DK151212B - Fremgangsmaade til fremstilling af semipermeable mikrokapsler - Google Patents
Fremgangsmaade til fremstilling af semipermeable mikrokapsler Download PDFInfo
- Publication number
- DK151212B DK151212B DK329179AA DK329179A DK151212B DK 151212 B DK151212 B DK 151212B DK 329179A A DK329179A A DK 329179AA DK 329179 A DK329179 A DK 329179A DK 151212 B DK151212 B DK 151212B
- Authority
- DK
- Denmark
- Prior art keywords
- monomer
- continuous phase
- phase
- process according
- affinity
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/536—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase
- G01N33/537—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase with separation of immune complex from unbound antigen or antibody
- G01N33/5375—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase with separation of immune complex from unbound antigen or antibody by changing the physical or chemical properties of the medium or immunochemicals, e.g. temperature, density, pH, partitioning
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
- A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
- A61K9/5005—Wall or coating material
- A61K9/5021—Organic macromolecular compounds
- A61K9/5031—Organic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, poly(lactide-co-glycolide)
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
- A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
- A61K9/5089—Processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
- B01J13/06—Making microcapsules or microballoons by phase separation
- B01J13/14—Polymerisation; cross-linking
- B01J13/16—Interfacial polymerisation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/53—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
- G01N33/536—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase
- G01N33/537—Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with immune complex formed in liquid phase with separation of immune complex from unbound antigen or antibody
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
- G01N33/74—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving hormones or other non-cytokine intercellular protein regulatory factors such as growth factors, including receptors to hormones and growth factors
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Hematology (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Endocrinology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
i 151212
Den foreliggende opfindelse angår en indkapslingsfremgangsmåde, navnlig en fremgangsmåde til fremstilling af semipermeable mikro-kapsler.
I norsk patentskrift nr. 147.883 (parallel til dansk patentansøgning 5 nr. 4455/76) er beskrevet en ny teknik til indkapsling af kemisk aktive materialer i mi krokapsler, hvis ensartethed med hensyn til struktur og permeabilitet reguleres på forbedret måde, så at relativt lavmolekylære stoffer, som det indkapslede stof kan omsættes med, kan diffundere gennem kapselmembranerne og alligevel forhindre 10 passage af det indkapslede stof. Den dér beskrevne teknik muliggør, foruden at tilvejebringe en forbedret grad af regulering i forhold til kapselmembranernes permeabilitet, tillige indkapsling af let denaturerede stoffer, f.eks. enzymer og forskellige antistoffer, således, at de bliver biokemisk operative. Denne mikroindkapslingsmetode udgør en 15 forbedring i forhold til den velkendte grænsefladepolymerisationsteknik, som udnytter en emulsions grænseflade som reaktionszone, i hvilken den første monomer, der er solubiliseret i den diskontinuerlige fase, danner en polymermembran med en anden, komplementær monomer, der er opløst i den kontinuerlige fase. Ved den i det nævn-20 te norske patentskrift beskrevne metode er det imidlertid nødvendigt at isolere de i et første trin vundne rå kapsler og derefter resus-pendere dem i et andet hydrofobt opløsningsmiddel, i hvilket den første monomer er meget lidt opløselig. Når der til suspensionen sættes mere af den anden monomer, optræder der yderligere polyme-25 risation, fortrinsvis inden for det af den første polymerisation dannede netværk. Selv om denne teknik førte til forbedrede kapselmembraner, har den en arbejdskrævende, to-trinsproces, som ikke var velegnet til anvendelse i industriel målestok.
Der er nu fundet en betydeligt bedre mikroindkapslingsteknik, der 30 kan anvendes til indkapsling af praktisk talt ethvert kernemateriale i membraner, som har en øvre grænse for permeabilitet i et udvalgt område, ved hvilken teknik det er muligt in situ at ændre polariteten i den kontinuerlige fase, dvs. to-trinsprocessen bliver overflødig. Permeabiliteten for mikrokapslerne bestemmes under dannelsen af 35 membranerne ved at regulere visse parametre ved grænsefladepoly- 2 151212 merisation. Kort sagt opløses en første, hydrofil monomer, der er i stand til at danne en copolymer ved polykondensation eller polyaddi-tlon s reaktion med en anden, hydrofob, komplementær monomer, i vand sammen med det materiale (hvis der er noget), der skal indkapsles, 5 og opløsningen emulgeres i et hydrofobt opløsningsmiddel. Når en portion af den komplementære monomer opløses i den kontinuerlige fase af emulsionen, begynder membrandannelsen, efterhånden som grænsefladepolymerisationen finder sted rundt om dråberne i den diskontinuerlige fase.
