CZ308595B6 - A process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound - Google Patents

A process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound Download PDF

Info

Publication number
CZ308595B6
CZ308595B6 CZ2014-946A CZ2014946A CZ308595B6 CZ 308595 B6 CZ308595 B6 CZ 308595B6 CZ 2014946 A CZ2014946 A CZ 2014946A CZ 308595 B6 CZ308595 B6 CZ 308595B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
ionic surfactant
solution
hydrophobic compound
solubilized
polymer
Prior art date
Application number
CZ2014-946A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2014946A3 (en
Inventor
roz. Halasová Tereza Venerová
Filip Mravec
Miloslav Pekař
Vasile Simulescu
Original Assignee
Vysoké Učení Technické V Brně
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vysoké Učení Technické V Brně filed Critical Vysoké Učení Technické V Brně
Priority to CZ2014-946A priority Critical patent/CZ308595B6/en
Publication of CZ2014946A3 publication Critical patent/CZ2014946A3/en
Publication of CZ308595B6 publication Critical patent/CZ308595B6/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10Dispersions; Emulsions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C211/00Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C211/62Quaternary ammonium compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/52Amides or imides
    • C08F20/54Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F20/60Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide containing nitrogen in addition to the carbonamido nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F26/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F26/02Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a single or double bond to nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F26/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F26/02Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a single or double bond to nitrogen
    • C08F26/04Diallylamine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/12Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity
    • C08L101/14Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by physical features, e.g. anisotropy, viscosity or electrical conductivity the macromolecular compounds being water soluble or water swellable, e.g. aqueous gels

Abstract

A process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound, in which a solution for gelation is prepared in a reaction vessel by dissolving at least one polymer in an electrically charged powder form and at least one ionic surfactant in powder form with an opposite electric charge in water; during and / or after it is prepared, at least one hydrophobic compound is added, which is / are solubilized/solubilized into the inner hydrophobic part of the micelles of the dissolved ionic surfactant(s), which are before and / or during this and / or then binds to the polymer chain of the dissolved polymer(s), followed by gelation of this solution to form a physically crosslinked hydrogel with the solubilized hydrophobic compound/compounds.

Description

Způsob přípravy fyzikálně síťovaného hydrogelu s alespoň jednou solubilizovanou hydrofobní sloučeninouA process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound

Oblast technikyField of technology

Vynález se týká způsobu přípravy fyzikálně síťovaného hydrogelu s alespoň jednou solubilizovanou hydrofobní sloučeninou.The invention relates to a process for the preparation of a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound.

Dosavadní stav technikyPrior art

Hydrogely jsou fyzikálně (např. iontovými vazbami či silnými dipóly postranních skupin makromolekul) nebo chemicky zesíťované makromolekulámí látky s výraznou afinitou k vodě, jíž ve své struktuře typicky obsahují 90 až 99 % hmota. Fyzikálně síťované hydrogely pak mají ve srovnání s chemicky síťovanými hydrogely horší mechanicko-pevnostní charakteristiky, přitom však mají mnohem vyšší potenciál biokompatibility a zachovávají biodegradabilitu výchozí polymemí složky. To umožňuje jejich využití, např. jako tzv. „vlhkého krytu rány“, kdy se hydrogel bez problémů vstřebává a případně uvolňuje aktivní sloučeninu/sloučeniny uloženou ve své struktuře. Příprava těchto fyzikálně síťovaných hydrogelů s aktivní sloučeninou/sloučeninami je však komplikovaná tím, že většina uvažovaných aktivních sloučenin má hydrofobní charakter, což značně komplikuje jejich uložení do struktury hydrofilního hydrogelu.Hydrogels are physically (e.g., ionic bonds or strong dipoles of the side groups of macromolecules) or chemically crosslinked macromolecular substances with a strong affinity for water, which typically contain 90 to 99% by weight in their structure. Physically crosslinked hydrogels then have worse mechanical-strength characteristics compared to chemically crosslinked hydrogels, but at the same time they have a much higher potential for biocompatibility and retain the biodegradability of the starting polymeric component. This allows their use, eg as a so-called "wet wound cover", where the hydrogel is easily absorbed and eventually releases the active compound (s) stored in its structure. However, the preparation of these physically crosslinked hydrogels with the active compound (s) is complicated by the fact that most of the active compounds in question have a hydrophobic character, which considerably complicates their incorporation into the structure of the hydrophilic hydrogel.

V současné době jsou známé dva způsoby uložení hydrofobních sloučenin do struktury hydrogelu. Prvním z nich je rozptýlení micel ionogenní povrchově aktivní látky/látek v hydrogelové matrici, přičemž hydrofobní sloučenina/sloučeniny se naváže/navážou k hydrofobním částem těchto micel, a druhým je modifikace vlastností výchozího polymeru tak, aby byl schopen vázat hydrofobní sloučeninu/sloučeniny na sebe. Používanějším způsobem je přitom využití ionogenní povrchově aktivní látky, který jej ednodušší a rychlej ší a vede k vytvoření hydrogelu s, pro uvažované použití, vhodnými hydrofilními vlastnostmi. Tento postup pak spočívá v oddělené přípravě vodných roztoků jednotlivých komponent hydrogelu-polymeru a ionogenní povrchově aktivní látky, přičemž hydrofobní sloučenina se předem solubilizuje v roztoku ionogenní povrchově aktivní látky. Po smísení těchto roztoků pak dochází ke spontánní gelaci a tvorbě hydrogelu se solubilizovanou hydrofobní sloučeninou.Currently, two methods are known for embedding hydrophobic compounds in a hydrogel structure. The first is the dispersion of micelles of the ionic surfactant (s) in a hydrogel matrix, wherein the hydrophobic compound (s) bind / bind to the hydrophobic portions of these micelles, and the second is to modify the properties of the starting polymer to bind the hydrophobic compound (s) to each other. . A more used method is the use of an ionic surfactant, which is simpler and faster and leads to the formation of a hydrogel with suitable hydrophilic properties for the intended use. This process then consists in the separate preparation of aqueous solutions of the individual components of the hydrogel-polymer and the ionic surfactant, the hydrophobic compound being previously solubilized in the ionic surfactant solution. After mixing these solutions, spontaneous gelation and hydrogel formation with the solubilized hydrophobic compound occurs.

Nevýhodou tohoto postupuje především časová náročnost přípravy jednotlivých vodných roztoků (až 48 hodin), která je daná zejména neochotou polymerů (především vysoce koncentrovaných a s velkou molekulovou hmotností) rozpouštět se ve vodě, omezeným rozpouštěním hydrofobních sloučenin ve vodném roztoku ionogenní povrchově aktivní látky, a nutností následného rozptýlení micel ionogenní povrchově aktivní látky v roztoku pro gelaci. Další nevýhodou je nutnost připravovat oba roztoky odděleně, a to obvykle navíc při dodržení sterilních podmínek, přičemž např. u velmi viskózního roztoku polymeru, dochází při jeho sterilizaci ke snížení molekulové hmotnosti, což se negativně projevuje na tuhosti výsledného hydrogelu.The disadvantage of this is the time consuming preparation of individual aqueous solutions (up to 48 hours), which is mainly due to the reluctance of polymers (especially highly concentrated and high molecular weight) to dissolve in water, limited dissolution of hydrophobic compounds in aqueous ionic surfactant solution and the need subsequent dispersing of the ionic surfactant micelles in the gelling solution. Another disadvantage is the need to prepare the two solutions separately, usually in addition under sterile conditions, where, for example, a very viscous polymer solution has a reduced molecular weight during sterilization, which has a negative effect on the stiffness of the resulting hydrogel.

