DE60008894T2

DE60008894T2 - Verfahren zum einkapseln von aktiven materialien durch koazervierung von polymern in nichtchlorierten organischem lösungsmittel

Info

Publication number: DE60008894T2
Application number: DE60008894T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Benoit; Joel Richard; Elvire Fournier; Sonia Liu
Original assignee: Mainelab SA
Current assignee: Ethypharm SAS
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2005-03-03
Anticipated expiration: 2020-08-26
Also published as: NO20020881L; ATE261338T1; CA2382697A1; FR2797784B1; PT1216091E; IL148316A0; HU0203199D0; CN1317064C; CA2382697C; ES2215718T3; HU228747B1; FR2797784A1; EP1216091B9; WO2001015799A1; JP2003508195A; MXPA02002250A; KR20020046284A; ZA200201543B; AU776959B2; NO322106B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mikroverkapselung eines Wirkstoffs durch Koazervation, welches insbesondere zur Herstellung von galenischen Formen mit verlängerter Freisetzung eingesetzt wird.
Die Mikroverkapselungstechniken werden klassischerweise zur Trennung von unverträglichen chemischen Substanzen, zur Umwandlung von Flüssigkeiten in Pulver, zur Verbesserung der biologischen Verfügbarkeit von Wirkstoffen, zur Maskierung des unangenehmen Geschmacks oder Geruchs von bestimmten Verbindungen und zur Herstellung von galenischen Formen mit verlängerter Freisetzung eingesetzt.
Galenische Formen mit verlängerter Freisetzung sind in der Lage, auf subkutanem oder intramuskulärem Wege verabreicht zu werden und sich direkt im Blutstrom oder in der Nähe des zu behandelnden Organs wiederzufinden, so dass oftmals biologisch abbaubare Polymere ausgewählt werden, um in deren Zusammensetzung Eingang zu finden.
Die Systeme mit verlängerter Freisetzung auf der Grundlage von biologisch abbaubaren Polymeren können auf parenteralem Wege ohne Entnahme durch einen chirurgischen Eingriff verabreicht werden, denn die biologisch abbaubaren Polymere wandeln sich im Organismus in Metabolite um, die durch die natürlichen Wege eliminiert werden. Der Wirkstoff wird freigesetzt gemäß einer Kinetik, welche durch die Diffusion des Wirkstoffs und den Abbauprozess des Polymers moduliert wird. Außerdem wird die Befolgung durch den Patienten aufgrund einer weniger häufigen Verabreichung verbessert.
Unter den biologisch abbaubaren Polymeren mit häufigem Einsatz bei der Verkapselung von Wirkstoffen befinden sich die Poly(α-hydroxysäuren), insbesondere die Polymere von Milchsäure (PLA) und die Milch- und Glycolsäurepolymere (PLAGA), Poly-ε-caprolacton, die Polyorthoester, wie Chronomer^® und Alzamer^®, die Polyanhydride, insbesondere das Copolymer von Sebacinsäure und (Carboxyphenoxy)propan, die Polypeptide und die natürlichen biologisch abbaubaren Polymere, wie Albumin, Rinderserumalbumin, Kollagen und Chitosan.
Es gibt zwei bedeutende Arten von Mikroverkapselungstechniken:

– die Techniken ohne Lösemittel, wie das "Spray-Congealing" (Sprüh-Erstarrung, Sprüh-Kongelierung), die Extrusion (Coextrusion/Sphäronisierung), die Gelierung, das "Prilling" (Sprühkristallisation) und die Präzipitation von überkritischen Lösungen (RESS) und
– die Techniken mit Lösemitteln, wie die Vernebelung, die Koazervation, die Emulsions-Verdampfung, die Emulsions-Extraktion mit deren Varianten ausgehend von doppelten Wasser/Öl/Wasser-Emulsionen.

Der länger andauernde Kontakt der galenischen Formen mit verlängerter Freisetzung mit einem wässrigen Medium rechtfertigt den Einsatz von Polymeren mit mehr oder weniger hydrophobem Charakter, welche folglich hauptsächlich in einem organischen Medium löslich sind. Die biologisch abbaubaren Polymere auf der Grundlage von Systemen mit kontrollierter Freisetzung sind indessen in den Lösemitteln mit geringer potentieller Toxizität (Lösemittel der Klasse 3 gemäß der Norm ICH) nur wenig löslich.
Aus diesem Grunde setzen die klassischen Mikroverkapselungstechniken (Koazervation, Emulsions-Verdampfung) im wesentlichen chlorierte Lösemittel, wie Dichlormethan (Lösemittel der Klasse 2 gemäß der Norm ICN, d.h. einzuschränkendes Lösemittel) als Lösemittel des Polymers ein. Nun ist dieses ein chloriertes Lösemittel, welches für seine Neurotoxizität bekannt ist. Der Restgehalt an Dichlormethan, welcher in dem Endprodukt zugelassen ist, beträgt gemäß der Norm ICH4 600 ppm.
Unabhängig von der eingesetzten Mikroverkapselungstechnik umfassen die erhaltenen Mikroteilchen restliche Lösemittelmengen. Es erscheint folglich notwendig, neue Mikroverkapselungsverfahren zu entwickeln, die nicht auf die chlorierten Lösemittel zurückgreifen. Um dieses Problem zu lösen, bieten sich zwei hauptsächliche Lösungen an.
Eine Lösung, welche es erlaubt, die Verkapselung ohne chlorierte Lösemittel zu realisieren, beruht auf Methoden, die keinerlei Lösemittel einsetzen, aber bestimmte Polymere können gemäß diesen Methoden nicht eingesetzt werden. Außerdem entsprechen die Eigenschaften der durch diese Verfahren erhaltenen Teilchen nicht notgedrungen den Anforderungen für eine Langzeitbehandlung.
Eine andere Lösung besteht darin, die chlorierten Lösemittel durch nicht-toxische Lösemittel zu ersetzen. Die Mikroverkapselungsverfahren, welche chlorierte Lösemittel einsetzen, sind in aller Breite untersucht worden und die Variationsfaktoren sind bekannt. Indessen modifiziert das Ersetzen der chlorierten Lösemittel durch nicht-chlorierte Lösemittel die physikalisch-chemischen Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Bestandteilen der Formulierung. Das Verhalten der biologisch abbaubaren Polymere in den Ersatzlösemitteln unterscheidet sich sehr stark von jenem in den chlorierten Lösemitteln. So sind Poly(L-lactid) und Po1lyL,D-lactid) in Ethylacetat oder Aceton unlöslich und in Ethylalkohol, welches doch ein Lieblingslösemittel ist, da es nur geringfügig toxisch ist, ist keinerlei Polymer löslich.
Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Mikroverkapselung durch Koazervation vor, welches keinerlei chloriertes Lösemittel einsetzt. Genauer betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Koazervation durch Zugabe von Nicht-Lösemittel. Die Koazervation durch Zugabe von Nicht-Lösemittel erfordert die Verwendung von drei mischbaren Lösemitteln: eines von diesen drei Lösemitteln ist ein Lösemittel des Polymers und die beiden anderen sind Nicht-Lösemittel des Polymers.
Das Prinzip der Koazervation beruht auf der schonend vorgenommenen Desolvatation eines in einem organischen Lösemittel, welches einen Wirkstoff im allgemeinen in partikulärer Form enthält, gelösten Polymers, welche durch die Zugabe eines Nicht-Lösemittels oder Koazervationsmittels des Polymers induziert wird. Die Löslichkeit des Polymers in dem organischen Lösemittel wird gesenkt und es bilden sich zwei nicht-mischbare Phasen: das Koazervat scheidet sich fortschreitend auf der Oberfläche des Wirkstoffs ab. Die Zugabe eines Härtungsmittels erlaubt die Bildung eines kontinuierlichen Polymerfilms um den Wirkstoff herum.
Die Wirkstoffteilchen können flüssig oder fest sein. Der Wirkstoff kann gleichfalls anfänglich in dem Lösemittel des Polymers gelöst sein. Er fällt dann erneut in partikulärer Form aus, wenn man das Koazervationsmittel zusetzt, oder er kann eine feste homogene Lösung in den Polymerteilchen, die aus der Koazervation hervorgehen, bilden.
Die Untersuchung der Polymer/Lösemittel/Koazervationsmittel-Wechselwirkungen für jede Kombination erlaubt ein Phasendiagramm zu erstellen derart, dass das ideale Polymer/Lösemittel/Koazervationsmittel-Verhältnis, welches für eine wirksame Verkapselung notwendig ist, definiert wird. Indessen ist es schwierig, die Verkapselung eines Wirkstoffs vorherzusagen, denn die Grenzflächeneigenschaften im Verhältnis zu den molekularen Wechselwirkungen zwischen dem Polymer, dem Lösemittel und dem Koazervationsmittel verändern sich mit der Zusammensetzung des Koazervats fortwährend (Thomassin, C., Merkle, H.P., Gander, B.A., Physico-chemical parameters governing protein microencapsulation into biodegradable polyester by coacervation, Int. J. Pharm., 1997, 147, 173–186).
Das Hauptproblem der Koazervationstechnik besteht in der möglichen Agglomeration von Teilchen. Um zu versuchen, dieses zu lösen, haben die Autoren vorgeschlagen, die Temperatur des Systems zu verringern, im wesentlichen beim Härtungsschritt. Die Wände sind dann ausreichend fest, um die Adhäsion zu vermeiden. Lösungen, wie der Einsatz von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) oder die Absenkung der Temperatur, sind auf einen industriellen Maßstab nicht übertragbar. Im Gegenzug kann der Einsatz von Silikonöl das System dank seiner Viskosität stabilisieren (Ruiz, J.M., Tissier, B., Benoit, J.P., Microencapsulation of peptide: a study of the phase separation of poly(D,L-lactic acid-co-glycolic acid)copolymers 50/50 by silicone oil, Int. J. Pharm., 1989, 49, 69–77).
Die Koazervationstechnik bleibt trotz hoher Lösemittelrestgehalte eine Technik der Wahl für die Verkapselung von fragilen Wirkstoffen und insbesondere wasserlöslichen Wirkstoffen in nicht-wässrigem Medium.
Die Wahl der Lösemittel/Koazervationsmittel/Härtungsmittel-Kombinationen wird durch verschiedene Kriterien bestimmt:

