ES2989510T3 - Sistema portador para la preparación de extractos herbáceos - Google Patents

Abstract

Método para estabilizar un extracto herbáceo bioactivo en una composición que comprende partículas de silicio, comprendiendo el método poner en contacto el extracto herbáceo bioactivo con las partículas de silicio, en presencia de al menos un disacárido no reductor. También composiciones y métodos relacionados. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema portador para la preparación de extractos herbáceos

Campo de la invención

La presente invención se refiere a agentes de administración para contener extractos herbáceos. Más particularmente, aunque no exclusivamente, la presente invención se refiere a la utilización de nanopartículas de silicio como agentes de estabilización, administración y liberación controlada. La invención se refiere, además, a composiciones y métodos relacionados.

Antecedentes de la invención

Los extractos herbáceos resultan útiles en muchas aplicaciones. Por ejemplo, resultan útiles tanto en medicina tradicional como en la medicina modera, con fines nutriciones y para el tratamiento de plantas, por ejemplo para protegerlas frente a patógenos.

El documento n.° WO 2010/038064 A1 da a conocer una composición de cuidado personal o una composición alimentaria que comprende un material microparticulado mesoporoso, en el que por lo menos algunos de los poros del material están cargados con por lo menos un ingrediente y el material microparticulado mesoporoso cargado se encapsula en una capa protectora.

Los desarrollos en los campos del genoma y la proteómica han proporcionado nuevas oportunidades para un análisis más detallado de los metabolitos vegetales y extractos relacionados, mejorando la comprensión de la función de sus componentes individuales y abriendo de esta manera nuevas perspectivas sobre su uso para el tratamiento de trastornos humanos y animales, así como incrementando las defensas vegetales frente a los microorganismos [Lundstrom et al., Medicines, 2017, 4, 12].

La utilización de extractos herbáceos puede ser problemática en muchos casos debido a que con frecuencia estos contienen compuestos químicos que son inestables durante el almacenamiento y el uso, especialmente al formularlos en un medio acuoso para la administración. Lo anterior dificulta garantizar que se mantiene una dosis eficaz de los compuestos útiles y también podría resultar en la formación de productos de degradación tóxicos.

Por ejemplo, tanto los compuestos flavonoides naturales quercetina (3,3',4',5,7-pentahidroxiflavona) y luteolina (3',4',5,7-terahidroxiflavona), extraídos de especímenes deSphaeranthus indicus,son moléculas bioactivas importantes capaces de ejercer efectos antioxidantes, antialérgicos y antiinflamatorios. Sin embargo, ambos son inestables al exponerlos a oxígeno u otros oxidantes, lo que provoca la degradación de sus fracciones químicas [Ramesová et al., Anal. Bioanal. Chem., 2016, 402, 975].

El mecanismo de oxidación de polifenoles y su estabilidad en medios acuosos está gobernados por rutas de oxidación de compuestos hidroxi y la distribución de diversas formas de disociación en solución.

Existe una necesidad de estabilizar los extractos herbáceos, especialmente los que contienen compuestos flavonoides y polifenoles, y especialmente aquellos que están formulados en composiciones acuosas. El reino vegetal contiene muchos miles de compuestos químicos para diversas funciones, incluyendo defensas contra insectos, hongos, virus y bacterias, y representan un recurso extremadamente valioso, el potencial del cual no ha sido explotado por completo debido a la reducida estabilidad de los compuestos.

La presente invención se basa en la utilización de nanopartículas que contiene silicio para estabilizar los extractos herbáceos y/o como un portador para los extractos herbáceos. Las partículas que contienen silicio resultan especialmente útiles debido a que pueden proporcionar un medio hidrofílico en el que pueden estabilizarse los compuestos hidrofílicos y, de esta manera, presentan semividas más largas que al formularse en composiciones acuosas debido a que las partículas que contienen silicio proporcionan un medio al que pueden asociarse los compuestos hidrofílicos, pero que también puede asociarse a lípidos hidrofóbicos, por lo que permite extender la tecnología de encapsulado en microesferas a la estabilización de compuestos herbáceos hidrofílicos.

La utilización de materiales que contienen silicio también resulta ventajosa debido a que son no tóxicos. Pueden producirse materiales que contienen silicio como micro- o nanopartículas y se utilizan de esta manera como un agente de estabilización que se considera generalmente inocuo tanto para el cuerpo humano como para el medio natural.

Silicio

El silicio es un elemento traza esencial para las plantas y animales. El silicio presenta un papel estructural como constituyente de los complejos de proteína-glucosaminoglicano presentes en la matriz de tejido conectivo de los mamíferos, además de presentar una función metabólica en el crecimiento y osteogénesis (el silicio participa en el proceso de mineralización ósea). De esta manera, el silicio resulta esencial para el desarrollo normal de los huesos y el tejido conectivo. El silicio también es conocido que desempeña un papel importante en la salud de la piel, actuando como un promotor del colágeno y la elastina, y participando en procesos antioxidantes en el cuerpo. Está implicado en la producción de los glucosaminoglicanos y los enzimas dependientes del silicio incrementan los beneficios de los procesos naturales de construcción de los tejidos.

La manipulación de la superficie de silicio requiere consideración. Esto es porque la unión de una molécula de fármaco a la superficie de silicio es altamente dependiente de la energía superficial. La hidroxilación de la superficie reducirá el ángulo de contacto superficial, favoreciendo la unión de las moléculas polares. Alternativamente, el crecimiento del óxido superficial incrementará el ángulo de contacto superficial, favoreciendo la unión de las moléculas hidrofóbicas. En consecuencia, debe considerarse tanto el tamaño de partícula como la química superficial a fin de conseguir el control del nivel de carga de agente activo y la velocidad de liberación.

Los presentes inventores han desarrollado un método para estabilizar un extracto herbáceo bioactivo en composiciones que comprenden nanopartículas que contienen silicio.

Sumario de la invención

Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un método para estabilizar un extracto herbáceo bioactivo en una composición que comprende nanopartículas de silicio con un diámetro medio de entre 10 y 1000 nm, comprendiendo el método la puesta en contacto del extracto herbáceo bioactivo con la nanopartícula de silicio, en la presencia de trehalosa.

La reunión del extracto herbáceo bioactivo y la partícula de silicio opcionalmente puede ser en la presencia de uno o más compuestos adicionales, por ejemplo aminoácidos y/o compuestos lipídicos.

Según un segundo aspecto de la invención, se proporciona una composición para estabilizar un extracto herbáceo bioactivo, comprendiendo la composición nanopartículas de silicio que presentan un diámetro medio de entre 10 y 1000 nm y trehalosa, en la que la trehalosa está presente en una proporción en peso de silicio de por lo menos 1:10.

Las partículas de silicio preparadas según el primer aspecto de la invención o una composición según el segundo aspecto de la invención pueden ser de utilidad como medicamento.

La administración de una composición según una realización del segundo aspecto de la invención puede proporcionar un beneficio cosmético al sujeto.

Según un tercer aspecto de la invención, se proporciona un método de protección de plantas frente a los daños por plagas o la prevención o el tratamiento de una infección fúngica, bacteriana o parasitaria de dicha planta, o de protección de dichas plantas frente al estrés oxidativo, que comprende administrar en dichas plantas una composición según el segundo aspecto de la invención.

Evidentemente se apreciará que pueden incorporarse características descritas en relación a un aspecto de la presente invención en otros aspectos de la presente invención. Por ejemplo, los métodos de la invención pueden incorporar cualquiera de las características descritas en referencia a composiciones y otros productos de la invención, y viceversa.

Descripción de los dibujos

Figura 1. Fotografía que muestra los primeros 4 tubos. Extracto herbáceo deSphaeranthus indicusdispersado en, respectivamente: etanol, H2O destilada, metanol y cloroformo. Como puede apreciarse al observar la parte inferior de los tubos, es visible un sedimento insoluble tras dispersar el extracto herbáceo en los solventes. En los tubos 5 a 8 se muestra, respectivamente: extracto herbáceo deSphaeranthus indicusdispersado en H2O destilada, y seguidamente filtrado; solución obtenida después de la extracción en frío en H2O y diluido 1:10; solución obtenida después de la extracción en caliente en H2O (75 °C) y diluida 1:10; solución obtenida después de la extracción en caliente en H2O (75 °C).

Figura 2. Fotografía que muestra la apariencia de la solución filtrada deSphaeranthus indicustras la extracción con agua caliente (75 °C), polvos herbales deSphaeranthus indicus,y papel de filtro tras la filtración.

Figura 3. Análisis de absorción de UV-Vis. deSphaeranthus indicusfiltrado en agua caliente durante el tiempo. El gráfico muestra la alteración de la absorbancia detectable máxima a lo largo de un periodo de 24 horas. Las etiquetas individuales no pueden verse pero hay picos en 322 nm, 263 nm y 195 nm. Las líneas inferiores se registran en un punto temporal posterior a las líneas superiores.

Figura 4. Espectros de absorbancia de UV-Vis. que muestran como línea A (naranja en el original), un extracto herbáceo deSphaeranthus indicusen agua a 0 h; como línea B (rojo en el original), un extracto herbáceo deSphaeranthus indicusen agua a las 24 h; como línea C (verde en el original), un extracto herbáceo deSphaeranthusindicusestabilizado con partículas de silicio y trehalosa en agua a las 0 h, y como línea D (azul en el original), un extracto herbáceo deSphaeranthus indicusestabilizado con partículas de silicio y trehalosa en agua a las 24 h.

Figura 5. Gráfico que muestra la variación de absorbancia de un extracto deSphaeranthus indicusa lo largo de 24 horas. La desviación en el gráfico representa la variación de la absorbancia entre el tiempo=0 y el tiempo=24 horas. Solo el extracto deSphaeranthus indicusen agua mostró una susceptibilidad a la degradación (círculos) significativa. El mismo extracto tratado con solo trehalosa (cuadrados) o solo silicio (triángulos hacia arriba) mostró una cierta estabilidad a lo largo del mismo periodo de tiempo de análisis. También se observó sinergia entre la trehalosa y los polvos de silicio en la estabilización del extracto en agua (triángulos invertidos).

Figura 6.Sphaeranthus indicusestabilizado en trehalosa: espectros de UV-Vis a las 24 h (A), 96 h (B), 254 h (C) y 350 h (D).