Cílem vynálezu je navrhnout způsob přípravy fyzikálně síťovaného hydrogelu s alespoň jednou solubilizovanou hydrofobní sloučeninou, který by odstranil nevýhody stavu techniky, tím že by jeho příprava byla snadnější, rychlejší, a tím ekonomicky výhodnější.The object of the invention is to propose a process for the preparation of a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound, which would obviate the disadvantages of the prior art by making its preparation easier, faster and thus more economically advantageous.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Cíle vynálezu se dosáhne způsobem přípravy fyzikálně síťovaného hydrogelu s alespoň jednou solubilizovanou hydrofobní sloučeninou, jehož princip spočívá v tom, že rozpuštěním alespoň jednoho polymeru v práškové formě s elektrickým nábojem a alespoň jedné ionogenní povrchově aktivní látky v práškové formě s opačným elektrickým nábojem ve vodě, se v reakční nádoběThe object of the invention is achieved by a process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound, the principle of which is that by dissolving at least one polymer in electrically charged powder form and at least one ionic surfactant in powder form with opposite electrical charge in water, in the reaction vessel

- 1 CZ 308595 B6 připraví roztok pro gelaci, přičemž během jeho přípravy a/nebo po jeho připravení se k němu přidá alespoň jedna hydrofobní sloučenina. Tato sloučenina/sloučeniny se přitom solubilizuje/solubilizují do vnitřní hydrofobní části micel rozpuštěné ionogenní povrchově aktivní látky/látek, která/které se předtím a/nebo během toho a/nebo po tom naváže/navážou na polymemí řetězec rozpuštěného polymeru/polymerů. Při následné gelaci se tak vytvoří fyzikálně síťovaný hydrogel se solubilizovanou hydrofobní sloučeninou/sloučeninami.- 1 CZ 308595 B6 a solution for gelation is prepared, at least one hydrophobic compound being added to it during and / or after its preparation. This compound (s) is / are solubilized into the inner hydrophobic part of the micelles of the dissolved ionic surfactant (s), which binds to the polymer chain of the dissolved polymer (s) before and / or after and / or after. Subsequent gelation thus forms a physically crosslinked hydrogel with the solubilized hydrophobic compound (s).

Tento postup výrazně zkracuje dobu potřebnou pro přípravu hydrogelu (až na čtvrtinu původní doby), protože odpadá zdlouhavá příprava roztoku polymeru/polymerů, a zároveň odpadá doba nutná pro rozpuštění hydrofobních látek v roztoku ionogenní povrchově aktivní látky. Navíc v případě použití sterilních materiálů odpadá nutnost sterilizace, případně je nutné sterilizovat pouze jeden roztok v jedné reakční nádobě, nebo pouze jeho nesterilní složka/složky před přidáním do něj. Současné rozpouštění složek roztoku pro gelaci navíc umožňuje do hydrogelu solubilizovat větší množství hydrofobní sloučeniny/sloučenin, případně polymemích plniv, než postup založený na oddělené přípravě jednotlivých roztoků, který je shora omezen solubilizační kapacitou dané ionogenní povrchově aktivní látky za daných podmínek a množství solubilizované sloučeniny/sloučenin je závislé na její/jejich rozpustnosti v připravovaném roztoku.This procedure significantly reduces the time required to prepare the hydrogel (up to a quarter of the original time), as the lengthy preparation of the polymer solution (s) is eliminated, as well as the time required to dissolve the hydrophobic substances in the ionic surfactant solution. In addition, in the case of the use of sterile materials, the need for sterilization is eliminated, or it is necessary to sterilize only one solution in one reaction vessel, or only its non-sterile component (s) before adding to it. In addition, the simultaneous dissolution of the components of the gelation solution allows to solubilize more hydrophobic compound (s) or polymeric fillers into the hydrogel than the process based on separate preparation of individual solutions, which is limited by the solubilizing capacity of the ionic surfactant under given conditions and the amount of solubilized compound. of the compounds depends on its / their solubility in the prepared solution.

Do reakční nádoby se umístí alespoň jedna hydrofobní sloučenina v práškové formě nebo roztok této sloučeniny v těkavém organickém rozpouštědle ze skupiny keton, alkohol, chlorovaný uhlovodík, ether, které se následně odpaří, přičemž se hydrofobní sloučenina/sloučeniny uloží na vnitřním povrchu reakční nádoby, alespoň jeden hydrofilní organický polymer v práškové formě s elektrickým nábojem ze skupiny polyaminokyselina hydrochlorid, polyethylenimin hydrochlorid, poly(diallyldimethylamonium chlorid), poly(JV-isopropylakrylamid) hydrochlorid, poly(allylamin) hydrochlorid, kationická celulóza, chitosan a jeho kladně nabité deriváty, hyaluronan sodný, alginát, karboxymethylcelulóza, polystyrensulfonát sodný, nebo chondroitin sulfát a alespoň jedna ionogenní povrchově aktivní látka tenzidického charakteru v práškové formě s opačným elektrickým nábojem. Pro interakci se záporně nabitými polymery se použije kladně nabitá ionogenní povrchově aktivní látka ze skupiny cetyltrimethylamonium bromid, dodecyltrimethylamonium bromid, tetradecyltrimethylamonium bromid, hexadecyltrimethylamonium bromid, [ 1 (ethoxykarbonyl)pentadecyl]trimethylamoniumbromid, hexadecyltrimethylamonium p-toluenosolfonát, a pro interakci s kladně nabitými polymery se použije záporně nabitá ionogenní povrchově aktivní látka ze skupiny dodecylsíran sodný/draselný, tetradecylsíran sodný/draselný, p-dodecylbenzensulfonát sodný/draselný.At least one hydrophobic compound in powder form or a solution of this compound in a volatile organic solvent from the group consisting of ketone, alcohol, chlorinated hydrocarbon, ether is placed in the reaction vessel and subsequently evaporated, the hydrophobic compound (s) deposited on the inner surface of the reaction vessel, at least one hydrophilic organic polymer in powder form with electric charge from the group of polyamino acid hydrochloride, polyethyleneimine hydrochloride, poly (diallyldimethylammonium chloride), poly (N-isopropylacrylamide) hydrochloride, poly (allylamine) hydrochloride, cationic cellulose, chitosan and its positively charged derivatives, sodium hyaluronan , alginate, carboxymethylcellulose, sodium polystyrene sulfonate, or chondroitin sulfate and at least one ionic surfactant of surfactant character in powder form with the opposite electric charge. To interact with negatively charged polymers, a positively charged ionic surfactant from the group consisting of cetyltrimethylammonium bromide, dodecyltrimethylammonium bromide, tetradecyltrimethylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium bromide, [1 (ethoxycarbonyl) pentadecylbromethylamethylametamethylamethylammonium uses a negatively charged ionic surfactant from the group of sodium / potassium dodecyl sulfate, sodium / potassium tetradecyl sulfate, sodium / potassium p-dodecylbenzenesulfonate.

Molámí poměr elektricky nabitých skupin ionogenní povrchově aktivní látky/látek a opačně elektricky nabitých skupin polymeru/polymerů v roztoku pro gelaci je přitom 0,05 až 50 a koncentrace ionogenní povrchově aktivní látky/látek je 8 TO-4 až 0,6 mol dm-3.The molar ratio of the electrically charged groups of ionic surfactant (s) and, conversely, the electrically charged groups of polymer (s) in the gelling solution is 0.05 to 50 and the concentration of ionic surfactant (s) is 8 TO -4 to 0.6 mol dm - 3 .