– das Lösemittel muss das Polymer solubilisieren; es ist bevorzugt, dass es den Wirkstoff nicht solubilisiert, obgleich das Verfahren mit einem in dem Lösemittel des Polymers löslichen Wirkstoff nach wie vor einsetzbar bleibt.
– das Koazervationsmittel muss mit dem Lösemittel des Polymers mischbar sein. Es darf kein Lösemittel des Polymers sein, denn sonst läuft dies auf einen einfachen Transfer des Polymers aus dem Lösemittel in Richtung des Koazervationsmittels hinaus. Außerdem darf es den Wirkstoff nicht solubilisieren, um Verkapselungsverluste zu begrenzen.
– das Härtungsmittel muss mit dem Lösemittel des Polymers teilweise mischbar sein, um die Extraktion von diesem zu erleichtern. Es darf weder das Polymer noch den Wirkstoff solubilisieren, denn sonst wird die Verkapselungsausbeute stark verringert.

Im Stand der Technik setzt die Koazervationstechnik Dichlormethan oder Chloroform als Lösemittel des Polymers, ein Silikonöl als Koazervationsmittel und Heptan als Härtungsmittel ein.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Mikroverkapselung eines Wirkstoffs durch Koazervation, welches besteht in:

– der schonend vorgenommenen Desolvatation (Abtrennung vom Lösemittel) oder Koazervation eines in einem organischen Lösemittel, das den Wirkstoff enthält, gelösten Polymers, wobei die Koazervation durch Zugabe eines Nicht-Lösemittels induziert wird und durch die Ablagerung des Polymers auf der Oberfläche des Wirkstoffs zum Ausdruck kommt, dann
- der Härtung der Polymerablagerung durch Zugabe eines Härtungsmittels, wobei die Härtung durch die Bildung eines kontinuierlichen Films, welcher den Wirkstoff umhüllt, zum Ausdruck kommt,

– das Lösemittel des Polymers ein organisches, nicht-chloriertes Lösemittel mit einem Siedepunkt zwischen 30°C und 240°C und einer relativen Dielektrizitätskonstante zwischen 4 und 60 ist, welches vorteilhafterweise unter Ethylacetat, N-Methylpyrrolidon, Methylethylketon, Essigsäure, Propylencarbonat und deren Mischungen ausgewählt wird,
– das Nicht-Lösemittel ein Alkohol oder ein Keton, welcher bzw. welches 2 bis 5 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 2 oder 3 Kohlenstoffatome umfasst, insbesondere Ethanol (ε = 24), Propan-2-ol (ε = 18), Propan-1,2-diol (ε zwischen 18 und 24) und Glycerol (ε = 40) oder Methylethylketon (ε = 18) ist,
– das Härtungsmittel unter Wasser, den 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoholen mit der Maßgabe, dass das Härtungsmittel ein von dem Nicht-Lösemittel verschiedener Alkohol ist, und deren Mischungen ausgewählt wird.

