Способ иммобилизации пробиотических культур микроорганизмов в гелевые сферические частицы на основе природных полисахаридов
METHOD FOR IMMOBILIZATION OF PROBIOTIC CULTURES OF MICROORGANISMS INTO GEL SPHERICAL PARTICLES BASED ON NATURAL POLYSACCHARIDES

Изобретение относится к ветеринарии и медицине и заключается в способе иммобилизации (инкапсуляции) в гели на основе природных полисахаридов пробиотических культур микроорганизмов для их защиты от агрессивного воздействия желудочного сока.
Из уровня техники известны способы получения микрокапсул пробиотических препаратов.
Известен способ инкапсуляции интестевита, характеризующийся тем, что 100 мг интестевита растворяют в 1 мл диоксана, или диметилсульфоксида, или диметилформамида, диспергируют полученную смесь в раствор натрий карбоксиметилцеллюлозы в ацетоне, содержащий   300 мл указанного полимера, в присутствии 0,01 г препарата Е472 с при перемешивании, приливают 1 мл дистиллированной воды, полученную суспензию отфильтровывают и сушат (RU 2544169, МПК A61K 9/50, А61K 35/66, A61K 35/74, A61K 47/38, опубл. 10.03.2015).
Недостатками данного способа являются длительность процесса.
Известен способ инкапсуляции на основе композиции, включающей альгинат с высоким содержанием маннуроновой кислоты и поликатион, имеющий индекс полидисперсности менее 1,5 (RU 2429864, МПК A61K 35/407, A61K 9/50, A61P 1/16, A61P 3/10, A61P 25/00, A61P 37/04, опубл. 27.09.2011).
Композиция является пригодной для изготовления биологически совместимых микрокапсул, содержащих живые клетки для алло- или ксенотрансплантации. Получаемые микрокапсулы являются более долговечными и могут сохранять свою структурную и функциональную целостность в течение длительных периодов времени по сравнению с известными альгинатными микрокапсулами. Недостатком способа является применение послойного трехэтапного приготовления капсул, что удлиняет и усложняет процесс получения капсул и может губительно сказаться на клетках.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является способ получения микрокапсул с использованием распылительного охлаждения в распылительной градирне Niro при следующих условиях: температура воздуха на входе 10 °С, температура воздуха на выходе 28 °С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 оборотов/мин (RU 2359662, МПК А61К 009/56, A61J 003/07, B01J 013/02, A23L 001/00, опубл. 27.06.2009).
Микрокапсулы по изобретению обладают улучшенной стабильностью и обеспечивают регулируемое и/или пролонгированное высвобождение активного ингредиента. Недостатками известного способа являются длительность процесса и применение специального оборудования, комплекс определенных условий (температура воздуха на входе 10 °С, температура воздуха на выходе 28°С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 оборотов/мин).
Технический результат, при использовании заявленного изобретения, заключается в упрощении и ускорении процесса получения инкапсулированных микроорганизмов, уменьшении потерь пробиотических культур при прохождении через желудочно-кишечный тракт.
ο
-1
Сущность изобретения заключается в том, что способ иммобилизации пробиотических культур микроорганизмов в гелевые сферические частицы на основе природных полисахаридов включает диспергирование 100 мг лиофилизированной массы пробиотических культур микроорганизмов в 10 мл полисахаридной смеси, экструдирование полученной смеси в отверждающий агент, в качестве которого используют 20 %-ный раствор хлорида кальция, при температуре 4 С и непрерывном перемешивании при не менее 500 обв течение 5 мин, полученные гелевые сферические частицы отфильтровывают и переносят в физиологический раствор. Все этапы проводят в асептических условиях с использованием стерильных растворов.
Способ осуществляют следующим образом.
ο
-1
Диспергируют пробиотические культуры микроорганизмов в инкапсулирующем материале. Для этого 100 мг лиофилизированной массы пробиотических культур микроорганизмов помещают в 10 мл полисахаридной смеси. Процесс получения гелевых сферических частиц осуществляется через экструдер капельным методом. Экструдируют полученную смесь в отверждающий агент, в качестве которого используют 20 %-ный раствор хлорида кальция, при температуре 4 С и непрерывном перемешивании при 500 обв течение 5 мин, полученные сферические частицы отфильтровывают и переносят в физиологический раствор. Все этапы проводят в асептических условиях с использованием стерильных растворов.
Выход гелевых сферических частиц с инкапсулированными пробиотическими микроорганизмами составляет более 90 %.
ο
ο
-1
ο
Пример 1. Получение гелевых сферических частиц пробиотических культур в смеси альгината, хитозана, ксантана. Готовят водные растворы полисахаридов (2 %) ксантана, альгината, хитозана. Растворы смешивают в пропорции 1:1:1, стерилизуют при температуре 121 С в течение 15 мин, хранят в холодильнике при температуре не выше 4 С. 100 мг лиофилизированной массы пробиотических микроорганизмов смешивают с 10 мл подготовленной смеси полисахаридов и путем капельной экструзии прокапывают полученную смесь в 20 %-ный водный раствор хлорида кальция при непрерывном перемешивании (не менее 500 об) при температуре 4 С. Полученные гелевые сферические частицы стерильно отфильтровывают и помещают в стерильный физиологический раствор.
6
Получено 9,2 г гелевых капсул (влажный вес) размером 2-3 мм. Выход гелевых капсул составил 92 %. Среднее число иммобилизованных клеток на 1 капсулу 5*10 колониеобразующих единиц (КОЕ).
ο
ο
-1
ο
6
Пример 2. Получение гелевых сферических частиц пробиотических культур в смеси альгината и хитозана. Готовят водные растворы полисахаридов (2 %) альгината и хитозана. Растворы смешивают в пропорции 1:1, стерилизуют при температуре 121 С в течение 15 мин, хранят в холодильнике при температуре не выше 4 С. 100 мг лиофилизированной массы пробиотических микроорганизмов смешивают с 10 мл подготовленной смеси полисахаридов и путем капельной экструзии прокапывают полученную смесь в 20 %-ный водный раствор хлорида кальция при непрерывном перемешивании (не менее 500 об) при температуре 4 С. Полученные гелевые сферические частицы стерильно отфильтровывают и помещают в стерильный физиологический раствор. Получено 9,4 г гелевых капсул (влажный вес) размером 2-3 мм. Выход гелевых капсул составил 94 %. Среднее число иммобилизованных клеток на 1 капсулу 5*10 КОЕ.
Технический результат, при использовании заявленного изобретения, заключается в упрощении и ускорении процесса получения иммобилизованных в гели на основе природных полисахаридов пробиотических микроорганизмов, увеличении их жизнеспособности при прохождении через желудочно-кишечный тракт.