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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Einkapselung eines Wirkstoffs in einem Mischpolymerisat-Komplex,
um ein eingekapseltes Produkt in partikulärer Form herzustellen. Sie
betrifft ebenfalls ein derartiges Produkt, wenn es durch das Verfahren
hergestellt ist.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Einkapselung
eines Wirkstoffs in einen Mischpolymerisat-Komplex zur Herstellung
eines eingekapselten Produkts in partikulärer Form bereitgestellt, wobei
das Verfahren die Schritte umfasst:
Bilden eines Gemischs aus
einem überkritischen
Fluid, einem Mischpolymerisat-Komplex und einem Wirkstoff;
Veranlassen
oder Gestatten, dass der Mischpolymerisat-Komplex den Wirkstoff
einkapselt; Trennen des eingekapselten Produkts von dem überkritischen
Fluid; und
gegebenenfalls Unterwerfen des Produkts zu einer
Größenreduktion,
um Teilchen zu erhalten, in denen der Wirkstoff von dem Mischpolymerisat-Komplex
eingekapselt ist.
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Das Bilden des Gemischs kann den
Schritt Lösen
eines vorher hergestellten Mischpolymerisat-Komplexes in dem überkritischen Fluid umfassen,
sodass das Gemisch eine Lösung
aus dem Mischpolymerisat-Komplex als Gelöstes in dem überkritischen
Fluid als Lösungsmittel
umfasst.
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Statt dessen kann das Bilden des
Gemischs die Schritte umfassen Lösen
jedes wenigstens zweier komplementärer Polymere, die fähig sind,
in Lösung
in einem überkritischem
Fluid zur Bildung eines Mischpolymerisat-Komplexes miteinander wechselzuwirken,
in dem überkritischen
Fluid, um eine Lösung
zu bilden, in der sie Gelöste
sind und die überkritische
Lösung
ein Lösungsmittel
ist, und Veranlassen oder Gestatten, dass die komplementären Polymere
miteinander wechselwirken, um den Mischpolymerisat-Komplex in dem überkritischen
Fluid zu bilden. In dem Fall, in dem die komplementären Polymere
miteinander wechselwirken, um einen Mischpolymerisat-Komplex zu
bilden, der in dem überkritischen
Fluid löslich
ist, kann das Bilden des Gemischs die Schritte umfassen Lösen jedes
der komplementären
Polymere in dem überkritischen
Fluid, um eine Lösung
zu bilden, in der die komplementären
Polymere jeweils Gelöste
in dem überkritischen
Fluid als Lösungsmittel
bilden, Veranlassen oder Gestatten, dass die komplementären Polymere
miteinander wechselwirken, wobei sie wirken, um den Mischpolymerisat-Komplex
als Gelöstes
zu bilden, das in dem überkritischen Fluid
als Lösungsmittel
gelöst
ist. Statt dessen kann, wenn die komplementären Polymere miteinander wechselwirken,
um einen Mischpolymerisat-Komplex zu bilden, der in dem überkritischen
Fluid unlöslich
ist, das Bilden des Gemischs die Schritte umfassen getrenntes Lösen jedes
der komplementären
Polymere in dem überkritischen
Fluid, um getrennte Lösungen
zu bilden, in denen die komplementären Polymere jeweils Gelöste in dem überkritischen
Fluid als Lösungsmittel
bilden, und Vermischen der getrennten Lösungen, um zu veranlassen oder
zu gestatten, dass die komplementären Polymere miteinander wechselwirken,
um den Mischpolymerisat-Komplex zu bilden, wobei die Bildung des
Mischpolymerisat-Komplexes zur Präzipitation davon in dem überkritischen
Fluid führt.
In jedem Fall kann das Bilden des Gemischs den Schritt Beimischen
eines Lösungsvermittlers
in das Gemisch umfassen, wobei der Lösungsvermittler wirkt, um das
Lösen wenigstens
eines Elements der Gruppe, bestehend aus den komplementären Polymeren
und dem Mischpolymerisat-Komplex, in dem überkritischen Fluid zu fördern. Beispiele
derartiger Lösungsvermittler
sind Schleppmittel wie beispielsweise Lösungsmittel mit niedrigem Molekulargewicht,
zum Beispiel Alkohole mit niedrigem Molekulargewicht, mit Molekulargewichten
unter 100 g/mol, die in dem überkritischen
Fluid leicht löslich
sind und eine Lösung
der komplementären
Polymere und/oder des Mischpolymerisat-Komplexes darin unterstützen. Zudem
kann das Bilden des Gemischs das Dispergieren des Wirkstoffs als
eine Suspension aus Teilchen in dem überkritischen Fluid umfassen,
wobei das Veranlassen oder Gestatten, dass der Mischpolymerisat-Komplex
die Teilchen des Wirkstoff einkapselt, durch Veranlassen oder Gestatten
stattfindet, dass der Mischpolymerisat-Komplex aus dem überkritischen
Fluid auf der Oberfläche
der Teilchen ausfällt.
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Wenn der Mischpolymerisat-Komplex
in dem überkritischen
Fluid löslich
ist und darin nach Bildung davon gelöst bleibt, kann das Bilden
des Gemischs aus dem Mischpolymerisat-Komplex, dem überkritischen Fluid und dem
Wirkstoff das Lösen
jedes wenigstens zweier komplementärer Polymere, die fähig sind,
miteinander in Lösung
wechselzuwirken, um einen Mischpolymerisat-Komplex zu bilden, gleichzeitig
in dem gleichen überkritischen
Fluid oder getrennt zur Bildung getrennter komplementärer Polymer-Lösungen,
und Vermischen der getrennten Lösungen
umfassen, um den komplementären
Polymeren darin zu gestatten, wechselzuwirken, um den Polymerkomplex
in Lösung
in dem überkritischen
Fluid zu bilden. Der Wirkstoff kann in wenigstens einer der komplementären Lösungen dispergiert
werden, bevor das zugeordnete Polymer darin gelöst wird. Statt dessen oder
zusätzlich
kann der Wirkstoff in einer der komplementären Polymer-Lösungen nach Bildung
der Lösung
durch Lösen
ihres Polymers in ihrem überkritischen
Fluid dispergiert werden. Eine weitere Möglichkeit ist, dass, statt
dessen oder zusätzlich
der Wirkstoff in der Mischpolymerisat-Komplex-Lösung dispergiert werden kann,
nachdem die Mischung irgendwelcher komplementärer Polymer-Lösungen statt
gefunden hat und nachdem die komplementären Polymere wechselgewirkt
haben, um den Mischpolymerisat-Komplex zu bilden, aber vor der Präzipitation
des Mischpolymerisat-Komplexes.
In Fällen,
in denen die Löslichkeit des
Mischpolymerisat-Komplexes gering ist und der Mischpolymerisat-Komplex
in dem überkritischen
Fluid bei hohen Konzentrationen über
seiner Sättigungskonzentration
gebildet wird, kann ihm gestattet werden, spontan auf Teilchen des
Wirkstoffs auszufallen, sobald der Mischpolymerisat-Komplex gebildet
wird.
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Wenn der Mischpolymerisat-Komplex
vorher hergestellt wird, kann er zum Beispiel hergestellt werden, wie
in dem US Patent 6,221,399 der Anmelderin beschrieben, gefolgt von
Lösen des
Mischpolymerisat-Komplexes als ein Gelöstes in dem überkritischen
Fluid. In diesem Fall kann der Wirkstoff in dem überkritischen Fluid dispergiert
werden, bevor der Mischpolymerisat-Komplex darin gelöst wird und/oder der Wirkstoff
kann in der Lösung
dispergiert werden, nachdem der Mischpolymerisat-Komplex in dem überkritischen
Fluid gelöst wurde.
