SE466130B - Gelbildande flytande dietfiberkomposition - Google Patents

Description

466 130 i 2 marina växter och alger (carrageenan och agar), mikroorganismer (xantangummi) eller utgör kemiskt modifierade naturliga sub- stanser (metylcellulosa och karboximetylcellulosa). En egenskap som de delar med de icke-stärkelsehaltiga polysackariderna är att de ej angripes av humana matsmältningsenzymer, varför mole- kylerna passerar relativt intakta genom tunntarmen till kolon.

Den fysiologiska effekten av dietfibrer kan sammanfattas enligt följande. Fibrer medför en ökning av avföringens vikt och förändringar av tarmfunktionen. Detta beror till en del på före- komsten av icke-digererad fiber och dess vattenhållande kapaci- tet, även om de flesta typer av dietfibrer nedbrytes i stor utsträckning i tarmen. Denna nedbrydning sker i tjocktarmen, som innehåller många anaeroba bakterier som kan bilda lämpliga enzymer för nedbrytning av dessa polysackarider. Nedbrytningen av fibrer av floran kallas fermentering och utgör en viktig del av tjocktarmens funktion. Som ett resultat av fermenteringen överföres fibrerna huvudsakligen till kortkedjiga fettsyror (SCFA) som absorberas och utgör en lättillgänglig energikälla för värden. SCFA stimulerar också salt- och vattenabsorptionen från lumen i tjocktarmen. Nedbrytningen av dietfibrer i tjock- tarmen stimulerar också mikrobiell tillväxt, som i sin tur bidrar till en ökad faecesmängd.

Det finns idag flera dietfiberprodukter på marknaden; fibrer som huvudsakligen består av polysackarider. Olika cellulosaetrar har använts som bulklaxativ, såsom etylhydroxietylcellulosa, metylcellulosa och natriumsaltet av karboximetylcellulosa.

Metylcellulosa har också, liksom guargummi, marknadsförts som ett bantningsmedel. En stor olägenhet vid användning av denna typ av polysackarider är svårigheten att kontrollera svällningen därav. Den torra dietfibern intas antingen som en tablett eller dispergerad i ett vattenhaltigt medium, som således ger upphov till en mycket snabb svällning genom att vattenmolekyler bindes till polysackariden, dvs fibern gelar mer eller minre ögonblick- ligen. Den så bildade högviskösa dispersionen blir svår att inta om den ej tas omedelbart. Vanliga dietfibrer är därför relativt dåligt patientanpassade pga den snabba gelbildningen i rumstem- peratur.

Det har förekommit en viss debatt i populärpressen om huruvi- da det finns någon risk för intestinal tilltäppning eller brist- 3 466 130 ning orsakad av den hydrofila svällningen av dessa produkter i mag-tarmkanalen, speciellt i oesophagus.

De guargummihaltiga produkterna kan också orsaka en avsevärd grad av flatulens, uppblåsning och borborygmi (magkurr) då detta material lätt digereras av de fekala bakterierna till gaser.

EP 323 510 avser en livsmedelskomposition som omfattar vattenlösliga fibrer i kombination med proteiner med en iso- elektrisk punkt i det sura området, och denna livsmedelskomposi- tion tillhandahålles som en vattenlösning. I kontakt med magsaft säges kompositionen gela och stanna kvar i magsäcken under lång tid varigenom överätning förhindras.

Nyligen har man funnit att växelpåverkan mellan nonjoniska cellulosaetrar, speciellt etylhydroxietylcellulosa (EHEC) och laddade ytaktiva substanser i vattenlösning ger upphov till termogelande system som är flytande vid rumstemperatur men viskösa vid höjd temperatur (Berol PCT/SE89/00266).

Enligt uppfinningen har det nu visat sig att en kombination av vissa nonjoniska cellulosaetrar och laddade ytaktiva substan- ser i vatten som är flytande under omgivningsbetingelserna gelar i magen efter att ha svalts. Det är överraskande att en viskös gel kan bildas och bibehållas vid det låga pH som råder i mag- säcken.

Syftet med föreliggande uppfinning är en dietfiberkomposi- tion, som omfattar en vattenlöslig, nonjonisk cellulosaeter med en grumlingspunkt som ej är högre än 35°C, en laddad ytaktiv substans och eventuella tillsatser i vatten, varvid förhållandet mellan ytaktiv substans och cellulosaeter är 1:5 till 1:25 med avseende på vikten, vilken komposition är en flytande lösning vid rumstemperatur och bildar en gel i mag-tarmkanalen vid kroppstemperatur.

Produktens flytande form möjliggör en större smaklighet vilket i sin tur bör förbättra följsamheten under lång tid. En annan fördel är att produkten redan är fullständigt hydratiserad och inte kan öka ytterligare i volym då den konsumeras varför det ej finns någon risk för tilltäppning i tarmen.

