 об/мин).The disadvantages of the proposed method are the duration of the process and the use of special equipment, a set of certain conditions (air temperature at the inlet 10 ° C, air temperature at the outlet 28 ° C, rotation speed of the spray drum 10,000 rpm).

Наиболее близким методом является способ, предложенный в пат. РФ № 2134967 МПК A01N 53/00, A01N 25/28, опубл. 27.08.1999 г. В воде диспергируют раствор смеси природных липидов и пиретроидного инсектицида в весовом отношении 2-4:1 в органическом растворителе, что приводит к упрощению способа микрокапсулирования.The closest method is the method proposed in US Pat. RF № 2134967 IPC A01N 53/00, A01N 25/28, publ. 08/27/1999, a solution of a mixture of natural lipids and a pyrethroid insecticide in a weight ratio of 2-4: 1 in an organic solvent is dispersed in water, which simplifies the microencapsulation method.

Недостатком метода является диспергирование в водной среде, что делает предложенный способ неприменимым для получения микрокапсул водорастворимых препаратов в водорастворимых полимерах.The disadvantage of this method is dispersion in an aqueous medium, which makes the proposed method inapplicable for producing microcapsules of water-soluble preparations in water-soluble polymers.

Техническая задача - упрощение и ускорение процесса получения микрокапсул, уменьшение потерь при получении микрокапсул (увеличение выхода по массе).The technical task is to simplify and accelerate the process of obtaining microcapsules, reducing losses when receiving microcapsules (increase in yield by mass).

Решение технической задачи достигается способом получения нанокапсул пробиотиков, отличающимся тем, что в качестве оболочки нанокапсул используется альгинат натрия при их получении физико-химическим методом осаждения нерастворителем с использованием гексана в качестве осадителя, процесс получения осуществляется без специального оборудования.The solution of the technical problem is achieved by the method of producing probiotic nanocapsules, characterized in that sodium alginate is used as the nanocapsule shell by their physicochemical precipitation with a non-solvent using hexane as a precipitant, the production process is carried out without special equipment.

Отличительной особенностью предлагаемого метода является использование альгината натрия в качестве оболочки нанокапсул пробиотиков - в качестве их ядра, а также использование гексана в качестве осадителя.A distinctive feature of the proposed method is the use of sodium alginate as a shell of probiotic nanocapsules - as their core, as well as the use of hexane as a precipitant.

Результатом предлагаемого метода являются получение нанокапсул пробиотиков в альгинате натрия при 25°C в течение 20 минут. Выход нанокапсул составляет более 90%.The result of the proposed method is to obtain probiotic nanocapsules in sodium alginate at 25 ° C for 20 minutes. The yield of nanocapsules is more than 90%.

ПРИМЕР 1. Получение нанокапсул лактобифадола, соотношение ядро/полимер 1:3EXAMPLE 1. Obtaining nanocapsules of lactobifadol, the ratio of core / polymer 1: 3

1 г лактобифадола маленькими порциями диспергируют в суспензию альгината натрия в 5 мл бензола, содержащий 3 г альгината натрия в присутствии 0,01 г препарата Е472 с (сложный эфир глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты, причем лимонная кислота, как трехосновная, может быть этерифицирована другими глицеридами и как оксокислота - другими жирными кислотами. Свободные кислотные группы могут быть нейтрализованы натрием) при перемешивании 1000 об/сек. Далее приливают 5 мл гексана. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.1 g of lactobifadol is dispersed in small portions into a suspension of sodium alginate in 5 ml of benzene containing 3 g of sodium alginate in the presence of 0.01 g of the preparation E472 s (glycerol ester with one or two molecules of food fatty acids and one or two molecules of citric acid, moreover citric acid, as tribasic, can be esterified with other glycerides and as an acid with other fatty acids. Free acid groups can be neutralized with sodium) with stirring at 1000 rpm. Next, 5 ml of hexane are poured. The resulting suspension is filtered and dried at room temperature.

Получено 4 г белого порошка. Выход составил 100%.Received 4 g of a white powder. The yield was 100%.

ПРИМЕР 2. Получение нанокапсул лактобифадола, соотношение ядро/полимер 1:5EXAMPLE 2. Obtaining nanocapsules of lactobifadol, the ratio of core / polymer 1: 5

1 г лактобифадола маленькими порциями диспергируют в суспензию альгината натрия в 5 мл бензола, содержащий 5 г указанного полимера в присутствии 0,01 г препарата Е472 с при перемешивании 1000 об/сек. Далее приливают 10 мл гексана. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.1 g of lactobifadol is dispersed in small portions into a suspension of sodium alginate in 5 ml of benzene containing 5 g of the specified polymer in the presence of 0.01 g of the preparation E472 s with stirring 1000 r / sec. Then 10 ml of hexane are added. The resulting suspension is filtered and dried at room temperature.

Получено 6 г белого порошка. Выход составил 100%.Received 6 g of a white powder. The yield was 100%.

