Suspensión que contiene nanopartículas de ácido silícico coloidal estabilizadas con hidronio, formulación obtenida a partir de dicha suspensión diluida, polvo obtenido a partir de dicha suspensión deshidratada, composiciones obtenidas a partir de dicho polvo, preparación y uso.

Una suspensión estable de nanopartículas de ácido silícico coloidal que tienen un pH inferior a 0,

9, unaconcentración de silicio molar entre 0,035 y 0,65, una concentración de agua libre de al menos el 30%(peso/volumen) y una relación entre concentraciones molares de ión hidronio y Si superior a 2.

Suspensión que contiene nanopartículas de ácido silícico coloidal estabilizadas con hidronio, formulación obtenida a partir de dicha suspensión diluida, polvo obtenido a partir de dicha suspensión deshidratada, composiciones obtenidas a partir de dicho polvo, preparación y uso [0001] La presente invención se refiere a una suspensión acuosa estable que contiene nanopartículas coloidales de ácido silícico estabilizadas con hidronio que pueden disolverse en ambientes acuosos, a su preparación y uso. También se refiere al compuesto sólido de dicha suspensión, bajo la forma de polvo, a su preparación y usos. Se refiere adicionalmente a diversas composiciones que contienen dicho polvo y a sus usos. El polvo mantiene la biodisponibilidad de la suspensión acuosa.

Los silicatos son abundantes como silicatos y silicatos de aluminio. Representan casi toda la corteza de la tierra. Muchos organismos usan sílice como material protector o de fortificación contra depredadores, infección o condiciones medioambientales extremas. La sílice también puede participar en el desarrollo de metazoos y puede influir en reacciones enzimáticas.

Bacterias, protozoos, algas y plantas específicas forman ciertas estructuras de sílice. Usan aniones silicio, complejos de silicato o ácido monosilícico para crear estructuras de sílice (polimerizada) específicas, que se usan normalmente como capa de concha protectora. Algunas esponjas formas espículas que permiten el anclaje. Por tanto, forman un tipo de célula diferenciada que produce proteínas silicateína de esqueleto. Las diatomeas que son importantes en el ciclo del silicio biogénico forman frústulas de silicato como capa protectora contra los depredadores.

El silicio se encuentra en plantas a concentraciones que oscilan del 0, 01 al 10% o más (en peso seco) . Esto es mucho mayor que la mayoría de los macronutrientes. Múltiples estudios demostraron la función del silicio como aliviador del estrés biótico y abiótico inducido por otros organismos (bacterias, hongos, virus, protozoos, insectos, ...) y condiciones físicas (estrés por sales, estrés por sequía, estrés por agua, estrés por calor, estrés osmótico, estrés por frío, etc…) . Diferentes partes de la planta pueden mostrar grandes variaciones en la captación de silicio. Se observan fitolitos de sílice en las paredes celulares o luces de células vegetales. También hay asociaciones visibles con componentes de la pared celular (polisacáridos, pectinas, ligninas, proteínas, etc...) . La sílice no polimerizada como ácido mono y disilícico, los precursores de sílice biogénica, también pueden desempeñar una función activa en ciertos sistemas enzimáticos que participan en estrés oxidativo y en la biosíntesis y metabolismo de ciertas macromoléculas importantes en rutas bioquímicas (ref. 22, 23) .

Los seres humanos están continuamente expuestos a diferentes fuentes de silicio como polvo (sílice, silicatos) , partículas de tierra (silicatos, sílice) , sílice disuelta en agua, productos sanitarios, dióxido de silicio inerte en productos farmacéuticos y cosméticos, compuestos de silicio orgánico en implantes y dispositivos médicos, aditivos dietéticos (silicatos inertes) , suplementos dietéticos (geles coloidales, compuestos de silicio orgánico solubles) , extractos de plantas (fitolíticos) , cosméticos y artículos de tocador (silicatos insolubles) , detergentes, etc. Normalmente, ninguno de estos productos está altamente biodisponible. Sólo la sílice soluble y el ácido mono o disilícico en agua potable y en alimentos o suplementos dietéticos están biodisponibles y son seguros para el ser humano. La mayoría de los compuestos de silicio son captados por la alimentación y el agua potable. La ingesta dietética de una dieta occidental es aproximadamente 15-60 mg de Si/día. Un mayor consumo de plantas produce una mayor ingesta de hasta 200 mg de Si/día. La cerveza también es una fuente interesante de silicio biodisponible.

