RS50365B

RS50365B - Filter za cigarete sa efektom sakupljanja slobodnih radikala iz dima cigarete i postupak za njegovu pripremu

Info

Publication number: RS50365B
Application number: YUP-290/03A
Authority: RS
Inventors: Baolu Zhao; Peter Rohdewald; Jingnong Li (Charles),
Original assignee: Horphag Research (Louxembourg) Holding Sa.,
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2001-10-08
Publication date: 2009-11-10
Also published as: US6832612B2; NO20031750D0; YU29003A; NO20031750L; CN1348725A; JP2002119270A; ZA200303246B; AU2001292170B2; PL365901A1; JP2004537963A; CN1103197C; KR20030036933A; AU9217001A; EP1337165A1; BR0114712A; NO320021B1; MXPA03003368A; AU2001292170C1; CA2424351C; KR100830759B1

Abstract

Postupak izrade filtera za cigarete, naznačen time što sadrži obezbeđivanje elementa filtera bez kombinacije L-glutationa i izvora selena izabranog iz grupe koju čine L-selenometionin i L-selenocistein, pri čemu element filtera obuhvata proantocijanidine kao sastojke za filtriranje u količini koja je efikasna za ispiranje slobodnih radikala u fazi gasa koji su prisutni u dimu cigarete, pri čemu se ne menja značajno ukus i miris cigarete. Prijava sadrži još 4 zavisna patentna zahteva.

Description

Oblast pronalaska

Ovaj pronalazak odnosi se na poboljšani filter za cigarete sa efektom sakupljanja slobodnih radikala gasovite faze dima cigarete. Pronalazak koristi tiltere koji sadrže proantocijanidine za sakupljanje slobodnih radikala. Predmetni pronalazak se takođe odnosi na postupak za proizvodnju poboljšanog flltera za cigarete sa efektom sakupljanja slobodnih radikala gasovite faze.

Prihvaćeno je da zapaljene cigarete proizvode enormnu količinu slobodnih radikala, uključujući slobodne radikale gasovite i čvrste faze. Broj slobodnih radikala u gasovitoj fazi procenjuje se na IO<13>po jednom povlačenju dima i to su primarno slobodni alkil, alkoksil, peroksil i azot-monoksid (NO-) radikali. Poznato je da slobodni radikali gasovite faze proizvedeni dimom cigarete uneti u čovečiji organizam inhalacijom dovode do toksikoloških i patoloških promena štetnih za čoveka. Široko je poznato da su slobodni radikali gasovite faze štetniji za ljudski organizam od slobodnih radikala čvrste faze. To je, delom, rezultat visokih energetskih nivoa, tj. isparljivosti slobodnih radikala gasovite faze.

Sagorevanje cigarete, osobito, uključuje složeni proces sagorevanja kojim se proizvode slobodni radikali koji postoje u dimu. Dim cigarete je složena smeša više od 4,700 hemikalija, koja uključuje visoke koncentracije visokoreaktivnih slobodnih radikala koji imaju značajnu ulogu u toksičnosti dima. Slobodni radikali napadaju konstituente ćelije, direktno ili indirektno, i veruje se da su faktori u oboljenjima vezanim za duvanski dim. Mnogi delovi tela mogu biti negativno pogođeni dejstvom slobodnih radikala gasovite faze, uključujući pluća, usta, ždrelo, jednjak, srce i cirkulatorni sistem, i različite organe. Slobodni radikali mogu da izmene molekularnu strukturu ćelijskih proteina i lipida i da prouzrokuju prekide u sekvencama DNK što dovodi do mutacija, čime se povećava rizik za razvoj različitih tipova kancera.

Studije ukazuju da dim iz glavnog toka, tj. dim koji se direktno inhalira iz zapaljene cigarete i dim iz sporednog toka, dim koji se emituje iz duvana dok cigareta tinja između dva povlačenja dima ili dim koji pušač ekshalira, sadrže visoke koncentracije slobodnih radikala. Dim iz sporednog toka utiče i na pušača i na nepušače oko njega. Veliki zdravstveni problem vezan je za izlaganje nepušača, uključujući odojčad i decu, duvanskom dimu koji proizvode pušači, u kući i na drugim mestima. Osobe koje nisu pušači ali su izložene sekundarnom dimu iz sporednog toka, mogu da pate od posledica oštećenja slobodnim radikalima iz duvanskog dima.

