Microbilles préparées à partir d'hydrogel de polysaccharide réticulé pouvant contenir des molécules d'intérêt biologique ou des cellules Microbeads prepared from crosslinked polysaccharide hydrogel which may contain molecules of biological interest or cells
L'utilisation de cellules. d"organites cellulaires ou même de nombreux composés fragiles comme les huiles essentielles, les arômes, les vitamines, ne peut être envisagée que par l'utilisation de techniques dites de Bioencapsulation. On peut ainsi protéger, isoler ou modifier le comportement des éléments encapsulés vis à vis du milieu dans lequel ils sont utilisés ou formulés.The use of cells. d "cell organelles or even many fragile compounds such as essential oils, flavorings, vitamins, can be considered only by the use of techniques called Bioencapsulation. We can thus protect, isolate or change the behavior of encapsulated elements screw with respect to the medium in which they are used or formulated.
La Bioencapsulation permet :Bioencapsulation allows:
- de protéger les cellules, organites ou molécules contre des stress thermiques ou mécaniques, contre le cisaillement et les variations de pression. - de protéger contre les stress chimiques comme l'oxydation ou l'action des acides et des bases- protect cells, organelles or molecules against thermal or mechanical stress, against shearing and pressure variations. - to protect against chemical stress such as oxidation or the action of acids and bases
- de protéger contre l'action du système immunitaire dans le cas de microcapsules implantées.- to protect against the action of the immune system in the case of microcapsules implanted.
- de moduler les paramètres de libération des composés encapsulés.- to modulate the release parameters of the encapsulated compounds.
- de moduler les stress hydriques.- modulate water stress.
- d'améliorer la conservation et le stockage.- to improve conservation and storage.
Stratégies d'encapsulationEncapsulation strategies
Les différentes technologies utilisées, suivent toutes le même schéma comprenant deux étapes. La première consiste à disperser le produit ou la préparation à encapsuler en fines gouttelettes. La seconde voit la réalisation de l'encapsulation proprement dite par la solidification de gouttelettes soit en surface, soit dans la masseThe different technologies used all follow the same scheme comprising two stages. The first consists in dispersing the product or the preparation to be encapsulated into fine droplets. The second sees the realization of the encapsulation proper by the solidification of droplets either on the surface or in the mass
La dispersion est une étape clé de la réussite d'une bonne encapsulation car elle conditionne à la fois l'efficacité de l'encapsulation, la taille des billes, l'homogénéité de taille et la forme.The dispersion is a key step in the success of a good encapsulation because it conditions at the same time the efficiency of the encapsulation, the size of the beads, the homogeneity of size and shape.
Les deux voies bien connues de l'homme de l'art restent l'extrusion et l'émulsification comme décrit par Levy et Poncelet, 1994, Biofutur, Mars 16-21.The two routes well known to those skilled in the art remain extrusion and emulsification as described by Levy and Poncelet, 1994, Biofutur, March 16-21.
• L'extrusion :• Extrusion:
L'extrusion consiste à disperser la solution à encapsuler en la laissant tomber goutte à goutte dans un milieu où est réalisée la gélification des goutte ou la formation d'une membrane superficielle (Levy et Poncelet, 1994, Biofutur, Mars, 16-21). Le goutte à goutte est obtenu à l'aide d'une aiguille. Cependant, en fonction de la taille des capsules souhaitée, cette technique peut être modulée par l'application d'un courant d'air coaxial, d'une différence de potentiel ou d'une vibration. S'il est ainsi possible de mieux contrôler le domaine de taille, il
apparaît impossible d'envisager une production industrielle pour des capsules inférieures à 500 microns à la fois pour des raisons de rendements et de dispersion de taille.Extrusion consists in dispersing the solution to be encapsulated by dropping it drop by drop in a medium where the gelling of the drops or the formation of a surface membrane is carried out (Levy and Poncelet, 1994, Biofutur, Mars, 16-21) . The drip is obtained using a needle. However, depending on the size of the desired capsules, this technique can be modulated by the application of a coaxial air stream, a potential difference or a vibration. If it is thus possible to better control the size range, it It seems impossible to envisage industrial production for capsules smaller than 500 microns at a time for reasons of yields and size dispersion.
Une évolution intéressante est la technique de coextrusion de la solution à encapsuler et de la solution de polymères foπnant la membrane de la microcapsule. Cette technique permet d'obtenir des taux d'encapsulation intéressants mais elle est difficile à maîtriser et nécessite un matériel spécifique.An interesting development is the technique of coextrusion of the solution to be encapsulated and the solution of polymers forming the membrane of the microcapsule. This technique makes it possible to obtain attractive encapsulation rates but it is difficult to master and requires specific equipment.
• La dispersion par émulsϋïcation• Dispersion by emulsification
C'est la technique la plus simple de dispersion de la solution à encapsuler. Elle consiste à disperser cette solution aqueuse dans une phase hydrophobe par agitation, généralement en présence de tensioactif. Cette technique simple est industrialisable à très grande échelle. Elle est surtout retenue pour la production de capsules de tailles comprises entre 10 et 500 microns. En dehors de ce domaine, les distributions de tailles ne sont plus homogènes.It is the simplest technique for dispersing the solution to be encapsulated. It consists in dispersing this aqueous solution in a hydrophobic phase by stirring, generally in the presence of surfactant. This simple technique can be industrialized on a very large scale. It is mainly used for the production of capsules of sizes between 10 and 500 microns. Outside this domain, the size distributions are no longer homogeneous.
Quel que soit le mode de dispersion employé, il est suivi de l'étape de solidification. Cette étape conduit à la . synthèse de la microcapsule contenant la structure à encapsuler, par la mise en place d'une membrane de nature variée plus ou moins résistante ou par la solidification complète foπnant une bille pleine par polymérisation ou gélification.Whatever the dispersion method used, it is followed by the solidification step. This step leads to the. synthesis of the microcapsule containing the structure to be encapsulated, by the establishment of a more or less resistant membrane of varied nature or by complete solidification forming a full bead by polymerization or gelation.
La notion d'encapsulation doit être ici comprise au sens large c'est à dire qu'elle correspond à l'inclusion dans une structure généralement polymérique permettant :The notion of encapsulation must be understood here in the broad sense, that is to say that it corresponds to inclusion in a generally polymeric structure allowing:
- la protection - la facilité de séparation- protection - ease of separation
- le conditionnement comme microréacteur- conditioning as a microreactor
- la modulation du mode de libération de molécules- the modulation of the mode of release of molecules
Les différentes techniques de Bioencapsulation ont permis d'obtenir des résultats intéressants dans des domaines très variés. On peut distinguer les premières applications dans le domaine du papier sans carbone mais aussi la stabilisation de mycorhizes et de fragment racinaire encapsulés en billes d'alginate (Strullu et al, 1991, World J. Mictobiol. Biotechnol. 7, 292-297).The various Bioencapsulation techniques have made it possible to obtain interesting results in very varied fields. We can distinguish the first applications in the field of carbonless paper but also the stabilization of mycorrhizae and root fragment encapsulated in alginate beads (Strullu et al, 1991, World J. Mictobiol. Biotechnol. 7, 292-297).
Des résultats excellents ont été obtenus dans les protocoles de cryσconservation d'apex végétaux par enrobage toujours avec des billes d'alginates (Scottez C. et al 1993, Ciyobiology, 29, 691). Enfin la production d'éthanol et la maturation de la bière ou du vin (FR 2736924A1) ont bénéficié de ces techniques d'immobilisation de micro-organismes dans des capsules thermoplastiques des billes d'alginates ou en dérivé granulaire de la cellulose (DEAE-cellulose) utilisé par les brasseries finlandaises KERAVA. On obtient dans ces derniers cas une récupération par décantation sans les techniques lourdes d'ultrafiltration et on prévient le problème de la floculation.
