RU2782122C1 - Method for obtaining gel spherical particles with immobilized probiotic microorganisms and additionally enriched with modifilan - Google Patents

Method for obtaining gel spherical particles with immobilized probiotic microorganisms and additionally enriched with modifilan Download PDF

Info

Publication number
RU2782122C1
RU2782122C1 RU2021138735A RU2021138735A RU2782122C1 RU 2782122 C1 RU2782122 C1 RU 2782122C1 RU 2021138735 A RU2021138735 A RU 2021138735A RU 2021138735 A RU2021138735 A RU 2021138735A RU 2782122 C1 RU2782122 C1 RU 2782122C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
modifilan
spherical particles
microorganisms
probiotic
alginate
Prior art date
Application number
RU2021138735A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Васильевич Ревин
Нелли Альбертовна Атыкян
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Application granted granted Critical
Publication of RU2782122C1 publication Critical patent/RU2782122C1/en

Links

Abstract

FIELD: veterinary medicine.
SUBSTANCE: invention relates to veterinary medicine and medicine and can be used to obtain gel spherical particles based on natural polysaccharides, in which probiotic cultures of microorganisms and Modifilan, which is a source of organic iodine and fucoidan, are immobilized. A method for producing gel spherical particles with immobilized probiotic microorganisms and additionally enriched with Modifilan includes dispersing 100 mg of a lyophilized mass of probiotic cultures of microorganisms in 10 ml of a mixture based on 2% solutions of alginate, xanthan and Modifilan in the ratio of alginate: xanthan: Modifilan 1:1:1 respectively, with a 2% solution of Modifilan pre-treated with ultrasound. Then the resulting mixture is extruded into a curing agent, which is a 20% solution of calcium chloride, at a temperature of 4°C and continuous stirring for 5 minutes. The resulting gel spherical particles are filtered off and transferred to saline. All steps are carried out under aseptic conditions using sterile solutions.
EFFECT: method provides simplification and acceleration of the process of obtaining encapsulated probiotic microorganisms, increase in their viability during passage through the gastrointestinal tract and additional enrichment with a source of organic iodine and fucoidan.
1 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к ветеринарии и медицине и заключается в способе получения гелевых сферических частиц на основе природных полисахаридов с одновременной иммобилизацией в них пробиотических культур микроорганизмов и Модифилана (источника органического йода и фукоидана). The invention relates to veterinary medicine and medicine and consists in a method for obtaining gel spherical particles based on natural polysaccharides with simultaneous immobilization of probiotic cultures of microorganisms and Modifilan (a source of organic iodine and fucoidan) in them.

Из уровня техники известны способы получения микрокапсул с включенными микроорганизмами и/или различными (в том числе биологически активными компонентами).From the prior art methods are known for obtaining microcapsules with included microorganisms and/or various (including biologically active components).

Известен способ получения микрокапсул, в которых водная капелька или капельки, включающие растворенный активный ингредиент, капсулированы в затвердевшей гидрофобной оболочке-матрице. Также описаны способы получения указанных микрокапсул и их применение. Микрокапсулы по изобретению обладают улучшенной стабильностью и обеспечивают регулируемое и/или пролонгированное высвобождение активного ингредиента (RU 2359662, МПК A23L 1/00, A61J 3/07, A61K 9/56, B01J 13/02, опубл. 27.06.2009).A method is known for producing microcapsules in which an aqueous droplet or droplets containing a dissolved active ingredient are encapsulated in a hardened hydrophobic shell-matrix. Methods for obtaining said microcapsules and their use are also described. The microcapsules according to the invention have improved stability and provide controlled and/or prolonged release of the active ingredient (RU 2359662, IPC A23L 1/00, A61J 3/07, A61K 9/56, B01J 13/02, publ. 27.06.2009).

Недостатком предложенного способа является его длительность, требование к наличию сложного оборудования, наличие дополнительной стадии включения в гидрофобную оболочку матрицу.The disadvantage of the proposed method is its duration, the requirement for sophisticated equipment, the presence of an additional stage of inclusion in the hydrophobic shell of the matrix.

