Способ получения микрокапсул

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 529804

K ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 30. 11.73.(21) 1980771/05 (23) Приоритет — (32) 04.12.72 (31) - 1-7633/72 (33) Швейцария (43) Опубликовано 25.09. 76.Бюллетень № 35 (45) Дата опубликования описания27.12.76 (51) М. КЛ.2

В 01 У 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н отнрытий (53) У ДК 6 78. 024 (088.8) (72) Авторы Иностранцы изобретения Петер П. Шпейзер (Швейцария) и Герд Бпрренбах- энслер (фрГ) Иностранец

Петер П. Шпейзер (Швейцария) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОКАПСУЛ

Изобретение относится к области микрокапс улирования.

Известны способы получения микрокапсул путем эмульгирования или растворения материала яцра в полимерном материале обо— почки, в качестве которой используют различные синтетические попимепы и сополимеры, например сополимер метилметакрилата с метакриловой кислотой или акриламицом.

Известны способы получения микрокап- ц> суп путем "простой" или "комплексной" коаце рвации.

Они проводятся в четыре ступени:

1) получение эмульсии или суспензии заключаемого в капсулу вещества в пригодном )5 жидком носителе, соцержащем в растворенном виде материал цля стенок капсул;

2) получение материала цля стенок в вице маленьких капель в этой суспензии или эмульсии путем разделения фаз или цобавпе-20 ния цальнейшей фазы, причем при необходимости образуется трехфазная система;

3) обволакивание заключаемой в капсулу фазы выделившимися в п. 2 каплями из материала для стенок; 25

4) усиление оболочки, являющей сначала еше жицкой.

Величина частиц полученных по этому способу микрокапсул варьирует межцу минимумом из нескольких микрометров и нескольких сотен микрометров и может достигнуть нескольких миллиметров.

Такие микрокапсулы применяются, например, в медицине только путем аппликации через рот, кожу, эпителий и кишку. В связи с этим очень важно устранение этого ограничения при медицинском применении и создание формы капсулы„имеющей для многих форм применения существенные преимушества.

Для обеспечения безопасной парентерапьной, включая внутреннее введение, диаметр последних в мпкрометрической области цо нескольких сотен микрометров цолжен быть уменьшен aо нескольких сотен нанометров

-о (10 м). Это является уменьшением в 100-10 000-кратном размере по сравнению с известными капсулами.

Ни суспензионная, ни эмульсионная полимеризация не позволяет получить малые

529804 микрокапсулы, чтобы они могли быть коллоиднорастворимыми в воде, в то время кяк микрокапсулы мицеллярной. величины могут образовать в воде стабильный коллоицный раствор.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков. Для этого в качестве материала используют оболочки микрокапсул смеси

N, g -метилен — бис — акриламида и акриламида или метилового эфира акриловой кислоты. Оболочки микрокапсул отвержцают путем -облучения, Эти микрокапсулы могут быть получены, если растворимые в воде, способные к полимеризации молекулы и заключаемый материал, например биологически или фармакоцинамически активное вещество, подвергать коллоицному pBQTBQpBHHIo B воце. Зтот воцный раствор распределяют при размешивании — при помощи поверхностно-активных

Вспомогательных веществ — в гидрофобной жицкости, образующей фазу, в которой синтетические мономеры и действующие начала труцнорастворимь1 или нерастворимы. Крошечные мицеллы, соцержашие способные к полимеризации мономеры, действующие начала и, может быть, цальнейшне всгюмогательньге вещества, растворены в относительно большом Объеме гицрофобной фазь1 и образуют самые маленькие р акционные обьем1;1 цля последующей 11олимеризации мономеров, которая может быть проведена известными мето цами.

3 ПРОТгГВОПОЛОЖНОСТЬ ЭМУЛЬСИОННОЙ ПОЛИмеризяции. IIpH Iroтооой B большинстве Q7jj чаев нерастворимые B г1оце мопомеры чолимеризуготся В ваде и соцержашие радикалы полимеризуюшиеся оеакциокные центры моГут МНОГОКраТНО Ha6VXBTJn ВСЛЕЦСТВИЕ ЦИффузии мономеров из запаса цх в имеющихся эмульсионн1 х каплях В растущие гюлимермономер-"чястиць1 (лятекс-чястицы) . мицеллярная полимеризация точно ol раничивается содержащимися В ыицеллях IIQHQ;i1ерами. 11оэому час тиц„ Остаются черезвычайно маленькими 17утем ваоь11р ОВЯН1я, к Ономер Ов и сведств

QLUBBKH ко11центрации и О(ледник, вида полимери=- :яции-, кятализатороь, соотношения между гицрофобной и BQUHQH фазами и выбора ПОВЕрХНОСТHO-QKTJIBHB X ВЕШЕСTB B ILBiIc. QTве образующих м 1т1еллы срецств, можне достигнуть Внут ри ми11елп ц!ЯВля е мой с lливки изменя1огцейся структуры г1олимеров и этим влияния на специфическое зяк тючение в капсулу активного 1ате риал а.