Parallèlement des sociétés utilisent ces technologies pour la production d'anticorps monoclonaux à partir de billes d'alginates (Damon biotech) et pour l'immunoprotection de xenogreffes par encapsulation en fibres creuses par Cytotherapeutics (Emerich et al, 1996, Cell Transplantation, 5, 589-596).Excellent results have been obtained in the cryσconservation protocols for plant tips by always coating with alginate beads (Scottez C. et al 1993, Ciyobiology, 29, 691). Finally the production of ethanol and the maturation of beer or wine (FR 2736924A1) have benefited from these techniques for immobilizing microorganisms in thermoplastic capsules of alginate beads or in a granular derivative of cellulose (DEAE- cellulose) used by Finnish KERAVA breweries. In these latter cases, recovery by decantation is obtained without the heavy ultrafiltration techniques and the problem of flocculation is prevented. At the same time, companies use these technologies for the production of monoclonal antibodies from alginate beads (Damon biotech) and for the immunoprotection of xenografts by encapsulation in hollow fibers by Cytotherapeutics (Emerich et al, 1996, Cell Transplantation, 5, 589-596).
Noos pouvons donc définir les principaux critères de l'encapsulation idéale. La capsule doit être biocompatible, ne doit pas modifier les équilibres physiologiques, ne doit pas induire d'effets secondaires, doit être biodégradable après avoir rempli son rôle et surtout être stable dans ses conditions d'utilisation. De plus, elle doit présenter une capacité d'encapsulation élevée et permettre une modulation efficace des propriétés de perméabilité aux nutriments, aux composés produits ou encapsulés, ainsi qu'aux différents composés ou éléments du milieu d'utilisation ou d'implantation des capsules. Enfin la technique d'encapsulation doit être facilement industrialisable.We can therefore define the main criteria for ideal encapsulation. The capsule must be biocompatible, must not modify physiological balances, must not induce side effects, must be biodegradable after having fulfilled its role and above all be stable in its conditions of use. In addition, it must have a high encapsulation capacity and allow effective modulation of the properties of permeability to nutrients, to the compounds produced or encapsulated, as well as to the various compounds or elements of the medium of use or implantation of the capsules. Finally, the encapsulation technique must be easily industrializable.
La capsule peut donc présenter les critères suivants :The capsule can therefore have the following criteria:
- une structure particulière obtenue par établissement de liaisons covalentes, amène une bonne stabilité chimique, thermique et mécanique. Elle doit être obtenue sans faire appel aux techniques classiques difficiles de polymérisation interfaciale (Levy et al, 1982, 1.Pharm.Sci., 71,759-762), de gélification thermique (Poncelet et ai 1993, Fundamentals of animal cell encapsulation and immobilisation, CRC Press Boca Raton,297-314) ou ionique (Kierstan et al, 1977, Biotechnol. Bioeng., 19,387), de pelliculage cσvalent (Dupuy et al, 1988, J. Biomed. Mater. Res., 22, 1061-1070) ou ionique (Lim et al., 1980, Science, 210, 908), de précipitation interfaciale (Stevenson et al., 1988, Biomater Artif. Cells Artif. Organs, 16(4),747-769), de coacervation ou de gélification superficielle par changement de solvant (Balladur et al, Ann. de Gastro-entérologie et d'Hépatologie, 30 (6), 265-269).- a particular structure obtained by establishing covalent bonds, brings good chemical, thermal and mechanical stability. It must be obtained without using the difficult conventional techniques of interfacial polymerization (Levy et al, 1982, 1.Pharm.Sci., 71,759-762), thermal gelling (Poncelet et ai 1993, Fundamentals of animal cell encapsulation and immobilization, CRC Press Boca Raton, 297-314) or ionic (Kierstan et al, 1977, Biotechnol. Bioeng., 19.387), of cσvalent film-coating (Dupuy et al, 1988, J. Biomed. Mater. Res., 22, 1061-1070 ) or ionic (Lim et al., 1980, Science, 210, 908), interfacial precipitation (Stevenson et al., 1988, Biomater Artif. Cells Artif. Organs, 16 (4), 747-769), or coacervation or surface gelation by solvent change (Balladur et al, Ann. de Gastroenterologie et d'Hépatologie, 30 (6), 265-269).
- le composé doit être compatible avec la stabilité des composés à encapsuler- the compound must be compatible with the stability of the compounds to be encapsulated
- une capacité de changement importante aussi bien pour des composés biologiques, cellules ou organites, que pour des molécules hydrophobes- a significant capacity for change as well for biological compounds, cells or organelles, as for hydrophobic molecules
- une stabilité d'incorporation importante et modulable - une bonne dispersabilité dans les milieux aqueux- significant and modular incorporation stability - good dispersibility in aqueous media
- un contrôle aisé de la taille- easy size control
Ce cahier des charges n'est approché que par quelques techniques d'encapsulation. Parmi ces techniques, la plus utilisée reste la gélification de l'alginate. Elle a permis d'apporter des réponses à certains problèmes comme la conservation des complexes semences/micro-organismes (Strullu et al, 1994, Biofutur, Mars, 35-36), la conservation d'activité plurimensuelle lors de la fermentation, la production d'éthanol et la vinification. De plus, la taille des pores n'est pas stable et on ne contrôle pas les échanges. L'homme de l'art sait que des capsules gélifiées en masse, obtenues par extrusion de l'alginate puis précipitation en bain de CaCl2, tel que décrit par Kierstan et Bucke, 1977, Biotechnol. Bioeng.. 19, 387, sont extrêmement fragiles et sensibles à la présence d'agent complexant le cation Ca++, comme le phosphate, le citrate ou les tartrates présents dans les
vins. Elles libèrent alors leur contenu. Une alternative à la gélification alginate/Ca-H- est apportée avec les gels thermosensibles comme les carraghénanes ou l'agarose. Ainsi le κ-carraghénane gélifie lorsque la température est ramenée sous 45°C et reste stable quelles que soient les espèces ioniques présentes. Cependant il ne permet l'encapsulation que de composés supportant des températures supérieures à 45°C, ce qui exclut les cellules et molécules thermosensibles.These specifications are only approached by a few encapsulation techniques. Among these techniques, the most used is the gelation of alginate. It has made it possible to provide answers to certain problems such as the conservation of seed / micro-organism complexes (Strullu et al, 1994, Biofutur, Mars, 35-36), the conservation of multidimensional activity during fermentation, production ethanol and winemaking. In addition, the size of the pores is not stable and the exchanges are not controlled. Those skilled in the art know that gelled capsules in mass, obtained by extrusion of the alginate then precipitation in a CaCl 2 bath, as described by Kierstan and Bucke, 1977, Biotechnol. Bioeng .. 19, 387, are extremely fragile and sensitive to the presence of agent complexing the Ca ++ cation, such as phosphate, citrate or tartrates present in the wines. They then release their content. An alternative to alginate / Ca-H- gelation is provided with heat-sensitive gels such as carrageenans or agarose. Thus κ-carrageenan gels when the temperature is brought back below 45 ° C and remains stable whatever the ionic species present. However, it only allows the encapsulation of compounds tolerating temperatures above 45 ° C, which excludes heat-sensitive cells and molecules.