Известен способ получения капсул со структурой ядро-оболочка, включающий стадии:A known method for producing capsules with a core-shell structure, including the steps:

(i) перемешивания твердого активного ингредиента и/или маслянистого жидкого активного ингредиента с полимерным материалом, способным образовывать гидрогелевую оболочку вокруг активного ингредиента (ингредиентов), причем активный ингредиент представляет собой ароматизатор или отдушку;(i) mixing the solid active ingredient and/or oily liquid active ingredient with a polymeric material capable of forming a hydrogel shell around the active ingredient(s), wherein the active ingredient is a fragrance or perfume;

(ii) получения оболочки, включающей гидрогелевый каркас, полученный из полимерной решетки вокруг ядра;(ii) obtaining a shell, including a hydrogel frame obtained from a polymer lattice around the core;

(iii) сшивания полимерной решетки;(iii) crosslinking the polymer lattice;

(iv) введения сшитой cтруктуры ядро-оболочка с гидрогелевой оболочкой в контакт с жидким предшественником диоксида кремния для стимулирования осаждения диоксида кремния в структуре каркаса, что тем самым образует композитную оболочку из диоксида кремния, вкрапленного в промежутки полимерной решетки (RU 2665380, МПК A61Q 13/00, A23L 27/10, A23P 10/30, опубл. 29.08.2018).(iv) bringing the cross-linked core-shell structure with the hydrogel shell into contact with a liquid silica precursor to stimulate the deposition of silica in the framework structure, thereby forming a composite shell of silica interspersed in the interstices of the polymer lattice (RU 2665380, IPC A61Q 13 /00, A23L 27/10, A23P 10/30, published 08/29/2018).

Недостатком данного изобретения является использование неорганических ингредиентов (диоксида кремния) в составе капсул, а также сложность процесса инкапсулирования.The disadvantage of this invention is the use of inorganic ingredients (silicon dioxide) in the capsules, as well as the complexity of the encapsulation process.

Известен способ инкапсуляции на основе композиции, включающей альгинат с высоким содержанием маннуроновой кислоты и поликатион, имеющий индекс полидисперсности менее 1,5 (RU 2429864, МПК A61K 35/407, A61K 9/50, A61P 1/16, A61P 3/10, A61P 25/00, A61P 37/04, опубл. 27.09.2011).A known encapsulation method based on a composition comprising alginate with a high content of mannuronic acid and a polycation having a polydispersity index of less than 1.5 25/00, A61P 37/04, published 09/27/2011).

Композиция является пригодной для изготовления биологически совместимых микрокапсул, содержащих живые клетки для алло- или ксенотрансплантации. Получаемые микрокапсулы являются более долговечными и могут сохранять свою структурную и функциональную целостность в течение длительных периодов времени по сравнению с известными альгинатными микрокапсулами. The composition is suitable for the manufacture of biocompatible microcapsules containing living cells for allo- or xenotransplantation. The resulting microcapsules are more durable and can maintain their structural and functional integrity for extended periods of time compared to known alginate microcapsules.

Недостатком способа является применение послойного трехэтапного приготовления капсул, что удлиняет и усложняет процесс получения капсул и может губительно сказаться на клетках.The disadvantage of this method is the use of layer-by-layer three-stage preparation of capsules, which lengthens and complicates the process of obtaining capsules and can have a detrimental effect on cells.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ получения микрокапсул с использованием распылительного охлаждения в распылительной градирне Niro при следующих условиях: температура воздуха на входе 10 °С, температура воздуха на выходе 28 °С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 оборотов/мин (RU 2359662 МПК А61К 009/56, A61J 003/07, B01J 013/02, A23L 001/00, опубл. 27.06.2009).The closest technical solution to the claimed one is a method for obtaining microcapsules using spray cooling in a Niro spray cooling tower under the following conditions: inlet air temperature 10 °C, outlet air temperature 28 °C, spray drum rotation speed 10,000 rpm (RU 2359662 MPK A61K 009/56, A61J 003/07, B01J 013/02, A23L 001/00, published 06/27/2009).

Микрокапсулы по изобретению обладают улучшенной стабильностью и обеспечивают регулируемое и/или пролонгированное высвобождение активного ингредиента. Недостатками известного способа являются длительность процесса и применение специального оборудования, комплекс определенных условий (температура воздуха на входе 10 °С, температура воздуха на выходе 28°С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 оборотов/мин).The microcapsules of the invention have improved stability and provide controlled and/or sustained release of the active ingredient. The disadvantages of the known method are the duration of the process and the use of special equipment, a set of certain conditions (inlet air temperature 10 ° C, outlet air temperature 28 ° C, rotation speed of the spray drum 10,000 rpm).