10 Ifølge opfindelsen lades polymerisationsreaktionen kun fortsætte, indtil der er dannet makroporøse, dårligt dannede kapselmembraner, og i et andet trin varieres den kontinuerlige fases affinitet til den første monomer indeholdt i den diskontinuerlige fases dråber ved ændring af polariteten i den kontinuerlige fase på en sådan måde, at der indtræ-15 der yderligere polymerisation, fortrinsvis inden for de makroporøse kapselmembraner, eller i et andet, ydre lag. Til slut afsluttes polymerisationen, når der er fremstillet mikrokapsler med den ønskede øvre grænse for permeabilitet. Teknikken med hensyn til at variere affiniteten til den kontinuerlige fase for de monomere, der er opløst i 20 den diskontinuerlige fases dråber, gør det muligt at udvirke en form for styring af tykkelsen i grænsefladen og således af polymerdannelsens position. Endvidere bliver det muligt at reducere sidereaktioner mellem i den kontinuerlige fase solubiliserede monomere, f.eks. disy-rechlorider, og vand i den diskontinuerlige fase. Da den tidligere 25 nødvendige to-trinsproces ikke mere er nødvendig, undgås tillige tab af opløsningsmidler ved det mellemliggende isolationstrin.
Ved én udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen har den kontinuerlige fase i begyndelsen relativt høj affinitet til den indkapslede monomer, så at der produceres et relativt tykt polymernetværk 30 rundt om dråberne på de steder, hvor monomerene mødes. I et andet trin af polymerisationen ændres den kontinuerlige fase på en sådan måde, at den får lav affinitet til den første monomer, hvilket resulterer i udfældning af polymer, fortrinsvis inde i tomrummene i de rå kapsler. Ved en foretrukken udførelsesform har den kontinuerlige 35 fase i det første trin lav affinitet over for den indkapslede monomer, 3 151212 så at der fremstilles en tynd polymermembran ved grænsefladen, og i det andet trin ændres den kontinuerlige fase således, at den får relativt høj affinitet over for den første monomer. Således trækkes yderligere mængder af den første monomer igennem de i starten 5 dannede membraner og gøres tilgængelige for omsætning med yderligere mængder af den anden monomer. I begge udførelsesformer kan den øvre permeabilitetsgrænse varieres med forbedret præcision ved regulering af varigheden af første og andet trins reaktioner, polariteten i den kontinuerlige fase, monomerenes koncentration og ved at 10 inkludere små mængder, f.eks. 0 - 5%, af et polyfunktionelt tværbindingsstof med en af monomerene.
Den komplementære monomer, der er opløselig i den kontinuerlige fase, tilsættes fortrinsvis i portioner i løbet af reaktionen. Dette medfører, at der bliver færre sidereaktioner mellem vand fra dråbe-15 fasen og den hydrofobe monomer, som slutter polymerkædedannelsen.
To teknikker til at variere den kontinuerlige fases affinitet til de indkapslede monomere er blevet anvendt med held. Som angivet i USA patentskrift nr. 4.324.683 kan de delvis dannede første trins-mi-krokapsler skilles fra to-fasesystemet og gensuspenderes i en frisk, 20 kontinuerlig fase af et opløsningsmiddel eller et opløsningsmiddelsystem, der har en polaritet, som er forskellig fra den oprindeligt anvendte kontinuerlige fase.
Ifølge opfindelsen anvendes et med den kontinuerlige fase blandbart opløsningsmiddel for at fortynde den oprindelige kontinuerlige fase for 25 at variere dennes nettopolaritet. Hvis det materiale, der søges indkapslet, let denatureres, hvis det f.eks. er et antistof eller et enzym, reguleres den diskontinuerlige fases pH-værdi på en sådan måde, at det labile materiale bibeholder meget af sin biologiske aktivitet. Således kan en pufret opløsning, der har en pH-værdi, som er 30 egnet til opretholdelse af antistoffet, ofte inklusive en stabiliserende bærer, f.eks. polyvinylpyrrolidon, albumin eller dextran, anvendes som den diskontinuerlige dråbefase.