Une des évolutions de la gélification de l'alginate est la technique de pelliculage par liaisons ioniques (Lim F. et Sun A.M., 1980, Sciences, 210, 908). Elle consiste à déposer un polymère de charge opposée à l'alginate à la surface de la bille d'alginate préformée, par simple dispersion dans un bain. Le polymère le plus utilisé est la polylysine. On obtient ainsi une membrane de perméabilité définie par les conditions opératoires. Par cette nouvelle technique, il a été possible de préparer des capsules contenant des cellules tout en contrôlant la perméabilité de la membrane. Il devient alors possible de confiner des métabolites produits par les cellules dans la capsule réalisée, afin de faciliter leur manipulation, leur récupération. C'est la technologie retenue par Damon Biotech (GB A2094750, WO A8904637) comme décrit par Posillico, 1984, Biotechnology, 4, 114-117. D'autres équipes om réalisé en suivant la technique de pelliculage ionique, l'encapsulation de cellules afin d'obtenir une immunoisolation par la membrane et ainsi permettre la transplantation de xenogreffes, entre autres, d'isolats de Langerhans (Zekorm et al, 1992, Acta Diabetol., 29, 41-45) et d'hépatocytes. Ces travaux ont montré la validité du concept d'immunoprotection par Bioencapsulation. Cependant la stabilité de ces capsules est encore trop faible. In vivo, on assiste rapidement à l'infiltration de monocytes, de macrophages puis à la dégradation de la capsule, entraînant la perte de l'implant en quelques semaines (Clayton et al, Diabètes Research, 1990, 14, 127-132). De plus, même dans les sites à faible réaction comme le système nerveux central ou le péritoine, on observe rapidement une fibrose péricapsulaire.One of the evolutions of alginate gelation is the technique of film coating by ionic bonds (Lim F. and Sun A.M., 1980, Sciences, 210, 908). It consists in depositing a polymer of charge opposite to the alginate on the surface of the preformed alginate ball, by simple dispersion in a bath. The most widely used polymer is polylysine. A permeability membrane defined by the operating conditions is thus obtained. By this new technique, it was possible to prepare capsules containing cells while controlling the permeability of the membrane. It then becomes possible to confine metabolites produced by the cells in the capsule produced, in order to facilitate their manipulation, their recovery. This is the technology chosen by Damon Biotech (GB A2094750, WO A8904637) as described by Posillico, 1984, Biotechnology, 4, 114-117. Other teams om realized by following the technique of ionic coating, the encapsulation of cells in order to obtain immunoisolation by the membrane and thus allow the transplantation of xenografts, among others, of isolates of Langerhans (Zekorm et al, 1992 , Acta Diabetol., 29, 41-45) and hepatocytes. This work has shown the validity of the concept of immunoprotection by Bioencapsulation. However, the stability of these capsules is still too low. In vivo, we quickly witness the infiltration of monocytes, macrophages then degradation of the capsule, resulting in the loss of the implant in a few weeks (Clayton et al, Diabetes Research, 1990, 14, 127-132). In addition, even in sites with weak reactions such as the central nervous system or the peritoneum, pericapsular fibrosis is quickly observed.
Pour pallier à la faible stabilité chimique des capsules obtenues par pelliculage ionique, d'autres techniques ont été développées dites de polymérisation interfaciale. Toutes ces techniques reposent sur le même principe. Une suspension aqueuse de protéines ou de polymères contenant le produit à encapsuler, est dispersée dans une phase organique à laquelle est ajouté l'agent réticulant, généralement un polychlorure d'acide qui réagit avec les groupements aminés à l'interface, pour donner une membrane de type nylon (FR 2 642329A1). Ces techniques basées sur l'emploi de collagène, ont permis l'encapsulation de complexes enzymatiques ainsi que de composés hydrophobes. Cependam l'homme de l'art sait qu'elle reste trop agressive pour l'encapsulation de cellules. D'autre part, la nature protéique de la membrane limite considérablement les possibilités d'application thérapeutique ou d'administration, en raison des risques de réponse immunitaire.To compensate for the low chemical stability of the capsules obtained by ionic coating, other techniques have been developed, called interfacial polymerization. All these techniques are based on the same principle. An aqueous suspension of proteins or polymers containing the product to be encapsulated, is dispersed in an organic phase to which is added the crosslinking agent, generally a polychloride of acid which reacts with the amino groups at the interface, to give a membrane nylon type (FR 2 642329A1). These techniques, based on the use of collagen, have enabled the encapsulation of enzymatic complexes as well as hydrophobic compounds. However, those skilled in the art know that it remains too aggressive for cell encapsulation. On the other hand, the protein nature of the membrane considerably limits the possibilities of therapeutic application or administration, because of the risks of immune response.
La macroencapsulation sur fibre creuse apporte de très bons résultats en terme de survie cellulaire et de stabilité in vivo (Aebischer et al, 1991, Exp. Neurol., 111, 269). Néanmoins ces techniques présentent certains inconvénients comme :Macroencapsulation on hollow fiber brings very good results in terms of cell survival and stability in vivo (Aebischer et al, 1991, Exp. Neurol., 111, 269). However, these techniques have certain drawbacks such as:
- une taille importante nécessitant un acte chirurgical dans le cas d'implants d'allogreffes et de xénogreffes.
- une épaisseur de membrane importante qui entraîne des problèmes de diffusion et ne permet pas une réponse rapide à un stimuli physiologique. La sécrétion d'insuline par des îlots de Langerhans encapsulés est ainsi décalée.- a large size requiring a surgical act in the case of allograft and xenograft implants. - a large membrane thickness which causes diffusion problems and does not allow a rapid response to a physiological stimuli. Insulin secretion by islets of encapsulated Langerhans is thus shifted.
- une faible densité de cellules encapsulées impliquant une longueur de fibre élevée.- a low density of encapsulated cells implying a long fiber length.
Pour pallier à ces difficultés, certaines équipes proposent des techniques de microencapsulation utilisant des hydrogels à partir de polymères utilisés dans les fibres creuses comme racrylonitrile et le méthallysulfonate de sodium (FR 2696755 Al), ou les photoporymères éthylène glycol muttiacrylate (WO 9631199), ou (tes polyacrylamides.To overcome these difficulties, some teams offer microencapsulation techniques using hydrogels from polymers used in hollow fibers such as racrylonitrile and sodium methallysulfonate (FR 2696755 Al), or photoporymers ethylene glycol muttiacrylate (WO 9631199), or (your polyacrylamides.
Ces dernières techniques sont encore délicates à maîtriser. De plus, elles font appel à des solvants ou à des photoinitiateurs producteurs de radicaux libres, qui entraînent tous des problèmes de toxicité.These latter techniques are still difficult to master. In addition, they use solvents or photoinitiators producing free radicals, which all cause toxicity problems.
La présente invention concerne un nouveau type de microcapsule destinée à l'incorporation interne de composés fragiles et caractérisée en ce que :The present invention relates to a new type of microcapsule intended for the internal incorporation of fragile compounds and characterized in that:
- la stabilité physico-chimique peut être modulée- the physico-chemical stability can be modulated
- la capsule est biocompatible et n'entraîne pas de réponse de l'organisme dans le cas où elle est implantée- the capsule is biocompatible and does not cause the body to respond when it is implanted
- la taille est contrôlable - la porosité peut être modulée- the size is controllable - the porosity can be modulated
Les microcapsules selon l'invention, sont caractérisées en ce qu'elles sont constituées par un hydrogel préparé par réύculation covalente de polymères biocompatibles choisis de préférence parmi les polysaccharides.The microcapsules according to the invention are characterized in that they consist of a hydrogel prepared by covalent reύculation of biocompatible polymers preferably chosen from polysaccharides.
Plus particulièrement la présente invention concerne un nouveau type de microcapsule utile notamment pour le transport de composés à usage biologique.More particularly the present invention relates to a new type of microcapsule useful in particular for the transport of compounds for biological use.