Figura 7.Sphaeranthus indicusestabilizado con partículas de silicio activado: espectros de UV-Vis. a las 24 h (A), 96 h (B), 254 h (C) y 350 h (D).

Figura 8.Sphaeranthus indicusestabilizado con partículas de silicio activado y trehalosa: espectros de UV-Vis a las 24 h (A), 96 h (B), 254 h (C) y 350 h (D).

Figura 9. Muestra gráficamente la variación de los espectros de absorbancia para extracto deSphaeranthus indicusa las 350 h para diferentes métodos de estabilización.

Figura 10. Fotografías que muestran: plantas deCannabis sativaexpuestas a sal, pulverizadas con solución tampón (etiquetado como “NaCl tampón”); plantas deCannabis sativaexpuestas a sal, pulverizadas con el sistema de administración de la invención solo (etiquetado como “NaCl plataforma”); y plantas deCannabis sativapulverizadas con el sistema de administración que portaba quercetina (dos formulaciones, etiquetadas como “NaCl S iSafl” y “NaCl SiSaf2”, respectivamente). Cada planta tratada se muestra junto a una planta deCannabis sativaexpuesta a sal de control (en la que no se había aplicado ningún tratamiento) etiquetada como “NaCl control”. Las fotografías en color originales muestran un pardeamiento visible de las hojas tratadas con solo tampón y de las hojas de control, en comparación con las hojas tratadas con el sistema de administración, en particular en comparación con las hojas tratadas con el sistema de administración que llevaba quercetina. Las fotografías muestran un marchitamiento visible de las hojas tratadas con tampón solo y de las hojas de control, en comparación con las hojas tratadas con el sistema de administración, en particular en comparación con las hojas tratadas con el sistema de administración que llevaba quercetina.

Descripción detallada

Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un método para estabilizar un extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, uno o más de un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico) en una composición que comprende nanopartículas de silicio que presentan un diámetro medio de entre 10 y 1000 nm, comprendiendo el método la puesta en contacto del extracto herbáceo bioactivo con las nanopartículas de silicio en la presencia de trehalosa.

Partículas de silicio

Según todos los aspectos de la invención, la composición comprende nanopartículas de silicio que presentan un diámetro medio de entre 10 y 1000 nm. En algunas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta de cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico) son nanopartículas de silicio que presentan un diámetro nominal de entre 20 y 400 nm, por ejemplo de entre 50 y 350 nm, por ejemplo de entre 80 y 310 nm, por ejemplo de entre 100 y 250 nm, por ejemplo de entre 120 y 240 n, por ejemplo de entre 150 y 220 nm, por ejemplo de aproximadamente 200 nm. El diámetro nominal al que se ha hecho referencia anteriormente puede referirse al diámetro medio y por lo menos 90 % de las partículas totales en una muestra de nanopartículas de silicio puede estar comprendido dentro del intervalo de tamaños especificado. Son preferentemente porosas. Están constituidas de silicio puro o un material que contiene silicio hidrolizable. Las partículas de silicio pueden hacerse porosas mediante técnicas estándares, tales como la puesta en contacto de las partículas con una mezcla de ácido fluorhídrico (HF)/etanol y la aplicación de una corriente. Mediante la modificación de la concentración de HF y la densidad de corriente y el tiempo de exposición, pueden controlarse la densidad de los poros y su tamaño, y puede llevarse a cabo el seguimiento mediante micrografía electrónica de barrido y/o mediante medición isotérmica volumétrica de adsorción-desorción de nitrógeno.

Las partículas de silicio pueden ser de silicio puro o de otro material que contenga silicio. En algunas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,en donde el extracto comprende quercetina, un extracto vegetal de cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo o un extracto de árbol de cítrico) si no son de silicio puro, preferentemente contienen por lo menos 50 %, 60 %, 70 %, 80 %, 90%o 95%de silicio y preferentemente muestran una tasa de hidrólisis (por ejemplo en tampón de PBS a temperatura ambiente) de por lo menos 10 % de la tasa de hidrólisis de las partículas de silicio puro de las mismas dimensiones. Los ensayos de hidrólisis de material que contiene silicio son ampliamente conocidos de la técnica, por ejemplo tal como los descritos en el documento n.° WO2011/001456.

Las partículas según todos los aspectos de la invención son preferentemente porosas. Por ejemplo, su porosidad puede incrementar su área superficial en un factor de como mínimo 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5 o 4 respecto al área superficial de un material no poroso de dimensiones equivalentes. En algunas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo o un extracto de árbol de cítrico), su área superficial total se incrementa preferentemente en virtud de su porosidad en por lo menos 50 % o en por lo menos 100 % respecto al área superficial de partículas no porosas correspondientes. En muchas circunstancias, las partículas de silicio porosas en realidad presentarán un incremento mucho mayor del área superficial total en virtud de su porosidad.

En algunas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo o un extracto de árbol de cítrico), las partículas de silicio presentan un diámetro medio de entre 20 y 300 nm, por ejemplo de entre 20 y 290 nm, de entre 20 y 280 nm, de entre 20 y 270 nm, de entre 20 y 260 nm, de entre 20 y 250 nm, de entre 20 y 240 nm, de entre 20 y 230 nm, de entre 20 y 220 nm, de entre 20 y 210 nm, especialmente de entre 20 y 200 nm. Para algunas aplicaciones relacionadas con la aplicación dérmica, resulta ventajoso que las nanopartículas de silicio estén dimensionadas de manera que sean excesivamente pequeñas para bloquear conductos pilosebáceos u orificios de los conductos sudoríparos (poros), pero permita que las partículas penetren activamente hasta el fondo de los folículos pilosos en lugar de actuar meramente como un depósito superficial para el extracto herbáceo bioactivo.

Disacárido no reductor

Según todos los aspectos de la invención (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo o un extracto de planta de cítrico), el disacárido no reductor trehalosa está incluido en el producto o método relevante.

Proporción de disacárido no reductor a silicio

En la composición según el segundo aspecto de la invención, la trehalosa está presente en una proporción en peso de silicio de por lo menos 1:10. Preferentemente, la trehalosa está presente en una proporción en peso respecto al silicio de por lo menos 1:1, o de por lo menos 1:0,5. En otros aspectos de la invención, preferentemente, la trehalosa está presente en una proporción en peso respecto al silicio de por lo menos 1:1000, de por lo menos 1:100, de por lo menos 1:50, de por lo menos 1:10, de por lo menos 1:1 o de por lo menos 1:0,5.

Aminoácidos

Según determinadas realizaciones de todos los aspectos de la invención (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo o un extracto de árbol de cítrico), las partículas de silicio se ponen en contacto adicionalmente con un aminoácido (por ejemplo, uno o ambos de arginina y glicina). En su sentido más amplio, el término “aminoácido” comprende cualquier compuesto orgánico artificial o natural que contiene un grupo funcional amina (-NH2) y uno carboxilo (-COOH). Incluye un aminoácido a, p, y y 5. Incluye un aminoácido en cualquier configuración quiral. Según algunas realizaciones, resulta preferente que sea un aminoácido a natural. Puede ser un aminoácido proteinogénico o un aminoácido natural no proteinogénico (tal como carnitina, levotiroxina, hidroxiprolina, ornitina o citrulina). Resulta especialmente preferente que comprenda arginina, histidina o glicina, o una mezcla de arginina y glicina.

De acuerdo con lo anterior, las composiciones farmacéutica o cosméticamente compatibles de la invención son tales que las partículas en contacto con una superficie están asociadas al extracto herbáceo bioactivo, que es un agente farmacéutico o cosmético activo (por ejemplo, un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo o un extracto de árbol de cítrico) y un aminoácido (preferentemente seleccionado de arginina, glicina, histidina y mezclas de los mismos, lo más preferentemente tanto arginina como glicina).

Según realizaciones preferentes, por lo menos 80 %, por ejemplo por lo menos 90 % del extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico) en peso presente en los productos de todos los aspectos de la invención está asociado a las partículas de silicio. Opcionalmente se proporciona un aminoácido, por ejemplo uno o ambos de arginina y glicina.

La asociación molecular entre un extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo o un extracto de árbol de cítrico) y las partículas de silicio garantiza ventajosamente que el extracto herbáceo bioactivo se convierta en biodisponible y sea liberado de una manera controlada. La tasa de liberación puede controlarse con el fin de evitar la descarga rápida de la dosis y/o para garantizar la liberación únicamente cuando las partículas hayan llegado a su localización deseada.

La utilización de un aminoácido (por ejemplo, uno o ambos de arginina y glicina) junto con el disacárido trehalosa se ha encontrado que proporciona un efecto estabilizante beneficioso del extracto herbáceo bioactivo cargado en las partículas de silicio (por ejemplo, un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico). En particular, la utilización de un aminoácido y el disacárido se ha encontrado que estabiliza el extracto herbáceo bioactivo en los líquidos biológicos o en el medio exterior.

Según determinadas realizaciones de todos los aspectos de la invención, las partículas de silicio puestas en contacto con trehalosa se ponen en contacto adicionalmente con arginina. El tratamiento superficial de las partículas de silicio con arginina antes de cargarlas con un extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico) ha mostrado una mejor estabilidad del extracto en líquidos biológicos que las partículas sin el pretratamiento con arginina.

Proporción de aminoácido a silicio

Preferentemente, la proporción en peso de aminoácido (por ejemplo, uno o ambos de arginina y glicina) a silicio es de entre 0,05:1 y 2:1, por ejemplo de entre 0,05:1 y 1,8:1, de entre 0,05:1 y 1,6:1, de entre 0,05:1 y 1,4:1, de entre 0,05:1 y 1,2:1, de entre 0,05:1 y 1:1, de entre 0,05:1 y 0,9:1, de entre 0,05:1 y 0,8:1, de entre 0,05:1 y 0,6:1, de entre 0,05:1 y 0,5:1, de entre 0,05:1 y 0,4:1, de entre 0,05:1 y 0,3:1, de entre 0,05:1 y 0,2:1, preferentemente de entre 0,2:1 y 0,8:1, especialmente de entre 0,3:1 y 0,7:1 en masa. Ventajosamente, dicha proporción de aminoácido a silicio afecta adicionalmente a la tasa de liberación y estabiliza el extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico) que llevan las partículas de silicio.