4 151212
Ved en foretrukken fremgangsmåde ifølge opfindelsen fremstilles polyamidmi krokapsler ud fra en hydrofil monomer omfattende en poly-funktionel amin og en hydrofob polymer omfattende et difunktionelt syrehalogenid. Aminen kan omfatte en difunktionel monomer blandet 5 med 0 - 50% af en polyfunktionel tværbinder, f.eks. tetraethylen-pentamin, selv om der med succes er blevet fremstillet mikrokapsler kun indeholdende pentaminer. Det kan generelt anføres, at jo højere koncentration af polyfunktionel amin, der anvendes i den vandige diskontinuerlige fase, jo lavere bliver permeabilitetsgrænsen. Fore-10 trukne aminer omfatter 1,6-hexandiamin, 2,5-dimethylpiperazin, 1,4-butandiamin og propylendiamin. Foretrukne difunktionelle syreha-logenider omfatter terephthaloylchlorid og sebacylchlorid. Til de ovenfor anførte polymersystemer omfatter de foretrukne kontinuerlig fase-opløsningsmidler cyclohexan, fortyndet eller blandet med chloro-15 form. Rent cyclohexans affinitet over for aminerne er lav; fortynding med chloroform resulterer i et blandet opløsningsmiddel med øget affinitet over for amin.
Det er således et formål med fremgangsmåden ifølge opfindelsen at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af semipermeable mikro-20 kapsler, der kan anvendes som et chromatografisk separationsmate riale. Et andet formål er at indkapsle kemisk inaktive materialer og opererbare biologisk og kemisk aktive materialer. Yderligere formål er at tilvejebringe en fremgangsmåde til regulering af kapselmembran-permeabiliteten i forbedret grad og en fremgangsmåde, der kan prak-25 tiseres under anvendelse af et stort udvalg af monomere, som reagerer til dannelse af polymerkæder ved polykondensation eller polyad-dition.
Disse og andre formål og træk ved opfindelsen fremgår af nedenstående beskrivelse af nogle foretrukne udførelsesformer.
30 Fremgangsmåden ifølge opfindelsen indebærer en ny variation af den velkendte fremgangsmåde til mikroindkapsling, der generelt er kendt som grænsefladepolymerisation. Denne teknik udnytter et par gensidig tkke-blandbare opløsningsmidler eller opløsningsmiddelsystemer, hvoraf det ene er hydrofobt, og det andet er vand. Det materiale, der skal 5 151212 indkapsles, og en første hydrofil monomer opløses i vand, og opløsningen emulgeres til dannelse af den vandige, diskontinuerlige fase eller dråbefase. Dråbernes størrelse bestemmer størrelsen af de mi-krokapsler, der fremstilles. Emulgeringen kan udføres med en hvilken 5 som helst velkendt emulgeringsteknik, f.eks. ved anvendelse af et blandeapparatur, og udføres sædvanligvis ved hjælp af en emulgator.
Da størrelsen af den diskontinuerlige fases dråber, der fremstilles ved en hvilken som helst fremgangsmåde, og således størrelsen af de resulterende kapsler varierer inden for et specifikt område, kan ét 10 eller flere filtre anvendes til separering af for store eller for små kapsler, der er fremstillet på et vilkårligt tidspunkt, således, at forskellene i kapseldiametrene reduceres til et minimum. Med hensyn til detaljeret beskrivelse af fremgangsmåden til at variere kapselstørrelsen henvises til Artificial Cells, Thomas M.S. Chang, kapitel 2.
15 Når der er fremstillet dråber af den valgte størrelse, indføres en anden hydrofob monomer, der er opløselig i den kontinuerlige fase og i stand til at danne en polymer ved polykondensation eller polyaddi-tion med den første monomer, i suspensionen. Polymerisationen indtræffer kun ved grænsefladen til to-fasesystemet, hvor de komple-20 mentære monomere mødes. Monomere må vælges blandt dem, der udviser egnede opløselighedsegenskaber i de valgte opløsningsmidler.
Ved anvendelse af denne tidligere kendte teknik kan der kun udøves en grov regulering af kapselmembran kvaliteten, -ensartetheden og -permeabiliteten. Hvis polymerisationen derfor afsluttes på et tidligt 25 trin, når membranerne er ufuldstændigt dannet, har de resulterende mikrokapsler stærkt varierende permeabilitet og er typisk karakteriseret ved at have høj frekvens af makroporøse defekter på de steder, hvor der ikke er indtruffet polymerisation eller polymerisation i kun ringe grad. Resultatet er en mængde mikrokapsler, hvoraf mange er 30 ude af stand til at holde på selv højmolekylære materialer. Hvis på den anden side polymerisationen får lov til at forløbe, til den er færdig, fås tætte, praktisk taget uigennemtrængelige mikrokapsler.