Obgleich N-Methylpyrrolidon sich wie Dichlormethan in Klasse 2 befindet, ist seine Grenzkonzentration deutlich höher (4840 ppm gegenüber 600 ppm für Dichlormethan).
Das Nicht-Lösemittel und das Härtungsmittel werden vorteilhafterweise jeweils ausgewählt unter den folgenden Paaren: Propan-1,2-diol und Propan-2-ol, Glycerol und Propan-1,2-diol, Glycerol und Propan-2-ol, Propan-2-ol und Propan-1,2-diol.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsweise ist das Polymer ein biologisch abbaubares Polymer, dessen auf das Gewicht bezogene Molekülmasse (Mw) zwischen 10000 und 90000 g/mol einschließlich, vorzugsweise zwischen 15000 und 50000 g/mol liegt, dessen Polydispersitätsindex (Ip) zwischen 1 und 3,5 einschließlich, vorzugsweise zwischen 1,5 und 2,5 liegt.
Nachfolgend wird eine bestimmte Anzahl von anderen zusätzlichen Merkmalen aufgeführt, um verschiedene bevorzugte Ausführungsweisen der Erfindung zu veranschaulichen.
Gemäß diesen zusätzlichen Merkmalen ist das Polymer ein Milchsäurepolymer (PLA) oder ein Copolymer von Milchsäure und Glycolsäure (PLAGA).
Das Polymer ist ein PLAGA, dessen Mw zwischen 15000 und 20000 g/mol einschließlich liegt, vorzugsweise 17500 beträgt, dessen Ip zwischen 1 und 2 einschließlich liegt, vorzugsweise 1,6 beträgt, und dessen Prozentsatz von Glycolsäure unter 30% liegt, vorzugsweise 25% beträgt.
Die Polymerkonzentration in dem Lösemittel liegt zwischen 1 und 10% (Gew./Vol.) einschließlich, vorzugsweise in der Größenordnung von 4% (Gew./Vol.).
Das Volumenverhältnis Nicht-Lösemittel/Lösemittel liegt zwischen 1/2 und 1/1 einschließlich.
Die Koazervationstemperatur liegt unter der Glasübergangstemperatur des Polymers, vorzugsweise unter oder bei 25°C, vorzugsweise unter 4°C, noch mehr bevorzugt unter oder bei –4°C.
Das Nicht-Lösemittel wird durch aufeinanderfolgende Dosen von 200 μl bis 1 ml zugesetzt.
Die Koazervation erfolgt unter Bewegung, beispielsweise unter magnetischem Rühren mit einer Geschwindigkeit zwischen 200 und 1000 U/min einschließlich.
Das Härtungsmittel enthält außerdem ein grenzflächenaktives Mittel, wobei die Konzentration des grenzflächenaktiven Mittels in dem Härtungsmittel zwischen 0,1 und 10% (Vol./Vol.) einschließlich, insbesondere zwischen 0,5 und 10% (Vol./Vol.) liegt.
Das grenzflächenaktive Mittel ist ein Sorbitanester, beispielsweise Tween^® 80 oder Polyvinylalkohol.
Das Volumenverhältnis Härtungsmittel/Lösemittel liegt zwischen 5/1 und 180/1 einschließlich und vorzugsweise zwischen 15/1 und 120/1.
Die Härtung der Mikrokugeln erfolgt unter Bewegung, beispielsweise unter magnetischem Rühren mit einer Geschwindigkeit zwischen 500 und 1500 U/min einschließlich.
Die Härtungstemperatur liegt unter oder bei 25°C, vorzugsweise unter 4°C, noch mehr bevorzugt unter oder bei 0,5°C.
Das Härtungsmittel wird auf mehrere Male, vorzugsweise auf mindestens vier Mal zugesetzt.
Die Härtung dauert zwischen 2 und 4 h.
Die am Ende der Härtung erhaltenen Mikroteilchen werden mittels eines Millipore^®-Systems, durch Zentrifugation oder mittels eines gefalteten Papiers (Faltenfilter) abfiltriert.
Wenn der Wirkstoff eine Dispersion in der Polymerlösung bildet, haben das Lösemittel und das Nicht-Lösemittel eine ausreichend hohe Viskosität, um den Wirkstoff zu stabilisieren.
Die Korngrößenverteilung des Wirkstoffs liegt zwischen 1 und 50 Mikrometern einschließlich und vorzugsweise zwischen 5 μm und 30 μm.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsweise ist das Lösemittel N-Methylpyrrolidon, ist das Nicht-Lösemittel Ethanol und ist das Härtungsmittel Wasser.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsweise ist das Lösemittel Ethylacetat, ist das Nicht-Lösemittel Propan-2-ol und ist das Härtungsmittel Wasser. Das Polymer ist ein PLAGA 75:25, dessen Mw zwischen 15000 und 20000 einschließlich liegt, vorzugsweise 17500 beträgt, dessen Ip zwischen 1 und 2 einschließlich liegt, vorzugsweise 1,6 beträgt.
Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsweise ist das Lösemittel Essigsäure, ist das Härtungsmittel Wasser und ist das Polymer ein PLAGA 50:50.
Im Rahmen der Erfindung stellt man, wenn der Wirkstoff in dem Lösemittel des Polymers unlöslich ist, entweder eine Suspension oder eine Emulsion her.
Um die Suspension herzustellen, wird der Wirkstoff im Mörser zerkleinert, dann in dem Lösemittel suspendiert. Die Suspension kann unter magnetischem Rühren homogenisiert werden: die Koazervation wird dann ebenfalls unter magnetischem Rühren ausgeführt. Die Suspension kann gleichfalls unter mechanischer Bewegung (Bewegung mittels eines Rührwerks) mit variabler Geschwindigkeit (Propellerrührwerk, Heidolph RGL500, Prolabo, Paris, Frankreich) oder mit Hilfe eines Ultra-Turrax^® T25 (Prolabo, Paris, Frankreich) homogenisiert werden. In diesen beiden letzten Fällen wird die Koazervation dann unter mechanischer Bewegung ausgeführt.
Die Dispergierung des Wirkstoff in der Polymerlösung kann gleichfalls auf klassische Weise unter Bewegung durch Ultraschallwellen ausgeführt werden.
So kann der Wirkstoff unter Ultraschall dispergiert werden, um eine. Dispersion in der Polymerlösung zu bilden, und die Koazervation kann unter sanfter Bewegung, vorzugsweise vom magnetischen oder mechanischen Typ, ausgeführt werden.
Wenn der Wirkstoff wasserlöslich ist, wird der Wirkstoff, um die Emulsion herzustellen, in Wasser gelöst, dann wird eine Wasser/Lösemittel des Polymers-Emulsion unter mechanischer Bewegung hergestellt. Die Koazervation erfolgt dann unter mechanischer Bewegung.
Wenn der Wirkstoff in dem Lösemittel des Polymers löslich ist, wird die Koazervation unter mechanischer Bewegung ausgeführt.
Im Rahmen der Erfindung ist das Polymer ein biologisch abbaubares Polymer, welches bei der Verkapselung von Wirkstoffen häufig eingesetzt wird, vorzugsweise ein PLA oder ein PLAGA, noch mehr bevorzugt ein PLAGA mit einer auf das Gewicht bezogenen Molekülmasse (Mw) zwischen 10000 und 90000 einschließlich, mit einer zahlenmäßigen Molekülmasse (Mn) zwischen 40000 und 40000 einschließlich, wobei der Polydispersitätsindex (Ip) zwischen 1 und 3,5 einschließlich liegt und dessen Anteil an Glycolid zwischen 10 und 60% einschließlich beträgt. Man wird die Polymere mit einer auf das Gewicht bezogenen Molekülmasse über oder gleich 15000 g/mol bevorzugen, denn sie erlauben es, die Herstellungsausbeute zu erhöhen, indem das Volumen der Koazervatphase erhöht wird. Man wird gleichfalls die Polymere bevorzugen, deren Polydispersitätsindex niedrig (Ip ≤ 2,6) ist, denn die Fraktionen mit niedrigem Molekulargewicht bleiben in Lösung und bringen eine Verringerung der Ausbeute mit sich oder provozieren die Agglomeration der Mikroteilchen, indem sie mit deren Oberfläche verkleben.
Das PLAGA ist beispielsweise Resomer^® RG 502 (Boehringer Ingelheim, Mw = 14300 g/mol), Mn = 6900 g/mol, Ip 2,5, 50% Glycolid), Resomer^® RG 756 (Mw 89800 g/mol, Mn = 35200 g/mol, Ip 2,6, 25% Glycolid), Resomer^® RG 858 (Mw = 87000 g/mol, Mn = 22000 g/mol, Ip 3,9, 15% Glycolid), Phusiline, welches von Phusis geliefert wird (Mw = 17500 g/mol, Mn = 10940 g/mol, Ip = 1,6, 25% Glycolid).
Die Polymerkonzentration in dem Lösemittel muss ausreichend sein, um die Viskosität des Mediums zu erhöhen, was es erlaubt, einerseits die dispergierten Koazervattröpfchen zu stabilisieren und deren Aggregation zu begrenzen und andererseits die Bildung von Mikroteilchen von geringer Größe zu verringern.
Die Polymerkonzentration liegt vorzugsweise zwischen 1 und 10% (Gew./Vol.) einschließlich; sie beträgt noch mehr bevorzugt ungefähr 4% (Gew./Vol.).
Die Viskositäten des Lösemittels und des Nicht-Lösemittels müssen ausreichend sein, um die Koazervattröpfchen zu stabilisieren.
Das zuzusetzende Volumen von Nicht-Lösemittel wird derart definiert, dass das System in das Stabilitätsfenster transferiert und ein stabiles Koazervat erhalten wird. Indessen hängt das Volumen von Nicht-Lösemittel gleichfalls von der Konzentration der Wirkstoffkristalle in Suspension in der organischen Polymerlösung ab.
Die Zugabe eines Überschusses von Nicht-Lösemittel erlaubt es, die Härtung der Wand der Mikroteilchen zu beschleunigen, deren Agglomeration zu verhindern und die Extraktion des Lösemittels zu verbessern.
Die Geschwindigkeit der Zugabe des Nicht-Lösemittels ist ausreichend niedrig, um die Bildung einer großen Anzahl von zu kleinen Mikroteilchen, d.h. mit einer Größe zwischen 1 und 2 μm, zu vermeiden. Außerdem ist die granulometrische Verteilung der Mikroteilchen umso gleichförmiger und ist die Oberfläche der Mikroteilchen umso glatter, je langsamer die Phasentrennung erfolgt. Die Zugabe von Nicht-Lösemittel erfolgt vorzugsweise schrittweise durch Dosen von 200 μl bis 1 ml, indem man wenigstens eine Minute zwischen jeder Dosis verstreichen lässt.
Eine Verringerung der Bewegungs- oder Rührgeschwindigkeit während des Koazervationsschritts erhöht die Größe der Koazervattröpfchen, dann der fertigen Mikroteilchen. Unterhalb einer Grenzgeschwindigkeit, welche abhängig von den Systemen variabel ist, wird aber die Kinetik der Abscheidung oder Ablagerung des Koazervats zu langsam und/oder sind die Koazervattröpfchen zu groß und sind nicht ausreichend stabil. Eine mechanische oder magnetische Bewegung zwischen 200 U/min und 1000 U/min einschließlich liefert häufig gute Ergebnisse.