Según todos los aspectos de la invención (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico), el aminoácido puede ser cualquier aminoácido. Preferentemente, el aminoácido es arginina o glicina, o una combinación de glicina y arginina. En algunas realizaciones, el aminoácido es una combinación de arginina y glicina, en la que la proporción de Arg:Gly es de entre 1:0,6 y 3:1, por ejemplo de entre 1:0,8 y 2,5:1, por ejemplo de entre 1:1 y 2:1 en masa.

Según algunas realizaciones de todos los aspectos de la invención (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico), las partículas de silicio puestas en contacto con disacárido se ponen en contacto adicionalmente con arginina. Preferentemente, la proporción de arginina a silicio es de entre 0,05:1 y 0,4:1, por ejemplo de entre 0,08:1 y 0,35:1, especialmente de entre 0,09:1 y 0,32:1 en masa. Ventajosamente, dichas proporciones se ha encontrado que proporcionan una tasa elevada de liberación del extracto herbáceo bioactivo.

La arginina presente en proporciones inferiores a 0,1:1 (Arg:Si) no resulta eficaz para potenciar la liberación del extracto herbáceo bioactivo. Sin embargo, incluso en estas cantidades reducidas, la arginina contribuye a la estabilidad del extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico).

Según determinadas realizaciones de todos los aspectos de la invención (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico), las partículas puestas en contacto con disacárido se ponen en contacto adicionalmente con histidina. Ventajosamente, se observa una estabilidad mejorada del extracto herbáceo bioactivo para la histidina al utilizarla en combinación con el disacárido no reductor trehalosa. Lo anterior podría atribuirse a un mejor efecto tamponador en el intervalo de pH de 5,12 a 7,12, para la composición resultante. Preferentemente, la proporción de histidina a silicio es de entre 0,05:1 y 0,4:1, por ejemplo de entre 0,08:1 y 0,5:1, especialmente de entre 0,35:1 y 0,45:1 en masa. La histidina puede estar presente en la ausencia de arginina y/o glicina, o puede estar presente la histidina además de la arginina o la glicina, o mezclas de las mismas.

Ventajosamente, dicha proporción permite una tasa elevada de liberación del extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico).

Según determinadas realizaciones de todos los aspectos de la invención (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico), las partículas puestas en contacto con disacárido se ponen en contacto adicionalmente con glicina. Ventajosamente, la glicina facilita la permeación citoplasmática de las partículas de silicio dentro de las células animales o humanas. Una proporción elevada de glicina a silicio favoreció una tasa incrementada de liberación del extracto herbáceo bioactivo.

Según otras realizaciones de todos los aspectos de la invención (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico), las partículas de silicio se ponen en contacto adicionalmente con glicina. Ventajosamente, dichas composiciones permiten que la liberación del extracto herbáceo bioactivo alcance una meseta durante el tiempo. En particular, puede proporcionar una liberación controlada del extracto herbáceo bioactivo a lo largo de un periodo de 12 horas.

Una composición que comprende nanopartículas de silicio puesta en contacto con trehalosa y opcionalmente con por lo menos un aminoácido (por ejemplo, uno o ambos de arginina y glicina) puede resultar útil como un sistema de administración para la liberación prolongada de fármaco a lo largo del tiempo. La composición es preferentemente una composición acuosa o una emulsión de agua/aceite o un gel acuoso. La composición puede ser, por ejemplo, una crema acuosa, una suspensión inyectable, un hidrogel o un parche.

Aceites

En determinadas realizaciones de todos los aspectos de la invención (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico), la composición comprende, además, por lo menos un aceite. Ventajosamente, la inclusión de aceites en la composición de la invención proporciona efectos beneficios de enmascaramiento de olores, una tasa observada de permeación/penetración mejorada del extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, a través de la piel o hasta el interior de un tejido vegetal) y la formación de una interfaz anfifílica capaz de superar la precipitación debido a una mala solubilidad en una interfaz de aceite/agua.

En realizaciones preferentes, los aceites se seleccionan de limoneno, aceite de coco, aceite de orégano, aceite de sésamo, aceite de linaza o combinaciones de los mismos.

En determinadas realizaciones, los aceites se seleccionan de limoneno, aceite de coco o una combinación de los mismos. Ventajosamente, la utilización de dichos aceites se ha demostrado que resulta eficaz para enmascarar olores, tales como los aceites de pescado (por ejemplo, el aceite de pescado omega-3)

En determinadas realizaciones, los aceites se seleccionan de limoneno, aceite de orégano, aceite de sésamo o una combinación de los mismos. Preferentemente, la composición comprende aceite de orégano y de sésamo. Ventajosamente, dichos aceites se ha demostrado que facilitan la carga, vehiculado y administración de un extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, un extracto herbáceo bioactivo hidrofóbico). En determinadas realizaciones, la proporción másica de partículas de silicio:aceite de orégano:aceite de sésamo es de 1,6:4,5:3,8.

En otra realización de todos los aspectos de la invención, el aceite es limoneno. Ventajosamente, la inclusión de limoneno en la composición se ha mostrado que potencia la tasa de permeación en la piel de un extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, un extracto herbáceo bioactivo hidrofóbico) cargado sobre las partículas de silicio, en comparación con partículas de silicio sin el componente aceite adicional. En particular, las realizaciones del segundo aspecto de la invención que comprenden adicionalmente aceites se ha encontrado que mejoran la naturaleza anfifílica de las partículas, superando la mala distribución de agua en aceite de las partículas de silicio cargadas. Lo anterior es especialmente cierto en el caso de que el extracto herbáceo bioactivo sea un péptido hidrofóbico.

Según determinadas realizaciones de la invención (por ejemplo, en el caso de que el extracto herbáceo sea un extracto herbáceo hidrofóbico) el aceite o aceites están presentes en la composición a niveles de por lo menos 1, 5, 10, 20, 30 o 40 % en peso, o de hasta 1, 5, 10, 20, 30 o 40 % en peso.

Extracto herbáceo bioactivo

Según realizaciones preferentes de todos los aspectos de la invención (por ejemplo, en el caso de que se proporcione uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina), el extracto herbáceo bioactivo es uno o más compuestos extraídos de material vegetal, por ejemplo de raíces, tallos, corteza, hojas, semillas, frutos o flores. Puede ser un extracto en bruto o puede purificarse en un grado adecuado. Es uno o más compuestos orgánicos según determinadas realizaciones preferentes, Por lo menos uno de dichos compuestos orgánicos (preferentemente el compuesto orgánico que predomina en base molar) se selecciona de compuestos que son fenoles, difenoles o polifenoles. Pueden ser preferentemente flavonoides, flavonoles, isoflavonoides, neoflavonoides o flavonas.

Según determinadas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que se proporcione uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina), el extracto herbáceo bioactivo según todos los aspectos de la invención preferentemente comprende un compuesto seleccionado de un fenol, un difenol o un polifenol.

Según determinadas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que se proporcione uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina), el fenol puede ser un cannabinoide, capsaicina, cavaciol, un fitoestrógeno, eugenol, ácido gálico, gualacol, metilsalicilato, 4-(4-hidroxifenil)bután-2-ona (cetona de frambuesa), ácido calicílico, aspirina, timol o sesamol.

Alternativamente, en algunas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que se proporcione uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina), el extracto herbáceo bioactivo puede ser un terpeno (por ejemplo, un hemiterpeno, tal como un prenol o ácido 3-metilbutanoico); un monoterpeno, tal como geraniol, terpineol, limoneno, mirceno, linalool o pineno; un irridoide, tal como auubuína o catapol; un sesquiterpeno, tal como humuleno, farnesol, farneseno, cadineno, cariofileno, vetivazuleno, guaiazuleno, lingifoleno, copaneno o patchulol; un diterpeno, tal como geranilgeranilpirofosfato, cafestol, kahweol, cembreno, taxadieno, taxol, retinol, retinal o fitol; un sesterterpeno; un triterpeno; un esteroide; un tetraterpeno, tal como licopeno; o un caroteno, o un norisoprenoide, tal como 3-oxo-oxionol, 7,8-dihidroyonona, megastigmán-3,9-diol o 3-oxo-7,8-dihidro-a-yonol).

Alternativamente, en algunas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que se proporcione uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina), el extracto herbáceo bioactivo puede ser un flavonoide (por ejemplo, una flavona, tal como apigenina, luteolina, tangeritina, crisina, 6-hidroxiflavona, 7,8-dihidroxiflavona, baicaleína, scutelareína o wogonina; un flavonol, tal como quercetina, kaempferol, miricetina, isoramnetina y formas glucosiladas de los mismos; glucósidos de flavanona, tales como eriodictiol, hesperetina, hesperidina, poncirina, sakuranetina, sakuranina, esterubina, pinostrobina, homioeriodictiol, isosacuranetina, naringenina, naringina, pinocembrina; un flavanol, tal como catequina, galato de epicatequina, epigolocatequina, galato de epicalocatequina; proantocianidinas; teaflavinas; tearubiginas; antocianinas, tales como aurantinidina, cianidina, peonidina, petunidina y delfinidina.

En algunas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que se proporcione uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina), el extracto herbáceo bioactivo puede ser un extracto herbáceo, tal como un extracto de olivo, un extracto de árbol de cítrico, un extracto vegetal deSphaeranthus indicus,o un extracto de planta del cannabis. El extracto herbáceo bioactivo puede ser o puede comprender quercetina. Por ejemplo, el extracto herbáceo bioactivo puede ser un extracto vegetal deSphaeranthus indicusque comprende quercetina.

En algunas realizaciones (por ejemplo, se proporciona uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina), el extracto herbáceo bioactivo puede comprender uno o más cannabinoides, tal como uno o más de cannabidiol, tetrahidrocannabinol y cannabigerol. El extracto herbáceo bioactivo puede comprender uno o más cannabinoides, tal como uno o más de tetrahidrocannabinol, ácido tetrahidrocannabinólico, cannabidiol, ácido cannabidiólico, cannabinol, cannabigerol, cannabicromeno, cannabiciclol, cannabivarina, tetrahidrocannabivarina, cannabidivarina, cannabicromevarina, cannabigerovarina, cannabigerol monometil éter, cannabielsoína y cannabicitrán.

