GALAKTOMANNANE UND/ODER GLUCOMANNANE ZUR ERHÖHUNG VON WIRKSTOFF-BIOVERFÜGBARKEIT
Die US 4,675,312 offenbart die Herstellung von Polysaccharid-Agglomeraten mit dem Ziel, eine bessere Einnahme durch Vermeidung der sonstigen Probleme des Galaktomannanmehls, wie Viskosität und Klebrigkeit, zu ermöglichen.0 Die Herstellung erfolgt hierbei durch zwei verschiedene Substanzen, nämlich einmal durch das Galaktomannan und zum Zweiten durch davon separate Agglomerationsbildner. 5 Der Agglomerationsbildner ist in der Auswahl der zur Verfügung stehenden Substanzen kaum eingeschränkt. Er wird lediglich als Wasserlieferant definiert und kann tierischer und/oder pflanzlicher Herkunft sein. Der Anteil des Agglomerationsbildners am Gesamt-Granulat beträgt zwischen 5 bis 40 %. Beispiele für solche Agglomerationsbildner sind Kartoffeln, Milch und Früchte.0 Die US-PS 4,675,312 beschreibt demzufolge die Herstellung eines Granulats aus Galaktomannanen und hierzu gehörenden Agglomerationsbildnern.
In der US-PS ist nur die Verwendung dieser Granulate als Ballaststoff beschrieben.5 Der fertige Mix wurde mit Flüssigkeit eingenommen, die mit der interstinalen Flüssigkeit zur Quellung des Produktes beiträgt. Der gesundheitliche Wert beschränkte sich daher lediglich auf den hierdurch zugeführten Ballaststoffanteil.
Diese Druckschrift offenbart jedoch nicht, wie man derartige Granulate für die0 Einbettung von Wirkstoffen verwendet. Insbesondere war die Einschleusung des Wachstumshormons HGH in den menschlichen oder tierischen Körper nicht zu entnehmen.
Das HGH besteht aus insgesamt 188 Aminosäuren und ist als langkettiges Peptid nur schwierig in den menschlichen oder tierischen Körper einzuschleusen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die in der US-PS 4,675,312 angegebene Herstellung von Polysacchariden, wie Galaktomannanen und Glucomannanen, so weiterzubilden, dass sie auch zur Einschleusung von Wirkstoffen, wie zum Beispiel des menschlichen Wachstumshormons in den menschlichen oder tierischen Stoffwechsel geeignet sind.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Es wird der Einsatz von Granulaten zur oralen Einnahme durch Mensch und Tier beschrieben. Es wird eine neuartige Resorptionskinetik wasserlöslicher Vitalstoffe, wie HGH beansprucht. Die Verzögerung des Eindringens von Wasser in das Granulat ist ein Vorteil bezüglich der retardierten Abgabe wasserlöslicher Vitalstoffe. Fettlösliche Vitalstoffe werden in öliger Suspension verabreicht, wodurch die Resorption ernährungsunabhängig wird.
Die Erfindung beschreibt die Möglichkeit der individuellen Zusammenstellung der beschriebenen Granulate mit ihrer Wirkung auf den menschlichen Organismus.
Die Erfindung hat damit folgende Merkmale: • Verwendung von Pflanzeninhaltsstoffen • Träger durch Polysaccharide • Applizierung in verschiedenen Bereichen (Anti-Aging, Leistungssport) Die Wirkstoffe werden einzeln oder als Komplex separat in eine pflanzliche Matrix (Polysaccharide/Guar) eingebettet Der Vorteil ist die verzögerte, retardierte Abgabe der Wirkstoffe ins Blut, das Ausschließen von unerwünschten Interaktionen verschiedner Wirkstoffe untereinander (Antagonismus) und der Aufbau großflächiger Resorptionsoberflächen im Dünndarm.
Durch die Produktion von Monopräparaten und Komplexen als Halbfertigpräparate wird es ermöglicht, auf einfachste Art und Weise komplett individuelle Vitalstoffpräparate für Mensch und Tier herzustellen.
Die Kombination eines „Baukastensystems" zur einfachen Herstellung von individuellen Präparaten und der speziellen Einbettung von Vitalstoffen in pflanzliche Polysaccha de (z. B. Guar) wird unter anderem als erfindungswesentlich beansprucht.
