КОМПОЗИЦИЯ С ФИТОСТЕРОЛАМИ ПОВЫШЕННОЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ДОСТУПНОСТИ
COMPOSITION WITH PHYTOSTEROLS OF HIGH BIOAVAILABILITY

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к композициям и препаратам, особенно в форме таблеток или пилюль, для потребления фитостеролов с целью понижения уровня холестерола в крови.
Уровень техники
Патогенез всякого сердечно-сосудистого заболевания, будучи индивидуален, часто имеет сложную основу из наследственных и возрастных факторов, но, кроме того, он зависит и от образа жизни - так называемых модифицируемых факторов риска. В совокупности эти факторы определяют индивидуальный риск развития сердечно-сосудистого заболевания [1, 2]. Одним из этих факторов является концентрация холестерола в крови. Высокие уровни холестерола в сыворотке крови, в особенности высокие уровни холестерола в составе LDL (липопротеинов низкой плотности), в эпидемиологическом смысле неизменно связаны с увеличением вероятности развития сердечно-сосудистых заболеваний [3}.
Содержащиеся в кровотоке частицы, несущие холестерол, подразделяют на категории по их осаждению при центрифугировании. Соответственно, эти категории называют: липопротеины очень низкой плотности (VLDL), липопротеины низкой плотности (LDL), липопротеины промежуточной плотности (IDL) и липопротеины высокой плотности (HDL). Последние, в противоположность прочим холестерол-содержащим частицам, в эпидемиологическом смысле неизменно связаны со снижением риска развития сердечно-сосудистых заболеваний.
С различными холестерол-содержащими частицами ассоциированы в основном два белка: аполипопротеин A1 характерен для HDL, аполипопротеин B - для VLDL, LDL и IDL. Число молекул этих белков в холестерол-содержащих частицах каждого типа вполне определенно, например в одной LDL-частице имеется одна молекула аполипопротеина B; поэтому определение концентрации аполипопротеинов в крови, по-видимому, дает адекватную оценку количества тех или иных частиц в кровотоке. В настоящее время общепринято, что лечение сердечно-сосудистых заболеваний должно включать нормализацию профиля липопротеинов; в связи с этим все шире входит в медицинскую практику определение концентрации в крови как холестерола, так и липопротеинов [4].
Холестерол является жизненно важным компонентом эукариотических животных клеток, выполняя, в частности, такую важную функцию, как поддержание должной текучести клеточной мембраны. Кроме того, холестерол служит исходным материалом при биосинтезе, например, витамина D, холевой кислоты и различных гормонов [5]. В растительных же клетках аналогичную роль играет семейство химически близких холестеролу соединений, называемых фитостеролами. Фитостеролы отличаются от холестерола главным образом заместителями (обычно метил- или этил-) при атоме углерода в положении 24 по номенклатуре стеролов [6].
5
Стеролы принадлежат к группе соединений, называемых тритерпенами. На сегодняшний день выделено 4000 различных тритерпенов; примерно 100 из них могут быть отнесены к фитостеролам [7, 8]. Интересно, что у растений выработалось множество стеролов, тогда как у животных имеется только один - холестерол. Наиболее распространенными фитостеролами являются 4-десметилстеролы, среди которых преобладают ситостерол, стигмастерол, кампестерол, брассикастерол и авеностерол. Обычно более редкие 4-метил- и 4,4-диметилстеролы служат «сырьем» для биосинтеза 4-десметилстеролов [8]. В наиболее часто встречающихся стеролах, как правило, имеется двойная связь при атоме углерода в положении 5, соответственно чему они называются Δ-стеролами. Из злаков, в частности ржи и пшеницы, могут быть выделены также полностью насыщенные стеролы, называемые станолами. Фитостеролы можно экстрагировать из богатых жидкими жирами частей растений и из соответствующих растительных масел, например кукурузного, улучшенного рапсового или талового масла [9].
Фитостеролы обнаружены практически во всех продуктах растительного происхождения; типичный рацион жителя западных стран содержит 100-400 мг/сут фитостеролов (в рационе вегетарианцев содержание фитостеролов, очевидно, находится на верхней границе указанного интервала) [10]. Несмотря на большое сходство в химической структуре и свойствах между фитостеролами и холестеролом отмечается значительная разница в поглощении этих веществ в животном организме. В то время как холестерол хорошо всасывается в кишечнике, всасывание фитостеролов для каких бы то ни было практических целей по существу отсутствует. Более того, совершенно различна ответная реакция организма, отражающаяся в составе сыворотки крови. Холестерол накапливается в животном организме, а фитостеролы обычно быстро выводятся с желчью. Вследствие различий на молекулярном уровне всасывание холестерола в кишечнике эффективно блокируется фитостеролами. Способность фитостеролов понижать уровень холестерола была впервые доказана в начале 1950-х годов в работах Петерсона, изучавшего всасывание холестерола у кур, получавших обогащенный фитостеролами корм [11]. Пониманию эффекта фитостеролов у животных и человека способствовали исследования Поллак, Беста, Фаркара и др. [12]. Как правило, потребление фитостеролов в адекватных дозах приводит к снижению уровня холестерола порядка 10%, причем почти исключительно за счет уменьшения количества холестерола в составе LDL, тогда как содержание в сыворотке крови холестерола в составе HDL и триглицеридов заметно не изменяется [13].

Еще в 1955 г. компания Ell Lilly выпустила препарат цителлин на основе кристаллических фитостеролов, который понижал уровень холестерола. Этот продукт имел ряд серьезных недостатков, например плохой органолептический профиль и, что важнее, высокую дозировку - для клинического эффекта требовались количества порядка десятков граммов. Поэтому в 1982 г. цитиллин изъяли из продажи. В 1995 г. фирма Raisio стала производить продукт Benecol, представлявший собой желтого цвета «спред» (жирную пасту для бутербродов) на основе запатентованного способа получения станолов (гидрогенизированных стеролов), этерифицированных жирными кислотами. Благодаря образованию связи станолов с жирными кислотами путем этерификации на порядок повышалась их растворимость в жирах. Кроме того, наблюдалось значительное повышение физиологической эффективности станолов/стеролов: снижение уровня холестерола в составе LDL на 10-15% достигалось при суточной дозе в пределах 1-3 г. Начиная с 1995 г. был предложен целый ряд подобных продуктов и технологических решений [9].