Технический результат, при использовании заявленного изобретения, заключается в упрощении и ускорении процесса получения инкапсулированных микроорганизмов, уменьшении потерь пробиотических культур при прохождении через желудочно-кишечный тракт, дополнительном обогащении источником органического йода и фукоидана (в виде препарата Модифилан – продукт особой переработки морской капусты, представляет собой сухую рассыпчатую массу зеленоватого цвета со специфическим запахом и вкусом).The technical result, when using the claimed invention, consists in simplifying and accelerating the process of obtaining encapsulated microorganisms, reducing the loss of probiotic cultures when passing through the gastrointestinal tract, additional enrichment with a source of organic iodine and fucoidan (in the form of the drug Modifilan, a product of a special processing of seaweed, represents a dry friable mass of greenish color with a specific smell and taste).

Сущность изобретения заключается в том, что способ получения гелевых сферических частиц с иммобилизованными пробиотическими микроорганизмами и обогащенных дополнительно Модифиланом (источником органического йода и фукоидана) включает диспергирование 100 мг лиофилизированной массы пробиотических культур микроорганизмов в 10 мл смеси на основе 2%-ных растворов альгината, ксантана и Модифилана (2 %-ный раствор Модифилана предварительно обрабатывают ультразвуком (по способу, описанному в патенте RU 2255979), в соотношении альгинат:ксантан:Модифилан 1:1:1, соответственно, экструдирование полученной смеси в отверждающий агент, в качестве которого используют 20 %-ный раствор хлорида кальция, при температуре 4 οС и непрерывном перемешивании в течение 5 мин, полученные гелевые сферические частицы отфильтровывают и переносят в физиологический раствор. Все этапы проводят в асептических условиях с использованием стерильных растворов.The essence of the invention lies in the fact that a method for obtaining gel spherical particles with immobilized probiotic microorganisms and additionally enriched with Modifilan (a source of organic iodine and fucoidan) includes dispersing 100 mg of a lyophilized mass of probiotic cultures of microorganisms in 10 ml of a mixture based on 2% solutions of alginate, xanthan and Modifilan (2% solution of Modifilan is pre-treated with ultrasound (according to the method described in patent RU 2255979), in the ratio of alginate: xanthan: Modifilan 1: 1: 1, respectively, extrusion of the resulting mixture into a curing agent, which is used as 20 % solution of calcium chloride, at a temperature of 4 ο C and continuous stirring for 5 min, the resulting gel spherical particles are filtered and transferred into saline All steps are carried out under aseptic conditions using sterile solutions.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

Диспергируют пробиотические культуры микроорганизмов в инкапсулирующем материале. Для этого 100 мг лиофилизированной массы пробиотических культур микроорганизмов помещают в 10 мл полисахаридно-модифилановой смеси. Процесс получения гелевых сферических частиц осуществляется через экструдер капельным методом. Экструдируют полученную смесь в отверждающий агент, в качестве которого используют 20 %-ный раствор хлорида кальция, при температуре 4 οС и непрерывном перемешивании в течение 5 мин, полученные сферические частицы отфильтровывают и переносят в физиологический раствор. Все этапы проводят в асептических условиях с использованием стерильных растворов.Probiotic cultures of microorganisms are dispersed in the encapsulating material. To do this, 100 mg of the lyophilized mass of probiotic cultures of microorganisms is placed in 10 ml of the polysaccharide-modifilan mixture. The process of obtaining gel spherical particles is carried out through the extruder by the drip method. The resulting mixture is extruded into a curing agent, which is a 20% solution of calcium chloride, at a temperature of 4 ο C and continuous stirring for 5 minutes, the resulting spherical particles are filtered and transferred to a physiological solution. All steps are carried out under aseptic conditions using sterile solutions.

Выход гелевых сферических частиц с инкапсулированными пробиотическими микроорганизмами составляет более 90 %.The yield of gel spherical particles with encapsulated probiotic microorganisms is more than 90%.

Пример. Получение гелевых сферических частиц с иммобилизованными пробиотическими культурами в смеси альгината и ксантана, с добавлением Модифилана.Example. Obtaining gel spherical particles with immobilized probiotic cultures in a mixture of alginate and xanthan, with the addition of Modifilan.

