(57)【要約】  マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティクスは、それらを製造及び使用する方法と共に開示される。より具体的には、低水分活性マイクロカプセルは、化粧品、ヘルスケア製品、及び食品に使用するために説明される。プロバイオティックマイクロカプセルを含有する、防腐剤を含まない低水分活性化粧品及びヘルスケア製品もまた、開示される。
2021519307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凍結乾燥プロバイオティック及び低水分活性担体を含む、複合体。
【請求項２】
前記低水分活性担体が、油又はポリマーから選択される、請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
前記低水分活性担体が、ローション、日焼け止め剤、又は消臭剤用の担体組成物である、請求項１に記載の複合体。
【請求項４】
前記担体組成物が、放射線照射されている、請求項３に記載の複合体。
【請求項５】
前記プロバイオティックが、ビフィドバクテリウム、ペディオコッカス、ロイコノストック、ミクロコッカス、大腸菌、スタフィロコッカス、ストレプトコッカス、キャディダ、及びバチルスのうちの１つ以上から選択される、請求項４に記載の複合体。
【請求項６】
前記低水分活性担体及び凍結乾燥プロバイオティックが、カプセル化されている、請求項２に記載の複合体。
【請求項７】
マイクロカプセル化されたプロバイオティックであって、
凍結乾燥プロバイオティック及びポリマーを含むコアと、
前記コアと関連付けられた栄養組成物と、
前記コア及び栄養組成物を取り囲む保護層と、を含む、マイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項８】
前記プロバイオティックが、ビフィドバクテリウム、ペディオコッカス、ロイコノストック、ミクロコッカス、大腸菌、スタフィロコッカス、ストレプトコッカス、キャディダ、及びバチルスのうちの１つ以上から選択される、請求項７に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項９】
前記コアの前記ポリマーが、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルピロリドン（（ＰＶＰ）、好ましくは、約４０，０００〜約３６０，００００の分子量を有する）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド（ＨＰＭＡ）、キサンタンガム、グアーガム、ペクチン、デキストラン、カラギーナン、カルボキシエチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ポリマー、ヒアルロン酸、カルボキシビニルポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシビニルポリマーから選択される、請求項７に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項１０】
前記ポリマーが、ポリアクリル酸ポリマーである、請求項７に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項１１】
前記栄養組成物が、プレバイオティック糖である、請求項７に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項１２】
前記栄養組成物が、前記コアの前記ポリマー中に分散されている、請求項１１に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項１３】
前記栄養組成物が、前記ポリマーコアを取り囲む、請求項１１に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項１４】
前記カプセル化コーティングが、ワックス、ポリマー材料、架橋ポリマー材料、金属、セラミック、又はそれらの組み合わせから選択される、請求項７に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項１５】
前記カプセル化コーティングが、植物油、グリセリルトリステアレート、グリセリルジステアレート、キャノーラワックス、コーン油、水素添加綿実油、水素添加大豆油、ヒマシワックス、ナタネワックス、蜜蝋、カマウバワックス、キャンデリラワックス、マイクロワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ、長鎖アルコール、長鎖エステル、ステアリン酸及びベヘン酸などの長鎖脂肪酸、水素添加植物、魚油及び獣脂油などの動物油、大豆油、微結晶ワックス、金属ステアレート、並びに金属脂肪酸から選択されるワックスである、請求項１４に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項１６】
前記カプセル化化合物が、架橋アルギン酸ナトリウム、アニオン性分散ラテックスエマルション、架橋ポリアクリル酸、架橋ポリビニルアルコール、架橋ポリ酢酸ビニル、ケイ酸塩、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、ポリビニルピロリドン、ＰＬＡ／ＰＧＡ、熱電子ゲル、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリメラミン、架橋デンプン、ナイロン、尿素、ヒドロコロイドから選択されるポリマーである、請求項７に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項１７】
前記ポリマー化合物が、前記コア中に分散された１つ以上の活性化剤又は架橋剤によって活性化される、請求項１６に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項１８】
前記活性化剤が、カルシウムの多価イオン、銅の多価イオン、バリウムの多価イオン、シラン、アルミニウム、チタネート、キレート剤、酸のうちの１つ以上から選択される、請求項１７に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティクス。
【請求項１９】
耐湿層を更に含む、請求項７に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項２０】
前記耐湿層が、イソシアン酸塩、スチレン−アクリレート、ビニルトルエンアクリレート、スチレン−ブタジエン、ビニル−アクリレート、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ乳酸、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルジクロリド、ポリエチレン、アルキドポリエステル、カルナバワックス、水素添加植物油、水素添加動物油、ヒュームドシリカ、シリコンワックス、二酸化チタン、二酸化ケイ素、金属、金属炭酸塩、金属硫酸塩、セラミック、金属リン酸塩、及び微結晶ワックスと組み合わせられたポリオールのうちの１つ以上から選択される、請求項１９に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項２１】
一過性層を更に含む、請求項７に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項２２】
前記一過性層が、ポリ乳酸、デキストロースのポリマー、ヒドロコロイド、アルギン酸塩、及びゼインのうちの１つ以上から選択され得る、請求項２１に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項２３】
プロバイオティックを宿主に送達するための組成物であって、
ポリマーコア内に懸濁され、かつプロバイオティック栄養を更に含む、凍結乾燥プロバイオティックと、
０．３以下の水分活性を有する担体組成物と、含む、組成物。
【請求項２４】
前記低水分活性担体組成物が、ローション組成物、日焼け止め剤組成物、又は消臭剤組成物である、請求項２３に記載の組成物。
【請求項２５】
前記プロバイオティックが、ビフィドバクテリウム、ペディオコッカス、ロイコノストック、ミクロコッカス、大腸菌、スタフィロコッカス、ストレプトコッカス、キャディダ、及びバチルスのうちの１つ以上から選択される、請求項２３に記載の組成物。
【請求項２６】
前記低水分活性担体及び凍結乾燥プロバイオティックが、カプセル化されている、請求項２３に記載の組成物。
