Brevet FR2832632A1 — publié le 20030530

Capsule à solubilisation et libération du contenu rapides La présente invention a pour objet une capsule à solubilisation et libération du contenu rapides. Dans les domaines notamment des produits alimentaires et de dz oral care (c'est-à-dire des produits d'hygiène buccale), on cherche à administrer à un individu un composé tel qu'un principe actif ou un produit aromatique. Différents modes d'administration ont été développés, en fonction des applications : poudres, granules, capsules, microcapsules, liposomes, microsphères, etc.... Ces différents moyens présentent généralement tous des caractéristiques relatives à la protection et/ou à la libération du composé administré, adaptées au produit fini. Il peut s'agir notamment de résistance physique (mécanique, température...), chimique (pH, eau, force ionique...) ou enzymatique, ou de propriétés d'insolubilité ou de solubilité progressive (composés devant être avalés, composés gastrorésistants,...). On s'intéressera plus particulièrement ici aux capsules ou microcapsules. Schématiquement, une capsule ou microcapsule comprend un coeur renfermant le ou les composés à véhiculer [le contenu], et une ou plusieurs enveloppes, souvent à base de gélatine. La différence entre une capsule et une microcapsule est la taille, plus ou moins importante. Dans la présente demande de brevet, on utilisera le terme capsule pour désigner les capsules et les microcapsules. Les capsules connues dans l'art antérieur peuvent présenter certains problèmes de stabilité et d'étanchéité de l'enveloppe, avec notamment la migration vers l'extérieur de constituants du noyau ou la migration vers l'intérieur de constituants de l'enveloppe. D'autres problèmes rencontrés sont relatifs à l'incorporation d'un ou plusieurs des composants dans le coeur ou l'enveloppe de la capsule, ou encore le procédé de fabrication. Les capsules rencontrées sont généralement avalées pour libérer un actif dans l'estomac par exemple, ou au contraire doivent être maintenues en bouche un certain temps afin de permettre à l'actif ou à l'arôme de se libérer. On citera le brevet US 5,300, 305 qui décrit une microcapsule pour hygiène buccale comprenant un noyau, entouré d'une enveloppe qui contient les ingrédients actifs difficilement solubles dans le noyau. Le brevet US 5,370, 864 décrit une capsule pour hygiène buccale comprenant dans le noyau un composant particulier. Le brevet US 5,286, 496 décrit une microcapsule pour hygiène buccale dont le noyau et l'enveloppe comprennent des actifs. Certains brevets font référence à une capsule en plusieurs couches. Le document EP 1 020 177 décrit une capsule molle comprenant une première capsule dans une deuxième capsule, la deuxième capsule se solubilisant dans l'estomac. Le brevet US 6,200, 603 décrit une capsule comprenant un noyau et une enveloppe pourvue d'un revêtement supplémentaire, qui stabilise la capsule et empêche la migration de certains composants entre les couches. Cependant, le problème de la vitesse de solubilisation d'une capsule n'a pas été étudié. Plus précisément, personne à ce jour ne s'est attaché à développer une capsule permettant une solubilisation rapide de la ou des enveloppes, et donc une disponibilité rapide du ou des composés véhiculés, en particulier dans la bouche de l'utilisateur. Au contraire, dans de nombreux cas se pose le problème de l'insolubilisation de l'enveloppe par réticulation interne ou externe de la gélatine. Cet effet empêche la libération rapide du contenu de la capsule, et peut de surcroît provoquer une perception désagréable en bouche due aux résidus d'enveloppe non solubilisés, ce qu'on appellera ici dz effet de peau . Après de longues recherches, la Demanderesse a conçu et mis au point une nouvelle capsule à solubilisation et libération du contenu rapides. La capsule selon l'invention ne présente aucun effet de peau, la solubilisation de l'enveloppe est donc optimale. L'invention a donc pour objet une capsule comprenant un noyau et au moins une enveloppe, caractérisée en ce qu'elle présente un temps de solubilisation totale de son enveloppe inférieur ou égal à 85 s selon un test A qui est défini