La absorción gastrointestinal de silicio depende principalmente de la presencia de especies absorbibles de ácido silícico y silicatos. Sólo los silicatos solubles (o complejos de silicato) y el ácido mono o disilícico de la disolución de compuestos de sílice son fácilmente absorbidos y secretados.

Además, el silicio es todavía un factor de riesgo en enfermedades humanas (ref. 24, 25, 26, 27, 28) . Más específicamente, la sílice (de arena) cristalina o (natural o sintética) amoría es activa mediante la activación de macrófagos y liberación de citocinas, factores de crecimiento y oxidantes (ROS) . Incluso se han expresado algunas preocupaciones en una posible asociación entre sílice y cáncer esofágico. Por tanto, es importante producir un compuesto de sol de sílice que sea soluble, hidratado y preferentemente rápidamente soluble tras la dilución. Partículas de sol sintéticas estables y purificadas podrían ser perjudiciales. Los compuestos de sílice solubles no son en absoluto tóxicos. La sílice cristalina puede liberar radicales libres en disolución (ROS) en combinación con hierro soluble y puede dañar directamente la capa de células epiteliales. Es importante que el agente estabilizante pueda secuestrar los radicales ROS, que también están induciendo la polimerización. Por tanto, es crucial no usar sílice seca o evaporada que se disuelve muy lentamente.

El silicio todavía no ha sido reconocido como un elemento esencial, aunque es esencial para bacteria, hongos, diatomeas y plantas específicas relacionado con la supervivencia y replicación. El silicio también desempeña una función importante en el crecimiento y fortaleza de animales y seres humanos. El silicio está fuertemente relacionado con el desarrollo de tejido conjuntivo y la actividad de células presentes en la matriz extracelular y podría desempeñar una función terapéutica importante en el mantenimiento y la prevención o tratamiento de enfermedades relacionadas con la matriz extracelular tales como arteriosclerosis, artritis, osteoartritis, osteoporosis, enfermedades de la piel-pelo y uñas, mineralización reducida del hueso, síntesis reducida de colágeno, crecimiento reducido del esqueleto, enfermedades de las articulaciones, curación de fracturas, etc.... También es importante en la desintoxicación de iones aluminio y otros metales tóxicos. Varias publicaciones recientes muestran la importancia del silicio en la salud ósea y especialmente en la síntesis de colágeno. Por tanto, es importante tener acceso a una tecnología aceptable y una formulación de silicio biodisponible para plantas, animales y seres humanos.

Las siguientes patentes: US-1.233.933, US-3.867.304, W002/051748, US-2.356.774, US-2.391.255 y US

3.083.167 tratan la formación de soles de sílice en medio ácido. Estos documentos desvelan soles de sílice estabilizados por medio de transferencia iónica o por uso de compuestos de complejación de ácido silícico orgánico.

Se han propuesto muchas composiciones de ácido silícico como sustitución a los productos de silicio para plantas, animales y seres humanos, pero tratan con silicio no coloidal o con ácido monosilícico no estabilizado.

El documento US-4.037.019 desvela hidrosoles ácidos y procedimiento para recubrimiento con los mismos. Los silicatos metálicos o silicato de magnesio hidratado y opcionalmente un compuesto de magnesio y un compuesto de boro se mezclan en medio ácido. Los soles obtenidos son resistentes durante al menos 15-20 minutos. La presente invención describe mezclas de silicato (polvos sólidos) que no son en absoluto solubles en medio ácido.

El documento US-6.335.457 describe un complejo que contiene ácido ortosilícico biológicamente asimilable, en el que el ácido ortosilícico está complejado con un polipéptido y bajo forma sólida, estable y concentrada. Se usa alcohol durante la síntesis de la forma sólida y el pH está entre 1, 5 y 4 durante la preparación. No se desvelan coloides de ácido silícico.

El documento EP-743.922 describe la preparación de ácido ortosilícico (monómero) estabilizado con un compuesto de amonio cuaternario disolviendo un compuesto de silicio en la disolución que contiene el agente estabilizante. Se obtienen concentraciones molares de silicio superiores a 1, 4 a valores a pH 4. No se forma silicio coloidal. El estabilizador siempre debe estar presente y no puede omitirse.

El documento US-2006/0178268 enseña una disolución acuosa que contiene ácido bórico y ácido silícico no coloidal. El boro está presente durante hidrólisis del compuesto de silicio en una disolución ácida. El ácido bórico absorbe los oligómeros. Sin la presencia de un humectante a una alta concentración sólo pueden obtenerse... [Seguir leyendo]

1. Una suspensión estable de nanopartículas de ácido silícico coloidal que tienen un pH inferior a 0, 9, una concentración de silicio molar entre 0, 035 y 0, 65, una concentración de agua libre de al menos el 30% (peso/volumen) y una relación entre concentraciones molares de ión hidronio y Si superior a 2.