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Das Veranlassen des Mischpolymerisat-Komplexes,
aus der Lösung
auf dem Wirkstoff auszufallen kann irgendein geeignetes Verfahren
sein. Der Druck des überkritischen
Fluids kann folglich geändert
werden, um die Präzipitation
zu veranlassen. Genauso kann die Temperatur des Lösungsmittels
geändert
werden, um die Präzipitation
zu veranlassen, und, wenn gewünscht,
können
sowohl Druck als auch Temperatur geändert werden, um die Präzipitation
zu veranlassen. Statt dessen oder zusätzlich kann eine Nichtlösungsmittelkomponente,
die die Präzipitation
veranlasst, zu der Lösung
gegeben werden. Eine weitere Möglichkeit
ist, dass die Lösung
aus Mischpolymerisat-Komplex mit dem Wirkstoff, der darin dispergiert
ist, durch Gestatten konzentriert werden kann, dass das Lösungsmittel
verdampft, z. B., durch Zerstäuben
der Lösung,
zum Beispiel auf die Weise von Sprühtrocknung, um ein eingekapseltes
Produkt herzustellen. Wenn der Wirkstoff ein poröser partikulärer Feststoff
ist, kann das Verfahren das Ausfällen
des Mischpolymerisat-Komplexes auf sowohl den Außenoberflächen der Wirkstoffteilchen
als auch auf den Innenoberflächen
ihrer porösen
Innenräume
einschließen.
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Wie vorstehend gezeigt, kann die
Bildung der Lösung
oder Lösungen
die Verwendung eines geeigneten Lösungsvermittlers einschließen, um
die Lösung
eines oder mehrerer komplementärer
Polymere und/oder des Mischpolymerisat-Komplexes in dem überkritischen
Fluid-Lösungsmittel
zu fördern.
In diesem Zusammenhang kann das überkritische
Fluid-Lösungsmittel
eine einzige Substanz sein oder kann ein Gemisch aus einer Vielzahl
von Substanzen sein, d. h. ein Gemisch aus zwei oder mehreren verschiedenen
molekularen Arten, und das Verfahren kann die Verwendung von mehr
als eines derartigen Lösungsvermittlers
umfassen.
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Die Mischpolymerisat-Komplexe der
vorliegenden Erfindung können
durch Wechselwirkung, durch Mischpolymerisat-Komplexierung, zwischen
zwei oder mehreren Polymeren durch Wasserstoffbrückenbindung, durch Ionenkräfte, durch
van der Waal's Kräfte, durch
hydrophobe Wechselwirkungen und/oder elektrostatische Kräfte gebildet
werden, wie in dem vorstehend erwähnten US Patent 6,221,399 der
Anmelderin vollständiger
beschrieben ist.
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Das Bilden des Gemischs kann in einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung den Schritt Lösen
des Wirkstoffs als Gelöstes
in dem überkritischen
Fluid als Lösungsmittel
umfassen, um eine Lösung
des Wirkstoffs in dem überkritischen
Fluid zu bilden, wobei das Veranlassen oder Gestatten, dass der
Mischpolymerisat-Komplex den Wirkstoff einkapselt, das Zerstäuben des
Gemischs in einer Atmosphäre
mit einer Temperatur und einem Druck umfasst, sodass das überkritische
Fluid-Lösungsmittel
verdampft, um einen Rückstand zu
hinterlassen, der Teilchen umfasst, in denen der Wirkstoff von dem
Mischpolymerisat-Komplex eingekapselt ist.
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In diesem Zusammenhang hat das Wort
Verdampfen natürlich
nicht seine gebräuchliche
Bedeutung des Verlassens des flüssigen
Zustands und Eintretens in den Gaszustand, sondern bedeutet, statt
dessen, dass es den überkritischen
Zustand verlässt
und in einen unterkritischen Zustand eintritt, in dem entweder die Temperatur
unter der kritischen Temperatur ist oder der Druck unter dem kritischen
Druck ist oder beides.
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Eine weitere Möglichkeit ist, dass das Bilden
des Gemischs den Schritt Lösen
des überkritischen
Fluids in dem Mischpolymerisat-Komplex umfassen kann, um den Mischpolymerisat-Komplex
zu verflüssigen oder
weichzumachen. In diesem Fall kann das Bilden des Gemischs die Schritte
umfassen Vermischen wenigstens zweier komplementärer Polymere, die fähig sind,
miteinander wechselzuwirken, wenn vermischt und in verflüssigter
oder weichgemachter Form, um eine Mischung zu erhalten, die die
Polymere umfasst, Lösen des überkritischen
Fluids in den Polymeren und Veranlassen oder Gestatten, dass die
Polymere in vermischter, verflüssigter
oder weichgemachter Form miteinander wechselwirken, um den Mischpolymerisat-Komplex zu
bilden. Die Vermischung der Polymere kann stattfinden, um eine Teilchenmischung
zu bilden, die Polymer-Teilchen mit einer Teilchengröße von höchstens
1000 μm,
bevorzugt höchstens
500 μm und
noch bevorzugter höchstens
300 μm umfasst,
wonach das überkritische
Fluid in den Polymer-Teilchen gelöst wird. Statt dessen kann
das überkritische
Fluid in den komplementären
Polymeren in Teilchenform getrennt gelöst werden, die Teilchen mit
einer Teilchengröße von höchstens
1000 μm,
bevorzugt höchstens
500 μm und
noch bevorzugter höchstens
300 μm umfasst,
wonach die Polymere in verflüssigter
oder weichgemachter Form vermischt werden, um die Mischung zu bilden.
Das Veranlassen oder Gestatten, dass der Mischpolymerisat-Komplex
den Wirkstoff einkapselt, kann Zerstäuben des Gemischs in einer
Atmosphäre
mit einer Temperatur und einem Druck umfassen, sodass das überkritische
Fluid verdampft, um einen Rückstand
zu hinterlassen, der Teilchen umfasst, in denen der Wirkstoff von
dem Mischpolymerisat-Komplex eingekapselt ist. In diesem Fall kann
das Lösen
des überkritischen
Fluids in dem Mischpolymerisat-Komplex zum Verflüssigen oder Weichmachen des
Mischpolymerisat-Komplexes den Schritt umfassen Dispergieren eines
Viskositätsreduzierenden Mittels
in dem Mischpolymerisat-Komplex, um die Viskosität des Mischpolymerisat-Komplexes
zur Förderung der
Zerstäubung
zu reduzieren. Deshalb kann, zum Beispiel, Poly(ethylenglycol) als
ein Viskositäts-reduzierendes
Mittel zur Reduzierung der Viskosität des verflüssigten oder weichgemachten
Mischpolymerisat-Komplexes gelöst
werden. Statt dessen kann das Veranlassen oder Gestatten, dass der
Mischpolymerisat-Komplex den Wirkstoff einkapselt, Gestatten, dass
das überkritische
Fluid verdampft, um einen festen Rückstand zu hinterlassen, der
den Wirkstoff umfasst, der in dem Mischpolymerisat-Komplex dispergiert
ist, und Unterwerfen des Rückstands
zu einer Größenreduktion
zur Erhaltung von Teilchen umfassen, in denen der Wirkstoff von
dem Mischpolymerisat-Komplex eingekapselt ist.
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Im allgemeinen kann das Bilden des
Gemischs den Schritt Beimischen eines polymeren Tensids in das Gemisch,
zum Beispiel eines sogenannten Poloxamers oder Poly(ethylenoxid)-Poly(propylenoxid)-Poly(ethylenoxid)-Triblock-Copolymere
umfassen, um die Wechselwirkung zwischen den komplementären Polymeren zu
verbessern und/oder um die Löslichkeit
des überkritischen
Fluids in den komplementären
Polymeren und in dem Mischpolymerisat-Komplex zu verbessern. Ein
derartige polymeres Tensid ist im allgemeinen durch das überkritische
Fluid verflüssigbar
und unterstützt
das überkritische
Fluid, die komplementären
Polymere und den Mischpolymerisat-Komplex zu verflüssigen.
