DE69928447T2

DE69928447T2 - Trennmittel freisetzender polymerischer monolith

Info

Publication number: DE69928447T2
Application number: DE69928447T
Authority: DE
Inventors: M. Ihab HEKAL
Original assignee: CSP Technologies Inc
Current assignee: CSP Technologies Inc
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2019-09-18
Also published as: US6316520B1; BR9913884A; CN1195791C; JP2012036410A; JP2015120931A; CN1324379A; WO2000017260A1; JP2006274272A; JP2002526581A; EP1159340A4; CA2344188A1; CN1290904C; EP1159340B1; DE69928447D1; ATE310048T1; AU6253999A; CN1576301A; JP6139584B2; ES2255302T3; CA2344188C

Description

Bereich der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein monolithische Zusammensetzungen, die ein, wasserunlösliches Polymer, einen hydrophilen Wirkstoff und ein Freisetzungsmaterial umfassen. Bei einer Ausführungsform betrifft die Erfindung modifizierte Polymere, die mit einem oder mehreren Freisetzungsmaterialien vermengt sind, um ein mit Freisetzungsmaterial versetztes Polymer zu bilden. Die Erfindung betrifft weiterhin ein versetztes Polymer, das Mittel umfasst, durch welche das in inneren Bereichen der Polymerstruktur angeordnete Freisetzungsmaterial Bedingungen ausgesetzt ist, wie sie außerhalb des Polymerkörpers herrschen. Bei einer Ausführungsform ist das angereicherte Polymer der vorliegenden Erfindung nützlich bei der Herstellung von Behältern und Verpackungen für Gegenstände, die eine kontrollierte Umgebung benötigen.
Hintergrund der Erfindung
Es gibt viele Gegenstände, die vorzugsweise in einer Umgebung gelagert, versandt und/oder verwendet werden, die kontrolliert und/oder reguliert sein muss: Beispielsweise wurde im Feuchtigkeitskontrollbereich erkannt, dass Behälter und/oder Verpackungen wünschenswert sind, welche die Fähigkeit besitzen, in ihnen eingeschlossene, überschüssige Feuchtigkeit zu absorbieren. Ein Anwendungsfall, in dem Feuchtigkeit absorbierende Behälter wünschenswert sind, ist der Versand und die Lagerung von Medikamenten, deren Wirksamkeit durch Feuchtigkeit beeinträchtigt wird. Die anfängliche Einbringung von Medikamenten in einen dicht verschlossenen, feuchtigkeitsfreien Behälter ist üblicherweise beherrschbar. Darüber hinaus wird der Behälter für das Medikament so ausgewählt, dass er eine geringe Durchlässigkeit für Feuchtigkeit besitzt. Daher wird das Medikament normalerweise so lange gegen Feuchtigkeit geschützt sein, bis es den Endverbraucher erreicht. Sobald der Kunde das Medikament erhalten hat, muss der Behälter jedoch wiederholte Male geöffnet und verschlossen werden, um Zugang zum Medikament zu erhalten. Jedes Mal, wenn der Behälter geöffnet und sein dichter Verschluss aufgehoben wird, ist es sehr wahrscheinlich, dass Feuchtigkeitshaltige Luft in den Behälter eindringt und in ihm beim Verschließen dicht eingeschlossen wird. Wenn diese Feuchtigkeit nicht auf andere Weise aus der Atmosphäre oder dem frei bleibenden Raum im Behälter entfernt wird, kann sie in schädlicher Weise im Medikament absorbiert werden. Aus diesem Grund ist es eine allgemein bekannte Praxis, in dem Behälter zusammen mit dem Medikament eine Trocknungseinheit mit einzuschließen.
Andere Gegenstände, wie z.B. elektronische Bauelemente benötigen verminderte Feuchtigkeitsbedingungen für ein optimales Arbeiten. Diese Bauelemente können in Ge häusen dicht eingeschlossen sein, doch muss überschüssige Feuchtigkeit, die zunächst mit eingeschlossen wird, entfernt werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass die Gehäuse nicht vollständig feuchtigkeitsdicht sind, so dass Feuchtigkeit in die Gehäuse einsickern kann. Diese Feuchtigkeit muss ebenfalls von den arbeitenden Bauelementen ferngehalten werden. Aus diesen Gründen ist es wichtig, ein Trocknungsmittel in dem Gehäuse mit einzuschließen, um die überschüssige Feuchtigkeit zu absorbieren und zurückzuhalten. Wegen der Empfindlichkeit vieler der Bauelemente, die gegen Feuchtigkeit geschützt werden müssen, ist es wichtig, dass das verwendete Trocknungsmittel keine „staubige" Beschaffenheit besitzt, die zu einer Verschmutzung führen und das Arbeiten der Bauelemente beeinträchtigen kann. Daher hat man es als vorteilhaft erkannt, ein Trocknungsmittel im Innenraum solcher Gehäuse zu exponieren und dabei gleichzeitig die arbeitenden Bauelemente gegen einen tatsächlichen Kontakt mit dem Trocknungsmaterial, einschließlich Trocknungsmittel Staub, der von ihm abgegeben werden kann, abzuschirmen.
In anderen Fällen kann Feuchtigkeit von Gegenständen freigesetzt werden, die in Behältern angeordnet oder in einer Verpackungsumhüllung dicht eingeschlossen wurden, um versandt und/oder gelagert zu werden. Wichtigste Beispiele für solche Gegenstände sind Lebensmittel, die während des Transportes und der Lagerung Feuchtigkeit abgeben. Im Fall von Behältern, die dicht verschlossen und im Wesentlichen gegen Feuchtigkeit undurchlässig sind, bleibt die freigesetzte Feuchtigkeit im Behälter. Wenn sie nicht entfernt wird, kann diese freigesetzte Feuchtigkeit negative Effekte auf den Gegenstand selbst ausüben; der die Feuchtigkeit freigesetzt hat. Es wurde gefunden, dass eine beträchtliche Feuchtigkeitsmenge aus gewissen Lebensmitteln innerhalb der ersten 48 Stunden nach der Herstellung und Verpackung freigesetzt wird. Diese freigesetzte Feuchtigkeit bleibt so lange, bis sie entfernt wird. Wenn die Feuchtigkeit nicht kurz nach ihrer Freisetzung entfernt wird, kann sie bewirken, dass sich das Lebensmittel so verschlechtert, dass es nicht mehr verkaufbar ist. In diesen Fällen können Trocknungsmittel zusammen mit den enthaltenen Gegenständen eingeschlossen werden, um kontinuierlich die freigesetzte Feuchtigkeit zu absorbieren, bis das Produkt ausgepackt wird. Auf diese Weise wird eine relativ trockene Umgebung um den gespeicherten Gegenstand herum aufrechterhalten.
Die US-Patentschrift 3,375,208 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mikroporösen thermoplastischen Harzmaterials.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft sowohl eine Struktur als auch ein Verfahren, bei der bzw. bei dem Verbindungskanäle durch die Zusammensetzung hindurch ausgebildet sind bzw. werden. Diese Verbindungskanäle verbinden das zugesetzte Freisetzungsmaterial mit den entsprechenden Bereichen der Außenseite der Zusammensetzung in einer Weise, die es ermöglicht, dass die gewünschte Eigenschaft von der Außenseite der Kunststoffstruktur zu innenliegenden Stellen wandert, an denen sich das Freisetzungsmaterial befindet. Darüber hinaus sind diese Verbindungskanäle, durch welche die ge wünschte Eigenschaft wandern kann, durch hydrophile Wirkstoffe (d.h. Kanalbildungswirkstoffe) besetzt, welche die Übertragungsrate in die Zusammensetzung hinein steuern. Die hydrophilen Wirkstoffe werden verwendet, um als Brücken von der Oberfläche der Zusammensetzung nach innen hin zum Freisetzungsmaterial zu wirken, das in der Zusammensetzung angeordnet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine monolithische Zusammensetzung geschaffen, wie sie im beigefügten Anspruch 1 niedergelegt ist, sowie ein Verfahren, wie es durch den beigefügten Anspruch 15 definiert wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Pfropfens, Einsatzes oder einer Tablette, der bzw. die aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und zeigt in einem übersteigertem Maßstab die Öffnungen der Verbindungskanäle an der äußeren Oberfläche des Pfropfens,
2 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines verfestigten Pfropfens, der aus einem wasserunlöslichen Polymer gebildet ist, mit dem ein hydrophiler Wirkstoff und ein Freisetzungsmaterial vermengt sind,
3 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils eines Behälters, bei dem die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu einem Pfropfenartigen Einsatz ausgebildet ist, der im Boden eines Behälters angeordnet ist, der aus einem Polymer hergestellt ist, das als Übertragungsraten-Barriere wirkt,
4 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils eines Behälters, wobei die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu einem Pfropfen geformt ist, der in den Boden eines Behälters mit eingegossen bzw. eingeformt worden ist, der aus einem Polymer besteht, das als Übertragungsraten-Barriere wirkt,
5 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils eines Behälters, wobei die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu einem Auskleidungseinsatz geformt ist, der im Innenraum eines Behälters angeordnet ist, der aus einem Polymer hergestellt ist, das als Übertragungsraten-Barriere wirkt,
6 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Teils eines Behälters, wobei die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu einer Auskleidung geformt ist, die im Inneren eines Behälters gemeinsam mit diesem geformt bzw. gegossen worden ist, wobei der Behälter aus einem Polymer besteht, das als Übertragungsraten-Barriere wirkt,
7 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildeten Folie, die neben einer Barrierenschicht angeordnet ist, welche aus einem Polymer besteht, das als Übertragungsraten-Barriere wirkt,
8 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung gebildeten Folie, die auf der Innenseite einer Barrierenschicht gemeinsam mit dieser geformt bzw. gegossen worden ist, so dass die Produkte integral miteinander geformt bzw. gegossen sind und ein vereinheitlichtes Laminat bilden,
9 eine graphische Darstellung einer Quell- und Gewichtsverlust-Analyse von drei Filmproben, nämlich Film 2, Film 3 und Film 4,
10 eine graphische Darstellung einer DSC-Kurve einer Probe von 100% Polyglycol,
11 eine graphische Darstellung einer DSC-Kurve einer Probe des Films 4,
12 eine graphische Darstellung einer DSC-Kurve einer Probe des Films 5,
13 eine graphische Darstellung einer DSC-Kurve einer Probe des Films 6,
14 eine graphische Darstellung einer DSC-Kurve einer Probe des Films 7,
15 eine graphische Darstellung einer DSC-Kurve einer Probe des Films 2 in einem Prä-Inkubationszustand,
16 eine graphische Darstellung einer DSC-Kurve einer Probe des Films 2 in einem Post-Inkubationszustand,
17 eine graphische Darstellung einer DSC-Kurve einer Probe des Films 3 in einem Prä-Inkubationszustand,
18 eine graphische Darstellung einer DSC-Kurve einer Probe des Films 3 in einem Post-Inkubationszustand,
19a–c Rasterelektronen-Mikrofotografien einer Filmprobe von Film 4,
20a–c Rasterelektronen-Mikrofotografien einer Filmprobe von Film 5,
21a–c Rasterelektronen-Mikrofotografien einer Filmprobe von Film 6,
22a–c Rasterelektronen-Mikrofotografien einer Filmprobe von Film 3,
23a, b graphische Darstellungen, die in % die Feuchtigkeitszunahme pro Gewichtseinheit des Molekularsiebs bei 10% relativer Luftfeuchtigkeit und 22°C bzw. bei 20% relativer Luftfeuchtigkeit und 22°C zeigt.