Ces microcapsules présentent une stabilité très importante, une taille définie qui peut être modulée en fonction des applications. Elles sont aptes à l'encapsulation de molécules diverses synthétiques, hémisynthétiques, recombinantes ou naturelles, de cellules bactériennes, de levures, de cellules de mammifères, de composés hωleux, d'arômes et de poudres. Ces microcapsules peuvent être utilisées pour permettre ou accroître la solubilité et la dispersabilité aqueuse, pour assurer la protection contre les réponses du système immunitaire lors d'implants, pour faciliter la manipulation et la récupération de ferments lors de la vinification et des procédés de fermentation en général. Ces microcapsules peuvent être aussi utilisées pour obtenir une modulation des modes de libération des molécules dans le temps, pour améliorer la stabilité physico-chimique dans le temps de molécules sensibles, pour protéger les composés encapsulés contre les agressions mécaniques et thermiques, pour assurer le transport des molécules au sein de systèmes biologiques complexes eucaryotes ou procaryotes destinés à assurer des réactions chimiques, photochimiques, enzymatiques immunoiogiques pour des applications pharmaceutiques, cosmétologiques, de diagnostic, d'études et de recherche, de fermentation.
La présente invention concerne un nouveau type de matrice polymérique biocompatible destinée à l'encapsulation de composés variés et caractérisée en ce que la phase de réticulation du polymère peut être modulée pour permettre l'incorporation interne de molécules hydrosolubles ou hydrophobes. Cette encapsulation qui a lieu de manière homogène est introduite après la première étape de réticulation du polymère et avant la gélification complète.These microcapsules have a very important stability, a defined size which can be modulated according to the applications. They are suitable for the encapsulation of various synthetic, semi-synthetic, recombinant or natural molecules, bacterial cells, yeasts, mammalian cells, oleous compounds, flavors and powders. These microcapsules can be used to allow or increase solubility and aqueous dispersibility, to provide protection against responses of the immune system during implants, to facilitate the handling and recovery of ferments during vinification and fermentation processes in general. These microcapsules can also be used to obtain a modulation of the modes of release of the molecules over time, to improve the physicochemical stability over time of sensitive molecules, to protect the encapsulated compounds against mechanical and thermal aggressions, to ensure transport molecules within complex eukaryotic or prokaryotic biological systems intended to ensure chemical, photochemical, immunological enzyme reactions for pharmaceutical, cosmetological, diagnostic, study and research, fermentation applications. The present invention relates to a new type of biocompatible polymer matrix intended for the encapsulation of various compounds and characterized in that the crosslinking phase of the polymer can be modulated to allow the internal incorporation of water-soluble or hydrophobic molecules. This homogeneous encapsulation is introduced after the first step of crosslinking the polymer and before complete gelation.
Si ces réactions de réticulation, par exemple par l'épichlorhydrine, sont biens connues de l'homme de l'art, le procédé selon l'invention apporte une modification intéressante dans un mode de mise en oeuvre préféré en effectuant :If these crosslinking reactions, for example with epichlorohydrin, are well known to those skilled in the art, the method according to the invention provides an advantageous modification in a preferred embodiment by carrying out:
- la dispersion du polymère dans une phase aqueuse alcaline -l'addition de l'agent réticulant, par exemple l'épichlorhydrine à la dispersion alcaline de polymères sous agitation- the dispersion of the polymer in an alkaline aqueous phase - the addition of the crosslinking agent, for example epichlorohydrin to the alkaline dispersion of polymers with stirring
- après un temps de réaction autorisant la dispersion complète de l'agent réticulant et avant le début de gélification, on ajoute le composé à encapsuler en maintenant l'agitation- After a reaction time allowing complete dispersion of the crosslinking agent and before the start of gelation, the compound to be encapsulated is added while maintaining agitation
- le milieu de réaction est alors dispersé dans une phase organique hydrophobe jusqu'à polymérisation complète des capsules- the reaction medium is then dispersed in a hydrophobic organic phase until the capsules have completely polymerized
On obtient ainsi après lavage, des microcapsules permettant l'encapsulation de nombreux composés. Dans un autre mode de mise en oeuvre, le milieu réactionnel contenant le produit d'encapsulation n'est pas dispersé en phase organique hydrophobe. Il est laissé au repos jusqu'à prise en masse sous forme de gel. Les microcapsules contenant le produit à encapsuler sont alors obtenues par broyage mécanique. Les microcapsules obtenues ne sont pas sphériques mais cette technique permet d'obtenir de très petites tailles de microcapsules sans emploi de tensioactifs.After washing, microcapsules are thus obtained which allow the encapsulation of numerous compounds. In another embodiment, the reaction medium containing the encapsulation product is not dispersed in the hydrophobic organic phase. It is left to stand until solidified in the form of a gel. The microcapsules containing the product to be encapsulated are then obtained by mechanical grinding. The microcapsules obtained are not spherical, but this technique makes it possible to obtain very small sizes of microcapsules without the use of surfactants.
Selon la présente invention, on a découvert de manière totalement inattendue que cette technique permet l'incorporation de cellules en maintenant une excellente viabilité et une fonctionnalité, à la fois pour des cellules bactériennes, des levures et des cellules de marnmifères, par exemple de glandes surrénales ou de Lignées dopaminergiques PC 12.According to the present invention, it has been discovered completely unexpectedly that this technique allows the incorporation of cells while maintaining excellent viability and functionality, both for bacterial cells, yeasts and cells of marmifers, for example glands adrenal or dopaminergic lines PC 12.
Plus particulièrement, la présente invention concerne une microcapsule caractérisée en ce qu'elle comporte dans l'ordre :More particularly, the present invention relates to a microcapsule characterized in that it comprises in order:
- une matrice d' hydrogel à base de carbohydrates ou de polyols réticulés, hydrophile, non liquide et biocompatible - des inclusions des composés à encapsuler qui sont dispersés dans la totalité de la matrice- a hydrogel matrix based on carbohydrates or crosslinked polyols, hydrophilic, non-liquid and biocompatible - inclusions of the compounds to be encapsulated which are dispersed throughout the matrix
La matrice peut être préparée par différentes méthodes bien connues de l'homme de l'art En particulier lorsqu'il s'agit d'un porysaccharide, de préférence biodégradable, linéaire ou ramifié, par exemple d'amidon et dérivés, de cellulose, de dextrane, de polysaccharides dérivés naturellement par des fonctions ioniques, par exemple le chitosan, les acides hyaiuroniques, les alginates, les carraghenanes, l'hydrogel ou matrice polysaccharidique, est obtenu par réticulation, par des procédés bien connus de l'homme de l'art. Les procédés de réticulation peuvent être effectués par l'utilisation d'agents bifonctionnels capables de réagir avec les groupements hydroxyles des polysaccharides comme l'épichlorhydrine, l'épibromohydrine ou difonctionnels comme les bis-époxydes, les dialdéhydes, les dichlorures d'acides dicarboxyliques, les diisothiocyanates, les anhydrides mixtes d'acides dicarboxyliques.