【請求項２７】
前記コアの前記ポリマーが、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルピロリドン（（ＰＶＰ）、好ましくは、約４０，０００〜約３６０，００００の分子量を有する）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド（ＨＰＭＡ）、キサンタンガム、グアーガム、ペクチン、デキストラン、カラギーナン、カルボキシエチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ポリマー、ヒアルロン酸、カルボキシビニルポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシビニルポリマーから選択される、請求項２３に記載の組成物。
【請求項２８】
前記ポリマーが、ポリアクリル酸ポリマーである、請求項２３に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項２９】
前記栄養組成物が、プレバイオティック糖である、請求項２３に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項３０】
前記栄養組成物が、前記コアの前記ポリマー中に分散されている、請求項２９に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項３１】
前記栄養組成物が、前記ポリマーコアを取り囲む、請求項２９に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項３２】
前記カプセル化コーティングが、ワックス、ポリマー材料、架橋ポリマー材料、金属、セラミック、又はそれらの組み合わせから選択される、請求項２３に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項３３】
前記カプセル化コーティングが、グリセリルトリステアレート、グリセリルジステアレート、コーン油、キャノーラワックス、水素添加綿実油、水素添加大豆油などの植物油、ヒマシワックス、ナタネワックス、蜜蝋、カマウバワックス、キャンデリラワックス、マイクロワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ、長鎖アルコール、長鎖エステル、ステアリン酸及びベヘン酸などの長鎖脂肪酸、水素添加植物、魚油及び獣脂油などの動物油、大豆油、微結晶ワックス、金属ステアレート、白色グリース、黄色グリース、及び茶色グリース、並びに金属脂肪酸から選択されるワックスである、請求項３２に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項３４】
前記カプセル化化合物が、架橋アルギン酸ナトリウム、アニオン性分散ラテックスエマルション、架橋ポリアクリル酸、架橋ポリビニルアルコール、架橋ポリ酢酸ビニル、ケイ酸塩、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、ポリビニルピロリドン、ＰＬＡ／ＰＧＡ、熱電子ゲル、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリメラミン、架橋デンプン、ナイロン、尿素、ヒドロコロイドから選択されるポリマーである、請求項２３に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項３５】
前記ポリマー化合物が、前記コア中に分散された１つ以上の活性化剤又は架橋剤によって活性化される、請求項３４に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項３６】
前記活性化剤が、カルシウムの多価イオン、銅の多価イオン、バリウムの多価イオン、シラン、アルミニウム、チタネート、キレート剤、酸のうちの１つ以上から選択される、請求項３５に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティクス。
【請求項３７】
耐湿層を更に含む、請求項２３に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項３８】
前記耐湿層が、イソシアン酸塩、スチレン−アクリレート、ビニルトルエンアクリレート、スチレン−ブタジエン、ビニル−アクリレート、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ乳酸、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルジクロリド、ポリエチレン、アルキドポリエステル、カルナバワックス、水素添加植物油、水素添加動物油、ヒュームドシリカ、シリコンワックス、二酸化チタン、二酸化ケイ素、金属、金属炭酸塩、金属硫酸塩、セラミック、金属リン酸塩、及び微結晶ワックスと組み合わせられたポリオールのうちの１つ以上から選択される、請求項３７に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項３９】
一過性層を更に含む、請求項２３に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項４０】
前記一過性層が、ポリ乳酸、デキストロースのポリマー、ヒドロコロイド、アルギン酸塩、及びゼインのうちの１つ以上から選択され得る、請求項３９に記載のマイクロカプセル化されたプロバイオティック。
【請求項４１】
カプセル化されたプロバイオティックを製造するための方法であって、
プロバイオティックを凍結乾燥することと、
前記凍結乾燥プロバイオティック及びプレバイオティック糖をポリマーと混合して、複合体を生成することと、
前記複合体を保護コーティング内にカプセル化することと、を含む、方法。
【請求項４２】
前記一過性層が、ポリ乳酸、デキストロースのポリマー、ヒドロコロイド、アルギン酸塩、及びゼインのうちの１つ以上から選択され得る、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
凍結乾燥プロバイオティックを生成する方法であって、
プロバイオティックを凍結乾燥することと、
前記凍結乾燥プロバイオティックを少なくとも１つの油中に分散させることと、
前記分散体をカプセル化して、マイクロカプセルを形成することと、を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、マイクロカプセル化されたプロバイオティックに関する。より具体的には、本開示は、保護バリア層内の栄養組成物と共に封入された凍結乾燥プロバイオティック（プロバイオティクス）のポリマースラリーを含むプロバイオティックに関する。更により具体的には、本開示は、担体組成物中の化学物質によって損なわれることなく、多種多様性又は製品に組み込まれ得るプロバイオティック粒子に関する。本開示は、マイクロカプセル化されたプロバイオティックを含有する製品、並びにその製造及び使用方法に更に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロバイオティクスは、特に消化器系で様々な健康効果を提供することが知られている生菌及び酵母である。そのような過酷な環境にある消化器系は、プロバイオティクスを宿主に送達する手法について、多くの研究が促進されてきた。プロバイオティクスは、生細胞であるため、それらは、期待される健康効果を受容し得る宿主に到達するまで生存可能なままであるように、保護されなければならない。
【０００３】
プロバイオティクスは、消化器系外の多くの用途を見出されている。最近、ヒトバイオームの不均衡は、例えば、皮膚刺激及び湿疹を含む状態の実質的な原因となり得ることが発見されている。プロバイオティクスとの接触によって皮膚に戻すように有益な細菌を追加することは、皮膚バリア機能を改善し、湿疹などの炎症性疾患を抑えるように作用し、にきびを引き起こす微生物を減少させることが示されている。
【０００４】
現在、多くの化粧品及び医薬品が、生存プロバイオティクスを含有するものとして市販されているが、生菌を使用して製剤化されている可能性があるものは、結局、生菌を保持していない。現代の化粧品及び医薬品は、プロバイオティックを死滅させ得る防腐剤及び他の貯蔵安定化組成物を含有しなければならない。更に悪いことには、プロバイオティックが保護され、適用まで生存可能なままである場合であっても、プロバイオティックと周囲の担体組成物との間の接触は、期待される健康効果を有し得る前にプロバイオティックを死滅させる同じ防腐効果を結果的にもたらす。