Zusätzlich zu den Vorteilen und Verbesserungen, die erläutert wurden, ergeben sich weitere Ziele und Vorteile der Erfindung aus der folgenden Beschreibung, die auf die beigefügte Zeichnung Bezug nimmt. Die Figuren bilden einen Teil der Beschreibung und umfassen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und erläutern verschiedene Ziele und Merkmale hiervon.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In der erforderlichen Weise werden detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im folgenden beschrieben; es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Ausführungsformen lediglich Beispiele der Erfindung darstellen, die in verschiedenen Formen realisiert werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, einige Merkmale können übertrieben groß dargestellt sein, um Einzelheiten spezieller Bestandteile zu zeigen. Daher sollen spezielle strukturelle und funktionale Einzelheiten, die hier beschrieben werden, nicht in einschränkendem Sinn, sondern lediglich als Basis für die Ansprüche und als repräsentative Basis dafür verstanden werden, einem Fachmann zu zeigen, wie er auf verschiedenste Weisen die vorliegende Erfindung realisieren kann.
Es wurde gefunden, dass bestimmte Verbindungen, die hier als hydrophile Wirkstoffe (bzw. kanalbildende Wirkstoffe) bezeichnet werden, mit einem wasserunlöslichen Polymer kombiniert werden können, das bei der Herstellung von geformten Gegenständen verwendet wird. In der Praxis umfasst bei einer Ausführungsform die wasserunlösliche Polymerbasis, in die der hydrophile Wirkstoff eingemischt werden kann, beispielsweise irgendein Polyethylen oder Polypropylen.
Bei einer Ausführungsform werden ein Freisetzungsmaterial und ein hydrophiler Wirkstoff zu dem wasserunlöslichen Polymer hinzugefügt, wenn sich das Polymer in einem geschmolzenen Zustand befindet, oder bevor das Polymer in den geschmolzenen Zustand übergeht, so dass das Material und der hydrophile Wirkstoff vermengt und sorgfältig mit dem Polymer durchmischt werden können, um sicherzustellen, dass die Mischung gleichförmig gemischt ist, bevor die Schmelzphase erreicht wird. Beispielsweise ist eine solche Vorgehensweise nützlich, wenn es sich sowohl bei dem Freisetzungsmaterial als auch dem hydrophilen Wirkstoff als auch dem Polymer jeweils um ein Pulver handelt.
Bei einer anderen Ausführungsform werden der hydrophile Wirkstoff und das Polymer miteinander vermischt, bevor das Freisetzungsmaterial hinzugefügt wird. Der hydrophile Wirkstoff wird zugegeben entweder, bevor sich das Polymer im geschmolzenen Zustand befindet oder nachdem das Polymer den geschmolzenen Zustand angenommen hat. Beispielsweise kann das Freisetzungsmaterial zum Polymer während des thermalen Vorgangs der Herstellung von lagenförmigen Schichten bzw. Folien hinzugefügt werden.
Nach der sorgfältigen Mischung und Verarbeitung, auf welcher ein Abkühlvorgang folgt, bildet der hydrophile Wirkstoff Verbindungskanäle, die als Übertragungs- und Verbindungsdurchgänge durch das Polymer hindurch wirken. Darüber hinaus ist die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung monolithisch und das wasserunlösliche Polymer, der hydrophile Wirkstoff und das Freisetzungsmaterial bilden ein Drei-Phasen-System. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „Phase" einen Teil eines physikalischen Systems, das durchgehend gleichförmig ist, definierte Grenzen besitzt und im Prinzip physisch von anderen Phasen getrennt ist. Der Ausdruck „Verbindungskanäle" bezeichnet Kanäle, die durch das wasserunlösliche Polymer hindurch gehen und die miteinander verbunden sein können. Der Ausdruck „wasserunlösliches Polymer" bezeichnet ein Polymer, das bei 25°C und Atmosphärendruck eine Löslichkeit in Wasser von weniger als ungefähr 0,1% besitzt. Der Ausdruck „hydrophiler Wirkstoff" bezeichnet ein Material, das nicht vernetzt ist und das eine Löslichkeit in Wasser bei 25°C und Atmosphärendruck von wenigstens 1% besitzt. Geeignete hydrophile Wirkstoffe umfassen „kanalbildende Wirkstoffe". Der Ausdruck „monolithische Zusammensetzung" bezeichnet eine Zusammensetzung, die nicht aus zwei oder mehr diskreten makroskopischen Schichten besteht. Darüber hinaus ist für Zwecke der vorliegenden Beschreibung der Ausdruck „Schmelzpunkt" als der Übergangspunkt erster Ordnung des Materials definiert, der durch DSC bestimmt wird. Der Ausdruck „gegenseitig nicht löslich" bedeutet, „miteinander nicht mischbar".
Bei einer Ausführungsform umfassen geeignete hydrophile Wirkstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung Polyglycole, wie z.B. Poly(ethylenglycol) und Poly(propylenglycol) und Mischungen hiervon. Andere geeignete Materialien umfassen EVOH, Glycerin, Pentaerithritol, PVOH, Polyvinylpyrollidin, Vinylpyrollidon oder Poly(N-Methylpyrollidon) und Verbindungen, die auf Sacchariden basieren, wie z.B. Glucose, Fructose und ihre Alkohole, Mannitol, Dextrin und hydrolysierte Stärke, die für die Zwecke der vorliegenden Erfindung geeignet sind, da es sich bei ihnen um hydrophile Verbindungen handelt.
Bei einer anderen Ausführungsform können hydrophile Wirkstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung auch irgendein hydrophiles Material umfassen, wobei während der Verarbeitung das hydrophile Material beim Schmelzmischen über seinen Schmelzpunkt erhitzt wird und sich danach beim Abkühlen vom Polymer trennt, um die Verbindungskanalstruktur der vorliegenden Erfindung und ein Drei-Phasen-System eines wasserunlöslichen Polymers, eines hydrophilen Wirkstoffs und eines Freisetzungsmaterials zu bilden.
Die vorliegende Erfindung kann mit einer Vielzahl von Freisetzungsmaterialien verwendet werden. Solche Materialien können jede geeignete Form aufweisen, die eine Substanz an die umgebende Atmosphäre abgibt, einschließlich fester Teilchen, eines Gels; einer Flüssigkeit und in manchen Fällen eines Gases. Die Substanzen können eine Vielzahl von Funktionen ausüben, wie z.B. als Geruchsstoff, Geschmacksstoff oder Parfumquelle; auch können sie einen biologisch aktiven Wirkstoff liefern, wie z.B. ein Pestizid, Insektenabwehrmittel, antimikrobische Stoffe, Lockstoffe, aromatische Medikamente usw.; auch können sie Befeuchtungs- oder Trocknungssubstanzen liefern, oder in die Luft abzugebende aktive Chemikalien, wie z.B. Rosthämmer, oder Reifungswirkstoffe und geruchserzeugende Wirkstoffe usw.
Die erfindungsgemäßen Biozide können, ohne hierauf beschränkt zu sein, Pestizide, Herbizide, Nematozide, Fungizide, Rodentizide und/oder Mischungen hiervon umfassen. Zusätzlich zu den Bioziden kann die Umhüllung der vorliegenden Erfindung auch Nährstoffe, Pflanzenwachstumsregulatoren, Pheromone, Entlaubungsmittel und/oder Mischungen hiervon abgeben.
Der Einschluss einer quaternären Ammoniumverbindung wirkt nicht nur als oberflächenaktiver Wirkstoff, sondern verleiht der Oberfläche des hergestellten Produktes aseptische Eigenschaften oder erzeugt Bedingungen zur Verminderung der Anzahl von Mikroorganismen, von denen einige pathogen sein können. Zahlreiche andere antimikrobiale Wirkstoffe, wie z.B. Benzalkoniumchlorid und entsprechende Arten von Verbindungen wie Hexachlorophen können ebenfalls verwendet werden.
Andere Freisetzungsmaterialien umfassen Duftstoffe einschließlich natürlicher essentieller Öle und synthetischer Parfums und Mischungen hiervon. Typische Parfummaterialien, die einen Teil der aktiven Ingredienzien oder möglicherweise diese insgesamt bilden können, umfassen natürliche essentielle Öle, wie z.B. Zitronenöl, Mandarinenöl, Nelkenblattöl, Bitterorangenöl, Zedernholzöl, Patschouliöl, Lavendelöl, Neroliöl, Ylangöl, Rosenessenz oder Jasminessenz; natürliche Harze wie z.B. Labdanumharz oder Ölbaumharz; einzelne Parfumchemikalien, die aus natürlichen Quellen isoliert oder synthetisch hergestellt werden können, wie z.B. Alkohole wie Geraniol, Nerol, Citronellol, Linalol, Tetrahydrogeraniol, Betaphenylethylalkohol, Methylphenylcarbinol, Dimethylbenzylcarbinol, Menthol oder Cedrol; Azetate oder andere Ester, die von solchen Alkohol-Aldehyden abgeleitet sind, wie z.B. Citral, Citronellal, Hydroxycitronellal, Lorbeeraldehyd, Undecyleninaldehyd, Zimtaldehyd, Amylzimtaldehyd, Vanillin oder Heliotropin; Acetale, die von solchen Aldehyden abgeleitet sind; Ketone, wie z.B. Methylhexylketon, Ionone und Methylionene; phenolische Verbindungen wie z.B. Eugenol und Isoeugenol; synthetische Moschusverbindungen wie z.B. Moschusxylen, Moschusketon und Ethylenbrassylat.
