EP2328567A2 - Continuous fiber layer comprising an active substance on the basis of bio-polymers, the use thereof, and method for the production thereof - Google Patents

Continuous fiber layer comprising an active substance on the basis of bio-polymers, the use thereof, and method for the production thereof

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EP2328567A2
EP2328567A2 EP09777749A EP09777749A EP2328567A2 EP 2328567 A2 EP2328567 A2 EP 2328567A2 EP 09777749 A EP09777749 A EP 09777749A EP 09777749 A EP09777749 A EP 09777749A EP 2328567 A2 EP2328567 A2 EP 2328567A2
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EP
European Patent Office
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protein
active ingredient
fibrous sheet
fibrous
proteins
Prior art date
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EP09777749A
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Burghard Liebmann
Evgueni Klimov
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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    • A61L2300/602Type of release, e.g. controlled, sustained, slow
    • A61L2300/604Biodegradation

Definitions

  • the invention relates to active ingredient-containing fiber fabrics based on biopolymers, comprising a fibrous, biopolymer drug carrier and at least one associated with the carrier and releasable from the fiber sheet active ingredient; active ingredient-containing formulations comprising such fiber fabrics; the use of active ingredient-containing fiber fabrics according to the invention for the production of formulations containing active ingredients; and method for producing inventive fiber sheet structures. Furthermore, the invention relates to corresponding active ingredient-free fiber fabrics and their use for the production of wound care and hygiene articles, as well as the corresponding wound care and hygiene articles themselves.
  • WO-A-2007/082936 describes the use of amphiphilic, self-assembling proteins for the formulation of sparingly water-soluble active substances by dispersing the effect substances in a protein-containing protective colloid. After mixing the sparingly water-soluble active ingredients and the amphiphilic, self-assembling proteins in a common disperse phase and subsequent phase separation in a protein- and effect-rich phase and a low-protein and low-phase phase are protein microbeads in which the poorly water-soluble drugs are encapsulated.
  • a polymer melt or a polymer solution is usually exposed to a high electric field at an edge serving as an electrode, which can be achieved, for example, by passing the polymer melt or polymer solution under low pressure through an electric field with one pole of a voltage
  • M / 49169 source-connected cannula is extruded. Due to the resulting electrostatic charging of the polymer melt or polymer solution, a material flow directed onto the counter electrode is produced, which solidifies on the way to the counterelectrode. Depending on the electrode geometries, nonwovens or so-called nonwovens or ensembles of ordered fibers are obtained with this process.
  • DE-A1-10133393 discloses a process for producing hollow fibers having an inner diameter of 1 to 100 nm, in which a solution of a water-insoluble polymer - for example a poly-L-lactide solution in dichloromethane or a polyamide-46 solution in Pyridine - electrospun.
  • a solution of a water-insoluble polymer - for example a poly-L-lactide solution in dichloromethane or a polyamide-46 solution in Pyridine - electrospun.
  • a similar method is also known from WO-A1-01 / 09414 and DE-A1-10355665.
  • DE-A1-19600162 discloses a process for the production of lawnmower wire or textile fabrics in which polyamide, polyester or polypropylene as a filament-forming polymer, a maleic anhydride-modified polyethylene / polypropylene rubber and one or more aging stabilizers are combined, melted and mixed with one another are mixed before this melt is melt-spun.
  • DE-A1-10 2004 009 887 relates to a process for producing fibers with a diameter of ⁇ 50 ⁇ m by electrostatic spinning or spraying a melt of at least one thermoplastic polymer.
  • EP-B1-0624665 and EP-A1-1088918 disclose a process for the production of fibrous structures from methylamine-formaldehyde resin and their blends with thermoplastic polymers by means of centrifugal spinning processes on a centrifuge plate.
  • WO-A-03/060099 describes various methods (including electrospinning) and apparatuses for spinning Bombyx mori silk proteins and spider silk proteins.
  • the spider silk proteins used were produced recombinantly with transgenic goats and purified from their milk and then spun.
  • WO-A-01/54667 describes the preparation of pharmaceutical compositions comprising a pharmaceutically acceptable polymeric carrier prepared by electrospinning of organic polymers, such as in particular polyethylene oxide, wherein the carrier contains a pharmaceutical agent.
  • WO 04/014304 describes corresponding pharmaceutical compositions with polymeric carriers obtained by electrospinning of polyacrylates, polymethacrylates, polyvinylpyrrolidoles or polyvinylpyrrolidone or polyvinylpyrrolidone-polyvinyl acetate copolymers.
  • WO-A-2007/082936 describes the formulation of sparingly water-soluble effect substances with the aid of amphiphilic, self-assembling proteins.
  • so-called protein microbeads are formed by induced phase separation processes.
  • an efficient formulation of water-soluble active ingredients is not possible with this method.
  • M / 49169 formulated drug such as mechanical stability, toxic safety, biocompatibility, high drug bioavailability.
  • the active ingredients formulated by known methods are often present in crystalline form, which significantly reduces their bioavailability.
  • the continuous, delayed, targeted release of the active compounds over long periods represents a particular challenge in the preparation of a suitable formulation.
  • cough and expectorant agents such as Guaiacol glyceryl ether
  • Fibrous sheets comprising a fibrous polymeric knitted fabric M / 49169 carrier and a releasable agent associated with the carrier, wherein the carrier comprises at least one biopolymer as the polymer component.
  • Spider silk protein sheets fibers
  • GGE encapsulated drug guaiacol glyceryl ether
  • FIG. 3 shows the release of the active ingredient GGE from a C16 spider silk protein powder obtained by electrospinning and compressed into tablets.
  • Figure 4 shows the release of the active GGE from commercially available tablets of Mucinex ® brand (company Adams Respiratory Therapeutics);
  • FIG. 6 shows crystallinity studies (WAXS in transmission) of the active ingredient clotrimazole in the electrospun-derived C16-spider silk protein formulations in comparison to clotrimazole pure substance;
  • Spider silk protein sheets (fibers) with the encapsulated agent metazachlor Spider silk protein sheets (fibers) with the encapsulated agent metazachlor.
  • FIG. 9 Crystallinity studies (WAXS in transmission) of the active ingredient metazachlor in the C16 spider silk protein formulations obtained by electrospinning in comparison to metazachlor pure substance.
  • M / 49169 13 shows the release of the active ingredient Uvinul A + from a C16 spider silk protein formulation obtained by electrospinning in potassium phosphate buffer (control) and in protolytically active proteinase K solution.
  • Fig. 14 Light and electron microscopic (SEM) images of (A) R16 protein sheets (fibers) and (B) S16 protein sheets (fibers).
  • FIG. 16 Crystallinity studies (WAXS in transmission) of the active ingredient UvinulA + in the electrospun-derived R16 protein nonwoven fabric (A) and S16 protein nonwoven fabric (B) in comparison to Uvinul A + pure substance.
  • FIG. 17 shows the release of the active ingredient Uvinul A + from an electrospun-derived R16 protein nonwoven fabric (A) and S16 protein nonwoven fabric (B) in potassium phosphate buffer (control) and in proteolytically active proteinase K solution.
  • a “carrier polymer” is understood to mean biopolymers or their mixtures, or mixtures of at least one synthetic polymer and one biopolymer, the carrier polymer having the ability to enter into noncovalent interactions with the active substance (s) to be formulated or particulate To enclose (carry) active ingredients (dispersed or crystalline) or adsorb.
  • non-covalent interaction is any type of bond known to those skilled in the art, with no formation of covalent bonds between the active agent and the carrier polymer, by way of example but not limited to: hydrogen bonding; Complex formation, ion interaction.
  • an “active agent” or “effect substance” is understood to mean synthetic or natural, low molecular weight substances having hydrophilic, lipophilic or amphiphilic properties which can be used in the agrochemical, pharmaceutical, cosmetic or food and animal feed industries, as well as biological active macromolecules can be embedded in or adsorbed to a fibrous sheet according to the invention, such as peptides (such as oligopeptides having 2 to 10 amino acid residues and polypeptides having more than 10, such as 11 to 100 amino acid residues) and enzymes and single or double-stranded nucleic acid molecules (such as oligonucleotides with 2 bis 50 nucleic acid tests and polynucleotides with more than 50 nucleic acid residues).
  • peptides such as oligopeptides having 2 to 10 amino acid residues and polypeptides having more than 10, such as 11 to 100 amino acid residues
  • enzymes and single or double-stranded nucleic acid molecules such as oligonucleotides with 2 bis 50
  • Low molecular weight means molar masses of less than 5000, in particular less than 2000, such as 100 to 1000 grams per mole.
  • High molecular weight means molar masses of more than 5000, in particular less than 10,000, such as 10,000 to 1,000,000 grams per mole.
  • active ingredient and “effect substance” are used as a synonym.
  • fiber fabrics includes both individual polymer fibers and also the ordered or disordered one-layer or multi-layered assembly of a multiplicity of such fibers, for example fiber nonwovens or nonwoven webs.
  • An “active substance carrier” is fibrous and carries, preferably in adsorbed, non-covalently bonded form on the fiber surface and / or integrated into the fiber material, the active ingredient (s) to be processed according to the invention
  • the active ingredient can be distributed uniformly or unevenly over the fiber
  • the active ingredient may be reversibly adsorbed in amorphous, partially crystalline or crystalline form on / in the active substance carrier.
  • a "soluble" excipient is in an aqueous or organic solvent, preferably an aqueous solvent such as water or an M / 49169 Water-based solvent, in a pH range of pH 2 to 13, such as 4 to 11, partially or completely soluble.
  • an aqueous solvent such as water or an M / 49169 Water-based solvent
  • the solubility in water can vary over a wide range - ie, from good, ie, rapid and complete or substantially complete solubility, to very slow and complete or incomplete solubility.
  • aqueous polymer dispersion in the sense of the present invention denotes, also in accordance with general knowledge, a mixture of at least two mutually immiscible or substantially immiscible phases, one of the at least two phases being water, and the second at least one im
  • substantially water-insoluble polymers are in particular polymers having a solubility in water of less than 0.1% by weight, based on the total weight of the solution.
  • a “degradable" active substance carrier is present when the fiber structure is partially or completely destroyed by chemical, biological or physical processes, for example by the action of light or other radiation, solvents, chemical or biochemical oxidation, hydrolysis, proteolysis can thereby be mediated by enzymes or microorganisms, such as prokaryotes or eukaryotes, such as bacteria, yeasts, fungi.
  • miscibility of polymers is meant according to the invention that in a mixture of at least two different synthetic polymers or biopolymers one polymer can act as the other solvent, which means that a single-phase system is formed between the two different polymers Components will be present according to two different phases.
  • a “composite polymer” is understood according to the invention to mean a homogeneous or inhomogeneous mixture of at least one fiber-forming polymer component with M / 49169 at least one low molecular weight or high molecular weight additive, such as in particular a non-polymerizable additive, such as an active ingredient or effect substance according to the above definition.
  • a “processed form" of a fibrous sheet is meant that the product originally obtained in the manufacture of the fibrous sheet is further processed, for example, that the fibers are compressed or tableted, applied to another support and / or subjected to comminution to shorten the fiber length become.
  • molecular weight data for polymers are Mn or Mw values
  • a first subject of the invention relates to a medicated fibrous sheet comprising a fibrous, polymeric, soluble and / or degradable drug carrier and one or more such. 2, 3, 4 or 5, associated with the carrier, and releasable from the fibrous sheet, low molecular weight or high molecular weight agents, wherein the carrier as the polymer component one or more, such. 2, 3, 4 or 5, structurally or scaffold forming, slightly aggregating, e.g. higher molecular weight biopolymers, which may optionally be additionally chemically and / or enzymatically modified, such as e.g. by esterification, amidation, saponification, carboxylation, acetylation, acylation, hydroxylation, glycosylation and farnesylation.
  • the fiber fabric is in particular obtainable by means of a spinning process, in particular by electro-spinning of an electro-spinnable solution which comprises the at least one biopolymer and the at least one active ingredient, in particular in dissolved form.
  • the at least one active ingredient is in amorphous, partially crystalline or crystalline form.
  • the active ingredient is integrated in the carrier (embedded) and / or adsorbed thereon.
  • the biopolymer is preferably a protein, in particular an amphiphilic, self-assimilating protein.
  • amphiphilic self-assembling proteins are microbead-forming proteins.
  • amphiphilic self-assembling proteins are intrinsically unfolded proteins.
  • amphiphilic self-assembling protein is a silk protein, e.g. a spider silk protein.
  • a suitable spider silk protein is the C16 spider silk protein comprising an amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or a spinnable protein derived from said protein having a sequence identity of at least about 60%, e.g. at least about 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98 or 99%.
  • Examples of other intrinsically unfolded, amphiphilic self-assembling proteins are the R16 protein comprising an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 4 or the S16 protein comprising an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 6; or a spinnable protein derived from these proteins having a sequence identity of at least about 60%, e.g. at least about 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98 or 99%.
  • fibrous sheets are subject of the invention, wherein at least one pharmaceutical active substance is contained, such as e.g. a cough and expectorant (expectorant); in particular the active ingredient guaiacol glyceryl ether (guaifenesin, CAS number 93-14-1) or a derivative thereof.
  • a pharmaceutical active substance such as e.g. a cough and expectorant (expectorant); in particular the active ingredient guaiacol glyceryl ether (guaifenesin, CAS number 93-14-1) or a derivative thereof.
  • the invention relates to a fibrous sheet, wherein the active ingredient is a crop protection agent, or a skin and / or hair cosmetic active ingredient.
  • the invention relates to a fibrous sheet, wherein the carrier comprises at least one further polymer component which is selected from synthetic polymers, in particular synthetic homo- or copolymers.
  • the invention also relates to such fibrous sheets, wherein the polymeric support is a composite polymer which is selected from
  • M / 49169 a Mixtures of at least 2 miscible biopolymers; b. Mixtures of at least 2 immiscible biopolymers; c. Mixtures of at least one synthetic homo- or copolymer and at least one biopolymer which are miscible with each other; d. Mixtures of at least one synthetic homo- or copolymer and at least one biopolymer which are immiscible with each other.
  • the synthetic polymer component has a molecular weight (Mw) in the range of about 500 to 10,000,000, e.g. 1,000 to 1,000,000, or 10,000 to 500,000 or 25,000 to 250,000.
  • the diameter of the active ingredient carrier fibers according to the invention is about 10 nm to 100 microns, such as 50 nm to 10 microns, or 100 nm to 2 microns. Its active ingredient loading is about 0.01 to 80% by weight, e.g. about 1 to 70 wt .-% or about 10 to 50 wt .-%, each based on the solids content of the fiber sheet.
  • the fibrous sheet according to the invention is selected from polymer fibers, polymer films and polymer nonwovens.
  • Fibrous webs of the present invention may further be characterized in that carrier polymer components and actives non-covalently interact (i.e., form, in particular, form a molecular solution).
  • Another object of the invention relates to active ingredient-containing formulations, comprising a fibrous sheet as defined above in processed form, optionally in combination with at least one other formulation auxiliaries.
  • the fibrous sheet may be in comminuted or non-comminuted form therein.
  • formulations may comprise fibrous sheets in compacted (pressed) form (such as tablets or capsules), in powder form, or coated on a carrier substrate.
  • the formulations according to the invention are selected in particular from cosmetic (in particular skin and hair cosmetic), human and animal pharmaceutical, agrochemical, in particular fungicidal, herbicidal, insecticidal and other M / 49169 Crop protection formulations, formulations and food and feed additives, such as food and feed supplements.
  • Another object of the invention relates to the use of a drug-containing fibrous sheet according to the above definition for the preparation of a drug-containing formulation according to the invention; and the use of an active ingredient-containing formulation as defined above for the controlled release (release) of an active ingredient contained therein.
  • the subject matter of the invention is a process for the production of a fiber fabric according to the above definition, wherein a. at least one active ingredient mixed together with the at least one biopolymer component in a common liquid phase and b. then the embedding (adsorption) of the active substance in (on) the biopolymer fiber by means of a spinning process.
  • the procedure is such that at least one active ingredient and the polymer component are mixed in a solvent phase and spun from this mixture; or mixing at least one active ingredient and the polymer component in a mixture of at least two mutually miscible solvents, wherein active ingredients and polymers are soluble in at least one of the solvents, and spun from this mixture.
  • the invention relates to a method for producing a fibrous sheet structure, wherein the biopolymer is an amphiphilic, self-assembling protein, which is mixed with at least one active ingredient in formic acid and then spun from this mixture.
  • the spinning process used is preferably an electrospinning process or a centrifugal (rotor) spinning process.
  • the invention relates to fibrous sheet material comprising the abovementioned carrier material, which, however, is substantially free of active substances, in particular low molecular weight active compounds.
  • M / 49169 The invention furthermore relates to the use of such fibrous sheet structures for producing a formulation containing active ingredient or active ingredient-free, which is selected, for example, from cosmetic, human and animal pharmaceutical, agrochemical formulations, food and feed additives.
  • the invention relates to active ingredient-free fiber webs, comprising a fibrous, polymeric soluble and / or degradable carrier, wherein the carrier comprises as polymer component at least one biopolymer, which is optionally chemically and / or enzymatically additionally lent addition, and wherein the biopolymer is an amphiphilic, self-assembling Protein, is .; and wherein the biopolymer is in particular a silk protein selected from the R16 protein comprising an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 4, and the S16 protein comprising an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 6; or a spinnable protein derived from these proteins having a sequence identity of at least about 60%.
  • the carrier comprises as polymer component at least one biopolymer, which is optionally chemically and / or enzymatically additionally lent addition, and wherein the biopolymer is an amphiphilic, self-assembling Protein, is .
  • the biopolymer is in particular a silk protein selected from the R16 protein comprising
  • the invention furthermore relates to the use of such active substance-free fibrous sheets for the production of medical wound treatment and wound care products and hygiene articles.
  • the invention also relates to wound care and wound care products made using a fibrous sheet of the invention, such as e.g. Wound dressings, plasters, tamponades, wound adhesives, bandages, dressings.
  • wound materials of the present invention can be used to superficially cover minor wounds such as lacerations or major wounds such as diabetic wounds, ulcers such as pressure sores, surgical wounds, burns, eczema, and the like.
  • products according to the invention can be used in the treatment of bleeding or non-bleeding wounds or injuries in the area of the skin, eyes, ears, nose, oral cavity, teeth, as well as in the interior of the body, such as surgery in the intestinal region (stomach, intestine, Liver, kidneys, urinary tract), thorax (heart, lungs), genital area, skull, musculature; in the treatment and aftercare of wounds related to the transplantation of tissues, vessels or organs.
  • intestinal region stomach, intestine, Liver, kidneys, urinary tract
  • thorax heart, lungs
  • genital area skull, musculature
  • the invention also relates to hygiene articles, produced using a fibrous sheet according to the invention, as are commonly used in the personal care field, such as diapers, incontinence products, panty liners, M / 49169 Sanitary napkins, tampons, pads for skin and facial care, wipes and the like.
  • carrier structures Basically suitable for the formation of carrier structures according to the invention are those biopolymers which have the ability to form scaffold structures and / or to easily aggregate. Usually this requires a high molecular weight, which can lead to the subsequent intermolecular entanglement of the molecular chains. However, intramolecular, non-covalent interactions, such as hydrogen bonds or hydrophobic interactions, may also be involved in the formation of the support structures according to the invention.