Для объяснения механизма понижения уровня холестерола под действием фитостеролов выдвигались различные гипотезы, например конкуренция в мицеллах в кишечнике, блокирование клеточных рецепторов кишечной стенки и/или усиление обратного переноса в просвет кишечника. Каков бы ни был механизм, эффективность снижения уровня холестерола примерно на 50% зависит от сокращения его всасывания в сыворотку крови. Существенно, что сами фитостеролы всасываются плохо - приблизительно на 5%, тогда как холестерол - примерно на 60%. К тому же фитостеролы быстро выводятся из организма с желчью, так что у здорового человека суммарная концентрация фитостеролов в кровотоке составляет менее 1%. У млекопитающих фитостеролы не превращаются в холестерол (и наоборот), и те фитостеролы, которые имеются в циркулирующей крови, берутся из потребляемой пищи. Однако фактически ни в кристаллической форме, ни в составе эфиров фитостеролы непосредственно недоступны для такой цели, как понижение уровня холестерола, для чего нужно, чтобы фитостеролы находились в гидролизованной и диссоциированной форме - только тогда они смогут активно влиять на процесс всасывания холестерола в кишечнике [14].
Технологические решения для создания обогащенных фитостеролами препаратов можно разделит на две группы: (i) химические методы, предполагающие ковалентное связывание, изменение структуры молекулы, например, путем этерификации фитостеролов или фитостанолов; (ii) физико-химические модификации, использующие слабые взаимодействия для поддержания молекул фитостеролов в биологически доступной, физиологически активной форме.
Благодаря низкой температуре плавления и повышенной растворимости в жирах этерифицированные фитостеролы, будучи эмульгированы с частично гидролизованными липидами и холевыми кислотами, обычно способны образовывать системы из очень мелких капель, т.е. с большой площадью поверхности, доступной для липазной активности в кишечнике. Липазы, в свою очередь, гидролизуют ковалентную связь между фитостеролом и жирной кислотой, так что фитостерол высвобождается в мономолекулярной физиологически активной форме.
Применение этерифицированных фитостеролов сопряжено с рядом проблем, в числе которых короткий срок хранения, из-за чего их препараты надо держать на холоду. Также осуществление химического процесса существенно увеличивает стоимость производства фитостерольных препаратов и изменяет их состав и/или химическую структуру по сравнению с природными продуктами из растительных источников.
Технологические решения, использующие физико-химические модификации стеролов, включают: i) растворение стеролов в подходящих жидких жирах (но только до концентраций порядка нескольких процентов); ii) получение микрокристаллических суспензий для обеспечения большой доступной поверхности раздела между кристаллами стеролов и окружающей средой в составе пищи; iii) получение масляных или водных эмульсий с помощью подходящих эмульгирующих агентов с добавлением ингибиторов кристаллизации или без них.
Физиологическая эффективность кристаллических фитостеролов пока что весьма сомнительна, и такие препараты вряд ли могут обеспечить столь же эффективное снижение уровня холестерола, как, например, должным образом составленные эмульсии либо эфиры фитостанолов или фитостеролов в подходящей жировой среде.
Технологические решения с использованием эмульсий порождают еще большие проблемы со сроком хранения, чем этерификация. Кроме того, эмульсионные препараты стеролов изначально термодинамически нестабильны: они не являются микроэмульсиями и потому для более или менее продолжительного хранения нуждаются в подходящих стабилизирующих агентах.
Оптимальные пищевые среды для стеролов включают молочные продукты, например молоко и йогурт; соки и напитки на их основе; жирные пасты («спреды»); кулинарные жиры; хлеб. Обогащение большинства из перечисленных здесь пищевых продуктов фитостеролами подразумевает разбавление фитостеролов до относительно низкой концентрации, обычно ниже 10%, в пищевых продуктах с ограниченным сроком хранения.
Коротко говоря, на всех направлениях разработки биологически доступных физиологически активных препаратов фитостеролов требуется создавать в кишечнике большую доступную поверхность для того, чтобы мог осуществляться эффективный молекулярный транспорт к активным центрам, способствующий липазной и эстеразной активностям.
При относительно высокой рекомендуемой дозе фитостеролов - 1-3 г/сут - ежедневное потребление обогащенных фитостеролами продуктов должно составлять, например, для жирных паст («спредов») 20-40 г, для напитков - 100-200 мл. Таким образом, известные технологические подходы не годятся для получения сухих конечных продуктов с высокой концентрацией фитостеролов и высокой физиологической активностью, например таблеток или порошков, из-за проблемы долгосрочного хранения и в некоторых случаях из-за низкой физиологической активности стероловых препаратов или их физико-химической природы, например когда продукт жидкий.
Разработка эффективных препаратов фитостеролов для получения компактных и концентрированных лекарственных средств, как, например, таблетки или капсулы, аналогично популярным препаратам витаминов и минеральных веществ принесла бы большую выгоду производителю и пользу потребителю. Получение фитостерольного препарата должно быть таким, чтобы обеспечить высокую биологическую доступность фитостеролов без потери активности даже после окончательного формирования состава препарата и изготовления таблеток. Довольно мало патентов раскрывают композиции и способы получения обогащенных фитостеролами таблеток или пилюль.
Заявка на патент США №2006/0024352 раскрывает изготовление пищевых добавок, обогащенных фитостеролами, в форме таблеток, капсул или суспензий. В этом документе упоминается использование микронизированных или немикронизированных порошков стеролов в сочетании с обычно входящими в состав таблеток эксипиентами, но не дается описания конкретного фитостерольного препарата с повышенной физиологической активностью.
В заявке на патент США №2006/0234948 описывается фитостерольная композиция, содержащая лигнаны, для производства таблеток с содержанием фитостеролов 50-400 мг. Фитостеролы, а также другие ингредиенты композиции охарактеризованы лишь как тонкодисперсные.