En algunas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que se proporcione uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina), el extracto herbáceo bioactivo puede ser taxol, curcumina, aloe-emodina, glicirrizina, ácido kójico, extracto deLupinus alduso una planta, tal como leberina, morfina, quinina, efedrina, homoharringtonina, galantamina, vincamina, quinidina, celeritrina o piperina. Entre los compuestos específicos pueden incluirse:

a-lonona (2) B-lonona (3) p-Metoxi cinamaldehido (4) Eugenol (5)

Citral (6) Geraniol (7) Acetato de geramlo (8) a-Terpineno (9)

Oscimeno (10) o-Cadineno (11) Metil chavicol (12)

de glicina y arginina), el extracto herbáceo bioactivo puede ser un metabolito secundario que es conocido que presenta un papel en la defensa de la planta frente a insectos y patógenos. En otras realizaciones, el extracto herbáceo bioactivo puede ser un nutriente útil para la salud humana o animal. En algunas realizaciones, el extracto herbáceo bioactivo es un extracto deSphaeranthus indicus,por ejemplo quercetina.

En algunas realizaciones (por ejemplo, en el caso de que se proporcione uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina), el extracto herbáceo bioactivo es un compuesto tal como se indica en la presente memoria que es normalmente inestable en solución acuosa, por ejemplo que presenta una semivida inferior a10, 20 o 30 horas en solución salina fisiológica.

Se ha encontrado que los extractos herbáceos bioactivos (por ejemplo, un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo o un extracto de árbol de cítrico) resultan especialmente bien estabilizados al poner en contacto las partículas de silicio con trehalosa.

Componentes adicionales

En determinadas realizaciones de todos los aspectos de la invención (por ejemplo, en el caso de que se proporcione uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina), la composición comprende, además, la carga de las partículas de silicio con un extracto herbáceo bioactivo cargado. En determinadas realizaciones de todos los aspectos de la invención, las partículas de silicio están cargadas con un extracto herbáceo bioactivo catiónico. En otro aspecto de todas las realizaciones de la invención, las partículas de silicio están cargadas con un extracto herbáceo bioactivo aniónico.

La composición de la invención (por ejemplo, una composición en la que se proporciona uno o más aminoácidos, tal como uno o más de glicina y arginina) preferentemente comprende adicionalmente uno o más extractos herbáceos bioactivos como ingredientes farmacéuticos activos (IFA), por ejemplo cada IFA puede estar presente hasta en 0,01 %, 0,05 %, 0,1 %, 0,5 %, 1 %, 2 %, 4 %, 6 %, 8 %, 10 %, 15 %, 20 % o 25 % en peso de la composición total.

El extracto herbáceo bioactivo (por ejemplo, un extracto deSphaeranthus indicus,tal como un extracto que comprende quercetina, un extracto de planta del cannabis, tal como un extracto que comprende uno o más cannabinoides, un extracto de olivo, o un extracto de árbol de cítrico) preferentemente se localiza asociado a las partículas de silicio.

Puede proporcionarse uno o más ingredientes adicionales en la composición según el segundo aspecto de la invención. Aunque dichos ingredientes adicionales normalmente incluyen uno o más excipientes, opcionalmente también pueden incluir uno o más agentes bioactivos adicionales.

Entre las composiciones según el segundo aspecto de la invención se incluyen las adecuadas para la administración oral, parenteral (incluyendo la subcutánea, intradérmica, intramuscular, intravenosa e intraarticular), mediante inhalación (incluyendo polvos de partículas finas o nebulizaciones que pueden generarse mediante diversos tipos de aerosoles presurizados de dosis medida, nebulizadores o insufladores), administración rectal y tópica (incluyendo dérmica, transdérmica, transmucosa, bucal, sublingual e intraocular), aunque la vía más adecuada puede depender de, por ejemplo, el estado y el trastorno del receptor.

Las composiciones pueden presentarse convenientemente en forma de dosis unitaria y pueden prepararse mediante cualquiera de los métodos bien conocidos del campo de la formulación. Todos los métodos incluyen la etapa de asociar el ingrediente activo al portador, que constituye uno o más ingredientes accesorios. En general, las composiciones se preparan mediante la asociación uniforme e íntima de las nanopartículas de silicio con portadores líquidos o portadores sólidos finamente divididos, o ambos, y después, en caso necesario, conformando el producto en la formulación deseada.

Las composiciones de la presente invención adecuadas para la administración oral pueden presentarse en forma de unidades discretas, tales como cápsulas, sobres o tabletas, cada uno de los cuales contiene una cantidad predeterminada del ingrediente activo; en forma de unos polvos o gránulos; en forma de una solución o una suspensión en un líquido acuoso o en un líquido no acuoso; en forma de una emulsión líquida de aceite en agua, o una emulsión líquida de agua en aceite. El ingrediente activo también puede presentarse en forma de un bolo, electuario o pasta. Se describen diversos portadores farmacéuticamente aceptables y su formulación en tratados de formulación convencionales, p. ej., Remington's Pharmaceutical Sciences, de E.W. Martin. Ver también Wang, Y.J. y Hanson, M.A., Journal of Parenteral Science and Technology, informe técnico n.° 10, supl. 42:2S, 1988.

Puede prepararse una tableta mediante compresión o moldeo, opcionalmente con uno o más ingredientes accesorios. Pueden prepararse tabletas comprimidas mediante compresión en un aparato adecuado del ingrediente activo en una forma de flujo libre, tal como unos polvos o gránulos, mezclados opcionalmente con un aglutinante, lubricante, diluyente inerte, lubricante, agente activo en superficie o dispersante. Pueden prepararse tabletas moldeadas mediante moldeo en un aparato adecuado de una mezcla del compuesto en forma de polvos humectados con un diluyente líquido inerte. Las tabletas pueden opcionalmente recubrirse o ranurarse y pueden formularse de manera que proporcionen una liberación lenta o controlada del ingrediente activo en las mismas.

Entre las composiciones de ejemplo para la administración oral se incluyen suspensiones que pueden contener, por ejemplo, celulosa microcristalina para proporcionar volumen, ácido algínico o alginato sódico como un agente de suspensión, metilcelulosa como un potenciador de viscosidad, y edulcorantes o agentes saborizantes, tales como los conocidos de la técnica, y tabletas de liberación inmediata, que pueden contener, por ejemplo, celulosa microcristalina, fosfato dicálcico, almidón, estearato de magnesio y/o lactosa, y/o otros excipientes, aglutinantes, extensores, desintegrantes, diluyentes y lubricantes, tales como los conocidos de la técnica. Las tabletas moldeadas, tabletas comprimidas o tabletas liofilizadas son formas de ejemplo que pueden utilizarse. Entre las composiciones de ejemplo se incluyen aquellas que formulan el presente compuesto o compuestos con diluyentes de disolución rápida, tales como manitol, lactosa, sacarosa y/o ciclodextrinas. En dichas formulaciones también pueden incluirse excipientes de alto peso molecular, tales como celulosas (Avicel) o polietilenglicoles (PEG). Dichas formulaciones también pueden incluir un excipiente para ayudar a la adhesión mucosa, tal como hidroxipropilcelulosa (HPC), hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), carboximetilcelulosa sódica (SCMC, por sus siglas en inglés), copolímero de anhídrido maleico (p. ej., Gantrez) y agentes para controlar la liberación, tales como copolímero poliacrílico (p. ej., Carbopol 934). Pueden añadirse, además, lubricantes, glidantes, saborizantes, agentes colorantes y estabilizantes para facilitar la fabricación y el uso.

Entre las composiciones para la administración parenteral se incluyen soluciones para inyección acuosas y no acuosas estériles, que pueden contener antioxidantes, tampones, bacteriostatos y solutos que hacen que la composición sea isotónica con la sangre del receptor deseado, y suspensiones estériles acuosas y no acuosas que pueden incluir agentes de suspensión y agentes espesantes. Las composiciones pueden presentarse envases unidosis o de múltiples dosis, por ejemplo ampollas y viales sellados, y pueden almacenarse en un estado seco por congelación (liofilizado) que solo requiere la adición del portador líquido estéril, por ejemplo solución salina o agua para inyección, inmediatamente antes del uso.

Entre las composiciones de ejemplo para la administración oral se incluyen suspensiones inyectables de la composición de la invención, que pueden contener, además, por ejemplo, diluyentes o solventes parenteralmente aceptables no tóxicos adecuados, tales como manitol, 1,3-butanodiol, agua, solución de Ringer, una solución isotónica de cloruro sódico, u otros agentes de suspensión dispersantes o humectantes adecuados, incluyendo mono- o diglicéridos sintéticos, y ácidos grasos, incluyendo ácido oleico, o Cremophor. Un portador acuoso puede ser, por ejemplo, una solución tampón isotónica a un pH de entre aproximadamente 3,0 y aproximadamente 8,0, preferentemente a un pH de entre aproximadamente 3,5 y aproximadamente 7,4, por ejemplo de entre 3,5 y 6,0, por ejemplo de entre 3,5 y aproximadamente 5,0. Entre los tampones útiles se incluyen los tampones citrato sódico-ácido cítrico y fosfato sódico-ácido fosfórico, y acetato sódico/ácido acético. La composición preferentemente no incluye agentes oxidantes y otros compuestos que es conocido que resultan perjudiciales a cualquier ingrediente activo. Los excipientes que pueden incluirse son, por ejemplo, proteínas, tales como la albúmina sérica humana o preparaciones de plasma. Si se desea, las composiciones pueden contener, además, cantidades menores de sustancias auxiliares no tóxicas, tales como agentes emulsionantes o humectantes, conservantes y agentes tamponadores del pH, y similares, por ejemplo acetato sódico o monolaurato de sorbitán.

Entre las composiciones de ejemplo para la administración mediante aerosol nasal o inhalación se incluyen soluciones en solución salina, que pueden contener, por ejemplo, alcohol bencílico u otros conservantes adecuados, promotores de la absorción para potenciar la biodisponibilidad, y/o otros agentes solubilizadores o dispersantes, tales como los conocidos de la técnica. Convenientemente en composiciones para la administración mediante aerosol nasal o inhalación, la composición de la invención puede administrarse en un inhalador de polvos adecuado. Las cápsulas y cartuchos de, p. ej., gelatina para la utilización en dicho inhalador pueden formularse para contener una mezcla de polvos del compuesto y una base de polvos adecuada, por ejemplo lactosa o almidón.