Новый спОсоо пОлучения нянометрических микрокапсул, содержащих биологически или фармакоцинямически активные или технически годные действующие вещества, Отличается следующими ступенями способа.

1 ) поверхностно-активньге вспомогательные вещества с эмульгаторным действием, способствующие растворению в воде и водных растворах или жирорастворимом материале в пригодном растворителе- в гидрофобной или гидрофильной жидкости, растворяют в соответствующей жидкости, которая должна образовать гицрофобную или гидрофильную фазу;

2) к полученному раствору прибавляют при размешивании воду и,заключаемый активный материал или водный раствор активного материала или жирорастворимый актив35 ный материал, а затем вводят мономеры полимеризуемого полимера. При этом употребляются цля терапевтического применения мономеры, дающие хорошо переносимый полимер. Б качестве растворимых в воде мономеров могут быть применены акриламиц и

),й — метилен- бис-акриламиц, а как растворимые в масле мономеры- метиловый эфир акриловой кислоты. При этой ступени способа можно действовать и так, что к

25 гицрофобной, содержащей эмульгатор жидкости сначала прибавляют, размешивая, только воду и мономеры, или к гицрофильной, содержащей эмульгатор жидкости — жирорастворимьгй растворитель и жирорастворимые

ЗО мономеры, и только теперь к полученному раствору прибавляют концентрированный коллиоцный, водный или маслчнный раствор заключаемого активного материала;

3) растворение в водо или маслосодер35 жащих мицеллах мономеры полимеризуются известным способом, в зависимости от применяемой техники полимеризации, причем хоц полимеризации можно контролировать путем титрования содержания мономеров;

Э9 4) после окончания полимеризации полученный полимеризат с,заключеннь1м и ацсорбированным актиВныы материалом изолируют гюсле уцаления главной поли жидкости внешней, т. е. постоянной фазы, например, путем

45 отгонки В вакууме, ультрафильтрации или центрифугирования. Готовые капсулы можно также выделить путем добавления пригодных растворителей, предпочтительно, водного спи рта.

69

Установлено, что самой пригодной жидкостью цля гицрофобной фа,зы шляются относи тельно короткоцепные н- алканы.

Особенно годятся н- алканы, имеющие о

55 в вакууме точку кипения ниже G C; в первую очерець это н "гексан и н-гептан (см.

1 таблицу!

529804

С) при

То ка кипения (в

100 торр

40 торр

10 торр

-2,3

+22,3

34,1

15,8

41,8

51,6 н- Ге ксан н- Гептан

Вода

-25

-2,1

+11,3

В качестве неионогенных эмульгаторов оправдали себя полигликолевые эфиры спирта жирного ряда, например лауриловые эфиры полиэтилена, имеющие в цепи в среднем

4 звена окиси этилена, а в качестве ионогенного эмульгатора- щелочные соли высших бис- алкильных эфиров сульфоянтарной кислоты, например натриевая соль бис-2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты.

Для обволакивания жирорастворимых действующих начал оправдала себя ставшая растворимой смесь цолиоксиэтиленсорбитанмоно- ® олеата, например, в этилолеате, парафине, касторовом масле или других эфирах жирной кислоты с производными акриловой кислоты в качестве мономеров, предпочтительно акриловой кислотой или метиловым эфиром акриловой кислоты, а также с виниловыми производными в воде.

Полимеризация мономеров осуществляется известными методами и после добавки катализаторов или инициаторов полимериза- ЗО ции путем облучения или комбинацией химических и физических методов.

При облучении видимым светом годятся, например, лампа накаливания 300 вт приблизительно в течение 7 час и добавка ри- Эе бофлавина (приблизительно О> 01%) в качестве сенсибилизатора и, добавка персульфата калия. При переносимости УФ-лучей полимери,зацию можно проводить при помощи УФсвета; ставший растворимым протеин даже 46 оказывает ускоряющее действие на длительность полимеризации. Продолжительность

УФ-облучения погружаемой лампой 70 вт при предпочтительной длине волны 366 нм составляет приблизительно 45 мин в присут- 45 ствии протеина, иначе приблизительно 3 часа.