В заявке на патент США №2006/0251790 описываются фитостеролы, перекристаллизованные из триглицеридов, для применения в таблетках или пилюлях.
В международной заявке WO/9956729 описывается композиция, содержащая компонент, понижающий уровень холестерола; пищевые продукты, содержащие такую композицию, и способ получения этой композиции. В указанном способе компонент, понижающий уровень холестерола, расплавляют или растворяют в органической фазе при повышенной температуре и полученный расплав или раствор перед кристаллизацией или иным процессом ассоциации распределяют в некоем матриксе, так что компонент, понижающий уровень холестерола, стабилизируется в основном в мономолекулярной или низкоассоциированной («кластерной») форме. Полученный продукт представляет собой твердую, резиноподобную либо текучую массу.
В международной заявке WO/9956729 описывается композиция, содержащая смесь фитостеролов и поверхностно-активного вещества, как там описано. Также описывается применение этой композиции в качестве фармацевтического препарата или в составе пищевого продукта.
Растворы станолов и лецитина в хлороформе использовались для получения микрочастиц из смеси фитостанолов и лецитина путем сушки распылением и последующей грануляции с поливинилпирролидоном и другими эксипиентами. Таблетки, изготовленные с этой конкретной композицией и применением данного способа получения, обладают статистически значимой способностью снижать уровень холестерола, однако указанный способ затруднительно применять в промышленном масштабе [15].
С учетом всего сказанного выше ясно, что для решения задачи понижения уровня холестерола с помощью фитостеролов все еще есть потребность в композиции, позволяющей обеспечить необходимую суточную дозу фитостеролов с повышенной биологической доступностью, в виде фармацевтического препарата либо пищевого продукта. Одной из целей настоящего изобретения и является такая композиция.
Настоящее изобретение базируется на том, что известны средства относительно несложного и эффективного получения частиц с высокой концентрацией фитостеролов, которые обладают значительно увеличенной физиологической эффективностью в смысле понижения уровня холестерола. Способ по данному изобретению включает ряд стадий и предполагает применение съедобных пригодных для пищевых продуктов или фармацевтически приемлемых ингредиентов.
Раскрытие изобретения
В первом аспекте данного изобретения предлагается способ получения пористых микрочастиц, содержащих фитостеролы, путем
- получения гомогенного расплава композиции, содержащей
(i) фитостерольный компонент и
(ii) частично растворимый в воде компонент, выбираемый из по меньшей мере одной (одного) C10-C26-жирной кислоты, моноглицерида C10-C26-жирной кислоты, соли металла и C10-C26-жирной кислоты, соли металла и моноглицерида C10-C26-жирной кислоты, поверхностно-активного вещества и/или полисахарида;
- застывания этого расплава в твердое аморфное вещество;
- переработки указанного твердого аморфного вещества в тонкодисперсный порошок и
- объединения указанного порошка с водной фазой при перемешивании.
По другому аспекту данного изобретения предлагается композиция, пригодная для получения пористых микрочастиц, содержащих фитостерол, путем применения способа по данному изобретению, включающая
(i) фитостерольный компонент и
(ii) частично растворимый в воде компонент, выбираемый из по меньшей мере одной (одного) C10-C26-жирной кислоты, моноглицерида C10-C26-жирной кислоты, соли металла и C10-C26-жирной кислоты, соли металла и моноглицерида C10-C26-жирной кислоты, поверхностно-активного вещества и/или полисахарида, для получения пористых микрочастиц, содержащих фитостеролы.
По еще одному аспекту данного изобретения предлагается твердое аморфное вещество, образующееся путем получения гомогенного расплава композиции по данному изобретению и его отверждения, причем указанный расплав используется для получения пористых микрочастиц, содержащих фитостеролы.
По еще одному аспекту данного изобретения предлагаются пористые микрочастицы, содержащие фитостеролы.
По еще одному аспекту данного изобретения предлагается гранулят, получаемый путем гранулирования пористых микрочастиц по данному изобретению.
По еще одному аспекту данного изобретения предлагается применение пористых микрочастиц или гранулята по данному изобретению при получении фармацевтической композиции для снижения уровня холестерола в крови.
По еще одному аспекту данного изобретения предлагается применение пористых микрочастиц или гранулята по данному изобретению при получении пищевого продукта, обогащенного фитостеролами.
По еще одному аспекту данного изобретения предлагается фармацевтическая композиция для снижения уровня холестерола в крови, получаемая с использованием пористых микрочастиц или гранулята по данному изобретению.
По еще одному аспекту данного изобретения предлагается пищевой продукт, содержащий фитостеролы и получаемый с использованием пористых микрочастиц или гранулята по данному изобретению.
Иные аспекты и воплощения настоящего изобретения будут ясны из нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения.
Краткое описание фигур
3
Фигура 1 представляет собой изображение микрочастиц по данному изобретению, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) с увеличением ×1.11·10.
Фигура 2 представляет собой изображение микрочастиц по данному изобретению, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) с увеличением ×678.
Осуществление изобретения
Для кристаллических стеролов характерно, что структура кристалла стабилизируется сильными ван-дер-ваальсовыми взаимодействиями, а также водородными связями. В воде или водных растворах, кроме того, вследствие гидрофобных взаимодействий значительно сокращается доступная площадь контакта с окружающей средой. В этом состоит основная причина относительно низкой биологической активности кристаллических стеролов.
Прочная кристаллическая структура может быть нарушена в результате смешения с определенными агентами, как, например, жирные кислоты или соли металлов и жирных кислот, поверхностно-активные вещества или моноглицериды. Автор настоящего изобретения обнаружил, что можно создать аморфную структуру, которая способствует дальнейшей обработке для получения продукта, содержащего фитостеролы с повышенной биологической доступностью.
Так, автор настоящего изобретения обнаружил, что можно получить аморфное некристаллическое вещество, составив композицию, содержащую комбинацию фитостерольного компонента и частично растворимого в воде компонента, который выбирают из поверхностно-активных веществ, жирных кислот или производных жирных кислот, и что это аморфное вещество может быть далее подвергнуто обработке, в результате которой получается продукт, содержащий фитостеролы с повышенной биологической доступностью.