Ifølge opfindelsen reguleres mikrokapselmembranernes permeabilitet og ensartethed i forbedret udstrækning ved at variere den kontinuerlige 6 151212 fases affinitet over for den diskontinuerlige fasemonomer under polymerisationsforløbet. Således kan grænsefladens tykkelse og mængden af den første monomer, der er tilgængelig for omsætning med den komplementære monomer i den kontinuerlige fase, reguleres på en 5 sådan måde, at der fås membraner, der har relativt ensartet permeabilitet. Det er endvidere inden for visse grænser muligt at "skræddersy" membranerne således, at de kun tillader diffusion af molekyler under en bestemt molekylvægt, generelt i området 200 - 30.000 Daltons, og er uigennemtrængelige for materialer med højere molekyl-10 vægt.
Ved en foretrukken udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen udvælges den kontinuerlige fase i det første polymerisationstrin med lav affinitet over for den første monomer. Dette fører til dannelse af en tynd membran i den snævre grænsefladezone, hvor de komple-15 mentære monomere kommer i kontakt med hinanden. I et andet trin forøges den kontinuerlige fases affinitet over for den første monomer således, at yderligere mængder monomer trænger igennem det i starten dannede membranlag, ét eller flere yderligere lag af polymer dannes rundt om det første, og ufuldkommenheder i det første lag 20 fyldes.
Ved en anden udførelsesform er den kontinuerlige fases affinitet over for den første monomer relativt høj i begyndelsen, hvilket fører til dannelse af et relativt tykt, svampeagtigt polymer-netværk. I et andet trin nedsættes den kontinuerlige fases affinitet over for den 25 første monomer således, at der indtræder yderligere polymerisation, fortrinsvis inden for strukturen af det i starten afsatte polymer-netværk, hvorved tomrummene udfyldes, hvilket fører til ensartede kapsler.
To metoder til at variere den kontinuerlige fases affinitet over for 30 den første monomer er forudset. Som angivet i norsk patentskrift nr.
147.883 kan de rå kapsler isoleres ved f.eks. afdampning af den kontinuerlige fase og vask og påfølgende resuspendering i en frisk mængde opløsningsmiddel med en anden polaritet. Yderligere polymerisation initieres så ved opløsning, i nogle tilfælde portionsvis, af 7 151212 yderligere mængder af den anden monomer i den friske, kontinuerlige fase for at gøre grænsefladepolymerisationen fuldstændig. Ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse øges den kontinuerlige fases affinitet over for den første monomer, eller den reduceres, alt 5 efter ønske, ved fortynding af den kontinuerligere fase med et opløsningsmiddel, som er blandbart med det oprindeligt anvendte opløsningsmiddel, af som progressivt varierer nettopolariteten i den kontinuerlige fase.
Af det ovenfor anførte fremgår det, at den forbedrede grad af sty-10 ring af permeabiliteten og kvaliteten af de mikrokapsler, der fremstilles ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, opnås ved at variere grænsefladens natur under grænsefladepolymerisationen, og dette gøres muligt ved regulering af polariteten i den kontinuerlige fase. Et andet vigtigt træk ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er dens 15 indbyggede evne til at overvinde virkningen af sidereaktioner mellem den anden monomer og det vand, der er til stede på grænsefladen.
Sådanne reaktioner danner monofunktionelle monomere, som for tidligt kan afslutte polymerkæder og afbryde membrandannelse. Koncentrationen af disse materialer ved grænsefladen begrænses i to-trinspro-20 cessen ifølge opfindelsen.
I et foretrukket reaktionssystem inkorporeres en polyfunktionel amin og et hydrofilt fyldmateriale med høj molekylvægt, f.eks. polyvinyl-pyrrolidon, albumin, dextran eller polyethylenglycol, i vandfasen. Fyldmaterialet tjener til at forhindre, at de endeligt dannede mikro-25 kapsler klapper sammen. Den kontinuerlige fase består i starten af et disyrehalogenid opløst i rent cyclohexan eller et opløsningsmiddelsystem, der omfatter cyclohexan blandet med en lille mængde chloroform, som begge har lav affinitet over for vandopløselige monomere.
