Diese Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Abgabe von lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus' in eine Flüssigkeit, wie z.B. Getränke, und ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung.

In der pharmazeutischen Industrie und der Lebensmittelindustrie ist es wohl bekannt, dass der Zusatz von gesundheitsfördernden Bakterien (z.B. probiotischen Bakterien wie Milchsäurebakterien oder Bifidusbakterien) dem Menschen eine angemessene Darmfunktion aufrecht zu erhalten ermöglicht. Jedoch war es schwierig und relativ teuer, eine annehmbare Verbrauchszeit für ein gemischtes Produkt zu haben, das diese Bakterien enthält. Das Problem war, dass solche Getränke oder enteralen Lösungen eine thermische Sterilisierung durchlaufen oder aseptisch in vorsterilisierten Containern abgefüllt werden, und dadurch alle lebenden Bakterien, die während des Produktionsverfahrens zugesetzt werden, abgetötet oder entfernt werden. Wenn die Bakterien während des Produktions-/Abfüllverfahrens und nach der Sterilisierung direkt in die Lösung zugesetzt werden, ist es wahrscheinlich, dass diese Bakterien durch die Anwesenheit von Wasser reaktiviert werden und sich entsprechend vermehren und am Ende innerhalb weniger Wochen oder Monate nach der Produktion absterben. Die Metaboliten der Bakterien können auch den Geschmack der Lösung und den Nährwert ändern.

Um die gegenseitige Beeinflussung von der Lösung und den Bakterien vor der Verdauung zu vermeiden, waren spezielle Abgabesysteme in Lösungsbehältern wie z.B. Tetrabrik- oder Pet-Flaschen (siehe z.B.: die anhängige PCT Anmeldung PCT/US98/21490) integriert. Da diese Abgabesysteme mehr oder weniger integraler Bestandteil der Verpackung sind, kann der Hersteller während oder nach der Produktion nicht wählen, dass einige Produkte das Abgabesystem besitzen und einige nicht.

Versuche zur Lösung dieser Probleme umfassen die Verwendung von rohrförmigen Vorrichtungen, wie z.B. teleskopische Einfülleinheiten, die als Rohre aus einem flüssigkeitsundurchlässigen Material gebildet sind. Zum Beispiel beschreibt US.Pat.Nr. 3 102 465 und PCT/AAU97/00680 Trinkhalm-förmige Einheiten, die geöffnet werden können, so dass der in der Einheit enthaltene Bestandteil abgegeben werden kann. Eine Anzahl von Patenten, z.B. US.Pat.Nr. 4 860 929 und 4 986 451 stellen rohrförmige Vorrichtungen zur Verfügung, die an beiden Enden geschlossen sind und Perforationen an den Seiten besitzen, so dass körniges Material freigesetzt und in Kontakt mit Wasser oder einem anderen Lösungsmittel gelöst werden kann. Andere Verfahren der Zugabe von Material zu einer Flüssigkeit mittels einer Trinkhalmvorrichtung schließen das Beschichten der Außenseite eines Endes eines Trinkhalms mit einer Aromabeschichtung ein, die sich auflöst, wenn der Trinkhalm in eine Flüssigkeit eingetaucht wird, oder die Ausbildung des Endes eines Trinkhalms in Form eines aus einer löslichen Substanz hergestellten Löffels. Andere trinkhalmgeformte Erfindungen sehen Trinkhalme mit inneren oder äußeren dekorativen Merkmalen und Substanzen vor.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein einfaches niedrigpreisiges und verbraucherfreundliches System zum Schutz von Bakterien für längere Zeit bei Raumtemperatur zur Verfügung zu stellen und ein Gebrauchsfertigsystem für den Patienten oder den Verbraucher nach diesen längeren Zeitraum zu haben.