  • Nonlimiting examples include: cellulose, cellulose ethers such as e.g. Methylcellulose (degree of substitution 3 - 40%), ethylcellulose, butylcellulose, hydroxymethylcelluloses; hydroxyethylcelluloses; Hydroxypropylcelluloses, isopropylcellulose, cellulose esters, e.g. Cellulose acetate, bacterial celluloses, starches, modified starches, e.g. Methyl ether starch, gum arabic, chitin, shellac, gelatin, chitosan, pectin, casein, alginate, as well as copolymers and block copolymers of the monomers of the above-mentioned. Links.; and nucleic acid molecules.
  • biopolymers are amphiphilic, self-assembling proteins.
  • Amphiphilic, self-assembling proteins consist of polypeptides composed of amino acids, in particular of the 20 naturally occurring amino acids.
  • the amino acids may also be modified, for example, acetylated, glycosylated, farnesylated.
  • proteins which can be used according to the invention make it possible for certain proteins which can be used according to the invention to take up relatively high molecular weight structures and thus to permanently encapsulate active substances.
  • These amphiphilic, self-assembling proteins are suitable as formulation auxiliaries primarily for poorly water-soluble, hydrophobic active ingredients. Due to their amphiphilic molecular character, these proteins interact strongly with hydrophobic drugs and can stabilize them in aqueous solutions. Subsequent phase separation processes can be used to encapsulate the hydrophobic drugs in a protein matrix. The interaction of
  • M / 49169 ⁇ amphiphilic, self-assembling proteins with more water-soluble drugs is significantly weaker, which is why induced phase separation processes from aqueous solution, for example by adding lyotropic salts do not lead to the effective encapsulation of water-soluble drugs such as microbeads.
  • Spinning processes can be used to produce relatively high molecular weight protein structures such as protein sheets (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) from aqueous solutions or organic solvents in which amphiphilic, self-assimilating proteins and water-soluble active substances are dissolved or dispersed. Also, not or poorly water-soluble drugs can be encapsulated.
  • the protein-rich and active-substance-rich phases produced in this process can later be cured and separated off as protein-stable protein structures containing mechanically stable active ingredient and optionally dried and processed into tablets or capsules.
  • Suitable amphiphilic, self-assembling proteins for the formulation of both water-soluble and sparingly water-soluble effect substances are those proteins which can form protein microbeads. Protein microbeads have a globular shape with an average particle diameter of 0.1 to 100, in particular of
  • Protein microbeads can preferably be prepared by the process described below:
  • the protein is dissolved in a first solvent.
  • a solvent for example, aqueous salt solutions can be used.
  • highly concentrated salt solutions with a concentration greater than 2, in particular greater than 4 and particularly preferably greater than 5 molar, whose ions have more pronounced chaotropic properties than sodium and chloride ions.
  • An example of such a saline solution is 6 M guanidinium thiocyanate or 9 M lithium bromide.
  • organic solvents can be used to dissolve the proteins.
  • fluorinated alcohols or cyclic hydrocarbons or organic acids are suitable. Examples are hexafluoroisopropanol, cyclohexane and formic acid.
  • the preparation of the protein microbeads can be carried out in the solvents described. Alternatively, this solvent can be replaced by another solvent, for example, low-concentration salt solutions (c ⁇ 0.5 M) by dialysis or dilution.
  • the final concentration of the dissolved protein should be between 0.1-100 mg / ml be.
  • the temperature at which the process is carried out is usually 0-80, preferably 5-50 and particularly preferably 10 40 0 C.
  • aqueous solutions may also be mixed with a buffer, preferably in the range of pH 4-10, particularly preferably 5-9, very particularly preferably 6-8.5.
  • Addition of an additive induces phase separation. This results in a protein-rich phase emulsified in the mixture of solvent and additive. Due to surface effects, emulsified protein-rich droplets take on a round shape.
  • the average diameter of the protein microbeads can be adjusted to values between 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • an additive it is possible to use all substances which, on the one hand, are miscible with the first solvent and, on the other hand, induce the formation of a protein-rich phase.
  • organic substances having a lower polarity than the solvent e.g. Toluene.
  • salts can be used as an additive whose ions have more pronounced cosmotropic properties than sodium and chloride ions (e.g., ammonium sulfate, potassium phosphate).
  • the final concentration of the additive should be between 1% and 50% by weight, based on the protein solution, depending on the type of additive.
  • the protein-rich droplets are fixed by curing, whereby the round shape is retained.
  • the fixation is based on the formation of strong intermolecular interactions.
  • the nature of the interactions may be non-covalent, eg by the formation of intermolecular ⁇ -sheet crystals or covalent, eg by chemical crosslinking.
  • the curing can be carried out by the additive and / or by the addition of another suitable substance.
  • the curing takes place at temperatures between 0 and 80 ° C, preferably between 5 and 60 0 C.
  • a chemical cross-linker is understood to mean a molecule in which at least two chemically reactive groups are connected to one another via a linker. Examples of these are sulfhydryl-reactive groups (e.g., maleimides, pydridyl disulfides, ⁇ -
  • Haloacetyls vinylsulfones, sulfatoalkylsulfones (preferably sulfatoethylsulfones)), amine-reactive groups (eg succinimidyl esters, carbodiimde, hydroxymethylphosphine, imidoesters, PFP esters, aldehydes, isothiocyanates etc.), carboxy-reactive groups (eg amines, etc.), hydroxyl reactive groups (eg, isocyanates, etc.), unselective groups (eg, aryl azides, etc.), and photoactivatable groups (eg, perfluorophenyl azide, etc.). These reactive groups can form covalent linkages with amine, thiol, carboxyl or hydroxyl groups present in proteins.
  • amine-reactive groups eg succinimidyl esters, carbodiimde, hydroxymethylphosphine, imidoesters, PFP esters, aldehy
  • the stabilized microbeads are washed with a suitable further solvent, e.g. Water and then dried by methods known to those skilled in the art, e.g. by lyophilization, contact drying or spray drying.
  • a suitable further solvent e.g. Water
  • the success of the sphere formation is checked by scanning electron microscopy.
  • Proteins that are predominantly intrinsically unfolded in aqueous solution are suitable for the production of protein microbeads.
  • this condition may be calculated using an algorithm that underlies the lUpred program (http://iupred.enzim.hu/index.html; The Pairwise Energy Content Estimated from Amino Acid Composition Discriminates between Folded and Intrinsically Unstructured Proteins; Zsuzsanna Dosztanyi Veronika Csizm ⁇ k, Peter Tompa and Istvan Simon, J. Mol. Biol. (2005) 347, 827-839).
  • a predominantly intrinsically unfolded state is assumed when a value> 0.5 is calculated for over 50% of the amino acid residues according to this algorithm (prediction type: long disorder).
  • silk proteins are suitable proteins for the formulation of active ingredients by means of spinning processes. According to the invention, this refers below to those proteins which contain highly repetitive amino acid sequences and are stored in the animal in a liquid form and whose secretion by shearing or spinning results in fibers (Craig, CL (1997) Evolution of arthropod silks., Annu., Rev. Entomol 42: 231-67).
  • Particularly suitable proteins for the formulation of active substances by means of spinning processes are spider silk proteins, which could be isolated from spiders in their original form.
  • M / 49169 Especially suitable proteins are silk proteins which could be isolated from the "major ampullate" gland of spiders.
  • Preferred silk proteins are ADF3 and ADF4 from the "major ampullate" gland of Araneus diadematus (Guerette et al., Science 272, 5258: 112-5 (1996)).
  • suitable proteins for the formulation of active substances by means of spinning processes are natural or synthetic proteins which are derived from natural silk proteins and which have been prepared hologrologically in prokaryotic or eukaryotic expression systems using genetic engineering methods.
  • prokaryotic expression organisms are Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Corynebacterium glutamicum, etc.
  • Nonlimiting examples of eukaryotic expression organisms are yeasts such as Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris and others, filamentous fungi such as Aspergillus niger, Aspergillus oryzae and Aspergillus nidulans, Trichoderma reesei, Acremonium chrysogenum and others, mammalian cells, such as Heia cells, COS cells, CHO cells and others, insect cells, such as Sf9 cells, MEL cells and others.
  • yeasts such as Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris and others
  • filamentous fungi such as Aspergillus niger, Aspergillus oryzae and Aspergillus nidulans
  • Trichoderma reesei Acremonium chrysogenum and others
  • mammalian cells such as Heia cells, COS cells, CHO cells and others
  • insect cells such as Sf9
  • synthetic proteins which are based on repeating units of natural silk proteins.
  • synthetic repetitive silk protein sequences these may additionally contain one or more natural non-repetitive silk protein sequences (Winkler and Kaplan, J Biotechnol 74: 85-93 (2000)).
  • those synthetic spider silk proteins are also useful which are based on repeating units of natural spider silk proteins.
  • these may additionally contain one or more natural non-repetitive spider silk protein sequences.
  • C16 protein Huemmerich et al., Biochemistry, 43 (42): 13604-13612 (2004).
  • This protein has the polypeptide sequence shown in SEQ ID NO: 2.
  • functional equivalents, functional derivatives and salts of this sequence are also preferred.
  • polypeptide sequences shown in SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 6 particularly functional equivalents, functional derivatives and salts of these sequences are also preferred.
  • “functional equivalents” are in particular also understood as meaning mutants which have a different amino acid than the one specifically mentioned in at least one sequence position of the abovementioned amino acid sequences, but nevertheless possess the property of packaging effect substances or multiple amino acid additions, substitutions, deletions and / or inversions of available mutants, said changes may occur in any sequence position, as long as they lead to a mutant with the property profile according to the invention. Functional equivalence is given in particular even if the reactivity patterns between the mutant and the unchanged polypeptide match qualitatively.
  • Precursors are natural or synthetic precursors of the polypeptides with or without the desired biological activity.
  • Salts are understood as meaning both salts of carboxyl groups and acid addition salts of amino groups of the protein molecules according to the invention.
  • Sacks of carboxyl groups can be prepared in a manner known per se and include inorganic salts, such as, for example, sodium, calcium and ammonium salts. , Iron and zinc salts, and salts with organic bases, such as amines, such as triethanolamine, arginine, lysine, piperidine, etc.
  • Acid addition salts such as salts with mineral acids, such as hydrochloric acid or sulfuric acid and salts with organic acids, such as acetic acid and Oxalic acid are also the subject of the invention.
  • “Functional derivatives” of polypeptides of the invention may also be produced at functional amino acid side groups or at their N- or C-terminal end by known techniques
  • Such derivatives include, for example, aliphatic esters of carboxylic acid groups, amides of carboxylic acid groups obtainable by reaction with ammonia or with a primary or secondary amine; N-acyl derivatives of free amino groups prepared by reaction with acyl groups; or O-acyl derivatives of free hydroxy groups prepared by reaction with acyl groups.
  • homologs to the proteins / polypeptides specifically disclosed herein include “functional equivalents.” These have at least 60% such as, for example
  • identity between two sequences is meant, in particular, the identity of the residues over the respective entire sequence length, in particular the identity which is determined by comparison with the aid of the Vector NTI Suite 7.1 (Vector NTI Advance 10.3.0, Vitrogen Corp.) (or Software from Informax (USA) using Clustal
  • Formulations of active ingredients may be, e.g. using a biopolymer such as an amphiphilic self-assembling protein in a variety of ways.
  • Drugs can be packaged or encapsulated by spinning techniques into protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens).
  • the fibers and fabrics of protein-drug combinations can be prepared with all known in the art spinning process from solution or finely divided dispersion (dry spinning, wet spinning) and gel. Particularly suitable are spinning processes from the solution or a finely divided dispersion, among which particularly preferred are centrifugal spinning (rotor spinning) and electrospinning (electrostatic spinning).
  • electrospinning electrostatic spinning
  • the mass transport takes place in the form of a jet on the opposite electrode.
  • the solvent evaporates in the interelectrode space and solid of the formulation is then present as fibers on the counter electrode.
  • the spinning electrode may be nozzle or syringe based or have waist geometry. Spinning can be done in both vertical directions (bottom to top and top to bottom) and in horizontal direction.
  • centrifuge spinning rotor spinning
  • the formulation or finely divided dispersion is introduced into a field with gravitational forces.
  • the fiber raw material is placed in a container and the container is rotated, wherein the fluidized fiber raw material is discharged by centripetal or centrifugal forces from the container in the form of fibers.
  • the fibers can then be removed by gas flow and combined to form sheets.
  • the formulation of the active ingredients may be by inclusion in protein sheets made by the methods of the invention (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens). This process involves two steps. In the first step, a spinning solution of active ingredient and biopolymer, e.g. amphiphilic self-assembling protein prepared by mixing the components in a common phase. For this, the active ingredient and the protein can pass directly through
  • Solvent or a solvent mixture are brought into solution.
  • the active substance and the protein can first be dissolved in different solvents and the solutions subsequently mixed with one another, so that in turn a common phase is formed.
  • the common phase may also be a molecular disperse phase or a colloidally disperse phase.
  • additives are water-soluble polymers or, in particular, aqueous polymer dispersions. Suitable amounts of the additives in the spinning solution are> 0.1% by weight, preferably> 0.5% by weight, particularly preferably> 1%, very particularly preferably> 5%.
  • substances may be added to the spinning solution or the protein fabrics produced therefrom (for example protein films, protein fibers, protein nonwovens) which may cause the tablets or capsules to be blown up and thus improve dispersion of the protein pellets pressed into the tablets or capsules.
  • Fabrics eg protein films, protein fibers, protein nonwovens
  • active ingredients contained therein allows.
  • colloidally disperse solutions of hydrophobic active ingredients can be prepared by diluting the active ingredient dissolved in a suitable solvent into another solvent in which this active ingredient is insoluble.
  • Suitable, water-miscible solvents are alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, fluorinated alcohols such as hexafluoropropanol and trifluoroethanol, alkanones such as acetone or sulfoxides such as dimethyl sulfoxide or formamides such as dimethylformamide or other organic solvents such as tetrahydrofuran and acetonitrile or N Methyl 2-pyrrolidone or M / 49169 Formate.
  • alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol
  • fluorinated alcohols such as hexafluoropropanol and trifluoroethanol
  • alkanones such as acetone or sulfoxides such as dimethyl sulfoxide or formamides such as dimethylformamide or other organic solvents
  • tetrahydrofuran and acetonitrile or N Methyl 2-pyrrolidone or M / 49
  • solvents and solvent mixtures in which the proteins can be dissolved.
  • suitable solvents are water or water-based buffer systems and salt solutions, fluorinated alcohols such as hexafluoroisopropanol or trifluoroethanol, ionic liquids such as 1-ethyl (3-methyl (imidezole) (EMIM) acetate, aqueous solutions of chaotropic salts such as urea Guanidium hydrochloride and guanidinium thiocyanate or organic acids such as formic acid and mixtures of these solvents with other organic solvents
  • solvents which can be mixed with the solvents for the protein include water, alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, alkanones such as acetone , Sulfoxides such as dimethylsulfoxide, formamides such as dimethylformamide, haloalkanes such as methylene chloride or other organic solvents such as tetrahydrofuran.
  • the second step in the formulation of the drugs is an assembly of the protein, inducing e.g. by evaporation of the solvent, an electric field, by shear forces or centrifugal forces, to a common solid or highly viscous, gel-like phase which subsequently hardens.
  • the active ingredient is included in the assembly form of the protein.
  • the assembled protein structures can be prepared as active ingredient-containing protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwoven fabrics) and coated on substrates such as e.g. B. microfiber webs are stored. Subsequently, the assembled protein structures can be pressed into tablets or capsules.
  • the active agent may be bound to the surface, included in the protein sheets (eg, protein films, protein fibers, protein nonwoven fabrics), or both associated with the protein sheets.
  • the binding of the active ingredient to the protein sheets produced by the methods according to the invention can be determined by the depletion of the dissolved substance assembly assembly.
  • the concentration of the active substance can be measured by a quantitative analysis of its properties.
  • the binding of light-absorbing active substances can be analyzed by photometric methods.
  • the color of the protein surfaces (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) or the decolorization of the protein and drug-poor phase of the formulation mixture are determined by measuring the absorption of a colored or light-absorbing active substance.
  • the protein sheets eg protein films, protein fibers, protein nonwovens
  • the active substance content in the solvent is determined, for example, by absorption photometry.
  • the protein assembly structure can also be degraded by means of proteolytically active enzymes, wherein the active substance contained is released and then quantified.
  • Suitable synthetic polymers are, for. B. selected from the group consisting of homo- and copolymers of aromatic vinyl compounds, homopolymers and copolymers of alkyl acrylates, homo- and copolymers of alkyl methacrylates, homopolymers and copolymers of ⁇ -olefins, homopolymers and copolymers of aliphatic dienes , Homo- and copolymers of vinyl halides, homo- and copolymers of vinyl acetates, homo- and copolymers of acrylonitriles, homopolymers and copolymers of urethanes, homopolymers and copolymers of vinyl amides and copolymers composed of two or more of the monomer units forming the abovementioned polymers.
  • Suitable carrier polymers are, in particular, polymers based on the following monomers:
  • polymers encompasses both homopolymers and copolymers Suitable copolymers include both random and alternating systems, block copolymers or graft copolymers
  • copolymers encompasses polymers which are composed of two or more different monomers or in which the incorporation of at least one monomer in the polymer chain can be realized in various ways, as is the case, for example, in the stereo block copolymers.
  • the homo- and copolymers can be miscible and immiscible.
  • polyvinyl ethers such as e.g. Polybenzyloxyethylene, polyvinyl acetals, polyvinyl esters, e.g. Polyvinyl acetate, polyoxytetramethylene, polyamides, polycarbonates, polyesters, polysiloxanes, polyurethanes, polyacrylamides, such as e.g.
  • polyethylene oxides For example, polyethylene oxides; Poly-N-vinylpyrrolidone; Maleic acids, poly (ethyleneimine), polystyrenesulfonic acid, polyacrylates, e.g. Polyphenoxyethyl acrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polydodecyl acrylate, poly (ibornyl acrylate), poly (n-butyl acrylate), poly (t-butyl acrylate), polycyclohexyl acrylate, poly (2-ethylhexyl acrylate), polyhydroxypropyl acrylate, polymethacrylates, e.g.
  • Polymethyl methacrylate poly (n-amyl methacrylate), poly (n-butyl methacrylate), polyethyl methacrylate, poly (hydroxypropyl methacrylate), polycyclohexyl methacrylate, poly (2-ethylhexyl methacrylate), polylauryl methacrylate, poly (t-butyl methacrylate), polybenzyl methacrylate, poly (ibornylmethacrylat), polyglycidyl methacrylate and polystearyl methacrylate, polystyrene, and copolymers based on styrene, eg with maleic anhydride, styrene-butadiene copolymers, methyl methacrylate-styrene copolymers, N-vinylpyrrolidone copolymers, polycaprolactones, polycaprolactams, poly (N-vinylcaprolactam).
  • poly-N-vinylpyrrolidone polymethyl methacrylate
  • acrylate-styrene copolymers polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyamide, polyester may be mentioned.
  • biodegradable polymers is intended to include all polymers which meet the definition of biodegradability given in DIN V 54900, in particular compostable polyesters.
  • biodegradability means that the polymers, such as polyesters, decompose in a reasonable and detectable time.
  • the decomposition can take place hydrolytically and / or oxidatively and be effected for the most part by the action of microorganisms, such as bacteria, yeasts, fungi and algae.
  • the biodegradability can be determined, for example, by mixing polyesters with compost and storing them for a certain period of time. According to ASTM D 5338, ASTM D 6400 and DIN V 54900, CO 2 -free air, for example, is allowed to flow through mature compost during composting and is subjected to a defined temperature program.
  • Biodegradability of the ratio of the net C0 2 release of the sample (after deduction of C02 release by the compost without sample) to the maximum CO 2 release of the sample (calculated from the carbon content of the sample) as biodegradability de - Finished.