Bei einer Ausführungsform, die Freisetzungsmaterial betrifft, das eine relativ kleine Teilchengröße aufweist, sollten viele kleine Verbindungskanäle durch das Polymer hindurch erzeugt werden, im Gegensatz zu einigen wenigen großen Verbindungskanälen, die weniger Oberflächenbereich innerhalb des Polymers exponieren. Bei einer Ausführungsform können dimere Wirkstoffe, wie z.B. Polypropylenmaleinanhydrid oder irgendwelche Weichmacher gewünschtenfalls der Mischung hinzugefügt werden, die die Viskositäten vermindern und die Mischungskompatibilität des Polymers und des hydrophilen Wirkstoffs erhöhen.
Bei noch einer anderen Ausführungsform werden Freisetzungsmaterialien ausgewählt, die eine Polarität besitzen, die eine Affinität zwischen dem Freisetzungswirkstoff und dem hydrophilen Wirkstoff bewirkt. Aus diesem Grund wird angenommen, dass während des Separationsvorganges, wenn die Verbindungskanäle durch das Polymer hindurch ausgebildet werden, das Freisetzungsmaterial zu den Domänen des hydrophilen Wirkstoffs hin wandert, von dem es angezogen wird. Es besteht die Theorie, dass auf diese Weise der hydrophile Wirkstoff als Brücke zwischen der außerhalb der Polymerstruktur befindlichen Feuchtigkeit und dem Freisetzungsmaferial wirken kann, das sich innerhalb des Polymers befindet. Dies ist insbesondere bei einem Freisetzungsmaterial der Fall, das innerhalb der mit hydrophilem Wirkstoff gefüllten Durchgänge gebunden ist. Bei einer weiteren Ausführungsform können polare Weichmacher wie z.B. Glycerin zusätzlich zur Mischung hinzugegeben werden, welche die Dispersion oder das Einmischen des Freisetzungsmaterials in den hydrophilen Wirkstoff verbessern.
Es wird angenommen, dass, je höher die Konzentration des Freisetzungsmaterials in der Mischung ist, die Absorptionskapazität der endgültigen Zusammensetzung umso größer ist. Die höhere Konzentration an Freisetzungsmaterial könnte jedoch den Körper brüchiger und es schwieriger machen, die Mischung entweder thermisch zu formen, zu extrudieren oder spritzzugießen. Bei einer Ausführungsform kann der Zugabepegel des Freisetzungsmaterials in den Bereichen von 10% bis 20%, 20% bis 40% und 40% bis 60% (jeweils Gew-%) bezüglich des Polymers liegen.
Bei einer Ausführungsform kann das wasserunlösliche Polymer der vorliegenden Erfindung irgendein thermoplastisches Material sein. Beispiele von geeigneten thermoplastischen Materialien umfassen Polyolefine wie z.B. Polypropylen und Polyethylen, Polyisophren, Polybutadien, Polybuten, Polysiloyan, Polycarbonate, Polyamide, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Ethylen-Methylacrylat-Copolymer, Poly-(Vinylchlorid), Polystyren, Polyester, Polyanhydride, Polyacrylonitril, Polysulfone, Polyacrylester, Acryl-, Polyurethan- und Polyacetal-Copolymere oder Mischungen hiervon.
Bei einer weiteren Ausführungsform werden die Bestandteile zunächst trocken in einem Mischer, wie z.B. einem Henschel gemischt und dann einem Mischer zugeführt. Ein Leistritz-Doppelschrauben-Extruder, z.B., ein Werner Pfleider-Mischer können verwendet werden, um eine Mischung zu erzielen, die in einem Bereich von ungefähr 140°C bis ungefähr 170°C schmilzt. Die Schmelze kann dann entweder extrudiert werden, um beispielsweise einen Film oder eine Folie zu bilden, oder sie kann in Pellets geformt werden, wobei eine Trockenluftkühlung in einem Vibrationsförderer verwendet wird. Die geformten Pellets, die Kanäle enthalten, können dann beispielsweise entweder durch Injektionsspritzguss zu Kügelchen oder Sieben geformt oder gemeinsam mit Polypropylen injiziert werden, so dass sie die Innenschicht eines Behälters bilden.
Da die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung typischerweise brüchiger sein kann als das Polymer ohne das Freisetzungsmaterial, kann bei einer weiteren Ausführungsform die Verpackung so geformt bzw. gegossen werden, dass ein Innenteil der Verpackung aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung besteht, während die äußeren Teile aus dem reinen Polymer oder der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung mit einer geringeren Zusatzmenge an Freisetzungsmaterial gebildet sind. Beispielsweise ist eine Verpackung, die einen Innenteil besitzt, der aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung besteht, und einen Außenteil, der aus reinem Polymer besteht, typischerweise nicht nur haltbarer und weniger brüchig, sondern wirkt auch als Barriere, die einer Übertragung von Feuchtigkeit aus dem Außenbereich in das Innere der Verpackung widersteht. Auf diese Weise wird die Kapazität des Freisetzungsmaterials dadurch potenziert, dass es ausschließlich zum Innenraum der Verpackung hin exponiert wird, für den gewünscht wird, dass das Material freigesetzt wird.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hat zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten. Eine Anwendungsmöglichkeit ist die Herstellung von starren Behältern, die geeignet sind, relativ kleine Volumina von Produkten, wie z.B. von Nahrungsmitteln und Medikamenten, zu umschließen. In vielen Fällen müssen diese Arten von Produkten in kontrollierten Umgebungen transportiert und gelagert werden (beispielsweise bei verringerter Feuchtigkeit und/oder vermindertem Sauerstoffgehalt). In anderen Ausführungsformen kann die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu einem Einsatz geformt werden, der in das Innere eines Behälters mit eingeschlossen wird. Ein Beispiel einer Einsatzform ist ein Pfropfen mit irgendeiner geeigneten Form. Während der Pfropfen seinem Zweck dadurch dient, dass er lediglich innerhalb des Behälters angeordnet wird, kann er auch an einer inneren Stelle so befestigt werden, dass er sich im Innenraum nicht herum bewegt. Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein scheibenförmig ausgebildeter Pfropfen so bemessen und dimensioniert werden kann, dass er im Presssitz in den Boden eines aus einem Polymer hergestellten Behälters passt.
Bei einer anderen Ausführungsform kann eine Auskleidung aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, die eine äußere Oberfläche besitzt, die im Wesentlichen zu einer inneren Oberfläche des Behälterkörpers passt. Wie die Scheibe, kann die Auskleidung so dimensioniert sein, dass sie im Presssitz innerhalb des Polymerkörpers in Position gebracht werden kann, wo sie ausreichend eng anliegend gehalten wird, um ihr unbeabsichtigtes Außer-Eingriff-Treten mit dem Behälter zu verhindern. Alternativ kann man bei einer weiteren Ausführungsform entweder den Pfropfen oder die Auskleidung zunächst herstellen und aushärten lassen und dann nachfolgend den Behälterkörper um den Pfropfen bzw. die Auskleidung herum erzeugen, so dass die stärkere Schrumpfung des Polymerkörpers, der kein Freisetzungsmaterial enthält, den Behälterkörper um den Pfropfen oder die Auskleidung herum durch Schrumpfpassung eng aufbringt, so dass sie nicht auf einfache Weise voneinander getrennt werden können. Bei einer weiteren Ausführungsform kann der Einsatz, der die Form entweder eines Pfropfens oder einer Auskleidung besitzt, im wesentlichen gleichzeitig gemeinsam mit den Polymerbehälterkörper geformt bzw. gegossen werden, so dass sie integral miteinanden verbunden sind. Im Fall eines gemeinsamen Gieß- bzw. Formprozesses sollten die Viskositäten des mit dem Trocknungsmittel versetzten Einsatzes und des Polymerbehälterkörpers typischerweise einander ungefähr gleich sein, um die richtige und gewünschte Positionierung der beiden Phasen des flüssigen oder geschmolzenen Materials zu erleichtern, die miteinander gegossen werden sollen.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um eine Lage bzw. Folie zu bilden, die mit einer anderen Lage bzw. Folie verbunden wird. Bei wenigstens einer Ausführungsform sind die Lagen in wirksamer Weise miteinander laminiert, so dass eine Außenschicht gebildet wird, die der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung benachbart und im Wesentlichen luft- und feuchtigkeitsundurchlässig ist. Die laminierte Folie kann dann verwendet werden, um einen Gegenstand einzuwickeln, der in einer kontrollierten Umgebung gelagert werden soll. Eine Methode, mit welcher der Verbindungsvorgang durchgeführt werden kann, ist ein thermisches Extrusionsverfahren.