Es ist eine weitere Aufgabe, eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, die die Zugabe von lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus' zu Getränken ermöglicht unter Verwendung eines Trinkhalms, den der Verbraucher dann verwenden kann, um das Getränk zu saugen.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Zugabe von lebenden Zellen von probiotischen Bakterien oder anderen Zusätzen zu Getränken, wie z.B. Milchprodukte oder alkoholfreien Getränken oder zu enteralen Lösungen zusetzen, die eine aseptische oder sterile Behandlung, z.B. eine sterile Filtration, Bestrahlung oder thermische Sterilisierung durchlaufen sind.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Zusatz von lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus' zu Getränken zur Verfügung zu stellen, die einen wasser- und feuchtigkeitsdichten Behälter hat, bis sie geöffnet und gebrauchsfertig ist.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung für die Langzeitlagerung von gesundheitsfördernder Bakterien zur Verfügung zu stellen.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein neues Abgabesystem für andere feuchtigkeitsempfindliche oder sauerstoffempfindliche Komponenten, wie z.B. gewisse Aminosäuren, Peptide, Nukleotide, Vitamine, Hormone und Proteine zur Verfügung zu stellen.

Andere Aufgaben und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung und den anliegenden Ansprüchen ersichtlich.

Diese Druckschrift beschreibt einen Apparat zur Zugabe eines förderlichen Mittels zu einer Trinkflüssigkeit, bei dem das förderliche Mittel in eine Behältertasche, die in einer Trägerstruktur gebildet ist, eingebracht ist.

Diese Druckschrift beschreibt eine Vorrichtung zur Abgabe eines Nahrungsmittelprodukts mit einer „porösen Schichtstruktur" zu einer Flüssigkeit und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung, das das Auflösen eines essbaren Produkts in einem geeigneten Lösungsmittel und Kristallisierung des Produkts in einer Abgabevorrichtung umfasst.

Diese Druckschrift beschreibt eine Erfindung an Rohren für Trinkzwecke mit einer trockenen Beschichtung an ihrer Innenwand aus einigem löslichen Material zum Aromatisieren der durch das Rohr aufgesaugten Flüssigkeit.

Harvey beschreibt eine Behälterkonstruktion mit einem an beiden Enden verschlossenen Halm und eine Vorrichtung zum Aufbrechen der Verschlüsse ohne Entfernung des Halms aus dem Behälter, wobei festgestellt wird, dass die Konstruktion insbesondere in Verbindung mit einem Trinkhalm, der an seiner inneren Oberfläche mit einem aromatisierenden oder geschmacksveränderten Material beschichtet ist, nützlich ist (z.B. Spalte 3, Zeilen 10–45).

Guttag beschreibt einen rohrförmigen Trinkhalm, wobei wenigstens ein Teil einer freiliegenden Wand aus einem wasserunlöslichen hydrophilen Acrylat- oder Methacrylatpolymer gebildet ist. Ein wasserlösliches Aromatisierungsmittel ist innerhalb der inneren Polymerwand dispergiert.

Hollingsworth beschreibt einen Trinkhalm mit einem Inneren, das mit einem löslichen Aromatisierungsmittel beschichtet ist, so dass beim Gebrauch des Trinkhalms das Material die Flüssigkeit, die durch den Halm gesaugt wird, aromatisiert (Spalte 1, Zeile 24 bis Spalte 2, Zeile 7).

Keine dieser Entgegenhaltungen und keine Kombination hiervon beschreibt die Verwendung einer Beschichtung eines probiotischen Mikroorganismus in irgendeinem Träger einschließlich in einem Öl oder Wachs, noch die Verwendung einer offenen Bohrung mit offenen Enden, die einen probiotischen Mikroorganismus in irgendeiner Formulierung enthält.