2. Una suspensión según la reivindicación 1, en la que las partículas en suspensión pasan a través de un filtro de 0, 1 micrómetros, pero no son filtrables sobre un filtro de MW 20.000.

3. Una suspensión según la reivindicación 1 para la que RMN 29Si muestra un espectro de sílice coloidal típico con un pico en Q2 bajo separado.

4. Una suspensión según la reivindicación 1 que comprende además un compuesto de azufre orgánico tal como MSM (dimetilsulfonilmetano) o DMSO (sulfóxido de dimetilo) como estabilizador, en concentraciones variables del 0, 01 al 25% (peso/volumen) .

5. Una suspensión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que comprende además un estabilizador secundario que muestra las siguientes características: buena solubilidad en agua, fuerte atracción de hidronio y neutralizador de ROS (especies de oxígeno reactivas) que inducen la polimerización.

6. Una suspensión según la reivindicación 5, en la que el estabilizador secundario, presente en concentraciones que oscilan del 0, 5% (peso/volumen) al 60% (peso/volumen) , lo más preferentemente entre el 20 y el 50% (peso/volumen) , está seleccionado del grupo químico compuestos de poliéteres de glicol (particularmente propilenglicol) , polisacáridos sulfatados, polímeros de ácido carboxílico y ácidos hidroxílicos o combinaciones de los mismos.

7. Una suspensión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 complementada con:

i - Micro- y macronutrientes tales como:

A) sales solubles y fuentes de macro- y microelementos y oligoelementos, diferentes fuentes (sales, óxidos, complejos, etc...) de Ca, K, Na, Mg, Mn, B, Li, Sr, Se, Mo, Fe, Co, Cu, Zn, Ti, Al, Ag, Cr, Si, P, S, N, F, Cl, Br, I, o mezclas de los mismos B) nutrientes tales como azúcares, grasas, grasas, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas, aminoácidos, extractos de plantas, macromoléculas biológicas, metabolitos de plantas primarios y secundarios, compuestos de rutas biológicas (glucosamina, condroitina, ácido hialurónico, carnitina, ácidos orgánicos, compuestos de acetilo, ...) y combinaciones de los mismos, o mezclas de los mismos;

ii - activadores del crecimiento, fertilizantes, compuestos activos biológicos para la producción y protección de cultivos iii - antioxidantes hidrófilos e hidrófobos tales como carotenoides (beta-caroteno, luteína, licopeno, zeaxantina, ...) , flavonoides (quercetina, hesperetina, luteolina, rutina...) , aditivos alimentarios aceptados, enzimas antioxidantes, ácidos fenólicos, ácido lipoico, Co-Q10... iv - inhibidores enzimáticos, hormonas, antibióticos, u otros productos farmacéuticos v - colorantes alimentarios, edulcorantes alimentarios y aromas alimentarios naturales y sintéticos,

o mezclas de los mismos.

8. Formulación que comprende ácido monosilícico y/o ácido disilícico que consiste en la suspensión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 diluida en un ambiente acuoso.

9. Formulación según la reivindicación 8 complementada con:

i - Micro- y macronutrientes tales como:

A) sales solubles y fuentes de macro-y microelementos y oligoelementos, diferentes fuentes (sales, óxidos, complejos, etc...) de Ca, K, Na, Mg, Mn, B, Li, Sr, Se, Mo, Fe, Co, Cu, Zn, Ti, Al, Ag, Cr, Si, P, S, N, F, Cl, Br, I, o mezclas de los mismos B) nutrientes tales como azúcares, grasas, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas, aminoácidos, extractos de plantas, macromoléculas biológicas, metabolitos de plantas primarios y secundarios, compuestos de rutas biológicas (glucosamina, condroitina, ácido hialurónico, carnitina, ácidos orgánicos, compuestos de acetilo, ...) y combinaciones de los mismos, o mezclas de los mismos;

ii - activadores del crecimiento, fertilizantes, compuestos activos biológicos para la producción y protección de cultivos. iii - antioxidantes hidrófilos e hidrófobos tales como carotenoides (beta-caroteno, luteína, licopeno, zeaxantina, ... ) , flavonoides (quercetina, hesperetina, luteolina, rutina...) , aditivos alimentarios aceptados,

enzimas antioxidantes, ácidos fenólicos, ácido lipoico, Co-Q10... iv - inhibidores enzimáticos, hormonas, antibióticos, u otros productos farmacéuticos v - colorantes alimentarios, edulcorantes alimentarios, emulsionantes alimentarios y aromas alimentarios naturales y sintéticos,

o mezclas de los mismos.