De nonjoniska cellulosaetrarna i kompositionen enligt upp- finningen är baserade på cellulosa som modifierats kemiskt för att bli löslig i vatten genom substitution av olika grupper på cellulosaskelettet. Typerna av och antalet substituenter bör 466 -150 I 4 väljas på ett sådant sätt att cellulosaetern får en begränsad löslighet i förhållande till temperaturökningar. För vattenlös- ningar av cellulosaetrar finns således en speciell temperatur över vilken det bildas ett tvåfassystem, som först orsakar en kraftig ljusspridning och därigenom ger systemet ett grumligt utseende - denna temperatur kallas vanligen grumlingspunkttempe- raturen (cloud point, CP).

Grumlingspunkttemperaturen (CP) bestämmes på en Mettler FP5+FP51 spektrofotometer. Provlösningen (1,0 vikt-% vattenlös- ning av cellulosaeter i ett kapillärrör) upphettas med en has- tighet av 10°C/min. CP bestämmes därefter grafiskt som skär- ningspunkten i den registrerade absorbans-tid-kurvan.

För att vara flytande vid rumstemperatur och gela vid kropps- temperatur, dvs ca. 37°C, bör cellulosaetrarna ha en CP som ej är högre än 35°C.

Cellulosaetrarnas egenskaper bestämmes av typen av substitu- enter och även av antalet och fördelningen därav längs moleky- len.

De lämpligaste cellulosaderivaten är nonjoniska, varvid alkyl- och/eller hydroxialkylgrupper är bundna till anhydro- glukosenheter genom eterbindningar, dvs alkylhydroxialkylcellu- losor, vari alkylgrupperna har från 1 till 4 kolatomer.

Representativa cellulosaetrar är metylcellulosa (MC), metyl- hydroxietylcellulosa (MEC), metylhydroxipropylcellulosa (MHPC), etylhydroxietylcellulosa (EHEC), och hydroxipropylcellulosa (HPC). Dessa polymerer har samtliga substituenter som antingen är opolära (t ex metyl) eller något polära (t ex hydroxietyl) som i kombination med det hydrofila cellulosaskelettet ger upphov till en amfifil polymer.

En föredragen cellulosaeter är EHEC med den kemiska formeln {C6H7O2(OH)x(OC2H5)y[0(CH2CH2O)mH]z}n vari n är polymerisationsgraden, y är graden av etylsubstitution (Dsetyl), och (m+z) är den molära hydroxietyl (etylenoxid; E0) substitutionen (MSEO). Medelvärdet av y och (m+z) kan variera från 1,2 till 2,5 respektive från 0,5 till 1,5; de aktuella värdena beror på n och substitutionens heterogenicitet.

Substitutionen av EHEC kännetecknas således av värdena Dsetyl och MSEO: det förra värdet är detsamma som det genomsnittliga antalet hydroxylgrupper på anhydroglukosenheten som substitue- 5 466 130 rats av etylgrupper, under det att den sistnämnda motsvarar det genomsnittliga totala antalet etylenoxidgrupper substituerade på anhydroglukosenheten. Etylenoxid (hydroxietyl) kan bilda korta oligoetylenoxidkedjor och således MSEO 2 DSEO.

Molekylvikten, dvs polymerisationsgraden (n), av cellulosa- etern tycks vara mindre viktig för att gelningseffekten skall uppnås. Detta kan bero på att samtliga använda lösningar är halvutspädda, dvs cellulosaeterkoncentrationerna överskrider avsevärt den s k överlappningskoncentrationen.

Ett nödvändigt krav på cellulosaeterprovet är att grumlings- punkten ej bör överstiga 35°C, mätt såsom beskrivits ovan.

Följande test utfördes för att kontrollera den gelbildande förmågan hos cellulosaetern: 1,00 vikt-% vattenlösning av cellulosaetern framställes.

Natriumdodecylsulfat (BDH, Poole, England; speciellt rent) tillsättes därefter till en koncentration av 3,00 x 10'3 molal. Den erhållna klara lösningen överfördes där- efter till en Bohlin VOR reometer (Bohlin Reologi, Lund, Sverige) med vilken ett viskometertest utfördes med hjälp av följande instrumentinställningar: Mätsystem: C 25; torsionselement: 21,6 g/cm (eller motsvarande); skjuv- hastighet 0,232 s'1; begynnelsetemperatur 20,0°C; slut- temperatur 37,0°C; upphettningshastighet: 2°C/min; värme- ekvilibrering 30 min.

För att vara godtagbar bör den uppmätta viskositeten av testlösningen vid 37,0°C (efter 30 min) överstiga 50 Pas. Nor- malt är viskositeten lägre än 0,5 Pas vid 20,0°C. Detta innebär att viskositeten i systemet måste öka med minst två storleksord- ningar vid upphettning från 20,0 till 37,0°C (vid värmeekvilib- reringstid av 30 min).