In der nachfolgenden Tabelle sind neben dem unter Nummer 1 angegebenen Wirkstoff HGH eine Anzahl weiterer Wirkstoffe angegeben, die zusammen mit dem HGH in den menschlichen oder tierischen Körper eingeschleust werden sollen. Es wird somit jede beliebige Wirkstoff-Kombination der Substanz 1 mit allen weiteren Substanzen 2 bis 15 als erfindungswesentlich beansprucht.
1. HGH - (Somatotropin)
2. L-Methionin im Körper wird es zu Cystein umgewandelt, das selbst zu Gluthathion zusammengefügt wird.
3. L-Glutathion (GSH) Antioxidant-, Antitoxin- und Enzym-Kofaktor. Ein anti-degenerativer, systemischer Protektorant.
4. N-Acetyl-L-Cystein (NAC) eine stabilere Form von L-Cystein. NAC ist die effektivste Weise, die Glutathion-Spiegel im Körper zu steigern.
5. Arginin-Pyroglutamat löst das Ausscheiden von Wachstumshormonen aus und steigert die Wahrnehmungsfunktion.
6. Lycopen, Caroten (Corotenoide) das wirksamste Antioxidans.
7. NADH (Nicotinamid, Adenin, wird für die Regeneration von Glutathion benötigt, Dinucleotid) ein Coenzym nachdem es oxidiert ist.
8. Alpha-Liponsäure (ALA) Antioxidant, das den freien Radikalen in den Mitochondrien entgegenwirkt, wo die Zellenergie ihren Ursprung hat. Reduziert das Risiko von Makulardegeneration.
9. Chrom Bestandteile des Glucosetoleranzfaktors, das bei der Verringerung der Blutglukose-Spiegel hilft.
10. Acetyl-L-Carnitin (ALC) verringert das Absterben von Gehirnzellen.
11. Ginseng Extrakt
12. Extrakt aus grünem Tee gut bekannt und verfügt über dokumentierte Anti- Alterungseffekte.
13. Guar von Guar-Gummi Galaktomannan, fungiert als Ballaststoff und pflanzliche Trägermatrix der Wirkstoffe. 14. Konjac von der Konjac-Pflanze Glucomannan, fungiert als Ballaststoff und Trägermatrix der Wirkstoffe.
Tabelle 1 : Die Kombination des HGH mit weiteren Wirkstoffen
Als Wirkstoffe oder Vitalstoffe werden im Folgenden Substanzen bezeichnet, die für den Stoffwechsel bedeutsam sein können. Wirkstoffe können Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente, Pflanzeninhaltsstoffe, Aminosäuren, Coenzyme und andere stoffwechselaktive Substanzen der Tabelle 1 sein. Die Erfindung ist jedoch nicht allein auf die in der Tabelle 1 angegebenen Wirkstoffe beschränkt.
Der Wirkstoff wird in Wasser gelöst bzw. bei fettlöslichen Wirkstoffen wird dieser in Wasser suspendiert. Diese Lösung oder Suspension wird langsam in das gereinigte Polysaccharid eingebracht und vermengt. Das entstehende Gel wird durch ein schonendes Verfahren getrocknet, um die zum Teil empfindlichen Wirkstoffe nicht durch Temperatur oder Sauerstoff zu zerstören.
Der durch die Trocknung entstehende Kuchen wird zerkleinert und auf die gewünschte Korngröße (vorzugsweise 0.2 - 2 mm) gesiebt. Das so gewonnene Granulat hat eine Restfeuchte von etwa 5 - 7 % und ist damit mikrobiologisch stabil.
Bei Einnahme des Granulates beginnt dieses zu quellen und die eingebetteten Wirkstoffe werden langsam zur Resorption durch das menschliche oder tierische Verdauungssystem freigesetzt. Es bildet sich ein Gel. Durch die hohe Verdichtung der Polysaccharidmatrix wird sichergestellt, dass der Quellprozess erst im Interstinaltrakt erfolgt. Während des Quellprozesses wird kontinuierlich Wasser aufgenommen und damit die Matrix gelockert. Im Zuge dieser Auflockerung können die eingebetteten Wirkstoffe aus der Matrix diffundieren und somit resorbiert werden. Die zur Resorption gelangende Menge an Wirkstoff übersteigt damit nicht physiologische Konzentrationen, wie das bei der Wirkstofffreisetzung einer Kapsel oder herkömmlichen Darreichungsformen geschehen kann.