Wenn das Tensid jedoch in dem überkritischen
Fluid löslich ist,
verbessert es die Lösung
der komplementären
Polymere und des Mischpolymerisat-Komplexes in dem überkritischen
Fluid eher als die Verflüssigung
davon durch das überkritische
Fluid.
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Es sollte klar sein, dass das Einkapselungsverfahren
der vorliegenden Erfindung insbesondere, wenn der Mischpolymerisat-Komplex,
der den Wirkstoff in das Einkapselungsprodukt einkapselt, unlöslich und
weder verflüssigbar
noch weichmachbar in dem überkritischen
Fluid ist, in dem die komplementären
Polymere wechselwirken, um den Mischpolymerisat-Komplex zu bilden,
mehr als einmal durchgeführt
werden kann, wobei die zweite und jede anschließende Einkapselung auf einem
Wirkstoff durchgeführt
wird, der in dem eingekapselten Produkt der vorherigen Einkapselung
enthalten ist.
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Mit anderen Worten, wenn gewünscht, kann
das Einkapselungsverfahren der vorliegenden Erfindung mehr als einmal
wiederholt werden, wobei die zweite und jede anschließende Einkapselung
auf einem Wirkstoff durchgeführt
werden, der von dem eingekapselten Produkt der vorherigen Einkapselung
bereitgestellt wird.
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Die Polymere, die den Mischpolymerisat-Komplex
durch Mischpolymerisat-Komplexierung bilden, können ausgewählt werden aus komplementären Elementen
der Gruppe, bestehend aus hydrophilen Polymeren, hydrophoben Polymeren,
hydrophob modifizierten, hydrophilen Polymeren und hydrophil modifizierten, hydrophoben
Polymeren, wie beispielsweise Alginaten, Alkyl- und Hydroxyalkylcellulosen,
Carboxymethylcellulose und ihre Salze, Carragheen, Cellulose und
ihre Derivate, Gelatine, Gellan, Guar Gum, Gummiarabikum, Maleinsäure-Copolymere, Methacrylsäure-Copolymere,
Methylvinylether/Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Pektine,
Polyacrylamide, Poly(acrylsäure)
und ihre Salze, Poly(ethylenglycol), Poly(ethylenimin), Poly(ethylenoxid),
Poly(propylenoxid), Poly(methacrylsäure), Polystyrol und sulfoniertes
Polystyrol, Poly(vinylacetat), Poly(vinylalkohol), Poly(vinylamin),
Poly(vinylpyrrolidon), Poly(vinylsulfonsäure), Stärken und ihre Derivate, Styrolmaleinsäureanhydrid-Copolymere,
Crotonsäure-Copolymere,
Xanthan oder dergleichen und die Derivate und Copolymere davon.
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Die verwendeten Polymere können vorbehandelt
sein, zum Beispiel durch Deprotonierung oder Pre- bzw. Vorprotonierung
davon oder durch chemische Modifizierung davon oder dergleichen,
um den Typ und den Umfang bzw. das Ausmaß der Mischpolymerisat-Wechselwirkungen
zuzuschneiden, die wirken, um den Mischpolymerisat-Komplex zu bilden.
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Die verwendeten Polymere können linear,
verzweigt, sternförmig,
kammförmig,
vernetzt, gepfropft oder dergleichen sein.
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Die Wirkstoffe, die in die Mischpolymerisat-Komplexe
eingekapselt werden können,
um die eingekapselten Produkte der Erfindung zu bilden, können lebende
Organismen wie beispielsweise Bakterien, Präbiotika, Probiotika, Spermatozoen,
Ova, Embryonen, Zellen, Blastocysten oder dergleichen; Vakzine;
Proteine; Hormone, Enzyme; pharmazeutische Zusammensetzungen, Medikamente;
Vitamine, Mineralien; Spurenelemente; Nährstoffe; Mikronährstoffe;
Antioxidantien, Radikalfänger;
Ultraviolett (UV) Stabilisatoren; Pigmente; organische und anorganische
Substanzen; oder dergleichen einschließen. Wenn gewünscht können die
Wirkstoffe vor der Einkapselung in den Mischpolymerisat-Komplex
in Teilchen aus porösen
inerten Feststoffen, wie beispielsweise kolloides Siliziumdioxid,
Kohlenstoff oder dergleichen, absorbiert oder adsorbier werden.
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Wie in dieser Beschreibung verwendet,
ist ein überkritisches
Fluid ein dichtes bzw. schweres Gas, das bei einer Temperatur über seiner
kritischen Temperatur (wobei die kritische Temperatur die Temperatur
ist, über der
es nicht durch die Anwendung von Druck alleine verflüssigt werden kann)
und bei einem Druck über
seinem kritischen Druck (wobei der kritische Druck der Druck ist,
der erforderlich ist, um das Gas bei seiner kritischen Temperatur
zu verflüssigen)
gehalten wird. Ein überkritisches
Fluid-Lösungsmittel
kann ein oder mehrere Elemente einschließen, die ausgewählt sind
aus der Gruppe, bestehend aus Kohlenwasserstoffen, (wie beispielsweise
Ethan, Ethen, Propan, Pentan, Cyclohexan oder Toluol), Dimethylether,
Methanol, Ethanol, Fluorkohlenstoffe, Kohlendioxid, Distickoxid,
Ammoniak oder dergleichen und Gemische davon, optional einen oder
mehrere Lösungsvermittler
enthalten, wird aber im allgemeinen Kohlendioxid sein.
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Es wird aus dem Vorstehenden klar
sein, dass eine Anzahl von besonderen Ausführungsformen des Verfahrens
der Patenterfindung durchführbar
sind. Wie vorstehend angedeutet und wenn optional Kohlendioxid (das
das bevorzugte überkritische
Fluid ist) als das überkritische
Fluid verwendet wird, kann folglich die Situation entstehen, in
der der Wirkstoff in dem überkritischen
Fluid unlöslich
ist, die komplementären
Polymere in dem überkritischen
Fluid löslich
sind, und der Mischpolymerisat-Komplex in dem überkritischen Fluid unlöslich ist.
In diesem Fall können
die Polymere in überkritischem
Kohlendioxid getrennt gelöst
werden, um komplementäre
Lösungen
zu bilden, wonach die komplementären
Lösungen
miteinander gemischt werden, um ein Gemisch zu bilden und um den
Polymeren zu gestatten, wechselzuwirken, um den Mischpolymerisat-Komplex zu
bilden. Dieser Mischpolymerisat-Komplex wird aus dem überkritischen
Fluid automatisch ausfallen. Vorausgesetzt, dass der Wirkstoff in
fester Teilchen-Form
in dem Gemisch dispergiert ist, aus dem der Mischpolymerisat-Komplex
ausfällt,
wird der Mischpolymerisat-Komplex auf den Teilchen ausfallen, um
sie einzukapseln. Die Ausbreitung des Wirkstoffs kann in einer oder
mehreren Lösungen
der komplementären
Lösungen
vor der Mischung davon oder in der Mischung, nach der Mischung davon,
aber vor der Präzipitation
des Mischpolymerisat-Komplexes davon stattfinden.