En föredragen EHEC för användning i en komposition enligt uppfinningen är EHEC av läkemedelskvalitet, medical grade (Berol Nobel, Sverige), dvs etylhydroxietylcellulosaetrar med en grum- lingspunkt av 30-35°C, speciellt 32-35°C. Dessa cellulosaetrar har normalt ett Dsetyl av 1,2 - 2,5 och ett MSE0 av 0,5 - 1,5, men de kan också innehålla mindre mängder av andra substituen- ter, såsom metyl och hydroxipropyl. Polymerisationsgraden för dessa cellulosaetrar kan vara 200-600, lämpligen 500-600. Visko- siteten för denna EHEC är 30-400 cP i en 1 %-íg vattenlösning 466 130 ' 6 mätt enligt Brookfield LV, 12 varv/min vid 20°C. EHEC, medical grade är mer hydrofob än de kvaliteter av EHEC som finns till- gängliga på marknaden idag.

Den ytaktiva substansen bör innehålla antingen en positivt eller en negativt laddad huvudgrupp. Exempel på de förra ytakti- va substanserna är alkylammoniumföreningar (t ex hexadecyltri- metylammonium, tetradecylbetainat, hexadecylpyridiniumsalter, t ex klorid och bromid). Exempel på de sistnämnda alkylsulfat (natriumdodecylsulfat), alkyletersulfat (natriumdodecylmono- etylenoxidsulfat), alkylsulfonat (natriumdodecylsulfonat), alkylfosfat (natriumdodecylfosfat), alkylfosfonat (natrium- dodecylfosfonat), alkylarylsulfonater (natrium p-dodecylbensen- sulfonat) och salter av mättade och omättade syror (kalium- och natriumdodekanoat, -tetradekanoat, -hexadekanoat, -oktadekanoat, -9-hexadecenoat, -cis-9-oktadecenoat). Ovan angivna exempel innehåller normalt en enda kolvätekedja som bör innehålla mellan 10 och 20 kolatomer för att kunna påverka polymeren tillräckligt starkt. Andra exempel är ytaktiva substanser baserade på amino- syra och kolhydrat, t ex acylglutamat och salter av acylarginin- estrar (N-myristoyl-L-arginmetylester-hydroklorid) respektive puranosylglycerider.

Det är också möjligt att använda joniska dubbelkedjiga ytaktiva substanser och lipider med mer än 8 kol per kedja, såsom fosfolipider (t ex fosfatidylglyceroler, fosfatidylseriner och fosfatidylinositoler), dialkylammoniumföreningar, dipurano- syldiglycerider (t ex digalaktosyldiglycerid) och Aerosol OT (natrium-bis(2-etylhexyl)sulfosuccinat).

Den föredragna ytaktiva substansen bör vara ett salt av en stark syra.

Mängden ytaktiv substans är av samma storleksordning som den kritiska micellkoncentrationen (CMC) i en polymerfri lösning.

Den optimala koncentrationen av den ytaktiva substansen i kompo- sitionen enligt uppfinningen är av storleksordningen 0,2 - 5 gånger CMC.

Ursprunget till gelbildningen är en stark hydrofob växel- verkan mellan polymer och ytaktiv substans som till sin natur är kooperativ och på så sätt liknar normal micellbildning. Kluster av ytaktiv substans som bildats på detta sätt kan sedan fungera som tvärbindningar mellan olika polymerkedjor, som ger upphov 7 466 130 till en utsträckt tredimensionell gelstruktur. Den elektrosta- tiska repulsionen mellan olika kluster av ytaktiv substans kan leda till kedjeexpansion av polymeren som också kan bidra till ökningen av gelning/viskositet. Vidare, och viktigast, har den hydrofoba attraktionen mellan de två föreningarna visat sig gynnas av en temperaturökning - ett överraskande experimentellt faktum - som kan förklaras som ett resultat av ökad hydrofobici- tet hos polymeren vid upphettning. Hela förfarandet är reversi- belt: vid kylning återfår systemet sina ursprungliga egenskaper.

Det är möjligt att kontrollera gelbildningen, både den temperatur vid vilken maximal viskositet uppnås och gelens håll- fasthet på olika sätt. Detta sker genom variation av koncentra- tionen av antingen cellulosaetern eller den ytaktiva substansen.

Alternativt kan gelbildningsstyrkan ändras genom att den ytakti- va substansen ersättes med någon annan som binder antingen mer eller mindre starkt till polymeren och ger upphov till en star- kare gel vid upphettning vid en lägre koncentration av ytaktiv substans än vad som skulle uppnås med en mindre amfifil ytaktiv substans.

Förhållandet mellan ytaktiv substans och cellulosaeter bör vara 1:5 till 1:25 med avseende på vikten. I allmänhet är detta förhållande omkring 1:10. Den totala koncentrationen av cellu- losaetern och den ytaktiva substansen i kompositionen är jäm- förelsevis låg, den bör ej överstiga 2 vikt-% och lämpligen vara från 0,5 till 1,5 vikt-%.