Hydrofilní organický polymer/polymery a ionogenní povrchově aktivní látka se rozpustí ve vodě nebo ve vodném roztoku alespoň jednoho elektrolytu, čímž se v reakční nádobě připraví roztok pro gelaci, přičemž hydrofobní sloučenina/sloučeniny, se solubilizuje/solubilizují do vnitřní hydrofobní části micel rozpuštěné ionogenní povrchově aktivní látky/látek, která/které se předtím a/nebo během toho a/nebo po tom fyzikálně naváže/navážou na polymemí řetězec rozpuštěného polymeru/polymerů, přičemž následnou spontánní gelaci tohoto roztoku v jeho vodném prostředí se vytvoří fyzikálně síťovaný hydrogel se solubilizovanou hydrofobní sloučeninou/sloučeninami.The hydrophilic organic polymer (s) and ionic surfactant are dissolved in water or an aqueous solution of at least one electrolyte to prepare a gelation solution in the reaction vessel, wherein the hydrophobic compound (s) is solubilized into the inner hydrophobic portion of the dissolved ionic surfactant micelles. active substance (s) which physically binds before and / or during and / or after the polymer chain of the dissolved polymer (s), the subsequent spontaneous gelation of this solution in its aqueous medium forming a physically crosslinked hydrogel with a solubilized hydrophobic compound (s).

Pro uvažované využití hydrogelu vytvořeného způsobem podle vynálezu v medicíně je požadavkem, aby byl použitý výchozí polymer biokompatibilní, a případně i biodegradovatelný.For the intended use of the hydrogel formed by the process according to the invention in medicine, it is required that the starting polymer used be biocompatible and, if appropriate, biodegradable.

Pro rychlejší průběh gelace je výhodné, pokud roztok pro gelaci dále obsahuje jednomocné a/nebo dvoumocné a/nebo trojmocné a/nebo čtyřmocné ionty, a jeho celková iontová síla je 10-3 až 1 mol dm-3.For a faster gelation, it is advantageous if the gelation solution further contains monovalent and / or divalent and / or trivalent and / or tetravalent ions, and its total ionic strength is 10 -3 to 1 mol dm -3 .

-2 CZ 308595 B6-2 CZ 308595 B6

V případě potřeby může roztok pro gelaci dále obsahovat alespoň jednu látku bílkovinné povahy, která se neúčastní gelace a během ní se uzavírá do struktury vytvářeného hydrogelu. Takovou látkou je např. oligomer/oligomery, neutrální polymer/polymery, polymer/polymery s opačným nábojem než výchozí polymer/polymery, enzym/enzymy atd. Přičemž tato látka/látky se při degradaci hydrogelu uvolňuje z jeho struktury a působí v místě uvolnění, když např. doplňují nebo podporují působení hydrofobní sloučeniny/sloučenin.If desired, the gelling solution may further contain at least one proteinaceous substance which does not participate in the gelation and is enclosed in the structure of the hydrogel formed during it. Such a substance is, for example, oligomer (s), neutral polymer (s), polymer (s) with the opposite charge to the starting polymer (s), enzyme (s), etc. This substance (s) is released from its structure upon degradation of the hydrogel and acts at the site of release, when, for example, they complement or promote the action of the hydrophobic compound (s).

Příklady uskutečnění vynálezuExamples of embodiments of the invention

Při způsobu přípravy fyzikálně síťovaného hydrogelu s alespoň jednou solubilizovanou hydrofobní sloučeninou, způsobem podle vynálezu se v jedné reakční nádobě rozpuštěním alespoň jednoho polymeru v práškové formě s kladným nebo záporným elektrickým nábojem a alespoň jedné ionogenní povrchově aktivní látky v práškové formě s opačným elektrickým nábojem ve vodě, připraví roztok pro gelaci. Během přípravy tohoto roztoku a/nebo po jeho připravení se k němu přidá alespoň jedna hydrofobní sloučenina, a to např. ve formě roztoku nebo v pevné formě, která/které se solubilizuje/solubilizují do vnitřní hydrofobní části micel rozpuštěné ionogenní povrchově aktivní látky/látek, přičemž tato ionogenní povrchově aktivní látka/látky se předtím a/nebo během toho a/nebo po tom naváže/navážou na polymemí řetězec rozpuštěného polymeru/polymerů. Při následné spontánní gelaci tohoto roztoku se pak vytvoří fyzikálně síťovaný hydrogel se solubilizovanou hydrofobní sloučeninou/sloučeninami. Případný volný roztok nad hydrogelem se poté odlije nebo jinak odstraní.In a process for the preparation of a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound, the process according to the invention dissolves at least one polymer in powder form with positive or negative electric charge and at least one ionic surfactant in powder form with opposite electric charge in water in one reaction vessel. , prepares a solution for gelation. During and / or after preparation of this solution, at least one hydrophobic compound is added to it, e.g. in the form of a solution or in solid form, which solubilizes / solubilizes into the inner hydrophobic part of the micelles of the dissolved ionic surfactant (s). , wherein said ionic surfactant (s) binds to the polymer chain of the dissolved polymer (s) before and / or during and / or after. Subsequent spontaneous gelation of this solution then forms a physically crosslinked hydrogel with the solubilized hydrophobic compound (s). Any free solution over the hydrogel is then discarded or otherwise removed.

Hydrofobní sloučenina se přitom použije v pevném skupenství - např. ve formě prášku (viz příklad 1) nebo ve formě roztoku, a to v množství dle její požadované finální koncentrace v hydrogelu. Maximální množství hydrofobní/hydrofobních sloučeniny/sloučenin, kterou je možné solubilizovat do gelové matrice, je dáno solubilizační kapacitou použité ionogenní povrchově aktivní látky/látek za daných podmínek v daném prostředí bez přítomnosti polymeru.The hydrophobic compound is used in the solid state - for example in the form of a powder (see Example 1) or in the form of a solution, in an amount according to its desired final concentration in the hydrogel. The maximum amount of hydrophobic / hydrophobic compound (s) that can be solubilized into the gel matrix is given by the solubilizing capacity of the ionic surfactant (s) used under the given conditions in the given environment without the presence of the polymer.

Ve výhodné variantě provedení se do reakční nádoby před vytvořením roztoku pro gelaci umístí roztok alespoň jedné hydrofobní sloučeniny v těkavém organickém rozpouštědle, např. ketonu, alkoholu, chlorovaném uhlovodíku, etheru apod., který se následně odpaří (např. za sníženého tlaku). Během jeho odpaření se v něm rozpuštěná hydrofobní sloučenina/sloučeniny rekrystalizuje na vnitřním povrchu reakční nádoby, odkud se při následném vytváření roztoku pro gelaci a/nebo po jeho vytvoření a/nebo během gelace solubilizuje/solubilizují do vnitřní hydrofobní části micel ionogenní povrchově aktivní látky/látek (viz příklad 2) obsažené v roztoku pro gelaci. Solubilizaci přitom napomáhá velký specifický povrch hydrofobní sloučeniny/sloučenin. Tento postup je vhodný zejména pro dávkování nízkých, na standardních analytických vahách nedosažitelných, množství hydrofobních sloučenin, např. vysoce aktivních farmakologicky aktivních látek, případně pro sloučeniny, které jsou silně hydrofobní.In a preferred embodiment, a solution of at least one hydrophobic compound in a volatile organic solvent, e.g., ketone, alcohol, chlorinated hydrocarbon, ether, etc., is placed in the reaction vessel prior to forming the gelation solution, which is then evaporated (e.g., under reduced pressure). During its evaporation, the hydrophobic compound (s) dissolved therein is recrystallized on the inner surface of the reaction vessel, from where the ionic surfactants are solubilized into the inner hydrophobic part of the micelles of the ionic surfactant during the subsequent formation of the gelation solution and / or after its formation and / or during gelation. substances (see Example 2) contained in the gelling solution. The solubilization is aided by the large specific surface area of the hydrophobic compound (s). This procedure is particularly suitable for dosing low amounts of hydrophobic compounds which are unattainable on standard analytical balances, e.g. highly active pharmacologically active substances, or for compounds which are strongly hydrophobic.