【０００５】
プロバイオティック生存性と干渉することに加えて、化粧品の適切な貯蔵寿命に必要とされる高濃度の防腐剤は、自然発生微生物を死滅させることによってヒトバイオームを損傷させる可能性もある。スキンケアローションのような製品に見出される防腐剤の残存活性は、皮膚に自然に見出される多数の有益な細菌を死滅させ得る。その結果、健康な細菌の欠乏を伴う領域は、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ｄｉｆｆｉｃｉｌｌｅ、メチシリン耐性の黄色ブドウ球菌（Methicillin Resistant Staphylococcus aureus、ＭＲＳＡ）、又はバンコマイシン耐性腸球菌（Vancomycin-Resistant Enterococci、ＶＲＥ）のような病原体が成長する機会を提供する。皮膚は、芝生が青々と茂って満ちた場合、雑草が成長するのが困難である、茂った芝生理論（lush lawn theory）に従うと考えられる。皮膚が健康で鮮やかで有益な自然（フローラ）微生物で満たされている場合、病原体が確立されることがより困難である。
【０００６】
いくつかの場合、化粧品に加えられるプロバイオティックは、溶解された形態である。溶解されたプロバイオティクスは、多くの断片に化学的に切断されたものであり、したがって、それらは、生きておらず、生存性の問題は、重要ではないと思われる。細菌の一部に由来する利益があるか否かについてのコメントなしに、宿主に送達される細胞の一部は、担体化粧品製剤中の防腐剤又は他の成分によっても損なわれる可能性がある。
【０００７】
プロバイオティックカプセル化は、生存プロバイオティクスの生存率を製剤の範囲で改善するために、数年にわたって想到されてきた。プロバイオティック生存率は、例として、ｐＨ及び温度を含む多数の因子によって影響され得る。プロバイオティックのカプセル化は、生存プロバイオティックと、胃酸、又は医薬賦形剤であるその周囲との間に物理的バリアを生成する。現在のプロバイオティックカプセル化技術（probiotic encapsulation technology、ＰＥＴ）は、様々な生体適合性材料内でのカプセル化、捕捉、及び固定化を含む。実質的な研究は、生存プロバイオティックが放出及び効果の地点に到達し得るまで生存プロバイオティックの生存性を維持する手法で実施されているが、現在利用可能な溶液は、完全に不適切なままである。
【０００８】
本開示は、健康効果を必要とする宿主のエリアに送達されるまで生存したままである、マイクロカプセル化された生存プロバイオティクスを製造するための方法を提供する。加えて、マイクロカプセル化された送達媒体は、先行技術の製品が経験する微生物死滅を伴わずに、生存微生物が、化粧品又は医薬品組成物中で皮膚に送達されることを可能にする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、凍結乾燥プロバイオティック及び低水分活性担体を含む複合材料に関する。
【００１０】
本開示は、凍結乾燥プロバイオティック及びポリマーを含有するコアと、凍結乾燥コアを取り囲む栄養層と、栄養層を取り囲む保護層と、を含む、マイクロカプセル化されたプロバイオティックに更に関する。
【００１１】
本開示は、凍結乾燥プロバイオティック、ポリマー及び栄養組成物を含むコアと、コアを取り囲む保護層と、を含む、マイクロカプセル化されたプロバイオティックに更に関する。
【００１２】
一実施形態では、本開示は、ポリマーコア中に懸濁され、かつプロバイオティック栄養素を更に含む、凍結乾燥プロバイオティックと、低水分活性（又は０．３未満の水分活性）を有する賦形剤と、を含む、プロバイオティックを宿主に送達するための組成物に関する。
【００１３】
別の実施形態によると、本開示は、プロバイオティックを凍結乾燥することと、凍結乾燥プロバイオティック及びプレバイオティック糖をポリマー又は油と混合して、複合体を生成することと、保護コーティング内に複合体をカプセル化することと、を含む、カプセル化されたプロバイオティックを製造する方法に関する。
【００１４】
更に別の実施形態によると、本開示は、マイクロカプセル化されたプロバイオティクスを含むスキン及びスキンケア製品に関する。
【００１５】
説明される方法及び製品の追加の利点は、以下の説明において部分的に記載されることになり、部分的に説明から明白になるか、又は本開示の実施によって習得され得る。本開示の利点は、添付の特許請求の範囲において特に指摘される要素及び組み合わせによって実現及び達成されることになる。
【００１６】
上記の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方が、単に例示的かつ説明的なものであり、特許請求の範囲の本発明を限定するものではないことが理解される。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付図面は、いくつかの実施形態を例示し、説明と共に、本開示の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示によるマイクロカプセル化されたプロバイオティックの一実施形態を例示する。
【図２】本開示によるマイクロカプセル化されたプロバイオティックの別の実施形態を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
ここで、特定の代表的な実施形態を詳細に参照し、それらの例が添付図面に例示される。可能な限り、同じ参照番号が、同一又は同様の項目を参照するために図面全体にわたって使用されることになる。
【００１９】
本開示は、プロバイオティックマイクロカプセル、プロバイオティックをマイクロカプセル化するためのプロセス、プロバイオティックマイクロカプセルを含有する組成物、並びにプロバイオティックマイクロカプセルを使用する用途及び処理に関する。
【００２０】
本明細書に説明されるプロバイオティックマイクロカプセルは、プロバイオティックを必要とする宿主に送達され得る前の生存プロバイオティック材料の死滅を防止する様式で被包されたプロバイオティック材料を含む。マイクロカプセルは、多数の層で構成され、これらの層の各々は、プロバイオティック材料を保護するために異なる目的を果たす。マイクロカプセルは、プロバイオティック材料を含有するポリマーコアと、コア内に分散されるか、又はコアの周囲の層としての栄養組成物と、プロバイオティックのコア及び栄養材料を保護するカプセル化層と、水分保護層及び一過性層と、のうちの全て又はサブセットを含み得る。水分保護層及び一過性層は任意選択であり、実施形態の全てと組み合わせて使用されてもよく、又は使用されなくてもよい。
【００２１】
本明細書に使用される際、「カプセル化層」、「カプセル化コーティング」、「カプセル化層（複数）」、「シェル」、及び「カプセル化シェル」は、互換可能であり、プロバイオティック及び栄養組成物を取り囲む保護層を指す。
【００２２】
以下の説明では、層状マイクロカプセルが説明されることになる。層の各々は、単一の別個のコーティング若しくは層であってもよく、又はいくつかの層から構成されてもよい。反する指示がない限り、「層」又は「層（複数）」という用語が使用されるか否かにかかわらず、全ての実施形態が複数及び単数のいずれかを含み得ることを理解されたい。
【００２３】
図１に見られるように、本開示のプロバイオティックマイクロカプセル１０は、凍結乾燥されたプロバイオティックを含む。凍結乾燥は、材料が凍結され、水が昇華によって最小化され、脱水され保存された生成物を残す、多段階脱水プロセスである。本製品では、この保存技術は、プロバイオティックを静止状態にする。
【００２４】