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Statt dessen können die komplementären Polymere
und der Mischpolymerisat-Komplex alle in dem überkritischen Fluid löslich sein,
das wieder einmal optional Kohlendioxid ist. In diesem Fall können die
komplementären
Lösungen
nach getrenntem Lösen
der Polymere in überkritischem
Kohlendioxid, um die komplementären
Lösungen
zu bilden, innig gemischt und dann sofort zerstäubt werden unter Druck- und
Temperaturbedingungen, bei denen das Kohlendioxid nicht mehr überkritisch
ist, um eine Verdampfung des Kohlendioxids und Präzipitation
des Mischpolymerisat-Komplexes und irgendwelcher verbleibender Mengen
der komplementären
Polymere zu veranlassen. In diesem Fall kann der Wirkstoff in dem überkritischen
Fluid entweder löslich oder
unlöslich
sein und kann in eine oder mehreren der komplementären Lösungen oder
in dem Gemisch der komplementären
Lösungen
vor der Zerstäubung
gemischt werden. Wenn er in dem überkritischen
Fluid löslich ist,
werden Teilchen davon während
der Zerstäubung
ausfallen und werden von dem Mischpolymerisat-Komplex eingekapselt
werden, der ausfällt.
Wenn der Wirkstoff unlöslich
ist, kann der Mischpolymerisat-Komplex natürlich einfach
direkt auf den Teilchen davon als Antwort auf die Zerstäubung ausfallen.
Sogar wenn der Mischpolymerisat-Komplex in dem überkritischen Fluid schwerlöslich ist
oder wohl unlöslich
ist, kann eine Zerstäubung
durch eine Düse
in eine Teilchensammelkammer nach schneller Mischung der komplementären Lösungen in
einer Mischkammer stattfinden. Mit Zerstäubung unmittelbar nachdem die
komplementären
Lösungen
gemischt werden ist gemeint, dass die Zerstäubung statt finden muss, bevor
die Wechselwirkung zwischen den komplementären Polymeren zu einer Stufe
fortgeschritten ist, in der eine Präzipitation des zerstäubten Gemischs
unfähig
ist, den Wirkstoff einzukapseln. Das Kohlendioxid wird in einem überkritischen
Zustand gehalten, bis die Zerstäubung
stattfindet, z. B., durch Erwärmen
davon unter Druck, und die Zerstäubung
sollte stattfinden, wie vorstehend angezeigt, während die Wechselwirkung der
komplementären
Polymere zur Bildung des Mischpolymerisat-Komplexes, immer noch
ausreichend unvollständig
ist, um zu gestatten, dass der Mischpolymerisat-Komplex, der aus
dem Zerstäubungsgemisch
ausfällt,
Teilchen des Wirkstoffs darin einkapselt.
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Eine weitere Möglichkeit, wieder insbesondere
bei Verwendung von Kohlendioxid als das überkritische Fluid, ist, dass
der Wirkstoff in dem überkritischen
Kohlendioxid unlöslich
ist, während
die komplementären
Polymere darin unlöslich
sind, aber durch Lösung
des überkritischen
Kohlendioxids darin verflüssigbar
oder weichmachbar sind, und der Mischpolymerisat-Komplex genauso
in dem überkritischen
Kohlendioxid unlöslich ist,
aber durch Lösung
des überkritischen
Kohlendioxids darin verflüssigbar
oder weichmachbar ist. In diesem Fall kann eine trockene Mischung
aus dem Wirkstoff und den komplementären Polymeren, alle in ausreichend fein
geteilter partikulärer
Form, z. B., kleiner als 1000 μm,
bevorzugt kleiner als 500 μm
und noch bevorzugter kleiner als 300 μm, hergestellt werden, wobei
die Mischung dem überkritischen
Kohlendioxid ausgesetzt wird, um die Polymere durch Lösung darin
zu verflüssigen
oder weichzumachen, um zu veranlassen oder zu gestatten, dass sie
miteinander wechselwirken, um den Mischpolymerisat-Komplex zu bilden,
wobei der Komplex durch darin gelöstes oder sich lösendes Kohlendioxid
verflüssigt
oder weichgemacht wird und/oder verbleibt, wobei die verflüssigten
Polymere und der Mischpolymerisat-Komplex typischerweise Viskositäten derart
aufweisen, dass der Wirkstoff in Suspension gehalten wird. Die Suspension
aus Wirkstoff in verflüssigtem
oder weichgemachtem Mischpolymerisat-Komplex kann dann, z. B., mittels einer
Sprühdüse in eine
Teilchensammelkammer in eine Atmosphäre bei einer Temperatur und
einem Druck zerstäubt
werden, die derart ausgewählt
sind, dass das überkritische
Kohlendioxid, das in dem zerstäubten
Mischpolymerisat-Komplex gelöst
ist, verdampft, um Teilchen des Wirkstoffs in den Mischpolymerisat-Komplex
eingekapselt zu hinterlassen. Wenn, statt dessen, einer oder mehrere
der komplementären
Polymere nicht verflüssigbar
oder weichmachbar ist, aber der Mischpolymerisat-Komplex verflüssigbar
oder weichmachbar ist, kann eine Variation dieses Verfahrens verwendet
werden, vorausgesetzt, dass die komplementären Polymere ausreichend innig
in ausreichend fein geteilter Form vermischt werden, um zur Bildung
des Mischpolymerisat-Komplexes miteinander wechselzuwirken. Tatsächlich kann
das Verfahren prinzipiell ebenfalls verwendet werden, auch wenn,
der Wirkstoff in dem überkritischen
Kohlendioxid und/oder in den komplementären Polymeren oder dem Mischpolymerisat-Komplex
löslich
ist, weil er ausfallen wird und in dem Mischpolymerisat-Komplex
während
der Zerstäubung eingekapselt
werden wird. Es wird erwartet, dass Verfahren, die eine Zerstäubung von
verflüssigtem
oder weichgemachtem Mischpolymerisat-Komplex involvieren, den Vorteil
einer effizienten Verwendung des Druckkammervolumens aufweisen,
in dem das überkritische
Kohlendioxid enthalten ist, wenn mit dem Wirkstoff, den komplementären Polymeren
und/oder mit dem Mischpolymerisat-Komplex gemischt, weil es zu der Herstellung
von zerstäubbaren
Gemischen führt,
die weit höhere
Konzentrationen an Mischpolymerisat-Komplex und an komplementären Polymeren
enthalten, wobei in einem oder mehreren von ihnen das überkritische
Kohlendioxid gelöst
ist, als wenn die komplementären
Polymere oder der Mischpolymerisat-Komplex in dem überkritischen
Fluid gelöst
werden müssen.
Für dieses
spezielle Verfahren kann natürlich
ein geeigneter partikulärer vorher
hergestellter Mischpolymerisat-Komplex an Stelle des Beginnens mit
den komplementären
Polymeren verwendet werden, wobei der vorher hergestellte Mischpolymerisat-Komplex mit Wirkstoff,
der typischerweise partikulär
ist, vor, während
oder nach der Verflüssigung
oder Weichmachung des Mischpolymersat-Komplexes vermischt wird,
ob der Wirkstoff in dem überkritischen
Kohlendioxid löslich
ist oder nicht.
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Eine noch weitere Möglichkeit
ist, dass eine vorstehende Mischung zu viskos ist, um zu zerstäuben, z.
B., weil der gebildete Mischpolymerisat-Komplex unlöslich und
nicht verflüssigbar
oder weichmachbar durch das überkritische
Kohlendioxid ist, wobei die komplementären Polymere jedoch unlöslich, aber
verflüssigbar und
weichmachbar durch das überkritische
Kohlendioxid sind, und wobei der Wirkstoff entweder löslich oder unlöslich in
dem überkritischen
Kohlendioxid, in den Polymeren und/oder in dem Komplex ist. In diesem
Fall kann nachdem die komplementären
Polymere wechselgewirkt haben, um den Mischpolymerisat-Komplex zu bilden,
wenn ein vorher hergestellter Mischpolymersat-Komplex nicht statt
dessen verwendet wird, der verflüssigte
oder weichgemachte Mischpolymerisat-Komplex, der mit dem Wirkstoff vermischt
ist, den Druck und die Temperatur seiner Umgebung aufweisen, die
ausreichend reduziert sind, um eine Verdampfung des überkritischen
Kohlendioxids zum Hinterlassen eines festen Rückstands aus Mischpolymerisat-Komplex
mit darin dispergierten Wirkstoff zu gestatten, der einer Größenreduktion
unterworfen werden kann, z. B., durch Zerkleinern, um den in dem
Mischpolymerisat-Komplex eingekapselten Wirkstoff als ein Produkt
herzustellen.