Då gelen väl bildats är den mycket beständig mot inverkan av höga saltkoncentrationer; i själva verket gynnar salt gelning på olika sätt. För det första gynnas adsorptionen av ytaktiva substanser till polymerkedjan av en minskad elektrostatisk repulsion mellan laddade huvudgrupper som orsakas av de till- satta motjonerna; detta leder till en minskning av koncentratio- nen av enkeldispergerade molekyler av ytaktiv substans. För det andra leder en hög salthalt till en minskad löslighet av polyme- ren, vilket reflekteras i en ökad interpolymerattraktion; sam- mantaget gäller att det tredimensionella nätverk som byggts upp av polymerkedjor och kluster av ytaktiv substans förstärkes.

Om salt finns närvarande i polymerlösningen under framställ- ningen (t ex i fysiologiska mängder) krävs emellertid högre koncentrationer ytaktiv substans. 466 130 i 8 Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen omfattar dietfiberkompositionen också en nonjonisk, lågmolekylär förening i en effektiv isotonisk mängd. Detta ger en isotonisk gel som ej krymper i ett fysiologiskt medium. Exempel på sådana lågmoleky- lära föreningar är sackaros, glukos, glycerol.

Dietfiberkompositionen kan vidare innehålla eventuella tillsatser som är kända inom tekniken för att förbättra olika aspekter av kompositionen, såsom smakämnen, färgämnen och kon- serveringsmedel.

Vid eller under rumstemperatur är dietfiberkompositionen, t ex ett vattenbaserat system av EHEC-ytaktiv substans, en klar, lågviskös vattenlösning utan otrevlig smak eller lukt. Vatten- halten kan vara så hög som 99 vikt-%, vilket innebär att den flytande fiberkompositionen är lätt att dricka. För att erhålla en klar vattenlösning av EHEC inom en rimlig tid är det viktigt att dispergera EHEC-pulvret på ett speciellt sätt. Vattentempe- raturen måste vara högre än grumlingspunkttemperaturen för polymerlösningen; vidare bör vattnet tillsättas under kraftig omröring. Endast genom användning av denna teknik undvikes bildandet av klumppartiklar, dvs partiklar av fast pulver om- givet av ett gelskikt, som ger en förlängd upplösningstid.

För att ge en bulklaxerande effekt bör en substans öka volymen av den fekala massan genom att binda vatten, de bästa laxativerna är således de som ej nedbrytes allt för mycket i tarmen.

Förutsägelser om den avföringsökande förmågan hos fiberkompo- sitionen enligt uppfinningen kan göras från resultaten av en fermenteringsteknik in vitro vid användning av färsk faeces från människa (Tomlin et al, 1989, Nutr. Rep. Int. 39, 121-135).

Resultat från EHEC/SDS-systemet tyder på att bakterier ej fermenterar EHEC i någon utsträckning, att de på något sätt verkar så att den gelliknande strukturen avlägsnas men en viskös lösning lämnas kvar, och att närvaron av SDS minskar mängden vätgas som normalt bildas under fermenteringen av andra sub- strat.

Avsaknaden av fermentation och bibehållandet av en viss struktur gör det möjligt att förutsäga att uppfinningen bör vara effektiv för att öka avföringsmängden och därför bör kunna vara användbar som laxativ. 466 130 9 Försök in vitro liksom in vivo har visat att kompositionen enligt uppfinningen gelar i magsaft och att denna gel också bibehålles i tarmsaft. Försök på råtta har dessutom visat att fiberkompositionen fördröjer tömning av magsäcken. Man har antagit att regleringen av aptiten delvis sker med hjälp av magtömningshastigheten, då detta bestämmer uttänjningen av magsäcken, och den hastighet varmed näringsämnen tillföras till duodenum. En fördröjning av magtömningen har föreslagits som ett sätt att öka mättnadskänslan för framkallandet av en terapeutisk minskning av födointaget. Fiberkompositionen enligt uppfinningen bör därför vara användbar för behandling av fetma eller som ett bantningsmedel.

Cellulosaetrar är i allmänhet icke-toxiska och kvaliteter av hög renhet av de flesta handelsprodukter är godkända som livsme- delstillsatser och för användning i kosmetika liksom farmaceu- tiska kompositioner.

Dietfiberkompositionen kommer att tillföras i flytande form med instruktioner om hur den skall hållas sval för att långtids- stabiliteten skall förlängas men också för att minska viskosite- ten så mycket som möjligt.

För att åstadkomma en effektiv begränsning av födointaget är det troligen nödvändigt med en minsta dos av ca 0,5 g cellulosa- eter plus ytaktiv substans (ß 50 ml av kompositionen). Om kompo- sitionen inte omfattar en isotonisk mängd av en nonjonisk, lågmolekylär förening, kan graden av sammandragning av gelen i magsaft vara betydande, och den minsta dosen måste ökas. Kompo- sitionen bör tas 15 min till 30 min före måltider eller när man känner sig hungrig. Den dagliga dosen bör därför vara omkring 250 ml (under antagande av 5 intag per dag) eller 2,5 g cellulo- saeter. Den maximala dagliga dosen för bantningsändamål utan märkbar laxering är troligen omkring 6 g/d, som också kan ges som två glas på 300 ml.