Slobodni radikali u gasovitoj fazi dima proizvedenog sagorevanjem cigarete, većinom su trenutni i nestabilni. Nije moguće detektovati ih direktno pomoću tehnike elektron-spin rezonantne spektroskopije{ Electron Spin Resonance Spectroscopy,"ESR spektroskopija")-Sa ciljem da se uoče slobodni radikali gasovite faze, kao što su oni prisutni u dimu cigarete, koristi se tehnika "zarobljavanja" spina( spin capture tehnique).U ovoj tehnici, slobodni radikali gasovite faze se "zarobe" i potom transformišu u spin-adukte koji se mogu testirati ESR spektroskopijom. Kolektor spina (PBN) sakuplja slobodne radikale gasovite faze dima, među kojima preovlađuju slobodni alkoksil radikali (RO-) i slobodni alkil radikali (R-).

Slobodni radikali gasovite faze duvanskog dima većinom su slobodni RO i alkil R- radikali. U procesu sagorevanja cigarete, supstance koje sadrže azot oksidišu i proizvode velike količine slobodnih NO radikala (NO-)- Rezultat reakcije NO- sa kiseonikom je proizvodnja reaktivnih slobodnih N02- radikala. Slobodni N02- radikali mogu da reaguju sa olefinom, supstancom koja se proizvodi tokom sagorevanja cigarete, čime se formira slobodni alkil radikal RO-. Slobodni RO- radikali mogu da napadnu ćelijske membrane i da dovedu do peroksidacije lipida. Zatim, takva peroksidacija lipida može da stimuliše makrofage da oslobode slobodne radikale kiseonika. Slobodni radikali kiseonika, sami po sebi, mogu nezavisno da dovedu do oštećenja ćelijskih konstituenata. Mogu da otruju ćelije i da doprinesu izazivanju kancera pluća i srčanih oboljenja, zajedno sa slobodnim radikalima prisutnim u dimu zapaljene cigarete. Takvi slobodni radikali mogu takođe da napadnu i time inaktiviraju plućnu a-l-antiproteazu, koja inhibira elastazu, i da dovedu do povređivanja pluća.

Isto tako, slobodni radikali iz dima cigarete razmatraju se u patogenezi plućnih oboljenja indukovanih pušenjem, kao što su emfizem, kancer pluća, i srčanih oboljenja. Komponente plućnog matriksa (na pr. kolagen, elastin) mogu da budu oštećene i fragmentisane oksidantima u dimu cigarete.

Oštećenja izazvana delovanjem slobodnih radikala ne ograničavaju se samo na plućni trakt. Nađeno je da urin pušača sadrži 10 puta veću količinu biomarkera tipičnog za oksidativno oštećenje, nego urin nepušača. Štetni prooksidantni efekti pušenja mogu da se prošire još i dalje od epikarđijalnih arterija do koronarne mikrocirkulacije i da utiču na regulaciju protoka krvi kroz miokard kao i da prouzrokuju zadebljanje karotidne medije.

Jedan filter za koji se tvrdi da sakuplja slobodne radikale u dimu cigarete zajednički je ispitivan od strane Biophvsics Institute of Academica Sinica i Beijing Cigarette Factorv, 1995. U ovom kombinovanom filteru koriste se polifenol čaja, vitamin C i aktivni ugljenik. Ovaj filter sakuplja probližno 14% slobodnih radikala gasovite faze prou2xokovanih duvanskim dimom. Ukoliko se dodatni sastojci, uključujući ematin, ratin, katehin i neo-rutin dodaju duvanu u cigareti, može da se sakupi još približno 12% slobodnih radikala gasovite faze. Ovi dodatni sastojci, u kombinaciji, označeni su kao "kendir" i "apocvnum venetum L". Drugi filter za cigarete koji sakuplja slobodne radikale zajednički su izumili Greece Golden Filter Compamv i Filter Development Companv, 1999 ("jointlv developed filter"). Ovaj filter uključuje aktivni ugljenik i hemoglobin. Tvrdi se da sakuplja oko 90% slobodnih radikala gasovite faze nađenih u duvanskom dimu. Proizvođači cigareta nisu komercijalno prihvatili ni jedan od ova dva filtera. Postoje dva glavna razloga za lošu komercijalnu prihvaćenost ovih filtera. Jedan je taj što velika doza aditiva u ovim filterima redukuje originalnu aromu dima cigarete. Ovo je veoma važan nedostatak u industriji cigareta gde su miris i ukus cigarete ključna odlika za prodaju prepoznatljive marke cigareta. Drugi faktor je to što proizvodnja ovih složenih filtera zahteva velika ulaganja u modifikaciju opreme u šta proizvođači cigareta nerado investiraju. Još jedan filter objavljen u U.S. Patent No. 5,829,449 koristi L-glutation i izvor selena kao kompleksan sastojak za sakupljanje slobodnih radikala.