Как правило, растворимость гидрофобных или амфифильных веществ зависит от температуры, концентрации солей, pH и, разумеется, от присутствия других компонентов, способных увеличить растворимость, например, путем образования мицелл. Растворимость определяется разностью стандартной свободной энергии переноса из разбавленного водного раствора в чистую жидкость при 25°C. Например, растворимость чистой стеариновой кислоты в воде составляет около 0,3 мг/л при этих конкретных условиях. С другой стороны, добавление карбоната калия в водную фазу, содержащую стеариновую кислоту, значительно увеличивает растворимость благодаря образованию растворимого в воде стеарата калия. Таким образом, растворимость частично растворимых в воде компонентов по данному изобретению можно изменять в основном путем изменения температуры и добавления компонентов, способствующих растворимости.
По одному из аспектов данного изобретения предлагается композиция, пригодная для получения пористых микрочастиц, содержащих фитостеролы. Указанная композиция содержит помимо фитостерольного компонента частично растворимый в воде компонент.
Композиция по данному изобретению подвергается описанной ниже обработке для получения молекулярной смеси в виде гомогенной массы, состоящей только из одной аморфной фазы.
Фитостерольный компонент содержит в основном ситостерол, ситостанол, кампестерол, кампестанол и/или стигмастерол, но точный состав фитостерольного компонента зависит, например, от конкретного растительного источника. В фитостерольном компоненте могут присутствовать также другие стеролы, как, например, брассикастерол, стигмастерол, клионастерол. Как правило, фитостерольный компонент представляет собой смесь двух или более фитостеролов, которые могут присутствовать в свободной форме либо в природной форме эфира. Недорогими источниками растительных стеролов являются, например, растительные масла, их фузы и дистилляты, а также другие источники растительных масел, как, например, таловое масло.
Частично растворимый в воде компонент выбирают из поверхностно-активных веществ, жирных кислот, производных жирных кислот, солей металлов и жирных кислот, солей металлов и производных жирных кислот или любых их смесей.
Жирные кислоты по данному изобретению являются неразветвленными, насыщенными или мононенасыщенными, в особенности насыщенными, предпочтительно содержащими цепь из 10-26 атомов углерода или 12-24 атомов углерода, например 14-22 или 16-20, например 16-18 атомов углерода. Например, жирные кислоты можно выбирать из лауриновой (С12:0), миристиновой (С14:0), пальмитиновой (С16:0), стеариновой (С18:0), олеиновой (С18:1), арахиновой (С20:0), бегеновой (С22:0) и эруковой (С22:1) кислот.
Производные жирных кислот по данному изобретению предпочтительно являются моно- или диглицеридами неразветвленных насыщенных или мононенасыщенных жирных кислот, например перечисленных выше. Предпочтительно производные жирных кислот являются моноглицеридами или диглицеридами жирных кислот, выбираемых из жирных кислот, содержащих цепь из 10-26 атомов углерода, или 12-24 атомов, например 12-22, или 12-20 атомов, например 12-16, в особенности 12-14 атомов углерода. Например, это может быть моно- или диглицерид жирной кислоты, выбираемой из лауриновой (С12:0), миристиновой (С14:0), пальмитиновой (С16:0), стеариновой (С18:0), олеиновой (С18:1), арахидоновой (С20:0), бегеновой (С21:0) и эруковой (С22:0) кислот. Предпочтительно производное жирной кислоты является моноглицеридом.
+
+
2+
2+
+
В качестве солей металлов и жирных кислот или производных жирных кислот по данному изобретению подходят фармацевтически приемлемые и/или пригодные для пищевых продуктов соли, например соли щелочных или щелочноземельных металлов (Li, Na, К, Mg и Са), но также могут использоваться соли других металлов, например Zn, Al, Fe. Предпочтительно соль металла образована одновалентным катионом, например Na и К или двухвалентным катионом, например Mg или Са. Например, в одном приемлемом воплощении данного изобретения соль металла является солью одновалентного катиона, например Na.
В одном воплощении настоящего изобретения частично растворимый в воде компонент содержит по меньшей мере одну жирную кислоту и по меньшей мере один моно- и/или диглицерид (т.е. монацилглицерол и/или диацилглицерол) или соль металла и любого из указанных соединений, как описано выше. Например, частично растворимый в воде компонент может содержать по меньшей мере одну жирную кислоту и по меньшей мере один моноглицерид и/или соль металла любого из этих соединений.
В том случае когда частично растворимый в воде компонент содержит и моноглицерид, и диглицерид, жирнокислотный компонент моно- и диглицерида предпочтительно выбирают из той же группы.
В качестве поверхностно-активных веществ по данному изобретению подходят неионные, анионные или цвиттерионные соединения, например соединения с углеводородной цепью из 8-20 атомов углерода. Могут использоваться фармацевтически приемлемые и/или пригодные для пищевых продуктов соединения.
Примерами неионных поверхностно-активных веществ являются моноацилглицеролы и эфиры сахарозы и жирных кислот.
Примерами анионных и цвиттерионных поверхностно-активных веществ является, например, лецитин, т.е. соединения с лецитиновой группой, например жировые вещества, встречающиеся в животных и растительных тканях (в яичном желтке, соевых бобах, хлопковом семени, кукурузе, зародышах пшеницы, овсе, ячмене, подсолнечнике, рапсе, в том числе в улучшенном рапсовом масле, льняном семени, арахисе, пальмовом ядре), которые, как правило, состоят из фосфорной кислоты, холина, жирных кислот, глицерола, гликолипидов, триглицеридов и фосфолипидов (например, фосфатидилхолина, фосфатидилэтаноламина и фосфатидилинозита), в особенности фосфатидилхолина. По данному изобретению приемлем лецитин из имеющихся в продаже источников, например лецитин яичного желтка или лецитин растительного происхождения, например лецитин соевого масла.