Det andet polymerisationstrin udføres derefter i en kontinuerlig fase, 30 der omfatter et på cyclohexan baseret opløsningsmiddel, som er rigere på chloroform, som har forøget affinitet over for vandopløselige monomere. Alternativt kan den kontinuerlige fase i starten omfatte et chloroformrigt cyclohexanopløsningsmiddelsystem, og yderligere polymerisation kan udføres i et blandet opløsningsmiddel med reduceret 35 chloroformindhold. Denne fremgangsmåde resulterer i dannelse af polyamidmi krokapsler.
8 151212
En foretrukken første monomer er 1,6-hexandiamin, men der kan også anvendes andre polyfunktionelle, vandopløselige aminer. Mikrokapsler med en permeabilitetsgrænse på under ca. 1000 Daltons er fremstillet under anvendelse af tetraethylenpentamin som den hydrofile monomer.
5 Terephthaloylchlorid er en foretrukken komplementær monomer, men der kan også anvendes andre, f.eks. sebacyl- og azelainsyrehalo-genider. Det ligger inden for den foreliggende opfindelses rammer at anvende en polyfunktionel første eller anden monomer sammen med de difunktionelle monomere, så at der indtræder en vis grad af tvær-10 binding under dannelsen af membranen. Generelt medfører inkorporering af monomere, som resulterer i dannelse af tværbindinger, en nedsat membranpermeabilitet.
Det ovenfor anførte reaktionssystem er kun angivet som eksempel.
Der kan således anvendes forskellige aliphatiske, alicycliske og aro-15 matiske carbonhydrider som den ikke-polære komponent i den kontinuerlige fase, og disse kan modificeres efter ønske med blandbare organiske opløsningsmidler, der indeholder forskellige polaritetsgivende dele. Der kan anvendes petroleumsetherfraktioner blandet på egnet måde med halogenerede organiske opløsningsmidler. Generelt er 20 de eneste krav til opløsningsmiddelsystemet følgende: 1) Gensidigt ikke-blandbare opløsningsmidler eller opløsningsmiddelsystemer må anvendes til de kontinuerlige og diskontinuerlige faser; 2) de respektive opløsningsmidler skal være af en type, som ikke 25 interfererer med polymerisations reaktionen mellem de to eller flere komplementære monomere, der anvendes; og 3) der skal forekomme et opløsningsmiddel med en polaritet, der er klart forskelligt fra den, som anvendes i den kontinuerlige fase i første trins reaktion. Dette opløsningsmiddel skal være blandbart 30 med den kontinuerlige fase således, at dets polære karakter kan varieres signifikant.
9 151212
Kriterierne for udvælgelse af et polymersystem til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er følgende: 1) Den ene af de to monomere skal være hydrofil, og dens komplementære monomer skal være hydrofob; 5 2) de to monomere skal reagere spontant ved kontakt, at der dannes polymerkæder, som er uopløselige i begge faser; og 3) omsætning mellem de udvalgte monomere bør inhiberes så lidt som muligt ved nærværelsen af de opløsningsmidler, der anvendes i de respektive faser i reaktion s systemet.
10 Med hensyn til punkt 3 skal det bemærkes, at en vis grad af opløsningsmiddelinterferens, dvs. hydrolyse-sidereaktioner, er uundgåelig.
Det er imidlertid et vigtigt aspekt ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, at en vis hydrolyse af den hydrofobe monomer kan tolereres, uden at det påvirker kvaliteten af membranen i alvorlig grad. Den 15 lokale koncentration af hydrolyseret monomer kan nedsættes til et minimum ved portionsvis tilsætning af monomer til den kontinuerlige fase.
Poly kondensations reaktioner er velegnede ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, men der kan også anvendes polyadditionsreaktioner. Ved 20 omhyggelig udvælgelse af opløsningsmidler, valgt i overensstemmelse med læren i nærværende beskrivelse, så de passer til de bestemte polymersystemer og bestemte materialer, der skal indkapsles, vil fagmanden på området være i stand til at producere kapselmembraner af f.eks. polyester ud fra en polyol og et disyrehalogenid, andre 25 polyamider fra diaminer og disyrehalogenider, polyurinstof fra diaminer og diisocyanater og polysulfonamid fra et difunktionelt sulfo-nylhalogenid og en diamin. Indkapslingsprocesser under anvendelse af andre polyadditionsreaktioner, f.eks. af den type, der er beskrevet i USA patentskrift nr. 3.864.275, ligger også inden for nærværende 30 opfindelses rammer.