本開示で使用するためのプロバイオティクスは、適切な宿主へのプロバイオティックの投与まで保護することを望む、任意の技術分野で認識されたプロバイオティックから選択され得る。そのようなプロバイオティクスとしては、ビフィドバクテリウム（Bifidobacterium）、ペディオコッカス（Pediococcus）、ロイコノストック（Leuconostoc）、ミクロコッカス（Micrococcus）、大腸菌（Escherichia）、スタフィロコッカス（Staphylococcus）、ストレプトコッカス（Streptocococcus）、キャディダ（Cadida）、バチルス（Bacillus）、及びそれらの組み合わせのうちの１つ以上が挙げられる。例示的なプロバイオティクスとしては、Ｓ．ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ及びＳ  ｈｏｍｉｎｉｓを含むスタフィロコッカス（Staphylococcus）、Ｐ．ａｃｎｅｓ、Ｐ．ａｕｓｔｒａｌｉｅｎｓｅ、Ｐ．ａｖｉｄｕｍ、Ｐ．ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｉｃｕｍ、Ｐ．ｇｒａｎｕｌｏｓｕｍ、Ｐ．ｊｅｎｓｅｎｉｉ、ＰＩ．ｍｉｃｒｏａｅｒｏｐｈｉｌｕｍ、Ｐ．ｐｒｏｐｉｏｎｉｃｕｍ、Ｐ．ｔｈｏｅｎｉｉ、Ｐ．ｆｒｅｕｄｅｎｒｅｉｃｈｉｆを含むプロピオニバクテリウム（Propionibacterium）、Ｍ．ａｎｔａｒｃｔｉｃｕｓ、Ｍ．ｌｕｔｅｕｓ、Ｍ．ｌｙｌａｅ、Ｍ．ｒｏｓｅｕｓ、Ｍ．ａｇｉｌｉｓ、Ｍ．ｓｅｄｅｎｔａｒｉｕｓ、Ｍ．ｈａｌｏｂｉｕｓを含むミクロコッカス（Micrococci）、Ｃ．ｄｉｐｈｔｈｅｒｉａｅ、Ｃ．ｅｆｆｉｃｉｅｎｓ、Ｃ．ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍを含むコリネバクテリウム（Cornebacterium）、Ｍ．ｆｕｒｆｕｒを含むマラセチア（Malassezia）（酵母）、及びそれらの組み合わせが挙げられ得る。好ましいプロバイオティクスとしては、有益なタンパク質又はＤＮＡを皮膚で増殖するか、皮膚に付着させるか、又は皮膚に放出し得るものが挙げられる。本開示で使用するための適切なプロバイオティクス及びプレバイオティクスは、例えば、Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｒ  Ｐｒｏｂｉｏｔｉｃｓ  ａｎｄ  Ｐｒｅｂｉｏｔｉｃｓ  ｂｙ  Ｙｕａｎ  Ｋｕｎ  Ｌｅｅ  ａｎｄ  Ｓｅｐｐｏ  Ａｌｍｉｎｅｎ，ｓｅｃｏｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎに見出され得る。
【００２５】
いくつかのプロバイオティクスは、各微生物が有益な生化学物質を産生し続ける生化学的プラントである、小型生化学的製造施設に類似し得る。このように考えられることが最も多いのが、皮膚に自然に増殖する微生物である。一実施形態によると、プロバイオティックの生化学物質は、皮膚を安全かつ自然に消毒し得る。別の実施形態によると、生化学物質は、炎症応答を低減し、湿疹又は皮膚刺激を低減若しくは排除し得る。更に別の実施形態によると、プロバイオティクスの生化学物質は、皮膚を強化し、天然のセラミド産生を誘導し得て、これは、皮膚が若化され、より若々しくなり、汚染及び老化の影響に対してより耐性を有するということがいえる。
【００２６】
他のプロバイオティクスは、有益な成分を落とし、次いで、その成分を別の箇所に送達するように移動する、送達媒体として理解され得る。これらは、一般的に、皮膚上で増殖することができない微生物である。その代わりに、それらは、皮膚に固有の利益をもたらす有益なペプチド及びＤＮＡを放出する。これらのプロバイオティクスによって担持されるＤＮＡ及びペプチドは、タンパク質であり、したがって、それらは、周囲の送達媒体又は組成物ベースの化学物質と相互作用する。具体的には、タンパク質は、それらがカチオン性成分に化学的に付着するか、又は酸若しくは塩基に起因して奇形になるときに、適切に機能することができない。これらのタンパク質を宿主に正常に送達する唯一の手法は、空気に曝露されたときに自然に分解する生菌内でタンパク質を送達することである。これらのプロバイオティック細菌（例えば、嫌気性細菌）は、いわば、マイクロカプセルであり得て、これは、説明される本発明によると、次いで、別のマイクロカプセル内でマイクロカプセル化される。一実施形態によると、皮膚に送達される嫌気性細菌は、細孔に入り、自然に生存し、有益なタンパク質を宿主に送達し得る。
【００２７】
凍結乾燥プロバイオティックは、ポリマー中に懸濁されて、マイクロカプセルのコアを構成する複合体４０を形成する。限定されるものではないが、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリビニルピロリドン（（ＰＶＰ）、好ましくは、約４０，０００〜約３６０，００００の分子量を有する）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリアクリルアミド、Ｎ−（２−ヒドロキシプロピル）メタクリルアミド（ＨＰＭＡ）、キサンタンガム、グアーガム、ペクチン、デキストラン、カラギーナン、カルボキシエチルセルロースナトリウム、ポリアクリル酸ポリマー、ヒアルロン酸、カルボキシビニルポリマー、ヒドロキシエチルセルロース、セルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシビニルポリマーを含む、医薬用途に有用な、任意の技術分野で認識されたポリマー又はポリマーの組み合わせが、凍結乾燥プロバイオティックを懸濁させるために使用され得る。
【００２８】
一実施形態によると、ポリアクリル酸ポリマー、例えば、共にＬｕｂｒｉｚｏｌ製のＣａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）Ｕｌｔｒｅｚ  ２０、Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）Ｕｌｔｒｅｚ２１、及びＷａｋｏ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｌｔｄ製のＨｉｖｉｓＷａｋｏ（登録商標）カルボキシルビニルポリマーが、凍結乾燥プロバイオティックを懸濁させるために使用され得る。
【００２９】
一実施形態によると、マイクロカプセルコア４０は、低水分活性を有する。水分活性は、材料を水和するために利用可能である水の量の尺度である。低水分活性を維持することは、保存剤の必要性を最小限に抑え、凍結乾燥プロバイオティックが水和されることを防止し、プロバイオティックの長期生存性を改善する。
【００３０】
一実施形態によると、ポリマーは、吸湿剤で処理されて、遊離水を結合して除去する。含水量が低いほど、凍結乾燥プロバイオティックがより安定する。吸湿剤は、遊離水に結合し、かつプロバイオティックの静止又は放出と干渉しない任意の材料とすることができる。吸湿材料は、プレバイオティック糖から選択され得る。（例えば、乾燥させた（グルコースコーンシロップ、フルクトース、マンノース、マンニトール、マルトデキストリン、ラクツロース、トレハロース、及びソルビトール）オリゴ糖（例えば、Ｆｒｕｃｔｏ−ｏｌｉｏｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ−Ｒａｆｔｉｌｏｓｅ  Ｐ９５  Ｏｒａｆｔｉ、Ｂｅｌｇｉｕｍ）、ガラクトオリゴ糖、レジスタントスターチ高含有全粒穀物（例えば、オート麦β−グルカン、亜麻仁ガム、フェヌグリークガム、及び成熟アラビアゴム）、並びにマンナンオリゴ糖高含有酵母細胞壁材料、そして特定のタンパク質（例えば、ラクトフェリン）、特定の植物抽出物（例えば、ルテイン及びブラックカラント抽出物の能力）は、貴重なプレバイオティックであることが実証されている）。プレバイオティック糖又は糖アルコールは、それらが水分活性を低減するのみならず、プロバイオティクス用の栄養組成物２０としても作用し得る利点を有し、これは、プレバイオティック糖又は糖アルコールが、グルコース、フルクトース、オリゴ糖、マンノース、グルコマンナン加水分解物、キシリトール、エリストール、又はソルビトールなどの化合物を含むためであり、これらの全ては、プロバイオティック微生物の増殖を促進する。
【００３１】
別の実施形態によると、水分活性は、グリセリン、プロピレングリコール、ブチレングリコールなどの保湿剤（混和性溶媒）を添加することによって改質され得る。
【００３２】
図２に見られる別の実施形態によると、栄養組成物２０は、コア４０の周囲にコーティングされ得る。この実施形態では、コーティング２０は、栄養化合物、例えば、グルコース、フルクトースなどをプロバイオティック微生物に提供し得る任意の材料から作製される。適切なコーティング２０は、例えば、脂肪及び糖の組み合わせから作製され得る。そのようなコーティングは、周知であり、多くの場合、キャンディ産業、例えば、Ｍ＆Ｍのコーティングに見出される。このコーティングは、約０．１μｍ〜約１０μｍ、例えば、約０．５μｍ〜約５μｍ、例えば、約１μｍ〜約５μｍ、例えば約１．５μｍ〜５μｍであり得る。
【００３３】
更に別の実施形態によると、プレバイオティック糖は、コアに添加されて、水を捕捉し、いくつかの栄養効果を提供し得るが、一方、栄養コーティング層もまた、マイクロカプセルコア（図示せず）の周囲に適用される。
【００３４】