La formation des microcapsules est réalisé au cours de la dernière étape du procédé. Une première variante de cette étape consiste à broyer mécaniquement de gros blocs de matrices obtenus par polymérisation en masse. La seconde consiste à réaliser la matrice sous forme de capsules par la technique de polymérisation en dispersion dans un liquide non miscible avec la phase réactionnelle. Dans la technique de dispersion, l'utilisation de tensioactifs comme le Tween ou le Span est conditionnée par la taille recherchée. La dispersion dans la phase hydrophobe est réalisée par agitation en réacteur à l'aide d'une pale ou par agitation sur table d'agitation à mouvement circulaire. La stabilité physico-chimique et mécanique ainsi que la porosité de la microcapsule ainsi préparée sont fonction des conditions opératoires de réticulation comme la dilution initiale du polymère et/ou la quantité d'agent réticulant. Ces microcapsules peuvent être utilisées pour l'administration de molécules par les voies orale, per linguale, nasale, vaginale, rectale, cutanée, oculaire mais aussi pulmonaire et parentérale. Elles peuvent être aussi utilisées pour les applications topiques des tissus kératineux comme les phanères. Elles peuvent être utilisées comme agent de protection lors du stockage à long terme, sous forme sèche ou humide, de molécules d'organites de cellules ou d'amas de cellules ou de fragments de tissus ou de semences ou d'embryons d'apex. Ces nouveaux véhicules de principes actifs sont capables d'encapsuler un grand nombre de composés. Des composés hydrophobes comme les huiles minérales par exemple de paraffine ou de silicone, des huiles organiques par exemple d'olive, de calendula, d'amande douce, de saumon, de foie de morue, d'onagre, des huiles essentielles, des arômes, des colorants, des poudres minérales comme le talc, le dioxide de titane, l'oxyde de zinc, des silicates, des fonds de teint, des colorants et pigments insolubles, des dispersions huileuses d'extraits végétaux, des vitamines seules ou en dispersion huileuse, des cellules par exemples des hépatocytes, des îlots de Langerhans, des cellules de pancréas, des cellules de médullo-surrénales, des cellules de lignées dopaminergiques PC 12, des cellules génétiquement modifiées, des levures par exemple saccharσmyces boulardi, saccharomycεs cerevisiae, des bactéries par exemple leuconostoc oenos et des molécules à activité thérapeutique. Par exemple : - les peptides et leurs dérivés, le glucagon, la somatostatine, la calcitonine, l'interféron et les interleukines, la LHRH, l'erythropoietine, les antagonistes de la bradykinine, les polypeptides ainsi que les recombinants issus des biotechnologiesThe matrix can be prepared by various methods well known to those skilled in the art. In particular when it is a porysaccharide, preferably biodegradable, linear or branched, for example starch and derivatives, cellulose, dextran, polysaccharides naturally derived by ionic functions, for example chitosan, hyaiuronic acids, alginates, carrageenans, hydrogel or polysaccharide matrix, is obtained by crosslinking, by methods well known to man of the 'art. The crosslinking processes can be carried out by the use of bifunctional agents capable of reacting with the hydroxyl groups of the polysaccharides such as epichlorhydrin, epibromohydrin or difunctional agents such as bis-epoxides, dialdehydes, dichlorides of dicarboxylic acids, diisothiocyanates, mixed anhydrides of dicarboxylic acids. The microcapsules are formed during the last step of the process. A first variant of this step consists in mechanically grinding large blocks of matrices obtained by mass polymerization. The second consists in producing the matrix in the form of capsules by the polymerization technique in dispersion in a liquid immiscible with the reaction phase. In the dispersion technique, the use of surfactants such as Tween or Span is dependent on the size sought. The dispersion in the hydrophobic phase is carried out by stirring in a reactor using a blade or by stirring on a stirring table with circular movement. The physico-chemical and mechanical stability as well as the porosity of the microcapsule thus prepared are a function of the crosslinking operating conditions such as the initial dilution of the polymer and / or the amount of crosslinking agent. These microcapsules can be used for the administration of molecules by the oral, per lingual, nasal, vaginal, rectal, cutaneous, ocular but also pulmonary and parenteral routes. They can also be used for topical applications of keratinous tissues such as the integuments. They can be used as a protective agent during long-term storage, in dry or wet form, of molecules of cell organelles or clusters of cells or fragments of tissues or seeds or embryos of apex. These new active ingredient vehicles are capable of encapsulating a large number of compounds. Hydrophobic compounds such as mineral oils, for example paraffin or silicone, organic oils, for example, olive, calendula, sweet almond, salmon, cod liver, evening primrose, essential oils, flavorings , dyes, mineral powders such as talc, titanium dioxide, zinc oxide, silicates, foundations, insoluble dyes and pigments, oily dispersions of plant extracts, vitamins alone or in dispersion oily, cells for example hepatocytes, islets of Langerhans, cells of pancreas, cells of medullo-adrenal, cells of dopaminergic lines PC 12, genetically modified cells, yeasts for example saccharσmyces boulardi, saccharomycεs cerevisiae, bacteria, for example leuconostoc oenos and molecules with therapeutic activity. For example: - peptides and their derivatives, glucagon, somatostatin, calcitonin, interferon and interleukins, LHRH, erythropoietin, bradykinin antagonists, polypeptides as well as recombinants from biotechnology
- les anticorps- antibodies
- les protéoglycanes - Les anticancéreux- proteoglycans - anticancer drugs
- les antibiotiques- antibiotics
- les antiviraux, en particulier les analogues d'oligonucléoudes et les inhibiteurs de la transcriptase inverse- antivirals, in particular oligonucleotide analogs and reverse transcriptase inhibitors
- les antjprotéases- anti-proteases
- les insecticides et antifongiques - les oligonucléoûdes- insecticides and antifungals - oligonucleoids
- les anesthésiques et anesthésiques locaux comme la benzocaïne- local anesthetics and anesthetics such as benzocaine
- les vasoconstricteurs- vasoconstrictors
- les cardiotoniques comme la digitoxine et la digitaline et ses dérivés- cardiotonics such as digitoxin and digitalis and its derivatives
- les vasodilatateurs - les diurétiques et antidiurétiques
- les prostaglandines- vasodilators - diuretics and antidiuretics - prostaglandins
- les neuroleptiques- neuroleptics
- les antidépresseurs- antidepressants
- les hormones et dérivés - les anti-inflammatoires stéroïdiens et non stéroïdiens- hormones and derivatives - steroidal and nonsteroidal anti-inflammatory drugs
- les antihistaminiques- antihistamines
- les agents anti-allergiques- anti-allergic agents
- les antiseptiques- antiseptics
- les agents de diagnostic - les acides aminés et sels minéraux - les enzymes- diagnostic agents - amino acids and mineral salts - enzymes
- les molécules à activité d'absorption des rayonnement U.V.- molecules with UV absorption activity.
La plupart des molécules à activité biologique peut être incorporée directement en mélange ou en dispersion huileuse. Les domaines d'utilisation de ces capsules innovantes sont très étendus aussi bien pour les applications pharmaceutiques, cosmétiques et d'hygiène, que biotechnologiques et agro-alimentaires. On comprendra mieux la présente invention et ses nombreux avantages en se référant aux exemples particuliers suivants, donnés à titre d'exemple et qui ne sauraient en aucune façon limiter la dite invention. Toutes les parties indiquées dans les exemples sont des parties en volume et tous les pourcentages sont des pourcentages en poids.
Most molecules with biological activity can be incorporated directly as an oil mixture or dispersion. The fields of use of these innovative capsules are very wide as well for pharmaceutical, cosmetic and hygienic applications, as well as biotechnological and agro-food applications. The present invention and its numerous advantages will be better understood by referring to the following specific examples, given by way of example and which in no way limit the said invention. All the parts indicated in the examples are parts by volume and all the percentages are percentages by weight.
