Cápsula sin uniones.

Cápsula sin uniones que se puede almacenar de forma estable durante un largo periodo de tiempo en forma de cápsula de dos capas sin uniones,

que comprende

- una capa interior que comprende una composición en suspensión, y

- una capa exterior que comprende una composición de cubierta que tiene permeabilidad al agua,

en la que la composición en suspensión de la capa interior comprende un biocatalizador en suspensión en una sustancia oleosa, y la composición de cubierta de la capa exterior comprende una sustancia permeable al agua, en la que la cápsula de dos capas sin uniones forma una pseudo estructura de tres capas con capa exterior/capa oleosa/capa acuosa, cuando se sumerge en un fluido acuoso; en la que el biocatalizador es, como mínimo, un elemento seleccionado del grupo que comprende enzimas, microorganismos, células animales, células vegetales, y tejidos vegetales.

Cápsula sin uniones Sector técnico

La presente invención se refiere a una cápsula sin uniones que contiene un biocatalizador tal como una enzima o una célula viva y que es aplicable a un biorreactor y similares.

Antecedentes de la técnica

Desde 1950, con el fin de reducir las cargas ambientales, han aumentado los catalizadores biológicos o biocatalizadores, tal como una enzima derivada de un organismo, un microorganismo, o una célula o tejido de origen animal o vegetal, que se colocan en un recipiente de reacción para producir una sustancia, tal como se le denomina, la producción de una sustancia mediante un reactor biológico o biorreactor. Las técnicas del sector de la bioingeniería y del sector de la biociencia se aplican al biorreactor. Por ejemplo, para la utilización efectiva de un biocatalizador, se utiliza una técnica para inmovilizar el biocatalizador en un biorreactor.

Por ejemplo, se pueden utilizar procedimientos entre los que se incluyen la unión a un portador, la reticulación, atrapamiento, y las combinaciones de los mismos para la inmovilización de biocatalizador. En particular, el atrapamiento (específicamente, el atrapamiento utilizando un gel macromolecular tal como agar, carragenato, alginato, resina fotocurable, o poliacrilamida) se utiliza para la inmovilización de microorganismos, células o tejidos de animales o plantas.

En detalle, de forma convencional, los microorganismos y las células vivas se suspenden en un sol de macromoléculas en el que no se ha formado un gel, y el sol se gelifica a continuación para el atrapamiento. Por lo tanto, sólo se utilizan con eficacia las células vivas cerca de la superficie del gel, y la reactividad por célula viviente es pobre. Además, algunas células vivas pueden desprenderse de la matriz de gel.

Se han propuesto varios procedimientos de atrapamiento para solucionar estos problemas (por ejemplo, la solicitud de Patente europea EP 1407678 A1 y los documentos de patente 1 a 3).

La solicitud de Patente europea EP 1407678 A1 da a conocer cápsulas que contienen líquido en el que células o tejidos vitales se suspenden y en las que estas células o tejidos se pueden hacer crecer. El documento de patente 1 da a conocer una microcápsula hueca con una cubierta exterior porosa y la encapsulación de microorganismos o similares en la microcápsula. Específicamente, se da a conocer que una fase orgánica, que contiene partículas de alginato cálcico en las que se atrapa una levadura, se dispersa en una fase acuosa para preparar una emulsión O/W (aceite en agua), y esta emulsión se seca para proporcionar una microcápsula (procedimiento de coacervación), y el alginato cálcico incluido en la microcápsula se disuelve y se elimina lavando con ácido clorhídrico para encerrar la levadura en la microcápsula hueca. Sin embargo, para esta microcápsula, dado que se utiliza principalmente poliestireno en la cubierta de la cápsula, se puede utilizar un disolvente orgánico perjudicial durante la formación de la cápsula. Las microcápsulas obtenidas por este procedimiento de coacervación no son uniformes en el diámetro de la cápsula y el espesor de la cubierta y, por lo tanto, la reactividad de las levaduras en el núcleo de la cápsula puede ser incontrolable.