Bei jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stammen die Vorteile und Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik entsprechenden Verfahren und Strukturen von der Erkenntnis der Fähigkeit, Verbindungskanäle durch die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hindurch zu erzeugen, so dass ein starrer Körper aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann, während gleichzeitig das Freisetzungsmaterial der Umgebung ausgesetzt wird. Darüber hinaus erhöht die Verwendung eines hydrophilen Wirkstoffs, der auch als Übertragungsraten-Brücke zwischen der Außenseite des Polymerkörpers und dem im Inneren angeordneten Freisetzungsmaterial wirkt, in starkem Maße die Fähigkeit der Strukturen, schnell die gewünschte Eigenschaft zu entfernen, die sich außerhalb der versetzten Struktur befindet, während gleichzeitig ein größerer Teil der Kapazitäten des Materials genutzt wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Bei einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Mischen eines wasserunlöslichen Polymers und eines hydrophilen Wirkstoffs. Entweder vor dem Zumischen des hydrophilen Wirkstoffs oder nach dem Zumischen des hydrophilen Wirkstoffs wird das Freisetzungsmaterial in das Polymer eingemischt, so dass das Additiv gleichförmig in dem Polymer verteilt ist und der hydrophile Wirkstoff im Polymer verteilt ist. Danach ergibt sich nach der Verfestigung der Zusammensetzung das Ergebnis, dass der hydrophile Wirkstoff Verbindungskanäle in der Zusammensetzung bildet, durch welche die gewünschte Eigenschaft durch das Polymer zum Freisetzungsmaterial innerhalb der Zusammensetzung übergeführt wird. Bei einer anderen Ausführungsform werden der hydrophile Wirkstoff und das Freisetzungsmaterial in trockener Pulverform sorgfältig miteinander vermischt und dann wird die Polymermischung geschmolzen und durch Gießen in eine gewünschte Form gebracht. Die Verbindungskanäle werden in der Zusammensetzung ausgebildet, durch welche die gewünschte Eigenschaft durch das Polymer zum Freisetzungsmaterial innerhalb der Zusammensetzung hin übertragen wird.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die monolithische Zusammensetzung, die ein wasserunlösliches Polymer, einen hydrophilen Wirkstoff und ein Freisetzungsmaterial umfasst, dadurch hergestellt werden, dass zunächst ein Zwei-Phasen-System erzeugt wird, welches das wasserunlösliche Polymer und den hydrophilen Wirkstoff umfasst, und dass dann das Zwei-Phasen-System in eine Lösung eingetaucht wird, welche das Freisetzungsmaterial enthält. Im Ergebnis hiervon wird das Freisetzungsmaterial von der Zusammensetzung aufgenommen und es ergibt sich eine monolithische Zusammensetzung, die aus wenigstens drei Phasen besteht, welche das wasserunlösliche Polymer, den hydrophilen Wirkstoff und das Freisetzungsmaterial umfassen. Es sei darauf hingewiesen, dass für die Zwecke der vorliegenden Erfindung das Eintauchen auch ein Vollsaugen, Beschichten, oder andere Verfahren umfasst, die zu einer Aufnahme des Freisetzungsmaterials durch die Zusammensetzung führen.
Ein spezielles Beispiel umfasst (1) das Mischen des wasserunlöslichen Polymers und des hydrophilen Wirkstoffs zur Erzeugung einer gleichförmigen Mischung, (2) das Erhitzen der Mischung aus Schritt (1) auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des hydrophilen Wirkstoffs, (3) das Abkühlen der Mischung aus Schritt (2) zur Bildung des gewünschten geformten Gegenstandes, (4) das Eintauchen des geformten Gegenstandes aus Schritt (3) in eine Lösung, die das Freisetzungsmaterial enthält, (5) das Trocknen unter geeigneten Bedingungen, die die Materialien nicht nachteilig beeinflussen, und (6) das Ausbilden eines geformten Gegenstandes, der eine monolithische Zusammensetzung umfasst, welche aus dem wasserunlöslichen Polymer, dem hydrophilen Wirkstoff und dem Freisetzungsmaterial besteht.
Diese alternative Ausführungsform ist gut für Materialien geeignet, die hitzeempfindlich sind und somit nicht den Temperaturen widerstehen können, die erforderlich sind, um den hydrophilen Wirkstoff während der Verarbeitung zu schmelzen. Ein Beispiel für solche hohen Temperaturen sind die Temperaturen, die während des Extrusionsschrittes auftreten. Folglich kann das Freisetzungsmaterial stromab von der Extrusionsvorrichtung hinzugefügt werden, so dass es keinen höheren Temperaturen ausgesetzt ist, welche das Material nachteilig beeinflussen könnten. Ein weiteres Beispiel für diese alternative Ausführungsform betrifft die Herstellung der Lösung für das Freisetzungsmaterial. Bei einer Ausführungsform wird eine wässrige Lösung des Freisetzungsmaterials erzeugt.
Bei einer Ausführungsform wird die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet, um einen Pfropfen zu erzeugen, der innerhalb einer Verpackung angeordnet wird, die aus einer Barrierensubstanz hergestellt ist. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet, um eine Auskleidung zu bilden, die in einem Behälter eingeschlossen wird, der aus einer Barrierensubstanz hergestellt ist. Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet, um eine Absorptions-Schicht bzw. -Folie zu bilden: Die Absorptions-Schicht bzw. -Folie kann wahlweise mit einer Barrierenschicht kombiniert werden, die aus einer Barrierensubstanz besteht, um als Verpackungs-Einwickelmaterial Verwendung zu finden. Bei einer anderen Ausführungsform wird die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet, um einen absorbierenden Einsatz für einen Behälter zu formen.
In 1 der beigefügten Zeichnung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Einsatz dargestellt, der aus der Zusammensetzung 20 der vorliegenden Erfindung besteht. Für die Zwecke dieser Beschreibung der vorliegenden Erfindung werden die Ausdrücke „beigemengt" und „enthalten in" miteinander austauschbar verwendet, wenn auf den Einschluss eines Trocknungsmittels 30 in einer Polymermatrix 25 Bezug genommen wird. Der Einsatz hat die Form eines Pfropfens 55, der in einem Behälterkörper 60 (5) angeordnet werden kann, wodurch ein Behälter 61 (5) gebildet wird. In 2 ist eine Querschnittsansicht des Pfropfens 55 wiedergegeben, der aus einer Polymermischung hergestellt worden ist, welche das wasserunlösliche Polymer 25 umfasst, das gleichförmig mit dem Freisetzungsmaterial 30 und dem hydrophilen Wirkstoff 35 vermischt worden ist. Bei der Darstellung aus 2 ist die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung verfestigt, so dass sich die Verbindungskanäle 45 durch die Zusammensetzung hindurch ausgebildet haben, um durch den festen Pfropfen 55 hindurch Durchgänge zu bilden. Wie man beiden 1 und 2 entnehmen kann, enden die Durchgänge in Kanalöffnungen 48 an der äußeren Oberfläche des Pfropfens 55.
3 zeigt die Ausführungsform eines Pfropfens 55, der hinsichtlich des Aufbaus und der Ausbildung dem Pfropfen 55 aus 2 ähnlich ist, wobei aber die Verbindungskanäle außerordentlich fein sind. Dies kann sich aus der Verwendung von Polyglycolen als hydrophiler Wirkstoff oder die Verwendung eines dimeren Wirkstoffs (d.h. eines Weichmachers) zusammen mit einem hydrophilen Wirkstoff ergeben. Der dimere Wirkstoff 50 kann die Kompatibilität zwischen dem Polymer 25 und dem hydrophilen Wirkstoff 35 erhöhen. Die erhöhte Kompatibilität wird durch eine abgesenkte Viskosität der Mischung erleichtert, die eine bessere Durchmischung der beiden Verbindungen 25, 35 fördern sollte, die sich einer Kombination zu einer gleichförmigen Lösung widersetzen. Bei der Verfestigung der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, zu der ein dimerer Wirkstoff hinzugefügt worden ist, haben die Verbindungskanäle, die durch die Verbindung hindurch ausgebildet werden, eine größere Dispersion und eine kleinere Porosität, wodurch eine größere Dichte der Verbindungskanäle durch den Pfropfen 55 hindurch erzeugt wird. Bei einer Ausführungsform tritt eben dieser Effekt ohne weiteres dann auf, wenn ein Polyglycol als hydrophiler Wirkstoff verwendet wird, was auf der allgemeinen Komparabilität der Polyglycole mit den hydrophoben thermoplastischen Kunststoffen wie z.B. den Polyolefinen beruht. Die Verbindungskanäle werden erzeugt, um Durchgänge für eine kontrollierte Übertragung der gewünschten Eigenschaft von der Außenseite des verfestigten Pfropfens 55 in Innenbereiche zu erzielen, in denen das beigemengte Freisetzungsmaterial 30 gebunden ist.
Es wird angenommen, dass diese Verbindungskanäle wegen der hydrophoben Merkmale des Polymers 25 erforderlich sind, die der Permeabilität durch dieses Material hindurch widerstehen, so dass dieses als Barriere wirkt. Aus diesem Grund wird das Polymer 25 selbst als Barrierensubstanz bezeichnet, der das Freisetzungsmaterial 30 beigemengt sein kann. Um das Freisetzungsmaterial 30, das im Inneren des Polymers 25 enthalten ist, zu exponieren, sind jedoch die Verbindungskanäle 45 vorgesehen. Es wird angenommen, dass ohne diese Verbindungskanäle 45 nur sehr kleine Mengen des Freisetzungsmaterials aus dem beigemengten Freisetzungsmaterial 30 freigesetzt würden. Es wird weiterhin angenommen, dass diese kleinen Mengen von der begrenzten Anzahl der Freisetzungsmaterial-Partikel 30 stammen, die an der äußeren Oberfläche des geformten Körpers exponiert sind, sowie den äußerst kleinen Mengen des Freisetzungswirkstoffs, die in der Lage sind, durch das im wesentlichen undurchlässige Polymer 25 hindurch zu gehen. Wegen dieser Merkmale wird das wasserunlösliche Polymer 25 als Barriere bezeichnet, obwohl es unter Umständen nicht vollständig undurchlässig ist.
4 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eines Pfropfens 55, der in einen Behälterkörper 60 eingesetzt worden ist, wodurch ein Freisetzungs-Behälter 61 gebildet wurde. Der Behälterkörper 60 hat eine Innenoberfläche 65 und besteht im Wesentlichen aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung. Auf diese Weise wird die zu übertragende Eigenschaft daran gehindert, durch eine Wand des Behälters 60 hindurch übertragen zu werden, wenn der Behälter 60 geschlossen ist. Wie man der 3 entnehmen kann, ist der Pfropfen 55 im Presssitz in eine Bodenstelle des Behälters 60 eingepasst. Es ist auch möglich, dass der Pfropfen 55 lediglich in dem Behälter 60 eingelegt ist, so dass er in diesem lose aufgenommen ist, doch ist er vorzugsweise mit dem Körper des Behälters 60 in einer Weise verbunden, welche den Pfropfen 55 am Behälter 60 befestigt. Die Verbindung zwischen dem Pfropfen 55 und dem Behälterkörper 60 soll eine Verschiebung und Relativbewegung des Pfropfens 55 im Behälter verhindern. Diese Verbindung kann durch einen engen Presssitz zwischen dem Pfropfen 55 und der inneren Oberfläche 65 des Körpers 60 bewerkstelligt werden, oder er kann auf mechanische Weise wie z.B. durch einen Klebstoff, Vorsprünge, Lippen oder Ränder mechanisch verbunden sein, die sich um den Pfropfen 55 herum erstrecken, um den Pfropfen 55 an seinem Platz festzuhalten. Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Behälterkörper 60 um den Pfropfen 55 herum geformt bzw. gegossen wird, so dass während des Aushärtprozesses des Behälterkörpers 60 der Körper 60 um den Pfropfen 55 herum schrumpft und dadurch bewirkt, dass eine Schrumpfpassung zwischen diesen beiden Komponenten ausgebildet wird. Diese Art von Verbindung kann auch in einem Co-Spritzprozess oder einem sequentiellen Spritzprozess bewerkstelligt werden, wobei die gleichen Ergebnisse erzielt werden, da der Pfropfen 55 eine geringere Schrumpfung aufweist, als das Polymer 25, aus dem der Behälterkörper 60 besteht.