  • Biodegradable polyester usually show after a few days of composting significant degradation phenomena such as fungal growth, crack and hole formation.
  • biodegradable polymers are biodegradable polyesters such as, for example, polylactide, polycaprolactone, polyalkylene adipate repthalates, polyhydroxyalkonates (polyhydroxybutyrate) and polylactide glycoside.
  • biodegradable polyalkylene adipate terephthalates preferably polybutylene nadipate terephthalates.
  • Suitable polyalkylene adipate terephthalates are described, for example, in DE 4 440 858 (and are commercially available, for example Ecoflex® from BASF).
  • active substances and effect substances are used synonymously. These are both water-soluble and difficult-water-soluble effect substances.
  • heavy water-soluble and hydrophobic active or effect substances are used synonymously.
  • water-soluble active ingredients are referred to below those compounds whose water solubility at 2O 0 C ⁇ 1 wt .-%, preferably ⁇ 0.5 wt .-%, more preferably ⁇ 0.25 wt .-%, most preferably ⁇ 0 , 1 wt .-% is.
  • water-soluble agents in the following are such M / 49169 Compounds whose water solubility at 20 0 C> 1 wt .-%, preferably> 10 wt .-%, particularly preferably> 40 wt .-%, most preferably> 70% by weight.
  • Suitable effect substances are dyes, in particular those mentioned in the following table:
  • Particularly advantageous dyes are the oil-soluble or oil-dispersible compounds mentioned in the following list.
  • the Color Index Numbers are taken from the Rowe Color Index, 3rd Edition, Society of Dyers and Colourists, Bradford, England, 1971.
  • fatty acids in particular saturated fatty acids, which carry an alkyl branching, particularly preferably branched eicosanoic acids, such as 18-methyl-eicosanoic acid.
  • carotinoids are to be understood as meaning the following compounds and their esterified or glycosylated derivatives: ⁇ -carotene, lycopene, lutein, astaxanthin, zeaxanthin, cryptoxanthin, citraaxanthin, canthaxanthin, bixin, ⁇ -apo-4-carotenal, ⁇ -apo-8 -carotinal, ⁇ -apo-8-carotenoic acid ester, neurospores, echinenone, adonirubin, violaxanthin, torulen, torularyhodine, singly or as a mixture.
  • carotenoids are ⁇ -carotene, lycopene, lutein, astaxanthin, zeaxanthin, citranaxanthin and canthaxanthin.
  • M / 49169 Further preferred effect substances are vitamins, in particular retinoids and their esters.
  • retinoids in the context of the present invention is meant vitamin A alcohol (retinol) and its derivatives such as vitamin A aldehyde (retinal), vitamin A acid (retinoic acid) and vitamin A esters (e.g., retinyl acetate, retinyl propionate and retinyl palmitate).
  • retinoic acid encompasses both all-trans retinoic acid and 13-cis retinoic acid.
  • the terms retinol and retinal preferably include the all-trans compounds.
  • the preferred retinoid used for the formulations according to the invention is all-trans-retinol, hereinafter referred to as retinol.
  • vitamins are vitamins, provitamins and vitamin precursors from groups A, B, C, E and F, in particular 3,4-didehydroretinol, ⁇ -carotene (provitamin of vitamin A), palmitic acid ester of ascorbic acid, tocopherols, in particular ⁇ - Tocopherol and its esters, eg the acetate, nicotinate, phosphate and succinate; vitamin F, which is understood as meaning essential fatty acids, especially linoleic acid, linolenic acid and arachidonic acid.
  • vitamins, provitamins and vitamin precursors from groups A, B, C, E and F in particular 3,4-didehydroretinol, ⁇ -carotene (provitamin of vitamin A), palmitic acid ester of ascorbic acid, tocopherols, in particular ⁇ - Tocopherol and its esters, eg the acetate, nicotinate, phosphate and succinate; vitamin F, which is understood
  • Further preferred effect substances are lipophilic, oil-soluble antioxidants from the group vitamin E, i. Tocopherol and its derivatives, gallic acid esters, flavonoids and carotenoids, and butylhydroxytoluene / anisole.
  • lipoic acid and suitable derivatives (salts, esters, sugars, nucleotides, nucleosides, peptides and lipids).
  • UV light protection filters organic substances capable of absorbing ultraviolet rays and absorbing the absorbed energy in the form of longer wavelength radiation, e.g. Heat, give it up again.
  • oil-soluble UV-B filters e.g. the following substances are used:
  • 3-benzylidene camphor and its derivatives e.g. 3- (4-methylbenzylidene) camphor; 4-aminobenzoic acid derivatives, preferably 2-ethylhexyl 4- (dimethylamino) benzoate, 2-octyl 4- (dimethylamino) benzoate and 4- (dimethylamino) -
  • esters of cinnamic acid preferably 4-methoxycinnamic acid 2-ethylhexyl ester, 4-propyl methoxycinnamate, isoamyl 4-methoxycinnamate, 4-isopentyl methoxycinnamate, 2-cyano-3-phenylcinnamic acid 2-ethylhexyl ester (tocylenes);
  • Esters of salicylic acid preferably 2-ethylhexyl salicylate, 4-isopropylbenzyl salicylate, homomenthyl salicylate; Derivatives of benzophenone, preferably 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-4 1 -methylbenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone; Esters of benzalmalonic acid, preferably di-2-ethylhexyl 4-methoxybenzmalonate; Triazine derivatives such as 2,4,6-trianilino (p-carbo-2'-ethyl-1 ' -hexyloxy) -1, 3,5-triazine (octyl triazone) and dioctyl butamido triazone (Uvasorb® HEB):
  • Propane-1,3-diones such as e.g. 1- (4-tert-butylphenyl) -3- (4'-methoxyphenyl) propane-1,3-dione.
  • esters of cinnamic acid preferably 4-methoxycinnamic acid 2-ethylhexyl ester, 4-methoxycinnamic acid isopentyl ester, 2-cyano-3-phenylcinnamic acid 2-ethylhexyl ester (octocrylene).
  • Typical UV-A filters are:
  • benzoylmethane such as 1- (4'-tert-butylphenyl) -3- (4'-methoxyphenyl) propane-1,3-dione, 4-tert-butyl-4'-methoxydibenzoylmethane or 1-phenyl -3- (4'-isopropylphenyl) -propane-1,3-dione;
  • Amino-hydroxy-substituted derivatives of benzophenones e.g. N, N-diethylamino-hydroxybenzoyl-n-hexylbenzoate.
  • UV-A and UV-B filters can also be used in mixtures.
  • Suitable UV filter substances are mentioned in the following table.
  • vitamin E tocopherols
  • vitamin C oil-soluble ascorbic acid derivatives
  • suitable derivatives salts, esters, sugars, nucleotides, nucleosides, peptides and lipids
  • effect substances can be used as effect substances.
  • peroxide decomposed i.
  • Compounds which are able to decompose peroxides particularly preferably lipid peroxides.
  • organic substances such as e.g. 5-pyrimidinol and 3-pyridinol derivatives and probucol.
  • the peroxide decomposers mentioned are preferably the substances described in the patent applications WO-A-02/07698 and WO-A03 / 059312, the content of which is hereby incorporated by reference, preferably the boron-containing or nitrogen-containing compounds described therein. containing compounds which can reduce peroxides or hydroperoxides to the corresponding alcohols without radical radical formation steps. Furthermore, sterically hindered amines can be used for this purpose.
  • anti-irritants which have an anti-inflammatory effect on UV-damaged skin.
  • anti-irritants which have an anti-inflammatory effect on UV-damaged skin.
  • Such substances are, for example, bisabolol, phytol and phytantriol.
  • Another group of effect substances are active substances that can be used in crop protection, for example herbicides, insecticides and fungicides.
  • insecticides indicates, but is not limited to, possible crop protection agents:
  • A.4. Growth regulators a) chitin synthesis inhibitors: benzoylureas: chlorofluorotron, cyramazine, diflubenzuron, flucycloxuron, flufenoxuron, hexaflumuron, lufenuron, novaluron, teflubenzuron, triflumuron; buprofezin, diofenolan, hexythiazox, etoxazole, clofentazine; b) ecdysone antagonists: halofenozides, methoxyfenozide, tebufenozide, azadirachtin; c) juvenoids: pyriproxyfen, methoprene, fenoxycarb; d) lipid biosynthesis inhibitors: spirodiclofen, spiromesifen, a tetronic acid derivative of formula D1,
  • Nicotine receptor agonist antagonists clothianidin, dinotefuran, thiacloprid;
  • GABA antagonists acetoprole, endosulfan, ethiprole, fipronil, vaniliprole;
  • Macrolide insecticides abamectin, emamectin, milbemectin, lepimectin, spinosad;
  • MET1 I acaricides fenazaquin, pyridaben, tebufenpyrad, tolfenpyrad;
  • MET1 II and III compound acequinocyl, fluacyrim, hydramethylnone
  • Inhibitors of oxidative phosphorylation cyhexatin, diafenthiuron, fenbutatin oxide, propargite;
  • strobilurins azoxystrobin, dimoxystrobin, enestroburin, fluoxastrobin, kresoxim-methyl, metominostrobin, picoxystrobin, pyraclostrobin, trifloxystrobin, orysastrobin, (2-chloro-5- [1- (3-methyl-benzyloxyimino) -ethyl] -benzyl) -carbamic acid methyl ester, methyl (2-chloro-5- [1- (6-methylpyridin-2-ylmethoxyimino) ethyl] benzyl) carbamate, 2- (ortho - ((2,5-dimethylphenyl-oxymethylene) phenyl) -3-methoxy-acrylic acid methyl ester; 2. carboxylic acid amides
  • Carboxylic acid anilides benalaxyl, benodanil, boscalid, carboxin, mepronil, fenfuram, fenhexamide, flutolanil, furametpyr, metalaxyl, ofurace, oxadixyl, oxycarboxine, penthiopyrad, thifluzamide, tiadinil, 4-difluoromethyl-2-methyl-thiazole-5-carboxylic acid ( 4'-bromo-biphenyl-2-yl) -amide, 4-difluoro-2-methyl-triazole-5-carboxylic acid- (4'-trifluoro-methyl-biphenyl-2-yl) -amide, 4-difluoro -2-methyl-triazole-5-carboxylic acid (4'-chloro-3'-fluoro-biphenyl-2-yl) -amide, S-difluoro-i-methyl-methyl-
  • Benzoic acid amides flumetover, fluopicolide (picobenzamide), zoxamide;
  • Other carboxamides carpropamide, diclocymet, mandipropamide, N- (2- (4- [3- (4-chloro-phenyl) -prop-2-ynyloxy] -3-methoxyphenyl) -ethyl) -2-methanesulfonylamino 3-methyl-butyramide, N- (2- (4- [3- (4-chloro-phenyl) -prop-2-ynyloxy] -3-methoxy-phenyl) -ethyl) -2-ethanesulfonyl-amino-3-methyl- butyramide; 3.
  • Azoles - Triazoles Bitertanol, Bromuconazoles, Cyproconazole, Difenoconazole, Diniconazole, Enilconazole, Epoxiconazole, Fenbuconazole, Flusilazole, Fluquinconazole, Flutria
  • - imidazoles cyazofamide, imazalil, pefurazoate, prochloraz, triflumizole; Benzimidazoles: benomyl, carbendazim, fuberidazole, thiabendazole;
  • Pyridines fluazinam, pyrifenox, 3- [5- (4-chlorophenyl) -2,3-dimethylisoxazolidin-3-yl] pyridine; Pyrimidines: bupirimate, cyprodinil, ferimzone, fenarimol, mepanipyrim, nuarimol, pyrimethanil;
  • Morpholines aldimorph, dodemorph, fenpropimorph, tridemorph;
  • Dicarboximides iprodione, procymidone, vinclozolin;
  • acibenzolar-S-methyl anilazine, captan, captafol, dazomet, diclomethine, fenoxanil, folpet, fenpropidin, famoxadone, fenamidone, octhilinone, probenazole, proquinazide, quinoxyfen, tricyclazole, 5-chloro-7- (4-methyl- piperidin-1-yl) -6- (2,4,6-trifluorophenyl) - [1, 2,4] triazolo [1,5-alpirimidine, 2-butoxy-6-iodo-3-propyl-chromene 4-one, 3- (3-bromo-6-fluoro-2-methyl-indole-1-sulfonyl) - [1,2,4] triazole-1-sulfonic acid dimethylamide;
  • Organometallic compounds fentin salts
  • Sulfur-containing heterocyclyl compounds isoprothiolanes, dithianone
  • Organophosphorus compounds edifenphos, fosetyl, fosetyl-aluminum, Iprobenfos, pyrazophos, tolclofos-methyl, phosphorous acid and their salts;
  • Organochlorine compounds thiophanates methyl, chlorothalonil, dichlofluanid, toluylfluanid, flusulfamides, phthalides, hexachlorobenzene, pencycuron, quintozene; Nitrophenyl derivatives: binapacryl, dinocap, dinobuton;
  • ALS-I inhibitors such as amidosulfuron, azimsulfuron, bensulfuron, chlorimuron, chlorosulfuron, cinosulfuron, cyclosulfamuron, ethametsulfuron, ethoxysulfuron, flazasulfuron,
  • Atraton Atrazine, Ametryne, Aciptrotne, Cyanazine, Cyanatryn, Chlorazine, Cyprazine, Desmetryne, Dimethametryne, Dipropetryn, Eglinazine, Ipazine, Mesoprazine, Methometon, Methoprotryne, Procyazine, Proglinazine, Prometon , Prometryne, Propazine, Sebuthylazine, Secbumetone, Simazine, Simeton, Simetryne, Terbumeton, Terbuthylazine and Terbutryne;
  • Protoporphyrinogen IX oxidase inhibitors such as acifluorfen, bifenox, chlomethoxyfen, chlornitrofen, ethoxyfen, fluorodifene, fluoroglycofen, fluoronitrofen, fomesafen, furyloxyfen, halosafen, lactofen, nitrofen, nitrofluorfen, oxyfluorfen, fluazolates, pyrafluids, cinidon-ethyl, flumiclorac , Flumioxazine, flumipropyne, fluthiacet, thidiazimine, oxadiazone, oxadiargyl, azafenidine, carfentrazone, sulfentrazone, pentoxazone, benzfendizone, butafenacil, pyraclonil, profluazole, flufenpyr, flupropacil, nipyra
  • Herbicides such as metflurazon, norflurazon, flufenican, diflufenican, picolinafen, beflubutamide, fluridone, flurochloridone, flurtamone, mesotrione, sulcotrione, isoxachlorotole, isoxaflutole, benzofenap, pyrazolynate, pyrazoxyfen, benzobicyclone, amitrole, cloma- zone, aclonifen, 4- (3 -trifluoromethylphenoxy) - 2- (4-trifluoromethylphenyl) pyrimidine, and 3-heterocyclyl-substituted benzoyl derivatives of the formula (see WO-A-96/26202, WO-A-97/41116, WO-A-97/41117 and WO -A-97/41118)
  • R 8 is hydrogen, halogen, C r C 5 alkyl, C 1 -C 5 -HaIOaIkVl 1 Ci-C 5 alkoxy, haloalkoxy, alkylthio CRCS, C ⁇ Cs-alkylsulfinyl or CRC-alkylsulfonyl;
  • R 13 hydrogen or C 1 -C 6 -A ⁇ yI 1 if the pH is ⁇ 8; Mitosis inhibitors such as Benfluralin, Butraline, Dinitramine, Ethalfluralin, Fluchloralin, i-Sopropalin, Methalpropalin, Nitralin, Oryzalin, Pendimethalin, Prodiamine, Profluralin, Trifluralin, Amiprofos-methyl, Butamifos, Dithiopyr, Thiazopyr, Propyzamide, Chlorthal, Carbetamide, Chlorpropham and propham;
  • Mitosis inhibitors such as Benfluralin, Butraline, Dinitramine, Ethalfluralin, Fluchloralin, i-Sopropalin, Methalpropalin, Nitralin, Oryzalin, Pendimethalin, Prodiamine, Profluralin, Trifluralin, Amiprofos-methyl, Butamifos, Dithio
  • VLCFA inhibitors such as acetochlor, alachlor, butachlor, butenachlor, delachlor, diethyl, dimethachlor, dimethenamid, dimethenamid-P, metazachlor, metolachlor, SMetolachlor, pretilachlor, propisochlor, prynachlor, terbuchlor, thenylchlorine, xylachlor, CDEA, Epronaz, Diphenamid, napropamide, naproanilide, pethoxamide, flufenacet, mefenacet, fentrazamide, anilofos, piperophos, cafenstrole, indanofan and tridiphan;
  • Herbicides such as dinofenate, dinoprop, dinosam, dinoseb, dinoterb, DNOC, etinofen and medinoterb;
  • Substances used in crop protection can also be used to combat pests (eg cockroaches, ants, termites, etc.) in urban areas (eg housing estates, home and garden areas, restaurants, parks, hotel complexes, industrial areas, etc.) and are especially suitable for these applications Group of suitable effect substances.
  • pests eg cockroaches, ants, termites, etc.
  • urban areas eg housing estates, home and garden areas, restaurants, parks, hotel complexes, industrial areas, etc.
  • active ingredients for pharmaceutical use in particular those for oral administration.
  • the method according to the invention can be applied to any desired number of active substances independently of the medical indication.
  • water-soluble active substances for pharmaceutical use, in particular those for oral administration.
  • the invention is in principle applicable to a variety of therapeutic, prophylactic or diagnostic agents, regardless of the medical indication.
  • Non-limiting examples of applicable classes of agents include anti-inflammatory agents, vasoactive agents, anti-infective agents, anesthetizing agents, growth-promoting agents.
  • Basic applicable classes of compounds are proteins, peptides, nucleic acids, mono-, di-, oligo- and polysaccharides, proteoglycans, lipids, low molecular weight synthetic or natural organic active substances, or inorganic
  • water-soluble pharmaceutical agents are, in particular cough and expectorant agents, such.
  • antibodies and other proteins used in pharmacy e.g. As enzymes or peptides, or nucleic acids.
  • the release of the active compounds from the formulations prepared by the processes according to the invention can be achieved by desorption into suitable solvents, by degradation of the biopolymer fabrics according to the invention (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) by proteases or by dissolving the biopolymer Fabrics (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) are made by suitable solvents.
  • suitable solvents for the desorption are all solvents or solvent mixtures in which the active ingredient can be dissolved.
  • Suitable proteases may be added as engineering proteases to a suspension of the biopolymer sheets of the present invention (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwoven fabrics), or naturally occurring at the desired site of action of the effector molecules, e.g.
  • Proteases of the digestive tract e.g. Gastric or intestinal proteases or proteases released by microorganisms.
  • Solvents capable of dissolving the biopolymer sheets of the present invention are e.g. fluorinated alcohols such as e.g. Hexafluori-
  • ionic liquids such as EMIM acetate, aqueous solutions of chaotropic salts such as urea, guanidinium hydrochloride and guanidinium thiocyanate or organic acids such as formic acid and mixtures of these solvents with other organic solvents.
  • chaotropic salts such as urea, guanidinium hydrochloride and guanidinium thiocyanate
  • organic acids such as formic acid and mixtures of these solvents with other organic solvents.
  • Another object of the invention is the use of the protein-containing fabrics produced using the described amphiphilic self-assembling proteins (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) for storage, transport or release of active ingredients in pharmaceutical products, cosmetic Products, crop protection products, food and feed.
  • the fabrics according to the invention furthermore serve to protect the packaged active ingredients from environmental influences, such as e.g. oxidative processes or UV radiation, or destruction by reaction with other constituents of the products or degradation by certain proteases.