Die hier beschriebene Erfindung ist ein Spenderrohr, das lebende Zellen eines probiotischen Mikroorganismus, wie z.B. bakterielle Zellen oder andere Zusätze, auf der Innenseite des Rohrs enthält. Das Rohr ist bis zum Zeitpunkt seines Gebrauchs in einer äußeren wasserdichten Hülle eingehüllt und bis zum Gebrauch verschlossen. Zur Zeit des Gebrauchs wird die äußere Hülle entfernt und wenn die rohrförmige Vorrichtung einen Flüssigkeitsbehälter wie z.B. ein Getränk oder eine enterale Lösung durchdringt werden lebende Zellen eines probiotischen Mikroorganismus in der gewünschten Menge der Lösung zugesetzt, während die Flüssigkeit durch das Rohr fließt.

Andere Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich.

1 ist eine Ansicht einer ersten Ausführungsform des Rohrs der Erfindung.

2 ist eine Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Rohrs der Erfindung.

3 ist eine Ansicht einer dritten Ausführungsform des Rohrs gemäß der Erfindung.

4 ist ein Querschnitt eines Teils des Rohrs, an dem lebende Zellen eines probiotischen Mikroorganismus in dem Rohr haften.

5 ist eine Teilansicht eines teilweise aufgeschnittenen? Rohrendes, das die Anordnung der anhaftenden lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus zeigt.

Die 6A bis 6C zeigen ein beschichtetes zweites Rohr vor seinem Einsatz in das undurchlässige Rohr (6A); das beschichtete zweite Rohr zum Teil in das undurchlässige Rohr eingesetzt (6B); und die Drehung des beschichteten zweiten Rohrendes und die Entfernung der lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus innerhalb des undurchlässigen Rohrs.

7 ist eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Rohrs, das in eine Hülle eingepackt ist.

Die vorliegende Erfindung ist ein Abgaberohr mit einer Struktur ähnlich einem Trinkhalm. Das Abgaberohr ist für Flüssigkeiten undurchlässig und an beiden Enden offen, um die Flüssigkeit durch die Vorrichtung abzugeben. Eine Suspension eines typischen probiotischen Mikroorganismus, z.B. Milchsäurebakterien oder Bifidusbakterien wird, wie unten beschrieben, dem Abgaberohr zugesetzt. In bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung liefert während der Herstellung des erfindungsgemäßen Rohres ein zweites Rohr die lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus in das Abgaberohr. Das Rohr wird dann unter Verwendung einer im Stand der Technik bekannten Verpackungsmaschine in einen wasserfesten äußeren Umschlag gebracht. Die bei der Herstellung der Erfindung verwendeten Materialien, insbesondere das Abgaberohr und der äußere Umschlag, müssen lebende Zellen eines probiotischen Mikroorganismus vor Kontaminierung und Feuchtigkeit bis zu zwölf Monaten Lagerung bei Raumtemperatur schützen. Das Rohrmaterial muss auch gegen die für die lebende Zellen eines probiotischen Mikroorganismus verwendeten Suspensionsmittel beständig sein.

Mit Bezug auf die Figuren ist die vorliegende Erfindung ein Abgaberohr zur Abgabe von lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus in eine Flüssigkeit, das ein flüssigkeitsundurchlässiges Rohr 20 mit einer offenen Bohrung 22, die von einer inneren Rohrwand 24 umgeben ist, enthält. Die Bohrung 22 ist sowohl am oberen Ende 26, als auch am unteren Ende 28 des Rohrs offen, wie in den 1 bis 3 gezeigt; in anderen Worten: das Rohr ist an keinem Ende geschlossen. Rohr 20 hat vorzugsweise eine Größe und eine Struktur, die bei Trinkhalmen bekannt ist, wie z.B. den Halmen, die mit in einzelne Trinkkartons verpackten Halmen verwendet werden, und ist vorzugsweise aus einem synthetischen polymeren Material, wie z.B. Polyethylen oder Polypropylen, oder aus Papier mit einer Innenbeschichtung eines Wachsmaterials hergestellt. Bevorzugte Größen liegen im Bereich einer Breite von 0,2 bis 20 mm und einer Länge von 50 bis 500 mm. Das Rohr kann ein kommerzieller Trinkhalm sein.