Die kontinuierliche Auflösung des Polysacccha dgels durch den Verdauungsvorgang bewirkt die zeitlich verzögerte Abgabe der eingebetteten Wirkstoffe. Durch dieses Verhalten wird weitgehende Übereinstimmung mit den natürlichen Verhältnissen bei der Aufnahme von Vitaminen oder anderen Wirkstoffen erzielt. Obst, Gemüse, Fleisch, Getreide sind kolloidale Systeme, wie auch das Hydrokolloid Galaktomannan oder Glucomannan.
Die Bioverfügbarkeit der eingebetteten Wirkstoffe ist dadurch erhöht. Durch die nach dem Stand der Technik bisher praktizierte Einnahme von Kapseln, Tabletten oder Pulver erreicht der Wirkstoff unphysiologisch schnell hohe Konzentrationen im Blut und wird daher auch schneller wieder ausgeschieden oder teilweise gar nicht aufgenommen. Eine Verzögerung der Wirkstoffabgabe kann durch die beschriebene Einarbeitung erreicht werden. Die durch die Einarbeitung des Wirkstoffes ins Polysaccha d erzielbare Resorptionskinetik ist in der Abbildung 1 dargestellt.
Beispiel 1 :
Herstellung eines Granulates mit Wirkstoff Coenzym Q10:
62 kg Guarkemmehl werden in einem Mischer vorgelegt, dann wird eine Lösung aus 18 kg Coenzym Q10 und 18 kg D,L-alpha Tocopherolacetat als Antioxidans in 15 kg Isopropylalkohol zugegeben. Es wird gemischt und anschließend Wasser zugegeben, bis das Produkt die maximale Feuchte erreicht hat. Durch die Wasserzugabe beginnt die Polysaccharidmatrix zu quellen und die Wirksubstanz Coenzym Q10 durchdringt die Polysaccharidketten und wird somit immobilisiert. Durch nachfolgendes Trocknen unter Vakuumbedingungen wird dem Produkt bei Raumtemperatur die Feuchtigkeit bis auf einen Restfeuchtegehalt von 5-7% entzogen und das Produkt somit stabilisiert. Der beim Trocknen entstehende Kuchen wird gebrochen und durch Sieben auf die gewünschte Korngröße von 0.2 bis 2 mm gebracht.
Beispiel 2:
Herstellung eines Vitamin C-Granulates:
Lösen von 10 kg Ascorbinsäure in 50 I Wasser. In einem Mischer werden 30 kg Guarkemmehl und 30 kg Konjacmehl vorgelegt und die Ascorbinsäurelösung dazugegeben. Während des Mischens wird allenfalls durch weitere Wasserzugabe der Feuchtigkeitsgehalt auf die maximal erreichbare Feuchtigkeit eingestellt. Die gemischte Masse wird tiefgefroren, zerkleinert und anschließend durch Lyophilisation getrocknet. Der beim Trocknen entstehende Kuchen wird gebrochen und durch Sieben auf die gewünschte Korngröße von 0.2 bis 2 mm gebracht.
Beispiel 3:
Herstellung eines Spurenelementgranulates:
Herstellung einer Lösung von 480 g Kupfersulfat in 10 1 Wasser, einer zweiten Lösung von 3.2 kg Zinksulfatheptahydrat in 10 I Wasser und einer dritten Lösung von 5 g Nathumselenitpentahydrat in 5 I Wasser. In einen Mischer werden 22 kg Guar und 7 kg Kartoffelstärke vorgelegt und gemischt. Danach werden die einzelnen Lösungen der Reihe nach zugegeben und eingearbeitet. Mit Wasser wird auf die maximal erreichbare Feuchte eingestellt. Durch nachfolgendes Trocknen im heißen Luftstrom wird dem Produkt die Feuchtigkeit bis auf einen Restfeuchtegehalt von
5-7% entzogen. Der beim Trocknen entstehende Kuchen wird gebrochen und durch Sieben auf die gewünschte Korngröße von 0.2 bis 2 mm gebracht.