  • the active ingredient may be released from the proteinaceous sheets by desorption, proteolytic degradation, targeted release, or slow release or combination of these mechanisms.
  • the proteinaceous sheets of the invention e.g., protein films, protein fibers, protein nonwoven fabrics
  • drugs formulated therewith in pharmaceutical products for oral ingestion are preferred.
  • the stability of the active substances in gastric passage can be increased because under the prevailing conditions there is no proteolytic degradation of the inventive fabrics.
  • a release of the active ingredients under standard conditions can be effected by desorption or diffusion.
  • formulation of active ingredients with the methods according to the invention using the biopolymers described, in particular amphiphilic, self-assembling proteins can furthermore lead to increased bioavailability of the active ingredients.
  • the packaging of pharmaceutical agents in protein sheets may further lead to improved uptake via the intestinal mucosa.
  • Plant M / 49169 Zen protection products can be protected from being washed out by encapsulation or embedding in protein sheets. Certain drug particle sizes which are better absorbed or resorbed or better bioavailable may be adjusted by packaging into protein sheets.
  • amphiphilic self-assembling proteins By varying the amino acid sequence of the amphiphilic self-assembling proteins described, or by fusing with additional protein or peptide sequences, it is possible to generate structures which have certain surfaces, e.g. Skin, hair, leaves, roots or intestinal or blood vessel surfaces, specifically recognize or be recognized and bound by these surfaces or the receptors contained.
  • the bioavailability of active pharmaceutical ingredients in food and feed can be increased if they are packaged in protein sheets (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) which additionally fuses or associates with proteins present, which bind to certain surface markers (eg receptors) of cells of the gastrointestinal tract (eg Mucosazellen).
  • protein sheets eg protein films, protein fibers, protein nonwovens
  • proteins present which bind to certain surface markers (eg receptors) of cells of the gastrointestinal tract (eg Mucosazellen).
  • Such proteins are e.g. the MapA protein or the collagen-binding protein CnBP from Lactobacillus reuteri (Miyoshi et al., 2006, Biosci Biotechnol.Biochem.
  • binding proteins mediate attachment of the microorganisms to cell surfaces.
  • resulting protein-containing protein sheets would be directed more targeted to appropriate sites or dwell longer at these locations, resulting in a prolonged and improved drug release and -aufnähme result ,
  • additives can be added to the spinning solution in order to later influence (eg inhibit) crystallization of the active ingredient in the fabrics or to achieve preferred application properties, such as altered bioavailability.
  • Preferred additives are, for example, ionic (cationic or anionic) and nonionic surfactants. Suitable amounts of the additives in the spinning solution are 0.01% by weight to 5% by weight.
  • substances may be added to the spinning solution or to the fabrics produced therefrom which allow the tablets or capsules to be blown up and thus improved dispersion of the biopolymer fabrics compressed into the tablets or capsules.
  • the nonwovens according to the invention can be combined with wound treatment products or personal care products known per se, ie incorporated into or applied to these.
  • Conventional wound dressings such.
  • gauze or nonwoven or Saugkompressen are usually woven or nonwoven fabric made of cotton, viscose or synthetic fibers, such as polyamide, polyethylene or polypropylene. These can be impregnated with hydrophobic fatty ointments and exhibit high absorbency, which promotes the discharge of excess wound exudate, tissue debris and bacteria.
  • Modern dressings should therefore provide an ideal moist wound environment.
  • the materials employed should be capable of taking up large amounts of moisture upon gelation, e.g. in the case of polyacrylates and alginates, hydrocolloid products based on carboxymethyl cellulose are the case or. Due to their high suction capacity, these products are primarily used for moderately to heavily nasal wounds. When drying and in the case of necrotic wounds, these requirements can stick together and it is due to the large shrinkage
  • the first layer is usually composed of a non-adherent layer (e.g., polyurethane-based foams or gauze) and a second layer having a high absorption capacity for wound exudate, e.g. Zellulosekompressen.
  • a non-adherent layer e.g., polyurethane-based foams or gauze
  • a second layer having a high absorption capacity for wound exudate e.g. Zellulosekompressen.
  • the nonwovens according to the invention are now an inexpensive, easily drapeable product which can be used as a healing-promoting textile separating layer to the wound, which allows the diffusion of oxygen and wound secretions due to their porosity, but elastically seals the wound and absorbs it during healing becomes.
  • the materials according to the invention can also be used for simpler wound care and can dispense with the use of multi-layer, cost-intensive dressings.
  • fibrous webs of the invention such as biocompatibility, ductility, non-toxicity, biological (especially proteolytic) degradability, good moisture regulation, make them suitable candidates for the manufacture of products for the treatment of chronic or non-chronic wounds and personal care.
  • Non-active or active ingredient-containing fiber fabrics produced according to the invention are particularly suitable for the production of wound care products and hygiene articles. There they can be used as such or applied to a suitable, known per se textile fabrics or polymeric support materials.
  • the device suitable for carrying out the method according to the invention for electrospinning comprises a syringe provided at its tip with a capillary nozzle connected to one pole of a voltage source for receiving the formulation according to the invention. Opposite the outlet of the capillary nozzle, a square counterelectrode connected to the other pole of the voltage source is arranged at a defined distance, which acts as a collector for the fibers formed.
  • Another possible device for carrying out the method according to the invention comprises a roller which rotates in a container with spinning solution.
  • the roller may be smooth or a physical structuring, e.g. Have needles or grooves.
  • the spinning solution gets into the strong electric field with each rotation of the roller and several streams of material are formed.
  • the counter electrode is located above the spinning electrode.
  • the fibers are applied to a carrier web, e.g. Polypropylene deposited.
  • a Nanospider Elmarco apparatus can be used.
  • the voltage is about 82 kV with an electrode distance of 18 cm.
  • Temperature is about 23 0 C and the relative humidity 35%. It becomes a M / 49169 ⁇ serrated electrode used for spinning.
  • the carrier fleece is left stationary. Alternatively, however, the carrier web can also be moved under feed in order to achieve defined thinner protein-sheet layers.
  • the protein sheets obtained from the batch eg protein films, protein fibers, protein nonwovens
  • the layer thickness of the protein sheets is determined using the Coating Thickness Gauge Millitron (company: Mahr Feinprüf, Germany).
  • Per-oral drug formulations eg, guaiacol glyceryl ether and clotrimazole (compressed to tablets)
  • were dissolved in artificial gastric juice 0.1 g NaCl, 0.16 g pepsin, 0.35 ml HCl to 50 ml, pH 1-2.
  • artificial intestinal juice dissolve 3.4 g KH 2 PO 4 in 12.5 ml water + 3.85 ml 0.2N NaOH make up to 25 ml + 0.5 g pancreatin make up to 50 ml, pH 6.8, to simulate the drug release under proteolytically active conditions in the digestive tract.
  • Control preparations (without proteases) were carried out in 5 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0), whereby only a small release of active substance should be observed under these conditions.
  • Per tablet 20 ml of the respective digestive juice or buffer were added and the batches incubated at 37 0 C and 80 rpm gently shaking. At various times, 500 ⁇ l each sample are taken for a drug quantification by means of HPLC or photometer.
  • the absorption photometric quantification after extraction with THF 3 ml supernatant + 3 ml THF + spatula tip NaCl, vigorous vortexing, 15 min. se measured, dilute if necessary
  • the release analysis was carried out by displacing defined amounts of protein-active substance with unspecific proteinase K solution.
  • the protein M / 49169 Drug sheets were incubated in 0.25-0.5% [w / v] proteinase K (Roche, Germany; dissolved in 5 mM potassium phosphate buffer) shaking at 120-150 rpm.
  • the still intact protein-drug sheets were separated by centrifugation, the supernatants with a 4-5-fold excess of THF and the drug content then determined by absorption photometry.
  • the amounts of active substance released were determined after comparison with a drug-specific calibration series.
  • C16 spider silk protein was carried out biotechnologically using plasmid-containing Escherichia coli expression strains. Design and cloning of the C16 spider silk protein (also called ADF4) are described in Hümmerich et al. (Biochemistry 43, 2004, 13604-13012). In contrast to the method described there, C16 spider silk protein was produced in E. coli strain BL21 Gold (DE3) (Stratagene). Cultivation is carried out in Techfors fermenters (Infors HAT, Switzerland) using a minimal medium and fed-batch techniques.
  • Minimal medium 2.5 g / l citric acid monohydrate 4 g / l glycerol
  • Vitamin B12 pH 6.3
  • Feed solution 790 g / l glycerol 6.9 g / l citric acid monohydrate
  • the cells were grown at 37 ° C to an OD 600 of 100, followed by induction of protein expression with 0.1 mM isopropyl ⁇ -D-1-thiogalactopyranoside (IPTG). At the end of the fermentation (8 to 12 hours after induction), the cultures were harvested. The main part of the protein was in "inclusion bodies”.
  • the pellet After sedimentation, the pellet, after disruption, contained cell debris and membrane constituents in addition to the inclusion bodies, which were removed by two washes
  • a first washing step the pellet was suspended in 2.5 volumes of Tris buffer (50 mM Tris / HCl, 0.1 % Triton X-100, pH 8.0) and then the remaining solid was sedimented by centrifugation
  • a second washing step was carried out using Tris buffer (50 mM Tris / HCl, 5 mM EDTA, pH 8.0) Once again pellet obtained after sedimentation was almost free of membrane and cell debris.
  • the purified "inclusion bodies” were dissolved in guanidinium thiocyanate (Roth, Germany), wherein per 1 g pellet (wet weight) 1, 6 g of guanidinium thiocyanate was added.
  • the "inclusion bodies” dissolved with stirring at gentle heating (5O 0 C). To separate off any non-soluble constituents, a centrifugation was then carried out. To obtain an aqueous C16 spider silk protein solution, dialysis was then carried out for 16 hours against 5 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0) (dilution factor of dialysis: 200).
  • Contaminating E. coli proteins formed aggregates on dialysis, which could be separated by centrifugation.
  • the resulting protein solution had a purity of ⁇ 95% C16 spider silk protein.
  • the resulting aqueous protein solution can either be used directly for electrospinning or further processed to protein microbeads for better shelf life.
  • the aqueous C16 spider silk protein solution is added with 0.25 volume of a 4 molar ammonium sulfate solution. Under the influence of the ammonium sulfate, the protein moieties
  • microbeads M / 49169 Nomere to spherical structures, which are referred to here as microbeads.
  • the microbeads were separated by centrifugation, washed three times with distilled water and then freeze-dried.
  • Example 2 Formulation of guaiacol glyceryl ether as effect substance by means of electrospinning
  • guaiacol glyceryl ether also guaifenesin
  • C16 spider silk protein sheets eg Protein films, protein fibers, protein nonwovens
  • C16-spider silk protein microbeads (14% [w / w]) and the active ingredient guaiacol glyceryl ether (10% [w / w]) were dissolved together in formic acid (98-100% p.a.).
  • 200 ml of formic acid were introduced into a beaker and then successively 50.4 g of C16 spider silk protein and 36 g of guaiacol glyceryl ether (from Sigma, Germany) were stirred in. After the substances were completely dissolved, the solution was made up to 360 g with formic acid (98-100%).
  • aqueous C16 spider silk protein solution (see Example 1) can also be used as the starting material base.
  • the active ingredient is then dissolved directly in the aqueous protein solution or pre-dissolved using higher concentrations of active ingredient in an alternative solvent (e.g., formic acid) and then mixed with the protein solution.
  • an alternative solvent e.g., formic acid
  • the solution of C16 spider silk protein and guaiacol glyceryl ether was spun for three hours in a Nanospider Elmarco apparatus as described above.
  • the layer thickness of the resulting protein sheets was determined using the Coating Thickness Gauge Millitron (company: Mahr Feinprüf, Germany) and was 0.01-0.2 mm.
  • Spider silk protein sheet with enclosed guaiacol glyceryl ether M / 49169 showed that they are mainly fibers with a diameter of up to 2 microns and below ( Figure 1).
  • tablets were pressed from the C16 spider silk protein sheets. In each case, 300 mg of material were pressed under vacuum and 100 bar pressure for about 10 minutes in a KBr press (company: Paul-Otto-Weber, Germany). The tablets had a diameter of about 13 mm and a thickness of about 2 mm.
  • Tab. 1 Loading densities of the C16 spider silk protein formulation (tablets) with the active ingredient guaiacol glyceryl ether.
  • Example 3 Formulation of clotrimazole as effect substance by means of electrospinning
  • the active ingredient clotrimazole was encapsulated by electrospinning in C16 spider silk protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens).
  • C16 spider silk protein microbeads (14% [w / w]) and the active ingredient guaiacol glyceryl ether (10% [w / w]) were dissolved in formic acid (98-100% p.a.). 200 ml of formic acid were placed in a beaker and then successively stirred 50.4 g of C16 spider silk protein and 36 g of clotrimazole (Sigma, Germany). After the substances were completely dissolved, the solution was made up to 360 g with formic acid.
  • water-soluble C16 spider silk protein solution (see Example 1) can also be used as starting material base.
  • the active ingredient is then dissolved directly in the aqueous protein solution or, if higher active ingredient concentrations are used, predissolved in an alternative solvent (for example formic acid) and then mixed with the protein solution.
  • an alternative solvent for example formic acid
  • Electron microscopic analysis of the C 16 spider silk protein sheets with clotrimazole thus obtained showed that they are mainly fibers with a diameter of about 50 nm up to 1 ⁇ m (FIG. 5).
  • Sheets with encapsulated drug pressed clotrimazole tablets were as described in Example 2, the tablets in artificial gastric juice, artificial intestinal juice and 5 mM potassium phosphate buffer (control) incubated.
  • the quantification of the liberated clotrimazole was due to its poor water solubility (and thus tendency to Aggre- gat Struktur in aqueous systems) after extraction of the supernatant with THF by absorption photometric determination at 262 nm.
  • the batches containing the non-proteolytically degraded C16 spider silk protein sheets were mixed with 3 ml of THF and incubated for max. 48 further shaking incubated. Subsequently, the active ingredient content was quantified by absorption photometry at 262 nm. From the final value and the previously determined intermediate values, it was possible to determine the loading density of the C16 spider silk protein formulation with the active ingredient clotrimazole. The loading density was between 27 and 33% [w / w] for all tablets examined, which resulted in an average loading density of the tablet-compressed C16 spider silk protein sheet with about 30% [w / w] clotrimazole (Table 2).
  • Tab. 2 Loading densities of the C16 spider silk protein formulation (tablets) with the active ingredient clotrimazole.
  • the active ingredient metazachlor was encapsulated by electrospinning in C16 spider silk protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens).
  • C16-spider silk protein microbeads (14% [w / w]) and the active ingredient metazachlor (10% [w / w]) were dissolved together in formic acid (98-100% p.a.).
  • 200 ml of formic acid were placed in a beaker and then successively stirred 50.4 g of C16 spider silk protein and 36 g of metazachlor. After the substances were completely dissolved, the solution was made up to 360 g with formic acid (98-100%).
  • aqueous C16 spider silk protein solution (see Example 1) can also be used as starting material base.
  • the active ingredient is then dissolved directly in the aqueous protein solution or pre-dissolved using higher concentrations of active ingredient in an alternative solvent (e.g., formic acid) and then mixed with the protein solution.
  • an alternative solvent e.g., formic acid
  • Electron microscopic analysis of the C16 spider silk protein sheets with metazachlor thus prepared showed that they are mainly fibers with a diameter of about 50 nm up to 500 nm (FIG. 8).
  • the C16 spider silk protein sheets were incubated with encapsulated metazachlor in 5 mM potassium phosphate buffer supplemented with 0.5% [w / v] proteinase K.
  • the quantification of the liberated metazachlor was carried out after separation of the still intact C16 spider silk protein sheets by extraction of the supernatant with THF and subsequent absorption photometric determination at 264 nm.
  • the active ingredient Uvinul A + was electrospun encapsulated in C16 spider silk protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens).
  • C16-spider silk protein microbeads (14% [w / w]) and the active ingredient Uvinul A + (10% [w / w]) were dissolved together in formic acid (98-100% p.a.). 200 ml of formic acid were placed in a beaker and then successively stirred 50.4 g of C16 spider silk protein and 36 g of Uvinul A +. After the substances were completely dissolved, the solution was made up to 360 g with formic acid (98-100%).
  • aqueous C16 spider silk protein solution (see Example 1) can also be used as starting material base.
  • the active ingredient is then directly in the aqueous
  • Protein solution dissolved or when using higher concentrations of active ingredient in an age M / 49169 ⁇ native solvent pre-dissolved and then mixed with the protein solution.
  • an age M / 49169 ⁇ native solvent eg, formic acid
  • the prepared C16 spider silk protein sheet was mixed with 2 ml of THF in two batches (1st batch: 7.9 mg, 2nd batch: 7.8 mg) and shaken for 1800 hours at 1800 incubated upm.
  • the Uvinul A + which was quantitatively dissolved out by the THF treatment, was subsequently determined by absorption photometry at 352 nm. It was found that in approach 1 a loading density of about 25% [w / w], in the second approach of about 26.2% [w / w] was present.
  • the C16 spider silk protein / Uvinul A + sheets were incubated in 5 mM potassium phosphate buffer supplemented with 0.25% [w / v] proteinase K.
  • the quantification of the liberated uvinul A + was carried out after separation of the still intact C16 spider silk protein sheets by extraction of the supernatant with THF and subsequent absorption photometric determination at 352 nm.
  • R16 or S16 protein microbeads were used for the preparation of spinnable R16 or S16 protein solutions. These can be prepared as described in WO 2008/155304. Alternatively, a preparation can be carried out as described in Example 1. In this case, plasmid vectors or E. coli production strains were used which contained coding DNA sequences for the R16 or S16 protein.
  • R16 protein microbeads For the preparation of a spinnable solution, R16 protein microbeads; 18% [w / w]) in formic acid (98-100% p.a.). The R16 protein was spun in a small batch to detect fiber formation. For this purpose, 0.36 g of R16 protein microbeads were dissolved in 1.64 g of formic acid, thereby filling the syringe of the spinning plant.
  • the R16 protein solution was spun using the nozzle-based electrospinning equipment.
  • the protein solution was extruded in an electric field at low pressure through a cannula connected to one pole of a voltage source. Due to the electrostatic charge of the protein solution due to the electric field, a flow of material directed at the counterelectrode, which solidified on the way to the counterelectrode and deposited on a glass slide in the form of thin fibers, resulted.
  • the S16 protein solution was spiked with the Nanospider Elmarco equipment.
  • the solution used was in a container in which a spinning electrode (roller) permanently rotated.
  • the spinning electrode in this case was an electrode based on metal wires. Part of the formulation was consistently on the surface of the wires.
  • the electric field between the roller and the counter electrode above the roller caused the formulation to form liquid jets, which then lose or solidify the solvent present on the way to the counter electrode.
  • the desired nanofiber fleece was created on a polypropylene substrate that passed between the two electrodes.
  • Microbeads of the S16 protein were dissolved 12% [w / w] in formic acid (98-100% p.a.). 200 ml of formic acid were initially introduced into a beaker for the S16 batch and then successively 40 g of S16 protein were stirred in. After the S16 protein had completely dissolved, the solution was made up to 340 g with formic acid (98-100%).
  • the S16 protein sheet had fibers with a diameter of about 100 nm up to 300 nm ( Figure 14B).
  • R16 or S16 protein sheets containing medical products eg wound dressings or patches
  • hygiene products egpes, diapers, sanitary napkins, etc.
  • R16 or S16 protein nonwovens in appropriate applications as a carrier substrate or as a carrier for the fabric to be coated Medikai- or hygiene product itself or parts or individual layers thereof are used.