Wenn daher Rohr 20 mit einer Standardtrinkbox mit einer durchstossbaren Öffnung verwendet wird, ist das untere Ende 28 des Rohrs vorzugsweise ein spitzes Ende, wie in den 1 bis 3 und 7 gezeigt ist. Andere Abgaberohre, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, umfassen solche mit Bälgen 44 wie im Stand der Technik bekannt ist (2). Da in Japan gebrauchte Trinkhalme oft ein äußeres Rohr aufweisen, in das der Trinkhalm Teleskopartig eingeschoben ist, umfasst die Erfindung auch eine Ausführungsform mit einem äußeren Rohr 42, wie in 3 gezeigt.

Es ist wichtig, dass das Rohr 20 die Suspension halten kann und verhindert, dass die Suspension unbeabsichtigt aus dem Rohr 20 ausläuft. Dies wird erreicht entweder durch Oberflächenspannung durch geeignete Auswahl des Materials, aus dem das Rohr hergestellt ist, oder durch Behandlung des Rohrs 20. Es könnte auch durch Änderung der Viskosität der Suspension erreicht werden. Es ist zwar für die Erfindung nicht notwendig: bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist die Innenwand des Rohrs jedoch beschichtet oder auf andere Weise oberflächenmodifiziert, um ihr eine höhere Oberflächenspannung zu geben. Daher umfasst in bevorzugten Ausführungsformen die Erfindung weiterhin ein Beschichtungsmaterial 30 zur Aufbewahrung einer Suspension der lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus 32 in der offenen Bohrung 22, das an der inneren Rohrwand 24 anhaftet. Dieses Beschichtungsmaterial 30 kann jede Beschichtungssubstanz enthalten, die gegenüber Menschen und gegenüber dem Rohr zuzusetzenden Bakterien ungiftig ist und die an der inneren Rohrwand 24 anhaftet, z.B. ein diätetisches Öl, wie z.B. Maisöl oder ein Wachs. Das Beschichtungsmaterial kann auf eine Anzahl von Arten aufgebraucht werden, z.B. durch Einsetzen eines länglichen Stocks oder einer anderen Vorrichtung, die mit der Substanz beschichtet sind, mit einer rohrförmigen Füllvorrichtung, oder durch Besprühen der Innenseite des Rohrs 20.

Die Bakterien oder der Zusatz können mit der Beschichtungssubstanz aufgebracht werden; oder sie können getrennt auf ausgewählte Bereiche innerhalb des Rohrs (z.B. ein kleiner Tropfen von etwa 10 &mgr;l) gleichmäßig über die ganze Innenseite des Rohrs, nach Beschichtung der Innenseite des Rohrs 20, gesprüht werden. Das Muster und das Ausmaß der Verteilung des Zusatzes innerhalb des Rohrs 20 kann durch die Art des Zusatzes und den beabsichtigten Gebrauch bestimmt werden. Daher ist für ein leicht lösliches Additiv eine gleichmäßige Verteilung weniger kritisch. Wenn sich das Additiv schnell auflöst und am vorderen Ende des Rohrs 20 ist, kann es erwünscht sein, das Additiv dicht zum vorderen Ende 20 anzubringen, so dass das Additiv in der Lösung im Behälter schnell dispergiert wird. Ein anderer Grund zur Anbringung des Additivs am vorderen Ende ist die, dass, falls das Additiv einen unangenehmen Geschmack hat, seine maximale Verdünnung vor seinem Gebrauch erwünscht ist. Alternativ dazu kann das Additiv, wenn es einen angenehmen Geschmack hat, am oberen Ende angeordnet sein, um den guten Geschmack des Getränks zu verstärken. Um einen sauerstoffempfindlichen Zusatz möglichst wenig frei zu legen, kann der Zusatz in der Innenseite des Rohrs 20 in Form eines Tropfens angebracht sein, der geringere Oberflächengröße hat als ein gleichmäßig an der Innenseite des Rohrs 20 dispergiertes Material.