5 zeigt einen Freisetzungsbehälter 61, bei dem die Verbindung der vorliegenden Erfindung zu einem Pfropfen 55 geformt ist, der am Boden des Behälters 60 ähnlich wie bei der in 3 dargestellten Konfiguration angeordnet ist, doch sind hier der Pfropfen 55 und der Behälterkörper 60 gemeinsam gegossen, so dass ein einheitlicher Körper 61 mit einer weniger deutlichen Zwischenfläche zwischen dem Pfropfen 55 und dem Körper 60 ausgebildet ist.
6 zeigt Konzepte, die denen der 3 und 4 ähnlich sind, doch wurden hier die Abmessungen des Pfropfens 55 so vergrößert, dass eine Auskleidung 70 gebildet wird, die einen größeren Teil der inneren Oberfläche 65 des Behälters 61 abdeckt. Die Auskleidung 70 ist nicht nur am Bodenteil des Behälterkörpers 60 angeordnet, sondern hat Wände, die sich nach oben erstrecken und Teile der Wände des Behälters 61 abdecken. Wie der Pfropfen 55 kann die Auskleidung 70 getrennt gegossen bzw. geformt und danach mit dem Behälterkörper 60 zusammengebaut werden, oder sie kann gemeinsam mit diesem zu dem einheitlichen Körper gegossen werden, der in 6 dargestellt ist.
7 und 8 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Freisetzungsmaterial, das von einer Folie oder Schicht 75 der vorliegenden Erfindung gebildet wird, für eine Kombination mit einer Barrierenschicht 80 hergestellt worden ist. Die Merkmale der Schichten sind ähnlich derer, wie sie bezüglich des Pfropfens 55 und der Auskleidung 70 und des Behälterkörpers 60 beschrieben wurden. D.h. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die beiden Schichten bzw. Lagen 75, 80 getrennt gegossen und später miteinander kombiniert worden sind, um eine Verpackungsumhüllung zu schaffen, die die Merkmale eines Freisetzungsmaterials an einer inneren Oberfläche und Widerstandsmerkmale an einer äußeren Oberfläche aufweist. 8 zeigt das Produkt eines Co-Spritzvorgangs, bei dem eine Zwischenfläche zwischen der Schicht 75 und der Barrierenschicht 80 weniger deutlich ausgebildet ist, als bei der Ausführungsform der 7. Dieses Produkt kann durch einen thermischen Formvorgang hergestellt werden. Bei einem solchen Vorgang wird die Polymerschicht geschmolzen und teilweise zu einer Folie geformt, wobei das Freisetzungsmaterial 30 auf der Oberseite dieser Schicht unmittelbar vor einem Press- oder Extrusionsvorgang durch eine schlitzförmige Öffnung in der ther mischen Herstellungsmaschine abgeschieden wird. Es ist vorgesehen, dass die getrennten Schichten bzw. Folien 75, 80 aus 7 durch einen Klebstoff oder andere geeignete Mittel miteinander verbunden werden können, um aus der Vielzahl von Schichten 75, 80 ein Laminat zu bilden. Alternativ kann die Schichtanordnung 75, 80 durch ein thermisches Extrusionsverfahren hergestellt werden, wobei beide Schichten 75, 80 gleichzeitig hergestellt und in wirksamer Weise zusammen gegossen werden, um die in 8 gezeigte Ausführungsform zu bilden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Pfropfen 55 aus der Mischung für den Einschluss in einem Behälter 60 ausgebildet, der aus einer Barrierensubstanz besteht. Bei einer Ausführungsform ist der Pfropfen 55 in einen Behälter 60 eingebracht, der aus einer Barrierensubstanz hergestellt ist. Auf diese Weise wird der Behälter 61 erzeugt. Der Pfropfen 55 kann mit einer inneren Oberfläche des Behälterkörpers 60 verbunden sein, so dass der Pfropfen 55 bezüglich des Behälters 60 festgelegt ist.
Alternativ kann ein Behälter 60, der aus einer Barrierensubstanz hergestellt ist, um den Pfropfen 55 herum gegossen werden, so dass zumindest ein Teil des Pfropfens 55 zum Innenraum des Behälters 60 hin frei liegt. Ein Trocknungspfropfen 55, der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, kann auch mit einem Behälter 60 gemeinsam gegossen werden, der aus einer Barrierensubstanz besteht, so dass zumindest ein Teil des Pfropfens 55 zum Innenraum des Behälters 60 hin frei liegt.
Bei einer anderen Ausführungsform kann eine Auskleidung 70 aus der Mischung 40 hergestellt und dann in einem Behälter 60 aufgenommen werden, der aus einer Barrierensubstanz besteht. Die Auskleidung 70 hat typischerweise, aber nicht notwendigerweise eine Außenoberfläche, die so konfiguriert ist, dass sie in einen Passeingriff mit einer inneren Oberfläche 65 des Behälters 60 treten kann.
Die Auskleidung 70 kann in einen Passeingriff mit dem Behälter 60 gedrückt werden, so dass ein Behälter 61 erzeugt wird, bei dem zumindest der größte Teil der inneren Oberfläche 65 des Behälters mit der Auskleidung 70 bedeckt ist.
Die Auskleidung 70 kann aus der Mischung 40 geformt werden und dann kann ein Behälter 60, der aus einer Barrierensubstanz besteht, um die Auskleidung 70 herum gegossen werden, so dass zumindest ein Teil der Auskleidung 70 zu einem Innenraum des Behälters 60 hin frei liegt und ein Großteil der Oberfläche 65 des Behälters 60 von der Auskleidung 70 abgedeckt wird.
Alternativ können die Auskleidung 70 und der Behälterkörper 60 zusammen gegossen werden, um einen einheitlichen Körper zu bilden.
Die Absorptionsfolie 75 ist mit einer Barrierenfolie 80 kombiniert, die aus einer Barrierensubstanz besteht, um als Verpackungsumwicklung verwendet zu werden.
Die Schichten bzw. Folien 75, 80 können durch thermische Extrusion laminiert werden.
Ein dimerer Wirkstoff kann optional der Mischung zugegeben werden, um die Mischungskompatibilität des Polymers 25 und des Kanalbildungswirkstoffs 35 zu erhöhen und dadurch die Dispersion der Durchgänge in der verfestigten Mischung zu vergrößern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Freigabematerials geschaffen, das die Form eines Behälters 61 besitzt. Das Verfahren umfasst die Herstellung eines Behälters 60 aus einem im Wesentlichen für Luft und Feuchtigkeit undurchlässigen Material, so dass eine Luft- und Feuchtigkeitsbarriere zwischen einem Innenraum und dem Äußeren des Behälters erzeugt wird. Aus einer Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Einsatz geformt. Dieser Einsatz hat eine äußere Oberfläche, die für einen Passeingriff mit zumindest einem Teil einer inneren Oberfläche 65 des Behälters 60 konfiguriert ist. Der Einsatz wird im Inneren des Behälters 60 so angeordnet, dass zumindest ein Teil der äußeren Oberfläche des Einsatzes anliegend mit einer inneren Oberfläche 65 des Behälters 60 in Eingriff steht. Der Eingriff befestigt den Einsatz relativ zum Behälter 60 und widersteht einem Außer-Eingriff-Bringen des Einsatzes vom Behälter 60. Der Einsatz ist zum Innenraum des Behälters 60 hin exponiert, um die gewünschte Eigenschaft freizusetzen. Der Einsatz wird in das Innere des Behälters 60 mit ausreichender Kraft eingepresst, so dass der Einsatz eng in den Behälter 60 eingepasst wird und dadurch einer Ablösung von diesem widersteht. Der Einsatz wird so dimensioniert und geformt, dass der Einsatz eng in eine Aufnahmestelle im Inneren des Behälters passt, um. ihn an dieser Aufnahmestelle festzuhalten.
Bei einer anderen Ausführungsform wird der Einsatz zur Bildung eines Pfropfens 55 so dimensioniert und geformt, dass dieser eng in eine Aufnahmestelle an einem Bodenteil des Inneren des Behälters 60 passt, um an dieser Aufnahmestelle festgehalten zu werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Einsatz als Auskleidung 70 konfiguriert, die eine äußere Oberfläche besitzt, die formmäßig zu einer inneren Oberfläche 65 des Behälters 60 passt, so dass ein Großteil der Außenoberfläche der Auskleidung 70 in anliegendem Eingriff mit der inneren Oberfläche 65 des Behälters 60 steht. Der Behälter 60 und die Auskleidung 70 werden ähnlich konfiguriert, so dass das Innere 65 des Behälters 60 und das Äußere der Auskleidung 70 eng zueinander passen, so dass einem Außer-Eingriff-Bringen der Auskleidung 70 vom Behälter 60 Widerstand entgegengesetzt wird.