  • aqueous R16 or S16 protein solutions can also be used as starting material for the production of fibers / fiber fabrics.
  • aqueous R16 or S16 protein solutions can also be used as starting material for the production of fibers / fiber fabrics.
  • water-soluble polymers for example proteins.
  • Example 7 Formulation of Uvinul A + as an effect substance in R16 and S16 protein nonwovens by means of electrospinning
  • the drug Uvinul A + was encapsulated by electrospinning into R16 or S16 protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens).
  • R16 protein microbeads (18% [w / w]) or S16 protein microbeads (12% [w / w]) and the active ingredient Uvinul A + (10% [w / w]) were prepared.
  • ) are dissolved together in formic acid (98-100% pa).
  • 200 ml of formic acid were placed in a beaker and then 61.2 g of R16 protein or 40.0 g of S16 protein and 34 g of Uvinul A + were stirred in successively. After the substances were completely dissolved, the solution was made up to 340 g with formic acid (98-100%).
  • aqueous R16 or S16 protein solutions can be used as starting material base.
  • the active ingredient is then dissolved directly in the aqueous protein solution or predissolved using higher concentrations of active ingredient in an alternative solvent (e.g., formic acid or THF) and then mixed with the protein solution.
  • an alternative solvent e.g., formic acid or THF
  • the Uvinul A + protein sheets thus produced had fiber diameters comparable to those without active ingredient (FIG. 15).
  • the release kinetics of the active ingredient from R16 or S16 protein / Uvinul A + surfaces were determined as follows. In each case 10 mg of the R16 or 5 mg of the S16 protein / Uvinul A + - sheets were incubated in 5 mM potassium phosphate buffer with 0.25% [w / v] proteinase K. For each planned sampling time one approach was put together. The batches were incubated at 37 0 C and 400 rpm (Fa. Eppendorf) in a Thermomixer incubated. The quantification of the liberated Uvinul A + was carried out at the respective times after removal of the still intact R16 or S16 protein sheets by extraction of the supernatant with THF and subsequent absorption photometric see determination at 352 nm.

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Abstract

The invention relates to continuous fiber layers comprising an active substance on the basis of bio-polymers, comprising a fibrous, bio-polymer active substance carrier, and at least one active substance associated with the carrier and releasable from the continuous fiber layer; to formulations comprising an active substance, said formulations comprising such continuous fiber layers; to the use of continuous fiber layers comprising an active substance for the production of formulations comprising an active substance; and to a method for the production of continuous fiber layers comprising an active substance. The invention further relates to corresponding continuous fiber layers comprising an active substance, and to the use thereof for the production of wound treatment and hygiene products, and to the respectively produced wound treatment and hygiene products.

Description

Wirkstoffhaltige Fasernflächengebilde auf Basis von Biopolymeren, ihre Anwendungen und Verfahren zu ihrer Herstellung Active substance-containing fiber fabrics based on biopolymers, their applications and processes for their preparation
Die Erfindung betrifft wirkstoffhaltige Faserflächengebilde auf Basis von Biopolymeren, umfassend einen faserförmigen, biopolymeren Wirkstoffträger und wenigstens einen mit dem Träger assoziierten und von dem Faserflächengebilde freisetzbaren Wirkstoff; wirkstoffhaltige Formulierungen, umfassend solche Faserflächengebilde; die Verwendung erfindungsgemäßer wirkstoffhaltiger Faserflächengebilde zur Herstellung wirk- stoffhaltiger Formulierungen; und Verfahren zur Herstellung erfindungsgemäßer Faser- flächengebilde. Weiterhin betrifft die Erfindung korrespondierende wirkstofffreie Faserflächengebilde und deren Verwendung zur Herstellung von Wundversorgungs- und Hygieneartikeln, sowie die entsprechend hergestellten Wundversorgungs- und Hygieneartikel selbst.The invention relates to active ingredient-containing fiber fabrics based on biopolymers, comprising a fibrous, biopolymer drug carrier and at least one associated with the carrier and releasable from the fiber sheet active ingredient; active ingredient-containing formulations comprising such fiber fabrics; the use of active ingredient-containing fiber fabrics according to the invention for the production of formulations containing active ingredients; and method for producing inventive fiber sheet structures. Furthermore, the invention relates to corresponding active ingredient-free fiber fabrics and their use for the production of wound care and hygiene articles, as well as the corresponding wound care and hygiene articles themselves.
Stand der Technik:State of the art:
Die WO-A-2007/082936 beschreibt die Verwendung amphiphiler, selbstassemblieren- der Proteine zur Formulierung schwer wasserlöslicher Wirkstoffe durch Dispergieren der Effektstoffe in einem proteinhaltigen Schutzkolloid. Nach Mischung der schwer wasserlöslicher Wirkstoffe und der amphiphilen, selbstassemblierenden Proteine in einer gemeinsamen dispersen Phase und anschließender Phasentrennung in eine protein- und effektstoffreiche Phase sowie eine protein- und effektstoffarme Phase liegen Protein-Microbeads vor, in welche die schwer wasserlöslichen Wirkstoffe verkapselt sind.WO-A-2007/082936 describes the use of amphiphilic, self-assembling proteins for the formulation of sparingly water-soluble active substances by dispersing the effect substances in a protein-containing protective colloid. After mixing the sparingly water-soluble active ingredients and the amphiphilic, self-assembling proteins in a common disperse phase and subsequent phase separation in a protein- and effect-rich phase and a low-protein and low-phase phase are protein microbeads in which the poorly water-soluble drugs are encapsulated.
Verschiedene Publikationen beschreiben die Herstellung von Fasern durch Spinnverfahren aus chemisch synthetisierten Polymeren und Biopolymeren sowie Proteinen.Various publications describe the production of fibers by spinning processes from chemically synthesized polymers and biopolymers as well as proteins.
Zur Herstellung von Nano- und Mesofasern sind dem Fachmann eine Vielzahl an Ver- fahren bekannt, von denen dem Elektrospinnverfahren („Electrospinning") derzeit die größte Bedeutung zukommt. Bei diesem Verfahren, welches beispielsweise von D.H. Reneker, H. D. Chun in Nanotechn. 7 (1996), Seite 216 f. beschrieben ist, wird üblicherweise eine Polymerschmelze oder eine Polymerlösung an einer als Elektrode dienenden Kante einem hohen elektrischen Feld ausgesetzt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Polymerschmelze oder Polymerlösung in einem elektrischen Feld unter geringem Druck durch eine mit einem Pol einer Spannungs-For the production of nanofibres and mesofibers, a multitude of methods are known to the person skilled in the art, of which the electrospinning method (electrospinning) is of greatest importance at present, In this method, which is described, for example, by DH Reneker, HD Chun in Nanotechn. 1996), page 216 f., A polymer melt or a polymer solution is usually exposed to a high electric field at an edge serving as an electrode, which can be achieved, for example, by passing the polymer melt or polymer solution under low pressure through an electric field with one pole of a voltage
M/49169 quelle verbundene Kanüle extrudiert wird. Aufgrund der dadurch erfolgenden elektrostatischen Aufladung der Polymerschmelze oder Polymerlösung entsteht ein auf die Gegenelektrode gerichteter Materialstrom, der sich auf dem Wege zur Gegenelektrode verfestigt. In Abhängigkeit von den Elektrodengeometrien werden mit diesem Verfah- ren Vliese bzw. so genannte Nonwovens oder Ensembles geordneter Fasern erhalten.M / 49169 source-connected cannula is extruded. Due to the resulting electrostatic charging of the polymer melt or polymer solution, a material flow directed onto the counter electrode is produced, which solidifies on the way to the counterelectrode. Depending on the electrode geometries, nonwovens or so-called nonwovens or ensembles of ordered fibers are obtained with this process.
In DE-A1 -10133393 wird ein Verfahren zur Herstellung von Hohlfasern mit einem Innendurchmesser von 1 bis 100 nm offenbart, bei dem eine Lösung eines wasserunlöslichen Polymers - beispielsweise eine Poly-L-Iactid-Lösung in Dichlormethan oder eine Polyamid-46-Lösung in Pyridin - elektroversponnen wird. Ein ähnliches Verfahren ist auch aus WO-A1-01/09414 und DE-A1 -10355665 bekannt.DE-A1-10133393 discloses a process for producing hollow fibers having an inner diameter of 1 to 100 nm, in which a solution of a water-insoluble polymer - for example a poly-L-lactide solution in dichloromethane or a polyamide-46 solution in Pyridine - electrospun. A similar method is also known from WO-A1-01 / 09414 and DE-A1-10355665.
Aus DE-A1 -19600162 ist ein Verfahren zur Herstellung von Rasenmäherdraht oder textilen Flächengebilden bekannt, bei dem Polyamid, Polyester oder Polypropylen als fadenbildendes Polymer, ein maleinsäureanhydrid-modifizierter PoIy- ethylen/Polypropylen-Kautschuk sowie ein oder mehrere Alterungsstabilisatoren zusammengegeben, aufgeschmolzen und miteinander vermischt werden, bevor diese Schmelze schmelzversponnen wird. ' DE-A1-19600162 discloses a process for the production of lawnmower wire or textile fabrics in which polyamide, polyester or polypropylene as a filament-forming polymer, a maleic anhydride-modified polyethylene / polypropylene rubber and one or more aging stabilizers are combined, melted and mixed with one another are mixed before this melt is melt-spun. '
DE-A1-10 2004 009 887 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fasern mit einem Durchmesser von < 50 μm durch elektrostatisches Verspinnen oder Versprühen einer Schmelze von mindestens einem thermoplastischen Polymeren.DE-A1-10 2004 009 887 relates to a process for producing fibers with a diameter of <50 μm by electrostatic spinning or spraying a melt of at least one thermoplastic polymer.
Durch das Elektrospinnen von Polymerschmelzen lassen sich nur Fasern mit Durch- messern größer 1 μm herstellen. Für eine Vielzahl von Anwendungen, z.B. Filtrationsanwendungen, werden jedoch Nano- und/oder Mesofasern mit einem Durchmesser von weniger als 1 μm benötigt, die sich mit den bekannten Elektrospinn- verfahren nur durch Einsatz von Polymerlösungen herstellen lassen.By electrospinning polymer melts, only fibers with diameters larger than 1 μm can be produced. For a variety of applications, e.g. Filtration applications, however, nano- and / or mesofibres are required with a diameter of less than 1 micron, which can be prepared by the known electrospinning only by using polymer solutions.
Ein weiteres geeignetes Verfahren zur Herstellung von Faservliesen ist Zentrifugenspinnen (auch Rotorspinnen genannt). In EP-B1-0624665 und EP-A1-1088918 (beide BASF Anmeldungen) wird ein Verfahren zur Herstellung von Fasergebilden aus MeI- amin-Formaldehyd-Harz und ihrer Blends mit thermoplastischen Polymeren mittels Zentrifugalspinnverfahren auf einem Schleuderteller offenbart.Another suitable method for the production of fiber webs is centrifugal spinning (also called rotor spinning). EP-B1-0624665 and EP-A1-1088918 (both BASF applications) disclose a process for the production of fibrous structures from methylamine-formaldehyde resin and their blends with thermoplastic polymers by means of centrifugal spinning processes on a centrifuge plate.
M/49169 Das Verfahren und die Einrichtung zur Herstellung von Fasern aus Schmelze unterschiedlicher Polymermaterialien mit Hilfe der Zentrifugalkräfte werden in DE-A- 102005048939 dargestellt.M / 49169 The process and apparatus for producing fibers from melt of different polymeric materials by means of centrifugal forces are shown in DE-A-102005048939.
Die Verarbeitung von Spinnenseidenproteinen der Spinne Nephila clavipes aus einer Hexafluoro-2-propanol-Lösung zu Nanofasem mittels des Elektroverspinnens wurde 1998 von Zarkoob und Reneker beschrieben (Polymer 45: 3973-3977, 2004). Spinnversuche von Bombyx mori Seide aus einer Ameisensäurelösung werden von Sukigara und Ko (Polymer 44: 5721-572, 2003) offenbart, in denen durch Variation der Elektro- spinnparameter die Fasermorphologie beeinflusst wird. Jin und Kaplan berichteten von Wasser basiertem Elektrospinning von Seide bzw. Seide/Polyethylenoxid (Biomacro- molecules 3: 1233-1239, 2002).The processing of spider silk proteins of the spider Nephila clavipes from a hexafluoro-2-propanol solution into nanofibers by electrospinning was described in 1998 by Zarkoob and Reneker (Polymer 45: 3973-3977, 2004). Spin tests of Bombyx mori silk from a formic acid solution are disclosed by Sukigara and Ko (Polymer 44: 5721-572, 2003), in which the fiber morphology is influenced by varying the electrospinning parameters. Jin and Kaplan reported water-based electrospinning of silk or silk / polyethylene oxide (Biomacro- molecules 3: 1233-1239, 2002).
Die WO-A-03/060099 beschreibt verschiedene Methoden (u.a. Elektroverspinnen) und Apparaturen zum Verspinnen von Bombyx mori Seidenproteinen und Spinnenseidenproteinen. Die verwendeten Spinnenseidenproteine wurden dabei rekombinant mit transgenen Ziegen produziert und aus deren Milch aufgereinigt sowie anschließend versponnen.WO-A-03/060099 describes various methods (including electrospinning) and apparatuses for spinning Bombyx mori silk proteins and spider silk proteins. The spider silk proteins used were produced recombinantly with transgenic goats and purified from their milk and then spun.
Die WO-A-01/54667 beschreibt die Herstellung von pharmazeutischen Zusammensetzungen, umfassend einen pharmazeutisch verträglichen polymeren Träger, hergestellt durch Elektroverspinnung von organischen Polymeren, wie insbesondere Polyethylen- oxid, wobei in den Trägern ein pharmazeutisches Agens enthalten ist. Die WO 04/014304 beschreibt entsprechende pharmazeutische Zusammensetzungen mit po- lymeren Trägern, erhalten durch Elektroverspinnung von Polyacrylaten, Polymetacryla- ten, Polyvinylpyrrolidolen oder Polyvinylpyrrolidon oder Polyvinylpyrrolidon- Polyvinylacetatcopolymeren.WO-A-01/54667 describes the preparation of pharmaceutical compositions comprising a pharmaceutically acceptable polymeric carrier prepared by electrospinning of organic polymers, such as in particular polyethylene oxide, wherein the carrier contains a pharmaceutical agent. WO 04/014304 describes corresponding pharmaceutical compositions with polymeric carriers obtained by electrospinning of polyacrylates, polymethacrylates, polyvinylpyrrolidoles or polyvinylpyrrolidone or polyvinylpyrrolidone-polyvinyl acetate copolymers.
In der WO-A-2007/082936 ist die Formulierung schwer wasserlöslicher Effektstoffe mit Hilfe von amphiphilen, selbstassemblierenden Proteinen beschrieben. Dabei werden durch induzierte Phasentrennungsprozesse sogenannte Protein-Microbeads gebildet. Eine effiziente Formulierung von wasserlöslichen Wirkstoffen ist mit diesem Verfahren jedoch nicht möglich.WO-A-2007/082936 describes the formulation of sparingly water-soluble effect substances with the aid of amphiphilic, self-assembling proteins. In this case, so-called protein microbeads are formed by induced phase separation processes. However, an efficient formulation of water-soluble active ingredients is not possible with this method.
Die bisher bekannten Verfahren zur Formulierung von Wirk- und Effektstoffen erfüllen nicht alle Anforderungen, die an einen insbesondere für pharmazeutischen EinsatzThe previously known methods for the formulation of active ingredients and effect substances do not meet all the requirements, in particular for pharmaceutical use
M/49169 formulierten Wirkstoff gestellt werden, wie mechanische Stabilität, toxische Unbedenklichkeit, Biokompatibilität, hohe Wirkstoff-Bioverfügbarkeit.M / 49169 formulated drug, such as mechanical stability, toxic safety, biocompatibility, high drug bioavailability.
Weiterhin liegen die mit bekannten Verfahren formulierten Wirkstoffe oft in kristalliner Form vor, was ihre Bioverfügbarkeit deutlich herabsetzt. Insbesondere die kontinuierliche, verzögerte, gezielte Freisetzung der Wirkstoffe über längere Zeiträume stellt eine besondere Herausforderung bei der Herstellung einer geeigneten Formulierung dar.Furthermore, the active ingredients formulated by known methods are often present in crystalline form, which significantly reduces their bioavailability. In particular, the continuous, delayed, targeted release of the active compounds over long periods represents a particular challenge in the preparation of a suitable formulation.
Außerdem ist aus dem Stand der Technik bisher noch kein Verfahren bekannt, wel- ches gleichermaßen für die Formulierung verschiedenster Wirkstoffklassen in einem polymeren Träger geeignet ist.In addition, no method is known from the prior art, which is equally suitable for the formulation of various drug classes in a polymeric carrier.
Zusammenfassung der Erfindung:Summary of the invention:
Es bestand daher die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, das die Formulierung im wesentlichen aller Wirkstoffklassen unter Verwendung geeigneter Träger als Formulierungshilfsstoff erlaubt und dabei gegebenenfalls einzelne oder mehrere der oben genannten Kriterien besser erfüllt als die aus dem Stand der Technik bekannten Verfah- ren.It is an object of the present invention to provide a process which allows the formulation of substantially all classes of active substances using suitable carriers as formulation auxiliaries and, where appropriate, better fulfills one or more of the abovementioned criteria than the processes known from the prior art.
Auf dem Gebiet der pharmazeutischen Wirkstoffe, insbesondere der Husten- und Schleimlöser der Guaiacol-Derivate gibt es Referenzprodukte, wie z.B. Tabletten der Handelsmarke Mucinex®, welche kontinuierliche, verzögerte Freisetzungsprofile, wie z.B. des Wirkstoffes Guaiacol Glyceryl Ether (auch Guaifenesin) zeigen. Allerdings wird hier eine Wirkstoff-Freisetzung nur unter Magenbedingungen erzielt. Darmbedingungen führen nicht zur Wirkstoff-Freisetzung. Es werden größtenteils chemisch synthetisierte, nicht biokompatible Polymere als Formulierungshilfsstoff genutzt, welche keinen weiteren Nutzen, z.B. eine Erhöhung der Wirkstoff-Bioverfügbarkeit durch gesteigerte Resorption, besitzen. Es stellte sich demnach die weitere Aufgabe, eine biokompatible Formulierung für husten- und schleimlösende Wirkstoffe, wie z.B. Guaiacol Glyceryl Ether, bereitzustellen, die eine kontinuierliche und verzögerte dabei aber auch proteolytisch, über im Magen-Darmtrakt vorkommende Proteasen, getriggerte Wirkstoff- Freisetzung unter den dort herrschenden Bedingungen erlaubt.In the field of pharmaceutical agents, in particular the cough and mucus solubilizers of guaiacol derivatives there are reference products, such as tablets of the trademark Mucinex ® , which show continuous, delayed release profiles, such as the active ingredient guaiacol glyceryl ether (also guaifenesin). However, an active ingredient release is achieved here only under gastric conditions. Intestinal conditions do not lead to drug release. For the most part, chemically synthesized, non-biocompatible polymers are used as formulation auxiliaries which have no further benefit, for example an increase in the active ingredient bioavailability due to increased absorption. It was therefore another object to provide a biocompatible formulation for cough and expectorant agents, such as Guaiacol glyceryl ether, which is a continuous and delayed but also proteolytic, occurring in the gastrointestinal tract proteases, triggered drug release among the allowed there prevailing conditions.