Vorzugsweise enthalten die lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus 32, die von dem Spenderrohr 20 abgegeben werden sollen, lyophilisierte Zellen eines oder mehrerer probiotischen Organismen, wie z.B. verschiedene Stämme von Lactobacillus oder Bifidobacteria. In Abhängigkeit von dem Typ des Zusatzes, der dem Rohr 20 zugesetzt werden soll, kann es nötig sein, dass die das Additiv enthaltende Suspension speziell behandelt werden muss, um die Lagerstabilität und angemessenes Aufbewahren im Rohr 20 und Freisetzung davon zu optimieren. Für Bakterien sollte die Suspension, die die Bakterien enthält, keine signifikante Menge von Wasser enthalten und ziemlich oxidationsbeständig sein. Die Suspension sollte den Zusatz, wie z.B. Bakterien, in der Flüssigkeit, die verbraucht werden soll, bei typischen Gebrauchstemperaturen (z.B. 0°C bis 40°C) auflösen oder freisetzen oder tragen. Daher wird für eine Anzahl von Zusätzen, wie z.B. bakterielle Zusätze, der getrocknete Zusatz vorzugsweise zu sehr feinem Pulver granuliert, um die Löslichkeit und gleichmäßige Verteilung in der Lösung sicher zu stellen.

Die bakterielle Suspension oder ein anderer Zusatz, die in der Vorrichtung enthalten sein soll, wird vorzugsweise in einer genügend konzentrierten Formulierung hergestellt, so dass die Oberflächenspannung/Oberflächenhaftung die Suspension in dem Rohr aushält. Die Konzentration der Suspension wird optimiert, um ein gutes Verhältnis zwischen Volumen und Anzahl von Bakterien pro ml zu haben. Vorzugsweise ist die Konzentration an Bakterien nicht geringer als 1% in der Suspension. Die Zellen werden vorzugsweise direkt in die Suspendierflüssigkeit unter einem Stickstoffschutzstrom gemischt, um die Anwesenheit von Dampf oder Sauerstoff zu verringern. Zwar sind Bakterienzellen mit dem bloßen Auge nicht sichtbar, jedoch werden die lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus 32in den Figuren als kleine Punkte oder kleine Kreise abgebildet, um ihre Stellung zu zeigen (z.B. in den 1 bis 4 oder 5).

Zu anderen ausgewählten Materialien, die den Flüssigkeiten für die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugesetzt werden könnten, gehören Vitamine, Farbstoffe, Mineralien, Spurenelemente, homöopathische Heilmittel, Arzneimittel, Enzyme u.s.w.

Die ausgewählten lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus 32, wie z.B. baktrielle Zellen, werden dem Rohr 20 vorzugsweise zugesetzt, in dem man ein zweites Rohr 34 mit einem kleineren äußeren Durchmesser als der Innendurchmesser des flüssigkeitsundurchlässigen Rohrs und vorzugsweise mit einem geschlossenen Ende 36 zugibt, wie in den 6A bis 6C gezeigt. Das geschlossene Ende 36 wird an der Außenseite mit den lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus 30 beschichtet, wie in 6A gezeigt, die durch Oberflächenspannung und/oder durch Verwendung eines Haftmaterials, wie im Stand der Technik bekannt, anhaften. Dann wird das beschichtete geschlossene Ende 36 in die Bohrung 22 am unteren Ende 28 des flüssigkeitsunduchlässigen Rohrs 20 eingesetzt, das teilweise oder vollständig mit dem Beschichtungsmaterial 30 behandelt worden war (6B). Das geschlossene Ende 36 wird gegen das Beschichtungsmaterial bewegt, z.B. gedreht, wodurch die lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus, die an der Beschichtung an der Innenwand haften, los gerissen werden (6C).