Bei einem anderen Beispiel kann der Behälter 60 aus einem Kunststoff geformt oder gegossen werden, der im Wesentlichen undurchlässig ist und daher einer Übertragung des Freisetzungsmaterials über die Grenzen des Behälters 60 hinweg zwischen dessen Außen- und Innenraum widersteht. Auch kann die Auskleidung 70 aus der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung geformt bzw. gegossen werden.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines in der Form eines Behälters 61 geformten Freisetzungsmaterials geschaffen. Ein Behälter wird aus einem im Wesentlichen für Luft und Feuchtigkeit undurchlässigem Material geformt, so dass eine Barriere zwischen einem Innenraum und dem Außenraum des Behälters 60 gebildet wird. Eine im Wesentlichen feste Tablette oder fester Pfropfen 55 wird aus der Zusammensetzung 20 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt, wobei die Tablette 55 in geeigneter Weise dimensioniert wird, um in das Innere des Behälters 60 zu passen. Die Tablette 55 wird dann in das Innere des Behälters 60 eingebracht, wodurch eine Einrichtung geschaffen wird, um das gewünschte Material aus dem Inneren des Behälters 60 freizusetzen, wenn der Behälter 60 um die Tablette 55 herum geschlossen istt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Freisetzungsmaterials in der Form einer Verpackung geschaffen. Eine äußere Haut, Folie oder Schicht 80 wird aus einer im Wesentlichen für Luft und Feuchtigkeit undurchlässigen Materialschicht so gebildet, dass eine Barriere zwischen gegenüberliegenden Seiten der Haut erzeugt wird. Eine innere Haut, Schicht oder Lage 75 wird aus der Zusammensetzung 20 der vorliegenden Erfindung auf einer Seite der äußeren Haut 80 gebildet. Eine Verpackung wird um ein Produkt oder um ein Gegenstand herum dadurch gebildet, dass das Produkt oder der Gegenstand innerhalb der äußeren, undurchlässigen Haut 80 in der Weise dicht eingeschlossen wird, dass die innere Haut bzw. Schicht 75 aus Freisetzungsmaterial sich benachbart zum Produkt befindet. Ein Laminat mit Freisetzungsmaterial kann dadurch geformt werden, dass die äußere Haut bzw. Schicht 80 und die innere Haut bzw. Schicht 75 gemeinsam im Saugvakuumguss gemeinsam hergestellt werden, um die Verpackung zu bilden.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Freisetzungsmaterial in der Form einer Umhüllung 61 vorgesehen. Die Umhüllung umfasst einen Behälter 60, der aus einem im wesentlichen Feuchtigkeits- und Luft-undurchlässigen Material hergestellt ist, so dass eine Barriere zwischen einem Innenraum und dem Äußeren des Behälters 60 erzeugt wird. Eine Auskleidung 70 wird aus der Zusammensetzung 20 der vorliegenden Erfindung so hergestellt, dass die Auskleidung 70 eine äußere Oberfläche besitzt, die für einen Passeingriff mit zumindest einem Teil einer inneren Oberfläche 75 des Behälters 60 konfiguriert ist. Die Auskleidung 70 wird in das Innere des Behälters 60 so eingesetzt, dass zumindest ein Teil der äußeren Oberfläche der Auskleidung anliegend mit der inneren Oberfläche 65 des Behälters 60 in Eingriff steht. Der Eingriff fixiert die Auskleidung 70 relativ zum Behälter 60 und widersteht dem Außer-Eingriff-Bringen der Auskleidung 70 und des Behälters 60.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Freisetzungsmaterial in der Form eines Einsatzes für einen verschließbaren Behälter 60 einen Einsatz, der aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt und für eine Installation in einem verschließbaren Behälter 60 konfiguriert wird. Der Einsatz 25 wird aus der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellt. Der Einsatz 25 hat Durchgänge, die sich von seiner äußeren Oberfläche in sein Inneres hinein erstrecken.
Die vorliegende Erfindung wird mehr im Einzelnen durch die folgenden speziellen Beispiele erläutert. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Beispiele nur zu Erläuterungszwecken gegeben werden und nicht dazu bestimmt sind, die Beschreibung oder die Ansprüche einzuschränken. Beispielsweise ist, obwohl die folgenden Beispiele bei 10% re lativer Luftfeuchtigkeit und 20% relativer Luftfeuchtigkeit bei 22°C getestet wurden, die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung auch für andere Bedingungen geeignet. Darüber hinaus sollen diese Beispiele weiterhin zeigen, dass eine Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erindung Verbindungskanäle aufweist und dass die hydrophilen Wirkstoffe in den Verbindungskanälen angeordnet sind. Alle Prozentangaben in den Beispielen oder sonst wo in der Beschreibung sind Gewichtsprozent, wenn nichts anderes angegeben wird.
BEISPIEL 1
Der Zweck des folgenden Beispiels besteht darin, zu zeigen, dass die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung Verbindungskanäle aufweist, in dem die folgenden Materialien einer Quell- und Gewichtsverlust-Analyse unterzogen werden. Zusätzlich zeigt das folgende Beispiel, dass die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in der Lage ist, eine Substanz freizusetzen (beispielsweise Poly(ethylenglycol)).
A. Zubereitung der Proben

Film 1) Ein Gemenge aus ungefähr 93% (Gew:/Gew.) Polypropylen (Exxon Chemicals, Handelsname Escorene^® Polypropylene 3505G) und ungefähr 7% (Gew./Gew.) Poly(ethylenglycol) (Dow Chemical, Handelsname E-4500) wurde ausreichend durchmischt, um eine gleichförmige Mischung zu erzeugen. Die Mischung wurde dann durch einen Leistritz-Doppelschrauben-Extruder bei Temperaturen geführt; die in den 16 Zonen von ungefähr 145°C bis 165°C reichten; die Zuführrate betrug ungefähr 18 kg/h; die Schraubengeschwindigkeit war ungefähr 460 Umdrehungen/Minute; es wurde eine Sechs-Zoll-Düse verwendet. Die extrudierte Zusammensetzung wurde dann durch eine Drei-Walzen-Heißpresse bei Temperaturen im Bereich von ungefähr 85°C bis 92°C geführt, um einen Film von ungefähr 0,1 mm zu erzeugen.
Film 2) Ein Gemenge aus ungefähr 68% (Gew./Gew.) Polypropylen (Exxon Chemicals, Handelsname Escorene^® Polypropylene 3505G) und ungefähr 12% (Gew./Gew.) Poly(ethylenglycol) (Dow Chemical, Handelsname E-4500) und ungefähr 20% (Gew./Gew.) eines Molekularsieb-Trocknungsmittels (Elf Atochem, Handelsname Siliporite^® Molekularsieb, 4 Angström) wurde ausreichend durchmischt, um eine gleichförmige Mischung zu erzeugen. Die Mischung wurde dann durch einen Leistritz-Doppelschrauben-Extruder bei Temperaturen geführt, die in den 16 Zonen von ungefähr 145°C bis 165°C reichten; die Zuführrate betrug ungefähr 18 kg/h; die Schraubengeschwindigkeit war ungefähr 460 Umdrehungen pro Minute; es wurde eine Sechs-Zoll-Düse verwendet. Die extrudierte Zusammensetzung wurde dann durch eine Drei-Walzen-Heißpresse bei Temperaturen im Bereich von ungefähr 85°C bis 92°C geführt, um einen Film von ungefähr 0,1 mm zu erzeugen.
Film 3) Ein Gemenge aus ungefähr 34,88% (Gew./Gew.) Polypropylen (Exxon Chemicals, Handelsname Escorene^® Polypropylene 3505G), ungefähr 11,96% (Gew./Gew.) Poly(ethylenglycol) (Dow Chemical, Handelsname E-4500), ungefähr 52,82% (Gew./Gew.) eines Molekularsieb-Trocknungsmittels (Elf Atochem, Handelsname Siliporite^® Molekularsieb, 4 Angström) und ungefähr 0,34 (Gew./Gew.) eines grauen Farbstoffes wurde ausreichend durchmischt, um eine gleichförmige Mischung zu erzeugen. Die Mischung wurde dann durch einen Leistritz-Doppelschrauben-Extruder bei Temperaturen geführt, die in den 16 Zonen von ungefähr 145°C bis 165°C reichten; die Zuführrate betrug ungefähr 22,7 kg/h; die Schraubengeschwindigkeit war ungefähr 460 Umdrehungen pro Minute; es wurde eine Sechs-Zoll-Düse verwendet. Die extrudierte Zusammensetzung wurde dann durch eine Drei-Walzen-Heißpresse bei Temperaturen im Bereich von ungefähr 85°C bis 92°C geführt, um einen Film von ungefähr 0,1 mm zu erzeugen.

B. Quell- und Gewichtsverlust-Analyse
Kreisförmige Scheiben (Durchmesser 1,1 cm) wurden aus jeder der drei Proben geschnitten. Das anfängliche Trockengewicht einer jeden Probe wurde gemessen. Danach wurden die Proben in 2,0 ml destilliertes Wasser inkubiert und bei Zimmertemperatur permanent geschüttelt. Periodisch wurden die Scheiben nach einem, zwei, drei und 34 Tagen herausgenommen, die Oberflächen trocken gewischt und die Proben gewogen, um das Ausmaß der Quellung zu ermitteln. Zu jedem Zeitpunkt wurde das destillierte Wasser ausgetauscht, um Sinkbedingungen zu schaffen. Am Ende der Studie wurden die Proben lyophilisiert, um das Wasser zu entfernen, und die Proben wurden gewogen, um den Massenverlust zu ermitteln. 9 ist eine graphische Darstellung des Ergebnisses der Analyse. Die prozentuale Schwellung wird als das Nassgewicht zum Zeitpunkt (t) dividiert durch das anfängliche Trockengewicht (zum Zeitpunkt 0) multipliziert mit 100 definiert. „Trocken" gibt das Endgewicht der lyophilisierten Probe nach einer Inkubation von 34 Tagen wieder.
9 zeigt, dass der Film 1 im Verlauf der 34 Tage weder aufgequollen ist noch Gewicht verloren hat. Somit wird angenommen, dass dieses Ergebnis zeigt, dass das Poly(ethylenglycol) (d.h. der hydrophile Wirkstoff) vollständig in dem Polypropylen (d.h. im wasserunlöslichen Polymer) eingeschlossen war. Film 2 gewann ungefähr 3% seines Anfangsgewichtes durch Quellen hinzu und verlor ungefähr 9% seines Anfangsgewichtes am Ende der 34-tägigen Inkubation. Film 3 gewann ungefähr 6% seines anfänglichen Gewichts hinzu und verlor ungefähr 8% seines anfänglichen Gewichts am Ende der 34-tägigen Inkubationsperiode. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Verbindungskanäle von der Außenseite durch das Innere in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung vorhanden sind, weil Wasser in die Filme 2 und 3 eingedrungen ist und ein beträchtlicher Teil der wasserlöslichen Komponente (d.h. des Poly(ethylenglycols)) der Filme 2 und 3 aus dem Polymer extrahiert worden war.