Готовят водные растворы полисахаридов (2 %) альгината и ксантана. Растворы смешивают в пропорции 1:1, стерилизуют при температуре 121 οС в течение 15 мин, хранят в холодильнике при температуре не выше 4 οС. Готовят 2 %-ный раствор Модифилана. Раствор Модифилана подвергают обработке ультразвуком как описано в патенте RU 2255979, далее стерилизуют при температуре 121 οС в течение 15 мин, хранят в холодильнике при температуре не выше 4 οС. Готовый раствор Модифилана смешивают с раствором смеси полисахаридов в соотношении 1:2 соответственно модифилан и смесь ксантана с альгинатом. 100 мг лиофилизированной массы пробиотических микроорганизмов смешивают с 10 мл подготовленной смеси полисахаридов и Модифилана, далее путем капельной экструзии прокапывают полученную смесь в 20 %-ный водный раствор хлорида кальция при непрерывном перемешивании при температуре 4 οС. Полученные гелевые сферические частицы стерильно отфильтровывают и помещают в стерильный физиологический раствор.Prepare aqueous solutions of polysaccharides (2%) of alginate and xanthan. The solutions are mixed in a ratio of 1:1, sterilized at a temperature of 121 ο C for 15 minutes, stored in a refrigerator at a temperature not exceeding 4 ο C. A 2% solution of Modifilan is prepared. The Modifilan solution is subjected to ultrasonic treatment as described in patent RU 2255979, then sterilized at a temperature of 121 ο C for 15 minutes, stored in a refrigerator at a temperature not exceeding 4 ο C. The prepared Modifilan solution is mixed with a solution of a mixture of polysaccharides in a ratio of 1: 2, respectively, modifilan and a mixture of xanthan and alginate. 100 mg of the lyophilized mass of probiotic microorganisms is mixed with 10 ml of the prepared mixture of polysaccharides and Modifilan, then, by drop extrusion, the resulting mixture is instilled into a 20% aqueous solution of calcium chloride with continuous stirring at a temperature of 4 ο C. The resulting gel spherical particles are sterile filtered and placed in sterile saline.

Получено 9,2 г гелевых капсул (влажный вес) размером 2-3 мм. Выход гелевых капсул составил 92 %. Среднее число иммобилизованных клеток на 1 капсулу 0,4*106 КОЕ.9.2 g of gel capsules (wet weight) 2-3 mm in size were obtained. The yield of gel capsules was 92%. The average number of immobilized cells per 1 capsule is 0.4*10 6 CFU.

Технический результат, при использовании заявленного изобретения, заключается в упрощении и ускорении процесса получения иммобилизованных в гели на основе природных полисахаридов пробиотических микроорганизмов, увеличении их жизнеспособности при прохождении через желудочно-кишечный тракт, дополнительном обогащении источником органического йода и фукоидана (в виде препарата Модифилан).The technical result, when using the claimed invention, is to simplify and accelerate the process of obtaining probiotic microorganisms immobilized in gels based on natural polysaccharides, increasing their viability when passing through the gastrointestinal tract, additional enrichment with a source of organic iodine and fucoidan (in the form of Modifilan preparation).

Claims (1)

Способ получения гелевых сферических частиц с иммобилизованными пробиотическими микроорганизмами и обогащенных дополнительно Модифиланом, включающий диспергирование 100 мг лиофилизированной массы пробиотических культур микроорганизмов в 10 мл смеси на основе 2%-ных растворов альгината, ксантана и Модифилана в соотношении альгинат:ксантан:Модифилан 1:1:1 соответственно, причем 2%-ный раствор Модифилана предварительно обрабатывают ультразвуком, затем проводят экструдирование полученной смеси в отверждающий агент, в качестве которого используют 20%-ный раствор хлорида кальция, при температуре 4°С и непрерывном перемешивании в течение 5 мин, полученные гелевые сферические частицы отфильтровывают и переносят в физиологический раствор, все этапы проводят в асептических условиях с использованием стерильных растворов.A method for producing gel spherical particles with immobilized probiotic microorganisms and additionally enriched with Modifilan, including dispersing 100 mg of a lyophilized mass of probiotic cultures of microorganisms in 10 ml of a mixture based on 2% solutions of alginate, xanthan and Modifilan in the ratio of alginate: xanthan: Modifilan 1:1: 1, respectively, and a 2% solution of Modifilan is pre-treated with ultrasound, then the resulting mixture is extruded into a curing agent, which is a 20% solution of calcium chloride, at a temperature of 4 ° C and continuous stirring for 5 minutes, the resulting gel the spherical particles are filtered off and transferred to physiological saline, all steps are carried out under aseptic conditions using sterile solutions.
RU2021138735A 2021-12-24 Method for obtaining gel spherical particles with immobilized probiotic microorganisms and additionally enriched with modifilan RU2782122C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2782122C1 true RU2782122C1 (en) 2022-10-21