10. Procedimiento para preparar una suspensión estable de nanopartículas de ácido silícico coloidal según la reivindicación 1 que tiene una concentración de silicio molar final Y comprendida entre 0, 035 y 0, 65, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

- proporcionar una disolución de silicio inorgánico u orgánico acuosa que tiene un silicio molar de 2Y;

- diluir dos veces dicha disolución de silicio inorgánico u orgánico acuosa añadiéndola a una disolución ácida acuosa cuya cantidad de ácido está determinada con el fin de obtener una disolución acidificada Y que tiene un pH inferior a 0, 9 y una relación entre concentraciones molares de iones hidronio y Si que es al menos 2;

- agitar, durante o después de la adición, hasta que se obtiene la suspensión estable de nanopartículas de ácido silícico coloidal.

11. Procedimiento según la reivindicación 10 que comprende las siguientes etapas:

a) Proporcionar una disolución alcalina fuerte inorgánica acuosa, b) Determinar la concentración de silicio molar final Y c) Diluir la disolución alcalina, en la medida de lo posible en agua purificada, produciendo una concentración de silicio molar de 2Y y preferentemente a temperatura < 30ºC d) Valorar la cantidad de ácido necesaria para neutralizar la disolución diluida a pH 7, 0 e) Calcular la cantidad de ácido necesaria alcanzar adicionalmente un pH inferior a 0, 9 y para alcanzar la relación de al menos 2 entre la concentración molar de iones hidronio y silicio. f) Preparar una disolución acuosa apropiadamente acidificada y, g) Mezclar rápidamente la disolución diluida en la disolución acuosa apropiadamente acidificada hasta obtener dicha suspensión coloidal estable de nanopartículas de ácido silícico.

12. Procedimiento según la reivindicación 10 que comprende las siguientes etapas:

a) Proporcionar un compuesto de silicio orgánico, b) Determinar la concentración de silicio molar final Y, c) Tomar un volumen del compuesto a diluir en agua acidificada produciendo una concentración de silicio de 2Y molar, d) Añadir lentamente el volumen del compuesto con agitación y/o sonicación en agua acidificada a pH 0, 9 y continuar hasta la hidrólisis completa, e) Diluir la disolución obtenida dos veces con agitación con agua acidificada que contiene el ácido complementario para alcanzar la relación entre iones hidrógeno y concentraciones molares de silicio, permaneciendo el pH de esta disolución inferior a 0, 9, hasta obtener dicha suspensión coloidal estable de nanopartículas de ácido silícico.

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 en el que ácidos minerales fuertes usados están seleccionados entre: HCl, H3PO4, H2SO4 y HNO3.

14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 13 en el que silicatos o sales de silicio completamente solubilizadas se usan como compuestos de silicio inorgánico.

15. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13 en el que disoluciones de silicio orgánico usadas son disoluciones acuosas de compuestos de silicio orgánico hidrolizables, lo más preferentemente alcoxisilanos o ésteres alquílicos de ácido monosilícico (Si (OR) 4) , Si (OR) 3OH, Si (OR) 2 (OH) 2, SiOR (OH) 3 en las que R es un compuesto de alquilo inferior.

16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15 que comprende una etapa de adición a dicha suspensión de un estabilizador primario que es un compuesto de azufre orgánico tal como MSM (metilsulfonilmetano) o DMSO (sulfóxido de dimetilo) , en concentraciones variables del 0, 01 al 25% (peso/volumen) , particularmente con el fin de obtener una suspensión de nanopartículas de ácido silícico coloidal estabilizadas durante periodos de tiempo de al menos 4 semanas.

17. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16 que comprende una etapa de adición de un estabilizador secundario, que es una sustancia atrayente de hidronio fuerte, soluble en agua y seleccionada preferentemente del grupo químico compuestos de poliéteres de glicol (propilenglicol, etc..) , polisacáridos sulfatados, polímeros de ácido carboxílico y ácidos hidroxílicos o combinaciones de los mismos, particularmente con el fin de obtener una suspensión de nanopartículas de ácido silícico coloidal estabilizadas durante periodos superiores a un año.

18. Procedimiento para preparar la formulación según la reivindicación 8, que comprende la etapa de disolver en agua o disolución acuosa la suspensión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

19. Suspensión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 para su uso en un tratamiento médico como fuente de ácido mono y disilícico.

20. Uso de la suspensión estable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para aplicaciones anticorrosivas como tal o en combinación con molibdatos u otros compuestos anticorrosivos tras la dilución.