El documento de patente 2 da a conocer una cápsula sin uniones en la que se encapsulan células y tejidos vivos. El documento de patente 3 da a conocer una cápsula de tres capas sin uniones que tiene una cubierta de resina fotocurable. Para las cápsulas sin uniones tal como las que se dan a conocer en estos documentos, dado que el agua está en el núcleo y el fluido que contiene las células vivas que se van a encapsular es un fluido acuoso, se debe tener cuidado para evitar la contaminación. Además, para la producción de las cápsulas sin uniones se puede requerir un tiempo prolongado para el secado, un proceso complicado y un aumento de coste.

El documento de patente 4 da a conocer un procedimiento para producir un microorganismo inmovilizado, mediante la preparación en proporciones específicas de una suspensión que contiene un prepolímero que tiene un peso molecular de 3500 a 20000, un agente de reticulación que tiene un peso molecular de 71 o mayor y que tiene una proporción de su peso molecular al del prepolímero de 0,045 o menos, y un microorganismo, y la polimerización de la suspensión para producir el microorganismo incluido e inmovilizado en el polímero reticulado. Para el microorganismo incluido e inmovilizado (micropartículas) obtenido por este procedimiento, es problemático que el aumento de los microorganismos en la superficie con el avance de la reacción se transfiera a la solución de reacción provocando nebulosa ("cloud").

Completamente alejado del atrapamiento, el documento de patente 5 da a conocer una preparación bacteriana viva estable caracterizada porque un polvo seco que contiene una bacteria viva que tiene una acción de control de la función intestinal se suspende en una grasa o aceite, para la estabilidad de almacenamiento de la bacteria viva, y también da a conocer que la preparación bacteriana viva se introduce en una cápsula blanda para su utilización. El documento de patente 6 da a conocer una cápsula de dos capas en la que un aceite que contiene enterobacterias

beneficiosas dispersadas se introduce en una cápsula que tiene un diámetro de 3 mm o menos, para la administración de las enterobacterias beneficiosas vía ingestión oral al intestino.

Aparte de lo descrito anteriormente, existe demanda de cápsulas aplicables a un biorreactor en las que se inmovilice un biocatalizador.

Documentos de la técnica anterior

Documentos de patente

Documento de Patente 1: Publicación de Patente japonesa abierta a inspección pública No. 2003-88747 Documento de Patente 2: Publicación de Patente japonesa abierta a inspección pública No. 2001-245660 Documento de Patente 3: Publicación de Patente japonesa abierta a inspección pública No. 2003-325638 Documento de Patente 4: Publicación de Patente japonesa abierta a inspección pública No. 2006-61097 Documento de Patente 5: Publicación de Patente japonesa abierta a inspección pública No. S56-2908 Documento de Patente 6: Publicación de Patente japonesa abierta a inspección pública No. S62-201823

Características de la invención

Problemas a resolver por la invención

Es un objetivo de la presente invención el dar a conocer una cápsula sin uniones aplicable a un biorreactor.

Medios para resolver los problemas

La presente invención se refiere a una cápsula sin uniones que puede almacenarse de forma estable durante un periodo de tiempo largo en forma de una cápsula de dos capas sin uniones, que comprende una capa interior que comprende una composición en suspensión, y una capa exterior de cubierta y que tiene permeabilidad al agua, en la que la composición en suspensión de la capa interior comprende un biocatalizador suspendido en una sustancia oleosa, y la composición de cubierta de la capa exterior comprende una sustancia permeable al agua, en la que la cápsula de dos capas sin uniones forma una pseudo estructura de tres capas con capa exterior/capa oleosa/capa acuosa, cuando se introduce en un fluido acuoso; en la que el biocatalizador es, como mínimo, un elemento seleccionado del grupo que comprende microorganismos, células animales, células vegetales y tejidos vegetales.

La presente invención se refiere además a un biorreactor que comprende la mencionada cápsula sin uniones.

Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de la cápsula sin uniones, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende sumergir en un fluido acuoso una cápsula de dos capas sin uniones, que comprende una capa interior que comprende una composición en suspensión, y una capa exterior que comprende una composición de cubierta y que tiene permeabilidad al agua, en la que la composición en suspensión de la capa interior comprende un biocatalizador suspendido en una sustancia oleosa, y la composición de cubierta de la capa exterior comprende una sustancia permeable al agua.

Finalmente, la presente invención se refiere además a la utilización de las cápsulas sin uniones anteriores como biorreactor.