Из числа фосфолипидов по данному изобретению могут использоваться, например, фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, N-ацилфосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозит, фосфатидилглицерол, дифосфатидилглицерол и фосфатидная кислота.
Другие примеры поверхностно-активных веществ включают диалкилсульфосукцинат натрия, полиоксиэтиленглицерол, полиоксиэтиленстеариловый эфир, пропокси-этокси-сополимер, эфиры полиэтилена и жирных спиртов, эфиры полиоксиэтиленсорбитана и жирных кислот, этоксилированное гидрогенизированное касторовое масло и бутоксилированное гидрогенизированное касторовое масло; следует учесть, что точная идентичность поверхностно-активного вещества не является предметом настоящего изобретения, а специалисту в данной области техники не составит труда найти множество других примеров приемлемых поверхностно-активных веществ для применения по настоящему изобретению.
Композиции по данному изобретению содержат 60-95% (масса/масса) фитостерольного компонента, например 65-80% (масса/масса), и 5-40% (масса/масса) частично растворимого в воде компонента, например 35-20% или 30-25% (масса/масса).
Количественное (масса/масса) соотношение фитостерольного и частично растворимого в воде компонентов в композиции по данному изобретению составляет предпочтительно от 1,5:1 до 19:1, более предпочтительно от 1,5:1 до 5:1, например от 2:1 до 4:1 или от 2:1 до 3:1.
В одном воплощении настоящего изобретения указанная композиция содержит от 1 до 5% (масса/масса) моноглицеридов жирных кислот, описанных выше.
В одном воплощении настоящего изобретения указанная композиция содержит от 5 до 35% (масса/масса) жирных кислот, описанных выше.
В одном воплощении настоящего изобретения указанная композиция содержит от 0,001 до 2% (масса/масса) поверхностно-активных веществ, описанных выше.
В одном воплощении частично растворимый в воде компонент содержит жирные кислоты и моноглицериды в количественном соотношении (масса/масса) предпочтительно от 30:1 до 1:1, более предпочтительно от 20:1 до 2:1, например от 15:1 до 5:1, например от 14:1 до 6:1.
В одном особенном воплощении данного изобретения указанная композиция содержит фитостерольный компонент (i) и частично растворимый в воде компонент (ii) в количественном соотношении (масса/масса) (i):(ii) от 60:40 до 80:20, например от 65:35 до 75:25, например около 70:30.
В одном воплощении по меньшей мере одна жирная кислота присутствует в форме соли металла, как описано выше.
В одном воплощении по меньшей мере один моноглицерид жирной кислоты присутствует в форме соли металла, как описано выше.
В одном воплощении композиция по данному изобретению содержит от 0,001 до 0,5% (масса/масса) соли металла и жирной кислоты и/или моноглицерида жирной кислоты, описанных выше, в частности соль металла и жирной кислоты.
Описанная выше композиция по данному изобретению, будучи обработана способом по данному изобретению, образует пористые микрочастицы, содержащие фитостеролы с повышенной биологической доступностью.
Таким образом, по одному аспекту данного изобретения предлагается способ получения пористых микрочастиц, содержащих фитостеролы, путем
- получения гомогенного расплава композиции, содержащей фитостерольный компонент и частично растворимый в воде компонент,
- охлаждения указанного расплава с образованием твердого аморфного вещества,
- переработки этого вещества в тонкодисперсный порошок и
- объединением указанного порошка с водной фазой при перемешивании.
Гомогенный расплав готовится путем нагревания композиции по данному изобретению до такой температуры и в течение такого промежутка времени, которые достаточны для расплавления всех компонентов указанной композиции. Как правило, компоненты композиции смешивают вместе до нагревания, а нагревание и плавление осуществляются при перемешивании, так что получается гомогенный расплав. Однако следует отметить, что указанные компоненты можно расплавлять по отдельности и смешивать вместе только после расплавления.
Гомогенный расплав затем отверждают с образованием твердого аморфного вещества, охлаждая его либо быстро, например, с использованием жидкого азота, либо более медленно при перемешивании. Полученное твердое аморфное вещество можно сразу включить в следующую стадию обработки либо хранить для дальнейшего использования. Желательно держать это вещество в холодильнике; в любом случае его нужно хранить при температуре ниже температуры плавления любого из его компонентов, например при комнатной температуре.
На следующей стадии способа по данному изобретению твердое аморфное вещество превращают в тонкодисперсный порошок, что достигается путем измельчения, дробления, растирания или любого другого подходящего для этого приема. Размер частиц получаемого порошка составляет 10-1000 мкм, предпочтительно от 20 до 200 мкм. Указанный порошок можно включить непосредственно в следующую стадию или же хранить для использования в дальнейшем.
На следующей стадии способа по данному изобретению указанный порошок смешивают с водной фазой и держат при перемешивании в течение промежутка времени, достаточного для того, чтобы часть ограниченно растворимого в воде компонента порошка растворилась в воде. Этот промежуток времени зависит в основном от объема водной фазы, размера частиц, скорости и эффективности перемешивания, а также от температуры. Обычно требуется от 5 до 60 минут, например 10-30 минут, но если нужно, данную стадию можно продлить.
Как правило, перемешивание осуществляется со скоростью от 100 до 30000 об/мин, например при 200-20000 об/мин или 1000-10000 об/мин, в зависимости от перемешивающего устройства и конфигурации перемешивания, температуры водной фазы, концентрации и состава водорастворимого компонента. Количественное соотношение (масса/масса) водной фазы и порошка обычно составляет от 10:1 до 1:10, например от 5:1 до 1:5.
Температура водной фазы берется от 15°C до 95°C, например от 15°C до 70°C, например от 20°C до 30°C, например около комнатной температуры.
Водная фаза для смешивания с указанным порошком может представлять собой чистую воду без каких бы то ни было дополнительных компонентов или же водный раствор различных веществ, способствующих получению пористых микрочастиц по данному изобретению.