151212 ίο
Fremgangsmåden ifølge opfindelsen belyses nærmere ved nedenstående eksempler:
Eksempel 1.
1.5 ml af en vandig bæreropløsning omfattende polyvinylpyrrolidon,
5 albumin og 250 μΙ antisera til thyroxin blandes med 50 yl af en 0,5M
tetraethylenpentamincarbonatopløsning CpH-værdi 8,2 - 8,6 puf ret med CO2). Vandfasen sættes derefter til 15 ml cyclohexan indeholdende 3-6% "ARLACEL" (sorbitanoleat) som emulgator. 2-fase systemet emulgeres ved hjælp af en magnetisk omrørerstav, og under 10 omrøringen tilsættes en 2 ml's portion af en cyclohexan/chloroform-op-løsning i volumenforholdet 4:1 og indeholdende 0,1 mg/ml terephtahlo-ylchlorid til initiering af polymerisationen.
60 sekunder senere tilsættes yderligere 0,8 ml af terephtaloylchlo-ridopløsningen. Efter 60 sekunder yderligere tilsættes 0,5 ml rent 15 chloroform for at forøge den kontinuerlige fases affinitet til de poly-funktionelle aminer. Derefter tilsættes med 30 sekunders mellemrum yderligere 3 0,5 ml's portioner ren chloroform.
Efter en samlet reaktionstid på 4 minutter centrifugeres emulsionen forsigtigt, og den ovenstående væske kasseres. Mikrokapslerne vaskes 20 med rent cyclohexan og en 50% vandig "TWEEN"®-20-opløsning (sor-bitan-monolaurat) pufret til neutral pH-værdi med 0,3M NaHCOg.
Den ovenstående fremgangsmåde resulterer i kapsler med en tilstrækkelig permeabilitet til at tillade passage af thyroxin (molekylevægt 777 Dalton) og materialer med lavere molekylevægt, men er alligevel util-25 strækkeligt til at tillade lækage af antistof fra kapslernes indre.
Eksempel 2.
2.5 ml af en vandig bæreropløsning indeholdende polyvinylpyrrolidon, albumin, Is^CO^/NaHCOg- puffer og 0,3 ml glucose-oxidase blandes med 1,2 ml 2,5M hexandiamincarbonat (pH-værdi 8,4 - 8,6). Denne 11 151212 vandfase sættes derefter til 30 ml af et blandet opløsningsmiddel bestående af 50 dele cyclohexan, 5 dele chloroform og 3 - 5% sor-bitanoleat som emulgator. 2-fasesystemet emulgeres ved hjælp af en emulgerende røresonde.
5 Under omrøring tilsættes 2,6 ml terephthaloylchloridopløsning fra eksempel 1 til initiering af polymerisationen. Yderligere 0,8 ml aliquot af terephthaloylchloridopløsningen tilsættes 30 sekunder senere. Denne tilsætning følges af tilsætning af 4 x 5,0 ml cyclohexan med 30 sekunders mellemrum.
10 Når der ialt er gået 3,5 minutters polymerisationreaktionstid, afsluttes reaktionen, og mikrokapslerne "høstes" som angivet i eksempel 1. Glucose-oxidase bevares inde i kapslerne, medens glucose (molekylevægt =180) diffunderer gennem membranerne.
Eksempel 3.
15 En 4,0 ml's vandfase indeholdende 1,25M hexandiamincarbonat og lactat-dehydrogenase emulgeres i 20 ml rent cyclohexan indeholdende 2% ikke-ionogent overfladeaktivt middel ("Arlecel"). Under kraftig omrøring initieres membrandannelsen, efterhånden som der sættes toluendiisocyanat til emulsionen. I alt 75 μ ml diisocyanat tilsættes ved 20 hjælp af infusionspumpe i løbet 8 1/2 minut i form af en 5,0 ml aliquot af en opløsning bestående af 90% cyclohexan/10% chloroform. Den kontinuerlige fases affinitet for diaminen forøges således kontinuerligt, indtil alt det cyclohexanopløslige diisocyanat er tilsat. Systemet omrøres så i yderligere i 20 minutter. 2 minutter før isolering af kap-25 sierne reduceres membranoverfladens klæbrighed ved tilsætning af 0,6 ml 10% terepthaloylchlorid. Disse kapsler er permeable for stoffer i molekylevægtområdet under ca. 1000 Dalton.