För att ge en laxativ effekt kan dosen vara 1-15 g/d.

Uppfinningen åskådliggöres vidare genom följande exempel och försök. 466 150 ' 1,, EXEMPEL Nonjoniska cellulosaderivat och joniska ytaktiva substanser blandas i vatten till en relativt lätt flytande lösning vid rumstemperatur. De ytaktiva substanserna kan antingen vara nega- tivt eller positivt laddade. Om ett sådant system, som innehål- ler lämpliga typer och mängder av cellulosaeter och däri lösta substanser upphettas till 30 - 42°C, speciellt 37°C kommer dess reologiska egenskaper att ändras drastiskt, vilket leder till ett reversibelt bildande av en styv och transparent gel. Repre- sentativa system beskrives nedan.

Det visas också att nonjoniska cellulosaderivat med en grumlingspunkt över 35°C ej bildar en gel vid kroppstemperatur.

I följande exempel hänför sig viskositetsvärdena, n, till viskositeten (steady flow) av en 1,0 vikt-% lösning av cellu- losaeter i vatten respektive i vatten och ytaktiv substans, mätt på en Bohlin VOR reometer vid angiven skjuvhastighet.

Grumlingspunkten (CP; flocknings- eller fasseparationstempe- raturen) har bestämts för en 1,0 vikt-% lösning av cellulosaeter i vatten, upphettad med en hastighet av 10°C/min på en Mettler FP5+FP51 spektrofotometer. I följande tester och exempel avser samtliga procentvärden viktprocent.

Försöken i nedanstående exempel utfördes med etylhydroxietyl- cellulosa, EHEC, av olika kvalitet, dvs: DSetyl MSEO CP, °C n, mPas EHEc A 1,7 1,0 34,0 42 EHEc B 1,9 1,3 34,4 89 EHEc Bermocollß* csT 103 sats 1 1,5 0,7 35,9 40 EHEc Bermocoll” csT 103 sats 2 1,5 0,7 36,3 45 EHEc Bermøco11® E23o c; 0,8 0,8 63 40 Viskositetsvärden (n) mättes vid en skjuvhastighet av 7,31 s'1 vid 20°C.

Jä (Ä ON “A CN CD 11 Exempel 1 Sammansättning Koncentration, % Etylhydroxietylcellulosa (EHEC A) 0,75 Tetradecylbetainat (TDB) 0,15 Vatten, avjøniserat 99,1 Viskositet vid olika temgeraturer Temperatur*, °C 20 25 30 35 37 40 fl**, mPas 130 1.100 6.600 72.000 46.000 27.000 * am/at = 2°c/min ** Skjuvhastighet 0,233 s'1 viskositet vid olika koncentrationer av vtaktiv substans n*, mPas TDB kOnC., % 20°C 37°C** 0 25 0,10 74 73.000 0,12 74 54.000 0,15 130 15.000 * Skjuvhastighet 0,233 s'1 ** Värmeekvilibreringstid 8 min Exempel 2 Sammansättning Koncentration, % Etylhydroxietylcellulosa (EHEC B) 1,0 Natriumdodecylsulfat (SDS) 0,09 Vatten, avjoniserat 98,91 466 130 h 12 Viskositet vid olika temperaturer Temperatur, °C y**, Pas 20,1 0,32 25,3 0,47 30,4 1,21 33,3 2,70 35,0 5,56 35,8 15,5 37,5 39,2 33,3 65,0 39,0 90,4 39,8 114 42,3 130 43,3 111 * dT/dt = 1°C/min ** Skjuvhastighet 0,216 s"1 Viskositet vid olika koncentrationer av ytaktiv substans n*, mPas SDS konc., % 20°C 37°C 0,09 147 108.000 0,12 500 86.000 0,14 1.290 36.000 * Skjuhastighet 0,216 s'1 ** Värmeekvilibreringstid 8 min Exempel 3 Sammansättníng Koncentratíon, % Etylhydroxietylcellulosa (EHEC B) 1,0 Cetyltrimetylammoniumbromid (CTAB) 0,15 - 0,22 Vatten, avjoniserat 99,85 - 98,78 .JA 4-66 150 13 Viskositet vid olika koncentrationer av ytaktiv substans n*, mPas CTAB konc., % 20°C 37°C 0,15 194 10.500 0,18 270 8.200 0,22 296 8.200 * Skjuvhastighet 0,216 s'1 ** Värmeekvilibreringstid 8 min Då EHEC Bermocollß CST 103, Sats 1 respektive 2 kombinerades med SDS och vatten såsom beskrivits i exempel 2 skedde ej någon gelning efter upphettning vilket bekräftades genom okulär ins- pektion.