Например, водная фаза может содержать по меньшей мере одну соль металла, например щелочного или щелочноземельного металла, например карбонат, бикарбонат или гидроксид, как, например, карбонаты натрия, кальция или магния или соответствующие бикарбонаты либо гидроксиды. В одном воплощении настоящего изобретения водная фаза содержит такую соль металла в концентрации от 0,005% до 2% (масса/масса), например 0,01-1% (масса/масса) от водной фазы. Эти соли металлов способствуют растворению частично растворимого в воде компонента.
При необходимости в водной фазе могут присутствовать дополнительные частично растворимые в воде компоненты, например поверхностно-активные вещества (любые из упомянутых выше), для увеличения эффективности обработки. Так, поверхностно-активное вещество может присутствовать в водной фазе в концентрациях от 0,001% до 5% (масса/масса), например от 0,005% до 4%, или от 0,01% до 2%. В одном воплощении данного изобретения водная фаза содержит лецитин в концентрации от 0,01% до 2% (масса/масса). Считается, что дополнительные частично растворимые компоненты стабилизируют суспензию.
Также водная фаза может содержать компонент(ы), способствующий стабилизации пористости фитостерольных микрочастиц. Таким стабилизирующим компонентом могут быть пектин, крахмал, модифицированный крахмал, каррагенан, агар, гуаровая камедь, аравийская камедь и их смеси. В одном воплощении данного изобретения водная фаза содержит от 0,005% до 5% (масса/масса), например от 0,01% до 3% такого стабилизирующего компонента.
Пористые микрочастицы могут быть отделены от водной фазы путем фильтрования, центрифугирования, выпаривания воды или любым другим методом разделения взвесей.
Микрочастицы высушивают, например, в вакууме и в результате получают порошок с превосходными физиологически важными свойствами: он обладает способностью снижать уровень холестерола в крови и прекрасно характеризуется органолептически.
Например, в одном воплощении данного изобретения фитостерольный компонент и частично растворимый в воде компонент смешивают и расплавляют при нагревании с образованием гомогенного раствора. Этот раствор охлаждают до отверждения, переносят в измельчитель и измельчают. Полученный порошок переносят в водную фазу и держат при перемешивании в течение требуемого промежутка времени. Затем отделяют фитостерольные микрочастицы от водной фазы путем фильтрования и высушивают в вакууме.
2
2
Ранее известные в данной области техники микронизированные фитостерольные препараты, как правило, характеризуются площадью поверхности приблизительно 60 м/г фитостеролов. С помощью способа по настоящему изобретению можно получить микрочастицы с площадью поверхности 100-500 м/г фитостеролов. Не входя в рамки каких-либо теоретических рассуждений, заметим, что наблюдаемое увеличение площади поверхности обусловлено, в частности, присутствием в композиции частично растворимого в воде компонента, который способствует снижению поверхностного натяжения водной фазы, а также частично растворяется в ней, тем самым обеспечивая неровность поверхности и пористость микрочастиц (ср. фигуры 1 и 2).
В процессе обработки в водной фазе вследствие растворения частично растворимого в воде компонента состав частиц изменяется, так как менее растворимый материал задерживается в твердой фазе частиц. Таким образом, водная обработка создает вторичную композицию, отличную от исходной, путем растворения компонентов из частиц в водной фазе. Изменения композиции зависят от равновесных параметров, например исходного состава, размера частиц, объема водной фазы и температуры, а также от кинетических факторов, например скорости и эффективности перемешивания, и от времени обработки. Кроме того, из-за таких факторов, как удержание на фильтре и увеличенное поглощение воды частицами, прямое гравиметрическое сравнение до и после водной обработки редко дает точную информацию о составе вторичной, т.е. получаемой композиции.
Пористые микрочастицы по данному изобретению, как правило, имеют размер от 10 до 100 мкм, например 10-50 мкм, например 15-40 мкм, но можно получать также и более крупные или мелкие частицы.
Частицы по настоящему изобретению можно гранулировать, применяя обычные методы гранулирования, известные специалистам в данной области техники, чтобы получать гранулят с размером гранул, например, 100-1000 мкм, например 100-500 мкм.
Пористые микрочастицы по данному изобретению можно использовать для производства таблеток, пилюль или капсул либо тем или иным путем добавлять в пищевые продукты в тонкодисперсной форме или же в форме гранулята.
Примерами пищевых продуктов, в которые могут быть включены пористые микрочастицы по данному изобретению, являются молочные продукты (например, молоко, йогурт, сливочное масло, сыр и «спреды»), соки и напитки на основе соков, напитки на основе риса или сои, хлебные и кондитерские изделия, чипсы и т.п.
Например, количество микрочастиц, соответствующее суточной дозе фитостеролов 1-3 г, например, 2 г фитостеролов, может быть добавлено в 50-200 г пищевого продукта, например в 80-150 г пищевого продукта, например в 80-150 г напитка.
Микрочастицы по данному изобретению могут быть включены в пищевой продукт путем инфузии, инъекции, замешивания тем или иным способом, погружения, распыления, нанесения на поверхность и др. в зависимости от характера конкретного пищевого продукта, обогащаемого фитостеролами.
В связи с применением микрочастиц по данному изобретению в качестве пищевой добавки следует отметить, что дополнительным преимуществом способа по данному изобретению является то, что эти частицы не имеют неприятного вкуса. Следовательно, указанные микрочастицы, будучи использованы как пищевая добавка, не повлияют существенно на вкус и аромат пищевого продукта. Соответственно, композиция по данному изобретению может использоваться в пищевых продуктах без ухудшения их текстуры, вкуса и запаха.
Лекарственной формой для композиций по данному изобретению могут служить пилюли, таблетки, жевательные таблетки, таблетки в оболочке, мягкие и твердые капсулы, порошки и грануляты, например, в виде порционных пакетиков, и проч., включая препараты с постепенным высвобождением лечебного агента.
Композиция по данному изобретению может вводиться нуждающемуся в том объекту как физически отдельный препарат, в единичной или множественной дозировке, причем каждая доза содержит определенное количество фитостеролов, при необходимости вместе с приемлемыми эксципиентами и/или носителями.