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Noch eine weitere Möglichkeit
für das
Verfahren ist, dass der Mischpolymerisat-Komplex in dem überkritischen
Fluid wie beispielsweise Kohlendioxid unlöslich ist, wenn die partikulären komplementären Polymere getrennt
mit dem überkritischen
Kohlendioxid verflüssigt
oder weichgemacht werden müssen,
wobei die komplementären
Polymere dann gemischt und zerstäubt
werden, z. B., durch Injizieren von ihnen in eine Mischkammer, die
durch eine Sprühdüse zu einer
Sammelkammer führt,
wobei die Wechselwirkung der Polymere zur Bildung des Mischpolymerisat-Komplexes
vor der Verdampfung des Kohlendioxids stattfindet. Die Zerstäubung wird
dann natürlich
bei einer Temperatur und einem Druck stattfinden, bei dem das Kohlendioxid
nicht überkritisch
ist. Während
diese Ausführungsform
des Verfahrens im Prinzip verwendet werden kann, ob der Wirkstoff,
der in einem oder mehreren der komplementären Polymere gelöst wird,
bevor oder nachdem sie verflüssigt
oder weichgemacht sind, in dem überkritischen
Kohlendioxid löslich
oder unlöslich
ist oder tatsächlich in
der partikulären
Form mit ihnen während
der Mischung davon gemischt wird, und während diese Ausführungsform
des Verfahrens verwendet werden kann, ob der Mischpolymerisat-Komplex
durch das darin gelöste Kohlendioxid
verflüssigbar
oder weichmachbar ist oder nicht, wird erwartet, dass dieses Verfahren
insbesondere nützlich
ist, wenn der Wirkstoff in dem überkritischen
Kohlendioxid unlöslich
ist, und der Mischpolymerisat-Komplex darin unlöslich ist und nicht dadurch
verflüssigbar
ist.
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In Ausführungsformen des Verfahrens
können
irgendwelche der Wirkstoffe, wenn ein fester Rückstand, der in dem Mischpolymerisat-Komplex
dispergierten Wirkstoff enthält,
zerkleinert wird, um das partikuläre Produkt zu erhalten, durch
das Zerkleinern an den Teilchenoberflächen frei liegen, sodass der
Wirkstoff nicht vollständig
eingekapselt ist. Es wird jedoch erwartet, dass der derart freiliegende
proportionale Wirkstoff im Vergleich mit dem Verhältnis an
Wirkstoff in dem Produkt vernachlässigbar sein wird, der tatsächlich vollständig von
dem Mischpolymerisat-Komplex
eingekapselt ist.
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Was Prozessparameter betrifft, so
werden diese von der Ausführungsform
des vorstehenden verwendeten Verfahrens und von dem verwendeten überkritischen-
Fluid und seiner kritischen Temperatur und seinem kritischen Druck
abhängen
und geeignete/annehmbare oder optimale Parameter werden durch Routineuntersuchungen
bestimmt werden, wobei praktische und ökonomische Überlegungen berücksichtigt
werden.
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Wie vorstehend gezeigt, wird erwartet,
dass Kohlendioxid aufgrund seiner geringen Kosten, Umweltakzeptanz
und prompten Verfügbarkeit
und aufgrund seiner akzeptablen kritischen Temperatur und kritischen Drucks
das übliche überkritische
Fluid der Wahl ist. Für
Kohlendioxid wird erwartet, dass das Verfahren im allgemeinen bei
einem Druck über
75 bar (1 bar ist 100 kPa oder 100 000 N/m2,
die 1,01324 Atmosphären
sind), vorzugsweise 150–500
bar und noch bevorzugter 250–400
bar, durchgeführt
wird. Was die Temperatur betrifft, so wird Kohlendioxid bei einer
Temperatur über
die kritische Temperatur von 32°C,
zum Beispiel 32–150°C, bevorzugt
32–100°C und noch
bevorzugter 32–50°C, sein.
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Insbesondere für Kohlendioxid, aber ebenso
für andere überkritische
Fluide, kann der Feststoffgehalt des Ausgangsgemischs, ausschließlich des überkritischen
Fluids; 0,1–80
Volumen-%, vorzugsweise 10–70% und
noch bevorzugter 20–60%,
d. h. basierend auf Reaktorvolumen, sein. Irgendwelche verwendeten Schleppmittel
können
insgesamt 0,01–10
Massen-%, bevorzugt 0,1–5%
und noch bevorzugter 0,5–2%,
der Gesamtmasse aus dem Schleppmittel und dem überkritischen Fluid aus Kohlendioxid
in dem Ausgangsgemisch bilden, das in den Reaktor eingefüllt wird,
wobei erwartet wird, dass ähnliche
Verhältnisse
für andere überkritische
Fluide oder Gemische davon geeignet sind. Irgendein verwendetes
Viskositätsreduzierendes Mittel
kann 1–90
Massen-%, bevorzugt 5–70%
und noch bevorzugter 10–60%
der Gesamtmasse aus dem Wirkstoff, den komplementären Polymeren
oder vorher hergestellten Mischpolymerisat-Komplexen und den Viskositäts-reduzierenden
Mitteln in dem Ausgangsgemisch bilden, das in den Reaktor eingefüllt wird.
Genauso können
irgendwelche verwendeten polymeren Tenside 1–90 Massen-%, bevorzugt 5–70% und
noch bevorzugter 10–60%
der Gesamtmasse aus dem Wirkstoff, den komplementären Polymeren
oder vorher hergestellten Mischpolymerisat-Komplexen und den polymeren
Tensiden in dem Ausgangsgemisch bilden, das in den Reaktor eingefüllt wird.
Genauso können
irgendwelche verwendeten Lösungsvermittler
1–90 Massen-%,
bevorzugt 5–70%
und noch bevorzugter 10–60%
der Gesamtmasse aus den Wirkstoffen, den komplementären Polymeren
oder vorher hergestellten Mischpolymerisat-Komplexen und den Löslichkeitsvermittlern
in dem Ausgangsgemisch bilden, das in den Reaktor eingefüllt wird.
Der Wirkstoffgehalt kann wiederum 0,01–60 Massen-%, bevorzugt 0,1–50% und
noch bevorzugter 1–40%
der Gesamtmasse aus den Wirkstoffen und den komplementären Polymeren
oder vorher hergestellten Mischpolymerisat-Komplexen in dem Ausgangsgemisch
betragen, das in den Reaktor eingefüllt wird.
-
Wenn zwei komplementäre Polymere
verwendet werden, wird das Massenverhältnis dazwischen von der Natur
oder Identität
der verwendeten komplementären
Polymere und von der Wechselwirkung zwischen ihnen zur Bildung des
Mischpolymerisat-Komplexes abhängen,
und es wird erwartet, dass dieses Massenverhältnis 0,5 : 99,5–99,5 :
0,5, üblicher
1 : 99–99
: 1 und typischerweise 10 : 99–99
: 10 ist. Mit anderen Worten (und dasselbe gilt, wenn drei oder
mehrere komplementäre
Polymere verwendet werden) kann jedes komplementäre Polymer wenigstens 0,5 Massen-%
der Gesamtmasse aus den verwendeten komplementären Polymeren, bevorzugt wenigstens
1% und vorzugsweise wenigstens 10% ausmachen; und genauso wird jedes komplementäre Polymer
höchstens
99,5% der Gesamtmasse der verwendeten komplementären Polymere, bevorzugt höchstens
99% und typischerweise höchstens
90% ausmachen.