Las composiciones para la administración rectal pueden presentarse como un enema de retención o un supositorio con los portadores habituales, tales como manteca de cacao, ésteres de glicérido sintéticos o polietilenglicol. Dichos portadores habitualmente son sólidos a las temperaturas habituales, aunque se licúan y/o disuelven en la cavidad rectal, liberando el fármaco.

Entre las composiciones para la administración tópica en la boca, por ejemplo bucal o sublingualmente, se incluyen pastillas que comprenden el ingrediente activo en una base saborizada, tal como sacarosa y acacia o tragacanto, y pastillas que comprenden el ingrediente activo en una base, tal como gelatina y glicerina, o sacarosa y acacia. Entre las composiciones de ejemplo para la administración tópica se incluyen un portador tópico, tal como Plastibase (aceite mineral gelificado con polietileno).

Según algunas realizaciones, una composición farmacéutica de la invención es una composición de dosis unitaria que contiene una sola dosis eficaz, o una fracción apropiada de la misma, del extracto herbáceo bioactivo.

Debe entenderse que, además de los ingredientes particularmente mencionados anteriormente, las composiciones de la presente invención pueden incluir otros agentes convencionales de la técnica con respecto al tipo de composición en cuestión, por ejemplo aquellas adecuadas para la administración oral pueden incluir agentes saborizantes.

La composición de la invención puede administrarse convenientemente en forma de sistemas de liberación sostenida. Entre los ejemplos adecuados de sistemas de liberación sostenida de la invención se incluyen materiales poliméricos adecuados, por ejemplo matrices de polímero semipermeables en la forma de artículos conformados, p. ej., películas o microcápsulas; materiales hidrofóbicos adecuados, por ejemplo en forma de una emulsión en un aceite aceptable; o resinas de intercambio iónico; y derivados escasamente solubles del compuesto de la invención, por ejemplo, una sal escasamente soluble. Los sistemas de liberación sostenida pueden administrarse por vía oral, rectal, parenteral, intracisternal, intravaginal, intraperitoneal, tópica, por ejemplo en forma de unos polvos, pomada, gel, gotas o parche transdérmico, bucal, sublingual o en forma de un espray oral o nasal.

Una cantidad terapéuticamente eficaz de un extracto herbáceo bioactivo o una cantidad cosméticamente eficaz de un extracto herbáceo bioactivo puede administrarse en forma de una dosis pulsada única, en forma de una dosis de bolo, o en forma de dosis de pulso administradas durante el tiempo, por ejemplo durante el curso de un día, durante el curso de una semana, o durante el curso de un mes.

En muchas realizaciones preferentes, la composición de la invención es una crema o gel tópico, por ejemplo puede comprender una crema o gel farmacéutica o cosméticamente compatible para la aplicación tópica en la piel u otra superficie corporal, que comprende una crema base en la que está suspendida la composición de la invención.

Una crema farmacéutica o cosméticamente compatible comprende una crema base. Las cremas base habitualmente son emulsiones de agua en aceite o de aceite en agua. Preferentemente, son emulsiones de aceite en agua en las que la fase aceite contiene una mezcla de lípidos, esteroles y emolientes.

Un gel farmacéutica o cosméticamente compatible comprende la composición de la invención dispersada en la fase líquida del gel. El gel es preferentemente un hidrogel (gel coloidal) que comprende polímeros entrecruzados, tales como óxido de polietileno, poliacrilamidas o agarosa, metilcelulosa, hialuronano, polipéptido de tipo elastina, carbómero (ácido poliacrílico), gelatina o colágeno.

Una composición dela invención puede presentar la forma de un parche adhesivo que comprende una capa de respaldo y una película adhesiva en la que la película adhesiva comprende la composición según la invención o una crema o gel que comprende la composición según la invención.

Un parche según la invención habitualmente es un parche transdérmico y consiste en una capa de respaldo, que puede ser textil, de polímero o de papel y que protege el parche del medio exterior; opcionalmente, es una membrana, por ejemplo una membrana polimérica, que impide la migración del fluorouracilo a través de la capa de respaldo, y un adhesivo. La composición de la invención puede proporcionarse en la capa adhesiva o en un reservorio del parche, o un gel puede actuar como un reservorio dentro del producto parche (un dispositivo denominado “monolítico”).

Un parche puede resultar útil para garantizar la posología correcta de un sujeto, al reducir la probabilidad de uso imprudente o inadecuado por el usuario final. Además, un parche limitará la superficie tratada, evitando la extensión involuntaria a otras zonas.

Tal como se indica en la presente memoria, la composición según el segundo aspecto de la invención (por ejemplo, una composición en la que se proporciona un aminoácido, tal como uno o más de arginina y glicina) puede ser de utilidad como medicamento.

Opcionalmente, el medicamento puede utilizarse en el tratamiento de un sujeto que requiere un extracto herbáceo bioactivo incluido en la composición de la invención.

Por ejemplo, en el caso de que la composición de la invención incluya un fármaco antiinflamatorio, el medicamento puede resultar de utilidad en el tratamiento o la prevención de inflamación, lesión o dolor.

En el caso de que la composición de la invención incluya un agente inmunosupresor, el medicamento puede resultar de utilidad en el tratamiento o la prevención de hipersensibilidad, alergia, rechazo del trasplante de órgano, rinitis alérgica estacional, alergia a algún animal de compañía, rinitis alérgica o urticaria.

En el caso de que la composición de la invención incluye un analgésico o un antipirético, el medicamento puede utilizarse para el tratamiento o la prevención de dolor o fiebre.

En el caso de que la composición de la invención incluye un agente antifúngico, el medicamento puede utilizarse para el tratamiento o la prevención de una infección fúngica, por ejemplo candidiasis, meningitis criptocóccica, pie de atleta, tiña inguinal o infección ungueal fúngica.

En el caso de que la composición de la invención incluya un compuesto antivírico, el medicamento puede utilizarse para el tratamiento o la prevención de una infección vírica.

En el caso de que la composición de la invención incluye un compuesto antiparasitario, el medicamento puede utilizarse para el tratamiento o la prevención de una infección o infestación parasitaria.

En el caso de que la composición de la invención incluya un compuesto antibacteriano, tal como un antibiótico, el medicamento puede utilizarse para el tratamiento o la prevención de una infección bacteriana.

En el caso de que la composición de la invención incluya un compuesto antineoplásico, el medicamento puede utilizarse para el tratamiento o la prevención de una afección neoplásica, tal como cáncer, en particular puede utilizarse para el tratamiento de un cáncer de la piel u otra superficie corporal en la que puede aplicarse tópicamente el producto de la invención.

En el caso de que la composición de la invención incluya un anestésico, el medicamento puede utilizarse para inducir o sostener un estado de anestesia en un sujeto.

En el caso de que la composición de la invención incluya un relajante muscular, el medicamento puede utilizarse para proporcionar relajación muscular en un sujeto, por ejemplo como un tratamiento para una afección espástica, una afección caracteriza por espasmos, o para la utilización como premedicación previa a cirugía.

En el caso de que la composición incluya un agente antihipertensivo, el medicamento puede utilizarse para el tratamiento o la prevención de la hipertensión.

En el caso de que la composición de la invención incluya un agente ansiolítico, el medicamento puede utilizarse para el tratamiento o la prevención de la ansiedad.

En el caso de que la composición de la invención incluya una hormona, el medicamento puede utilizarse para el tratamiento o la prevención de una afección causada por una deficiencia hormonal, tal como un trastorno menopáusico, o diabetes, un trastorno del crecimiento, hipogonadismo, un trastorno del tiroides, u osteoporosis.

En el caso de que la composición de la invención incluya un agente anticonceptivo, el medicamento puede utilizarse para evitar el embarazo.

En el caso de que la composición de la invención incluya un antidepresivo, el medicamento puede utilizarse para tratar o prevenir la depresión.

En el caso de que la composición de la invención incluya un agente antiepiléptico, el medicamento puede utilizarse para tratar o prevenir la epilepsia.

En el caso de que la composición de la invención incluya un sedante, el medicamento puede utilizarse para tratar o prevenir el insomnio.

En el caso de que la composición de la invención incluya un antiemético, el medicamento puede utilizarse para el tratamiento o la prevención de náuseas y/o vómitos.

En el caso de que la composición de la invención incluya un compuesto antipsicótico, el medicamento puede utilizarse para tratar o prevenir la psicosis.

En el caso de que la composición de la invención incluya un compuesto espermicida, el medicamento puede utilizarse como un espermicida, opcionalmente en combinación con un dispositivo anticonceptivo de barrera.

En el caso de que la composición de la invención incluya un fármaco para disfunción eréctil (DE), el medicamento puede utilizarse para tratar o prevenir la disfunción eréctil y/o la impotencia masculina.

En el caso de que la composición de la invención incluya un lubricante ocular, el medicamento puede utilizarse para tartar o prevenir la afección del ojo seco.

En el caso de que la composición de la invención incluya un laxante, el medicamento puede utilizarse para tratar o prevenir el estreñimiento.

En el caso de que la composición de la invención incluya un secuestrante de ácidos biliares o un agente de aumento del volumen fecal o un agonista de serotonina, el medicamento puede utilizarse para tratar o prevenir la diarrea. En el caso de que la composición de la invención incluya un supresor del apetito, el medicamento puede utilizarse para tratar o prevenir la obesidad.

Tal como se indica en la presente memoria, puede proporcionarse un beneficio cosmético al sujeto mediante un método que comprende administrar en dicho sujeto una composición según el segundo aspecto de la invención. Dicho método puede proporcionar opcionalmente un beneficio cosmético seleccionado de hidratación de la piel, suavización de la piel, reducción de la apariencia de envejecimiento de la piel, reducción de la apariencia de manchas cutáneas relacionadas con la edad, reducción de la desigualdad del tono cutáneo, blanqueamiento cutáneo, reducción de la prominencia de cicatrices, reducción del enrojecimiento cutáneo o reducción de la apariencia de capilares superficiales cutáneos. Dicho método preferentemente implica la administración de una composición tópica de la invención en la piel.