Als erfindungswesentlich werden deshalb folgende Merkmale beansprucht:
• Retardeffekt der eingebauten Wirkstoffe • Verhinderung von unerwünschten Wechselwirkungen zwischen den Wirkstoffen, sowohl im Präparat als auch im Magen-Darm-Trakt • Naturnahes Abgabeverhalten des Trägerstoffes (wasserlösliches, unverdauliches Polysaccha d), dadurch Verbesserung der Resorptionseigenschaften • Durch den Aufbau einer großen Resorptionsoberfläche im Dünndarm verbesserte Resorptionseigenschaften
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1 : Vergleich der Kinetik der Wirkstoffabgabe in einem herkömmlichen Präparat im Vergleich zu dem Wirkstoff beim Einbau in ein Polysacchahd;
Figur 2: eine vergrößerte, schematisierte Darstellung eines Granulats, bestehend aus einzelnen Granulatpartikeln;
Figur 3: eine vergrößerte und schematisierte Darstellung eines Granulatpartikels mit Einbau von HGH-Komplexen;
Figur 4: eine gegenüber Figur 3 noch weiter vergrößerte, schematisierte Darstellung;
Figur 5: die Funktionskinetik des Molekülaufbaus beim Eindringen von Wasser.
In der Figur 1 ist ein Vergleich der Wirkstoffabgabe im menschlichen oder tierischen Körper über zwei verschiedene Wirkstoff-Mechanismen dargestellt.
Auf der Ordinate ist die Wirkstoffkonzentration im Blut dargestellt, während auf der Abszisse die Zeit dargestellt ist.
Mit der Kurve Y ist ein herkömmlicher Übergang eines Wirkstoffs in den menschlichen oder tierischen Körper dargestellt. Hieraus ergibt sich, dass ein etwa parabelförmiger Verlauf entsteht, d. h. ein sehr starker Anstieg der
Wirkstoffkonzentration auf dem Kurvenast 12, der im Scheitelpunkt 13 bereits schon nach einer Stunde kulminiert und im Bereich des absteigenden Kurvenastes 14 sehr schnell abfällt.
Hieraus ergibt sich, dass die Verfügbarkeit des Wirkstoffes nur für eine kurze Zeit verfügbar ist.
Ferner ergibt sich aus den steilen Kurvenästen 12, 14 und dem dazwischen liegenden hohen Scheitelpunkt 13, dass unphysiologisch hohe Wirkstoffkonzentrationen - in manchmal unerwünschter weise - auftreten.
Hier setzt die Erfindung ein, die mit der flacher verlaufenden Kurve X einen in ein Polysacchahd eingebauten Wirkstoff und dessen Übergang in das Blut des menschlichen oder tierischen Körpers darstellt. Die Wirkstoffkonzentration steigt über eine längere Zeit im Bereich des Kurvenastes 15 an, wobei es nur einen schwachen Scheitelpunkt 16 gibt, was beweist, dass keine unerwünscht hohen und unphysiologischen Überdosierungen zu befürchten sind. Auch der Wirkstoffabfall im Bereich des Kurvenastes 17 ist nur sehr gering, so dass sich aus dem Diagramm nach Figur 1 ergibt, dass die relativ hohe Wirkstoffkonzentration im Scheitelpunkt 16 über eine sehr lange Zeit beibehalten wird.
Aus dem Vergleich der Kurve Y im Vergleich zur Kurve X ergibt sich somit, dass dank der erfindungsgemäßen technischen Maßnahmen eine hohe Wirkstoffkonzentration im Blut über einen langen Zeitraum erreicht werden kann.
Die Grafik verdeutlicht die Möglichkeit einer erwünschten Resorptionsverzögerung durch die Einbettung des Wirkstoffes in ein Polysacchahd. Dies bedeutet eine gleichmäßigere Versorgung und eine bessere Nutzung der Wirkstoffe im menschlichen und/oder tierischen Stoffwechsel.
In Figur 2 ist als Beispiel ein Granulat 1 dargestellt, welches aus einer Vielzahl von Granulatpartikeln 2, 3 besteht.
In dem einen Granulatpartikel ist z. B. Ascorbinsäure eingelagert, wie es im vorgenannten Beispiel 2 beschrieben ist.
In dem anderen Granulatpartikel 3 ist beispielsweise das Wachstumshormon HGH eingelagert, wie es zeichnerisch als HGH-Komplex dargestellt ist. Dieser Einbaumechanismus ist im Beispiel 3 der vorstehenden Beschreibung erwähnt.
Wichtig ist, dass die beiden Granulatpartikel 2, 3 vollkommen funktionsgetrennt sind und sich nicht vermischen oder in unerwünschter Weise in Interaktion miteinander treten.
Weil die Wirkstoffe (Ascorbinsäure und Selenit) in unterschiedlichen Granulatpartikeln 2, 3 eingebunden sind, wird deshalb eine unerwünschte Wechselwirkung zwischen diesen Wirkstoffen im Magen-Darm-Trakt verhindert.