Test av gelbildning i magsaft in vitro Den gelbildande förmågan in vitro i simulerad magsaft testas nedan för ett antal kompositioner enligt uppfinningen och också för några kommersiella dietfiberprodukter, samtliga i rekommen- derade doser.

Magsafttestlösningen framställes enligt receptet i USP XXII: pepsin (3,2 g), löst i saltsyra (7,0 ml) och natriumklorid (2,0 g) blandas och löses i 1000 ml vatten. 25 ml av testlösningen överföres till en behållare nedsänkt i ett termostatbad (37°C). 5 ml av den polymerlösning/dispersion som skall undersökas sättes därefter försiktigt till testlösningen (utan omröring) och uppträdandet av det erhållna systemet följes visuellt under en viss tid. Alternativt sättes en fast dosform (pulver eller granuler) till testlösningen.

Möjliga förändringar av polymerlösningen/dispersionerna är gelbildning, flockulering eller blandning/spädning. Troligen dispergeras den fasta dosformen för att därefter lösas upp. âyïua (lösning) 0,85 % EHEC B + 2,6 % glycerol + 0,087 % SDS i vatten: Gelbildning utan någon märkbar storleksförändring efter 1 h.

Gelen har ett något mjölkigt utseende på grund av den höga jonstyrkan av magsaften vilket leder till partiell fassepara- tion. Kylning till rumstemperatur leder till en fullständig blandning och att gelen försvinner. 466 130 14 System B (lösning) 0,85 % EHEC B + 2,6 % glycerol + 0,087 % natriumbis(2-etyl- hexyl)sulfosuccinat (Aerosol OT) in vatten: Gelbildning utan någon märkbar storleksförändning efter 1 h. Gelen har ett mjölk- liknande utseende pga den höga jonstyrkan av magsaften vilket leder till partiell fasseparering. Kylning till rumstemperatur leder till en fullständig blandning och att gelen försvinner.

System C (lösning) 0,85 % EHEC B + 0,087 % SDS i vatten: Gelbildning (vit); gelen krymper pga en ogynnsam osmotisk balans - efter 1 h har storleken minskat med ca 50 %. När som helst leder kylning till rumstemperatur till en fullständig blandning och att gelen försvinner.

System D (lösning) 0,85 % EHEC B: Omedelbar spädning, vilket leder till full- ständig blandning.

System E (lösning) 0,85 % EHEC Bermocoll® CST 103 Sats 1 + 0,087 % SDS i vatten: Ingen gelbildning - istället spädes beredningen fullständigt.

Det samma gäller för EHEC Bermocollø CST 103 Sats 2 och EHEC Bermoco11® E230 c.

System F (lösning) 1,0 % metylcellulosa (Methocel MC, medelviskositet, Fluka, Buchs, Schweiz) (CP = 37°C; n = 40 mPas) + 0,12 % SDS i vatten: Ingen gelbildning - istället spädes beredningen fullständigt.

System G (dispersion) 3-4 g guargummi (Sigma, St. Louis, MO, USA) i 100-150 ml vatten: Efter blandning överföres dispersionen mycket snabbt till en högviskös uppslamning. Uppslamningen blandas fullstän- digt med magsaften.

System H (dispersion) 3-4 g Testa Ispaghula (Lunelax°, Tika, Lund, Sverige) i 100- 150 ml vatten: Efter blandning omvandlas dispersionen mycket snabbt till en högviskös uppslamning. Uppslamningen spädes fullständigt vid blandning med simulerad magsaft.

System I (dispersion) 3-4 g EHEC pulver (Bermocoll® E230 G, Berol Nobel, Stenung- sund, Sverige) i 100-150 ml vatten: Här blir svällningen mycket mindre än med guargummi och Testa Ispaghula, och den erhållna 15 466 130 dispersionen är heterogen med stora gelklumpar som flyter om- kring i vattenfasen. Gelpartiklarna utsaltas i simulerad mag- saft, i en utsträckning som beror på polymerens flockningstempe- ratur. Om EHEC-pulver eller -granuler administreras direkt till magsaften kan någon gelbildning ej iakttas.

Test av bibehållandet av gel i tarmsaft in vitro En simulerad tarmsaft framställdes enligt följande enligt USP XXII: KH2P04 (6,8 g) löses i avjoniserat vatten (250 ml) 0,2 M NaOH (190 ml) och avjoniserat vatten (400 ml) tillsättes där- efter och blandas. Till denna lösning sättes pankreatin (10,0 g) och pH ställas på 7,5 1 0,1 med 0,2 M NaoH. slutvolymen (1000 ml) justeras med vatten.

Den gel som bildades i system A ovan överfördes efter 2 h till den simulerade tarmsaften, upphettad till 37°C. Gelen bibehölls i den nya miljön i minst 22 h. Volymen av gelklumpen minskades endast med ca 50 %.