Těmito způsoby lze připravovat hydrogely s alespoň jednou hydrofobní sloučeninou rozpustnou za daných podmínek v některé z použitých ionogenních povrchově aktivních látek. S výhodou se jedná zejména o farmakologicky aktivní látky, resp. léčiva - např. tokoferol, doxorubicin, paclitaxel, menadion, chinin, diklofenak, nebo libovolné jiné hydrofobní látky, vč. barviv - např. Sudan Red G, Oil Red O, perylen, difenylhexatrien, Nile Red, Oregon Green, Rhodamin 6G, a hydrofobních kapalin - např. chloroform apod.By these methods, hydrogels can be prepared with at least one hydrophobic compound soluble under the given conditions in one of the ionic surfactants used. These are preferably, in particular, pharmacologically active substances or drugs - eg tocopherol, doxorubicin, paclitaxel, menadione, quinine, diclofenac, or any other hydrophobic substances, incl. dyes - eg Sudan Red G, Oil Red O, perylene, diphenylhexatriene, Nile Red, Oregon Green, Rhodamine 6G, and hydrophobic liquids - eg chloroform, etc.

Společně s hydrofobní sloučeninou/sloučeninami lze do hydrogelu v případě potřeby inkorporovat také alespoň jednu hydrofilní sloučeninu, která např. doplňuje nebo podporuje působení použité hydrofobní sloučeniny/sloučenin a/nebo zlepšuje některý z parametrů hydrogelu.Along with the hydrophobic compound (s), at least one hydrophilic compound can also be incorporated into the hydrogel, if necessary, which, for example, complements or promotes the action of the hydrophobic compound (s) used and / or improves one of the hydrogel parameters.

Jako výchozí polymer je přitom možné použít libovolný kladně, nebo záporně nabitý organický polymer-syntetický nebo přírodní, který je vzhledem k uvažovanému použití hydrogelu v medicíně s výhodou biokompatibilní a případně i biodegradovatelný, a u kterého interakcí s opačně nabitouAny positively or negatively charged organic polymer-synthetic or natural can be used as the starting polymer, which is preferably biocompatible and possibly also biodegradable due to the intended use of the hydrogel in medicine, and in which the interaction with the oppositely charged

-3CZ 308595 B6 ionogenní povrchově aktivní látkou/látkami vzniká gel. Obecně jde o buď o polyanionty - např. kyseliny (např. karboxylové, sulfonové, apod.), resp. jejich soli, které za daných podmínek teplota, iontová síla a pH, nesou záporný náboj (např. hyaluronan sodný, polystyrensulfonát sodný, alginát, karboxymethylcelulóza, chondroitin sulfát), nebo o polykationty - např. polymery, které obsahují aminoskupiny a/nebo iminoskupiny a/nebo amidové skupiny a/nebo kvartemí amoniové skupiny, a jsou např. ve formě hydrochloridu a/nebo příslušných solí hydrochloridu, které za daných podmínek - teplota, iontová síla a pH, nesou kladný náboj (např. polyaminokyseliny při pH dle jejich isoelektrického bodu, polyethylenimin, poly(diallyldimethylamoniumchlorid), polyýVisopropylakrylamid), poly(allylamin)hydrochlorid, kationická celulóza, chitosan a jeho kladně nabité deriváty.-3GB 308595 B6 The ionic surfactant (s) form a gel. In general, these are either polyanions - eg acids (eg carboxylic, sulfonic, etc.), resp. their salts which, under the given conditions, temperature, ionic strength and pH, carry a negative charge (eg sodium hyaluronate, sodium polystyrenesulphonate, alginate, carboxymethylcellulose, chondroitin sulphate), or polycations - eg polymers which contain amino and / or imino groups and and / or amide groups and / or quaternary ammonium groups, and are, for example, in the form of the hydrochloride and / or the corresponding hydrochloride salts which, under given conditions - temperature, ionic strength and pH, carry a positive charge (e.g. polyamino acids at pH according to their isoelectric point). , polyethyleneimine, poly (diallyldimethylammonium chloride), polyisopropylacrylamide), poly (allylamine) hydrochloride, cationic cellulose, chitosan and its positively charged derivatives.

Kromě samotných polymerů je samozřejmě možné použít i více typů vhodných polymerů najednou, vč. kopolymerů kladně a záporně nabitých monomerů, za předpokladu, že jeden z nábojů molámě převažuje a polymer není neutrální.In addition to the polymers themselves, it is of course possible to use several types of suitable polymers at once, incl. copolymers of positively and negatively charged monomers, provided that one of the molar charges predominates and the polymer is not neutral.

Polymer/polymery se při způsobu přípravy hydrogelu podle vynálezu používá/používají v pevném skupenství, tzv.ve formě prášku.The polymer (s) is / are used in the process for preparing the hydrogel according to the invention in the solid state, so-called powder form.

Ionogenní povrchově aktivní látkou pak může být libovolný ionogenní tenzid tvořící micely. Kdy pro interakci se záporně nabitými polymery (polyanionty) se použije kladně nabitá ionogenní povrchově aktivní látka (např. alkylamonium bromid - cetyltrimethylamonium bromid, dodecyltrimethylamonium bromid, tetradecyltrimethylamonium bromid, hexadecyltrimethylamonium bromid, [ 1 (ethoxykarbonyl)pentadecyl]trimethylamoniumbromid, nebo alkylamonium arylsulfonát - hexadecyltrimethylamonium p-toluenosolfonát, apod.), a pro interakci s kladně nabitými polymery (polykationty) se použije záporně nabitá ionogenní povrchově aktivní látka (např. alkylsíran - dodecylsíran sodný/draselný, tetradecylsíran sodný/draselný, nebo arylsulfonát - p-dodecylbenzensulfonát sodný/draselný apod.). Ionogenní povrchově aktivní látky je možné mezi sebou mísit v libovolných poměrech, za předpokladu, že budou nést stejný náboj. Ionogenní povrchově aktivní látka/látky se použije v celkové koncentraci 8TO-4 až 0,6 mol dm-3. Celková koncentrace ionogenní povrchově aktivní látky/látek musí být vyšší než její/jejich agregační koncentrace za daných podmínek v roztoku o daném složení, protože musí být schopná/schopny tvořit micely a micelám podobné struktury, které nesou na povrchu náboj a ve své střední části hydrofobní řetězce. Rozsah teplot, kdy ionogenní povrchově aktivní látka/látky vhodně interaguje je zespodu ohraničený Kraftovou teplotou (specifickou pro danou ionogenní povrchově aktivní látku) a horní teplotou varu daného vodného prostředí za daných podmínek.The ionic surfactant can then be any micelic micelle-forming surfactant. When a positively charged ionic surfactant is used to interact with negatively charged polymers (polyanions) (e.g., alkylammonium bromide - cetyltrimethylammonium bromide, dodecyltrimethylammonium bromide, tetradecyltrimethylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium bromidyl] carbonamide, [1 p-toluenesulfonate, etc.), and a negatively charged ionic surfactant (e.g., sodium / potassium alkylsulfate, sodium / potassium tetradecyl sulfate, or sodium / potassium p-dodecylbenzenesulfonate arylsulfonate) is used to interact with positively charged polymers (polycations). etc.). Ionogenic surfactants can be mixed with each other in any ratio, provided that they carry the same charge. The ionic surfactant (s) is used in a total concentration of 8TO -4 to 0.6 mol dm -3 . The total concentration of the ionic surfactant (s) must be higher than its / their aggregation concentration under the given conditions in the solution of the given composition, as it must be able to form micelles and micelle-like structures which carry a charge on the surface and hydrophobic in their middle part. strings. The temperature range at which the ionic surfactant (s) interacts is bottom-bounded by the Kraft temperature (specific for the ionic surfactant) and the upper boiling point of the aqueous environment under the conditions.