ci-après. On utilise dans ce test A un appareil de dissolution disposant d'une cellule à flux continu telle que décrite dans la pharmacopée française ou américaine (USP XXIII, 724). Cet appareil permet de modéliser la solubilité de la capsule dans la cavité buccale. On utilise préférentiellement une cellule à flux continu plutôt qu'un appareil classique de dissolution pour capsule en raison du fait que le contenu de la capsule peut être totalement lipophile et donc surnage parfois en surface et ne permet pas toujours d'obtenir des prélèvements homogènes au cours du temps. Le mode opératoire utilisé dans le test A est le suivant : une capsule unique est introduite dans la cellule qui est traversée par un flux aqueux maintenu à 37 +/-0, 5 C, pH 6,5, 50 ml/min. La capsule est alors observée à travers la cellule à l'oeil nu ou à l'aide d'une caméra associée à un logiciel d'analyse d'image (Microvision), permettant de définir un temps de percement (ouverture de l'enveloppe), un temps d'éclatement (libération totale de son contenu) et un temps de solubilisation totale (disparition de l'enveloppe de la capsule). Dans la présente demande de brevet, on entend par solubilisation la solubilisation de l'enveloppe de la capsule, encore appelé délitement au sens de la Pharmacopée. Le temps de solubilisation totale de l'enveloppe d'une capsule selon l'invention est inférieur ou égal à 85 s selon le test A, de préférence inférieur ou égal à 80 s, de préférence encore inférieur ou égal à 70 s. Le temps d'éclatement d'une capsule selon l'invention est inférieur ou égal à 30 s, de préférence inférieur ou égal à 20 secondes, de préférence encore inférieur ou égal à 15 s. Une capsule selon l'invention peut être utilisée en l'état, comme un produit fini ou une nouvelle forme galénique, ou encore comme ingrédient d'une autre forme galénique ou d'un autre produit. Elle peut être solubilisée après ingestion par l'utilisateur, ou solubilisée dans un milieu qui sera ingéré par l'utilisateur. Une capsule selon l'invention n'est pas une capsule molle au sens de la technique ; il s'agit d'une capsule dure au toucher, qui peut se casser lorsqu'on la presse trop fortement entre les doigts. Sa dureté est de l'ordre de 1 à 5 kg/cm2. Dans un mode de réalisation, une capsule selon l'invention est sphérique ou sensiblement sphérique, de préférence parfaitement sphérique. Elle présente un diamètre variable, de préférence de 1 à 7 mm de diamètre. Ce diamètre dépendra de l'utilisation, et pourra être aisément choisi par l'homme de l'art. Le poids d'une capsule selon l'invention est variable, il peut être de 0,5 à 170 mg. Dans un mode de réalisation préféré, la capsule selon l'invention présente un diamètre de 4,5 à 5,5 mm, et un poids de 45 à 80 mg. Une capsule selon l'invention est formée d'une enveloppe fine et d'un noyau liquide. Elle peut être d'aspect brillant, transparente ou non. Le noyau et l'enveloppe peuvent être colorés, de la même couleur ou de couleurs différentes. L'enveloppe de la capsule selon l'invention comprend au moins un polymère filmogène, choisi parmi les polymères filmogènes utilisés dans le domaine alimentaire ou pharmaceutique et connus de l'homme de l'art, en particulier les gélatines, les alcool polyvinyliques (PVA), les gommes naturelles (gomme arabique, guar, caroube, gellane, pullulane...), les dérivés cellulosiques, les dérivés de l'amidon,.... Elle comprend de plus au moins un agent plastifiant, qui peut être de type glycérol, sorbitol, maltitol, triacétine, PEG, ou un autre polyol aux propriétés plastifiantes, et au moins un acide de type monoacide, diacide ou triacide, notamment les acides citrique, fumarique, malique,.... L'utilisation d'au moins un tel acide permet notamment d'assurer une stabilité microbiologique de l'enveloppe de la capsule et d'adapter ses propriétés physico-chimiques (pH,...). L'épaisseur de l'enveloppe de la capsule selon l'invention est compris entre environ 30 et environ 100 Mm, de préférence de 50 à 65 Mm. L'enveloppe représente de 8 à 30% du poids de la capsule, de préférence 8 à 15%. Le noyau de la capsule selon l'invention est préférentiellement composé de mélange de molécules hydrophobes