-
Die Erfindung wird nun mittels nicht-einschränkender
Darstellung unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele und die
begleitenden schematischen Zeichnungen beschrieben, in denen:
-
1–3, in schematischem Schnittseitenriss,
einen Hochdruckreaktor während
dessen Verwendung gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung zeigen;
-
4–6, in ähnlichem schematischem Schnittseitenriss,
eine Modifizierung des Reaktors von 1–3 ebenfalls während dessen
Verwendung gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung zeigen;
-
7–9, wieder in schematischem
Schnittseitenriss, einen anderen Hochdruckreaktor während dessen
Verwendung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigen;
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10 Messkurven
von Fourier-Transformations-Infrarotspektren, jeweils von zwei komplementären Polymeren
und von einem durch Wechselwirkung dazwischen gebildeten Mischpolymerisat-Komplex
zeigt, in denen der Transmissionsgrad als ein Prozentsatz relativ
zum Untergrund gegen die Wellenzahl in cm-1 aufgetragen
ist; und
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11 eine
Messkurve von prozentualer Freigabe gegen die Zeit, der Freigabe
eines gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung in wässerigen
Lösungen
bei verschiedenen pH's
eingekapselten Wirkstoffs zeigt.
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In 1–3 der Zeichnungen, bezeichnet
Bezugszeichen 10 im allgemeinen einen Hochdruckreaktor zur
Durchführung
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Der Reaktor 10 umfasst
ein Gehäuse 12,
das mit einem Verschluss 14 versehen ist. Das Gehäuse weist
einen hohlen Innenraum 16 auf, der durch eine bewegliche
Zwischenwand 18 in ein Paar Druckkammern 20, 22 geteilt
ist, wobei jede mit einem Propellertyprührer 24 versehen ist.
Die Kammern 20, 22 und das Gehäuse 12 sind im Querschnitt
kreisförmig,
wobei das Gehäuse 12 axial
gestreckt ist, wobei die Kammern 20, 22 coaxial
und horizontal zueinander ausgerichtet sind. Die Kammer 22 weist
einen leicht größeren Durchmesser
als den der Kammer 20 auf, und der Verschluss 14 ist
ein Deckel an dem Ende der Kammer 22 fern von der Kammer 20.
Die Zwischenwand 18 ist eine kreisförmige Scheibe mit einem abgeschrägten Rand,
der dichtend gegen einen innenverjüngten Teil der Wand des Gehäuses 12 sitzt,
wobei der verjüngte
Teil die Kammern 20, 22 miteinander verbindet.
Die Zwischenwand 18 ist zwischen einer geschlossenen Position
(1 und 2), in der sie die Kammern 20, 22 isoliert
und sie gegeneinander abdichtet, und einer offenen Position (3) axial beweglich, in der
sie Kommunikation und Fluidfluss dazwischen ermöglicht. Die Kammern 20, 22 sind überkritisches
Fluid aus Kohlendioxid enthaltend gezeigt. In 1 ist eine Schicht 26 aus Teilchen
auf der unteren Oberfläche
der Innenräume
der Kammern 20, 22 unter überstehenden überkritischen
Kohlendioxid bei 28 gezeigt. In 2 und 3 sind Teilchen aus den Schichten 26 in
dem Kohlendioxid 28 dispergiert und suspendiert gezeigt.
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Unter Zuwendung auf 4–6 werden die gleichen Bezugszeichen
verwendet, um die gleichen Teile wie in 1–3 zu bezeichnen, wenn nicht
anders spezifiziert. Der Hauptunterschied zwischen 4–6 einerseits und 1–3 andererseits
ist, dass die unteren Oberflächen
der Innenräume
der Kammern 20, 22 in 4–6 mit Fluidauslässen 30 versehen
sind, die wiederum mit jeweiligen Absperrventilen 32 versehen
sind. Die Auslässe 28 führen in
eine Röhre 34,
die wiederum zu einer Teilchensammelkammer führt, die in dem hohlen Innenraum
eines Gehäuses 36 definiert
ist, in den die Röhre 34 durch
Sprühdüsen 38 führt. In
den Kammern 20, 22 von 3 und 4 sind
keine suspendierten Teilchen gezeigt, und in 4 sind getrocknete und trocknende Teilchen
in der Form eines Zerstäubungsmittels
in der Kammer 36 gezeigt, die aus zerstäubtem überkritischem Kohlendioxid
entstehen, das in Kammer 36 durch die Düse 38 eintritt, die
aus der Röhre 34 führt.
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In 7–9 ist ein Reaktor, im allgemeinen
mit 40 bezeichnet, gezeigt, der ein gestrecktes rechtwinkeliges
hohles Gehäuse 42 umfasst,
das eine einzige Druckkammer 44 definiert. Die Kammer 44 ist
einen Propellertyprührer 46 enthaltend
gezeigt. In 7 ist eine
Schicht aus Teilchen bei 48 auf einem Boden 50 der Kammer 44 gezeigt,
und in 8 und 9 ist eine Schicht 52 aus
verflüssigten
oder weichgemachten Teilchen auf dem Boden 50 gezeigt.
Die Kammer 44 ist mit einem Auslass 54 auf Bodenniveau
durch eine Stirnwand 56 des Gehäuses 42 gezeigt. Der
Auslass 54 führt
durch ein Absperrventil 58 zu einer Sprühdüse 60, die in ein
hohles Gehäuse 62 mit
einem Innenraum fördert,
der eine Teilchensammelkammer definiert. In 9 sind getrocknete und trocknende Teilchen
in der Kammer 62 gezeigt, die aus zerstäubten verflüssigten oder weichgemachten
Teilchen aus der Schicht 52 entstehen, die in die Kammer 62 durch
die Düse 60 gesprüht wird.
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In 10 sind
drei Fourier-Transformations-Spektren aufgetragen, die jeweils A,
B, C bezeichnet sind. Spektrum A ist für ein komplementäres Polymer,
das ein Poly(vinylacetat)-Crotonsäure Copolymer
ist, wobei Spektrum C für
ein komplementäres
Polymer ist, das ein Poly(vinylpyrrolidon) ist und wobei Spektrum
B für das
Mischpolymerisat-Komplex-Produkt der Wechselwirkung zwischen den
komplementären
Polymeren ist.
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In 11 ist
eine Messkurve der Freigabe des Wirkstoffs in Frage bei einem pH
von 6,8, die D bezeichnet ist, und eine Messkurve der Freigabe des
Wirkstoffs in Frage bei einem pH von 1,2 gezeigt, die E bezeichnet
ist.
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Beispiel 1: Mischpolymerisat-Komplex-Bildung – Poly(vinylacetat)-Crotonsäure Copolymer
und Poly(vinylpyrrolidon).
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In diesem Beispiel wurden komplementäre Polymere
in der Form von 0,4 Gramm Poly(vinylacetat)-Crotonsäure Copolymer
(PVAc-CA, Aldrich) ausgewogen und körperlich mit 3,6 Gramm Poly(vinylpyrrolidon)
(PVP – Kollidon
12PF, BASF) vermischt. Das erhaltene Pulvermischung wurde in einen
Reaktor (zum Beispiel Reaktor 40 von 7–9) platziert und die Reaktor
wurde verschlossen. Der Reaktor wurde eine Minute lang mit Kohlendioxid
gespült.