Prema tome, postoji potreba za: i) filterom za cigarete koji ima dobar efekat sakupljanja slobodnih radikala gasovite faze drma cigarete; ii) filter za cigarete koji sakuplja slobodne radikale gasovite faze u fllterima cigarete i značajno ne menja ili ne redukuje miris i ukus cigarete; i iii) filter za cigarete koji sadrži sakupljače slobodnih radikala optimalno izložene dimu cigarete sa ciljem da se postigne maksimalni efekat sakupljanja u kratkom vremenskom periodu.

KRATAK SADRŽAJ PRONALASKA

Jedan aspekt pronalaska je poboljšani filter za cigarete sa efektom sakupljanja slobodnih radikala gasovite faze nastalih pušenjem što se postiže dodavanjem efikasne količine filtrirajućeg sastojka ili smeše filtrirajućeg sastojka i vitamina C i/ili drugih sastojaka za koje je u struci poznato da imaju antioksidantne filtrirajuće odlike, ali isključujući određenu količinu L-glutationa. Filtrirajući sastojak je odabran iz grupe koja se sastoji od proantocijanidina koji mogu uključivati procijanidine. Ovi sastojci uključuju ekstrakte borove kore, ekstrakte šišarki čempresa, ekstrakte semena grožđa i bilo koju njihovu kombinaciju.

DETALJAN OPIS PRONALASKA

Proantocijanidini su visoko potentni sakupljači slobodnih radikala. Preciznije, proantocijanidini predstavljaju grupu biljnih polifenola koji se nalaze u voću oporog ukusa i u kori. Proantocijaiudini mogu da se ekstrahuju iz biljnog materijala konvencionalnim metodima korišćenjem vode, etanola ili mešavina aceton/voda kao solvenata i potom da se koncentruju u procesu isparavanja solventa, zamrzavanjem i sušenjem ili raspršivanjem i sušenjem. Proantocijanidini uključuju procijanidine i prodelfinidine.

Proantocijanidin korišćen u dole opisanom prirneru je Pvcnogenol<®>, ekstrakt iz kore bora koji proizvodi i prodaje Horphag Research Limited.

Ekstrakt iz kore bora Pvcnogenol<®>dobija se iz kore francuskog primorskog bora. Sadrži približno 70%-75% proantocijanidina i drugih flavanola aktivnih u sakupljanju slobodnih radikala, kao što su katehin, taksifolin i fenolne kiseline. Lanci proantocijanidina koje sadrži ovaj ekstrakt imaju dužinu od oko 2 do 12 monomermh jedinica, gde se monomerne jedinice sastoje od katehina ili epikatehina. Druge supstance bogate procijanidimma mogu takođe da se konste kao sakupljači slobodnih radikala u filterima za cigarete. Ove supstance uključuju ali se ne ograničavaju na ekstrakte kore bora, šišarke čempresa ili seme grožđa. Proantocijanidini su naročito pogodni za filtere za cigarete pošto su neisparljive supstance. Proantocijanidini su biopolimeri koji poseduju veliku tendenciju da ostanu adsorbovani i da se zadrže unutar filtera.

Filteri predmetnog pronalaska koji sakupljaju slobodne radikale mogu da se pripreme raspršivanjem rastvora sakupljača slobodnih radikala preko filterskih filamenata, i potom sušenjem filterskih elemenata i povezivanjem filterskih elemenata sa sečenim cigaretama koje ne sadrže filter i/ili duvanom za cigarete za oblikovanje u cigarete. Pre sušenja, filterski element može da se oblikuje postupkom uobličavanja filterskog snopa.

Može se koristiti nekoliko primera specifičnih rastvora slobodnih radikala. Primeri i rezultati su dole diskutovani.