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2220716C1 (en) * 2002-04-24 2004-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московская медицинская академия им. И.М.Сеченова Method for preparing microcapsule containing live microorganisms
RU2255979C2 (en) * 2003-04-25 2005-07-10 Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва Method of bio-conversion of waste vegetable raw material
CN109700781A (en) * 2019-02-25 2019-05-03 绍兴同创生物科技有限公司 A kind of probiotic microcapsule and preparation method thereof targeting enteron aisle
RU2689164C1 (en) * 2018-03-21 2019-05-24 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные технологии" Enzymesporine microencapsulation method
CN111134334A (en) * 2018-11-06 2020-05-12 内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司 Probiotic microcapsule soft particles and preparation method thereof
RU2755532C1 (en) * 2018-04-16 2021-09-17 Нинбо Юйфантан Байолоджикал Сайенс Энд Текнолоджи Ко., Лтд. Microcapsules containing probiotics and maintening the activity of strains thereof, and method for production thereof

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2220716C1 (en) * 2002-04-24 2004-01-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московская медицинская академия им. И.М.Сеченова Method for preparing microcapsule containing live microorganisms
RU2255979C2 (en) * 2003-04-25 2005-07-10 Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва Method of bio-conversion of waste vegetable raw material
RU2689164C1 (en) * 2018-03-21 2019-05-24 Общество с ограниченной ответственностью "Инновационные технологии" Enzymesporine microencapsulation method
RU2755532C1 (en) * 2018-04-16 2021-09-17 Нинбо Юйфантан Байолоджикал Сайенс Энд Текнолоджи Ко., Лтд. Microcapsules containing probiotics and maintening the activity of strains thereof, and method for production thereof
CN111134334A (en) * 2018-11-06 2020-05-12 内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司 Probiotic microcapsule soft particles and preparation method thereof
CN109700781A (en) * 2019-02-25 2019-05-03 绍兴同创生物科技有限公司 A kind of probiotic microcapsule and preparation method thereof targeting enteron aisle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МАКАРЕВИЧ О.В. и др. Использование методов микрокапсулирования микроорганизмов в биотехнологии производства пробиотических препаратов. Микробные биотехнологии: фундаментальные и прикладные аспекты, сборник научных трудов, Минск, 2019, с.474-488, [он-лайн], [найдено 08.07.2022]. Найдено в Интернет: https://elibrary.ru/download/elibrary_41498961_96004769.pdf. WANG S-Y et al. Effects of a novel encapsulating technique on the temperature tolerance and anti-colitis activity of the probiotic bacterium Lactobacillus kefiranofaciens M1. Food Microbiology, 2015, v.46, pp.494-500. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Raza et al. Recent developments in chitosan encapsulation of various active ingredients for multifunctional applications
Patil et al. A review on ionotropic gelation method: novel approach for controlled gastroretentive gelispheres
CN111184909B (en) Hyaluronic acid sustained-release filler and preparation method thereof
CN109646713B (en) Alginate/nano clay composite microcarrier and preparation method and device thereof
CN104958251B (en) A kind of preparation method of hyaluronic acid nanometer gel
Batista et al. Alginate: Pharmaceutical and medical applications
JP7485719B2 (en) Exosome Delivery Technology
CN103040727A (en) Preparation method of drug and protein sustained-release alginate hybrid gel
US9642814B2 (en) Microencapsulation technique and products thereof
US11511254B2 (en) Process for producing capsules made of an external shell of crosslinked hydrogel surrounding a central core
CN102219938A (en) Preparation method of hydrophobically modified sodium alginate
CN108295045B (en) Liquid crystal gel microcapsule and preparation method thereof
CN107714674A (en) A kind of preparation method of PLGA microballoons
CN106362223A (en) Porous silk fibroin microneedle administration device and preparation method thereof
CN108272770B (en) Layer-by-layer self-assembly amphiphilic drug-loaded microcapsule and preparation method thereof
CN114931562B (en) Microcapsule delivery system based on insoluble dietary fiber
RU2782122C1 (en) Method for obtaining gel spherical particles with immobilized probiotic microorganisms and additionally enriched with modifilan
CN109439645A (en) The method for preparing phosphate solubilizing microorganism sustained release sodium alginate micro ball using orifice method
Arfin et al. Alginate: recent progress and technological prospects
CN109395080B (en) Multifunctional egg white protein gel and preparation method thereof
CN101485904A (en) Injectable calcium sulphate-based sustained-release implantation component containing medicine-carrying particle and application
RU2566711C2 (en) Method of nanocapsules production of dorogov's antiseptic-excitor (dae) fraction 2 in chitosan
RU2782127C1 (en) Method for immobilization of probiotic cultures of microorganisms into gel spherical particles based on natural polysaccharides
US20080199519A1 (en) Production of Double-or Multi-Layered Microcapsules
CN101401959B (en) Producing method of glutin-chitosan-beta-tricalcium phosphate spherical honeycombed grain material