一実施形態によると、コアは、非活性であってもよく、その周囲にプロバイオティック含有ポリマー層、栄養層が生成され得る。この実施形態によると、非活性コア（図示せず）は、適合性があり、かつプロバイオティック材料でコーティングされることができる、任意の材料から選択され得る。適切なコアは、セルロース又は他の充填剤などの材料で作製され得る。
【００３５】
図１の組み込まれた栄養組成物３０を有するポリマーコア４０又は図２の栄養コーティング３０を有するポリマーコア４０は、保護カプセル化コーティング２０を更に含む。カプセル化コーティング２０は、１〜３０の層厚さ、例えば、約１〜約２０の層厚さ、例えば、約１〜約１０の層厚さであり得る。カプセル化コーティング２０のコーティング重量は、マイクロカプセル１０の重量の約１％〜約５０％、例えば、マイクロカプセル１０の重量の約１％〜約４０％、例えば、マイクロカプセル１０の重量の約１％〜約３０％、例えば、マイクロカプセル１０の重量の約１％〜約２０％、例えば、マイクロカプセル１０の重量の１５％未満であり得る。
【００３６】
一実施形態によると、プロバイオティックコアは、カプセル化を受ける前に油層で更にコーティングされ得る。油層は、プロバイオティックコアとカプセル化層との間に断熱を提供し得、マイクロカプセル化プロセス中により高温の材料が使用されることを可能にする。
【００３７】
一実施形態によると、凍結乾燥プロバイオティックは、油中に分散され得る。任意選択的に、油は、ポリマー又はコポリマー（例えば、Ａｄｊｉｎｉｍｏｔｏ  ＡＪＫ−ＯＤ２０４６（オクチルドデカノール、ジブチルラウロイルグルタミド及びジブチルエチルヘキサノイルグルタミド）で増粘されてもよい。）スラリーが水中に分散されて、ゼラチンでカプセル化され得る。
【００３８】
カプセル化コーティング２０に好適な材料としては、凍結乾燥プロバイオティックスラリーのコーティングを容易にするために、約１２０℃以下、例えば、約１００℃未満、例えば、約９０℃未満で用途に適したものが挙げられる。ワックスは、動物、植物、及びミネラル源由来の有機エステル及びワックス状化合物から選択され得、類似の特性を有する合成的に生成された材料に加えて、そのような化合物の変性物を含む。単独で又は組み合わせて使用され得る特定の例としては、グリセリルトリステアレート、グリセリルジステアレート、キャノーラワックス、水素添加綿実油、水素添加大豆油などの植物油、ヒマシワックス、ナタネワックス、蜜蝋、カマウバワックス、キャンデリラワックス、マイクロワックス、ポリエチレン、ポリプロピレン、エポキシ、長鎖アルコール、長鎖エステル、ステアリン酸及びベヘン酸などの長鎖脂肪酸、水素添加植物、魚油及び獣脂油などの動物油、大豆油、微結晶ワックス、金属ステアレート、白色グリース、黄色グリース、及び茶色グリース、並びに金属脂肪酸が挙げられる。一実施形態によると、本開示での使用のための疎水性ワックス材料としては、Ｄｙｎａｓａｎ（商標）１１０、１１４、１１６、及び１１８（ＤｙｎａＳｃａｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｉｎｃ．、Ｉｒｖｉｎｅ、Ｃａｌｉｆ．から市販されている）、Ｓｔｅｒｏｔｅｘ（商標）（ＡＢＩＴＥＣ  Ｃｏｒｐ．、Ｊａｎｅｓｖｉｌｌｅ、Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎから市販されている）が挙げられる。
【００３９】
カプセル化コーティング層２０は、ポリマー材料、架橋ポリマー材料、Ｃａ２＋などの金属、セラミック又はそれらの組み合わせなどから構成され得、その結果、製造中に形成され得るシェル材料をもたらす。具体的には、カプセル化コーティング層は、架橋アルギン酸ナトリウム、アニオン性分散ラテックスエマルション、架橋ポリアクリル酸、架橋ポリビニルアルコール、架橋ポリ酢酸ビニル、ケイ酸塩、炭酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩、ポリビニルピロリドン、ＰＬＡ／ＰＧＡ、熱電子ゲル、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリメラミン、架橋デンプン、ナイロン、尿素、ヒドロコロイド、及びそれらの組み合わせから構成され得る。一実施形態によると、架橋ポリマー系は、架橋アルギン酸ナトリウムである。
【００４０】
カプセル化コーティング層２０は、概して、約０．１マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、例えば、約１マイクロメートル〜約１００マイクロメートル、例えば、約１マイクロメートル〜約５０マイクロメートル、例えば、約１マイクロメートル〜約２０マイクロメートル、例えば、約１０マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの厚さを有する。カプセル化層２０（一旦破壊される）、及び本明細書に説明される他の任意選択の層の厚さを測定するための好適な方法は、走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscopy、ＳＥＭ）及び光学顕微鏡を含む。
【００４１】
これらの厚さでは、カプセル化コーティング層２０は、その意図される機能を達成するために十分な厚さを有する。バリアコーティングは、１つ以上の機能を果たし得る。第１に、バリアは、マイクロカプセルの内容物を低水圧から保護するように作用し得る。好ましくは、マイクロカプセルの内側の水分活性は、マイクロカプセルの外側の水分活性とほぼ等しくなるべきである。しかしながら、実際には、バランスは、通常、完璧ではなく、マイクロカプセルコーティング層は、小さい浸透圧差に対してカプセル内容物を保護することになる。このようにして、カプセル化コーティングは、水の曝露に起因して、細菌が尚早に活性化されることを防止する。
【００４２】
第２に、カプセル化コーティングは、低濃度の防腐剤から生菌を保護する。低水分系の多くは、防腐剤を必要としないが、貯蔵安定性を維持するために最小限の濃度の防腐剤が必要とされる場合がある。少量の防腐剤が使用される場合、カプセル化コーティングは、プロバイオティック細菌を保護することになる。一実施形態によると、防腐剤は、保管中に消失するか、又は分散中に細菌に任意の損傷を引き起こすのに不十分であるかのいずれかの十分に低い濃度で存在することになる。
【００４３】
一実施形態によると、カプセル化コーティング層は、単一の別個の層である。別の実施形態によると、カプセル化コーティング２０は、１つ以上の工程で追加される複数の層を含む。
【００４４】
いくつかの実施形態によると、水分保護層（図示せず）も含まれ得る。水分保護層は、概して、カプセル化コーティング２０を取り囲む。水分保護層は、以下の組成物のうちの１つ以上を単独で又は組み合わせて含み得る。材料は、イソシアン酸塩、スチレン−アクリレート、ビニルトルエンアクリレート、スチレン−ブタジエン、ビニル−アクリレート、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリ乳酸、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルジクロリド、ポリエチレン、アルキドポリエステル、カルナバワックス、水素添加植物油、水素添加動物油、ヒュームドシリカ、シリコンワックス、二酸化チタン、二酸化ケイ素、金属、金属炭酸塩、金属硫酸塩、セラミック、金属リン酸塩、及び微結晶ワックスと組み合わせられたポリオールから選択される。水分保護層が使用されるとき、水分保護層は、マイクロカプセル重量の約５％〜約３５％、例えば、カプセル重量の約５％〜約３０％、例えば、約５％〜約２０％、例えば、約５％〜約１５％であり得る。
【００４５】
別の実施形態によると、１つ以上の一過性層（図示せず）が、プロセス損傷からマイクロカプセルを保護するために追加され得る。一過性層は、ポリ乳酸、デキストロースのポリマー、ヒドロコロイド、アルギン酸塩、ゼイン、及びそれらの組み合わせを含む、いくつかの好適な材料のうちのいずれか１つから構成され得る。一実施形態によると、一過性層は、デンプンである。一過性層は、生成中にマイクロカプセルを保護する。層は、マイクロカプセルの層のいずれかに適用され得る。一過性層は、プロセス中に除去されるものであってもよく、又は最終製品の一部として残存し得るものであってもよい。
【００４６】
本開示のプロバイオティックマイクロカプセル１０は、任意の技術分野で認識されている方法を使用して生成され得る。一実施形態によると、カプセル化されたプロバイオティック１０の生成の第１の工程は、プロバイオティック材料を選択して凍結乾燥させることである。
【００４７】