Вводимое количество фитостеролов должно быть таким, чтобы обеспечить желаемый терапевтический эффект после введения одной или более доз фармацевтического препарата. Дозировка зависит, например, от истории болезни пациента, его возраста, состояния здоровья, массы тела и проч., и определяется лечащим врачом. Как правило, суточная доза варьирует в пределах 0,5-3 г фитостеролов; это количество принимают за один раз или в несколько приемов, например 1-6 раз в день или 1-3 раза в день. Например, суточную дозу 1,5 г фитостеролов можно принимать в дискретной лекарственной форме, например в виде жевательных таблеток, содержащих по 500 мг фитостеролов.
Концентрация фитостеролов в фармацевтическом препарате может быть очень высокой благодаря преимуществам, которые дает пористая структура микрочастиц по данному изобретению. Например, в фармацевтическом препарате по данному изобретению содержание фитостеролов может составлять до 95% (масса/масса), или до 80%, или до 70%. Так, в жевательных таблетках, изготовленных с использованием пористых микрочастиц по данному изобретению, содержание фитостеролов может составлять 500 мг на одну таблетку весом 1,4 г или 700 мг на одну таблетку весом 1 г.
Фармацевтический препарат по данному изобретению может содержать обычно используемые фармацевтически приемлемые эксципиенты, как, например, увлажняющие агенты, смазывающие (улучшающие скольжение) агенты, красители, ароматизаторы, консерванты и/или носители, хорошо известные специалистам в данной области техники.
Фармацевтически приемлемые носители химически инертны в отношении прочих компонентов препарата и не имеют вредных побочных или токсических эффектов в условиях его применения. Примерные составы фармацевтических препаратов можно найти в последнем издании работы Remington: The Science and Practice of Pharmacy. A.R.Gennaro, Editor. Lippincott, Williams and Wilkins. Некоторые примеры веществ, которые могут играть роль носителей включают: сахара (например, ксилит, лактозу, глюкозу и сахарозу), крахмалы (например, кукурузный и картофельный), целлюлозу и ее производные (например, натрий-карбоксиметилцеллюлозу, этилцеллюлозу, ацетат целлюлозы), порошок трагакантовой камеди, солод, желатин, тальк, стеариновую кислоту, стеарат магния, сульфат кальция, растительные масла (например, арахисовое, хлопковое, кунжутное, оливковое, кукурузное), а также другие нетоксичные совместимые вещества, используемые при изготовлении фармацевтических препаратов.
Фармацевтические препараты в виде капсул могут содержать фитостерольные микрочастицы в гранулированной форме, которые смешаны с наполнителями (например, лактозой), связующими веществами (например, крахмалами) и/или веществами, улучшающими скольжение (например, тальком или стеаратом магния) и, при необходимости, стабилизирующими агентами.
Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами, которые не ограничивают его объем.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Пример 1
Смешивают 70 г фитостеролов, 26 г стеариновой кислоты и 4 г моноглицерилмиристата и расплавляют путем нагревания с образованием гомогенного раствора при ожидаемой температуре отверждения около 95°C. Этот раствор охлаждают и переносят в измельчитель, с помощью которого превращают его в порошок. Полученный порошок соединяют с 0,5 л воды при комнатной температуре и осторожно перемешивают с помощью лопастной мешалки при 100 об/мин. Через 30 минут перемешивания фитостерольные микрочастицы отделяют от водного раствора путем фильтрования и высушивают в вакууме. Выход: 98,7 г фитостерольных микрочастиц со средним размером 30 мкм.
Пример 2
Смешивают 70 г фитостеролов, 26 г стеариновой кислоты и 4 г моноглицерилмиристата и расплавляют путем нагревания с образованием гомогенного раствора при ожидаемой температуре отверждения около 95°C. Этот раствор охлаждают и переносят в коллоидный измельчитель, с помощью которого превращают его в порошок. Полученный порошок соединяют с 0,5 л воды, содержащей 2% лецитина (лецитина яичного желтка, приобретенного в фирме Engelhardt & Со АВ, Sweden) при комнатной температуре и перемешивают с помощью блендера Thurrax при 20000 об/мин. Через 10 минут перемешивания фитостерольные микрочастицы отделяют от водного раствора путем фильтрования и высушивают в вакууме. Выход: 96,3 г фитостерольных микрочастиц со средним размером 15 мкм.
Пример 3
Смешивают 70 г фитостеролов, 26 г стеариновой кислоты и 4 г моноглицерилмиристата и расплавляют путем нагревания с образованием гомогенного раствора при ожидаемой температуре отверждения около 94°C. Этот раствор охлаждают и переносят в коллоидный измельчитель, с помощью которого превращают его в порошок. Полученный порошок соединяют с 0,5 л воды, содержащей 0,5% карбоната натрия, при комнатной температуре и перемешивают с помощью блендера Thurrax при 20000 об/мин. Через 10 минут перемешивания фитостерольные микрочастицы отделяют от водного раствора путем фильтрования и высушивают в вакууме. Выход: 98 г фитостерольных микрочастиц со средним размером 15 мкм.
Пример 4
Смешивают 70 г фитостеролов, 28 г стеариновой кислоты и 2 г моноглицериллаурата и расплавляют путем нагревания с образованием гомогенного раствора при ожидаемой температуре отверждения около 99°C. Этот раствор охлаждают и переносят в коллоидный измельчитель, с помощью которого превращают его в порошок. Полученный порошок соединяют с 0,5 л воды, содержащей 0,5% пектина, при комнатной температуре и перемешивают с помощью блендера Thurrax при 20000 об/мин. Через 10 минут перемешивания фитостерольные микрочастицы отделяют от водного раствора путем фильтрования и высушивают в вакууме. Выход: 99,6 г фитостерольных микрочастиц со средним размером 15 мкм.
Пример 5
Смешивают 75 г фитостеролов, 23,5 г стеариновой кислоты, 0,5 г стеарата натрия и 1 г моноглицерилмиристата и расплавляют путем нагревания с образованием гомогенного раствора при ожидаемой температуре отверждения около 105°C. Этот раствор охлаждают и переносят в измельчитель, с помощью которого превращают его в порошок. Полученный порошок соединяют с 0,5 л водного раствора пектина (0,1%) при комнатной температуре и перемешивают с помощью бытового лопастного блендера при 100 об/мин. Через 30 минут перемешивания фитостерольные микрочастицы отделяют от водного раствора путем фильтрования и высушивают в вакууме. Выход: 98,3 г фитостерольных микрочастиц со средним размером 15 мкм.