ou partiellement solubles dans l'éthanol ou de molécules mises sous la forme d'émulsion huile/eau/huile. Il peut être composé d'un ou plusieurs solvants lipophiles classiquement utilisés dans les industries alimentaires, pharmaceutiques ou cosmétiques. Il s'agit en particulier des triglycérides, et notamment de triglycérides d'acide caprylique et caprique, des mélanges de triglycérides de type huile végétale, huile d'olive, de tournesol, de maïs, d'arachide, de pépin de raisin, de germe de blé, des huiles minérales et des huiles de silicone. La quantité de solvant lipophile dans le noyau d'une capsule selon l'invention est de l'ordre de 0.01 à 90% du poids de la capsule, préférentiellement de 25 à 75%. Le noyau peut également comprendre une ou des molécules aromatiques ou parfumantes telles que classiquement utilisées dans la formulation de compositions aromatisantes ou parfumantes. On citera notamment les hydrocarbures aromatiques, terpéniques et/ou sesquiterpénique et plus particulièrement les huiles essentielles, les alcools, les aldéhydes, les phénols, les acides carboxylique sous leur différentes formes, les ethers et acetals aromatiques, les hétérocycles azotés, les cétones, les sulfures, disulfure et mercaptans aromatique ou non aromatiques. Il peut également comprendre une ou des molécules ou extraits à usage cosmétique. Le noyau peut également comprendre un ou des agents dits alourdisseurs tels qu'utilisés dans les émulsions aromatiques. Nous citerons la gomme damar, les résines de bois type estergum, l'acétoisobutyrate de saccharose (SAIB) ou les huiles végétales bromées. La fonction de ces alourdisseurs est d'ajuster la densité du noyau liquide. Le noyau peut également comprendre un ou plusieurs édulcorants, qui peuvent être apportés sous la forme d'une solution ou suspension dans l'éthanol. On citera à titre non exclusif l'aspartame, la NHDC, le sucralose, l'acésulfame, le néotame,... Le noyau peut également comprendre un ou des agents aromatiques dit sensate , qui apportent soit un effet rafraîchissant soit un effet chaud en bouche. On citera notamment comme agent rafraîchissant le succinate de menthyle et ses dérivés, notamment le Physcool@ commercialisé par la Société Demanderesse. On citera comme agent à effet chaud le vanillyl ethyl ether. La composition exacte du noyau dépendra bien entendu de l'utilisation envisagée pour la capsule : alimentaire, hygiène buccale, pharmaceutique, cosmétique et donc du ou des composés actifs que l'on souhaite administrer à un individu, et pourra être aisément déterminée par l'homme de l'art. Le noyau d'une capsule selon l'invention représente en poids 70 à 92% de la capsule, de préférence 80 à 92%, de préférence encore 85 à 92 %. On connaît plusieurs procédés de fabrication de capsules. On citera les techniques de coacervation ou de polymérisation interfaciales, permettant d'obtenir des capsules généralement de petites tailles, généralement inférieures à 1 mm pour une forme parfaitement sphérique, les capsules de plus grosse granulométrie présentant des irrégularités de sphéricité. On peut citer également le procédé de fabrication de capsules molles permettant d'obtenir des capsules de plusieurs millimètres de diamètre obtenues par soudure de deux enveloppes hémisphériques. Les capsules selon l'invention peuvent être préparées par co-extrusion. Le procédé de co-extrusion consiste à co-extruder deux liquides, l'un externe hydrophile (qui deviendra l'enveloppe), l'autre central lipophile (qui deviendra le noyau), dans un milieux organique, ce qui conduit à la formation de capsules sphériques et sans joint de soudure. Classiquement, les capsules, après co-extrusion, sont maintenues au froid pour assurer une bonne gélification de l'enveloppe, puis sont centrifugées pour éliminer le surplus d'huile, puis séchées et lavées à l'aide de solvant organique (acétone, acétate d'éthyle, éther de pétrole,...) également pour éliminer le surplus d'huile. Dans le cas des capsules molles, les capsules sont traitées par immersion dans un liquide organique ou une émulsion contenant un agent de réticulation du type aldéhyde (formaldéhyde, glutaraldéhyde,...) qui permet d'obtenir