Také ionogenní povrchově aktivní látka/látky se při způsobu přípravy hydrogelu podle vynálezu používá/používají v pevném skupenství, ve formě prášku. Poměr množství polymeru/polymerů a množství ionogenní povrchově aktivní látky/látek pak závisí na poměru jejich opačných nábojů, přičemž experimentálně ověřenými vhodnými hodnotami je molámí poměr elektricky nabitých skupin ionogenní povrchově aktivní látky/látek a opačně elektricky nabitých skupin polymeru/polymerů v roztoku pro gelaci 0,05 až 50.The ionic surfactant (s) is also used in the process for preparing the hydrogel according to the invention in solid form, in powder form. The ratio of the amount of polymer (s) to the amount of ionic surfactant (s) then depends on the ratio of their opposite charges, the experimentally verified suitable values being the molar ratio of electrically charged groups of ionic surfactant (s) to oppositely electrically charged polymer (s) groups in the gelling solution. 0.05 to 50.

Gelaci a vznik hydrogelu podporuje a urychluje případná přítomnost elektrolytu. Ve výhodné variantě se přitom použijí jednomocné a/nebo dvoumocné a/nebo trojmocné a/nebo čtyřmocné ionty, které se do roztoku pro gelaci přidají, např. ve formě vodného roztoku, čímž se dosáhne celkové iontové síly roztoku pro gelaci 10-3 až 1 mol dm-3. Vhodným elektrolytem je např. vodný roztok chloridu sodného.Gelation and hydrogel formation are supported and accelerated by the possible presence of electrolyte. In a preferred variant, monovalent and / or divalent and / or trivalent and / or tetravalent ions are used, which are added to the gelling solution, for example in the form of an aqueous solution, so that the total ionic strength of the gelling solution is 10 -3 to 1. mol dm -3 . A suitable electrolyte is, for example, aqueous sodium chloride solution.

Hydrogel připravovaný způsobem podle vynálezu může kromě základních složek - výchozího polymeru/polymerů, ionogenní povrchově aktivní látky/látek, dané hydrofobní sloučeniny/sloučeniny a případně elektrolytu, obsahovat také další složky, které se přímo neúčastní tvorby hydrogelu, jako např. sloučenina/sloučeniny bílkovinné povahy - polymery i oligomery, neutrální polymer/polymery, polymer/polymery s opačným nábojem než výchozíThe hydrogel prepared by the process of the invention may contain, in addition to the basic components - starting polymer (s), ionic surfactant (s), hydrophobic compound (s) and optionally electrolyte, other components which do not directly participate in hydrogel formation, such as protein compound (s). nature - polymers and oligomers, neutral polymer / polymers, polymer / polymers with opposite charge than the starting one

-4CZ 308595 B6 polymer/polymery, atd. Tyto složky jsou pak ve vytvořeném hydrogelu drženy stericky, přičemž jsou chráněny a udržovány v nativní, biologicky a chemicky aktivní formě (například enzymy), a při degradaci hydrogelu se z něj uvolňují a působí v místě uvolnění.-4CZ 308595 B6 polymer (s), etc. These components are then held sterically in the formed hydrogel, protected and maintained in a native, biologically and chemically active form (e.g. enzymes), and are released from the hydrogel upon degradation and act in place. release.

Způsob přípravy fyzikálně síťovaného hydrogelu s alespoň jednou solubilizovanou hydrofobní sloučeninou podle vynálezu zahrnuje následující kroky: umístění hydrofobní sloučeniny/sloučenin v pevném, nebo kapalném skupenství, kladně, nebo záporně nabitého polymeru/polymerů (resp. kopolymeru/kopolymerů) a opačně nabité ionogenní povrchově aktivní látky/látek v pevném skupenství, resp. ve formě prášku, a vody a/nebo vodného roztoku elektrolytu/elektrolytů do reakční nádoby, přičemž na pořadí přidávání jednotlivých složek nezáleží. V případě, že se hydrofobní sloučenina/sloučeniny nanáší na stěny reakční nádoby rekrystalizací z těkavého organického rozpouštědla, další složky roztoku pro gelaci se do reakční nádoby přidávají až následně. Takto vzniklý roztok se ponechá stát, s výhodou na třepačce, až do samovolné gelace a vzniku kompaktního hydrogelu.The process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound according to the invention comprises the following steps: placing the hydrophobic compound (s) in solid or liquid state, positively or negatively charged polymer (s) and oppositely charged ionic surfactant substances / substances in the solid state, resp. in the form of a powder, and water and / or an aqueous solution of the electrolyte (s) to the reaction vessel, the order of addition of the individual components not being important. In case the hydrophobic compound (s) is applied to the walls of the reaction vessel by recrystallization from a volatile organic solvent, the other components of the gelling solution are added to the reaction vessel only subsequently. The resulting solution is allowed to stand, preferably on a shaker, until spontaneous gelation and the formation of a compact hydrogel.

Případný volný roztok nad hydrogelem se poté odlije nebo odstraní jiným způsobem.Any free solution over the hydrogel is then decanted or otherwise removed.

Níže jsou uvedeny dva konkrétní příklady přípravy fýzikálně síťovaného hydrogelu s jednou solubilizovanou hydrofobní sloučeninou podle vynálezu. Odborníkovi v oboru je přitom zřejmé, že kromě konkrétních látek uvedených v těchto příkladech je možné hydrogel stejným postupem vytvořit i za použití jiných, např. výše uvedených látek, se stejnými nebo podobnými vlastnostmi, nebo jejich kombinací, přičemž koncentrace hydrofobní sloučeniny může být v rozmezí 10-7 až 10-5 mol · dm-3 (zde s ohledem na spektrofotometrické stanovení), koncentrace ionogenní povrchově aktivní látky může být v závislosti na koncentraci hydrofobní sloučeniny v rozmezí 5 102 až 0,2 mol dm-3 (v případě použití roztoku těkavého organického rozpouštědla může být koncentrace hydrofobní sloučeniny v tomto těkavém organickém rozpouštědle 5 10-6 až KUmoldnT3) a koncentrace polymeru může být v závislosti na koncentraci ionogenní povrchově aktivní látky v rozmezí 0,5 až 2 % hmoto.Below are two specific examples of the preparation of a physically crosslinked hydrogel with one solubilized hydrophobic compound of the invention. One skilled in the art will appreciate that in addition to the specific substances listed in these examples, the hydrogel may be formed in the same manner using other substances, such as those listed above, with the same or similar properties, or a combination thereof. 10 -7 to 10 -5 mol · dm -3 (here with respect to the spectrophotometric determination), the concentration of the ionic surfactant may be, depending on the concentration of the hydrophobic compound, in the range of 5 10 2 to 0.2 mol dm -3 (in the case of using a solution of a volatile organic solvent, the concentration of the hydrophobic compound in a volatile organic solvent of 10 -6 to 5 KUmoldnT 3) and the concentration of the polymer can be depending on the concentration of ionic surfactant in the range of 0.5 to 2 wt%.