Die Temperatur ist der essentielle Parameter der Koazervation; sie muss unter der Glasübergangstemperatur des Polymers liegen. Je niedriger sie ist, umso viskoser ist das Medium und umso weniger haben die Mikroteilchen eine Neigung, sich zu aggregieren.
Das ideale Härtungsmittel darf weder den Wirkstoff noch das Polymer solubilisieren. Es muss das Lösemittel des Polymers leicht extrahieren. Das eingesetzte Härtungsmittel ist Wasser, welchem gegebenenfalls grenzflächenaktives Mittel oder ein Alkohol hinzugesetzt ist. Das Wasser erlaubt vorteilhafterweise, das Lösemittel des Polymers leicht zu extrahieren. Es weist außerdem den Vorteil auf, preiswert zu sein, keine Wiederaufarbeitung oder Nachbehandlung der Abwässer zu erfordern. Indessen ist Wasser kein ide ales Härtungsmittel im Falle von wasserlöslichen Wirkstoffen, denn ein jeglicher länger andauernder Kontakt ist für eine Diffusion des Wirkstoffs, welche durch einen geringen Verkapselungsgrad zum Ausdruck kommt, verantwortlich.
Wenn der verkapselte Wirkstoff hydrophil ist, wird dieser während der Härtung durch das Wasser, das in die Mikroteilchen eindringt, schnell gelöst und kann aufgrund von Bewegung in entgegengesetzter Richtung aus den Teilchen heraus diffundieren. Indem man bei niedriger Temperatur arbeitet, verringert man die Diffusionsphänomene und folglich die Verluste an Wirkstoff in Richtung der wässrigen Phase und man verbessert die Verkapselungsausbeute.
Andere Möglichkeiten können in Betracht gezogen werden, um die Diffusion des Wirkstoffs zu verringern; wie die Sättigung der äußeren Phase durch einen Elektrolyten oder den Wirkstoff selbst, wenn dieser preiswert ist, und die Kombination von Wasser mit einem anderen Lösemittel, das eine starke Affinität für das Lösemittel des Polymers aufweist, um dieses aus den Mikrokugeln zu extrahieren. So verringert man das eingesetzte Wasservolumen und den Kontakt mit dem Wasser wird gemildert.
Das grenzflächenaktive Mittel oder der Alkohol erlauben es, die Aggregation der Mikroteilchen untereinander zu begrenzen, um eine homogene Dispersion zu bilden. Sie wurden abhängig von ihrer Unschädlichkeit ausgewählt. Die grenzflächenaktiven Mittel werden unter jenen ausgewählt, die häufig in den Formulierungen, welche für den injizierbaren Weg bestimmt sind, eingesetzt werden, wie die Polyoxyethylensorbitanester, wie Tween^® 80 (Polysorbat 80) und Tween^® 20 (Polysorbat 20) (hydrophile Tenside).
Montanox^® 80 (Polyoxyethylensorbitanmonooleat) ist ein hydrophiles Emulgiermittel, welches in die Zusammensetzung einer Emulsion vom Typ Öl/Wasser Eingang finden kann.
Montan^® 80 (Sorbitanoleat) ist dessen Äquivalent im Spektrum der lipophilen grenzflächenaktiven Substanzen oder Tenside. Solutol^® HS 15 (Polyethylenglycol-hydroxystearat 660) ist ein nicht-ionisches grenzflächenaktives Mittel oder Tensid mit hydrophilem Charakter, welches in den injizierbaren Lösungen eingesetzt wird.
Synperonic^® PE/F 68 (Poloxamer 188) ist ein Blockcopolymer von Polyoxyethylen und Polyoxypropylen.
Schließlich wurde Polyvinylalkohol in zwei unterschiedlichen Qualitäten eingesetzt: Mowiol^® 4/88 und Rhodoviol^® 4/125.
Das Volumen des Härtungsmittels geht aus einem Kompromiss hervor. Es muss ausreichend sein, um das Lösemittel schnell aus den Mikrokugeln zu entfernen, es muss aber die Diffusion des Wirkstoffs aus den Mikrokugeln heraus begrenzen. Das Volumen wird nach den Löslichkeitskriterien des Lösemittels in der äußeren Phase definiert derart, dass die Endkonzentration des Lösemittels in dem Härtungsmittel unter der Sättigungskon zentration der äußeren Phase mit Lösemittel liegt. Indem das Lösemittel schnell entfernt wird, wird die Diffusion des Wirkstoffs durch die Bildung einer Polymerbarriere verhindert. Außerdem werden die Mikrokugeln gehärtet, was die Aggregation vermeidet.
Die Erhöhung des Volumens des Härtungsmittels, welche auf progressive Weise durch Zugaben in regelmäßigen Zeitabständen erfolgt, erlaubt es, das Lösemittel besser aus den Mikroteilchen zu extrahieren.
Das Verhältnis des Volumen des Härtungsmittels zu dem Volumen des Lösemittels liegt zwischen 5/1 und 180/1 einschließlich und vorzugsweise zwischen 15/1 und 120/1.
Die Kombinationen, die Essigsäure oder N-Methylpyrrolidon als Lösemittel des Polymers einsetzen, erfordern wenig Härtungsmittel, um feste Mikrokugeln zu erhalten, so dass das Verhältnis des Volumens des Härtungsmittels zu dem Volumen des Lösemittels in diesem Falle vorteilhafterweise in der Größenordnung von 5/1 liegt.
Die Trocknungsmethode der Mikroteilchen ist von der Steifheit der Mikrokugeln, der Größe und den zu behandelnden Volumina abhängig.
Die Neigung der Mikroteilchen, miteinander nach der Trocknung zu aggregieren, hängt von deren Hydratisierungsgrad und von den restlichen Lösemittelmengen ab.
Wenn eine Trocknung an der freien Luft unzureichend ist, erlauben das Evakuieren und/oder die Erhöhung der Temperatur, diese abzuschließen, mit der Maßgabe, dass die Mikroteilchen gegen das Vakuum resistent sind. Es ist indessen erforderlich, sicherzustellen, dass die Geschwindigkeit und die Temperatur der Trocknung nicht zu hoch sind, um die Agglomeration der Mikroteilchen zu vermeiden.
In dem Falle der Kombinationen, welche Ethylacetat als Lösemittel des Polymers einsetzen, stellt sich das Problem der Wahl der Methode zur Abtrennung der Mikrokugeln. Tatsächlich sind die Mikrokugeln nach einstündiger Bewegung in dem Härtungsmittel noch mit Lösemittel vollgesogen. Eine Filtration mittels eines Millipore^®-Systems durch einen Filter mit einer Porosität von 0,5 μm hindurch liefert einen festen Kuchen, der schwierig redispergierbar ist. Außerdem wird der Filter sehr schnell durch die noch verformbaren Mikrokugeln verstopft. Die Trennung durch Zentrifugation an einem Aliquot der Lösung hat nicht das erhoffte Ergebnis geliefert. Auch hier aggregieren die Mikrokugeln wieder und bilden einen nicht redispergierbaren Rückstand, auch bei einer wenig hohen Zentrifugationsgeschwindigkeit. Eine andere Filtrationstechnik, welche einen Filter aus gefaltetem Papier einsetzt, erweist sich als eine Lösung. Dieses Verfahren weist den Vorteil einer bedeutenden Filtrationsoberfläche auf und erfolgt bei Atmosphärendruck. Indessen haben die kleinsten Mikrokugeln die Neigung, gleichfalls in den Poren adsorbiert zu werden und den Filter in dem gleichen Maße zu verstopfen. Es ist gleichfalls schwierig, die Gesamtheit der Mikrokugeln zurückzugewinnen. Was die Trock nung angeht, wird diese durch einen Druckluftstrom sichergestellt, dann lässt man die Mikrokugeln an der Umgebungsluft stehen.
Gemäß einer Ausführungsweise der Erfindung ist das Lösemittel des Polymers Ethylacetat, ist das Nicht-Lösemittel Propan-2-ol und ist das Härtungsmittel eine Wasser/Tensid-Mischung, gegebenenfalls eine Wasser/Tensid/Alkohol-Mischung.
Bei dieser Ausführungsweise ist das Polymer vorzugsweise ein PLAGA 75:25. Die Polymerkonzentration liegt zwischen 1 und 5% (Gew./Vol.) einschließlich, beträgt vorzugsweise ungefähr 4% (Gew./Vol.). Die Koazervation wird bei Umgebungstemperatur, vorzugsweise bei einer Temperatur unter 4°C, noch mehr bevorzugt unter gleich –4°C unter mechanischer Bewegung, vorzugsweise mit 300 U/min ausgeführt.
Die Konzentration von grenzflächenaktivem Mittel oder Tensid liegt zwischen 1 und 10% (Vol./Vol.) einschließlich. Das grenzflächenaktive Mittel oder Tensid ist Tween^® 80. Wenn ein Alkohol mit Wasser kombiniert wird, legt man die Konzentration von grenzflächenaktivem Mittel/Tensid auf zwischen ungefähr 1 und 10% und die Konzentration von Alkohol zwischen ungefähr 2,5 und 5% fest. Der Alkohol ist vorteilhafterweise Propan-2-ol oder Propan-1,2-diol. Die wässrige Lösung des Härtungsmittel wird auf wenigstens vier Mal zugesetzt. Die Härtung dauert wenigstens 2 h 30 min und höchstens 4 h, sie erfolgt bei Umgebungstemperatur, vorzugsweise bei einer Temperatur unter 4°C, noch mehr bevorzugt bei 0,5°C, unter mechanischem Rühren (500 U/min).
Das Volumenverhältnis Nicht-Lösemittel/Lösemittel beträgt 1/2.
Das Volumenverhältnis Härtungsmittel/Lösemittel beträgt 120/1.
Je niedriger die Härtungstemperatur ist, umso stärker wird die Härtungsdauer verringert. So reicht eine Dauer von 4 h aus, wenn die Temperatur unter 4°C liegt. Die Dauer wird auf 2 h 30 min gesenkt, wenn die Temperatur 0,5°C beträgt.
Gemäß einer anderen Ausführungsweise ist das Lösemittel N-Methylpyrrolidon, ist das Nicht-Lösemittel Ethanol und ist das Härtungsmittel eine Wasser/Tensid-Mischung. Die Polymerkonzentration liegt zwischen 4 und 10% (Gew./Vol.). Die Koazervation und die Härtung werden bei Umgebungstemperatur unter magnetischem Rühren ausgeführt. Die Tensid-Konzentration liegt zwischen 0,5 und 10% (Vol./Vol.). Die Härtungsdauer liegt zwischen 2 und 4 h. Das Volumenverhältnis Härtungsmittel/Lösemittel beträgt gleich 40/1. Das Polymer ist vorzugsweise Resomer RG^® 502 oder Resomer RG^® 756.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht, ohne den Umfang zu beschränken.
Beispiel 1: Auswertung der Polymer/Lösemittel/Koazervationsmittel/Härtungsmittel-Kombinationen
In dieser Untersuchung wurden die Poly(α-hydroxysäuren) ausgewertet. Es wurden drei Copolymere von Milchsäure und Glycolsäure, bei denen die Anteile von L-, D-Lactiden und Glycoliden variabel sind, eingesetzt. Es handelt sich um die folgenden Polymere, die von Boehringer Ingelheim geliefert werden:

– Resomer^® RG 502 (Mw = 14300 g/mol, Mn = 6900 g/mol), welches 25% L-Lactid, 25% D-Lactid und 50% Glycolid umfasst,
– Resomer^® RG 756 (Mw = 89800 g/mol, Mn = 35200 g/mol), welches 37,5 L-Lactid, 37,5% D-Lactid und 25% Glycolid umfasst,
– Resomer^® RG 858 (Mw = 87000 g/mol, Mn = 22000 g/mol), welches 42,5% L-Lactid, 42,5% D-Lactid und 15% Glycolid umfasst.

In Hinblick auf die jeweiligen Lösemittel der Polymere wurden die am wenigsten toxischen Lösemittel ausgewählt. Sie gehören zu den Lösemitteln der Klasse 2 oder 3, welche durch die Klassifizierung der ICH-Leitlinien definiert werden.
Dann wurde die Mischbarkeit der Paare von Lösemittel/Nicht-Lösemittel der drei untersuchten Polymere bestimmt. Die Nicht-Lösemittel der Polymere wurden auf die gleiche Weise aufgrund ihrer geringen Toxizität ausgewählt.
Das Screenen der Lösemittel/Nicht-Lösemittel/Härtungsmittel-Kombinationen erfolgt in Szintillationsfläschchen an geringen Volumen von organischen Lösungen von Polymeren in einer Konzentration von 1 oder 4 (ausschließlich für N-Methylpyrrolidon und PLAGA 50:50) % (Gew./Vol.), 5 ml einer organischen Lösung des Polymers werden in ein Szintillationsfläschchen gefüllt. Man setzt dann das Koazervationsmittel zu, bis eine Trübung, welche dem Rühren widersteht, was für die Bildung von Koazervat charakteristisch ist, erhalten wird. Das Koazervat wird bei diesem Schritt mittels Lichtmikroskopie beobachtet. Dann wird 1 ml von dieser Mischung in 10 ml einer wässrigen Lösung von grenzflächenaktivem Mittel oder Tensid gegossen. Man beobachtet durch Lichtmikroskopie das Vorhandensein von Mikrokugeln oder nicht.
a) Koazervationsversuche mit PLAGA 50:50 (Resomer^® RG 502)
Die Lösemittel, in denen PLAGA 50:50 löslich ist, sind Ethylacetat, Aceton, Acetonitril, Essigsäure, Dimethylacetamid, Dimethylformamid, Ethyllactat, N-Methylpyrrolidon und Propylencarbonat. PLAGA 50:50 ist in Toluol, Propan-2-ol, Glycerol, Dioctyladipat, Propan-1,2-diol, Xylol, Diethylcarbonat und Methylethylketon unlöslich.
Die Kombinationen, bei denen man die Bildung eines Koazervats und von Mikrokugeln beobachtet, sind die folgenden:

– Ethylacetat/Propan-2-ol/Wasser + Tween^® 80,
– Essigsäure/Propan-1,2-diol oder Propan-2-ol/Wasser + Tween^® 80,
– N-Methylpyrrolidon/Ethanol/Wasser + Tween^® 80 oder Propan-2-ol,
– N-Methylpyrrolidon/Methylethylketon oder Propan-2-ol/Wasser + Tween^® 80,
– Propylencarbonat/Propan-2-ol/Wasser, gegebenenfalls mit Tween^® 80, Ethanol oder NaCl.

Die Essigsäure kann als Lösemittel des Polymers eingesetzt werden und zu der Bildung von Koazervat und von gut vereinzelten Mikrokugeln führen unter der Bedingung, dass Wasser als Härtungsmittel eingesetzt wird. Tatsächlich bilden sich Tröpfchen von Koazervat in der Kombination Essigsäure/Propan-2-ol, aber in Gegenwart von Methylethylketon oder Propan-1,2-diol als Härtungsmittel bewahren die Koazervat-Tröpfchen ihre Kugelform nicht und es bilden sich Ansammlungen von Polymeren.
Die Kombination Ethylacetat/Propan-2-ol/Wasser + Tween^® 80 liefert gute Ergebnisse wie auch die Kombination N-Methylpyrrolidon/Ethanol/Wasser + Tween^® 80. Diese Untersuchung wurde durch die Untersuchung von Härtungsmitteln vervollständigt. Propan-1,2-diol und Propan-2-ol erweisen sich als gute Kandidaten. Indessen kann man bei Propan-1,2-diol ein geringeres Extraktionsvermögen des Lösemittels als in Gegenwart von Propan-2-ol feststellen.
Propylencarbonat ist ein interessantes Lösemittel aufgrund seiner geringen Toxizität, aber auch aufgrund seiner partiellen Löslichkeit in Wasser. Die Kombination Propylencarbonat/Propan-2-ol erlaubt es, auf Wasser zu verzichten dank der Möglichkeit, die äußere Phase durch ein Lösemittel zu ersetzen, oder wenigstens die Diffusion des Wirkstoffs zu begrenzen durch Zugabe eines Elektrolyten in die äußere Phase oder durch Mischen von Wasser und einem Lösemittel.
b) Koazervationsversuche mit PLAGA 75:25 (Resomer^® RG 756) Die Lösemittel, in denen PLAGA 75:25 löslich ist, sind Ethylacetat, Aceton, Acetonitril, Essigsäure, Dimethylacetamid, Dimethylformamid, Diethylether, Methylethylketon und N-Methylpyrrolidon.
PLAGA 75:25 ist in Toluol, Propan-2-ol, Glycerol, Propan-1,2-diol, Propylencarbonat, Dioctylaclipat und Triethylcitrat unlöslich.
Die beiden Lösemittel, die die besten Ergebnisse liefern, sind Essigsäure und Ethylacetat. Die Untersuchungen haben sich folglich auf die Auswertung der Kombinationen Essigsäure/Glycerol und Essigsäure/Propan-1,2-diol wie auch die Paare Ethylacetat/Propan-2-ol und Ethylacetat/Propan-1,2-dial konzentriert.
Die Kombinationen, bei denen man die Bildung von vereinzelten Mikrokugeln beobachtet, sind:

– Ethylacetat/Propan-1,2-diol/Wasser + Tween^® 80 oder Propan-2-ol,
– Essigsäure/Glycerol oder Propan-1,2-diol/Wasser + Tween^® 80.

c) Koazervationsversuche mit PLAGA 85:15 (Resomer^® RG 858)
Die Lösemittel, in denen PLAGA 85:15 löslich ist, sind Ethylacetat, Aceton, Acetonitril, Essigsäure, Dimethylformamid, Ethanolamin, Ethylendiamin, Methylethylketon, N-Methylpyrrolidon, Toluol und Triethylcitrat. PLAGA 85:15 ist in Propan-2-ol, Glycerol, Propan-1,2-diol, Dioctyladipat und Xylol unlöslich.
Die Kombinationen, bei denen man die Bildung von Koazervat und von Mikrokugeln beobachtet, sind:

– Ethylacetat/Propan-2-ol oder Propan-1,2-diol/Wasser + Tween^® 80,
– Ethylacetat/Propan-2-ol/Propan-1,2-diol,
– Ethylacetat/Propan-1,2-diol/Propan-2-ol,
– Essigsäure/Glycerol (Wasser + Tween^® 80) oder Propan-1,2-diol oder Propan-2-ol,
– Essigsäure oder Methylethylketon/Propan-1,2-diol/Wasser + Tween^® 80,
– Essigsäure/Propan-2-ol/Propan-1,2-diol,
– N-Methylpyrrolidon oder Methylethylketon/Propan-2-ol/Wasser + Tween^® 80,
– Methylethylketon/Propan-1,2-diol/Propan-2-ol.