По окончании полимеризации жидкость гидрофобной фазы может быть удалена путем дистилляции в вакууме, если ее присутствие 5Е является недостатком при дальнейшей переработке. Из применяемой гидрофобной жидкости, например н- гексана и воды, образуется азеотроп, позволяющий очень осторожную дистилляцию при комнатной температуре или в зависимости от вакуума даже уже о при О С. Получение мицеллярных капсул с ,заключенным активным материалом осуществляется при нечувствительном действующем начале, обычно непосредственно путем оса- Я ждения органическими, смешиваюшимися с водой растворителями, такими как метанол, и последующей ультрафильтрации или фильтрации через мембранный фильтр и, в случае желания, вакуумной сушки остатка на фильтре. Альтернативной возможностью является отделение продукта путем центрифугирования.

В присутствии, например, неустойчивых протеинов осаждают водным метанолом (409o) на холоду и проводят ультрафильтрацию под избыточным давлением посредством мембранного фильтра. К концу фильтрации- после полного удаления эмульгаторов, гидрофобной фазы и большей части метанольног0 раствора- остаток на фильтре разбавляют водой до содержания метанола приблизительно 5 /о, а затем лиофилизируют.

Преимушество способа заключается в том, что получается продукт, т.е. капсулы, величина частиц которых в 100-10 000 раз меньше.

Таким образом, обеспечена контролируемая длительная терапия только с одной аппликацией, причем организм в течение всего лечения подвергается воздействию только минимума биологически или фармакодинамически активного продукта. Кроме того, при определенных условиях сетчатообразно .заключенный материал может действовать и непосредственным путем; это имеет силу, в частности, при антигенах. Таким образом, можно достигать оптимального дополняющего действия, в особенности при вакцинах. Организму дают в течение очень длительного времени черезвычайно малое количество антигенов, аспе дствие чего ретикулоэндотелиозная система постоянно возбуждается к образованию антител. Б результате этого получается устойчивый, высокий титр антител и, наконец, длительный иммунитет.

С другой стороны, результаты проведенных на живых морских свинках опытов иммунизации с гаммаглобулином показывают, что очень скоро получаются высокие и относительно продолжительные титры антител.

Пример 1.

A. 12,0 r бис-2-этил-гексилового эфира сульфоянтарной кислоты в форме натриевой соли аэрозола и 6 ". полиоксиэтилен (4) лаурилового эфира, имеющего в цепи в среднем 4 окиси этилена (Тенсид), поверхностно-активное вещество (А-55-4) раство52О804 ряют в 20,0 г н-гексана; раствор фильтруют через бродильный фильтр. Зятем прибавляют, размешивая, в дальнейшем при стерильных условиях 10,0 г водного токсидного раствора (дифтерийный или столбнячный токсоид со 100 мл растворя«ошей жидкости), обращая внимание на то, чтобы при медлечном прибавлении и постоянном размешивании сохранился прозрачный раствор. После введения дальнейших 20,0 г н-гексана вмеIO шивают мономеры: 0,250 г N,N — метилен-бис-акриламида и 2,000 г акриламида. После полного растворения кристаллических составных частей дополняют н-гексаном до общего веса 1 1 0 г.

Б. Раствор перекрывают азотом, плотно

М .закрывают и приолизительно при 20-30 С подвергают постоянному облучению от источника кобальт-60. Для полимеризации доза

0,3 Мрад, Окончание полимеризации, т.е. исчезновение мономеров, можно KQHTpoãøpo- 6 вать ацидиметрическим методом титровакия света для определения K, P — ненасыщенных соединений путем реакции с морфолином.

В. После окончания полимеризации гидрофобну«о фазу, т.е. н-гексан, удаляют путем 5 осторожной отгонки при комнатной температуре и вакууме, получаемом при помощи водоструйного насоса. Остающийся концентрированный водный раствор продукта и поверхностно-активного вещества очищают от поверх- ЗО ностно — активных веществ путем ультрафильтрации с дистиллированной водой и при помощи избыточного давления азота (приблизительно 2-4 атм ) . Получают коллопдкь.й водный раст вор продукта, которь«й лиофилизируют. 35

П риме р2.