BEISPIEL 2
Der Zweck des folgenden Beispiels ist es zu demonstrieren, dass die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zwei getrennte Phasen besitzt, die aus einem wasserunlöslichen Polymer und einem hydrophilen Wirkstoff bestehen.
A. Zubereitung der Proben

Film 4) 100% Polypropylen (Exxon Chemicals, Handelsname Escorene^® Polypropylene 3505G) wurde durch einen Leistritz Doppelschrauben-Extruder bei Temperaturen geführt, die in den 16 Zonen im Bereich von 145°C bis 165°C reichten; die Zuführrate betrug ungefähr 18 kg/h; die Schraubengeschwindigkeit war ungefähr 460 Umdrehungen pro Minute; es wurde eine Sechs-Zoll-Düse verwendet. Die extrudierte Zusammensetzung wurde dann durch eine Drei-Walzen-Heißpresse bei Temperaturen von ungefähr 85°C bis 92°C geführt, um einen Film von 0,1 mm zu erzeugen.
Film 5) Ein Gemenge aus ungefähr 88% (Gew./Gew.) Polypropylen (Exxon Chemicals, Handelsname Escorene^® Polypropylene 3505G) und ungefähr 12 (Gew./Gew.) Poly(ethylenglycol) (Dow Chemical, Handelsname E-4500) wurde ausreichend durchmischt, um eine gleichförmige Mischung zu erzeugen. Die Mischung wurde dann durch einen Leistritz-Doppelschrauben-Extruder bei Temperaturen geführt, die in den 16 Zonen von ungefähr 145°C bis 165°C reichten; die Zuführrate betrug ungefähr 18 kg/h; die Schraubengeschwindigkeit war ungefähr 460 Umdrehungen pro Minute; es wurde eine Sechs-Zoll-Düse verwendet. Die extrudierte Zusammensetzung wurde dann durch eine Drei-Walzen-Heißpresse bei Temperaturen im Bereich von ungefähr 85°C bis 92°C geführt, um einen Film von ungefähr 0,1 mm zu erzeugen.
Film 7) Ein Gemenge aus ungefähr 68% (Gew./Gew.) Polypropylen (Exxon Chemicals, Handelsname Escorene^® Polypropylene 3505G), ungefähr 12% (Gew./Gew.) Poly(ethylenglycol) (Dow Chemical, Handelsname E-4500) und ungefähr 20% (Gew./Gew.) eines Molekularsieb-Trocknungsmittels (Elf Atochem, Handelsname Siliporite^® Molekularsieb, 4 Angström) wurde ausreichend durchmischt, um eine gleichförmige Mischung zu erzeugen. Die Mischung wurde dann durch einen Leistritz-Doppelschrauben-Extruder bei Temperaturen geführt, die in den 16 Zonen von ungefähr 145°C bis 165°C reichten; die Zuführrate betrug ungefähr 5,4 kg/h; die Schraubengeschwindigkeit war ungefähr 460 Umdrehungen pro Minute; es wurde eine Sechs-Zoll-Düse verwendet. Die extrudierte Zusammensetzung wurde dann durch eine Drei-Walzen-Heißpresse bei Temperaturen von ungefähr 105°C geführt, um einen Film von ungefähr 0,1 mm zu erzeugen.

B. Thermische Analyse unter Verwendung der Differential-Scanning-Kalorimetrie („DSC")
Die hergestellten Filmproben wurden unter Verwendung eines Perkin Elmer DSC7 analysiert, der mit einer TAC 7DX Wärmesteuerung ausgestattet war. Die Daten wurden unter Verwendung der Perkin Elmer Pyris Software (Version 2.01) analysiert. Die Proben wurden von –50°C auf 250°C mit einer Rate von 10 oder 15°C/min erhitzt, dann mit der gleichen Rate abgekühlt und dann nochmals mit der gleichen Rate auf 250°C erhitzt. Die folgende Tabelle gibt die vom DSC gesammelten Daten wieder. Die Schmelzpunktdaten werden als die Schmelzpunktscheitel (°C) und die Enthalpie (ΔH, Joule/g) für die erste Erwärmungsrampe (1°) und die zweite Erwärmungsrampe (2°) wiedergegeben Die Spalte, die auf die 10 bis 18 Bezug nimmt, ist die grafische Darstellung des DSC, die den Daten aus der Tabelle entspricht. Da die Proben nur auf 250° erhitzt wurden, wurde das Molekularsieb in den Filmproben 2, 3 und 7 nicht geschmolzen, und somit wurden keine Schmelzpunktdaten aufgezeichnet.
Die 100% Poly(ethylenglycol)-Probe zeigt einen einzigen Schmelzpunkt bei 63°C, während der Film 4 aus 100% Polypropylen einen Schmelzpunkt bei 157°C besitzt. Der Film 5 zeigte zwei Scheitel bei 58°C (Poly(ethylenglycol)) und 157°C (Polypropylen), was zeigt, dass die beiden Polymere in getrennten Phasen vorlagen. Wenn die Polymere nicht als getrennte Phasen vorgelegen hätten, sondern gemischt gewesen wären, dann würden die Scheitel nicht bei den Schmelztemperaturen der reinen Polymere liegen, sondern wären dagegen verschoben. Film 6 zeigt nur den deutlichen Polypropylen-Scheitel bei 160°C. Die Molekularsiebe schmelzen in diesen Temperaturbereichen nicht und beeinflussen auch die Schmelztemperatur des reinen Polypropylens nicht. Film 7 zeigt wieder zwei getrennte Scheitel, einen für das Poly(ethylenglycol) bei 57°C und einen für das Polypropylen bei 157°C, was anzeigt, dass in der drei Komponenten umfassenden Mischung alle Bestandteile in getrennten Phasen vorlagen.
Die Filmproben 2 und 3 waren Teil der Quell- und Gewichtsverlust-Analyse, die im Beispiel 1 erläutert ist. Wiederum waren zwei getrennte Scheitel evident: einer für das Poly(ethylenglycol) bei 59°C und einer für das Polypropylen bei 158°C, was zeigte, dass in der drei Bestandteile umfassenden Mischung alle Bestandteile-Phasen getrennt waren. Wenn jedoch der Polymerfilm in Wasser 34 Tage lang bei Zimmertemperatur inkubiert (und durch DSC getestet worden war) (Film 2: nach der Inkubation) blieben die Positionen der Scheitel die gleichen, was anzeigte, dass die Komponenten immer noch phasengetrennt waren. Der Bereich des Poly(ethylenglycol)-Scheitels (angegeben durch ΔH, Enthalpie) war stark vermindert. Dieses Ergebnis zeigte, dass Poly(ethylenglycol) durch die lang andauernde Wasserinkubation extrahiert worden war. Auch lieferte das Ergebnis eine weitere Bestätigung für die im Beispiel 1 wiedergegebenen Gewichtsverlustdaten und zeigte, dass die Poly(ethylenglycol)-Komponente hauptsächlich mit Hilfe der Verbindungskanäle in der Polypropylen-Körpermatrix extrahiert worden war.
Die Filmprobe 3 zeigte den gleichen Effekt wie die Filmprobe 2. Der Polypropylen- ΔH-Scheitel war nicht messbar (Film 3: nach Inkubation), was die nahezu vollständige Extraktion des Poly(ethylenglycols) während der Wasserinkubation zeigte: Dies bestätigte das Gewichtsverlust-Ergebnis aus Beispiel 1, bei dem der gleiche Film ungefähr 8% seines anfänglichen Gewichtes verlor. Der Poly(ethylenglycol)-Anteil der Probe war ungefähr 12% (Gew./Gew.).
Darüber hinaus zeigt auch die Glasübergangsanalyse Tg aus den DSC-Daten der Proben der vorliegenden Erfindung, dass das wasserunlösliche Polymer und das Material in getrennten Phasen existieren. Das reine Polypropylen zeigt ein Tg von ungefähr –6°C während reines Poly(ethylenglycol) ein Tg bei ungefähr –30°C zeigt. Die DSC-Daten von Film 5 zeigen zwei getrennte Tg's, was den entsprechenden Polymeren entspricht (6°C für Polypropylen und –30°C für Poly(ethylenglycol)) und zeigt somit noch mal an, dass die beiden Komponenten in getrennten Phasen vorliegen.
BEISPIEL 3
Der Zweck des folgenden Beispiels besteht darin, zu zeigen, dass die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung Verbindungskanäle aufweist und dass das wasserabsorbierende Material mit dem hydrophilen Wirkstoff vermischt ist.
A. Rasterelektronenmikroskop-Verfahren („SEM")
Die Struktureigenschaften der Filme wurden unter Verwendung eines Hitachi S-2700 Mikroskops bildlich festgehalten, das mit einer Beschleunigungsspannung von 8 kV arbeitete, um den Bestrahlungsschaden zu minimieren. Jede Filmprobe wurde in drei Per spektiven dargestellt: 1) Filmoberfläche; 2) gebrochener Filmquerschnitt (0°) und 3) gebrochener Filmquerschnitt unter einem Winkel von 90° bezüglich der Orientierung von No. 2 (90°). Filmproben vor der Inkubation wurden direkt im Sputterverfahren mit einer 5-10 nm dicken Schicht von Gold-Palladium mit einem Polaron Instruments Sputter Coater E5100 beschichtet. Proben nach der Inkubation wurden bei Zimmertemperatur 24 Stunden lang in 10 ml 70% Ethanol (Gew./vol.) unter Rühren inkubiert. Das Ethanol wurde weggeschüttet und die Proben wurden über Nacht luftgetrocknet. Die Proben wurden dann eingefroren und über Nacht lyophilisiert, um jegliche Restfeuchtigkeit zu beseitigen, und dann durch Sputtern beschichtet.
B. Morphologie der Filmproben
Die 19a–c sind Rasterelektronen-Mikroskopfotografien der Filmprobe 4% – 100 Polypropylen. Die 19a–c zeigen, dass ein wasserunlösliches Polymer typischerweise eine dichte homogene Morphologie mit im Wesentlichen keiner Porosität besitzt. Die äußere Oberfläche ist in 19a dargestellt. 19a zeigt eine äußere Oberfläche, die dicht ist und im Wesentlichen keine Porosität zeigt. Die Querschnittsansicht ist in 19b mit einer zweihundertfachen Vergrößerung dargestellt. 19b zeigt plattenartige Domänen des Polymers, die während des spröden Bruchs des Films freigelegt wurden. Eine andere Querschnittsansicht ist in 19c mit einer tausendfachen Vergrößerung dargestellt. 19c zeigt eine dichte, faserige Morphologie.