une dureté adéquate des capsules, puis séchées par un flux d'air à 25% d'humidité (voir le brevet US 2,578, 943). Un tel procédé avec séchage utilisant de l'air sec ou du vide conduit néanmoins à une insolubilisation de l'enveloppe de gélatine par réaction de réticulation. Les capsules selon l'invention peuvent être obtenues par le procédé suivant : - co-extrusion des composants de l'enveloppe et des composants du noyau, - éventuellement centrifugation, - éventuellement une immersion des capsules obtenues dans un bain d'éthanol ou de solvant organique anhydre, - séchage. Plus précisément, après formation par co-extrusion, et après éventuellement centrifugation, les capsules sont éventuellement immergées dans un bain d'éthanol ou de tout autre solvant organique anhydre comme l'acétate d'éthyle ou l'isopropanol, maintenu à une température entre 0 et 25 C, plus particulièrement entre 10 et 20 C, permettant de laver les capsules de l'huile restant en surface puis de déshydrater de façon progressive, selon un équilibre osmotique, le film de gélatine. Ainsi, on évite les problèmes de réticulation et d'insolubilisation de l'enveloppe, donc l'effet de peau. En sortant du bain de lavage, les capsules sont séchées dans un courant d'air aux caractéristiques d'humidité et de température contrôlée. L'humidité relative de l'air de séchage est compris entre 20 et 60%, préférentiellement entre 30 et 50%. La température de l'air de séchage est comprise entre 15 et 60 C, préférentiellement entre 35 et 45 C. De plus, ce procédé permet d'obtenir des capsules parfaitement sphériques, et de taille très homogène. Exemple 1 : Capsule pour application buccale type breathfreshener Une capsule de 4 mm de diamètre et de 61 mg, dont la composition est donnée dans le tableau 1, est analysée selon le test A en comparaison avec différentes capsules obtenues sur le marché (capsule molle ou autre), de taille similaire, et pour une application identique. Les résultats sont donnés dans le tableau 2. La comparaison des temps de solubilisation totale et des temps d'éclatement (en secondes) selon le test A met en évidence la rapidité de solubilisation de la capsule selon l'invention. Ces résultats sont confirmés par un panel de dégustateurs, qui observent les propriétés de solubilisation plus rapide et sans résidu de la capsule selon l'invention. Gélatine 7,7 % Sorbitol 1,2 % Acide fumarique 0,18 % Blue FD & C #1 (commercialisé 0,0001 % par WARNER JENKINSON) Miglyol 812S 62,92 % (commercialisé par HULS) Arôme 23,6 % Physcoolo (agent rafraîchissant 4,4 % commercialisé par la Demanderesse Tableau 1 Temps d'éclatement Temps de de l'enveloppe délitement ou de solubilisation de l'enveloppe Capsule selon l'invention 12 s 66 s Capsule 1-capsule de co-86 s 248 s extrusion sphérique de 5mm (Société Freund Ltd) Capsule 2-capsule de co-34 s 87 s extrusion sphérique de 3,2 mm (Société Jintan, sous la marque Crystal Dew) Capsule 3-capsule molle 75 s 302 s type ovoïde 9 x 6 mm (Breathcaps de Breath Asure Inc.) Capsule 4-capsule molle 105 s 333 s type ovoïde 7.5 x 5.5 mm (Japan-Citrus) Tableau 2 Exemple 2 : Capsule à libération contrôlée de molécules aromatiques Une capsule de 5 mm dont la composition est donnée dans le tableau 3 est analysée selon le test A. % mg Gélatine 6. 63 4. 105 Sorbitol 1. 78 1. 103 Acide fumarique 0,14 0. 088 Miglyol 812S 72. 98 45. 21 Thymol 2. 58 1. 60 Menthol 6. 28 3. 89 Arôme commercialisé par 7.35 4.56 la Demanderesse PhyscoolO (agent 2. 26 1. 40 rafraîchissant commercialisé par la société Demanderesse) TOTAL 100 61. 