А. 12,0 г аэрсзоля и 6,0 г ««А-55-4 прозрачно растворяют в 80,0 г н-гексака, в этом растворе каплями солюбилизуют 5,0г ,дистиллированной воды и растворяют кристал- @ лическпе мономерь, т.е. 0,250 г N,N -метилен-бпс-акриламидя и 2,000 г акриламида. Раствор фильтруют через бродильный фильтр. Затем прпкапывают при стерильных условиях 5,0 г столбпячпо-токсидного раст45 вора с 3100 мл растворяющей жидкости .

Б Полимериз; цию IIpoBoDHT путем « -об1 лучекия по примеру 1.

В. После окончания полимеризации полимерный продукт с включенным яктигено « о можно осторожпо заполнить при -5 С 40% — Я икаем водки«м метанолом. Последующее цент1 о рифугирование liJIl, льтравильтряция IpH -5 С освобождает ат поверхностно-активных веществ. «иофилизация (содержание метанола установлено водой ниже 5%) или ультрафиль- 36 трация с вОдОЙ удаляет другие рас1 вОрители и дает желаемый продукт.

Прим е р3.

A. 45,0 г аэрозоля и 25,0 г (, A-55-4 растворяю в 215,0 г к — гексапа. В следую- Е«« и;ем порядке прибавляют и растворяют до прозрачности 2,5 г этанола, 2,5 г метанола, 40,0 г дистиллированной воды, 1,000г

N,N -метилен-бис- акриламида и 8,000 г акриламида. Солюбиллизованную смесь фильтруют дд стерильности, вес повышают прибавлением н- гексана до 340,0 г. Затем, размешивая в стерильных условиях, 10 г раствора гаммагл Обулина.

Б. Полимеризацию проводят путем у -облучения по примеру 1.

B. Изолирование мицеллярных капсул осуществляться соответственно примеру 1 или 2.

Приме р4.

A. 12,0 г аэрозоля и 6,0 г 1 А-55-4 растворяют в 80,0 г н — гексана, 35 0 г дистиллированной воды, медленно размешивают, а содержащиеся в этой воде кристаллические мономеры, т.е. 0,500 r N,N-метилек-бис- акриламида и 4,000 г акриламида там же растворяют. Раствор фильтруют до стерильности, а 0,.3000 г уреазы мицелля рно растворяют.

Б. Полученный раствор облучают в цилиндрическом реакционном сосуде- при размео шивании и постоянной температуре 35+5 С и непрерывно струящемся через раствор азотном потоке — изнутри УФ-погружаемой лампой (кварцевая лампа, 70 вт) в течекие 45 мин qo исчезновения мономеров.

В. После окончания полимеризации к раствору- прибавляют избыточное количество метанола с содержанием спирта по меньшей мере 80%. Продукт осаждается и может б«ыть отделен цектрифугированием или отфильTp oBd H под давлением и промыт.

Пример5.

A. К раство ру из 5, 0 г толуола, 5 0 мг диэтил- Tl -нитрофенил- монотиофосфата и

1 0,0 r полиоксиэтилен-сорбитан-моно-олеата прибавляют, размешивая, 50 г воды .В этот раствор вмешивают 1,5 r метилового эфира акриловой кислоты.

Б. В растворе в цилиндрическом термостатизируемом реакционном сосуде из стекла с двойной стенкой (внутренний диаметр

6 см) при размешивании растворяют 0,2 мг

/ рибо<олявин -5 — фосфата натрия и 0,2 мг

К 5 О, . При непрерывном размешивании о и постояккой температуре 35+5 С и непрерывно струящемся через раствор потоке азота раствор облучают снаружи на средней вь;соте жидкостного столба и расстоянии

15 см лампой накаливания (300 вт) в течение 7 час до исчезновения мономеров.

B. Изолирование мицеллярных капсул с инсектицидным действующим началом осуществляется соответственно примеру 4.

529804

Составитель Л, Жукова

Редактор Н. Джарагетти Техреду. Луговая Корректор Н, Золотовская

Заказ 5323/91 Тираж 864 Подписное

UHHHIM Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., n. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ получения микрокапсул путем растворения материала ядра в растворе мономера с последуюшим отверждением оболочекмикрокапсул, от ли чаюши йс я тем, что, с целью уменьшения диаметра микрокапсул и расширения области их применения, в качестве мономера используют смесь

N, N -метилен-бис-акриламида и акриламида или метиловый эфир акриловой кислоты и оболочки микрокапсул отверждают путем " -облучения.