Los presentes inventores han llevado a cabo una extensa investigación para resolver los problemas descritos anteriormente, y han descubierto que una cápsula sin uniones que tiene una pseudo estructura de tres capas con capa exterior/capa oleosa/capa acuosa (véase la figura 1 (b)) es aplicable a un biorreactor. La cápsula se obtiene por inmersión, en un fluido acuoso, de una cápsula de dos capas sin uniones (véase la figura 1 (a)) compuesta de una... [Seguir leyendo]

1. Cápsula sin uniones que se puede almacenar de forma estable durante un largo periodo de tiempo en forma de cápsula de dos capas sin uniones, que comprende

- una capa interior que comprende una composición en suspensión, y

- una capa exterior que comprende una composición de cubierta que tiene permeabilidad al agua,

en la que la composición en suspensión de la capa interior comprende un biocatalizador en suspensión en una sustancia oleosa, y la composición de cubierta de la capa exterior comprende una sustancia permeable al agua,

en la que la cápsula de dos capas sin uniones forma una pseudo estructura de tres capas con capa exterior/capa oleosa/capa acuosa, cuando se sumerge en un fluido acuoso; en la que el biocatalizador es, como mínimo, un elemento seleccionado del grupo que comprende enzimas, microorganismos, células animales, células vegetales, y tejidos vegetales.

2. Cápsula sin uniones, según la reivindicación 1, en la que el biocatalizador es, como mínimo, un elemento seleccionado del grupo que comprende microorganismos, células animales, células vegetales y tejidos vegetales, y el biocatalizador se activa mediante la pseudo estructura de tres capas con capa exterior/capa oleosa/capa acuosa.

3. Cápsula sin uniones, según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que la composición de cubierta comprende, como mínimo, un elemento seleccionado del grupo que comprende carragenato, agar, glucomanano, alginato, oligómeros basados en acrilato, oligómeros basados en poliéster insaturado, oligómeros basados en epoxi, oligómeros basados en éter de vinilo, oligómeros basados en polieno-tiol y oligómeros basados en cinamato.

4. Cápsula sin uniones, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la sustancia oleosa es, como mínimo, un elemento seleccionado del grupo que comprende aceite de oliva, aceite de jojoba, aceite de maíz, aceite de colza, manteca de cerdo, sebo de vaca, aceite de ballena, aceite de ricino, aceite de soja, aceite de arroz, aceite de germen de arroz, aceite de coco, aceite de palma, aceite de semilla de cacao, aceite de aguacate, aceite de nuez de macadamia, escualano, aceite de visón, aceite de tortuga, hidrocarburos con 8 a 30 átomos de carbono, cera de abejas, cera de carnauba, cera de arroz, lanolina, parafina líquida, vaselina, ácidos grasos que tienen de 4 a 30 átomos de carbono, ésteres de ácidos grasos que tienen de 4 a 30 átomos de carbono y sacarosa, ésteres de ácidos grasos que tienen de 4 a 30 átomos de carbono y glicerol, alcoholes grasos que tienen de 4 a 30 átomos de carbono, y ésteres de ácidos grasos que tienen de 4 a 30 átomos de carbono y alcoholes grasos que tienen de 4 a 30 átomos de carbono.

5. Biorreactor que comprende la cápsula sin uniones, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Procedimiento para producir una cápsula sin uniones, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende sumergir en un fluido acuoso una cápsula de dos capas sin uniones que comprende

- una capa interior que comprende una composición en suspensión, y

- una capa exterior que comprende una composición de cubierta que tiene permeabilidad al agua,

en la que la composición en suspensión de la capa interior comprende un biocatalizador en suspensión en una sustancia oleosa y la composición de cubierta de la capa exterior comprende una sustancia permeable al agua.

7. Procedimiento, según la reivindicación 6, en el que la cápsula de dos capas sin uniones se obtiene utilizando un dispositivo de producción de cápsulas equipado con una tobera doble concéntrica que tiene, desde la parte más interior, una primera tobera y una segunda tobera, mediante un procedimiento que comprende extruir simultáneamente la composición en suspensión que comprende un biocatalizador en suspensión en una sustancia oleosa desde la primera tobera y la composición de cubierta que comprende una sustancia permeable al agua desde la segunda tobera en un fluido.

8. Utilización de la cápsula sin uniones, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, como biorreactor.