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Der Reaktor wurde dann mit Kohlendioxid
von Atmosphärendruck
bis zu einem Druck von 400 bar unter Druck gesetzt und die Temperatur
wurde von Umgebungstemperatur bis zu 35°C erhöht, um die gewünschten überkritischen
Bedingungen in dem Reaktor zu erzeugen. Die Mischung wurde 2 Stunden
lang bei 2000 Upm gerührt,
um die komplementären
Polymere zu verflüssigen
und weichzumachen und Kohlendioxid darin zu lösen. Der Druck wurde dann auf
Atmosphärendruck
erniedrigt und das Reaktionsprodukt wurde aus dem Reaktor entfernt.
Es wurde festgestellt, dass das Produkt ein monolithisches Stück aus geschäumten elastischem
Mischpolymerisat-Komplex ist. Rasterelektronmikroskopmikrophotoaufnahmen
des Produkts zeigten, dass es eine einzige kontinuierliche Phase
umfasst.
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FTIR (Fourier-Transformations-Infrarot)-Spektroskopiemessungen
wurden auf dem Produkt-Mischpolymerisat-Komplex
und auf beiden komplementären
Ausgangspolymeren (PVP und PVAc-CA) durchgeführt. 10 zeigt jeweilige Spektren der komplementären Polymere
(Spektren A und C) und des Produkt-Mischpolymerisat-Komplexes (Spektrum
B).
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Das PVP wies eine Carbonylabsorptionsbande
bei 1654 cm-1 (Spektrum C) auf. Das PVAc-CA
wies eine Acetatabsorptionsbande auf, die mit zwei Carbonylstreckmoden
der freien und selbstassoziierten Carbonsäuregruppen überlappte (Zhou et al., 1998,
XPS und Fti.r. Studies of Interactions in poly(carboxylic acid)/Poly(vinyl – pyridine)
Complexes – Polymer
39(16): 3631–3640).
Dies führte
zu dem Auftreten einer breiten Absorptionsbande von 1700 bis 1800
cm-1 (Spektrum A). Diese breite Absorptionsbande
verengte sich abrupt für den
Produkt-Mischpolymerisat-Komplex
(Spektrum B). Die PVP-Carbonyl-Absorptionsbande bei 1654 cm-1 (Spektrum C) shiftete zu 1671 cm-1 für
den Produkt-Mischpolymerisat-Komplex (Spektrum B). Diese Veränderungen
sind sowohl Anzeichen für
Wechselwirkung zwischen der Carbonsäuregruppe des PVAc-CA und der Carbonylgruppe
des PVP als auch für
Mischpolymerisat-Komplexe charakteristisch, bei denen Wasserstoffbrückenbindung
auftritt (Zhou et al., 1998, supra).
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Die physikalischen Charakteristiken
des Produktspolymers zeigten ebenfalls an, dass sich ein Mischpolymerisat-Komplex
gebildet hatte. Erstens war das Produktpolymer elastisch und hochbelastbar,
während beide
der komplementären
Polymere spröde
waren. Zweitens zeigte das Produktpolymer, während PVP hochhygroskopisch
ist, keine offensichtliche Hygroskopizität Optische Prüfung einer
körperlichen
Mischung aus dem PVP und PVAc-CA und dem Produkt-Mischpolymerisat-Komplex nach Aussetzens
zu der Atmosphäre
für 24
Stunden zeigte, dass die körperliche
Mischung klar Feuchtigkeit aufgenommen hatte, während das Produkts-Polymer
keine aufgenommen hatte.
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Beispiel 2: Mischpolymerisat-Komplex-Bildung – PVAc-CA
und PVP mit Poly(ethylenglycol) als Viskositätmodifikator
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In diesem Beispiel wurde Beispiel
1 mit der Ausnahme wiederholt, dass 1,8 Gramm Poly(vinylacetat)-Crotonsäure Copolymer
(PVAc-CA, Aldrich) ausgewogen wurden und körperlich mit 16,2 Gramm Poly(vinylpyrrolidon)
(PVP, Kollidon 12PF, BASF) und mit 2 Gramm Poly(ethylenglycol) (PEG
1000, Merck) als Viskositätsmodifikator
vermischt wurden. Die erhaltene Pulvermischung wurde in den Reaktor
(siehe 40 in 7–9) platziert und der Reaktor
wurde verschlossen. Der Reaktor wurde eine Minute lang mit Kohlendioxid gespült.
-
Der Reaktor wurde dann mit Kohlendioxid
von Atmosphärendruck
bis zu einem Druck von 400 bar unter Druck gesetzt und die Temperatur
wurde von Umgebungstemperatur bis zu 35°C erhöht, um die gewünschten überkritischen
Bedingungen in dem Reaktor zu erzeugen. Die Mischung wurde 2 Stunden
lang bei 2000 Upm gerührt.
Der Druck wurde dann auf Atmosphärendruck
erniedrigt und der Reaktor wurde geöffnet. Es wurde festgestellt,
dass ein Mischpolymerisat-Komplex in dem Reaktor gebildet wurde.
Es wurde festgestellt, dass die Viskosität des Komplexes niedriger war
als die des Komplexes, der ohne PEG gebildet wurde (siehe Beispiel
1), wie durch die Schaumstruktur und Schaumverteilung in der Reaktionskammer 44 des
Reaktors angezeigt. Der Schaum bestand aus einer einzigen kontinuierlichen
Phase, die eine gute Mischbarkeit zwischen dem PEG, PVP und PVAc-CA
anzeigt.
-
Wenn der Mischpolymerisat-Komplex
durch eine Düse
(siehe 60 in 7–9) bei 275 bar zerstäubt wurde,
wurden Teilchen gebildet, von denen eine Film-bildende Tendenz des
Komplexes klar erkennbar war, weil Strukturen durch schnelles Entweichen
des Kohlendioxids aus Lösung
in dem Komplex gebildet wurden.
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Beispiel 3: Mischpolymerisat-Komplex-Bildung – PVP-PVAc-CA
und Poly(vinylpyrrolidon)-Poly(vinylacetat) Copolymer
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In diesem Beispiel wurden Beispiele
1 und 2 mit der Ausnahme wiederholt, dass 0,4 Gramm Poly(vinylacetat)-Crotonsäure Copolymer
(PVAc-CA, Aldrich) ausgewogen wurden und körperlich mit 3,6 Gramm Poly(vinylpyrrolidon)-Poly(vinylacetat)
Copolymer (PVP-PVAc-PVP-VA
S630, ISP) vermischt wurden. Die Mischung wurde in den Reaktor platziert
und der Reaktor wurde verschlossen. Der Reaktor wurde eine Minute lang
mit Kohlendioxid gespült.
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Der Reaktor wurde dann mit Kohlendioxid
von Atmosphärendruck
bis zu einem Druck von 400 bar unter Druck gesetzt und die Temperatur
wurde von Umgebungstemperatur bis zu 35°C erhöht, um die gewünschten überkritischen
Bedingungen in dem Reaktor zu erzeugen. Die Mischung wurde 2 Stunden
lang bei 2000 Upm gerührt.
Der Druck wurde dann auf Atmosphärendruck
erniedrigt und der Reaktor wurde geöffnet. Es wurde festgestellt,
dass ein Mischpolymerisat-Komplex in dem Reaktor gebildet wurde.
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Beispiel 4: Mischpolymerisat-Komplex-Bildung
Bildung – PVAc-CA
und Poly(ethylenoxid)-Poly(propylenoxid) – Poly(ethylenoxid)
Triblockcopolymer
-
In diesem Beispiel wurden die Verfahren
der Beispiele 1–3
mit der Ausnahme wiederholt, dass 0,4 Gramm Poly(vinylacetat)-Crotonsäure Copolymer
(PVAc-CA, Aldrich) ausgewogen wurden und körperlich mit 3,6 Gramm Poly(ethylenoxid)-Poly(propylenoxid)-Poly(ethylenoxid)
Triblockcopolymer (PEO-PPO-PEO – Pluronic
PE6800, BASF) vermischt wurden. Die erhaltene Pulvermischung wurde
in den Reaktor platziert und der Reaktor wurde verschlossen. Der
Reaktor wurde eine Minute lang mit Kohlendioxid gespült.