一実施形態によると、プロバイオティックは、細菌及び／又は酵母の組み合わせから選択される。生成損失を減少させるために、プロバイオティックは、５℃〜１５℃の温度まで冷却され、有機体からの水の昇華によって乾燥され得る。いくつかの実施形態では、プロバイオティックは、冷却される前に賦形剤に添加され得る。そのような賦形剤は、油及び／又はプレバイオティック糖を含有し得る。プロバイオティクスは、任意の技術分野で認識されているプロセスを使用して凍結乾燥され得る。一実施形態によると、プロバイオティック粉末は、標準的な凍結乾燥、噴霧乾燥、又は化学乾燥を使用して生成される。
【００４８】
凍結乾燥プロバイオティックは、次に、ポリマー材料中にカプセル化されて、マイクロカプセル４０のコアを形成する。一実施形態によると、ポリマーは、凍結乾燥プロバイオティックを懸濁させるために十分高い濃度で水に溶解されるが、溶液がマイクロカプセル化プロセス装置を通って流れることを可能にするために十分低い濃度で水に溶解される。ポリマー濃度は、概して、５％〜６０％、例えば、糖／タンパク質又はワックスマトリックスを使用するときに約４０％〜約６０％、例えば、ポリマーマトリックスを使用するときに約５％〜約１５％である。
【００４９】
ポリマーは、水で希釈されてスラリーを形成するが、一方、ポリマーは、吸湿性が高いため、水を吸収することによって、水分活性を迅速に低下させ、プロバイオティック材料が水和されることを防止する。凍結乾燥プロバイオティックの水和は、プロバイオティックと干渉し、長期間生存するその能力を低下させることになる。一実施形態によると、スラリーへのプロバイオティックの添加後、ポリマースラリーの水分活性は、次いで、可能な限り低下され、好ましくは、０．１未満に低下する。水分活性の測定は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第４，８８６，６６４号に教示されている。
【００５０】
本明細書に使用される際、「低水分活性」は、標準的な水分活性モニタ、例えば、Ｇｒｅａｔ  Ｗａｌｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから入手可能なＧｏｌｄｅｎｗａｌｌ  Ｍｏｄｅｌ  ＨＤ−３Ａを使用して測定された０．６以下の水分活性を意味する。
【００５１】
水分活性を０．６未満、例えば、０．３未満、例えば、０．１未満に低減するために、単純な乾燥は、十分ではない。グリセリン又は他の保湿剤が水に添加されて、水分活性を更に低下させ得る。ポリマースラリーは、プロバイオティクスの生存性と干渉せず、約０．６未満に水分活性によって測定される、含水量を減少させることになる、任意の技術分野で認識された技術を使用して乾燥され得る。例えば、材料は、低温で熱乾燥される、封止されて乾燥剤で熱及び／若しくは真空に供される、適切な温度において流動床内で噴霧乾燥若しくは乾燥される、並びに／又は吸湿性材料と組み合わせられ得る。他の乾燥技術は、当業者には容易に明らかとなるであろう。
【００５２】
一実施形態によると、水を捕捉する吸湿性組成物が添加され得る。特定の実施形態によると、吸湿性捕捉組成物は、プレバイオティック糖である。十分な量で添加されると、組成物の水分活性は、ゼロに近づき得る。必要とされる吸湿性材料の量は、系の測定された水分活性に基づいて計算され得る。ポリマー溶液が低水分活性を達成すると、カプセル化コーティングの前、その間、又はその後に、系への水の再導入を防止するために注意が払われなければならない。
【００５３】
一実施形態によると、凍結乾燥プロバイオティックスラリーは、ワックスとブレンドされ得る。この実施形態では、凍結乾燥プロバイオティックスラリーは、親水性であり、高温でワックスの内側に液滴を形成することになる。選択された温度は、疎水性ワックス材料を溶融させるために十分であるべきであるが、凍結乾燥プロバイオティックを生存可能に維持するために十分に短い時間で維持されるべきである。温度は、８０°Ｆ〜約１５０°Ｆの範囲であり得る。凍結乾燥プロバイオティクスの生存性を維持するために、温度は、マイクロカプセルの所望される厚さを生成するために必要とされるよりも長く、１４０°Ｆ以上に維持されるべきではない。適切な時間は、使用される特定の材料に基づくものであり、当業者によってよく理解されるであろう。
【００５４】
この実施形態では、凍結乾燥プロバイオティックの混合が完了した後、混合物は、室温まで冷却されて、ワックスが凍結乾燥プロバイオティックスラリー上で凝固することを可能にする。コーティングされた粒子が冷却されると、担体組成物への組み込み前に、所望されるサイズに粉砕され得る。混合物を所望されるサイズに粉砕した後、疎水性ワックス材料コーティングが凍結乾燥プロバイオティックスラリーの周囲で実質的に連続することを確保するために、粉砕された材料を任意選択的に後続プロセスに供し得る。
【００５５】
好適な後続プロセスとしては、例えば、球状化（疎水性ワックス材料の溶融温度よりわずかに低い高熱流動化）及びボールミリングが挙げられる。これらの後続プロセスは、疎水性ワックス材料に、凍結乾燥プロバイオティックスラリー粒子を実質的に連続的な様式でコーティングさせるべきである。
【００５６】
別の実施形態によると、コア４０は、コア４０内に活性化剤又は架橋剤を含むことによってカプセル化されてもよい。カプセル化活性化剤は、架橋性化合物の存在下で架橋反応を開始することができる任意の活性化剤とすることができる。好適なカプセル化活性化剤としては、カルシウムの多価イオン、銅の多価イオン、バリウムの多価イオン、シラン、アルミニウム、チタネート、キレート剤、酸、又はこれらの組み合わせが挙げられる。一実施形態によると、活性化剤は、塩化カルシウム又は任意の数のアニオンと組み合わせられたカルシウムである。
【００５７】
この実施形態によると、コア組成物中の活性化剤の存在下で凍結乾燥プロバイオティック／ポリマースラリーをカプセル化することは、架橋性化合物を含有する溶液中にコア組成物が導入されたときに、ほぼ瞬間的な架橋を可能にする。この即時架橋は、望ましくない凍結乾燥プロバイオティック水和の可能性を低減する。一実施形態によると、凍結乾燥プロバイオティック／ポリマースラリーは、架橋性化合物を含有する液体に滴加されてもよく、滴が液体と接触するときに形成するビーズが、マイクロカプセル化コーティングを形成することになる。撹拌は、架橋反応中に個々のビーズを分離したまま維持するのに十分な破壊を提供し得る。凝集した塊は、多くの欠陥を受け易い場合があり、それらは、物理的に分離され得るが、一方、それらは、形成されないことが好ましい。ビーズ分離を達成するための、任意の技術分野で認識されている物理的又は化学的方法が使用され得る。溶液に添加される滴は、約０．０５ミリメートル〜約１ミリメートル、例えば、約０．１ミリメートル〜約１ミリメートルの直径を有し得る。
【００５８】
カプセル化活性化剤を含むコア組成物が架橋性化合物を含有する液体中に導入されると、カプセル化活性化剤は、コア組成物と溶液との間の界面に移動し、コア組成物の表面上の架橋反応を開始して、カプセル化層が溶液に向かって外向きに成長することを可能にする。
【００５９】
コア４０組成物を取り囲む結果物であるカプセル化層２０の厚さは、（１）コア組成物中に含まれるカプセル化活性化剤の量を制御すること、（２）カプセル化活性化剤を含むコア組成物が架橋性化合物を含む溶液に曝露される時間量を制御すること、及び／又は（３）液体溶液中の架橋性化合物の量を制御することによって制御され得る。例として、アルギン酸塩を含む溶液は、約１〜約５００ｍｇ／ｍｌの範囲のアルギン酸塩、約０．１〜約１００ｍｇ／ｍｌの濃度の範囲のＣａＣｌ２、及び約４℃〜約３７℃の温度で、アルギン酸塩の１〜２０μｍの厚さを生成することになる。
【００６０】
別の実施形態によると、コア組成物は、架橋性化合物を含む溶液中に導入又は注がれ、次いで、ペーストを架橋のための小さいビーズに破壊するために十分な剪断力を受け得る。剪断を適用する、任意の技術分野で認識されている方法が使用され得る。
【００６１】
一実施形態によると、溶液は、カプセル化活性化剤及び界面活性剤の存在下で架橋されて、外側カプセル化シェルを形成し得る架橋性化合物を含む。界面活性剤は、１つ以上の糖又は糖系界面活性剤、例えば、Ｔｗｅｅｎ  ２０、又はアミノ酸若しくはタンパク質系材料から選択され得る。
【００６２】
別の実施形態によると、カプセル化コーティング２０は、コアセルベーションとして知られるプロセスを使用して形成され得、コアセルベーションは、コア組成物中に化学的カプセル化活性化剤が存在することを必要としない場合がある。コアセルベーションプロセスは、ｐＨの変化、温度の変化、及び／又は溶液のイオン強度の変化を利用して、コア組成物の周囲のカプセル化層の形成を開始し得る。