Obige Aufgaben konnten überraschenderweise durch Bereitstellung wirkstoffhaltigerThe above objects could surprisingly by providing active ingredient
Faserflächengebilde gelöst werden, umfassend einen faserförmigen polymeren Wirk- M/49169 stoffträger und einen mit dem Träger assoziierten freisetzbaren Wirkstoff, wobei der Träger als Polymerkomponente wenigstens ein Biopolymer umfasst.Fibrous sheets comprising a fibrous polymeric knitted fabric M / 49169 carrier and a releasable agent associated with the carrier, wherein the carrier comprises at least one biopolymer as the polymer component.
Insbesondere können erfindungsgemäß die natürlicherweise, z.B. im Magen-Darm- Trakt, im Boden (durch Mikroorganismen) oder auf der Haut, vorkommenden Proteasen als gezielter, steuerbarer Triggermechanismus für die kontinuierliche und verzögerte Freisetzung der Wirkstoffe aus den hier beschriebenen neuen Formulierungen genutzt werden. Weiterhin können mit den hier beschriebenen Verfahren Wirkstoff- Formulierungen hergestellt werden, in denen der Wirkstoff auch in amorpher Zustands- form oder als feste Lösung vorliegt. Diese können im Gegensatz zur kristallinen Zu- standsform eine erhöhte Wirkstoff-Bioverfügbarkeit bewirken, welche in Kombination mit den biopolymeren Formulierungshilfsstoffen, wie den amphiphilen, selbstassemb- lierenden Proteinen nochmals gesteigert werden kann.In particular, according to the invention, naturally, e.g. be used in the gastrointestinal tract, in the soil (by microorganisms) or on the skin, occurring proteases as a targeted, controllable triggering mechanism for the continuous and delayed release of the active ingredients from the new formulations described herein. Furthermore, with the methods described here, it is possible to prepare formulations of active substance in which the active ingredient is also present in an amorphous state or as a solid solution. In contrast to the crystalline state, these can bring about increased bioavailability of the active substance, which can be increased even more in combination with the biopolymer formulation auxiliaries, such as the amphiphilic, self-assimilating proteins.
Figurenbeschreibung:Brief Description:
In den beiliegenden Figuren zeigtIn the accompanying figures shows
Fig. 1 eine elektronenmikroskopische (SEM) Aufnahme von C16-1 shows an electron microscopic (SEM) image of C16
Spinnenseidenprotein-Flächengebilden (Fasern) mit eingeschlossenem Wirkstoff Guaiacol Glyceryl Ether (GGE);Spider silk protein sheets (fibers) with encapsulated drug guaiacol glyceryl ether (GGE);
Fig. 2 Kristallinitätsuntersuchungen (WAXS in Transmission) des Wirkstoffes GGE in den durch Elektrospinnen gewonnenen C16-Spinnenseidenprotein-2 crystallinity studies (WAXS in transmission) of the active ingredient GGE in the electrospun-derived C16 spider silk protein
Formulierungen im Vergleich zu den Reinsubstanzen (GGE bzw C16- Pulver);Formulations in comparison to the pure substances (GGE or C16 powder);
Fig. 3 die Freisetzung des Wirkstoffes GGE aus einer durch Elektrospinnen ge- wonnenen und zu Tabletten verpressten C16-Spinnenseidenprotein-3 shows the release of the active ingredient GGE from a C16 spider silk protein powder obtained by electrospinning and compressed into tablets.
Formulierung in Kaliumphosphatpuffer (Kontrolle) sowie artifiziellem Magensaft und Darmsaft. Als 100%-Wert wurde die im zugehörigen Ausführungsbeispiel aufgeführte Gesamtwirkstoffkonzentration angesetzt;Formulation in potassium phosphate buffer (control) as well as artificial gastric juice and intestinal juice. As 100% value, the total active substance concentration listed in the associated exemplary embodiment was used;
Fig. 4 die Freisetzung des Wirkstoffs GGE aus handelsüblichen Tabletten der Marke Mucinex® (Firma Adams Respiratory Therapeutics);. Figure 4 shows the release of the active GGE from commercially available tablets of Mucinex ® brand (company Adams Respiratory Therapeutics);
M/49169 Fig. 5 Elektronenmikroskopische (SEM)-Aufnahmen von C16-M / 49169 5 electron micrographs (SEM) of C16
Spinnenseidenprotein-Flächengebilden (Fasern) mit dem eingeschlossenen Wirkstoff Clotrimazol;Spider silk protein sheets (fibers) with the encapsulated active ingredient clotrimazole;
Fig. 6 Kristallinitätsuntersuchungen (WAXS in Transmission) des Wirkstoffes Clotrimazol in den durch Elektrospinnen gewonnenen C16- Spinnenseidenprotein-Formulierungen im Vergleich zu Clotrimazolrein- substanz;FIG. 6 shows crystallinity studies (WAXS in transmission) of the active ingredient clotrimazole in the electrospun-derived C16-spider silk protein formulations in comparison to clotrimazole pure substance;
Fig. 7 die Freisetzung des Wirkstoffes Clotrimazol aus einer durch Elektrospinnen gewonnenen und zu Tabletten verpressten C16-Spinnenseidenprotein- Formulierung in Kaliumphosphatpuffer (Kontrolle) sowie artifiziellem Magensaft und Darmsaft. Als 100%-Wert wurde die im zugehörigen Beispiel aufgeführte Wirkstoffkonzentration angesetzt.7 shows the release of the active ingredient clotrimazole from a C16 spider silk protein formulation obtained by electrospinning and compressed into tablets in potassium phosphate buffer (control) as well as artificial gastric juice and intestinal juice. The 100% value used was the active ingredient concentration listed in the corresponding example.
Fig. 8 Elektronenmikroskopische (SEM)-Aufnahmen von C16-8 electron micrographs (SEM) of C16
Spinnenseidenproteinflächengebilden (Fasern) mit dem eingeschlossenen Wirkstoff Metazachlor.Spider silk protein sheets (fibers) with the encapsulated agent metazachlor.
Fig. 9 Kristallinitätsuntersuchungen (WAXS in Transmission) des Wirkstoffes Metazachlor in den durch Elektrospinnen gewonnenen C16- Spinnenseidenprotein-Formulierungen im Vergleich zu Metazachlor- Reinsubstanz.FIG. 9: Crystallinity studies (WAXS in transmission) of the active ingredient metazachlor in the C16 spider silk protein formulations obtained by electrospinning in comparison to metazachlor pure substance.
Fig. 10 die Freisetzung des Wirkstoffes Metazachlor aus einer durch Elektrospinnen gewonnenen C16-Spinnenseidenprotein-Formulierung in Kaliumphosphatpuffer (Kontrolle) sowie protolytisch aktiver Proteinase K-Lösung.10 shows the release of the active substance metazachlor from a C16 spider silk protein formulation obtained by electrospinning in potassium phosphate buffer (control) and protolytically active proteinase K solution.
Fig. 11 Elektronenmikroskopische (SEM) Aufnahmen von C16- Spinnenseidenproteinflächengebilden (Fasern) mit eingeschlossenemFig. 11 Electron microscopic (SEM) images of C16 spider silk protein sheets (fibers) with trapped
Wirkstoff Uvinul A+.Active substance Uvinul A +.
Fig. 12 Kristallinitätsuntersuchungen (WAXS in Transmission) des Wirkstoffes Uvinul A+ in den durch Elektrospinnen gewonnenen C16- Spinnenseidenprotein-Formulierungen im Vergleich zu Uvinul A+-12 crystallinity studies (WAXS in transmission) of the active ingredient Uvinul A + in the C16 spider silk protein formulations obtained by electrospinning compared to Uvinul A +
Reinsubstanz.Pure substance.
M/49169 Fig. 13 die Freisetzung des Wirkstoffes Uvinul A+ aus einer durch Elektrospinnen gewonnenen C16-Spinnenseidenprotein-Formulierung in Kaliumphosphatpuffer (Kontrolle) sowie in protolytisch aktiver Proteinase K-Lösung.M / 49169 13 shows the release of the active ingredient Uvinul A + from a C16 spider silk protein formulation obtained by electrospinning in potassium phosphate buffer (control) and in protolytically active proteinase K solution.
Fig. 14 Licht- bzw. Elektronenmikroskopische (SEM) Aufnahmen von (A) R16- Protein-Flächengebilden (Fasern) und (B) S16-Protein-Flächengebilden (Fasern).Fig. 14 Light and electron microscopic (SEM) images of (A) R16 protein sheets (fibers) and (B) S16 protein sheets (fibers).
Fig. 15 Elektronenmikroskopische (SEM) Aufnahmen von R16- (vgl. (A)) und S16 (vgl (B)) Protein-Flächengebilden mit eingeschlossenem Wirkstoff UvinulFig. 15 Electron micrographs (SEM) of R16 (see (A)) and S16 (see (B)) protein sheets containing Uvinul
A+.A +.
Fig. 16 Kristallinitätsuntersuchungen (WAXS in Transmission) des Wirkstoffes Uvi- nulA+ im durch Elektrospinnen gewonnenen R16-Protein-Vliesstoff (A) und S16-Protein-Vliesstoff (B) im Vergleich zu Uvinul A+-Reinsubstanz.FIG. 16: Crystallinity studies (WAXS in transmission) of the active ingredient UvinulA + in the electrospun-derived R16 protein nonwoven fabric (A) and S16 protein nonwoven fabric (B) in comparison to Uvinul A + pure substance.
Fig. 17 die Freisetzung des Wirkstoffes Uvinul A+ aus einem durch Elektrospinnen gewonnenen R16-Protein-Vliesstoff (A) und S16-Protein-Vliesstoff (B) in Kaliumphosphatpuffer (Kontrolle) sowie in proteolytisch aktiver Proteinase K-Lösung.17 shows the release of the active ingredient Uvinul A + from an electrospun-derived R16 protein nonwoven fabric (A) and S16 protein nonwoven fabric (B) in potassium phosphate buffer (control) and in proteolytically active proteinase K solution.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung:Detailed description of the invention:
1. Definition verwendeter Begriffe:1. Definition of terms used:
Werden keine anderen Angaben gemacht, so gelten im Rahmen der vorliegenden Beschreibung folgende Bedeutungen technischer Begriffe:Unless otherwise specified, the following meanings of technical terms apply within the scope of the present description:
Unter einem „Trägerpolymer" versteht man Biopolymere bzw. ihre Abmischungen, oder auch Abmischungen aus mindestens einem synthetischen Polymer und einem Biopolymer, wobei das Trägerpolymer die Fähigkeit besitzt, mit dem oder den zu formulierenden Wirkstoffen/Effektstoffen nicht-kovalente Wechselwirkungen einzugehen, bzw. partikuläre Wirkstoffe (dispergiert oder kristallin) zu umschließen oder zu adsorbieren (tragen).A "carrier polymer" is understood to mean biopolymers or their mixtures, or mixtures of at least one synthetic polymer and one biopolymer, the carrier polymer having the ability to enter into noncovalent interactions with the active substance (s) to be formulated or particulate To enclose (carry) active ingredients (dispersed or crystalline) or adsorb.
M/49169 Bei einer „nicht-kovalenten" Wechselwirkung handelt es sich um alle, dem Fachmann bekannten Typen von Bindungen, wobei keine Ausbildung von kovalenten Bindungen zwischen Wirkstoff und Trägerpolymer erfolgt. Als Beispiel können, ohne auf diese beschränkt zu sein, folgende genannt werden: Wasserstoffbrückenbildung, Komplex- bildung, lonenwechselwirkung.M / 49169 A "non-covalent" interaction is any type of bond known to those skilled in the art, with no formation of covalent bonds between the active agent and the carrier polymer, by way of example but not limited to: hydrogen bonding; Complex formation, ion interaction.
Unter einem „Wirkstoff" oder „Effektstoff' versteht man synthetische oder natürliche, niedermolekulare Substanzen mit hydrophilen, lipophilen oder amphiphilen Eigenschaften, welche in der Agrochemie, Pharmazie, Kosmetik oder Nahrungs- und Futtermittel- industrie Anwendung finden können; ebenso wie biologische aktive Makromoleküle welche in ein erfindungsgemäßes Faserflächengebilde eingebettet oder daran adsorbiert werden können, wie z.B. Peptide (wie Oligopeptide mit 2 bis 10 Aminosäureresten und Polypeptide mit mehr als 10, wie z.B. 11 bis 100 Aminosäureresten) sowie Enzyme und einzel- oder doppelsträngige Nukleinsäuremoleküle (wie Oligonukleotide mit 2 bis 50 Nukleinsäuretesten und Polynukleotide mit mehr als 50 Nukleinsäureresten).An "active agent" or "effect substance" is understood to mean synthetic or natural, low molecular weight substances having hydrophilic, lipophilic or amphiphilic properties which can be used in the agrochemical, pharmaceutical, cosmetic or food and animal feed industries, as well as biological active macromolecules can be embedded in or adsorbed to a fibrous sheet according to the invention, such as peptides (such as oligopeptides having 2 to 10 amino acid residues and polypeptides having more than 10, such as 11 to 100 amino acid residues) and enzymes and single or double-stranded nucleic acid molecules (such as oligonucleotides with 2 bis 50 nucleic acid tests and polynucleotides with more than 50 nucleic acid residues).
„Niedermolekular" bedeutet dabei Molmassen von weniger als 5000, insbesondere weniger als 2000, wie beispielsweise 100 bis 1000 Gramm pro Mol."Low molecular weight" means molar masses of less than 5000, in particular less than 2000, such as 100 to 1000 grams per mole.
„Hochmolekular" bedeutet dabei Molmassen von mehr als 5000, insbesondere weniger als 10.000, wie beispielsweise 10.000 bis 1.000.000 Gramm pro Mol. Die Begriffe „Wirkstoff' und „Effektstoff' werden als Synonym verwendet."High molecular weight" means molar masses of more than 5000, in particular less than 10,000, such as 10,000 to 1,000,000 grams per mole. The terms "active ingredient" and "effect substance" are used as a synonym.
Der Begriff „Faserflächengebilde" umfasst erfindungsgemäß sowohl einzelne Polymer- fasern als auch die geordnete oder ungeordnete ein- oder mehrlagige Zusammenlagerung einer Vielzahl solcher Fasern, beispielsweise zu Faservliesen bzw. Nonwoven- Vliesen.According to the invention, the term "fiber fabrics" includes both individual polymer fibers and also the ordered or disordered one-layer or multi-layered assembly of a multiplicity of such fibers, for example fiber nonwovens or nonwoven webs.
Ein „Wirkstoffträger" ist faserförmig ausgebildet und trägt, vorzugsweise in adsorbierter, nicht-kovalent gebundener Form an der Faseroberfläche und/oder in das Fasermaterial integriert, den oder die erfindungsgemäß zu verarbeiteten Wirkstoffe. Der Wirkstoff kann dabei über die Faser gleichmäßig oder ungleichmäßig verteilt vorliegen. Der Wirkstoff kann zudem in amorpher, teilkristalliner oder kristalliner Form am/im Wirkstoffträger reversibel adsorbiert sein.An "active substance carrier" is fibrous and carries, preferably in adsorbed, non-covalently bonded form on the fiber surface and / or integrated into the fiber material, the active ingredient (s) to be processed according to the invention The active ingredient can be distributed uniformly or unevenly over the fiber In addition, the active ingredient may be reversibly adsorbed in amorphous, partially crystalline or crystalline form on / in the active substance carrier.
Ein „löslicher" Wirkstoffträger ist in einem wässrigen oder organischen Lösungsmittel, vorzugsweise einem wässrigen Lösungsmittel, wie beispielsweise Wasser oder einem M/49169 Wasser-basierten Lösungsmittel, in einem pH-Bereich von pH 2 bis 13, wie z.B. 4 bis 11 , teilweise oder vollständig löslich. Somit kann die Löslichkeit in Wasser in einem großen Bereich variieren - d.h. von guter, d.h. rascher und vollständiger oder im Wesentlichen vollständiger Löslichkeit bis sehr langsamer und vollständiger oder unvoll- ständiger Löslichkeit.A "soluble" excipient is in an aqueous or organic solvent, preferably an aqueous solvent such as water or an M / 49169 Water-based solvent, in a pH range of pH 2 to 13, such as 4 to 11, partially or completely soluble. Thus, the solubility in water can vary over a wide range - ie, from good, ie, rapid and complete or substantially complete solubility, to very slow and complete or incomplete solubility.
Als „synthetische" polymere Bestandteile der erfindungsgemäßen Wirkstoffzubereitungen eignen sich prinzipiell alle Polymere, die in einem Temperaturbereich zwischen 0 und 2400C, einem Druckbereich zwischen 1 und 100 bar, einem pH-Bereich von 0 bis 14 oder lonenstärken bis 10 mol/l in Wasser oder/und in organischen Lösungsmitteln löslich sind.In principle, all polymers which are in a temperature range between 0 and 240 ° C., a pressure range between 1 and 100 bar, a pH range of 0 to 14 or ionic strengths of up to 10 mol / l in. Are suitable as "synthetic" polymeric constituents of the active substance preparations according to the invention Water or / and are soluble in organic solvents.
Eine „wässrige Polymerdispersion" im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet, auch in Übereinstimmung mit allgemeinem Fachwissen, eine Mischung von mindes- tens zwei miteinander nicht oder im Wesentlichen nicht mischbaren Phasen, wobei eine der wenigstens zwei Phasen Wasser ist, und die zweite wenigstens ein im Wesentlichen wasserunlösliches Polymer enthält, insbesondere daraus besteht. Unter „im Wesentlichen wasserunlöslichen Polymeren" sind im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere Polymere mit einer Löslichkeit in Wasser von weniger als 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung zu verstehen.An "aqueous polymer dispersion" in the sense of the present invention denotes, also in accordance with general knowledge, a mixture of at least two mutually immiscible or substantially immiscible phases, one of the at least two phases being water, and the second at least one im For the purposes of the present invention, "substantially water-insoluble polymers" are in particular polymers having a solubility in water of less than 0.1% by weight, based on the total weight of the solution.
Ein „abbaubarer" Wirkstoffträger liegt dann vor, wenn die Faserstruktur durch chemische, biologische oder physikalische Prozesse, wie beispielsweise durch Einwirkung von Licht oder andere Strahlung, Lösungsmittel, chemische oder biochemische Oxida- tion, Hydrolyse, Proteolyse teilweise oder vollständig zerstört wird. Biochemische Prozesse können dabei von Enzymen oder Mikroorganismen, wie beispielsweise von Pro- karyonten oder Eukaryonten, wie z.B. Bakterien, Hefen, Pilzen vermittelt werden.A "degradable" active substance carrier is present when the fiber structure is partially or completely destroyed by chemical, biological or physical processes, for example by the action of light or other radiation, solvents, chemical or biochemical oxidation, hydrolysis, proteolysis can thereby be mediated by enzymes or microorganisms, such as prokaryotes or eukaryotes, such as bacteria, yeasts, fungi.
Unter „Mischbarkeit" von Polymeren versteht man erfindungsgemäß, dass bei einem Gemisch aus wenigstens zwei verschiedenen synthetischen Polymeren oder Biopolymeren ein Polymer für das andere als Lösungsmittel fungieren kann. Dies bedeutet, dass ein einphasiges System zwischen den zwei verschiedenen Polymeren entsteht. Bei nicht-mischbaren Komponenten werden entsprechend zwei unterschiedliche Phasen vorliegen.By "miscibility" of polymers is meant according to the invention that in a mixture of at least two different synthetic polymers or biopolymers one polymer can act as the other solvent, which means that a single-phase system is formed between the two different polymers Components will be present according to two different phases.