ExemplesExamples
Exemple 1 selon l'invention : Préparation de microcapsules d'huile de Silicone de 400 micronsExample 1 according to the invention: Preparation of 400-micron Silicone Oil Microcapsules
Dans un bêcher de 500 ml, on disperse 20 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10 000 dans 52 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 50 tours/min à l'aide d'un système Heidolph RZR muni d'une pale, on ajoute 8 ml de solution NaOH 8N. Lorsque la solution est homogène, on ajoute 1 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute 20 grammes d'huile de Silicone Hûls. Le mélange est dispersé à 100 tours/min pendant 8 minutes puis laissé au repos 5 minutes. Enfin il est dispersé sous agitation à 100 tours/min dans 200 ml d'huile de paraffine épaisse Giffrer, puis placé sous agitation lente sur une table d'agitation circulaire d'orbite 40 mm à 145 tours/min pendant 3 heures. Les capsules sont récupérées par décantation puis reprises par 200 ml d'eau et neutralisées par HC1 2N. Les microcapsules sont ensuite lavées par décantation avec 200 ml d'eau. On obtient des capsules d'huile de silicone de 400 micronsIn a 500 ml beaker, 20 grams of 10,000 molecular weight starch are dispersed in 52 ml of water. After 3 hours of stirring at 50 rpm using a Heidolph RZR system equipped with a blade, 8 ml of 8N NaOH solution are added. When the solution is homogeneous, 1 ml of epichlorohydrin is added and then after 15 minutes of stirring at 65 rpm, 20 grams of Hûls silicone oil are added. The mixture is dispersed at 100 rpm for 8 minutes and then left to stand for 5 minutes. Finally, it is dispersed with stirring at 100 rpm in 200 ml of thick Giffrer paraffin oil, then placed under slow stirring on a circular stirring table of 40 mm orbit at 145 rpm for 3 hours. The capsules are recovered by decantation and then taken up in 200 ml of water and neutralized with 2N HCl. The microcapsules are then washed by decantation with 200 ml of water. 400 micron silicone oil capsules are obtained
Exemple 2 selon l'invention : Préparation de microcapsules de propionate de vitamine A de 40 micronsExample 2 according to the invention: Preparation of 40 micron vitamin A propionate microcapsules
Dans un bêcher de 500 mL on disperse 20 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10 000 dans 52 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 50 tours/min à l'aide d'un système Heidolph RZR muni d'une pale, on ajoute 8 ml de solution NaOH 8N. Lorsque la solution est homogène, on ajoute 1 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute 20 grammes de propionate de vitamine A. Le mélange est dispersé à 100 tours min pendant 8 minutes puis laissé au repos 5 minutes. Enfin il est mélangé à 200 mg de Tween 80 et dispersé sous agitation à 100 tours min dans 200 ml d'huile de paraffine épaisse Giffrer, puis placé sous agitation lente sur une table d'agitation circulaire d'orbite 40 mm à 145 tours/min pendant 3 heures. Les capsules sont récupérées par décantation puis reprises par 200 ml d'eau et neutralisées par HC1 2N. Les microcapsules sont ensuite lavées par décantation avec 200 ml d'eau. On obtient des capsules d'ester de vitamine A de 40 micronsIn a 500 ml beaker, 20 grams of 10,000 molecular weight starch are dispersed in 52 ml of water. After 3 hours of stirring at 50 rpm using a Heidolph RZR system equipped with a blade, 8 ml of 8N NaOH solution are added. When the solution is homogeneous, 1 ml of epichlorohydrin is added, then after 15 minutes of stirring at 65 revolutions / min, 20 grams of vitamin A propionate are added. The mixture is dispersed at 100 revolutions min for 8 minutes and then left at rest 5 minutes. Finally it is mixed with 200 mg of Tween 80 and dispersed with stirring at 100 revolutions min in 200 ml of thick paraffin oil Giffrer, then placed with slow stirring on a circular stirring table of 40 mm orbit at 145 revolutions / min for 3 hours. The capsules are recovered by decantation and then taken up in 200 ml of water and neutralized with 2N HCl. The microcapsules are then washed by decantation with 200 ml of water. 40 micron vitamin A ester capsules are obtained
Exemple 3 selon l'invention : Préparation de microcapsules de mélange vitamine E/vitamine C/huile d'amande douceExample 3 according to the invention: Preparation of microcapsules of vitamin E / vitamin C / sweet almond oil mixture
Dans un bêcher de 150 ml, on disperse finement par extrusion à l'aide d'une seringue, 2 grammes de vitamine C finement dispersée dans 18 ml de mélange huile d'amande douce contenant 10% de vitamine E en poids.In a 150 ml beaker, 2 grams of vitamin C finely dispersed in 18 ml of sweet almond oil mixture containing 10% vitamin E by weight are finely dispersed by extrusion using a syringe.
Dans un bêcher de 500 ml, on disperse 20 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10 000 dans 52 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 50 tours/min à l'aide d'un système Heidolph RZR muni d'une pale, on ajoute 8 ml de solution NaOH 8N. Lorsque la solution est homogène on ajoute 1,1 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute le mélange huileux de vitamines. Le mélange est
dispersé à 100 tours/min pendant 8 minutes puis laissé au repos pendant 3 heures. Le gel obtenu contenant des inclusions du mélange de vitamines, est broyé grossièrement, repris dans 200 ml d'eau et neutralisé par HC1 2N. Le broyât est ensuite homogénéisé à l'aide d'une turbine à 1000 tours min jusqu'à obtenir des microcapsules de 20 microns. Les microcapsules de vitamines sont ensuite lavées à l'eau par centrifugation.In a 500 ml beaker, 20 grams of 10,000 molecular weight starch are dispersed in 52 ml of water. After 3 hours of stirring at 50 rpm using a Heidolph RZR system equipped with a blade, 8 ml of 8N NaOH solution are added. When the solution is homogeneous, 1.1 ml of epichlorohydrin is added, then after 15 minutes of stirring at 65 rpm, the oily mixture of vitamins is added. The mixture is dispersed at 100 rpm for 8 minutes then left to stand for 3 hours. The gel obtained containing inclusions of the vitamin mixture is coarsely ground, taken up in 200 ml of water and neutralized with 2N HCl. The ground material is then homogenized using a turbine at 1000 rpm until obtaining microcapsules of 20 microns. The vitamin microcapsules are then washed with water by centrifugation.
Exemple 4 selon l'invention : Préparation de microcapsules de mélange de poudres de dioxide de titane et de silicate de magnésiumExample 4 according to the invention: Preparation of microcapsules for mixing titanium dioxide powders and magnesium silicate
Dans un bêcher de 150 ml, on disperse finement par extrusion à l'aide d'une seringue, 2 grammes de dioxyde de titane et 1 gramme de silicate de magnésium finement dispersée dans 20 ml d'eauIn a 150 ml beaker, 2 grams of titanium dioxide and 1 gram of magnesium silicate finely dispersed in 20 ml of water are finely dispersed by extrusion using a syringe.
Dans un bêcher de 500 ml, on disperse 20 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10 000 dans 52 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 50 tours/min à l'aide d'un système Heidolph RZR muni d'une pale, on ajoute 8 ml de solution NaOH 8N. Lorsque la solution est homogène on ajoute 1,1 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute le mélange de dioxyde de titane et de silicate de magnésium. Le mélange est dispersé à 100 tours/min pendant 8 minutes puis laissé au repos pendant 3 heures. Le gel obtenu contenant des inclusions du mélange d'oxyde de titane et de silicate de magnésium, est broyé grossièrement, repris dans 200 ml d'eau et neutralisé par HC1 2N. Le broyât est ensuite homogénéisé à l'aide d'une turbine à 1000 tours/min jusqu'à obtenir des microcapsules de 20 microns. Les microcapsules de sont ensuite lavées à l'eau par centrifugatioaIn a 500 ml beaker, 20 grams of 10,000 molecular weight starch are dispersed in 52 ml of water. After 3 hours of stirring at 50 rpm using a Heidolph RZR system equipped with a blade, 8 ml of 8N NaOH solution are added. When the solution is homogeneous, 1.1 ml of epichlorohydrin is added, then after 15 minutes of stirring at 65 rpm, the mixture of titanium dioxide and magnesium silicate is added. The mixture is dispersed at 100 rpm for 8 minutes and then left to stand for 3 hours. The gel obtained, containing inclusions of the mixture of titanium oxide and magnesium silicate, is coarsely ground, taken up in 200 ml of water and neutralized with 2N HCl. The ground material is then homogenized using a turbine at 1000 rpm until microcapsules of 20 microns are obtained. The microcapsules of are then washed with water by centrifugation.