Einzelheiten des Einbaus eines HGH- Komplexes 7 werden an Hand der Figuren 3 bis 5 näher erläutert.
Bei vergrößerter, elektronenmikroskopischer Darstellung eines Granulatpartikels 3 ergibt sich, dass dieses aus einer Vielzahl von netz- oder gitterförmigen Polysaccharid-Molekülen 5 gebildet ist, die eine Gitterstruktur 4 ausbilden.
In den Zwischenräumen 6 dieser Gitterstruktur 4 sind nun die HGH-Komplexe 7 durch eine koordinative Bindung in die Gitterstruktur 4 der Polysaccharid-Moleküle 5 eingebunden.
Es sei noch erwähnt, dass die Polysaccharid-Moleküle 5 selbst noch durch jeweils eine dargestellte H O-Hülle umgeben sind, welche die fadenförmige Struktur vollständig umhüllt und abschirmt.
In der weitervergrößerten Darstellung nach Figur 4 ist ersichtlich, dass an den fadenförmigen Polysaccharid-Molekülen 5 OH-Gruppen angelagert sind, die Bestandteil des Polysaccha d-Moleküls 5 sind.
Im Zwischenraum 6 zwischen den Molekülen 5 sind die HGH-Komplexe 7 auf Grund der vorher erwähnten koordinativen Bindung eingebunden. Hierbei sind die HGH- Komplexe mehrfach-wertig positiv, während die OH-Gruppe 8 eine negative Partialladung trägt.
Auf diese Weise werden die HGH-Komplexe im Zwischenraum 6 zwischen den fadenförmigen Polysaccharid-Ionen auf Grund der beschriebenen koordinativen Bindung gehalten.
Damit wird die verzögerte Abgabe begründet, weil beim Eindringen von Wasser in den Verbund nach Figur 4 sich die Reaktionskinetik nach Figur 5 ergibt.
Dort ist wiederum erkennbar, dass die von einer Wasserhülle umhüllten Polysaccharid-Moleküle 5 im Zwischenraum durch Wassermoleküle aneinander gebunden sind, in dessen Zwischenraum wiederum auch die HGH-Komplexe 7 vorhanden sind.
Dringt nun Wasser oder Intestinalflüssigkeit in die Zwischenräume 6 ein, dann kommt es zu einer teilweisen Aufhebung der Bindung zwischen den Molekülen 5, und diese verschieben sich zweidimensional gegeneinander in den Pfeilrichtungen 10, 11.
Damit wird der Verbund zwischen den Polysaccharid-Molekülen 5 teilweise aufgehoben und die HGH-Komplexe 7 werden in die umgebende Flüssigkeit abgegeben.
Damit ist die verzögerte Abgabe begründet, weil noch eine teilweise Haftung und Bindung im Zwischenraum 6 zwischen den Polysaccharid-Molekülen 5 vorhanden ist. Ferner wird die verzögerte Abgabe damit begründet, dass die einzelnen Fäden durch das eindringende Wasser oder die Interstinalflüssigkeit schichtweise abgetragen werden und damit auch schichtweise die Gitterstruktur abgetragen wird, um so die im Zwischenraum 6 lagernden HGH-Komplexe 7 freizusetzen.
Nachfolgend wird noch beschrieben, wie es zu der vorher beschriebenen Hydrathülle 9 kommt.
Im trockenen Mehl hängen die Galaktomannanfasern sehr eng zusammen. Durch das Mischen dieses Netzwerkes mit Wasser lockern sich diese Fäden und umgeben sich mit der vorher erwähnten Hydrat-Hülle 9.
Damit gelingt es, in erfinderischer Weise die Gitterstruktur der Polysaccharid- Moleküle 5 so zu erstellen, dass diese mit dem erwähnten Hydrat-Mantel (H2O-Hülle 9) umgeben sind.
Diese Hydrat-Hülle sorgt für die Zwischenbindung zwischen den einzelnen Polysaccharid-Molekülen 5, wie dies an Hand der Reaktionskinetik der Figur 5 dargestellt wurde.
Zeichnungslegende
Granulat
Granulatpartikel (Asc)
Granulatpartikel (Se)
Gitterstruktur
Polysacchahd-Molekül
Zwischenraum
HGH-Komplex
OH-Gruppe
H2O-Hülle
Pfeilrichtung
Pfeilrichtung
Kurvenast
Scheitelpunkt
Kurvenast
Kurvenast
Scheitelpunkt
Kurvenast