95 Tableau 3 Le prélèvement de différents échantillons permet d'établir la cinétique in vitro de libération de molécules aromatiques. Le tableau 4 indique la concentration en molécules aromatiques des différents échantillons. On met ainsi en évidence une rapidité de libération de l'ordre de quelques secondes. Temps Thymol Menthol Arôme MANE (secondes) 0-5 19 47 32 5-10 28 67 46 10-15 22 63 50 15-20 31 90 69 20-30 20 62 57 30-40 7 24 21 40-50 7 24 23 50-60 4 16 16 60-70 1 6 5 Total 139 ppm 399 ppm 319 ppm Tableau 4 Les courbes de libération de chaque molécule aromatique (en mg) en fonction du temps (en seconde) sont données en Figure 1. On peut constater que la plus grande partie des molécules est libérée dans les 40 s, au plus dans les 70 s. Exemple 3 : capsule comme noyau d'un produit de confiserie Une capsule de 4 mm et de 38mg dont la composition est donnée dans le tableau 5 est utilisée comme noyau pourvu d'un enrobage de dragéification pour obtenir un produit de confiserie pour hygiène buccale. Gélatine 10 % Sorbitol 1,2 % Acide fumarique 0,2% Blue FD & C #1 0,001% Miglyol 812S 66,099 % Arôme et actifs 20 % Physcool @ (agent 2 % rafraîchissant commercialisé par la Société Demanderesse) Vitamine E 0,5 % Tableau 5 La capsule selon l'invention est rapidement solubilisée en bouche après dissolution de l'enveloppe enrobante. L'enveloppe enrobante est obtenue par dragéification dans une turbine à dragéifier de la capsule en utilisant les matières premières suivantes : maltitol, gomme arabique, gomme shellac, huile végétale, dioxyde de titane, Arôme poudre MSD Menthol commercialisé par la demanderesse. Il est observé que la capsule ne laisse pas d'effet de peau en fin de dégustation et laisse un fort impact aromatique en bouche. Exemple 4 : capsule de 1 mm et de 0,53 mg en application boisson Une capsule selon l'invention dont la composition est donnée dans le tableau 6 est incorporée à un café instantané en poudre. Gélatine 15 % Gomme arabique 9, 89 % Sorbitol 3 % Acide fumarique 0, 01 % Caramel colorant 0, 1 % Huile végétale 36 % Arôme café volatile commercialisé 36 % par la Société Demanderesse Tableau 6 On verse 100 ml d'eau chaude à 65 C. Au bout de 10 secondes, la capsule se solubilise et libère une forte odeur de café agréable. L'enveloppe de la capsule est totalement solubilisée au bout de 30 secondes. Exemple 5 : capsule de 4 mm et de 38mg en application salée Une capsule selon l'invention dont la composition est donnée dans le tableau 7 est incorporée à 0,5% à un mélange en poudre pour soupe instantanée. Gélatine 7 % Gomme arabique 4 % Sorbitol 1.5 % Acide citrique 0,5 % Huile de tournesol 60 % Arôme poulet commercialisé par la 27 % Société Demanderesse Tableau 7 On verse 200 ml d'eau chaude à 65 C. Au bout de 10 secondes, la capsule se solubilise et libère une forte odeur de poulet agréable. L'enveloppe de la capsule est totalement solubilisée au bout de 30 secondes. Revendications 1. Capsule comprenant un noyau et au moins une enveloppe, caractérisée en ce qu'elle présente un temps de solubilisation totale de son enveloppe inférieur ou égal à 85 s selon un test A. 2. Capsule selon la revendication 1, caractérisée en ce que le temps de solubilisation totale de son enveloppe est inférieur ou égal à 80 s, de préférence inférieur ou égal à 70 s. 3. Capsule selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle est sphérique ou sensiblement sphérique, et présente un diamètre de 1 mm à 7 mm. 4. Capsule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'enveloppe comprend au moins un polymère filmogène, au moins un agent plastifiant, et au moins un acide. 5. Capsule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le noyau comprend un ou plusieurs solvants lipophiles, éventuellement une ou des molécules aromatiques ou parfumantes, éventuellement une ou des molécules ou extraits à usage cosmétique, éventuellement un ou des agents dits alourdisseurs, éventuellement un ou plusieurs édulcorants, éventuellement un ou des agents dit sensate rafraîchissant ou à effet chaud. 6. Capsule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le noyau représente en poids 70 à 92% de la capsule, de préférence 80 à 92%, de préférence encore 85 à 92%. 7. Procédé de fabrication de la capsule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - co-extrusion des composants de l'enveloppe et des composants du noyau, - éventuellement centrifugation, - éventuellement une immersion des capsules obtenues dans un bain d'éthanol ou de solvant organique anhydre, - séchage. 8. Produit comprenant une capsule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 9. Produit selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un produit d'hygiène buccale, d'un produit alimentaire, d'un produit pharmaceutique ou d'un produit à usage cosmétique.