Exemple 5 selon l'invention : Préparation de microcapsules de mélange de poudres de dioxide de titane et d'oxyde de zincExample 5 according to the invention: Preparation of microcapsules for mixing titanium dioxide and zinc oxide powders
Dans un bêcher de 150 ml, on disperse finement par extrusion à l'aide d'une seringue, 2 grammes de dioxyde de titane et 1 gramme d'oxyde de zinc finement dispersée dans 20 ml d'eauIn a 150 ml beaker, 2 grams of titanium dioxide and 1 gram of zinc oxide finely dispersed in 20 ml of water are finely dispersed by extrusion using a syringe.
Dans un bêcher de 500 ml, on disperse 20 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10 000 dans 52 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 50 tours/min à l'aide d'un système Heidolph RZR muni d'une pale, on ajoute 8 ml de solution NaOH 8N. Lorsque la solution est homogène on ajoute 1,1 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute le mélange de dioxyde de titane et d'oxyde de zinc. Le mélange est dispersé à 100 tours/min pendant 8 minutes. Enfin il est dispersé sous agitation à 100 tours/min dans 200 ml d'huile de paraffine φaisse Giffrer, puis placé sous agitation lente sur une table d'agitation circulaire d'orbite 40 mm à 145 tours/min pendant 3 heures. Les capsules sont récupérées par décantation puis reprises par 200 ml d'eau et neutralisées par HC1 2N. Les microcapsules sont ensuite lavées par décantation avec 200 ml d'eau. On obtient des capsules de 400 microns contenant le mélange de poudre.
Exemple 6 selon l'invention : Préparation de microcapsules d'huile essentielle de rose de 2000 micronsIn a 500 ml beaker, 20 grams of 10,000 molecular weight starch are dispersed in 52 ml of water. After 3 hours of stirring at 50 rpm using a Heidolph RZR system equipped with a blade, 8 ml of 8N NaOH solution are added. When the solution is homogeneous, 1.1 ml of epichlorohydrin is added, then after 15 minutes of stirring at 65 rpm, the mixture of titanium dioxide and zinc oxide is added. The mixture is dispersed at 100 rpm for 8 minutes. Finally, it is dispersed with stirring at 100 rpm in 200 ml of paraffin oil φaisse Giffrer, then placed under slow stirring on a circular stirring table of 40 mm orbit at 145 rpm for 3 hours. The capsules are recovered by decantation and then taken up in 200 ml of water and neutralized with 2N HCl. The microcapsules are then washed by decantation with 200 ml of water. 400 micron capsules containing the powder mixture are obtained. Example 6 according to the invention: Preparation of microcapsules of rose essential oil of 2000 microns
Dans un réacteur de 30 litres ml, on disperse 500 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10000 dans 1000 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 36 tours/min à l'aide d'un système Heidolph RZR 21 muni d'une pale, on ajoute 250 ml de solution NaOH 5N. Lorsque la solution est homogène on ajoute 25 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute lentement 400 ml d'huile essentielle de rose. Le mélange est maintenu agité à 100 tours/min pendant 8 minutes. Enfin le mélange est dispersé sous agitation à 100 tours/min à l'aide d'une hélice tripale en inox de 200 mm de diamètre dans 15 litres d'huile de paraffine épaisse Giffrer. L'émulsion est maintenue dispersée par agitation lente à l'aide d'une pale de type ancre à une vitesse comprise entre 30 et 50 tours min. Après 3 heures d'agitation les capsules sont récupérées par décantation puis reprises par 16 litres d'eau et neutralisées par HCl 2N. Les microcapsules sont ensuite lavées 3 fois par décantation avec 8 litres d'eau. On obtient des capsules d'huile essentielle de 2000 micronsIn a 30 liter ml reactor, 500 grams of 10,000 molecular weight starch are dispersed in 1000 ml of water. After 3 hours of stirring at 36 rpm using a Heidolph RZR 21 system fitted with a blade, 250 ml of 5N NaOH solution are added. When the solution is homogeneous, 25 ml of epichlorohydrin are added, then after 15 minutes of stirring at 65 rpm, 400 ml of rose essential oil are slowly added. The mixture is kept stirred at 100 rpm for 8 minutes. Finally, the mixture is dispersed with stirring at 100 revolutions / min using a three-blade stainless steel propeller 200 mm in diameter in 15 liters of thick Giffrer paraffin oil. The emulsion is kept dispersed by slow stirring using an anchor-type blade at a speed of between 30 and 50 rpm. After 3 hours of stirring, the capsules are recovered by decantation and then taken up in 16 liters of water and neutralized with 2N HCl. The microcapsules are then washed 3 times by decantation with 8 liters of water. We obtain essential oil capsules of 2000 microns
Exemple 7 selon l'invention : Préparation de microcapsules d'huile essentielle de rose de 40 micronsExample 7 according to the invention: Preparation of microcapsules of essential oil of rose of 40 microns
Dans un réacteur de 30 litres mL on disperse 500 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10000 dans 1000 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 36 tours/min à l'aide d'un système Heidolph RZR 21 muni d'une pale, on ajoute 250 ml de solution NaOH 5N. Lorsque la solution est homogène on ajoute 25 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute lentement 400 ml d'huile essentielle de rose. Le mélange est agité à 100 tours/min pendant 8 minutes.. Enfin le mélange est dispersé par agitation à 100 tours/min à l'aide d'une hélice tripale en inox de 200 mm de diamètre dans 15 litres d'huile de paraffine épaisse Giffrer contenant 15 grammes de t een. L'émulsion est maintenue dispersée par agitation lente à l'aide d'une pale de type ancre à une vitesse comprise entre 30 et 50 tours/min. Après 3 heures d'agitation les capsules sont récupérées par décantation puis reprises par 16 Utres d'eau et neutralisées par HCl 2N. Les microcapsules sont ensuite lavées 3 fois par décantation avec 8 litres d'eau. On obtient des capsules d'huile essentielle de 40 microns.In a 30 liter mL reactor is dispersed 500 grams of 10,000 molecular weight starch in 1000 ml of water. After 3 hours of stirring at 36 rpm using a Heidolph RZR 21 system fitted with a blade, 250 ml of 5N NaOH solution are added. When the solution is homogeneous, 25 ml of epichlorohydrin are added, then after 15 minutes of stirring at 65 rpm, 400 ml of rose essential oil are slowly added. The mixture is stirred at 100 rpm for 8 minutes. Finally, the mixture is dispersed by stirring at 100 rpm using a 200 mm diameter three-blade stainless steel propeller in 15 liters of paraffin oil thick Giffrer containing 15 grams of t een. The emulsion is kept dispersed by slow stirring using an anchor-type blade at a speed between 30 and 50 revolutions / min. After 3 hours of stirring, the capsules are recovered by decantation and then taken up in 16 others of water and neutralized with 2N HCl. The microcapsules are then washed 3 times by decantation with 8 liters of water. 40 micron essential oil capsules are obtained.
Exemple 8 selon l'invention : Préparation de cellules de médullo-surrénales de veau encapsuléesExample 8 according to the invention: Preparation of encapsulated calf adrenal medulla cells
Dans un bêcher de 500 ml, on disperse 5 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10000 dans 10 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 50 tours min à l'aide d'un système Heidolph RZR muni d'une hélice bipale, on ajoute 2,5 ml de solution NaOH 4N. Lorsque la solution est homogène, on ajoute 0,980 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute 2 ml de suspension de cellules de médullo- surrénales en milieu de culture DMEM. Le mélange est dispersé à 100 tours min pendant 3 minutes puis laissé au repos 5 minutes. Enfin il est dispersé sous agitation à 100 tours/min dans 150 ml d'huile de paraffine épaisse Giffrer, puis placé sous agitation lente sur une table d'agitation circulaire d'orbite 40 mm à 145 tours/min pendant 3 heures à 36 °C. Les capsules sont récupérées par décantation puis reprises par 200 ml de
milieu de culture . Les microcapsules sont ensuite lavées par décantation avec 200 ml de milieu jusqu'à neutralisation. On obtient des capsules de 250 microns contenant les cellules.In a 500 ml beaker, 5 grams of 10,000 molecular weight starch are dispersed in 10 ml of water. After 3 hours of stirring at 50 revolutions min using a Heidolph RZR system fitted with a two-bladed propeller, 2.5 ml of 4N NaOH solution is added. When the solution is homogeneous, 0.980 ml of epichlorohydrin is added and then after 15 minutes of stirring at 65 rpm, 2 ml of suspension of adrenal medullary cells are added in DMEM culture medium. The mixture is dispersed at 100 rpm for 3 minutes and then left to stand for 5 minutes. Finally, it is dispersed with stirring at 100 rpm in 150 ml of thick Giffrer paraffin oil, then placed under slow stirring on a circular stirring table of 40 mm orbit at 145 rpm for 3 hours at 36 °. vs. The capsules are recovered by decantation and then taken up in 200 ml of culture centre . The microcapsules are then washed by decantation with 200 ml of medium until neutralization. 250 micron capsules containing the cells are obtained.