ПРИМЕР 3. Получение нанокапсул лактобифадола с соотношение ядро/полимер 5:1EXAMPLE 3. Obtaining nanocapsules of lactobifadol with a ratio of core / polymer 5: 1

5 г лактобифадола маленькими порциями диспергируют в суспензию альгината натрия в 5 мл бензола, содержащий 1 г указанного полимера в присутствии 0,01 г препарата Е472 с при перемешивании 1000 об/сек. Далее приливают 1 мл гексана. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.5 g of lactobifadol are dispersed in small portions into a suspension of sodium alginate in 5 ml of benzene containing 1 g of the specified polymer in the presence of 0.01 g of the preparation E472 s with stirring 1000 r / sec. Next, add 1 ml of hexane. The resulting suspension is filtered and dried at room temperature.

ПРИМЕР 4. Получение нанокапсул интестивита с соотношение ядро/полимер 1:3EXAMPLE 4. Obtaining nanocapsules of intestine with a ratio of core / polymer 1: 3

1 г интестивита маленькими порциями диспергируют в суспензию альгината натрия в 5 мл бензола, содержащий 3 г указанного полимера в присутствии 0,01 г препарата Е472 с при перемешивании 1000 об/сек. Далее приливают 1 мл гексана. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.1 g of Intestivitis is dispersed in small portions into a suspension of sodium alginate in 5 ml of benzene containing 3 g of the indicated polymer in the presence of 0.01 g of the preparation E472 s with stirring 1000 r / sec. Next, add 1 ml of hexane. The resulting suspension is filtered and dried at room temperature.

ПРИМЕР 5. Получение нанокапсул ветома 1.1 с соотношение ядро/полимер 1:3EXAMPLE 5. Obtaining vetom nanocapsules 1.1 with a ratio of core / polymer 1: 3

1 г ветома 1.1 маленькими порциями диспергируют в суспензию альгината натрия в 5 мл бензола, содержащий 3 г указанного полимера в присутствии 0,01 г препарата Е472 с при перемешивании 1000 об/сек. Далее приливают 1 мл гексана. Полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.1 g of vetom 1.1 is dispersed in small portions into a suspension of sodium alginate in 5 ml of benzene containing 3 g of the specified polymer in the presence of 0.01 g of the preparation E472 s with stirring 1000 r / sec. Next, add 1 ml of hexane. The resulting suspension is filtered and dried at room temperature.

ПРИМЕР 6. Определение размеров нанокапсул методом NTA.EXAMPLE 6. Sizing of nanocapsules by the NTA method.

Измерения проводили на мультипараметрическом анализаторе наночастиц Nanosight LM0 производства Nanosight Ltd (Великобритания) в конфигурации HS-BF (высокочувствительная видеокамера Andor Luca, полупроводниковый лазер с длиной волны 405 нм и мощностью 45 мВт). Прибор основан на методе анализа траекторий наночастиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA), описанном в ASTM Е2834.The measurements were carried out on a Nanosight LM0 multiparameter nanoparticle analyzer manufactured by Nanosight Ltd (Great Britain) in the HS-BF configuration (Andor Luca high-sensitivity video camera, 405 nm semiconductor laser with a power of 45 mW). The device is based on the method of analysis of trajectories of nanoparticles (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA), described in ASTM E2834.

Оптимальным разведением для разведения было выбрано 1:100. Для измерения были выбраны параметры прибора: Camera Level = 16, Detection Threshold = 10 (multi), Min Track Length:Auto, Min Expected Size:Auto, длительность единичного измерения 215s, использование шприцевого насоса.The optimal dilution for dilution was 1: 100. For measurement, the device parameters were selected: Camera Level = 16, Detection Threshold = 10 (multi), Min Track Length: Auto, Min Expected Size: Auto, duration of a single measurement 215s, use of a syringe pump.

Получены нанокапсулы пробиотиков физико-химическим методом осаждения нерастворителем с использованием гексана в качестве осадителя, что способствует увеличению выхода и ускоряет процесс нанокапсулирования. Процесс прост в исполнении и длится в течение 20 минут, не требует специального оборудования.The probiotic nanocapsules were obtained by the physicochemical method of non-solvent deposition using hexane as a precipitant, which contributes to an increase in yield and accelerates the process of nanocapsulation. The process is simple to execute and lasts for 20 minutes, does not require special equipment.

Предложенная методика пригодна для ветеринарной промышленности вследствие минимальных потерь, быстроты, простоты получения и выделения нанокапсул.The proposed technique is suitable for the veterinary industry due to minimal losses, speed, ease of preparation and isolation of nanocapsules.

Claims

A method of producing probiotic nanocapsules in sodium alginate, characterized in that sodium alginate is used as a shell, which is precipitated from a suspension in benzene in the presence of glycerol ester with one or two molecules of food fatty acids and one or two molecules of citric acid by adding hexane as precipitant, while the mass ratio of Pribiotic: sodium alginate is 1: 3, 1: 5 or 5: 1.