Entre dichos métodos se incluyen, además, métodos que proporcionan un beneficio cosmético al cabello, uñas y pestañas. Dichos métodos pueden implicar opcionalmente la administración en el sujeto de una composición que es un champú o acondicionador o tónico del cabello, un barniz o crema de uñas, o una máscara.

Según el tercer aspecto de la invención se proporciona un método de protección de una planta (por ejemplo, una planta deCannabis sativa)que protege la planta frente a daños por plagas o que previene o trata una infección fúngica, bacteriana o parasitaria de dicha planta, o de protección de dicha planta frente al estrés oxidativo, que comprende administrar en dicha planta una composición según una realización del segundo aspecto de la invención. El extracto herbáceo bioactivo puede comprender un compuesto protector de la planta, por ejemplo un insecticida, un repelente de insectos o un nutriente vegetal (por ejemplo, un extracto deSphaeranthus indicus;el extracto herbáceo bioactivo puede comprender quercetina).

En la naturaleza, los compuestos fenólicos participan en la defensa vegetal, por ejemplo durante la infección. Por ejemplo, puede ser un compuesto antifúngico fitoalexina, isoflavonoide, pterocarpán, fluorocoumarina, flavano, estilbeno o fenantreno.

En donde en la descripción anterior se mencionan números enteros o elementos que presentan equivalentes conocidos, evidentes o previstos, dichos equivalentes se incorporan en la presente memoria como expuestos individualmente. Debe hacerse referencia a las reivindicaciones para determinar el alcance real de la presente invención, que debe interpretarse a fin de comprender cualquiera de dichos equivalentes. El lector también apreciará que números enteros o elementos de la invención que se describen como preferentes, ventajosos, convenientes o similares son opcionales y que no limitan el alcance según las reivindicaciones independientes. Además, debe entenderse que dichos números enteros o elementos opcionales, aunque son posiblemente beneficiosos en algunas realizaciones de la invención, podrían no resultar deseables y, por lo tanto, podrían estar ausentes, en otras realizaciones.

Preparación de partículas de silicio

Las nanopartículas de silicio referidas a la invención pueden prepararse convenientemente mediante técnicas convencionales, por ejemplo mediante procedimientos de molienda o mediante otras técnica conocidas de reducción del tamaño de las partículas. Pueden ser partículas que contienen silicio preparadas a partir de partículas de silicato sódico, sílice coloidal o materiales de oblea de silicio. Las partículas a escala macro, micro o nano se muelen en un molino de bolas, un molino de bolas planetario, o mediante métodos de ablación con plasma o láser u otro mecanismo de reducción del tamaño. Las partículas resultantes pueden clasificarse por aire para recuperar partículas del tamaño requerido. También resulta posible utilizar métodos de plasma y ablación láser para la producción de partículas.

Pueden prepararse partículas porosas mediante métodos convencionales de la técnica, incluyendo los métodos descritos en la presente memoria.

Preparación de cremas y geles

Pueden formularse cremas y geles simplemente mediante dispersión (es decir, mezcla) de nanopartículas de silicio de todos los aspectos de la invención con una base de crema o gel. Con respecto al gel, los polvos pueden mezclarse por agitación en la matriz de gel en forma de polvos y a continuación, hidratarse el gel, o pueden mezclarse por agitación en un gel prehidratado.

Preparación de parches

Puede formularse un parche mediante cualquier método apropiado, por ejemplo, puede producirse un parche que contiene un gel hidrofílico mucoadhesivo. El gel puede producirse con nanopartículas de silicio de la invención dispersadas en el mismo, y el gel puede secarse opcionalmente mediante evaporación suave del agua para convertirlo en una película con las propiedades adhesivas requeridas.

Preparación de matriz a base de silicio destinada a estabilizar extractos herbales

En la preparación de nanopartículas mesoporosas de silicio sólido (previamente descritas en el documento de patente US n.° 2012/0128786 A1), según la presente invención se utilizan las diversas sustancias en las proporciones siguientes:

a) disacárido no reductor, tal como trehalosa, presente en una proporción de 0,1 % a 10 %, preferentemente entre 0,5 % y 8 % en peso de los polvos secos finales totales;

b) la cantidad de extracto herbal está comprendida entre 0,001 % y 25 % en peso de los polvos secos finales totales;

c) la cantidad de sustancias adecuada para estabilizar estéricamente las micropartículas está comprendida entre 0,01 % y 2,5 % en peso con respecto al peso total de polvos secos;

d) la cantidad de estabilizador de la carga de electrones está comprendida entre 0,1 % y 2,5 % en peso de los polvos secos finales totales;

e) con el fin de conservar la estructura de poro y el ordenamiento de largo alcance de los poros de dichas partículas de silicio funcionalizado, el número de grupos funcionales incorporados mediante cualquier método no debe exceder de 25 por ciento de la cobertura superficial debido a la diferencia en las tasas de condensación entre el extracto herbáceo y los precursores de sílice. La eficiencia de carga depende de la naturaleza de los grupos funcionales orgánicos.

f) Dicho producto final puede utilizarse para productos y suplementos médicos humanos/animales, mediante la mezcla de los polvos de micropartículas obtenidos en formulaciones finales acuosas y/o aceitosas, tal como se describe en el documento de patente US n.° 2012/0128786 A1.

g) Dicho producto final puede utilizarse para una aplicación botánica. El producto final puede administrarse como una formulación de polvos o acuosa, tal como una suspensión acuosa, para la administración de suplementos vegetales, así como moléculas de extracto herbáceo específicas con actividad antibiótica y antivírica probada contra patógenos de plantas, áfidos y parásitos. Dicho producto final pretende ser un producto que puede administrarse en partes específicas de la planta que va a tratarse, es decir, hojas y/o vasos xilemáticos, así como suelo.

h) Dichas composiciones pueden utilizarse para la administración botánica a fin de mejorar la expresión de metabolitos vegetales específicos.

La presente invención proporciona, con respecto a los procedimientos de la técnica anterior, la posibilidad de mantener el extracto herbáceo bioactivo de elección en un estado estable con una apreciable mejora de tanto la biodisponibilidad como la semivida del extracto herbáceo bioactivo o cualquier derivado del mismo en medios acuosos, antes y después de su administración.

Método 1

El presente método utiliza nanopartículas de silicio para estabilizar un extracto herbáceo deSphaeranthus indicusen medios acuosos.

1. Pesar 0,1 g de extracto herbáceo en polvo e introducirlos en un vaso.

2. Añadir 75 ml de agua destilada (a temperatura ambiente) al extracto herbáceo en polvo.

3. Someter a agitación magnética la solución durante 10 minutos. Debido a la presencia de residuos leñosos y ceniza, se observará un residuo insoluble después de la agitación.

4. Filtrar la solución utilizando un papel de filtro Whatman, un embudo y un vaso para recoger el filtrado. 5. El filtrado resultante tendrá una apariencia transparente de color amarillo-marrón.

6. Añadir 0,0075 g de polvos de nanopartículas de silicio activado (100 nm) (las partículas se activan mediante lavado en metanol, que después se elimina mediante evaporación) a dicha solución filtrada (al 1 % p/v del volumen global) y

7. Añadir 0,075 g de trehalosa a dicha solución filtrada (al 10 % p/v del volumen global).

8. Sonicar la solución obtenida durante 10 minutos.

La solución acuosa obtenida es estable durante 15 días.

Método 2

El presente método utiliza nanopartículas de sílice para estabilizar un extracto herbáceo deSphaerantus indicusen medios acuosos. A continuación, el extracto estabilizado se recubre con una cubierta lipídica.

1. Triturar material vegetal herbáceo para producir material en polvo.

2. Pesar 0,1 g del extracto herbáceo en polvo y añadir a un vaso.

3. Añadir 75 ml de agua destilada (a temperatura ambiente) al extracto herbáceo en polvo.

4. Someter a agitación mecánica la solución durante 10 minutos. Debido a la presencia de residuos leñosos y ceniza, se observará un residuo insoluble después de la agitación.

5. Filtrar la solución anteriormente indicada utilizando un papel de filtro, un embudo y un vaso para recoger el filtrado.

6. El filtrado resultante tendrá una apariencia transparente de color amarillo-marrón.

7. Añadir 0,0075 g de polvos de silicio activado (la activación se lleva a cabo tal como en el método 1) a la solución filtrada (al 1 % p/v del volumen global) y

8. Añadir 0,075 g de trehalosa a dicha solución filtrada (al 10 % p/v del volumen global).

9. Añadir los polvos de silicio activado en solución acuosa, 4 mg de arginina y 2 mg de glicina.

10. Solubilizar 16 mg de lecitina en una mezcla de solventes orgánicos [CHC^CHaOH, 4:1]

11. Verter la solución de lecitina en un matraz de fondo redondo y eliminar el solvente utilizando un evaporador rotatorio para formar un recubrimiento de lecitina.

12. Rehidratar el recubrimiento de lecitina producido utilizando la solución acuosa que contiene el extracto herbáceo, los polvos de silicio activado, trehalosa, arginina y glicina; someter a agitación el componente utilizando un vórtex y dejarlo en la nevera durante 3 horas; a continuación, trasladar al congelador durante ~4 horas a -25 °C.

13. Liofilizar durante la noche para formar unos polvos secos mediante evaporación del solvente.

14. Rehidratar los polvos secos en agua.

Preparación de productos protectores de plantas

Pueden aplicarse compuestos protectores de plantas en forma de polvos, soluciones o suspensiones (por ejemplo, soluciones o suspensiones acuosas o en forma de unos polvos secos, y pueden formularse convenientemente como tales).

Ejemplos

Ejemplo 1: preparación de partículas de silicio y activación de las mismas.