【００６３】
一実施形態によるコア４０内にカプセル化活性化剤を配置することが一般的に望ましいが、カプセル化活性化剤は、溶液中にあってもよい。この実施形態では、カプセル化活性化剤は、溶液中にも含有される架橋性化合物と化学的に反応する。結果物であるマイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティックスラリーは、任意のカプセル化活性化剤を含まなくてもよく、又は架橋反応で消費されない少量のカプセル化活性化剤を含有してもよい。
【００６４】
いくつかの実施形態によると、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティクスは、架橋された化合物を含むカプセル化された層を取り囲む水分保護層を付与するプロセスに供される。この水分保護層は、水からの保護が向上したマイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティックを提供し、つまり、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティックを実質的に流体不透過性にし、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティックが水性環境中で長期にわたって生存し、かつ水分保護層が機械的作用によって破裂するまで分解しないことを可能にする。水分保護層は、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティック上に適用される単一層であってもよく、又は重なったいくつかの層を含んでもよい。
【００６５】
水分保護層は、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティック上に水分保護材料を噴霧又は滴下することを含む任意の数の好適なプロセスを利用して、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティックに適用され得る。更に、Ｗｕｒｓｔｅｒコーティングプロセスが利用されてもよい。溶液が水分保護コーティングを提供するために使用されるとき、溶液の固形分含量は、概して、約５％〜約４０％、例えば、約５％〜約３０％、例えば、約５％〜約２０％、例えば、約１０％〜約２０％である。概して、溶液の粘度は、約２０ｃｐ〜約５００ｃｐ、例えば、約２０ｃｐ〜約８０ｃｐ、例えば、約３０ｃｐ〜約７０ｃｐである。
【００６６】
一実施形態によると、流動床プロセスが、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティック上に水分保護層を付与するために利用され得る。流動床は、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティックの床又は層であり、加熱された又は加熱されていない担体ガスの流れが、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティックを運動させて、それらを流体のように作用させるために十分な速度で通過する。マイクロカプセルが流動化されると、担体溶媒及び水分保護材料を含む溶液の噴霧は、床中に注入され、水分保護材料をマイクロカプセルの外側に付与する媒体と接触する。所望される水分保護層の厚さが達成されると、処理されたマイクロカプセル１０が収集される。マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティック１０は、所望されるレベルの水分保護層を付与するために、１つ以上の流動床プロセスに供され得る。
【００６７】
いくつかの実施形態によると、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティック１０は、最外層を取り囲む一過性層を付与するためのプロセスに供され得る。一過性層は、水分保護層を実質的に完全に被覆するように、凍結乾燥プロバイオティック１０上に適用され得る。一過性層は、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティック上に一過性材料を噴霧又は滴下することを含む任意の数の好適なプロセスを利用して、マイクロカプセル化された凍結乾燥プロバイオティック１０に適用され得る。溶液が一過性コーティングを提供するために使用されるとき、溶液の固形分含量は、概して、約１０％〜約６０％、例えば、約１０％〜約５０％、例えば、約２０％〜約５０％である。溶液のｐＨは、約２．５〜約１１である。溶液の粘度は、約２０ｃｐ〜約１００ｃｐ、例えば、約２０ｃｐ〜約８０ｃｐ、例えば、約３０ｃｐ〜約７０ｃｐであり得る。一過性層を適用する好ましい方法は、流動床反応器を利用する。あるいは、Ｗｕｒｓｔｅｒコーティングプロセスを含む、任意の技術分野で認識されているコーティングプロセスが使用されてもよい。
【００６８】
別の実施形態によると、保存されたカプセル化されたプロバイオティックの代替的な生成方法は、プレバイオティック材料及び任意選択的にポリマーを用いてスラリー中に凍結乾燥されていない生存微生物をマイクロカプセル化することと、次いで、アルギン酸塩又は別の架橋された系でマイクロカプセルをコーティングすることと、を含み得る。これらのマイクロカプセルが形成された後、それらは、プロバイオティクスを保存するために凍結乾燥に供される。更に、凍結乾燥マイクロカプセルは、次いで、水不透過性コーティングでコーティングされ得る。
【００６９】
これらのプロバイオティックマイクロカプセルは、膨大な数の手法で、及び様々な組成物で使用され得る。例えば、それらは、１）生存プロバイオティック微生物を皮膚に送達して、皮膚バリア機能を改善するために、２）生存プロバイオティック微生物を皮膚に送達して、にきび、湿疹、酒さ、又は接触皮膚炎と関連付けられた炎症を軽減するために、３）ヒトバイオームを強化して病原体細菌にコロニー形成する機会を与えないために、４）病原体を死滅させる抗病原性ペプチドを産生する皮膚上にプロバイオティクスを付着させるために、５）インスリンポンプ又はカテーテルなどの医療デバイス付近の病原体コロニー形成を停止する皮膚の能力を改善するために、６）化粧品製品の防腐剤の必要性を低減又は排除するために、７）寝たきり、糖尿病、又は別様に危殆化された個体の皮膚潰瘍を軽減するために、８）皮膚を癌から保護し、癌と戦うために、使用され得る。
【００７０】
更に、生存可能なままであるマイクロカプセル化されたプロバイオティクスを有することは、１）プロバイオティックマイクロカプセルに快適である化粧品製剤、２）皮膚への付着後にプロバイオティクスの増殖を促すプレバイオティック培地、３）カプセル化されたプロバイオティック細菌の貯蔵寿命を延長するプレバイオティック培地、４）消費者製品の貯蔵寿命を増加させるマイクロカプセルの更なる開発を可能にすることになる。
【００７１】
本明細書に説明されるシステムは、開示されるマイクロカプセル化プロセスでの使用のための好適な微生物を決定するための方法を更に含む。プロセスは、凍結に耐える微生物の能力について微生物を試験することと、１４０°Ｆまでの温度に耐える微生物の能力を確認するために微生物を試験することと、様々な水分活性で生存する微生物の能力について微生物を試験することと、を含む。適切な微生物は、凍結終了及びカプセル化温度を取り扱うことができるものである。更に好ましい微生物は、組成物の水分活性が増加した場合であっても生存可能なままである。
【００７２】
健康及び美容製品での使用に好ましい微生物は、ヒトの皮膚に付着する微生物の能力、抗病原性であるペプチドを産生する微生物の能力、ヒトの皮膚上で成長する微生物の能力、プロバイオティック培地に応答する微生物の能力、及び商業目的のために、マクロスケールで増殖する微生物の能力について試験され得る。
【００７３】
マイクロカプセル化されたプロバイオティクスは、例えば、保湿ローション、日焼け止め剤、リップクリーム、口腔ケア製品、シャンプー、石鹸、ヘアコンディショナ、ベビーワイプ、おしり拭き、洗顔ワイプ、女性用衛生パッド又はタンポン、おむつ又は成人用失禁製品、消臭剤（ロールオン液体、スプレー、又はスティック）、ペットフード、食品添加物、食品調味料などを含む組成物に使用され得る。
【００７４】
使用中、マイクロカプセルは、カプセルに適用される物理的な力によって破壊される。したがって、最終用途に応じて、マイクロカプセルのサイズ及び厚さは、プロバイオティクスの放出に大きな役割を果たし得る。より薄いカプセル壁は、概して、より繊細なカプセルを結果的にもたらすことになる。