Пример 6
Смешивают 70 г фитостеролов, 27 г пальмитиновой кислоты и 3 г моноглицерилмиристата и расплавляют путем нагревания с образованием гомогенного раствора при ожидаемой температуре отверждения около 90°C. Этот раствор охлаждают и переносят в измельчитель, с помощью которого превращают его в порошок. Полученный порошок соединяют с 0,3 л водного раствора пектина (0,1%) при комнатной температуре и перемешивают с помощью блендера Thurrax при 2000 об/мин. Через 30 минут перемешивания фитостерольные микрочастицы отделяют от водного раствора путем фильтрования и высушивают при 30°C. Выход: 96,3 г фитостерольных микрочастиц со средним размером 25 мкм.
Пример 7
Смешивают 70 г фитостеролов, 26 г стеариновой кислоты и 4 г моноглицерилмиристата и расплавляют путем нагревания с образованием гомогенного раствора при ожидаемой температуре отверждения около 95°C. Этот раствор охлаждают и переносят в коллоидный измельчитель, с помощью которого превращают его в порошок. Полученный порошок соединяют с 0,5 л воды при комнатной температуре и перемешивают с помощью блендера Thurrax при 20000 об/мин. Через 10 минут перемешивания фитостерольные микрочастицы отделяют от водного раствора путем фильтрования и высушивают в вакууме.
Полученный продукт в виде порошка в количестве 50 г смешивают с 30 г ксилита, 10 г прежелатинизированного кукурузного крахмала, 4 г аскорбиновой кислоты, 0,5 г аспартама и 0,8 г ментола. Смесь непосредственно прессуют, формуя жевательные таблетки весом по 1,4 г, содержащих по 500 мг фитостеролов. Этот продукт имеет превосходные качества: легко жуется, стабилен и характеризуется хорошими органолептическими свойствами.
Пример 8
Смешивают 70 г фитостеролов, 26 г стеариновой кислоты и 4 г моноглицерилмиристата и расплавляют путем нагревания с образованием гомогенного раствора при ожидаемой температуре отверждения около 95°C. Этот раствор охлаждают и переносят в коллоидный измельчитель, с помощью которого превращают его в порошок. Полученный порошок соединяют с 0,5 л воды, содержащей 2% лецитина, при комнатной температуре и перемешивают с помощью блендера Thurrax при 20000 об/мин. Через 10 минут перемешивания фитостерольные микрочастицы отделяют от водного раствора путем фильтрования и высушивают в вакууме. Полученный продукт в виде порошка гранулируют, так что средний размер частиц возрастает от 15 мкм до 150 мкм.
Полученный продукт в виде гранулята в количестве 50 г смешивают с 5 г микрокристаллической целлюлозы, 10 г прежелатинизированного кукурузного крахмала, 4 г кроскармелозы натрия и 2 г стеарата магния. Смесь непосредственно прессуют, формуя таблетки весом по 1 г, содержащих по 700 мг фитостеролов. Этот продукт имеет превосходные качества: достаточно хрупок, стабилен и характеризуется хорошими органолептическими свойствами.
Клиническое исследование
Предварительное клиническое исследование с использованием таблеток, полученных в соответствии с принципами, описанными в настоящем изобретении, подтвердили возможность получения фитостерольных микрочастиц с высокой физиологической активностью и изготовления на их основе конечной лекарственной формы - таблеток. Два здоровых испытуемых ежедневно на протяжении одного месяца принимали 3 раза в день во время еды по одной жевательной таблетке, содержащей 500 мг фитостеролов в форме аморфных высокоактивных микрочастиц (суточная доза 1,5 г фитостеролов).
До начала курса приема указанного препарата у испытуемых брали два образца крови с интервалом в две недели для определения исходных уровней (концентраций в сыворотке крови) триглицеридов, холестерола в составе HDL и холестерола в составе LDL, а также аполипопротеинов A1 и В. Затем содержание этих компонентов в сыворотке крови определяли раз в неделю на протяжении 30 суток. По истечении этих 30 дней брали два образца крови с интервалом в две недели для определения уровней указанных веществ, установившихся после курса приема таблеток по данному изобретению.
Полученные данные демонстрируют статистически значимое снижение концентрации LDL-холестерола в сыворотке крови на 21,5% (29% у одного испытуемого и 14% у второго) и снижение уровня суммарного холестерола на 16,4% (19,1% и 13,6%). В отношении HDL-холестерола и триглицеридов статистически значимого эффекта не наблюдалось. Эти результаты существенно лучше, чем обычно получаемые в клинических испытаниях с обогащенными фитостеролами пищевыми продуктами. А именно, снижение уровня холестерола отмечалось уже в первую неделю от начала приема препарата по данному изобретению, а на вторую неделю устанавливался стабильный уровень ниже исходного.
После прекращения приема препарата по данному изобретению концентрация холестерола в крови за две недели возрастала до уровня, сравнимого с исходным. Интересно, что к концу 4-недельного периода приема препарата содержание аполипопротеина В статистически значимо снижалось на 8%. В настоящее время аполипопротеин В считается более точным маркером риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, чем уровень суммарного холестерола или холестерола в составе LDL. Аполипопротеин В содержится (по одной молекуле) в каждой из частиц LDL, VLDL или IDL (липопротеинов низкой плотности, очень низкой плотности и промежуточной плотности), тогда как аполипопротеин A1 ассоциирован с частицами HDL (липопротеинов высокой плотности). Следовательно, число липопротеиновых частиц в кровотоке, а не содержание холестерола могут использоваться в качестве маркера. Но, как правило, эту величину измеряют редко из-за практических причин, и в качестве маркеров риска развития сердечно-сосудистых заболеваний чаще всего используются концентрации суммарного холестерола или холестерола в составе LDL.