20a–c sind Rasterelektronen-Mikroskopfotografien der Filmproben 5 – ungefähr 88 Polypropylen und 12% Poly(ethylenglycol). Die 20a–c zeigen, dass ein Zwei-Phasen-System, das im wesentlichen aus einem wasserunlöslichen Polymer und einem hydrophilen Wirkstoff besteht, eine heterogene Morphologie mit einer dichten faserigen Matrix besitzt, mit dazwischen verteilten Domänen von lamellenartigen Strukturen, bei denen es sieh um das Poly(ethylenglycol) handelt. Die 20a–c zeigen weiterhin Leerräume zwischen lamellenfaserigen und faserigen Strukturen, bei denen es sich um Kanäle handelt, die in der gleichen Richtung ausgerichtet sind. Die äußere Oberfläche ist in 20a mit einer tausendfachen Vergrößerung dargestellt. 20a zeigt eine äußere Oberfläche, die dicht ist und im Wesentlichen keine Porosität zeigt. Die Querschnittsansicht ist in 20b mit einer 2500-fachen Vergrößerung dargestellt. 20b zeigt faserige Domänen von Polymer, die mit lamellenartigen Strängen von Poly(ethylenglycol) beschichtet sind. 20c ist eine Querschnittsansicht der Filmprobe 5 unter einem rechten Winkel gebrochen und mit einer Vergrößerung um das 1500-fache. 20c zeigt die faserartige Polypropylenmatrix in der feste, amorphe Zylinder aus Poly(ethylenglycol) verteilt sind.
21a–c sind Rasterelektronen-Mikroskopfotografien der Filmprobe 6 – ungefähr 50 Polypropylen und 50% Molekularsieb. Die 21a–c zeigen eine typische homogene, dichte Matrix und diskrete Molekularsiebe können nur gelegentlich gesehen werden und sind trotz der hohen Beladung mit Molekularsieben tief in das Polymer eingebettet 21a zeigt die äußere Oberfläche mit einer tausendfachen Vergrößerung, die mit langen Kanälen überzogen ist, die 5 bis 30 μ messen. Die Umfangslinie der Molekularsiebe (1 bis 10 μ) kann unter der Oberfläche des Polymers eingebettet gesehen werden. Die Querschnittsansicht ist in 21b mit einer zweihundertfachen Vergrößerung dargestellt. 21b zeigt plattenartige Domänen des Polymers und ein körniges Aussehen aufgrund der hohen Beladung mit Molekularsieben. 21c ist eine Querschnittsansicht mit einer 1500-fachen Vergrößerung und zeigt eine dichte Morphologie, im Wesentlichen keine Porosität und viele kleine in das Polymer eingebettete Teilchen.
Die 22a–d sind Rasterelektronen-Mikroskopfotografien der Filmproben 3 – ungefähr 52% Molekularsieb, ungefähr 34% Polypropylen und ungefähr 12% Poly(ethylenglycol). Die 22a–d zeigen ein Drei-Phasen-System mit einer hochporösen Morphologie. 22a zeigt die äußere Oberfläche mit einer fünfhundertfachen Vergrößerung, die mit langen Kanälen bedeckt ist, die 5 bis 30 μ messen, und die mit zahlreichen diskreten Molekularsieb-Teilchen gefüllt sind. Eine Querschnittsansicht ist in 22b mit dreihundertfünfzigfacher Vergrößerung dargestellt. 22b zeigt, eine sehr poröse Morphologie mit langen Kanälen, die in der Bruchrichtung laufen. 22c ist eine Querschnittsansicht in der senkrechten Richtung mit einer dreihundertfünfzigfachen Vergrößerung und scheint hohle Löcher zu zeigen. 22c besitzt eine höhere Vergrößerung – 15O0-fach. 22d zeigt Kanäle, die diskrete Molekularsiebe sowie Agglomerate von vielen Sieben enthalten, die in das Poly(ethylenglycol) eingebettet sind. Folglich wird aufgrund der 22b angenommen, dass es sich bei den in den 22b und 22c gezeigten Löchern um Stellen handelt, an denen während der Bruchvorbereitung für die Rasterelektronenmikroskopie das Molekularsieb herausgefallen ist.
Zusammenfassend bestätigen die Beispiele 1, 2 und 3 weiter die Theorie für die Ausbildung von Verbindungskanälen. Da bei einer Ausführungsform das Verfahren bei einer Temperatur beginnt, bei der der hydrophile Wirkstoff in geschmolzener Form vorliegt, während das wasserunlösliche Polymer fest ist, wird angenommen, dass die dritte Komponente (d.h. das Molekularsieb) mit dem flüssigen hydrophilen Wirkstoff zusammenwirkt. Folglich wird angenommen, dass an diesem Punkt die Verbindungskanäle geformt werden, da der hydrophile Wirkstoff leicht fließt und die Lücken zwischen den festen wasserunlöslichen Polymer- und Molekularsieb-Komponenten ausfüllt. Wenn der Prozess fortschreitet und die Temperatur anwächst, schmilzt das wasserunlösliche Polymer und somit wird die Zusammensetzung gleichförmiger.
BEISPIEL 4
Der Zweck des folgenden Beispiels ist, die Wasserabsorptionseigenschaften der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren. Filmproben mit ähnlichen Verarbeitungsbedingungen wie Film 1 wurden hergestellt, die ungefähr 50 (Gew./Gew.) Molekularsieb (4 Angström), ungefähr 12% (Gew./Gew.) Poly(ethylenglycol) und ungefähr 38% (Gew./Gew.) Polypropylen enthielten und die hinsichtlich der Feuchtigkeitsabsorption ihres Gesamtgewichts unter Verwendung des folgenden Testverfahrens bewertet wurden: (a) eine Kammer mit einstellbaren Umgebungsbedingungen wurde auf 22°C und eine relative Luftfeuchtigkeit von 10% eingestellt und eine andere Kammer auf 22°C und 20% relative Luftfeuchtigkeit; (b) ein Trä ger wurde gewogen und das Gewicht aufgezeichnet; (c) die Wage wurde dann tariert, um das Gewicht des Trägers beim Gleichgewicht unberücksichtigt zu lassen; (d) der Film wurde zu dem gewogenen Träger hinzu gegeben; (e) das Material wurde dann gewogen und das Gewicht aufgezeichnet; (f) der gewogene Träger mit der Probe wurde in die Kammer mit einstellbaren Umgebungsbedingungen eingebracht; (g) die Probe wurde in der Kammer für den gewünschten Zeitraum gelassen; (h) nachdem die gewünschte Zeit abgelaufen war, wurde der Träger mit der Probe entnommen, erneut gewogen und das Gewicht aufgezeichnet; und (i) die prozentuale Feuchtigkeit, die Programmmolekularsieb aufgenommen worden war, wurde nach der folgenden Formel berechnet: (Gesamtgewichtzunahme der Probe)/(Gewicht des Molekularsiebs in der Probe) × 100. Die Ergebnisse sind in den 23a [10% relative Feuchtigkeit] und 23b [20% relative Feuchtigkeit] dargestellt. Die maximale theoretische prozentuale Feuchtigkeitszunahme pro Gewichtseinheit eines 4 Angström Molekularsiebs ist ungefähr 24%–25%. Die 23a und 23b zeigen die hohe Übertragungsrate (d.h. Feuchtigkeitsabsorptionsrate der vorliegenden Erfindung).

Claims

Monolithische Zusammensetzung, die folgende Bestandteile umfasst: (a) ein Polymer, das bei 25 °C und Atmosphärendruck eine Löslichkeit in Wasser von weniger als 0,1 Gew.-% aufweist, (b) ein Kanalbildungsmittel, das Kanäle bildet, die als Übertragungs-Verbindungsdurchgänge durch das Polymer hindurch wirken, und (c) ein Freisetzungsmaterial.
Monolithische Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der die Zusammensetzung wenigstens drei Phasen umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Polymer ein thermoplastisches Material ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Polymer aus der Gruppe ausgewählt ist, die Polyolefine, Polycarbonate und Polyamide umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, bei der das Kanalbildungsmittel aus der Gruppe ausgewählt ist, die Polyglykole, Poly-Ethylenvinylalkohole, Glyzerin, Polyvinylalkohol, EVOH, Pentaerithritol, Polyvinylpyrrolidin, Vinylpyrrolidon, Poly(N-Methylpyrrolidon), Glukose, Fruktose, Mannitol, Dextrin und hydrolysierte Stärke umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche die Form eines geformten Gegenstandes besitzt.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, bei der der geformte Gegenstand aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus dünnen Lagen, Filmen, Pellets und Kügelchen besteht.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der das Freisetzungsmaterial aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aroma-, Geschmacks- oder Parfümquellen, biologisch aktive Bestandteile, Korrosionshemmer, Reifungswirkstoffe und Geruch-Erzeugungswirkstoffe umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, bei der das Freisetzungsmaterial ein antimikrobialer Stoff ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, bei der das Freisetzungsmaterial ein aromatisches Medikament ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der das Freisetzungsmaterial in der Form von Teilchen vorliegt.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der das Freisetzungsmaterial in einer Menge von 10 Gew.-% bis 60 Gew.-% bezüglich des Polymers vorhanden ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei der das Kanalbildungsmittel ein Polyglykol ist.
Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der das Kanalbildungsmittel während der Verarbeitung zur Herstellung der Zusammensetzung über seinen Schmelzpunkt hinaus erhitzt wird.
Verfahren zur Herstellung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, das folgende Schritte umfasst: (a) Kombinieren eines wasserunlöslichen Polymers und eines Kanalbildungsmittels, wobei das Polymer und das Mittel wechselseitig nicht löslich sind, (b) Mischen des Polymers und des Mittels, (c) Erhitzen der aus dem Polymer und dem Mittel bestehenden Mischung über den Schmelzpunkt des Mittels, (d) Hinzugeben eines Freisetzungsmaterials, (e) Mischen der Komponenten aus Schritt (d), und (f) Abkühlen der Zusammensetzung.