Příklad 1Example 1

Do reakční nádoby o objemu 10 ml se ve formě prášku umístilo modelové hydrofobní barvivo sudanová červeň G (l-(2-methoxyfenylazo)-2-naftol), v takovém množství, aby výsledná koncentrace po přidání elektrolytu činila 5· 10“6 mol dm-3.The model hydrophobic dye Sudan Red G (1- (2-methoxyphenylazo) -2-naphthol) was placed in powder form in a 10 ml reaction vessel in such an amount that the final concentration after the addition of the electrolyte was 5 · 10 “ 6 mol dm -3 .

Kněmu se poté přidal hyaluronan sodný (střední Mw = 1,7 MDa) v práškové formě a cetyltrimethylamonium bromid (CTAB) v práškové formě, a to v takovém množství, aby výsledná koncentrace hyaluronanu sodného po přidání elektrolytu činila 2 % hmota., a výsledná koncentrace cetyltrimethylamonium bromidu 0,2 mol dm-3. Do takto vytvořené směsi přidalo 6 ml roztoku chloridu sodného (NaCl) o koncentraci 0,15 mol dm-3.Sodium hyaluronate (mean M w = 1.7 MDa) in powder form and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) in powder form were then added to it in such an amount that the final concentration of sodium hyaluronate after the addition of the electrolyte was 2% by weight. final concentration of cetyltrimethylammonium bromide 0.2 mol dm -3 . To the mixture thus formed was added 6 ml of 0.15 mol dm -3 sodium chloride (NaCl) solution.

Reakční nádoba se uzavřela a ponechala se stát při laboratorní teplotě do druhého dne, přičemž probíhala spontánní gelace, který byla navíc urychlená soustavným třepáním. Vytvářený hydrogel se odděloval ve spodní části reakční nádoby a nad ním zůstával volný roztok, přičemž jejich poměr byl cca 1:3. Po ukončení gelace se tento volný roztok se oddělil slitím.The reaction vessel was sealed and allowed to stand at room temperature until the next day, during which time spontaneous gelation occurred, which was further accelerated by continuous shaking. The hydrogel formed separated in the lower part of the reaction vessel and a free solution remained above it, their ratio being about 1: 3. After completion of the gelation, this free solution was separated by decantation.

Množství 0,5 g hydrogelu se poté rozpustilo v 5 ml kyseliny chlorovodíkové (HC1) o pH 1,3 a ve 3 ml takto vytvořeného roztoku se po 15 minutách degradace spektrofotometricky stanovila koncentrace sudanové červeně G. Ta přitom vdaném případě byla 3,7· 10-6 mol dm-3. Z toho vyplývá, že solubilizační účinnost byla 74 %, což je srovnatelné s dosud používaným postupem s oddělenou přípravou roztoku polymeru a ionogenní povrchově aktivní látky, která při použití stejných látek a koncentrací je přibližně 79 %.0.5 g of the hydrogel was then dissolved in 5 ml of hydrochloric acid (HCl) pH 1.3 and the concentration of sudan red G was determined spectrophotometrically in 15 ml of the solution thus formed after 15 minutes of degradation. 10 -6 mol dm -3 . It follows that the solubilization efficiency was 74%, which is comparable to the previously used process with separate preparation of a solution of polymer and ionic surfactant, which is approximately 79% using the same substances and concentrations.

-5CZ 308595 B6-5CZ 308595 B6

Příklad 2Example 2

Do reakční nádoby o objemu 10 ml se umístil roztok modelového hydrofobního barviva - sudanové červeně G (l-(2-methoxyfenylazo)-2-naftol) v acetonu o koncentraci 10-4moldm·3, v takovém množství, aby výsledná koncentrace sudanové červeně G po přidání elektrolytu činila 5· 10-6 mol dm-3. Při následném odpaření acetonu za sníženého tlaku, se sudanová červeň G rekrystalizovala na vnitřním povrchu reakční nádoby.A solution of a model hydrophobic dye - Sudan red G (1- (2-methoxyphenylazo) -2-naphthol) in acetone at a concentration of 10 -4 moldm · 3 was placed in a 10 ml reaction vessel, in such an amount that the resulting concentration of Sudan red G after the addition of electrolyte was 5 · 10 -6 mol dm -3 . Subsequent to evaporating the acetone under reduced pressure, Sudan red G was recrystallized on the inner surface of the reaction vessel.

Poté se do reakční nádoby přidal hyaluronan sodný (střední Mw =1,7 MDa) v práškové formě a cetyltrimethylamonium bromid (CTAB) v práškové formě, a to v takovém množství, aby výsledná koncentrace hyaluronanu sodného po přidání elektrolytu činila 2 % hmota., a výsledná koncentrace cetyltrimethylamonium bromidu 0,2 mol dm-3. Do takto vytvořené směsi se dále přidalo 6 ml roztoku chloridu sodného (NaCl) o koncentraci 0,15 mol dm-3.Then, sodium hyaluronate (mean M w = 1.7 MDa) in powder form and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) in powder form were added to the reaction vessel in such an amount that the final concentration of sodium hyaluronate after the addition of the electrolyte was 2% by weight. , and the final concentration of cetyltrimethylammonium bromide 0.2 mol dm -3 . To the mixture thus formed was further added 6 ml of a 0.15 mol dm -3 sodium chloride (NaCl) solution.

Reakční nádoba se uzavřela a ponechala se stát při laboratorní teplotě do druhého dne, přičemž probíhala spontánní gelace, který byla navíc urychlená soustavným třepáním. Vytvářený hydrogel se odděloval ve spodní části reakční nádoby a nad ním zůstával volný roztok, přičemž jejich poměr byl cca 1:3. Po ukončení gelace se tento volný roztok oddělil slitím.The reaction vessel was sealed and allowed to stand at room temperature until the next day, during which time spontaneous gelation occurred, which was further accelerated by continuous shaking. The hydrogel formed separated in the lower part of the reaction vessel and a free solution remained above it, their ratio being about 1: 3. After completion of the gelation, this free solution was separated by decantation.

Množství 0,5 g hydrogelu se poté rozpustilo v 5 ml kyseliny chlorovodíkové (HC1) o pH 1,3 a ve 3 ml takto vytvořeného roztoku se po 15 minutách spektrofotometricky stanovila koncentrace sudanové červeně G. Ta přitom vdaném případě byla 3,9· 10-6 mol dm-3. Z toho vyplývá, že solubilizační účinnost byla 78 %, což je srovnatelné s dosud používaným postupem s oddělenou přípravou roztoku polymeru a ionogenní povrchově aktivní látky, která při použití stejných látek a koncentrací je přibližně 79 %.0.5 g of the hydrogel was then dissolved in 5 ml of hydrochloric acid (HCl) pH 1.3 and the concentration of sudan red G was determined spectrophotometrically after 15 minutes in 3 ml of the solution thus formed. -6 mol dm -3 . It follows that the solubilization efficiency was 78%, which is comparable to the previously used process with separate preparation of a solution of a polymer and an ionic surfactant, which is approximately 79% using the same substances and concentrations.