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Der Reaktor wurde dann mit Kohlendioxid
von Atmosphärendruck
bis zu einem Druck von 400 bar unter Druck gesetzt und die Temperatur
wurde von Umgebungstemperatur bis zu 35°C erhöht, um die gewünschten überkritischen
Bedingungen in dem Reaktor zu erzeugen. Die Mischung wurde 2 Stunden
lang bei 2000 Upm gerührt.
Der Druck wurde dann auf Atmosphärendruck
erniedrigt und der Reaktor wurde geöffnet. Es wurde festgestellt,
dass ein Mischpolymerisat-Komplex in dem Reaktor gebildet wurde.
-
Beispiel 5: Einkapselung eines unlöslichen
Medikaments (Indomethacin)
-
In diesem Beispiel wurden die folgenden
Pulverbestandteile körperlich
vermischt:
-
Es wurde eine Pulvermischung mit
einer maximalen Teilchengröße von 500 μm erhalten,
wobei die Pulvermischung in den Reaktor (siehe 40 in 7–9)
platziert wurde und der Reaktor verschlossen wurde. Der Reaktor
wurde eine Minute lang mit Kohlendioxid gespült.
-
Der Reaktor wurde dann mit Kohlendioxid
von Atmosphärendruck
bis zu einem Druck von 400 bar unter Druck gesetzt und die Temperatur
wurde von Umgebungstemperatur bis zu 35°C erhöht, um die gewünschten überkritischen
Bedingungen in dem Reaktor zu erzeugen. Die Mischung wurde 2 Stunden
lang bei 2000 Upm gerührt.
Der Druck wurde dann auf Atmosphärendruck
erniedrigt und der Reaktor wurde geöffnet.
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Es wurde festgestellt, dass ein Mischpolymerisat-Komplex
in dem Reaktor gebildet wurde, der darin dispergierte Teilchen des
Indomethacins enthielt. Er wurde aus dem Reaktor entfernt. Der Komplex
wurde dann in einer Kaffeemühle
5 Minuten lang zerkleinert, um die Teilchengröße auf höchstens etwa 50 μm zu reduzieren.
2 Massen-% partikuläres
Magnesiumstearat mit Arzneimittelqualität (FACI, Petrow) wurden dem
zerkleinerten Komplex als ein Bindemittel beigemengt. Das Gemisch
wurde dann genauso weitere 2 Minuten lang zerkleinert, um eine gleichmäßige Dispersion
des Bindemittels ähnlicher
Teilchengröße in dem
Komplex zu erreichen.
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6 mm Tabletten wurden dann aus dem
Komplex/Bindemittel-Gemisch unter Verwendung einer Manestytyp F3
Tablettenpresse gepresst. Die Tabletten wurden für Lösungstests in einer Hanson
SR-8 Lösungsteststation
verwendet. Die Lösungstests
wurden bei 37°C
und mit einer Rührergeschwindigkeit
von 75 Upm durchgeführt.
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Die Bestimmung der Indomethacinfreigaberate
wurde unter Verwendung von UV Spektrophotometrie durchgeführt. 11 zeigt Ergebnisse von
Lösungstests,
die jeweils bei einem pH von 6,8 und bei einem pH von 1,2 durchgeführt wurden.
Die Ergebnisse sind zusammengesetzte (durchschnittliche) Ergebnisse
aus acht Experimenten.
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11 zeigt
eine gesteuerte Freigabe des eingekapselten Indomethacin-Medikaments
aus den hergestellten Tabletten. Eine gesteuerte Freigabe des Medikaments
wurde bei einem pH von 6,8 erreicht, während fast kein Medikament
bei einem pH von 1,2 freigegeben wurde.
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Beispiel 6: Bildung eines Mischpolymerisat-Komplexes
vor Verflüssigung
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In diesem Beispiel wurden 10 Gramm
Poly(vinylacetat)-Crotonsäure
Copolymer (PVAc-CA, Aldrich) ausgewogen und in 90 Gramm Ethanol
gelöst,
das auf 50°C
erwärmt
war. Dann wurden 10 Gramm Poly(vinylpyrrolidon) (PVP-Kollidon 12PF,
BASF) in 90 Gramm Ethanol gelöst.
Die zwei Polymerlösungen
in Ethanol wurden dann miteinander gemischt. Das Ethanol wurde dann
aus dem Gemisch durch Erwärmen
in einem Vakuumofen bei einer Temperatur von etwa 60°C und bei
einem reduzierten absoluten Druck von etwa 10 kPa verdampft, um
einen festen Mischpolymerisat-Komplex-Rückstand zu erhalten. Dieser
Rückstand
wurde dann in einer Kaffeemühle
5 Minuten lang zerkleinert, um seine Teilchengröße auf höchstens 50 μm zu reduzieren.
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Dann wurden 8 Gramm des so erhaltenen
zerkleinerten Komplexes mit 2 Gramm Indomethacin körperlich
vermischt und weiter verarbeitet, wie in Beispiel 5 beschrieben.
Ein ähnliches
Produkt zu dem von Beispiel 5 wurde erhalten.
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Beispiel 7: Zugabe eines polymeren Tensids
zur Verbesserung der Verflüssigung
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Die folgenden Bestandteile wurden
körperlich
vermischt:
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Die Vermischung wurde verrichtet,
um eine Pulvermischung mit einer maximalen Teilchengröße von 500 μm herzustellen,
wobei die Pulvermischung in den Reaktor (40 in 7–9)
platziert wurde und der Reaktor verschlossen wurde. Der Reaktor
wurde eine Minute lang mit Kohlendioxid gespült.
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Der Reaktor wurde dann mit Kohlendioxid
von Atmosphärendruck
bis zu einem Druck von 275 bar unter Druck gesetzt und die Temperatur
wurde von Umgebungstemperatur bis zu 35°C erhöht, um die gewünschten überkritischen
Bedingungen in dem Reaktor zu erzeugen. Die Mischung wurde von dem
Rührer
bei 2000 Upm gerührt,
um eine Verflüssigung
der Mischung zu erreichen.
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Die verflüssigte Mischung wurde bei einem
Druck von 275 bar durch eine 0,13 mm Öffnung in einer Sprühdüse in eine
Sammelkammer zerstäubt.
Ein trockenes partikuläres
Produkt, das aus einer homogenen Mischung aus dem Mischpolymerisat-Komplex
und dem polymeren Tensid bestand, wurde erhalten.
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Die vollständigen Namen und Adressen der
Zulieferer der in den Beispielen verwendeten Ausgangsmaterialien
sind wie folgt:
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Zusammenfassung
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Die Erfindung stellt ein Verfahren
zur Einkapselung eines Wirkstoffs in einen Mischpolymerisat-Komplex
bereit, um ein eingekapseltes Produkt in partikulärer Form
herzustellen. Das Verfahren umfasst das Bilden eines Gemischs aus
einem überkritischen
Fluid, einem Mischpolymerisat-Komplex und einem Wirkstoff und dann
das Veranlassen oder Gestatten, dass der Mischpolymerisat-Komplex
den Wirkstoff einkapselt. Das eingekapselte Produkt wird dann von
dem überkritischen
Fluid getrennt, und gegebenenfalls wird das Produkt einer Größenreduktion
unterworfen, um Teilchen zu erhalten, in denen der Wirkstoff von
dem Mischpolymerisat-Komplex eingekapselt ist.