Exempel på en flytande dietfiberberedning Koncentration, % EHEC, medical grade 0,85 Natriumdodecylsulfat 0,087 Metylparahydroxibensoat 0,05 Sorbinsyra 0,15 Glycerol 2,6 Apelsinsmakämne 1,0 Renat vatten ad 100,00 Dietfiberberedningen framställes i två steg: först fram- ställdes två lösningar A och B; därefter, efter att lösning A fått klarna fullständigt, blandas de två lösningarna och där- efter tillsättes lämpliga mängder av tillsatser.

För framställning av lösning A dispergeras EHEC, medical grade (Berol Nobel, Stenungsund, Sverige) i renat vatten (50 % av den totala mängden) och dispersionen omröres långsamt i 2 h för att lösa polymeren.

Lösning B framställes genom att den ytaktiva substansen löses i den kvarvarande mängden renat vatten (45 %). Lösningen upp- hettas till 70°C och konserveringsmedel tillsättes under kraftig omröring. Den erhållna klara lösningen får anta rumstemperatur (<3o°c).

Lösningarna A och B blandas därefter, glycerol tillsättes och blandningen omröres långsamt över natten. Smakämnet tillsättes liksom vatten till den slutliga vikten.

Test in vivo av effekten av fiberkompositionen på råtta Den eventuella fördelaktiga användningen av fiberkompositio- nen enligt uppfinningen som ett dietfiberpreparat för att minska födointaget beror på om gelstrukturen bibehålles i tarmen och står emot sönderdelning av magsyra, tarmenzymer och andra sek- ret, som även kan ha en spädande effekt.

En undersökning av effekten av tillförsel av en blandning av EHEC och den ytaktiva substansen SDS (natriumdodecylsulfat) till råttor med hjälp av tekniken enligt Brown et al, 1988, Br J Nutr 59, 223-231, har gjorts.

Metod Blandningen av EHEC-ytaktiv substans iordningsställdes genom dispergering av EHEC, medical grade, i sterilt vatten (1 % vikt/volym), kylning över natten för att förbättra lösligheten, och efterföljande tillsats av SDS till en koncentration av 4 mM.

SDS-kontrollösningen framställdes genom upplösning av SDS i sterilt vatten till en koncentration av 4 mM.

Totalt 79 albinoråttor uppdelades på 25 test (EHEC/SDS), 25 SDS kontroller och 29 vattenkontroller. Varje råtta matades med 5 ml av den lämpliga lösningen vari på känt sätt blandats 99” Teknetium-svavelkolloid (Amersham) så att varje råtta erhöll ca.25 uCi per 5 ml. De tre grupperna uppdelades vidare i under- grupper om 5 råttor, varvid varje undergrupp dödades 25, 50, 100, 200 och 300 min efter tillförseln genom exponering för cyklopropangas (för vattenkontrollerna användes ytterligare en råtta i 100 och 200 min grupperna och 2 ytterligare råttor i 50 min gruppen).

Tarmen ligerades vid den undre esofaga sfinktern, pylorus och den ileocekala sfinktern, och överfördes till ett långt tråg som innehöll salin vid 37°C. Tråget placerades under en scintilla- tionsräknare så att man erhöll en profil av fördelningen av radioaktiviteten längs tarmen.

Atí 17 We 150 Resultaten utryckes som medelvärden. Statistisk signifikans kunde fastställas vid användning av Students icke-parade t-test.

Resultat Närvaro av EHEC med SDS fördröjde avsevärt tömningen av magsäcken. Tabell 1 visar att graden av radioaktivitet i mag- säcken ej ändras från 25 min till 200 min (p>0,05); först vid 300 min har det skett någon betydande förflyttning ut genom pylorus (p<0,05). Efter 25 min finns huvudmängden av kompositio- nen i magsäcken, med en liten mängd utspridd i tunntarmen. Detta mönster förändras inte förrän efter 300 min då för första gången det finns mer märkning i duodenum än i magsäcken.

EHEC/SDS fördröjde passagen genom tunntarmen. Den främre delen av måltiden hade nått änden av tunntarmen (sektion 10) i samtliga råttor efter 50 min för SDS-kontrollerna, men krävde 100 min för EHEC/SDS och vattenkontrollerna. Den främre änden var i caekum efter 50 min i SDS-kontrollgruppen, efter 100 min i vattenkontrollen men krävde 200 min i EHEC/SDS-gruppen. En klar fördröjning av tarmrörelserna genom EHEC/SDS kunde observeras.

Det fanns inte någon signifikant skillnad mellan SDS-kontroller- na och vattenkontrollerna i någon av mätningarna.