Beispiel 2: Herstellung von nicht mit Wirkstoff beladenen Mikrokugeln, indem man die Koazervationsparameter variieren lässt
Zunächst werden die Verfahrensbedingungen für die Herstellung von Mikrokugeln ohne Wirkstoff ermittelt, um Teilchen mit der gewünschten Größe herzustellen. Es wurde der Einfluss von verschiedenen Faktoren, wie das zugesetzte Volumen von Koazervationsmit tel, das Volumen des Härtungsmittels, die Art und die Geschwindigkeit der Bewegung und die Methode zum Sammeln der Mikrokugeln, untersucht.
Das Polymer wird in 50 ml organischem Lösemittel gelöst (Becherglas Nr. 1), um eine 1%-ige (Gew./Vol.) Lösung zu erhalten. Die Polymerkonzentration wird auf 4% (Gew./Vol.) eingestellt, wenn das Lösemittel N-Methylpyrrolidon ist. Unter Bewegung setzt man das Koazervationsmittel bis zur Gewinnung eines stabilen und sichtbaren Koazervats zu. Dann wird die Mischung unter Bewegung in eine Lösung von Härtungsmittel, der ein grenzflächenaktives Mittel zugesetzt ist (Becherglas Nr. 2), gegossen. Die Mikrokugeln werden dann durch Filtration gewonnen. Die untersuchten Kombinationen sind jene, die in Beispiel 1 ausgewählt worden sind.
a) mit PLAGA 50:50 (Resomer^® RG 502).
Die verschiedenen Protokolle, welche jeder der herangezogenen Kombinationen entsprechen, werden in der Tabelle 1 rekapituliert.
b) Anwendung auf PLAGA 75:25 (Resomer^® RG 756)
Unter den in Tabelle 2 beschriebenen Bedingungen werden Mikrokugeln mit Ethylacetat als Lösemittel erhalten. Es gibt drei Möglichkeiten der Bewegung für die Kombination Ethylacetat/Propan-1,2-diol/Wasser + Montanox^® 80 oder Tween^® 80: die Bewegung durch Ultraschall, die mechanische Bewegung mittels Schaufeln oder Rührblättern und das magnetische Rühren. Es gibt keine bemerkenswerten Unterschiede bei der Morphologie oder der Größe der Mikrokugeln, die die Wahl von einer dieser Methoden rechtfertigen könnte.
Beispiel 3: Herstellung von mit 5-Fluoruracil (5-FU) als Wirkstoff beladenen Makrokugeln
Die Versuche werden mit den Kombinationen des Beispiels 1 a) und b), die zu der Beobachtung eines Koazervats geführt haben, ausgeführt.
a) Einfluss des Wirkstoffs auf die Koazervation
Der Wirkstoff in niedriger Konzentration (5 Gew.-%) bildet mit der Polymerlösung eine homogene Dispersion. Die Stabilität der Dispersion hängt von den Lösemitteln ab: beispielsweise führt N-Methylpyrrolidon, welches ein viskoses Lösemittel ist, zu einer besseren Stabilität der Dispersion und die Verluste an antimitotisch wirksamem Arzneimittel durch Dekantation oder Adsorption an den Wänden der Bechergläser werden verringert.
Der Einsatz von Propan-1,2-diol als Koazervationsmittel stabilisiert das System noch mehr, indem die Viskosität des Mediums erhöht wird.
b) Herstellungsausbeute
Sie variiert von 15 bis 100% je nach den Kombinationen. Die Kombinationen unter Einsatz von Ethylacetat als Lösemittel des Polymers liefern die besten Ausbeuten, nahe bei 100.
c) Verkapselungsgrad und -ausbeute
Wenn man die theoretischen Beladungen mit Wirkstoff erhöht, ist die Verkapselungsausbeute sehr gering.
Eine Ultraschall-Behandlung erlaubt, die Wirkstoffteilchen zu vereinzeln. Wenn man mit niedrigen Konzentrationen arbeitet, ist die Dispersion homogen und man erreicht Verkapselungsausbeuten von 70%.
Beispiel 4: Untersuchung der Kombination N-Methylpyrrolidon/Ethanol/Wasser + grenzflächenaktives Mittel
Unter den untersuchten, in N-Methylpyrrolidon löslichen Polymeren wird erinnert an:

– Resomer^® RG 502 (Boehringer Ingelheim), welches ein D,L-PLAGA 50:50 ist,
– Resomer^® RG 756 (Boehringer Ingelheim) und Phusiline (Saint-Ismier), die D,L-PLAGA 75:25 sind.

Die anfängliche Formulierung der Mikroteilchen setzt eine organische Lösung von Polymer mit einer Konzentration von 4 oder 10% (Gew./Vol.) für ein Lösemittelvolumen von 5 ml ein. Die Koazervation wird unter magnetischem Rühren ausgeführt. Das Nicht-Lösemittel des Polymers wird mit Hilfe einer Mikropipette, ml für ml, zugesetzt. Ab dem Auftreten einer Trübung der Lösung wird eine Probe entnommen und mittels Lichtmikroskopie beobachtet. Eine Minute nach dem Auftreten der Trübung wird das Koazervationsmedium tropfenweise in 200 ml Härtungsmittel (Wasser + Tween^® 80 oder PVA) gegossen. Die Härtung der Mikroteilchen erfolgt unter mechanischer Bewegung. Während der Härtung wird eine neuerliche Beobachtung der Mikroteilchen mittels eines Lichtmikroskops vorgenommen. Dann werden die Mikroteilchen unter Vakuum oder bei Atmosphärendruck durch Filterpapier im Falle einer Unmöglichkeit einer Filtration unter Vakuum (praktisch sofortiges Verstopfen des Filters oder zu lange Filtrationsdauer) filtriert. Schließlich werden die Mikroteilchen unmittelbar nach der Filtration und nach der Lyophilisation beobachtet.
Die mit der Kombination NMP/Ethanol/Wasser + grenzflächenaktives Mittel erhaltenen Mikroteilchen sind, anhand von Lichtmikroskopie, kugelförmig, glatt und regelmäßig, unabhängig vom Stadium der Formulierung und unabhängig von der Art des Polymers.
Für alle hergestellten Chargen wurde die Filtration nach der Härtung mittels eines Papierfilters und bei Atmosphärendruck ausgeführt. Die Große der Mikroteilchen liegt zwischen 30 und 50 μm einschließlich. Es wurden auch zahlreiche Mikroteilchen von ungefähr 5 μm Durchmesser beobachtet.
• Einfluss der Art des Polymers und von dessen Konzentration.
Die erhaltenen Mikroteilchen weisen anhand von Lichtmikroskopie allesamt das gleiche Erscheinungsbild auf.
Die besten Ausbeuten werden mit Resomer^® RG 502 und Resomer^® RG 756 unter den folgenden Bedingungen (Tabelle 3) erhalten.
• Einfluss der Natur des Härtungsmittels und der Härtungsdauer.
Die Art des Härtungsmittels (Wasser, Wasser + Tween^® 80 oder Wasser + PVA) für das gleiche Polymer, PLAGA 50:50 (RG 502) und bei Umgebungstemperatur, beeinflusst weder die Filtration noch die Herstellungsausbeute der Mikroteilchen, die zwischen 17,5 und 23,8% einschließlich bleibt.
Für das gleiche Polymer, PLAGA 50:50 (RG 502), erlaubt die Härtungsdauer, die Herstellungsausbeute um ungefähr 10% bei Umgebungstemperatur zu erhöhen.
• Einfluss der Temperatur
a) Während der Härtung
Eine Härtung bei einer Temperatur unter 4°C hat es erlaubt, die Herstellungsausbeute der Mikroteilchen zu verdoppeln, für PLAGA 50:50 (RG 502): 35,9 gegenüber 17,5.
b) Während der Koazervation
Die vollständig bei einer Temperatur unter 4°C ausgeführten Manipulationen führen zu einer Herstellungsausbeute von maximal 10,5%.
Die Kombination N-Methylpyrrolidon/Ethanol/Wasser + grenzflächenaktives Mittel führt zu der Bildung von Mikroteilchen, die anhand von Lichtmikroskopie ein zufriedenstellendes Erscheinungsbild aufweisen.
Beispiel 5: Mit Progesteron oder Budesonid beladene Mikrokugeln
Progesteron und Budesonid sind hydrophobe Wirkstoffe, die in Ethylacetat löslich sind.
Man setzt die Kombination Ethylacetat/Propan-2-ol/Wasser + Tween^® 80 und D,L-PLAGA 75:25 (Phusis, Saint-Ismier) als Polymer ein.
Die Herstellungsausbeuten liegen allesamt über 90%.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 4 zusammengestellt.
Die Verkapselungsgrade und -ausbeuten der Wirkstoffe sind in der folgenden Tabelle angegeben und werden berechnet, wie folgt:

– T theo. = [Wirkstoffgewicht/(Polymergewicht + Wirkstoffgewicht)] × 100,
– T exp. = [Wirkstoffgewicht/Gewicht der trockenen Mikroteilchen] × 100.