Claims (12)
1. Fremgangsmåde til fremstilling af mikrokapsler omfattende mem-30 braner med en øvre permeabilitetsgrænse inden for et valgt område, 151212 kendetegnet ved, at der udføres følgende trin: A) dannelse af 2-fasesystem, der omfatter en hydrofob, kontinuerlig fase og diskontinuerlig fase af adskilte, vandige dråber, som indeholder en første hydrofil monomer, der er i stand til at danne en 5 polymer ved omsætningen med en anden, komplementær hydrofob monomer; B) opløsning af en portion af den nævnte anden monomer i den kontinuerlige fase for at fremkalde grænsefladepolymerisation rundt om dråberne i den diskontinuerlige fase;
2. Fremgangsmåden ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den kontinuerlige fase i 2-fasesy-stemet i trin A) har lav affinitet for den første monomer, så at der 20 produceres en tynd membran i trin B), og i trin C) forøges den kontinuerlige fases affinitet til den første monomer, og der dannes et yderligere polymerlag rundt om dråberne i diskontinuerlige fase.
3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at affiniteten i den kontinuerlige fase til 25 den første monomer forøges ved fortynding af den kontinuerlige fase med et polært opløsningsmiddel.
4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet ved, at det polære opløsningsmiddel tilsættes portions vis under polymerisations reaktionen.
5. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at i 2-fasesystemet i trin A) udvælges den kontinuerlige fase på en sådan måde, at den har relativ høj affinitet til den første monomer, så at der i trin B) dannes membraner 151212 omfattende et tykt polymernetværk, og i trin C) nedsættes affiniteten i den kontinuerlige fase for den første monomer, så at yderligere polymerisation indtræffer fortrinsvis inden for polymernetværket.
6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 5 kendetegnet ved, at et stof, som ikke er i stand til at vandre gennem de membraner, som fremstilles i trin D), inkluderes i de vandige dråber fra trin A) som et fyldmateriale.
7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, kendetegnet ved, at fyldstofmaterialet vælges af gruppen 10 bestående af polyvinylpyrrolidon, polyethylenglycol, polysaccharider og albumin.
8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den første monomer vælges af gruppen bestående af polyfunktionelle alkoholer og aminer, og den anden 15 monomer vælges af gruppen bestående af disyrehalogenider, diiso-cyanater og difunktionelle sulfonylhalogenider.
9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den første monomer vælges af gruppen bestående af 1,6-hexandiamin, tetraethylenpentamin og blandinger 20 deraf.
10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at den anden monomer vælges af gruppen bestående af terephthaloylchlorid, sebacylchlorid og blandinger deraf.
10 C) ændring af den kontinuerlige fases affinitet til den første monomer ved forandring af polariteten i den kontinuerlige fase ved fortynding med et opløsningsmiddel med anden polær karakter; D) yderligere polymerisation tillades at indtræffe ved grænsefladen til den ændrede kontinuerlige fase;
15 E) afslutning af grænsefladepolymerisationen, når der er fremstillet mikrokapsler med den valgte permeabilitet.
11. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 25 kendetegnet ved, at den første monomer er en polyfunk-tionel amln, og den anden monomer er et disyrehalogenid.
12. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den anden monomer tilsættes portionsvis under polymerisationsreaktionen.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US93117778A | 1978-08-04 | 1978-08-04 | |
US93117778 | 1978-08-04 | ||
US06/030,847 US4251387A (en) | 1979-04-17 | 1979-04-17 | Process for preparing semipermeable microcapsules |
US3084779 | 1979-04-17 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DK329179A DK329179A (da) | 1980-02-05 |
DK151212B true DK151212B (da) | 1987-11-16 |
DK151212C DK151212C (da) | 1988-04-18 |
Family
ID=26706527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DK329179A DK151212C (da) | 1978-08-04 | 1979-08-03 | Fremgangsmaade til fremstilling af semipermeable mikrokapsler |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA1144010A (da) |
CH (1) | CH648216A5 (da) |
DE (1) | DE2931651A1 (da) |
DK (1) | DK151212C (da) |
FR (1) | FR2432337A2 (da) |
IT (1) | IT1118818B (da) |
NO (1) | NO148320C (da) |
SE (1) | SE434470B (da) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003097218A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-27 | Mcmaster University | Novel composite tecto-membranes formed by interfacial reaction of crosslinked polymer microspheres with coupling agents |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO147883B (no) * | 1976-10-01 | 1983-03-21 | Damon Corp | Fremgangsmaate for innkapsling av labile biologiske materialer |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3429827A (en) * | 1962-11-23 | 1969-02-25 | Moore Business Forms Inc | Method of encapsulation |
CH453305A (fr) * | 1963-10-21 | 1968-06-14 | Pilot Pen Co Ltd | Procédé pour encapsuler de fines gouttelettes de liquides dispersées |
US3577515A (en) * | 1963-12-13 | 1971-05-04 | Pennwalt Corp | Encapsulation by interfacial polycondensation |
-
1979
- 1979-08-03 CA CA000333335A patent/CA1144010A/en not_active Expired
- 1979-08-03 DK DK329179A patent/DK151212C/da not_active IP Right Cessation
- 1979-08-03 DE DE19792931651 patent/DE2931651A1/de not_active Withdrawn
- 1979-08-03 NO NO792558A patent/NO148320C/no unknown
- 1979-08-03 FR FR7920012A patent/FR2432337A2/fr active Granted
- 1979-08-03 SE SE7906567A patent/SE434470B/sv not_active IP Right Cessation
- 1979-08-03 CH CH7173/79A patent/CH648216A5/de not_active IP Right Cessation
- 1979-08-03 IT IT68610/79A patent/IT1118818B/it active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO147883B (no) * | 1976-10-01 | 1983-03-21 | Damon Corp | Fremgangsmaate for innkapsling av labile biologiske materialer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO148320C (no) | 1983-09-21 |
SE434470B (sv) | 1984-07-30 |
NO792558L (no) | 1980-02-05 |
CA1144010A (en) | 1983-04-05 |
DK329179A (da) | 1980-02-05 |
NO148320B (no) | 1983-06-13 |
FR2432337B2 (da) | 1983-02-11 |
DE2931651A1 (de) | 1980-02-21 |
DK151212C (da) | 1988-04-18 |
FR2432337A2 (fr) | 1980-02-29 |
IT7968610A0 (it) | 1979-08-03 |
IT1118818B (it) | 1986-03-03 |
CH648216A5 (en) | 1985-03-15 |
SE7906567L (sv) | 1980-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4322311A (en) | Process for producing controlled porosity microcapsules | |
US4251387A (en) | Process for preparing semipermeable microcapsules | |
Andrianov et al. | Controlled release using ionotropic polyphosphazene hydrogels | |
US4324683A (en) | Encapsulation of labile biological material | |
US4391909A (en) | Microcapsules containing viable tissue cells | |
Arshady | Preparation of microspheres and microcapsules by interfacial polycondensation techniques | |
NO160380B (no) | Fremgangsmaate for innkapsling av et kjernemateriale, f.eks. levedyktig vev, i en membran. | |
Viswanathan et al. | Preparation of non-porous microspheres with high entrapment efficiency of proteins by a (water-in-oil)-in-oil emulsion technique | |
Yow et al. | Formation of liquid core–polymer shell microcapsules | |
CA1184518A (en) | Reversible microencapsulation | |
US4518547A (en) | Microencapsulation process | |
US4257884A (en) | Chromatography | |
EP0038173B1 (en) | Artificial red cells and a process for preparing them | |
CA2142961A1 (en) | Utilization of a transacylation reaction between an esterified polysaccharide and a polyaminated or polyhydroxylated substance for fabricating microparticles, microparticles thus obtained, methods and compositions containing th m | |
Nihant et al. | Polylactide microparticles prepared by double emulsion-evaporation: II. Effect of the poly (Lactide-co-Glycolide) composition on the stability of the primary and secondary emulsions | |
JPH0424091B2 (da) | ||
JPS59205985A (ja) | 細胞により産生される非分泌物質の回収方法 | |
GB2026976A (en) | Process for preparing semipermeable microcapsules | |
DK151212B (da) | Fremgangsmaade til fremstilling af semipermeable mikrokapsler | |
EP0129619B1 (en) | Encapsulated cells, their method of preparation and use | |
US8940394B2 (en) | Protein imprinting by means of alginate-based polymers | |
US6590096B1 (en) | Process for the production of polysaccharide beads | |
JPH02293041A (ja) | 水溶性物質内包マイクロカプセルの製法 | |
JPS6152735B2 (da) | ||
US6004571A (en) | Simulated insect eggs |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PBP | Patent lapsed |