Exemple 9 selon l'invention : Préparation de levures saccharomvces Boulardii encapsuléesExample 9 according to the invention: Preparation of encapsulated Boulardii saccharomvce yeasts
Dans un bêcher de 500 ml, on disperse 5 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10000 dans 10 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 50 tours min à l'aide d'un système Heidolph RZR muni d'une hélice bipale, on ajoute 2,5 ml de solution NaOH 4N. Lorsque la solution est homogène, on ajoute 0,25 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute 2 ml de suspension épaisse de levures. Le mélange est dispersé à 100 tours/min pendant 3 minutes puis laissé au repos 5 minutes. Enfin il est dispersé sous agitation à 100 tours/min dans 150 ml d'huile de paraffine épaisse Giffrer, puis placé sous agitation lente anime table d'agitation circulaire d'orbite 40 mm à 145 tours/min pendant 3 heures à 36 °C. Les capsules sont récupérées par décantation puis reprises par 200 ml d'eau et neutralisées par HCl 2N . Les microcapsules sont ensuite lavées 3 fois par décantation avec 200 ml d'eau. On obtient des capsules de 200 à 400 microns contenant les levures.In a 500 ml beaker, 5 grams of 10,000 molecular weight starch are dispersed in 10 ml of water. After 3 hours of stirring at 50 revolutions min using a Heidolph RZR system fitted with a two-bladed propeller, 2.5 ml of 4N NaOH solution is added. When the solution is homogeneous, 0.25 ml of epichlorohydrin is added, then after 15 minutes of stirring at 65 rpm, 2 ml of thick yeast suspension are added. The mixture is dispersed at 100 rpm for 3 minutes and then left to stand for 5 minutes. Finally it is dispersed with stirring at 100 rpm in 150 ml of thick paraffin oil Giffrer, then placed under slow stirring anime circular stirring table of orbit 40 mm at 145 rpm for 3 hours at 36 ° C . The capsules are recovered by decantation then taken up in 200 ml of water and neutralized with 2N HCl. The microcapsules are then washed 3 times by decantation with 200 ml of water. Capsules of 200 to 400 microns containing yeasts are obtained.
Exemple 10 selon l'invention : Préparation de bactéries Leuconostoc Oenos encapsuléesExample 10 according to the invention: Preparation of encapsulated Leuconostoc Oenos bacteria
Dans un bêcher de 500 ml, on disperse 5 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10000 dans 7,5 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 50 tours/min à l'aide d'un système Heidolph RZR muni d'une hélice bipale, on ajoute 2,5 ml de solution NaOH 4N. Lorsque la solution est homogène, on ajoute 0,25 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute 2 ml de suspension épaisse de bactéries. Le mélange est dispersé à 100 tours/min pendant 3 minutes puis laissé au repos 5 minutes. Enfin il est dispersé sous agitation à 100 tours/min dans 150 ml d'huile de paraffine épaisse Giffrer, puis placé sous agitation lente sur une table d'agitation circulaire d'orbite 40 mm à 145 tours/min pendant 3 heures à 36 °C. Les capsules sont récupérées par décantation puis reprises par 200 ml d'eau et neutralisées par HCl 2N . Les microcapsules sont ensuite lavées 3 fois par décantation avec 200 ml d'eau. On obtient des capsules de 200 à 400 microns contenant les bactéries.In a 500 ml beaker, 5 grams of 10,000 molecular weight starch are dispersed in 7.5 ml of water. After 3 hours of stirring at 50 rpm using a Heidolph RZR system fitted with a two-bladed propeller, 2.5 ml of 4N NaOH solution is added. When the solution is homogeneous, 0.25 ml of epichlorohydrin is added and then after 15 minutes of stirring at 65 rpm, 2 ml of thick suspension of bacteria are added. The mixture is dispersed at 100 rpm for 3 minutes and then left to stand for 5 minutes. Finally, it is dispersed with stirring at 100 rpm in 150 ml of thick Giffrer paraffin oil, then placed under slow stirring on a circular stirring table of 40 mm orbit at 145 rpm for 3 hours at 36 °. vs. The capsules are recovered by decantation then taken up in 200 ml of water and neutralized with 2N HCl. The microcapsules are then washed 3 times by decantation with 200 ml of water. Capsules of 200 to 400 microns containing bacteria are obtained.
Exemple 11 selon l'invention : Préparation de capsules à large pores contenant leuconostoc oenosExample 11 according to the invention: Preparation of large-pore capsules containing leuconostoc oenos
Dans un bêcher de 500 ml, on disperse 5 grammes d'amidon de poids moléculaire de 10000 dans 15 ml d'eau. Après 3 heures d'agitation à 50 tours/min à l'aide d'un système Heidolph RZR muni d'une hélice bipale, on ajoute 3,5 ml de solution NaOH 6N. Lorsque la solution est homogène, on ajoute 0,75 ml d'épichlorhydrine puis après 15 minutes d'agitation à 65 tours/min, on ajoute 2 ml de suspension épaisse de bactéries. Le mélange est dispersé à 100 tours/min pendant 3 minutes puis laissé au repos 5 minutes. Enfin il est dispersé sous
13 agitation à 100 tours/min dans 150 ml d'huile de paraffine épaisse Gifiirer, puis placé sous agitation lente sur une table d'agitation circulaire d'orbite 40 mm à 145 tours/min pendant 3 heures à 36 °C. Les capsules sont récupérées par décantation puis reprises par 200 ml d'eau et neutralisées par HCl 2N . Les microcapsules sont ensuite lavées 3 fois par décantation avec 200 ml d'eau. On obtient des capsules de 400 microns contenant les bactéries et caractérisées par une grande porosité proche de 500 000 daltons permettant le passage de nutriments et des produits de fermentation.
In a 500 ml beaker, 5 grams of 10,000 molecular weight starch are dispersed in 15 ml of water. After 3 hours of stirring at 50 rpm using a Heidolph RZR system fitted with a two-bladed propeller, 3.5 ml of 6N NaOH solution is added. When the solution is homogeneous, 0.75 ml of epichlorohydrin is added and then after 15 minutes of stirring at 65 rpm, 2 ml of thick suspension of bacteria are added. The mixture is dispersed at 100 rpm for 3 minutes and then left to stand for 5 minutes. Finally it is dispersed under 13 stirring at 100 revolutions / min in 150 ml of thick paraffin oil Gifiirer, then placed with slow stirring on a circular stirring table of 40 mm orbit at 145 revolutions / min for 3 hours at 36 ° C. The capsules are recovered by decantation then taken up in 200 ml of water and neutralized with 2N HCl. The microcapsules are then washed 3 times by decantation with 200 ml of water. Capsules of 400 microns containing the bacteria are obtained and characterized by a large porosity close to 500,000 daltons allowing the passage of nutrients and fermentation products.