Das Rohr 20 ist vorzugsweise in einen flexiblen, im Wesentlichen wasserdampfdichten Umschlag 40 eingepackt, der das Rohr 20 einschließt, wie in 7 gezeigt. Die äußere Hülle muss im Wesentlichen wasserdampfundurchlässig sein und sollte genügend flexibel und zäh sein, um unbeabsichtigte Verletzung zu verhindern, und sie wird vorzugsweise aus flexiblem polymerem Material oder einer Aluminiumfolie, die mit einer polymeren Folie beschichtet ist, hergestellt. In allen Fällen ist die Hüllenkonstruktion auf solche Weise gemacht, dass nach ihrem Verschluss Wasser und Feuchtigkeit am Eindringen in die Rohrvorrichtung gehindert wird. Das Material sollte leicht am Verwendungsort aufgerissen werden können. Die Hülle 40 ist vorzugsweise aus einem polyolifinischen Material, das mit Aluminium beschichtet ist, oder aus einem synthetischen Polymeren, wie im Stand der Technik bekannt, mit einer geringen Wasserdurchlässigkeitsrate hergestellt. Ein bevorzugtes Material für die äußere Umhüllung ist ein Polyethylen oder Polypropylen einschließlich Homopolymerer und Copolymerer dieser Polymerfamilien, mit einer Aluminiumschicht als Außenschicht. Wenn eine transparente Hülle 40 gewünscht ist, kann die Polyethylen/Polypropylen-Struktur eine äußere Schicht haben, die ein Polymer von Ethylvenylalkohol oder Polyvinylidenchlorid enthält. Alternativ kann Polyethylen und/oder Polypropylen ohne eine Aluminiumschicht verwendet werden, wenn der Schutz vor Sauerstoff nicht notwendig ist. Fachleute können anderes geeignetes Verpackungsmaterial als Ersatz verwenden.

Um das undurchlässige Rohr 20 zu gebrauchen, wird es aus der Hülle 40 entnommen und in einen gewählten Flüssigkeitsbehälter eingesetzt, indem man es entweder durch eine Öffnung in den Behälter absenkt, wie man mit üblichen Trinkhalmen verfährt, oder indem man eine durchlöcherbare Öffnung auf dem Behälter durchstösst, wie es mit Saftkartons geschieht. Die Öffnung des Behälters, wie z.B. eine Saftpackung, der Bakterien zugesetzt werden sollen (nicht dargestellt), können beispielsweise mit einer durchstossbaren Aluminiumfolie geschützt werden, wie im Stand der Technik bekannt, dieses ermöglicht, Bakterien einer aseptisch eingefüllten oder thermisch sterilisierten Lösung zuzusetzen. In dem Moment, wo der Trinkhalm den Behälter eines enteralen Produkts, eines Milchprodukts, eines Softdrinks oder eines anderen Typs von Lösung oder Mischung durchdringt, werden die Bakterien in die Lösung eingegeben, was eine gewünschte Dosis von Bakterien in dem Produkt ergibt. Einmal wird das untere Ende 28 des Rohrs in die Flüssigkeit gesenkt und lebende Zellen eines probiotischen Mikroorganismus 32 werden von der inneren Rohrwand 24 entfernt und mit der Flüssigkeit gemischt, indem man die Flüssigkeit durch die Bohrung vom unteren Ende zum oberen Ende und in den Mund saugt.

Die Hülle 40, die das Rohr enthält, kann getrennt von den Behältern für Getränke oder anderen Flüssigkeiten verkauft werden oder kann an den Behälter angefügt sein, z.B. durch Klebemittel, wie es im Stand der Technik für Trinkbehälterhalme bekannt ist. Daher könnte das Rohr 20, dass die lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorgamismus enthält, und Hülle 40 leicht jedem Typ von Verpackungen, die Flüssigkeiten enthalten, wo die Zugabe der lebenden Zellen eines probiotischen Mikroorganismus geeignet wäre, angefügt werden.

Die Erfindung wurde anhand von speziellen Ausführungsformen beschrieben. Es ist aber ersichtlich, dass zahlreiche Variationen, Modifikationen und Ausführungsformen im Rahmen der Ansprüche möglich sind.