Primer 1

Rastvoriti proantocijanidin i vitamin C (100%) u odnosu 1:2 u 95% rastvoru etanola. Rastvor etanola koji sadrži proantocijanidin i vitarnin C ravnomerno raspršiti preko cigaretnih filamenata. Posle toga, osušiti poprskane filamente i procesovati osušene filamente u filtere za cigarete na način dobro poznat u struci. Kombinovati iste sa cigaretama bez filtera. Dobijeni sadržaj proantocijanidina i vitamina C u takvom filteru za cigarete iz ovog primera iznosi oko 0.00015% i 0.0003%, respektivno, po težmi sečenog duvana ove cigarete.

Testiranje efikasnosti poboljšanog filtera obavljeno je na sledeći način. Cigarete bez filtera su korišćene kao referentne cigarete. ESR tehnika je korišćena za testiranje radikala gasovite faze respektivno sadržanih u dimu cigareta. Količina slobodnih radikala u filteru predmetnog pronalaska upoređivana je sa količinom u standarclnim cigaretama bez filtera. Delovanje poboljšanog filtera sprovedeno je uz korišćenje sprave koja podražava čovečije pušenje sa stopom protoka od oko 400 rnl/min, jedna inhalacija tokom dve sekunde, sa razmacima od jednog nainuta. Uslovi ESR testiranja podrazumevaju: X traku, 20 mW mikrotalasnu energiju, 100 KHz modulacionu frekvenciju i 1G modulacionu amplitudu. Videti Tabelu 1 za rezultate testa.

Stopa sakupljanja slobodnih radikala E izračunavana je po sledećoj formuli:

E=HoX 100/HX

gde lio predstavlja pik intenziteta referentnog sistema, i Hxpredstavlja pik intenziteta uzorka koji sadrži sakupljač. Prema ovoj formuli, stopa E sakupljanja slobodnih radikala gasovite faze je 24.3%.

Primer 2

Korišćenjem metoda iz Primera 1, cigarete sa poboljšanim filterom koje imaju sadržaj proantocijanidina od oko 0.00015% (bazirano na težini jedne cigarete sečenog duvana) testirane su prema proceduri koja je gore objašnjena i izračunavanje je vršeno prema gore navedenoj formuli za stopu sakupljanja slobodnih radikala. Stopa sakupljanja slobodnih radikala iz gasovite faze je 22.6%. Za detaljne rezultate videti Tabelu 2.

Primer 3

Korišćenjem metoda iz Primera 1, cigarete sa poboljšanim filterom koje imaju sadržaj proantocijanidina od oko 0.0003% (bazirano na težini jedne cigarete sečenog duvana) testirane su prema proceduri koja je gore objašnjena i izračunavanje je vršeno prema gore navedenoj formuli za stopu sakupljanja slobodnih radikala. Izračunato prema gornjoj formuli za stopu sakupljanja slobodnih radikala, stopa sakupljanja slobodnih radikala gasovite faze je 27.6%. Za detaljne rezultate videti Tabelu 3.

Primer 4

Korišćenjem metoda iz Primera 1, cigarete sa poboljšanim filterom koje imaju sadržaj proantocijanidina od oko 0.0005% (bazirano na težini jedne cigarete sečenog duvana) testirane su prema proceduri koja je gore objašnjena i izračunavanje je vršeno prema gore navedenoj formuli za stopu sakupljanja slobodnih radikala. Izračunato prema gornjoj formuli za stopu sakupljanja slobodnih radikala, stopa sakupljanja slobodnih radikala gasovite faze je 29.1%. Za detaljne rezultate videti Tabelu 4. Ovaj test ukazuje da kada je sadržaj proantocijanidina u filteru 0.0005%, efekat sakupljanja slobodnih radikala gasovite faze je maksimalan.

Primer 5

Korišćenjem metoda iz Primera 1, cigarete sa poboljšanim filterom koje imaju sadržaj proantocijanidina od oko 0.001% (bazirano na težini jedne cigarete sečenog duvana) testirane su prema proceduri koja je gore objašnjena i izračunavanje je vršeno prema gore navedenoj formuli za stopu sakupljanja slobodnih radikala. Izračunato prema gornjoj formuli za stopu sakupljanja slobodnih radikala, stopa sakupljanja slobodnih radikala gasovite faze je oko 20%. Za detaljne rezultate videti Tabelu 5. Kako je pokazano gornjim primerima, kada je sadržaj proantocijanidina u filteru u opsegu od oko 0.00015% i 0.001% (bazirano na težini jedne cigarete sečenog duvana) postiže se visoki efekat sakupljanja slobodnih radikala gasovite faze dima. Dodavanje vitamina C u filtere dalje poboljšava efekte sakupljanja slobodnih radikala.