Se adquirieron de Si-Mat, Alemania, obleas de silicio de tipo P o de tipo N pulidas en una cara. Todos los reactivos de limpieza y decapado eran de grado sala limpia. Como sustrato se utilizó una oblea de Si(100) de tipo P fuertemente dopada con una resistividad de 0,005 V cm-1. Se depositó una capa de 200 nm de nitruro de silicio mediante un sistema de deposición química en fase vapor a baja presión. Se utilizó fotolitografía estándar para el patrón, utilizando un alineador de contacto EVG 620. Se formaron nanopartículas porosas en una mezcla de ácido fluorhídrico (HF) y etanol (3:7 v/v) mediante la aplicación de una densidad de corriente de 80 mA cm-2 durante 25 s. Se formó una capa de alta porosidad mediante la aplicación de una densidad de corriente de 320 mA cm-2 durante 6 s en una mezcla de 49 % HF:etanol con una proporción 2:5 (v/v). Pueden formarse poros pequeños en una mezcla de HF (49 %) y etanol (3:7 v/v) mediante la aplicación de una densidad de corriente de 80 mA cm-2 durante 25 s. En el caso específico se formaron poros en una mezcla de HF (49 %) y etanol (1:1 v/v) mediante la aplicación de una densidad de corriente de 6 mA cm-2 durante 1,75 min. Tras eliminar la capa de nitruro con HF, se liberaron las partículas mediante ultrasonidos en alcohol isopropílico durante 1 min. Se determinó la forma, que era principalmente hemiesférica, mediante micrografías electrónicas de barrido (SEM, por sus siglas en inglés). El tamaño de los poros puede determinarse mediante isotermas volumétricas de adsorción-desorción de nitrógeno. Tras el decapado, las muestras se enjuagaron con etanol puro y se secaron bajo una corriente de nitrógeno de alta pureza seco antes de su utilización.

Se trituraron obleas de silicio decapadas, P+ o N-, utilizando un molino de bolas y/o mortero y mano. Los polvos finos se tamizaron con un tamiz de calibre de 38 pm de marca Retsch y un agitador AS200. Se consiguió la uniformidad en los tamaños seleccionados (20 a 100 pm) mediante el tamaño de la apertura del tamiz. Se midieron los tamaños de las partículas mediante el sistema Quantachrome y PCS de Malvern Instruments. Las muestras se conservaron en un recipiente cerrado hasta su uso posterior.

También se obtuvieron polvos NanoSilicon de Sigma y Hefel Kaier, China. El tamaño de partícula se midió mediante PCS y se registró (intervalo de tamaños de 20 a 100 nm) antes de someterlas a carga y decapado. Las obleas de silicio se trituraron con un molino de bolas o utilizando mortero y mano. Los polvos finos se tamizaron con un tamiz de marca Retsch de calibre de 38 pm y agitador AS200, y se recogieron nanopartículas uniformes del tamaño deseado.

Activación de nanopartículas de silicio

Se mezclaron 250 ml de etanol y 500 mg de nanopartículas de silicio porosas de 30 nm de diámetro y se sometieron a agitación durante 30 minutos. A continuación, se centrifugó la solución durante 30 minutos a 3000 rpm. Se descartó el sobrenadante y las nanopartículas se lavaron en 5 ml de agua destilada y se transfirieron a un matraz de fondo redondo. El contenido del matraz se congeló (2 horas a -25 °C). Las nanopartículas congeladas se liofilizaron utilizando un liofilizador durante la noche. Los polvos secos resultantes eran las nanopartículas de silicio activado.

Ejemplo 2: caracterización del extracto herbáceo de Sphaeranthus indicus.

Se adquirió en forma de hierba Gorakhmundi un extracto deSphaeranthus indicus,polvos de planta entera (Dr Wakde's Natural Health Care, London). La composición declarada era 28 % cenizas totales, 7 % cenizas insolubles en ácido, 3 % extracto soluble en alcohol, 12 % extracto soluble en agua. Eran unos polvos marrón pálido con un olor característico.

Ejemplo 3: solubilidad de extracto herbáceo de Sphaeranthus indicus.

Los polvos tal como se han descrito anteriormente se pesaron y dispersaron en diferentes solventes con el fin de determinar la solubilidad máxima del extracto herbáceo. El estudio se llevó a cabo a 20 °C y la concentración inicial de los polvos en cada solvente era de 1 mg/ml. Los solventes utilizados eran agua destilada, metanol, etanol y cloroformo.

Resultados

A una concentración igual a 1 mg/ml, el extracto herbáceo mostró una solubilidad incompleta en todos los solventes. Se supone que lo anterior se debe a la fracción de ceniza insoluble en ácido del extracto herbáceo y/o cierta cantidad de residuo leñoso.

Ejemplo 4: extracciones acuosas de polvos de Sphaeranthus indicus

Con el fin de obtener una solución transparente, se disolvieron 0,1 g de polvos secos en 75 ml de agua destilada a 75 °C. La solución se filtró utilizando papel de filtro. Se obtuvo una segunda solución mediante extracción adicional del residuo sólido utilizando agua destilada a 20 °C, y nuevamente esa solución se filtró utilizando papel de filtro.

Se llevó a cabo un análisis de absorción de UV-luz visible a longitudes de onda de 190 a 800 nm utilizando agua destilada como blanco para el cero. Para evitar saturar el instrumento, las soluciones se diluyeron 1:10 en agua destilada.

El análisis de UV-Vis se llevó a cabo con un espectrofotómetro Shimadzu UV-1800, con un aparato con ordenador integrado (Software UV-Probe) y una cubeta de cuarzo: Quart Suprasil Hellma 10*2 mm, y modo de activación de doble haz.

Resultados

Las soluciones filtradas presentaban una apariencia transparente de color amarillento. La figura 1 muestra la apariencia de los polvos herbales deSphaeranthus indicus,la solución extraída con agua caliente y el papel de filtración utilizado.

Los resultados del análisis de absorción de la luz se muestran en la figura 3, que es una superposición de espectros obtenidos cada 30 minutos tras la extracción. Pueden observarse picos de absorción en 322 nm, 263 nm y 195 nm. La intensidad de los picos se redujo durante el tiempo. Ello indica que la solución es inestable debido a que la concentración de los compuestos responsables de los picos cae en un periodo inferior a 24 horas a temperatura ambiente.

Debido a que no pueden distinguirse fácilmente los espectros individuales en la figura 3, se presentan los datos para 0 y 24 horas en forma tabular, a continuación.

Comentario

Aunque los polvos secos del extracto herbáceo aparentemente muestran una estabilidad razonable en forma sólido, en solución, los compuestos en el extracto deSphaeranthus indicusmuestran una estabilidad muy reducida. Se cree que ello se debe a la rápida oxidación. Se observan resultados similares con otros extractos herbáceos. Aunque la oxidación en solución es un problema de muchos compuestos, es un problema que es especialmente dificultoso en extractos herbáceos debido a que tienden a contener niveles elevados de compuestos tales como fenoles y los demás compuestos preferentes dados a conocer en la presente memoria, que han evolucionado para oxidarse fácilmente en el medio como parte de los mecanismos de defensa de la planta frente a los daños. Esto limita la utilidad de dichos fitoquímicos en aplicaciones médicas, de protección vegetal, cosméticas y otras debido a que, en estas aplicaciones, con frecuencia resultan necesarias o se prefieren formulaciones en solvente, pero pueden quedar inútiles rápidamente por degradación.

Ejemplo 5: potenciación de la estabilidad de extractos de Sphaeranthus indicus

El presente experimento demuestra que el extracto deSphaeranthus indicuspuede estabilizarse en un medio acuoso utilizando partículas de silicio de acuerdo con la invención que han sido tratadas con el disacárido no reductor trehalosa.

Se prepararon partículas de silicio activado que presentaban un diámetro nominal de 100 nm de acuerdo con el protocolo del Ejemplo 5.

Se trataron soluciones de extracto deSphaeranthus indicuscon trehalosa, partículas de silicio activado o ambos, trehalosa y partículas de silicio activado, de acuerdo con los métodos 2 y 3.

Las muestras preparadas se analizaron para la absorción lumínica utilizando un espectrofotómetro de UV-Vis tal como se ha descrito en los ejemplos anteriores, antes y después de suspenderlas durante 24 horas en agua destilada. A modo de comparación también se analizó un extracto recién obtenido pero no tratado.

Resultados

Se muestra un resumen de los resultados en la tabla, a continuación:

(THR=trehalosa, Sph ind=extracto deSphaeranthus indicus)

Tal como puede observarse a partir de los datos en la tabla, el extracto deSphaeranthus indicusno tratado se había degradado por completo tras 24 horas en agua destilada. Esta reducida estabilidad observada confirma los resultados obtenidos en ejemplos anteriores.

El tratamiento con trehalosa y/o partículas de silicio activado mostró una estabilidad potenciada, observándose relativamente pocos cambios en la posición del pico de absorbancia (lambda max.) o en la altura de ese pico (Abs). Esto demuestra la estabilización de los compuestos en el extracto por la trehalosa y por las partículas de silicio activado de acuerdo con la invención. La estabilización más completa, tal como pone de manifiesto los menores cambios en los espectros de absorción, se observaron en el extracto tratado con una combinación de partículas de silicio activado y trehalosa.

La figura 4 muestra estos datos como espectros completos. Puede observarse que los picos entre 200 nm y 400 nm están presentes en el extracto fresco (línea A) y en el extracto estabilizado con partículas de silicio activado y trehalosa (línea C=0 h; línea D=24 h), pero que en el extracto no estabilizado, este pico ya no está presente después de 24 horas (línea B).

La figura 5 muestra la diferencia (la pérdida) de absorbancia gráficamente entre 0 h y 24 h para cada muestra. Puede observarse que las partículas de silicio activado y trehalosa son capaces ambas de proporcionar estabilidad al extracto herbáceo, pero que la mayor estabilidad se observa en muestra que fueron estabilizadas con ambos agentes.

Ejemplo 6: estabilidad del extracto a lo largo de 15 días

Se repitió el Ejemplo 5 a lo largo de un periodo de 15 días, registrando la absorbancia de cada muestra a las 0, 24, 96, 254 y 350 horas.

Resultados

Se proporciona un resumen de los datos obtenidos en la tabla a continuación.

(continuación)

Puede observarse que, con respecto al pico “lambda 1” (aproximadamente 319 a 325 nm), todas las muestras mostraban por lo menos cierta estabilidad, tal como indican los cambios de absorbancia relativamente pequeños. La mayor estabilidad se observó con los extractos tratados con tanto partículas de silicio activado como trehalosa. Con respecto al pico “lambda 2” (aproximadamente 287 a 298 nm), también se observa una estabilidad relativamente buena. El incremento de absorción co nel tiempo en las longitudes de onda “lambda 2” se cree que se debe a los cambios en los equilibrios moleculares entre las especies de eudesmanolide y glucosilo.