21. Formulación según la reivindicación 8 ó 9 para su uso en un tratamiento médico como formulación de silicio biodisponible concentrada.

22. Procedimiento para preparar un polvo soluble que contiene silicio biodisponible, a partir de la suspensión estable según la reivindicación 1, caracterizado por las siguientes etapas:

a) añadir un vehículo altamente soluble en agua a la suspensión estable de nanopartículas de ácido silícico coloidal que tiene un pH inferior a 0, 9, una concentración de silicio molar entre 0, 035 y 0, 65, una concentración de agua libre de al menos el 30% (peso/volumen) y una relación entre concentraciones molares de ión hidronio y Si superior a 2 con el fin de absorber y precipitar las nanopartículas de ácido silícico coloidal y b) evaporar el agua libre hasta obtener un polvo.

23. Procedimiento según la reivindicación 22, caracterizado porque la etapa de añadir el vehículo comprende la adición de un compuesto orgánico de azufre, particularmente metilsulfonilmetano (MSM) , con el fin de aumentar la solubilización del vehículo, preferentemente hasta concentraciones del 20% (peso/volumen) .

24. Procedimiento según las reivindicaciones 22 ó 23, caracterizado porque el vehículo es una proteína, polipéptido, hidrolizado de proteínas, una poliamina - preferentemente con un peso molecular inferior a 300.000 - o mezclas de los mismos.

25. Procedimiento según una cualquiera reivindicaciones 22 a 24, caracterizado porque el vehículo se añade lentamente a la suspensión de ácido silícico con agitación hasta la solubilización completa del vehículo a una concentración final superior al 2% (peso/volumen) , preferentemente superior al 8% (peso/volumen) , porque el pH se corrige eventualmente hasta que sea inferior a 0, 9, porque la suspensión obtenida se estabiliza durante algunas horas y porque el agua libre de la suspensión se evapora por una técnica de deshidratación rápida; tal como evaporación a vacío o liofilización hasta obtener el polvo soluble.

26. Polvo que contiene nanopartículas de ácido silícico coloidal, preparado mediante el procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 22 a 25, que tiene una concentración de silicio entre el 0, 05% y el 15% (peso/peso) .

27. Polvo según la reivindicación 26 que contiene del 1, 5% al 8% (peso/peso) de Si como ácido silícico coloidal, del 50% al 75% (peso/peso) de hidrolizado de colágeno y del 10% al 35% (peso/peso) de metilsulfonilmetano (MSM)

28. Polvo según la reivindicación 26 ó 27 que contiene adicionalmente:

i - Micro- y macronutrientes tales como:

A) sales solubles y fuentes de macro-y microelementos y oligoelementos, diferentes fuentes (sales, óxidos, complejos, etc..) de Ca, K, Na, Mg, Mn, B, Li, Sr, Se, Mo, Fe, Co, Cu-, Zn, Ti, Al, Ag, Cr, Si, P, S, N, F, Cl, Br, I, o mezclas de los mismos B) nutrientes tales como azúcares, grasas, proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas, aminoácidos, extractos de plantas, macromoléculas biológicas, metabolitos de plantas primarios y secundarios, compuestos de rutas biológicas (glucosamina, condroitina, ácido hialurónico, carnitina, ácidos orgánicos, compuestos de acetilo, ...) y combinaciones de los mismos, o mezclas de los mismos;

ii - activadores del crecimiento, fertilizantes, compuestos activos biológicos para la producción y protección de cultivos. iii - antioxidantes hidrófilos e hidrófobos tales como carotenoides (beta-caroteno, luteína, licopeno, zeaxantina, ...) , flavonoides (quercetina, hesperetina, luteolina, rutina...) , aditivos alimentarios aceptados, enzimas antioxidantes, ácidos fenólicos, ácido lipoico, Co-Q10... iv - inhibidores enzimáticos, hormonas, antibióticos, u otros productos farmacéuticos v - colorantes alimentarios, edulcorantes alimentarios, emulsionantes alimentarios y aromas alimentarios naturales y sintéticos,

o mezclas de los mismos.

29. Forma de dosificación que contiene una suspensión según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 o una formulación según una cualquiera de las reivindicaciones 8 ó 9 o un polvo según una cualquiera de las reivindicaciones 26 a 28.

30. Forma de dosificación según la reivindicación 29 como cápsula, gel suave, pastilla para chupar comprimida, comprimido, supositorio, píldora recubierta de gelatina, crema, gel, loción, pomada, linimento, apósito, ungüento, parche.