Hydrogel připravený způsobem podle vynálezu je, v závislosti na volbě vstupních látek a konkrétním provedení mechanických operací při jeho přípravě, buď ve formě kompaktní gelové vrstvy a/nebo ve formě systému gelovitých částic o různých velikostech. Jeho vlastnosti jsou ve všech variantách stejné.The hydrogel prepared by the process of the invention is, depending on the choice of starting materials and the particular mechanical operations involved in its preparation, either in the form of a compact gel layer and / or in the form of a system of gel-like particles of various sizes. Its properties are the same in all variants.

Hydrogely připravený způsobem podle vynálezu lze v případě potřeby (opakovaně) dehydratovat a poté znovu hydratovat, případně (opakovaně) zmrazit a poté rozmrazit, aniž by došlo ke změně jeho vlastností.The hydrogels prepared by the process according to the invention can, if necessary, be (repeatedly) dehydrated and then rehydrated, optionally (repeatedly) frozen and then thawed without changing its properties.

Způsob přípravy fyzikálně síťovaného hydrogelu podle vynálezu výrazně zkracuje dobu potřebnou pro přípravu hydrogelu (až na čtvrtinu původní doby), protože odpadá zdlouhavá příprava roztoku polymeru/polymerů, a zároveň odpadá doba nutná pro rozpuštění hydrofobních látek v roztoku ionogenní povrchově aktivní látky. Navíc v případě použití sterilních materiálů (polymer/polymery a ionogenní povrchově aktivní látka/látky v práškové formě i některé uvažované hydrofobní sloučeniny se standardně dodávají sterilizované) odpadá nutnost sterilizace, přičemž pokud je sterilizace i tak nutná, sterilizuje se pouze jeden roztok v jedné reakční nádobě, nebo pouze jeho nesterilní složka/složky před přidáním do něj.The process for preparing a physically crosslinked hydrogel according to the invention significantly reduces the time required to prepare the hydrogel (up to a quarter of the original time), as the lengthy preparation of the polymer solution (s) is eliminated and the time required to dissolve hydrophobic substances in the ionic surfactant solution is eliminated. In addition, in the case of the use of sterile materials (polymer (s) and ionic surfactant (s) in powder form as well as some contemplated hydrophobic compounds are supplied sterilized as standard), there is no need for sterilization, and if sterilization is still necessary, only one solution is sterilized per reaction. container, or only its non-sterile component (s) before being added to it.

Tento postup je navíc využitelný ve výrazně větším rozsahu koncentrací, neboť současné rozpouštění složek roztoku pro gelaci umožňuje do hydrogelu solubilizovat větší množství hydrofobní sloučeniny/sloučenin, případně polymemích plniv, než postup založený na oddělené přípravě jednotlivých roztoků, který je shora omezen solubilizační kapacitou dané ionogenní povrchově aktivní látky za daných podmínek a množství solubilizované sloučeniny/sloučenin je závislé na její/jejich rozpustnosti v připravovaném roztoku.In addition, this process can be used in a much larger range of concentrations, as the simultaneous dissolution of the gelation solution components allows solubilization of more hydrophobic compound (s) or polymeric fillers into the hydrogel than the process based on separate preparation of individual solutions, which is limited by the solubilizing capacity of the ionic surfactant under the given conditions and the amount of solubilized compound (s) depends on its / their solubility in the prepared solution.

Claims (1)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob přípravy fyzikálně síťovaného hydrogelu s alespoň jednou solubilizovanou hydrofobní sloučeninou, vyznačující se tím, že do reakční nádoby se umístí alespoň jedna hydrofobní sloučenina v práškové formě nebo roztok této hydrofobní sloučeniny v těkavém organickém rozpouštědle ze skupiny keton, alkohol, chlorovaný uhlovodík, ether, které se následně odpaří a hydrofobní sloučenina/sloučeniny se uloží na vnitřním povrchu reakční nádoby, alespoň jeden hydrofílní organický polymer v práškové formě s elektrickým nábojem ze skupiny polyaminokyselina hydrochlorid, polyethylenimin hyrochlorid, poly(diallyldimethylamonium chlorid), poly(A-isopropylakrylamid) hydrochlorid, poly(allylamin) hydrochlorid, kationická celulóza, chitosan a jeho kladně nabité deriváty, hyaluronan sodný, alginát, karboxymethylcelulóza, polystyrensulfonát sodný, nebo chondroitin sulfát a alespoň jedna ionogenní povrchově aktivní látka tenzidického charakteru v práškové formě s opačným elektrickým nábojem, přičemž pro interakci se záporně nabitými polymery se použije kladně nabitá ionogenní povrchově aktivní látka ze skupiny cetyltrimethylamonium bromid, dodecyltrimethylamonium bromid, tetradecyltrimethylamonium bromid, hexadecyltrimethylamonium bromid, [ 1 (ethoxykarbonyl)pentadecyl]trimethylamoniumbromid, hexadecyltrimethylamonium p-toluenosolfonát, a pro interakci s kladně nabitými polymery se použije záporně nabitá ionogenní povrchově aktivní látka ze skupiny dodecylsíran sodný/draselný, tetradecylsíran sodný/draselný, p-dodecylbenzensulfonát sodný/draselný, přičemž celková koncentrace ionogenní povrchově aktivní látky/látek tenzidického charakteru v roztoku pro gelaci je 8TO-4 až 0,6 mol dm-3 a molámí poměr elektricky nabitých skupin ionogenní povrchově aktivní látky/látek tenzidického charakteru a opačně elektricky nabitých skupin hydrofilního organického polymeru/polymerů v roztoku pro gelaci je 0,05 až 50, přičemž hydrofílní organický polymer/polymery a ionogenní povrchově aktivní látka se rozpustí ve vodě nebo ve vodném roztoku alespoň jednoho elektrolytu, čímž se v reakční nádobě připraví roztok pro gelaci, přičemž hydrofobní sloučenina/sloučeniny, se solubilizuje/solubilizují do vnitřní hydrofobní části micel rozpuštěné ionogenní povrchově aktivní látky/látek, která/které se předtím a/nebo během toho a/nebo po tom fyzikálně naváže/navážou na polymemí řetězec rozpuštěného polymeru/polymerů, přičemž následnou spontánní gelaci tohoto roztoku v jeho vodném prostředí se vytvoří fyzikálně síťovaný hydrogel se solubilizovanou hydrofobní sloučeninou/sloučeninami.A process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound, characterized in that at least one hydrophobic compound in powder form or a solution of this hydrophobic compound in a volatile organic solvent from the group consisting of ketone, alcohol, chlorinated hydrocarbon, ether is placed in a reaction vessel. which is subsequently evaporated and the hydrophobic compound (s) are deposited on the inner surface of the reaction vessel, at least one hydrophilic organic polymer in powder form with electric charge from the group polyamino acid hydrochloride, polyethyleneimine hydrochloride, poly (diallyldimethylammonium chloride), poly (A-isopropylacrylamide) hydrochloride , poly (allylamine) hydrochloride, cationic cellulose, chitosan and its positively charged derivatives, sodium hyaluronate, alginate, carboxymethylcellulose, sodium polystyrenesulfonate, or chondroitin sulfate and at least one surfactant ionic surfactant in powder form with opposite electric charge, wherein p The interaction with negatively charged polymers uses a positively charged ionic surfactant from the group consisting of cetyltrimethylammonium bromide, dodecyltrimethylammonium bromide, tetradecyltrimethylammonium bromide, hexadecyltrimethylammonium bromide, [1 (ethoxycarbonyl) hexadecylbromethylamethylammonium s) uses a negatively charged ionic surfactant from the group of sodium / potassium dodecyl sulphate, sodium / potassium tetradecyl sulphate, sodium / potassium p-dodecylbenzenesulphonate, the total concentration of ionic surfactant (s) in the gelling solution being 8TO -4 to 0,6 mol dm -3 and the molar ratio of electrically charged groups of ionic surfactant (s) of surfactant and oppositely electrically charged groups of hydrophilic organic polymer (s) in solution for gelation is 0.05 to 50, the hydrophilic organic polymer (s) and ionic surfactant is dissolved in water or in an aqueous solution of at least one electrolyte, thereby preparing a gelling solution in the reaction vessel, wherein the hydrophobic compound (s) is solubilized into the inner hydrophobic portion of the micelles of the dissolved ionic surfactant (s) previously and / or during and / or thereafter physically binds to the polymer chain of the dissolved polymer (s), the subsequent spontaneous gelation of this solution in its aqueous medium forming a physically crosslinked hydrogel with the solubilized hydrophobic compound (s).
CZ2014-946A 2014-12-22 2014-12-22 A process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound CZ308595B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-946A CZ308595B6 (en) 2014-12-22 2014-12-22 A process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2014-946A CZ308595B6 (en) 2014-12-22 2014-12-22 A process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2014946A3 CZ2014946A3 (en) 2016-06-29
CZ308595B6 true CZ308595B6 (en) 2020-12-23