Relativt mer radioaktivitet fanns närvarande i duodenum (sektion 1 i tunntarmen) under 300 min då EHEC/SDS fanns närva- rande (tabell 1; p<0,05). Det fanns mer i den proximala tarmen (sektionerna 2+3+4) under de sista stegen av försöket, detta dock på grund av att det fanns mindre i de mellersta och distala delarna och caecum och kolon jämfört med kontrollerna. Fördel- ningskurvan för EHEC med SDS varierar mycket litet mellan 25 och 300 min vilket tyder på föga ytterligare förflyttning då för- delningen väl etablerats (före 25 min).

Det fanns avsevärt mindre radioaktivitet närvarande i caecum från djur som matats med EHEC/SDS än i kontroller under samtliga tidpunkter efter att radioaktiviteten först nått dit (från 50 min; tabell 1; p<0,05). Den hastighet varmed blindtarmen fylldes minskades avsevärt av EHEC/SDS; den mängd som fanns närvarande ökade endast något efter att den först nått fram efter 100 min.

Dessa resultat visar att EHEC/SDS dramatiskt fördröjde transporten av markören från magsäcken till tunntarmen och från denna till caecum. 466 130 A 18 Om dessa resultat extrapoleras till intag av EHEC/SDS av människor kunde man förvänta sig att bildandet av en gel i magsäcken likaså på ett signifikant sätt skulle fördröja töm- ningen av magsäcken och modifiera absorbtionshastigheten för näringsmedel.

C&C G&0 O&0 466 130 1o 10 Jo lf* 3G Bag 30 30 Û-lß 40 44. 40 9~|. ¿:4 19 Tabe11 I 1 Ma säcken Maosäcken Procentueïï radioaktivitet (medeïvärde, standardfe1_under) EHEO/SDS h=5 SOS kontro11 h=6 Vatten n=5 nn min EREC/SDS n=5 593 kontro11 Vatten h=7 EHEC/SDS n=5 W 85 0.09 clbøâ 80 Ozau 5.0.* alßâ P. I* 71% I i* 2 441.nu Qv-Daß 8739.

SDS kontroll n=5 n=6 200 min Magsäcken 2 178V C210 I I I 10 i I ik 1 f 7 * :Hae/%os n=Eï flmwwámmmiliï 10 -kontrolï (p<0,05) Magsäcken- 1 i11nad i förhåiiande ti11 motsvarande vatteflgontroïï (Q<0,05) 'sæ kmumn n..

»Vatten n=6 300 min SDS KONTROLL ^ n=5 * signifikant ski]1nad i förhâïïande ti11 motsvarande SDS § signifikant sk lb

Claims (10)

466 130 i 20 PATENTKRAV

1. En dietfiberkomposition omfattande en vattenlöslig, nonjonisk cellulosaeter med en grumlingspunkt som ej är högre än 35°C, en laddad ytaktiv substans och eventuella tillsatser i vatten, varvid förhållandet mellan ytaktiv substans och cellulo- saeter är 1:5 till 1:25 med avseende på vikten, vilken komposi- tion är en flytande lösning vid rumstemperatur och en gel i mag- tarmkanalen vid kroppstemperatur.

2. En dietfiberkomposition enligt krav 1, vari koncentratio- nen av cellulosaeter och ytaktiv substans är upp till 2 vikt%, lämpligen 0,5 - 1,5 vikt%.

3. En dietfiberkomposition enligt krav 1 eller 2, omfattande dessutom en nonjonisk lågmolekylär förening i en effektiv isoto- nisk mängd.

4. En dietfiberkomposition enligt något av kraven 1-3, vari den nonjoniska cellulosaetern är en alkylhydroxialkylcellulosa, vari alkylgrupperna har från 1 till 4 kolatomer.

5. En dietfiberkomposition enligt krav 4, vari alkylhydroxi- alkylcellulosan är en etylhydroxietylcellulosa med ett Dsetyl- värde av 1,2 - 2,5, ett MSEO-värde av 0,5 - 1,5 och en grum- lingspunkt av 30 - 35°C, lämpligen 32 - 35°C.

6. En dietfiberkomposition enligt något av kraven 1 - 5, vari den ytaktiva substansen användes i en mängd som motsvarar 0,2 - 5 gånger den kritiska micellkoncentrationen.

7. En dietfiberkomposition enligt något av kraven 1 - 6, vari den ytaktiva substansen omfattar en positivt eller negativt laddad huvudgrupp och en kolvätekedja med från 10 till 20 kol- atomer, lämpligen 12 till 18 kolatomer.

8. En dietfiberkomposition enligt något av kraven 1 - 7, omfattande 0,5 - 1,5 vikt% etylhydroxietylcellulosa, 0,05 - 0,15 vikt% av en ytaktiv substans från den grupp som består av nat- riumdodecylsulfat, natriumdodecylsulfonat och natriumdodecyl- bensensulfonat och 2,6 vikt% glycerol.

9. En dietfiberkomposition enligt något av kraven 1 - 8 för användning som ett bulklaxativ.

10. En dietfiberkomposition enligt något av kraven 1 - 8 för användning som ett bantningsmedel.