Sie erlauben, die Verkapselungsausbeute R zu berechnen:

- R = [T exp./T theo.] × 100.

Die Kombination Ethylacetat/Propan-2-ol/Wasser + grenzflächenaktives Mittel führt zu der Bildung von Mikroteilchen, die anhand von Lichtmikroskopie ein zufriedenstellendes Erscheinungsbild aufweisen. Im Gegenzug sind die mit diesem Paar von Lösemittel/Nicht-Lösemittel erhaltenen Mikroteilchen fragiler und werden an der freien Luft, dementsprechend bei Raumtemperatur und bei Atmosphärendruck getrocknet, damit sie nicht auf irreversible Weise agglomeriert werden. Die Herstellungsausbeuten liegen nahe bei 100. Die Aggregation ist das Hauptproblem, auf welches man bei dieser Kombination von Lösemittel/Nicht-Lösemittel stößt. Diese kann verringert werden, indem man mit verschiedenen Parametern der Formulierung spielt. Die Temperatur, bei welcher die Koazervation ausgeführt wird, ist ein besonders essentieller Faktor: abgesenkt auf –4°C erlaubt sie, das Polymer steif und hart werden zu lassen und die Mikroteilchen steifer zu machen, die sich so individualisieren oder vereinzeln und nicht miteinander verkleben.

Claims

Verfahren zur Mikroverkapselung eines Wirkstoffs durch Koazervation, welches besteht in: – der schonend vorgenommenen Desolvatation (Abtrennung vom Lösemittel) oder Koazervation eines in einem organischen Lösemittel, das den Wirkstoff enthält, gelösten Polymers, wobei die Koazervation durch Zugabe eines Nicht-Lösemittels induziert wird und durch die Ablagerung des Polymers auf der Oberfläche des Wirkstoffs zum Ausdruck kommt, dann – der Härtung der Polymerablagerung durch Zugabe eines Härtungsmittels, wobei die Härtung durch die Bildung eines kontinuierlichen Films, welcher den Wirkstoff umhüllt, zum Ausdruck kommt, dadurch gekennzeichnet, dass – das Lösemittel des Polymers ein organisches, nicht-chloriertes Lösemittel mit einem Siedepunkt zwischen 30°C und 240°C einschließlich und einer relativen Dielektrizitätskonstante zwischen 4 und 60 einschließlich ist, welches vorteilhafterweise unter Ethylacetat, N-Methylpyrrolidon, Methylethylketon, Essigsäure, Propylencarbonat und deren Mischungen ausgewählt wird, – das Nicht-Lösemittel ein Alkohol oder ein Keton, welcher bzw. welches 2 bis 5 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 2 oder 3 Kohlenstoffatome umfasst, insbesondere Ethanol (ε = 24), Propan-2-ol (ε = 18), Propan-1,2-diol (ε zwischen 18 und 24) und Glycerol (ε = 40) oder Methylethylketon (ε = 18) ist, – das Härtungsmittel unter Wasser, den 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoholen mit der Maßgabe, dass das Härtungsmittel ein von dem Nicht-Lösemittel verschiedener Alkohol ist, und deren Mischungen ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nicht-Lösemittel und das Härtungsmittel jeweils unter den folgenden Paaren ausgewählt werden: Propan-1,2-diol und Propan-2-ol, Glycerol und Propan-1,2-diol, Glycerol und Propan-2-ol, Propan-2-ol und Propan-1,2-diol.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein biologisch abbaubares Polymer ist, dessen auf das Gewicht bezogene Molekülmasse (Mw) zwischen 10000 und 90000 g/mol einschließlich, vorzugsweise zwischen 15000 und 50000 g/mol liegt, dessen Polydispersitätsindex (Ip) zwischen 1 und 3,5 einschließlich, vorzugsweise zwischen 1,5 und 2,5 liegt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Milchsäurepolymer (PLA) oder ein Polymer von Milchsäure und Glycolsäure (PLAGA) ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein PLAGA ist, dessen Mw zwischen 15000 und 25000 einschließlich liegt, vorzugsweise 17500 beträgt, dessen Ip zwischen 1 und 2 einschließlich liegt, vorzugsweise 1,6 beträgt, und dessen Prozentsatz von Glycolsäure unter 30% liegt, vorzugsweise 25% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerkonzentration in dem Lösemittel zwischen 1 und 10% (Gew./Vol.) einschließlich, vorzugsweise in der Größenordnung von 4% (Gew./Vol.) liegt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenverhältnis Nicht-Lösemittel/Lösemittel zwischen 1/2 und 1/1 einschließlich liegt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koazervationstemperatur unter der Glasübergangstemperatur des Polymers, vorzugsweise unter oder unter oder gleich 25°C, vorzugsweise unter 4°C liegt, noch mehr bevorzugt –4°C beträgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungsmittel außerdem ein grenzflächenaktives Mittel enthält, wobei die Konzentration des grenzflächenaktiven Mittels in dem Härtungsmittel zwischen 0,1 und 10% (Vol./Vol.) einschließlich liegt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Mittel ein Sorbitanester, beispielsweise Polysorbat 80, oder Polyvinylalkohol ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenverhältnis Härtungsmittel/Lösemittel zwischen 5/1 und 180/1 einschließlich und vorzugsweise zwischen 15/1 und 120/1 liegt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung der Mikrokugeln unter Rühren mit einer Geschwindigkeit zwischen 500 und 1500 U/min einschließlich erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtungstemperatur unter oder gleich 25°C, vorzugsweise unter 4°C, noch mehr bevorzugt unter oder gleich 0,5°C beträgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Wirkstoff eine Dispersion in der Polymerlösung bildet, das Lösemittel und das Nicht-Lösemittel eine ausreichend hohe Viskosität haben, um den Wirkstoff zu stabilisieren.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff unter Ultraschall dispergiert wird, um eine Dispersion in der Polymerlösung zu bilden, und die Koazervation unter sanfter Bewegung, vorzugsweise vom magnetischen oder mechanischen Typ, ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrößenverteilung des Wirkstoffs zwischen 1 und 50 Mikrometern einschließlich und vorzugsweise zwischen 5 μm und 30 μm liegt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel N-Methylpyrrolidon ist, das Nicht-Lösemittel Ethanol ist und das Härtungsmittel Wasser ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel Ethylacetat ist.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel Ethylacetat ist, das Nicht-Lösemittel Propan-2-ol ist und das Härtungsmittel Wasser ist.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein solches PLAGA 75:25 ist, dass dessen Mw zwischen 15000 und 20000 einschließlich liegt, vorzugsweise 17500 beträgt, dessen Ip zwischen 1 und 2 einschließlich liegt, vorzugsweise 1,6 beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel Essigsäure ist, das Härtungsmittel Wasser ist und das Polymer ein PLAGA 50:50 ist.