El periodo de 15 días de análisis destacó que la suma de las especies químicas que globalmente contribuyen a los espectros de absorbancia de UV-Vis finales del extracto herbal tienden a generar alteraciones reales, aunque no sustanciales, de picos recíprocos de interés durante el tiempo. Esto podría ser indicativo de un equilibrio de las especies de interés en la solución anteriormente mencionada. Este resultado concordaría con datos previamente publicados de análisis de Spaheranthus indicus [Emani LR, Ravada SR, Garaga MR, Meka B, Golakoti R. Four new sesquiterpenoids fromSphaeranthus indicus.Nat. Prod. Res. 2017 Nov;31(21):24972-2504. doi: 10.1080/14786419.2017.1315576. Publicación electrónica: 17 de abril de 2017].

Se ha demostrado que el extracto deSphaeranthus indicuscontiene las especies químicas de interés siguientes: eudesmanolides, sesquiterpenoides, sequiterpeno lactonas, ácidos sesquiterpénicos, glucósidos de flavona, C-glucósidos flavonoides, glucósidos de isoflavona, esteroles, glucósidos de esterol, alcaloides, alcaloides peptídicos, aminoácidos y azúcares [Ramachandran S. Review onSphaeranthus indicusLinn. (Kottaikkarantai). Pharmacogn. Rev. 2013 Jul;7(14):157-69. doi: 10.4103/0973-7847.120517.

Los eudesmanolides son de interés debido a su susceptibilidad a la generación de derivados glucosilos, tal como se muestra a continuación:

Resulta razonable cree que las alteraciones de los picos de UK durante el tiempo podría deberse a equilibrios entre diferentes especies en medios acuosos. La cantidad total recíproca de especies y derivados glucosilo relacionados, junto con la absorbancia de UV específica de especies individuales, podría contribuir a la variación de los espectros de absorbancia de UV-Vis durante el tiempo.

No se observó ninguna otra alteración significativa de los espectros de absorbancia de UV-Vis a lo largo del periodo analizado, ni se registró ninguna absorbancia significativa en el intervalo de absorbancias de 300 a 550 nm. Ello concuerda con la ausencia de oxidación significativa de aquellas especies químicas que contribuyen a generar el espectro de UV-Vis global.

Las figuras 6, 7 y 8 muestran los espectros completos de las tres composiciones estabilizadas, respectivamente, y demuestran que los cambios son mínimos y que hay una estabilidad generalmente buena del extracto durante 15 días. Se proporcionan los datos de absorbancia en bruto en la tabla a continuación y se muestran gráficamente en la figura 9.

Datos en bruto S. ind Si S. ind THR S. ind Si THR

THR=trehalosa, S.ind.=Sphaeranthus indicus,Si=partículas de silicio activado

Tal como puede observarse en la figura 9, la menor variación de absorbancia durante el tiempo (es decir, la mejor estabilidad) se observó en extractos estabilizados con tanto partículas de silicio activado como trehalosa (gráfico C).

Aunque se ha demostrado que la trehalosa potencia la estabilidad de los ingredientes farmacéuticos activos (IFA) en aplicaciones agrícolas y humanas, la combinación de silicio y trehalosa de la presente invención demuestra niveles inesperadamente altos de estabilidad. En particular, la combinación de trehalosa y partículas de silicio crea un medio que incrementa la estabilidad de los extractos herbáceos cuando se suspenden en medios acuosos.

Se plantea la hipótesis de que la combinación de un disacárido no reductor y silicio potencia la estabilidad de los IFA en medio acuoso mediante la restricción del acceso de las moléculas de agua al iFa una vez este está físicamente adsorbido en la superficie de silicio, debido a la interacción directa de la trehalosa con las entidades ligeramente polares, es decir, las moléculas de agua mismas. Tales interacciones poseen el potencial de resultar en asociaciones entre el silicio, la trehalosa, el AFI y las moléculas de agua.

Ejemplo 7: reversión del estrés oxidativo sobre plantas de Cannabis sativa utilizando quercetina estabilidad con nanopartículas

Se prepararon muestras que comprendía nanopartículas de Si y (en cantidades variables) el extracto herbáceo bioactivo quercetina, el disacárido no reductor trehalosa, el lípido lecitina y los aminoácidos arginina y glicina. El sistema portador de la invención es capaz de estabilizar la quercetina (tal como la quercetina extraída deSphaeranthus indicus)bajo condiciones tales como las condiciones ambientales y/o acuosas, tales como condicionesin vivo.Se prepararon estas muestras de una manera similar a las muestras de Ejemplos anteriores. La composición de las muestras se indica en la tabla a continuación.

Se aplicaron dichas muestras a las hojas de plantas deCannabis sativabajo condiciones controladas, utilizando sal para imponer condiciones de estrés a las hojas.

Las muestras que contenían el sistema portador de nanopartículas de silicio de la invención (nanopartículas de silicio, trehalosa y opcionalmente uno o más de lecitina y los aminoácidos arginina y glicina) mostraron un efecto protector de las hojas deCannabis sativasometidas a estrés salino, en comparación con una muestra de control (GS7) sin el sistema portador. Las muestras que contenían el sistema portador de la invención y quercetina también mostraron un efecto protector de las hojas deCannabis sativasometidas a estrés salino. Este efecto protector incluyó una reducción visible del marchitamiento y el pardeamiento de las hojas deCannabis sativa,en comparación con la muestra de control (GS7); ver la fig. 10.

Las hojas tratadas con las muestras GS1 y GS2 mostraron una reducción estadísticamente significativa (p<0,05) de la expresión de genes marcadores implicados en la respuesta al estrés (ERF1, Gibb REC y HSP70-2) en comparación con las plantas de control pulverizadas con tampón (GS7) o solo quercetina (GS5).

Las hojas de las plantas tratadas con solo el sistema portador de la invención o con quercetina mostraron un contenido de humedad de la hoja (en %) significativamente superior en términos estadísticos, en comparación con las plantas de control pulverizadas con tampón (GS7) o solo quercetina (GS5).

Resulta evidente que la formulación de la presente invención es capaz de proteger los cultivos, tales como las plantas deCannabis sativa,frente al estrés oxidativo. Ello se consigue administrando tanto ácido ortosilícico como un extracto herbáceo bioactivo estabilizado en las células vegetales de una manera controlada y sostenida. La administración del extracto herbáceo bioactivo en las células vegetales durante el tiempo se consigue mediante estabilización del extracto herbáceo bioactivo utilizando el sistema portador de nanopartículas de silicio de la presente invención.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   i. Un método para estabilizar un extracto herbáceo bioactivo en una composición que comprende nanopartículas de silicio que presentan un diámetro medio de entre 10 y 1000 nm, en donde el método comprende la puesta en contacto del extracto herbáceo bioactivo con las nanopartículas de silicio, en la presencia de trehalosa.
2. 2. El método según la reivindicación 1, en el que la trehalosa está presente en una proporción en peso respecto al silicio de por lo menos 1:10.
3. 3. El método según la reivindicación 1 o 2, en el que las nanopartículas de silicio adicionalmente se ponen en contacto con el extracto herbáceo bioactivo en la presencia de por lo menos un aminoácido, opcionalmente en el que la proporción de aminoácido a silicio es de entre 0,05:1 y 2:1.
4. 4. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las nanopartículas de silicio son porosas.
5. 5. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aminoácido o aminoácidos se seleccionan de ácido aspártico, ácido glutámico, tirosina, glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, prolina, fenilalanina, metionina, triptófano, histidina, treonina, asparagina, arginina y glutamina, preferentemente en el que el aminoácido o aminoácidos se seleccionan de arginina, histidina o glicina, o una mezcla de arginina y glicina, y/o en el que el extracto herbáceo bioactivo se selecciona de un fenol, un difenol, un polifenol, un terpeno, un hemiterpeno, un monoterpeno, un iridoide, un sesquiterpeno, un diterpeno, un sesterterpeno, un triterpeno, un esteroide, un tetraterpeno, un norisoprenoide, un flavonoide, un flavanol o una flavanona.
6. 6. El método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el extracto herbáceo bioactivo es un compuesto hidrofílico, y/o en el que el extracto herbáceo bioactivo se selecciona de un extracto deSphaeranthus indicus,un extracto de planta del cannabis, un extracto de olivo y un extracto de árbol de cítrico, opcionalmente en el que el extracto herbáceo bioactivo es la quercetina.
7. 7. Una composición para estabilizar un extracto herbáceo bioactivo, en donde la composición comprende nanopartículas de silicio que presentan un diámetro medio de entre 10 y 1000 nm y trehalosa, en la que la trehalosa está presente en una proporción en peso respecto al silicio de por lo menos 1:10.
8. 8. La composición según la reivindicación 7, que comprende, además, por lo menos un aminoácido, opcionalmente en la que la proporción de aminoácido a silicio es de entre 0,1:1 y 2:1.
9. 9. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en la que las nanopartículas de silicio son porosas.
10. 10. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que comprende, además, un extracto herbáceo bioactivo, opcionalmente en la que el extracto herbáceo bioactivo es una molécula aniónica o una molécula catiónica.
11. 11. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en la que el aminoácido o aminoácidos se seleccionan de ácido aspártico, ácido glutámico, tirosina, glicina, alanina, valina, leucina, isoleucina, prolina, fenilalanina, metionina, triptófano, histidina, treonina, asparagina o glutamina; preferentemente arginina, histidina o glicina, o una mezcla de arginina y glicina.
12. 12. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en donde la composición es una composición acuosa, por ejemplo, una composición que contiene por lo menos 10 %, 20 % o 50 % de agua en peso, o en donde la composición son unos polvos para la dispersión en agua, por ejemplo unos polvos contenidos en una bolsa soluble.
13. 13. Un método de protección de una planta frente a daños por plagas o de prevención o tratamiento de una infección fúngica, bacteriana o parasitaria de dicha planta, o de protección de dicha planta frente al estrés oxidativo, que comprende administrar en dicha planta una composición según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12.
14. 14. El método según la reivindicación 13, en el que la planta es una planta deCannabis sativa,y/o en el que el extracto herbáceo bioactivo comprende quercetina.