Family

ID=56320863

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2014-946A CZ308595B6 (en) 2014-12-22 2014-12-22 A process for preparing a physically crosslinked hydrogel with at least one solubilized hydrophobic compound

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ308595B6 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010059064A (en) * 2008-09-01 2010-03-18 Nagasaki Univ Drug delivery complex

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010059064A (en) * 2008-09-01 2010-03-18 Nagasaki Univ Drug delivery complex

Non-Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. Mero, M. Campisi: "Hyaluronic Acid Bioconjugates for the Delivery of Bioactive Molecules", Polymer 2014, 6, 346-369 *
F. Stiborský: Studium agregace v systému biopolymer-tenzid za nízkých koncentrací tenzidu" FCH, ÚFSCH, VUT Brno, Brno 2010 *
J. Mondek, M. Pekař:"Excited-state proton transfer study in potential haluronan-surfactant drug nanocarriers" Nanocon 2013, 16-18.10. 2014 Brno (http://konsys-t.tanger.cz/files/proceedings/14/reports/1923.pdf *
L. Černá: "Časově rozlišená fluorescence ve výzkumu koloidních systémů" FCH, ÚFSCH, VUT Brno, Brno 2012 *
M. Pekař et al.: "Hyaluronan-surfactant colloids for nanomedical applications" Nanocon 2012, 23-25.10.2012 Brno (http://konsys-t.tanger.cz/files/proceedings/04/reports/645.pdf) *
M. Šejnohová: "Agregační procesy v systémech amfifilní látka -polymer" FCH, ÚFSCH, VUT Brno, Brno 2012 *
P. Nilsson, Per Hansson: "Regular and irregular deswelling of polyacrylate and hyaluronate gels induced by oppositely charged surfactants" Journal of Colloid and Interface Science 325 (2) 316-323, (2008) *
T. Halasová et al.: "Hyaluronan-surfactant interactions in physiological solution studied by tensiometry and fluorescence probe techniques" Colloid and Surfaces A: Physicochem Eng. Aspects 391 (2011) 25-31 *
T. Halasová et al.: "The effect of hyaluronan on the aggregation of hydrophobized amino acids" Carbohydrate Polymers 97 (2013) s. 34-37 (2013) *
T. Halasová: "Interakce hyaluronátu a amfifilních molekul" FCH, CMV, VUT Brno, Brno 2013 *
T. Krutišová et al: "Nanoparticles formed by self-assembly of negatively charged hyaluronan and cationic surfactant" Nanocon 2013, 16-18. 10. 2013 Brno (http://konsys-t-tanger.cz/files/proceedings/14/reports/1926.pdf) *
T. Krutišová, Miloslav Pekař: "Study of nanoparticles formed by negatively charged hyaluronan and cationic surfactant" Brno 3-4.6.2014, Pracovní setkání fyzikálních chemiků a elektrochemiků CEITEC *

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2014946A3 (en) 2016-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Joye et al. Encapsulation of resveratrol in biopolymer particles produced using liquid antisolvent precipitation. Part 2: Stability and functionality
Ding et al. Impact of pH, ionic strength and chitosan charge density on chitosan/casein complexation and phase behavior
Xiang et al. Development of ovalbumin-pectin nanocomplexes for vitamin D3 encapsulation: Enhanced storage stability and sustained release in simulated gastrointestinal digestion
Luo et al. Development of carboxymethyl chitosan hydrogel beads in alcohol-aqueous binary solvent for nutrient delivery applications
Gao et al. Biodegradable, p H‐R esponsive Carboxymethyl Cellulose/P oly (A crylic Acid) Hydrogels for Oral Insulin Delivery
Yuan et al. Entrapment of protein in chitosan-tripolyphosphate beads and its release in an in vitro digestive model
Ding et al. Soy protein/soy polysaccharide complex nanogels: Folic acid loading, protection, and controlled delivery
Philippova et al. Two types of hydrophobic aggregates in aqueous solutions of chitosan and its hydrophobic derivative
Anirudhan et al. Novel pH switchable gelatin based hydrogel for the controlled delivery of the anti cancer drug 5-fluorouracil
ES2269715T3 (en) VEGETABLE PROTEIN BASED MICROCAPSULES.
Lei et al. Fabrication of nanoemulsion-filled alginate hydrogel to control the digestion behavior of hydrophobic nobiletin
Paradee et al. Effects of crosslinking ratio, model drugs, and electric field strength on electrically controlled release for alginate-based hydrogel
Li et al. Chaotropic‐anion‐induced supramolecular self‐assembly of ionic polymeric micelles
Shinde et al. Serratiopeptidase niosomal gel with potential in topical delivery
Xu et al. Effects of polysaccharide charge pattern on the microstructures of β-lactoglobulin-pectin complex coacervates, studied by SAXS and SANS
Kleineberg et al. Light‐driven ATP regeneration in diblock/grafted hybrid vesicles
Schreiber et al. Self‐assembly toolbox of tailored supramolecular architectures based on an amphiphilic protein library
US20170340575A1 (en) Method using polyethylene glycol to prepare fibroin nano/microspheres, and application of method in controlled drug release
Liu et al. Design and characterization of controlled-release edible packaging films prepared with synergistic whey-protein polysaccharide complexes
Rolland et al. Physicochemical properties of aqueous core hydrogel capsules
Wei et al. Hydrogels assembled from ovotransferrin fibrils and xanthan gum as dihydromyricetin delivery vehicles
CN112048080B (en) Microcapsule-filled sodium alginate-based hydrogel and preparation method thereof
Álvarez-Álvarez et al. Hydrocortisone loaded poly-(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) nanoparticles for topical ophthalmic administration: Preparation, characterization and evaluation of ophthalmic toxicity
Lin et al. A novel dual-structure, self-healable, polysaccharide based hybrid nanogel for biomedical uses
Zhang et al. Structure and control release of chitosan/carboxymethyl cellulose microcapsules