【００７５】
本開示の一実施形態によると、ローション、日焼け止め剤、消臭剤、リップクリーム又はヘアコンディショナなどのリーブオン用途は、低水分活性を有する系で作製され得る。この実施形態によると、水分活性は、マイクロカプセル化されたプロバイオティックのみならず、周囲の担体組成物又は化粧品製品中でも低減される。担体組成物が低水分活性を有するとき、マイクロカプセル上の浸透圧が最小化され、マイクロカプセルがより小さく、より薄く、かつより目立たなくなることを可能にする。いくつかの用途では、マイクロカプセルは、消費者によって検出不可能であってもよい。
【００７６】
加えて、水分活性が微生物の増殖に必要であるため、低水分活性は、微生物の増殖を妨げ、それによって、担体組成物中の防腐剤の必要性を低減し得る。担体組成物中の防腐剤を最小限に抑えることは、防腐剤が皮膚への放出直後にプロバイオティクスを死滅させる機会を更に低減する。
【００７７】
低防腐剤濃度は、化粧品又は健康製品の貯蔵寿命を増加させる可能性がある。一実施形態によると、化粧品の水分活性を減少させることは、担体組成物中のプレバイオティック糖の組み込みを介して減少する。十分なプレバイオティック糖を添加することは、水分活性をほぼ０、又は検出不可能な濃度まで低下させ得る。
【００７８】
防腐剤の除去の低減は、化粧品及び／又は健康製品の機能に有意な影響を及ぼし得る。防腐剤は、抗菌石鹸よりも皮膚バイオームに著しく損傷を与え得る。ハンドローションに長い貯蔵寿命を与える同じ防腐剤は、皮膚のバイオーム内の微生物、及び生存状態で皮膚バイオームに送達され得る任意のプロバイオティクスの両方を死滅させることになる。
【００７９】
一実施形態によると、カプセル化された微生物は、病原性細菌を死滅させるペプチドを産生するものから選択され得る。そのような製品が皮膚に塗布されると、第１の塗布点を越えて延在し得る抗菌特性を提供する。
【００８０】
以下の表１は、本明細書に説明されるプロセスで使用され得るプロバイオティック材料の説明を提供する。多くのものが、皮膚上での使用に好ましい。
【００８１】
【表１】
2021519307.tif 000003
【００８２】
以下の表２は、皮膚に有害ではないが、非天然細菌（病原体）を標的とするペプチドを産生するプロバイオティクスを列挙する。Ｃ．ｄｉｆｆｉｃｉｌｅ、ＭＲＳＡ、及びＶＲＥを標的とする以外に、他の懸念される病原体を標的とし得るプロバイオティクスが以下に列挙される。
【００８３】
【表２】
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【００８４】
本明細書に開示される情報を理解した後、説明されたマイクロカプセル化された製品と共に使用するのに好適な他の担体化合物の生成が、当業者によって容易に理解されるであろう。
【００８５】
低水分活性担体組成物に加えて、酸素透過性パッケージは、マイクロカプセル化されたプロバイオティクスが冷蔵なしで生存可能なままであることを可能にし得る。本明細書に説明される製品用容器は、任意の標準的な技術分野で認識されているパッケージとすることができる。低酸素透過率を有するパッケージ内の説明されたマイクロカプセル化されたプロバイオティックを有するパッケージ組成物は、貯蔵などを低減し得るが、製品と別途干渉しない。
【００８６】
一実施形態によると、マイクロカプセル化されたプロバイオティック（複数可）を含む組成物は、冷蔵なしで貯蔵など及び／又は細菌生存性の両方を改善し得る高酸素透過パッケージにパッケージ化される。酸素透過率（Oxygen transmission rate、ＯＴＲ）は、よく理解され、高ＯＴＲパッケージは、コンタクトレンズなどの実質的な酸素濃度を必要とする製品に使用される。例えば、米国特許第９，０６２，１８０号を参照されたい。しかしながら、化粧品製品を取り囲む現在の技術は、良好な酸素バリアを提供することである。例えば、米国特許第８，１２４，２０４号を参照されたい。高酸素環境からのプロバイオティクスの利益、及びその理由のために、それらのパッケージは、高ＯＴＲ材料から生成されるべきである。プレバイオティック糖と同様に、高酸素は、冷蔵せずに微生物の寿命を延ばすことができ、それによって、室温における貯蔵安定性を有する製品を生成する。更に、非常に低い水分活性を有する担体組成物は、酸素への曝露に基づく分解がはるかに少なくなる。
【００８７】
一実施形態によると、プロバイオティック容器は、任意の数の材料の単一層であってもよく、以下を含む：
【００８８】
【表３】
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【００８９】
様々な微生物に対する酸素要求は、文献に見出され得る。一実施形態によると、酸素を好む微生物について、ＬＤＰＥパッケージが使用され得る。より低い酸素条件でより良好に応答する微生物について、パッケージは、上記のリストに示すより低いＯＴＲを有するものが選択され得る。全てのパッケージングについて、酸素透過率は、プロバイオティックが静止したままであるほど高いべきではない。
【００９０】
本明細書の更に別の実施形態によると、カプセル化されていない凍結乾燥プロバイオティックは、低水分活性を有し、微生物汚染を含まず、かつ防腐剤を含まない、担体組成物中に組み込まれ得る。一実施形態によると、担体組成物、例えば、ローション、日焼け止め剤、消臭剤は、微生物汚染を含まないことを確保するために放射線照射され得る。組成物の低水分活性は、微生物の増殖又は再導入を防止することになる。放射線照射された生成物は、凍結乾燥プロバイオティックとブレンドされ得る。製品は、適切なＯＴＲ材料内にパッケージ化され、販売され得る。凍結乾燥プロバイオティックは、製品の使用時に水が導入されるまで、静止状態に留まるべきである。
【００９１】
本明細書に説明される方法及び製品は、提供される例に限定されるべきではない。むしろ、例は、本質的に単に代表的なものである。
【実施例】
【００９２】
実施例１
プロバイオティックマイクロカプセルの製剤及び使用が以下に論じられることになる。説明されるマイクロカプセル化されたプロバイオティクスは、低水分活性組成物に特に有用である。低水分活性スキンケアローションの実施例が、以下の表４〜７に記載される。ハンドクリーナ、ハンドソープ、及びシャンプーの実施例が、それぞれ、表８、９、及び１０に見出され得る。
【００９３】
【表４】
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【００９４】
【表５】
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【００９５】
【表６】
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【００９６】
【表７】
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【００９７】
【表８】
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【００９８】
【表９】
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【００９９】
【表１０】
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【０１００】
【表１１】
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【０１０１】
【表１２】
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【０１０２】
実施例２−予言的実施例
説明されるカプセル化されたプロバイオティック製品は、食物源の中又はその表面へのカプセル化されたプロバイオティックの組み込みよって、ユーザの腸に送達され得る。この実施例によると、マイクロカプセル化されたプロバイオティックは、パン又はペストリなどの食品に振りかけられ、ユーザによって消費される。マイクロカプセルは、それが放出され、ユーザに利益を提供し得るまで、プロバイオティックを保護するべきである。
【０１０３】
加えて、本開示の明細書及び実施を考慮することで、他の実施形態が明らかになるであろう。本明細書及び実施例は、例示としてのみ考慮されることを意図しており、本発明の真の範囲及び趣旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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