Smanjenje slobodnih radikala u duvanskom dimu smanjuje mutageno dejstvo duvanskog dima i primetno povećava dužinu preživljavanja životinja izloženih filtriranom dimu. U jednoj studiji, miševi su bili izloženi letalnim količinama dima od cigareta, i to u kabinama od poliakrilnog stakla (35.6 x 35 x 20 cm) sa dva otvora površine 1.5 cm2, od kojih je jedan bio lociran na vrhu kabine i služio za ventilaciju a drugi je bio na dnu i kroz njega je uvođena gasovita faza. Četrdeset (40) miševa je podeljeno u 4 grupe po principu slučajnosti. Miševi u grupi 1 tretirani su dimom cigareta sa standardnim filterima. Miševi iz grupa 2 i 3 tretirani su dimom cigareta sa filterima koji su respektivno sadržali 0.00015% mg i 0.0005% mg proantocijanidina, ekstrakta kore bora. Miševi iz grupe 4 služili su kao kontrola i nisu tretirani dimom cigareta. Dim cigareta je uvođen u kabinu u kojoj je istovremeno bila jedna grupa od 10 miševa. Beleženi su vreme i broj cigareta iskorišćenih do dostizanja letalnog ishoda. Vršeno je ispitivanje histopatološkili promena kod uginulih miševa.

Svi uginuli miševi su podvrgnuti biopsiji i histopatološkom ispitivanju. U kontrolnoj grupi (filteri za cigarete bez proantocijanidina) zapažene su očigledna kongestija i hemoragija u plućnom tkivu, kod 80% miševa. Isto tako, nađene su vazodilatacija i kongestija malih krvnih sudova u bubrezima i blaga vazodilatacija i kongestija centralnih vena u jetri. Međutim, nije bilo primetnih abnormalnih promena na srcu i slezini.

Prisustvo 0.0005%o proantocijanidinskog ekstrakta iz kore bora u filteru za cigarete značajno povećava vreme preživljavanja i smanjuje akutnu toksičnost dima cigareta za 70.5%. U odsustvu proantocijanidina u filterima za cigarete, miševi su urnirali posle inhaliranja dima od 8 cigareta, dok su u prisustvu 0.0005% mg proantocijanidinskog ekstrakta kore bora u filterima, miševi uginuli posle izlaganja dimu od 14 cigareta.

Na osnovu gore opisanog, pogodan sadržaj gore pomenutog sakupljača slobodnih radikala u filteru treba da iznosi 0.0001%-0.001% težine sečenog duvana. Sakupljač je efikasniji u ovom opsegu. Odnos između sadržaja procijanidina i sadržaja vitamina C iznosi 0.5-1.5 : 1.5-2.5, i najpoželjniji je 1.0. U svim formama, L-glutation i izvor selena odabran iz grupe koja sadrži L-selenometionin i L-selenocistein su znatno ili potpuno isključeni iz filtera za cigarete pronalaska.

Claims

1. Postupak izrade filtera za cigarete, naznačen time što sadrži obezbeđivanje elementa filtera bez kombinacije L-glutationa i izvora selena izabranog iz grupe koju čine L-selenometionin i L-selenocistein, pri čemu element filtera obuhvata proantocijanidine kao sastojke za filtriranje u količini koja je efikasna za ispiranje slobodnih radikala u fazi gasa koji su prisutni u dimu cigarete, pri čemu se ne menja značajno ukus i miris cigarete.

2. Postupak za proizvodnju filtera za cigarete prema patentnom zahtevu 1 u kombinaciji sa ostatkom cigarete, naznačen time što je količina sastojaka za filtriranje u opsegu od oko 0.0001% do oko 0.001% težine isečenog duvana u ostatku cigarete.

3. Postupak prema patentnim zahtevima 1 ili 2, naznačen time što obezbeđivanje obuhvata: a) rastvaranje definisane količine sastojaka za filtriranje u rastvoru 95% etanola; b) raspršivanje rastvora prema postupku (a) ravnomerno iznad elementa filtera; i c) sušenje elementa filtera prema postupku (b).

4. Postupak prema patentnom zahtevu 1, 2 ili 3, naznačen time što sastojak za filtriranje obuhvata vitamin C.

5. Filter za cigarete naznačen time što je dobijen postupkom prema zahtevima 1, 2,3 i 4.