Unter einem „Kompositpolymer" versteht man erfindungsgemäß ein homogenes oder inhomogenes Gemisch aus wenigstens einer faserbildenden Polymerkomponente mit M/49169 wenigstens einem niedermolekularen oder hochmolekularen Zusatz, wie insbesondere einem nicht einpolymerisierbaren Zusatz, wie beispielsweise einem Wirkstoff oder Effektstoff gemäß obiger Definition.A "composite polymer" is understood according to the invention to mean a homogeneous or inhomogeneous mixture of at least one fiber-forming polymer component with M / 49169 at least one low molecular weight or high molecular weight additive, such as in particular a non-polymerizable additive, such as an active ingredient or effect substance according to the above definition.
Unter einer „prozessierten Form" eines Faserflächengebildes versteht man, dass das ursprünglich bei der Herstellung des Faserflächengebildes anfallende Produkt weiterverarbeitet wird; beispielsweise, dass die Fasern komprimiert oder tablettiert werden, auf einen weiteren Träger aufgebracht werden und/oder einer Zerkleinerung zur Verkürzung der Faserlänge unterzogen werden.By a "processed form" of a fibrous sheet is meant that the product originally obtained in the manufacture of the fibrous sheet is further processed, for example, that the fibers are compressed or tableted, applied to another support and / or subjected to comminution to shorten the fiber length become.
Werden keine anderen Angaben gemacht, so betreffen Molekulargewichtsangaben für Polymere Mn oder Mw- WerteUnless otherwise specified, molecular weight data for polymers are Mn or Mw values
2. Bevorzugte Ausführunqsformen:2. Preferred Embodiments:
Ein erster Gegenstand der Erfindung betrifft ein wirkstoffhaltiges Faserflächengebilde, umfassend einen faserförmigen, polymeren, löslichen und/ oder abbaubaren Wirkstoff- träger und einen oder mehrere, wie z. B. 2, 3, 4 oder 5, mit dem Träger assoziierte, und von dem Faserflächengebilde freisetzbare niedermolekulare oder hochmolekulare Wirkstoffe, wobei der Träger als Polymerkomponente ein oder mehrere, wie z.B. 2, 3, 4 oder 5, struktur- oder gerüstbildende, leicht aggregierende, z.T. höhermolekulare Biopolymere umfasst, die gegebenenfalls zusätzlich chemisch und/oder enzymatisch modifiziert sein können, wie z.B. durch Veresterung, Amidierung, Verseifung, Carboxylie- rung, Acetylierung, Acylierung, Hydroxylierung, Glycosylierung und Farnesylierung.A first subject of the invention relates to a medicated fibrous sheet comprising a fibrous, polymeric, soluble and / or degradable drug carrier and one or more such. 2, 3, 4 or 5, associated with the carrier, and releasable from the fibrous sheet, low molecular weight or high molecular weight agents, wherein the carrier as the polymer component one or more, such. 2, 3, 4 or 5, structurally or scaffold forming, slightly aggregating, e.g. higher molecular weight biopolymers, which may optionally be additionally chemically and / or enzymatically modified, such as e.g. by esterification, amidation, saponification, carboxylation, acetylation, acylation, hydroxylation, glycosylation and farnesylation.
Dabei ist das Faserflächengebilde insbesondere erhältlich mittels eines Spinnverfahrens, insbesondere durch Elektroverspinnung einer elektroverspinnbaren Lösung, welche das wenigstens eine Biopolymer und den wenigstens einen Wirkstoff insbesondere in gelöster Form umfasst. In dem Faserflächengebilde liegt der wenigstens eine Wirkstoff in amorpher, teilkristalliner oder kristalliner Form vor.In this case, the fiber fabric is in particular obtainable by means of a spinning process, in particular by electro-spinning of an electro-spinnable solution which comprises the at least one biopolymer and the at least one active ingredient, in particular in dissolved form. In the fibrous sheet, the at least one active ingredient is in amorphous, partially crystalline or crystalline form.
Der Wirkstoff ist dabei in den Träger integriert (eingebettet) und/oder daran adsorbiert.The active ingredient is integrated in the carrier (embedded) and / or adsorbed thereon.
Das Biopolymer ist vorzugsweise ein Protein, insbesondere ein amphiphiles, selbstas- semblierendes Protein.The biopolymer is preferably a protein, in particular an amphiphilic, self-assimilating protein.
M/49169 Vorzugsweise handelt es sich bei den amphiphilen selbstassemblierenden Proteinen um Microbead-bildende Proteine.M / 49169 Preferably, the amphiphilic self-assembling proteins are microbead-forming proteins.
Vorzugsweise handelt es sich bei den amphiphilen selbstassemblierenden Proteinen um intrinsisch entfaltete Proteine.Preferably, the amphiphilic self-assembling proteins are intrinsically unfolded proteins.
Insbesondere ist das amphiphile selbstassemblierende Protein ein Seidenprotein, wie z.B. ein Spinnenseidenprotein.In particular, the amphiphilic self-assembling protein is a silk protein, e.g. a spider silk protein.
Ein Beispiel eines geeigneten Spinnenseidenproteins stellt das C16- Spinnenseidenprotein, umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 2 oder ein von diesem Protein abgeleitetes verspinnbares Protein mit einer Sequenzidentität von wenigstens etwa 60%, wie z.B. wenigstens etwa 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98 oder 99% dar.An example of a suitable spider silk protein is the C16 spider silk protein comprising an amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 or a spinnable protein derived from said protein having a sequence identity of at least about 60%, e.g. at least about 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98 or 99%.
Beispiele für andere intrinsisch entfaltete, amphiphile selbstassemblierende Proteine sind das R16-Protein, umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 4 oder das S16-Protein, umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 6; oder ein von diesen Proteinen abgeleitetes verspinnbares Protein mit einer Sequenzidentität von wenigstens etwa 60%, wie z.B. wenigstens etwa 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98 oder 99%.Examples of other intrinsically unfolded, amphiphilic self-assembling proteins are the R16 protein comprising an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 4 or the S16 protein comprising an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 6; or a spinnable protein derived from these proteins having a sequence identity of at least about 60%, e.g. at least about 70, 80, 90, 95, 96, 97, 98 or 99%.
Insbesondere sind Faserflächengebilde Gegenstand der Erfindung, wobei wenigstens ein pharmazeutischer Wirkstoff enthalten ist, wie z.B. ein husten- und schleimlösender Wirkstoff (Expektorans); wie insbesondere der Wirkstoff Guaiacol Glyceryl Ether (Guaifenesin; CAS-Nummer 93-14-1) oder ein Derivat davon.In particular, fibrous sheets are subject of the invention, wherein at least one pharmaceutical active substance is contained, such as e.g. a cough and expectorant (expectorant); in particular the active ingredient guaiacol glyceryl ether (guaifenesin, CAS number 93-14-1) or a derivative thereof.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Faserflächengebilde, wobei der Wirkstoff ein Pflanzenschutzwirkstoff, oder ein haut- und/oder haarkosmetischer Wirkstoff ist.Furthermore, the invention relates to a fibrous sheet, wherein the active ingredient is a crop protection agent, or a skin and / or hair cosmetic active ingredient.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Faserflächengebilde, wobei der Träger wenigstens eine weitere Polymerkomponente umfasst, die ausgewählt ist unter synthetischen Polymeren, wie insbesondere synthetischen Homo- oder Copolymeren.Furthermore, the invention relates to a fibrous sheet, wherein the carrier comprises at least one further polymer component which is selected from synthetic polymers, in particular synthetic homo- or copolymers.
Gegenstand der Erfindung sind auch solche Faserflächengebilde, wobei der polymere Träger ein Kompositpolymer ist, der ausgewählt ist unterThe invention also relates to such fibrous sheets, wherein the polymeric support is a composite polymer which is selected from
M/49169 a. Mischungen aus mindestens 2 mischbaren Biopolymeren; b. Mischungen aus mindestens 2 nicht mischbaren Biopolymeren; c. Mischungen aus mindestens einem synthetischen Homo- oder Copolymer und mindestens einem Biopolymer, die miteinander mischbar sind; d. Mischungen aus mindestens einem synthetischen Homo- oder Copolymer und mindestens einem Biopolymer, die miteinander nicht mischbar sind.M / 49169 a. Mixtures of at least 2 miscible biopolymers; b. Mixtures of at least 2 immiscible biopolymers; c. Mixtures of at least one synthetic homo- or copolymer and at least one biopolymer which are miscible with each other; d. Mixtures of at least one synthetic homo- or copolymer and at least one biopolymer which are immiscible with each other.
In den erfindungsgemäßen Faserflächengebilden weist die synthetische Polymerkomponente eine Molmasse (Mw) im Bereich von etwa 500 bis 10.000.000 auf, wie z.B. 1.000 bis 1.000.000, oder 10.000 bis 500.000 oder 25.000 bis 250.000.In the fibrous sheets of the present invention, the synthetic polymer component has a molecular weight (Mw) in the range of about 500 to 10,000,000, e.g. 1,000 to 1,000,000, or 10,000 to 500,000 or 25,000 to 250,000.
Der Durchmesser der erfindungsgemäßen Wirkstoffträgerfasern beträgt etwa 10 nm bis 100 μm, wie 50 nm bis 10 μm, oder 100 nm bis 2 μm. Deren Wirkstoffbeladung beträgt etwa 0.01 bis 80 Gew.-%, wie z.B. etwa 1 bis 70 Gew.-% oder etwa 10 bis 50 Gew.-%, jeweils bezogen auf den Feststoffgehalt des Faserflächengebildes.The diameter of the active ingredient carrier fibers according to the invention is about 10 nm to 100 microns, such as 50 nm to 10 microns, or 100 nm to 2 microns. Its active ingredient loading is about 0.01 to 80% by weight, e.g. about 1 to 70 wt .-% or about 10 to 50 wt .-%, each based on the solids content of the fiber sheet.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Faserflächengebilde ausgewählt unter Polymerfasern, Polymerfilmen und Polymervliesstoffen.In particular, the fibrous sheet according to the invention is selected from polymer fibers, polymer films and polymer nonwovens.
Erfindungsgemäße Faserflächengebilde können weiterhin dadurch gekennzeichnet sein, dass Trägerpolymerkomponenten und Wirkstoffe nicht-kovalent wechselwirken (d.h. insbesondere eine molekulare Lösung bilden).Fibrous webs of the present invention may further be characterized in that carrier polymer components and actives non-covalently interact (i.e., form, in particular, form a molecular solution).
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft wirkstoffhaltige Formulierungen, umfas- send ein Faserflächengebilde nach obiger Definition in prozessierter Form, gegebenenfalls in Kombination mit wenigstens einem weiteren Formulierungshilfsmittel.Another object of the invention relates to active ingredient-containing formulations, comprising a fibrous sheet as defined above in processed form, optionally in combination with at least one other formulation auxiliaries.
Beispielsweise kann das Faserflächengebilde darin in zerkleinerter oder nicht- zerkleinerter Form vorliegen.For example, the fibrous sheet may be in comminuted or non-comminuted form therein.
Außerdem können die Formulierungen Faserflächengebilde in kompaktierter (gepress- ter) Form (wie Tabletten oder Kapseln), in Pulverform, oder aufgetragen auf ein Trägersubstrat, umfassen.In addition, the formulations may comprise fibrous sheets in compacted (pressed) form (such as tablets or capsules), in powder form, or coated on a carrier substrate.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen sind insbesondere ausgewählt unter kosmetischen (insbesondere haut und haarkosmetischen), human- und tierpharmazeutischen, agrochemischen, insbesondere fungiziden, herbiziden, insektiziden und sonstige M/49169 Pflanzenschutzformulierungen, Formulierungen sowie Nahrungs- und Futtermittelzusätzen, wie Nahrungs- und Futterergänzungsmitteln.The formulations according to the invention are selected in particular from cosmetic (in particular skin and hair cosmetic), human and animal pharmaceutical, agrochemical, in particular fungicidal, herbicidal, insecticidal and other M / 49169 Crop protection formulations, formulations and food and feed additives, such as food and feed supplements.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung eines wirkstoffhaltigen Faserflächengebildes nach obiger Definition zur Herstellung einer erfindungsgemäßen wirkstoffhaltigen Formulierung; sowie die Verwendung einer wirkstoffhaltigen Formulierung nach obiger Definition zur kontrollierten Abgabe (Freisetzung) eines darin enthaltenen Wirkstoffs.Another object of the invention relates to the use of a drug-containing fibrous sheet according to the above definition for the preparation of a drug-containing formulation according to the invention; and the use of an active ingredient-containing formulation as defined above for the controlled release (release) of an active ingredient contained therein.
Schließlich ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Faserflächengebildes nach obiger Definition, wobei man a. wenigstens einen Wirkstoff zusammen mit der wenigstens einer Biopolymerkomponente in einer gemeinsamen flüssigen Phase mischt und b. anschließend die Einbettung (Adsorption) des Wirkstoffes in (an) die Biopolymer- faser mittels Spinnverfahren durchführt.Finally, the subject matter of the invention is a process for the production of a fiber fabric according to the above definition, wherein a. at least one active ingredient mixed together with the at least one biopolymer component in a common liquid phase and b. then the embedding (adsorption) of the active substance in (on) the biopolymer fiber by means of a spinning process.
Insbesondere verfährt man dabei so, dass man wenigstens einen Wirkstoff und die Polymerkomponente in einer Lösungsmittelphase mischt und aus dieser Mischung verspinnt; oder dass man wenigstens einen Wirkstoff und die Polymerkomponente in einem Gemisch aus wenigstens zwei miteinander mischbaren Lösungsmitteln mischt, wobei Wirkstoffe und Polymere mindestens in einem der Lösungsmittel löslich sind, und man aus dieser Mischung verspinnt.In particular, the procedure is such that at least one active ingredient and the polymer component are mixed in a solvent phase and spun from this mixture; or mixing at least one active ingredient and the polymer component in a mixture of at least two mutually miscible solvents, wherein active ingredients and polymers are soluble in at least one of the solvents, and spun from this mixture.
Insbesondere ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Faser- flächengebildes, wobei das Biopolymer ein amphiphiles, selbstassemblierendes Protein ist, das man mit wenigstens einem Wirkstoff in Ameisensäure mischt und anschließend aus dieser Mischung verspinnt.In particular, the invention relates to a method for producing a fibrous sheet structure, wherein the biopolymer is an amphiphilic, self-assembling protein, which is mixed with at least one active ingredient in formic acid and then spun from this mixture.
Vorzugsweise findet als Spinnverfahren ein Elektrospinnverfahren oder ein Zentrifu- gen(Rotor)spinnverfahren Anwendung.The spinning process used is preferably an electrospinning process or a centrifugal (rotor) spinning process.
Dabei arbeitet man insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von etwa 5 bis 500C.In this case, one works in particular at a temperature in the range of about 5 to 50 0 C.
Weiterhin betrifft die Erfindung Faserflächengebilde umfassend oben bezeichnetes Trägermaterial, welche jedoch im wesentlichen frei ist von Wirkstoffen, insbesondere niedermolekularen Wirkstoffen. M/49169 Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung solcher Faserflächengebilde zu Herstellung einer wirkstoffhaltigen oder wirkstofffreien Formulierung, welche z.B. ausgewählt ist unter kosmetischen, human- und tierpharmazeutischen, agrochemi- sehen Formulierungen, Nahrungs- und Futtermittelzusätzen.Furthermore, the invention relates to fibrous sheet material comprising the abovementioned carrier material, which, however, is substantially free of active substances, in particular low molecular weight active compounds. M / 49169 The invention furthermore relates to the use of such fibrous sheet structures for producing a formulation containing active ingredient or active ingredient-free, which is selected, for example, from cosmetic, human and animal pharmaceutical, agrochemical formulations, food and feed additives.
Weiterhin betrifft die Erfindung wirkstofffreie Faserflächengebilde, umfassend einen faserförmigen, polymeren löslichen und/ oder abbaubaren Träger, wobei der Träger als Polymerkomponente wenigstens ein Biopolymer umfasst, das gegebenenfalls zusätz- lieh chemisch und/oder enzymatisch modifiziert ist, und wobei das Biopolymer ein amphiphiles, selbstassemblierendes Protein, ist.; und wobei das Biopolymer insbesondere ein Seidenprotein ist, das ausgewählt ist unter dem R16-Protein, umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 4, und dem S16-Protein, umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 6; oder ein von diesen Proteinen abgeleitetes verspinnbares Protein mit einer Sequenzidentität von wenigstens etwa 60%.Furthermore, the invention relates to active ingredient-free fiber webs, comprising a fibrous, polymeric soluble and / or degradable carrier, wherein the carrier comprises as polymer component at least one biopolymer, which is optionally chemically and / or enzymatically additionally lent addition, and wherein the biopolymer is an amphiphilic, self-assembling Protein, is .; and wherein the biopolymer is in particular a silk protein selected from the R16 protein comprising an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 4, and the S16 protein comprising an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 6; or a spinnable protein derived from these proteins having a sequence identity of at least about 60%.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung solcher wirkstofffreier Faserflächengebilde zur Herstellung von medizinischen Wundbehandlungs- und Wundver- sorgungsprodukten und Hygieneartikeln.The invention furthermore relates to the use of such active substance-free fibrous sheets for the production of medical wound treatment and wound care products and hygiene articles.
Gegenstand der Erfindung sind außerdem Wundbehandlungs- und Wundversorgungs- produkte, hergestellt unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Faserflächengebildes, wie z.B. Wundauflagen, Pflaster, Tamponaden, Wundkleber, Bandagen, Verbandmaterialien. Die erfindungsgemäßen Wundmaterialen können beispielsweise ver- wendet werden zur oberflächlichen Abdeckung kleinerer Wunden, wie Schnittwunden, oder größerer Wunden, wie diabetische Wunden, Geschwüren, wie Druckgeschwüre, Operationswunden, Brandwunden, Ekzemen und dergleichen. Beispielsweise können erfindungsgemäße Produkte zum Einsatz gelangen bei der Behandlung von blutenden oder nichtblutenden Wunden oder Verletzungen im Bereich der Haut, der Augen, der Ohren, der Nase, der Mundhöhle, der Zähne, sowie im Körperinneren, wie Operation im Intestinalbereich (Magen, Darm, Leber, Nieren, Harnwege), Thorax (Herz, Lunge), Genitalbereich, Schädel, Muskulatur; bei der Behandlung und Nachsorge von Wunden im Zusammenhang mit der Transplantation von Geweben, Gefäßen oder Organen.The invention also relates to wound care and wound care products made using a fibrous sheet of the invention, such as e.g. Wound dressings, plasters, tamponades, wound adhesives, bandages, dressings. For example, the wound materials of the present invention can be used to superficially cover minor wounds such as lacerations or major wounds such as diabetic wounds, ulcers such as pressure sores, surgical wounds, burns, eczema, and the like. For example, products according to the invention can be used in the treatment of bleeding or non-bleeding wounds or injuries in the area of the skin, eyes, ears, nose, oral cavity, teeth, as well as in the interior of the body, such as surgery in the intestinal region (stomach, intestine, Liver, kidneys, urinary tract), thorax (heart, lungs), genital area, skull, musculature; in the treatment and aftercare of wounds related to the transplantation of tissues, vessels or organs.
Gegenstand der Erfindung sind außerdem Hygieneartikel, hergestellt unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Faserflächengebildes, wie sie üblicherweise im Personal Care Bereich eingesetzt werden, wie Windeln, Inkontinenz-Produkten, Slipeinlagen, M/49169 Monatsbinden, Tampons, Pads zur Haut- und Gesichtspflege, Wischtücher und dergleichen.The invention also relates to hygiene articles, produced using a fibrous sheet according to the invention, as are commonly used in the personal care field, such as diapers, incontinence products, panty liners, M / 49169 Sanitary napkins, tampons, pads for skin and facial care, wipes and the like.
3. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung:3. Further embodiments of the invention:
(i) Biopolymere(i) biopolymers
Grundsätzlich zur Ausbildung erfindungsgemäßer Trägerstukturen geeignet sind solche Biopolymere, welche die Fähigkeit besitzen Gerüststrukturen auszubilden und/ oder leicht zu aggregieren. Meist ist hierzu ein hohes Molekulargewicht nötig, was zum nachfolgenden intermolekularen Verschlingen der Molekülketten führen kann. Aber auch intramolekulare, nicht kovalente Wechselwirkungen, wie Wasserstoffbrücken oder hydrophobe Interaktionen, können an der Ausbildung der erfindungsgemäßen Trägerstrukturen beteiligt sein.Basically suitable for the formation of carrier structures according to the invention are those biopolymers which have the ability to form scaffold structures and / or to easily aggregate. Usually this requires a high molecular weight, which can lead to the subsequent intermolecular entanglement of the molecular chains. However, intramolecular, non-covalent interactions, such as hydrogen bonds or hydrophobic interactions, may also be involved in the formation of the support structures according to the invention.
Als nicht limitierende Beispiele sind zu nennen: Cellulose, Celluloseether wie z.B. Me- thylcellulose (Substitutionsgrad 3 - 40 %), Ethylcellulose, Butylcellulose, Hydroxy- methylcellulosen; Hydroxyethylcellulosen; Hydroxypropylcellulosen, Isopropylcellulose, Cellulose-Ester, wie z.B. Celluloseacetat, bakterielle Cellulosen, Stärken, modifizierte Stärken wie z.B. Methylether-Stärke, Gummi arabicum, Chitin, Schellak, Gelatine, Chi- tosan, Pektin, Casein, Alginat, sowie Copolymere und Blockcopolymere aus den Monomeren der o.g. Verbindungen.; sowie Nukleinsäuremoleküle.Nonlimiting examples include: cellulose, cellulose ethers such as e.g. Methylcellulose (degree of substitution 3 - 40%), ethylcellulose, butylcellulose, hydroxymethylcelluloses; hydroxyethylcelluloses; Hydroxypropylcelluloses, isopropylcellulose, cellulose esters, e.g. Cellulose acetate, bacterial celluloses, starches, modified starches, e.g. Methyl ether starch, gum arabic, chitin, shellac, gelatin, chitosan, pectin, casein, alginate, as well as copolymers and block copolymers of the monomers of the above-mentioned. Links.; and nucleic acid molecules.
Als geeignet Biopolymers besonders zu nennen sind amphiphile, selbstassemblierende Proteine. Amphiphile, selbstassemblierende Proteine bestehen aus Polypeptiden, die aus Aminosäuren, insbesondere aus den 20 natürlich vorkommenden Aminosäuren, aufgebaut sind. Die Aminosäuren können auch modifiziert, beispielsweise acetyliert, glycosyliert, farnesyliert, sein.Particularly suitable biopolymers are amphiphilic, self-assembling proteins. Amphiphilic, self-assembling proteins consist of polypeptides composed of amino acids, in particular of the 20 naturally occurring amino acids. The amino acids may also be modified, for example, acetylated, glycosylated, farnesylated.
Ihre selbstassemblierenden Eigenschaften ermöglichen bestimmten, erfindungsgemäß verwendbaren Proteinen, höhermolekulare Strukturen einzunehmen und damit Wirkstoffe dauerhaft zu verkapseln. Diese amphiphilen, selbstassemblierenden Proteine eignen sich als Formulierungshilfsstoffe in erster Linie für schwer wasserlösliche, hydrophobe Wirkstoffe. Durch ihren amphiphilen Molekülcharakter interagieren diese Proteine stark mit hydrophoben Wirkstoffen und können diese in wässrigen Lösungen sta- bilisieren. Nachfolgende Phasentrennungsprozesse können zur Verkapselung der hydrophoben Wirkstoffe in eine Protein-Matrix genutzt werden. Die Interaktion vonTheir self-assembling properties make it possible for certain proteins which can be used according to the invention to take up relatively high molecular weight structures and thus to permanently encapsulate active substances. These amphiphilic, self-assembling proteins are suitable as formulation auxiliaries primarily for poorly water-soluble, hydrophobic active ingredients. Due to their amphiphilic molecular character, these proteins interact strongly with hydrophobic drugs and can stabilize them in aqueous solutions. Subsequent phase separation processes can be used to encapsulate the hydrophobic drugs in a protein matrix. The interaction of
M/49169 ^ amphiphilen, selbstassemblierenden Proteinen mit stärker wasserlöslichen Wirkstoffen ist deutlich schwächer, weshalb induzierte Phasentrennungsprozesse aus wässriger Lösung z.B. durch Zugabe lyotroper Salze nicht zur effektiven Verkapselung der wasserlöslichen Wirkstoffe z.B. in Microbeads führen. Durch Spinnprozesse können aus wässrigen Lösungen oder organischen Lösungsmitteln, in denen amphiphile, selbstas- semblierende Proteine und wasserlösliche Wirkstoffe gelöst oder dispergiert vorliegen, höhermolekulare Proteinstrukturen, wie Protein-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) hergestellt werden. Auch nicht oder schwer wasserlösliche Wirkstoffe können so verkapselt werden.M / 49169 ^ amphiphilic, self-assembling proteins with more water-soluble drugs is significantly weaker, which is why induced phase separation processes from aqueous solution, for example by adding lyotropic salts do not lead to the effective encapsulation of water-soluble drugs such as microbeads. Spinning processes can be used to produce relatively high molecular weight protein structures such as protein sheets (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) from aqueous solutions or organic solvents in which amphiphilic, self-assimilating proteins and water-soluble active substances are dissolved or dispersed. Also, not or poorly water-soluble drugs can be encapsulated.
Die dabei hergestellten protein- und wirkstoffreichen Phasen können später ausgehärtet und als mechanisch stabile Wirkstoff enthaltende Proteinstrukturen abgetrennt und ggf. getrocknet sowie zu Tabletten oder Kapseln verarbeitet werden.The protein-rich and active-substance-rich phases produced in this process can later be cured and separated off as protein-stable protein structures containing mechanically stable active ingredient and optionally dried and processed into tablets or capsules.
Geeignete amphiphile, selbstassemblierende Proteine für die Formulierung sowohl wasserlöslicher als auch schwer wasserlöslicher Effektstoffe sind solche Proteine, welche Protein-Microbeads ausbilden können. Protein-Microbeads besitzen eine globuläre Gestalt mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,1 bis 100, insbesondere vonSuitable amphiphilic, self-assembling proteins for the formulation of both water-soluble and sparingly water-soluble effect substances are those proteins which can form protein microbeads. Protein microbeads have a globular shape with an average particle diameter of 0.1 to 100, in particular of
0,5 bis 20, bevorzugt von 1 bis 5 und besonders bevorzugt von 2 bis 4 μ m.0.5 to 20, preferably from 1 to 5 and more preferably from 2 to 4 μ m.
Protein-Microbeads lassen sich bevorzugt durch das im Folgenden beschriebene Verfahren herstellen:Protein microbeads can preferably be prepared by the process described below:
Das Protein wird in einem ersten Lösungsmittel gelöst. Als Lösungsmittel können bei- spielsweise wässrige Salzlösungen verwendet werden. Insbesondere eignen sich hoch konzentrierte Salzlösungen mit einer Konzentration größer 2, insbesondere größer 4 und besonders bevorzugt größer 5 molar, deren Ionen stärker ausgeprägte chaotrope Eigenschaften aufweisen als Natrium- und Chloridionen. Ein Beispiel für eine solche Salzlösung ist 6 M Guanidiniumthiocyanat oder 9 M Lithiumbromid. Des Weiteren kön- nen organische Lösungsmittel zum Lösen der Proteine verwendet werden. Insbesondere eignen sich fluorierte Alkohole oder zyklische Kohlenwasserstoffe oder organische Säuren. Beispiele dafür sind Hexafluorisopropanol, Cyclohexan und Ameisensäure. Die Herstellung der Protein-Microbeads kann in den beschriebenen Lösungsmitteln erfolgen. Alternativ kann dieses Lösungsmittel durch ein weiteres Lösungsmittel z.B. niedrig konzentrierte Salzlösungen (c < 0,5 M) durch Dialyse oder Verdünnung ersetzt werden. Die Endkonzentration des gelösten Proteins sollte zwischen 0,1-100 mg/ml betragen. Die Temperatur, bei der das Verfahren durchgeführt wird, beträgt üblicherweise 0-80, bevorzugt 5-50 und besonders bevorzugt 10 40 0C.The protein is dissolved in a first solvent. As a solvent, for example, aqueous salt solutions can be used. In particular, highly concentrated salt solutions with a concentration greater than 2, in particular greater than 4 and particularly preferably greater than 5 molar, whose ions have more pronounced chaotropic properties than sodium and chloride ions. An example of such a saline solution is 6 M guanidinium thiocyanate or 9 M lithium bromide. Furthermore, organic solvents can be used to dissolve the proteins. In particular, fluorinated alcohols or cyclic hydrocarbons or organic acids are suitable. Examples are hexafluoroisopropanol, cyclohexane and formic acid. The preparation of the protein microbeads can be carried out in the solvents described. Alternatively, this solvent can be replaced by another solvent, for example, low-concentration salt solutions (c <0.5 M) by dialysis or dilution. The final concentration of the dissolved protein should be between 0.1-100 mg / ml be. The temperature at which the process is carried out is usually 0-80, preferably 5-50 and particularly preferably 10 40 0 C.
Bei Verwendung von wässrigen Lösungen können diese auch noch mit einem Puffer, bevorzugt im Bereich von pH 4-10, besonders bevorzugt 5 -9, ganz besonders bevorzugt 6 - 8,5 versetzt sein.If aqueous solutions are used, they may also be mixed with a buffer, preferably in the range of pH 4-10, particularly preferably 5-9, very particularly preferably 6-8.5.
Durch Zugabe eines Additivs wird eine Phasentrennung induziert. Dabei entsteht eine in der Mischung von Lösungsmittel und Additiv emulgierte proteinreiche Phase. Auf- grund von Oberflächeneffekten nehmen emulgierte proteinreiche Tröpfchen eine runde Form an. Durch die Wahl des Lösungsmittels, des Additivs und der Proteinkonzentration kann der mittlere Durchmesser der Protein-Microbeads auf werte zwischen 0,1 μm bis 100 μm eingestellt werden.Addition of an additive induces phase separation. This results in a protein-rich phase emulsified in the mixture of solvent and additive. Due to surface effects, emulsified protein-rich droplets take on a round shape. By choosing the solvent, the additive and the protein concentration, the average diameter of the protein microbeads can be adjusted to values between 0.1 μm to 100 μm.
Als Additiv können alle Substanzen verwendet werden, die einerseits mit dem ersten Lösungsmittel mischbar sind und andererseits die Bildung einer proteinreichen Phase induzieren. Wird die Microbeadbildung in organischen Lösungsmitteln durchgeführt, so eignen sich dafür organische Substanzen, die eine geringere Polarität als das Lösungsmittel aufweisen, z.B. Toluol. In wässrigen Lösungen können Salze als Additiv verwendet werden, deren Ionen stärker ausgeprägte kosmotrope Eigenschaften aufweisen als Natrium- und Chloridionen (z.B. Ammoniumsulfat; Kaliumphosphat). Die Endkonzentration des Additivs sollte abhängig von der Art des Additivs zwischen 1% und 50 Gew.-% bezogen auf die Proteinlösung betragen.As an additive, it is possible to use all substances which, on the one hand, are miscible with the first solvent and, on the other hand, induce the formation of a protein-rich phase. When microbead formation is carried out in organic solvents, organic substances having a lower polarity than the solvent, e.g. Toluene. In aqueous solutions salts can be used as an additive whose ions have more pronounced cosmotropic properties than sodium and chloride ions (e.g., ammonium sulfate, potassium phosphate). The final concentration of the additive should be between 1% and 50% by weight, based on the protein solution, depending on the type of additive.
Die proteinreichen Tröpfchen werden durch Aushärtung fixiert, wobei die runde Form erhalten bleibt. Die Fixierung beruht dabei auf der Ausbildung starker intermolekularer Wechselwirkungen. Die Art der Wechselwirkungen kann nicht-kovalent, z.B. durch die Bildung intermolekularer ß-Faltblattkristalle oder kovalent, z.B. durch chemische Quervernetzung sein. Die Aushärtung kann durch das Additiv und / oder durch die Zugabe einer weiteren geeigneten Substanz erfolgen. Die Aushärtung erfolgt bei Temperaturen zwischen 0 und 80°C, bevorzugt zwischen 5 und 600C.The protein-rich droplets are fixed by curing, whereby the round shape is retained. The fixation is based on the formation of strong intermolecular interactions. The nature of the interactions may be non-covalent, eg by the formation of intermolecular β-sheet crystals or covalent, eg by chemical crosslinking. The curing can be carried out by the additive and / or by the addition of another suitable substance. The curing takes place at temperatures between 0 and 80 ° C, preferably between 5 and 60 0 C.
Diese weitere Substanz kann ein chemischer Quervernetzer sein. Unter einem chemischen Quervernetzer wird dabei ein Molekül verstanden, bei dem mindestens zwei chemisch reaktive Gruppen über einen Linker miteinander verbunden sind. Beispiele dafür sind Sulfhydryl-reaktive Gruppen (z.B. Maleimide, Pydridyldisulfide, α -This further substance can be a chemical cross-linker. A chemical cross-linker is understood to mean a molecule in which at least two chemically reactive groups are connected to one another via a linker. Examples of these are sulfhydryl-reactive groups (e.g., maleimides, pydridyl disulfides, α-
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Haloacetyle, Vinylsulfone, Sulfatoalkylsulfone (bevorzugt Sulfatoethylsulfone)), Amin- reaktive Gruppen (z.B. Succinimidylester, Carbodiimde, Hydroxymethyl- Phosphin, Imidoester, PFP-Ester, Aldehyde, Isothiocyanate etc.), Carboxy-reaktive Gruppen (z.B. Amine etc.), Hydroxyl-reaktive Gruppen (z.B. Isocyanate etc.), unselektive Gruppen (z.B. Arylazide etc.) und photoaktivierbare Gruppen (z.B. Perfluorphenylazid etc.). Diese reaktiven Gruppen können mit in Proteinen vorhandenen Amin-, Thiol-, Carboxyl- oder Hydroxylgruppen kovalente Verknüpfungen bilden.Haloacetyls, vinylsulfones, sulfatoalkylsulfones (preferably sulfatoethylsulfones)), amine-reactive groups (eg succinimidyl esters, carbodiimde, hydroxymethylphosphine, imidoesters, PFP esters, aldehydes, isothiocyanates etc.), carboxy-reactive groups (eg amines, etc.), hydroxyl reactive groups (eg, isocyanates, etc.), unselective groups (eg, aryl azides, etc.), and photoactivatable groups (eg, perfluorophenyl azide, etc.). These reactive groups can form covalent linkages with amine, thiol, carboxyl or hydroxyl groups present in proteins.
Die stabilisierten Microbeads werden mit einem geeigneten weiteren Lösungsmittel, z.B. Wasser gewaschen und anschließend durch dem Fachmann geläufige Verfahren getrocknet, z.B. durch Lyophilisierung, Kontakttrocknung oder Sprühtrocknung. Der Erfolg der Kugelbildung wird mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie überprüft.The stabilized microbeads are washed with a suitable further solvent, e.g. Water and then dried by methods known to those skilled in the art, e.g. by lyophilization, contact drying or spray drying. The success of the sphere formation is checked by scanning electron microscopy.
Für die Herstellung von Protein-Microbeads sind Proteine geeignet, die in wässriger Lösung überwiegend intrinsisch entfaltet vorliegen. Dieser Zustand kann beispielsweise nach einem Algorithmus berechnet werden, der dem Programm lUpred zugrunde liegt (http://iupred.enzim.hu/index.html; The Pairwise Energy Content Estimated from Amino Acid Composition Discriminates between Folded and Intrinsically Unstructured Proteins; Zsuzsanna Dosztänyi, Veronika Csizmόk, Peter Tompa and Istvän Simon; J. Mol. Biol. (2005) 347, 827-839). Ein überwiegend intrinsisch entfalteter Zustand wird dann angenommen, wenn für über 50% der Aminosäurereste nach diesem Algorithmus ein Wert > 0,5 berechnet wird (prediction type: long disorder).Proteins that are predominantly intrinsically unfolded in aqueous solution are suitable for the production of protein microbeads. For example, this condition may be calculated using an algorithm that underlies the lUpred program (http://iupred.enzim.hu/index.html; The Pairwise Energy Content Estimated from Amino Acid Composition Discriminates between Folded and Intrinsically Unstructured Proteins; Zsuzsanna Dosztanyi Veronika Csizmόk, Peter Tompa and Istvan Simon, J. Mol. Biol. (2005) 347, 827-839). A predominantly intrinsically unfolded state is assumed when a value> 0.5 is calculated for over 50% of the amino acid residues according to this algorithm (prediction type: long disorder).
(ii) Seidenproteine(ii) silk proteins
Weitere geeignete Proteine für die Formulierung von Wirkstoffen mittels Spinnverfahren sind Seidenproteine. Darunter verstehen man erfindungsgemäß im Folgenden solche Proteine, die hoch repetitive Aminosäuresequenzen enthalten und im Tier in einer flüssigen Form gespeichert werden und bei deren Sekretion durch Scherung oder Verspinnen Fasern entstehen (Craig, C. L. (1997) Evolution of arthropod silks. Annu. Rev. Entomol. 42: 231-67).Other suitable proteins for the formulation of active ingredients by means of spinning processes are silk proteins. According to the invention, this refers below to those proteins which contain highly repetitive amino acid sequences and are stored in the animal in a liquid form and whose secretion by shearing or spinning results in fibers (Craig, CL (1997) Evolution of arthropod silks., Annu., Rev. Entomol 42: 231-67).
Besonders geeignete Proteine für die Formulierung von Wirkstoffen mittels Spinnverfahren sind Spinnenseidenproteine, die in ihrer ursprünglichen Form aus Spinnen iso- liert werden konnten.Particularly suitable proteins for the formulation of active substances by means of spinning processes are spider silk proteins, which could be isolated from spiders in their original form.
M/49169 Ganz besonders geeignete Proteine sind Seidenproteine, die aus der „Major Ampulla- te"-Drüse von Spinnen isoliert werden konnten.M / 49169 Especially suitable proteins are silk proteins which could be isolated from the "major ampullate" gland of spiders.
Bevorzugte Seidenproteine sind ADF3 und ADF4 aus der der „Major Ampullate"-Drüse von Araneus diadematus (Guerette et al., Science 272, 5258:112-5 (1996)).Preferred silk proteins are ADF3 and ADF4 from the "major ampullate" gland of Araneus diadematus (Guerette et al., Science 272, 5258: 112-5 (1996)).
Ebenso geeignete Proteine für die Formulierung von Wirkstoffen mittels Spinnverfahren sind natürliche oder synthetische Proteine, die sich von natürlichen Seidenproteinen ableiten und welche unter Verwendung gentechnologischer Arbeitsmethoden hete- rolog in prokaryontischen oder eukaryontischen Expressionssystemen hergestellt wurden. Nichtlimitierende Beispiele für prokaryontische Expressionsorganismen sind E- scherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Corynebacterium glutamicum u.a.. Nichtlimitierende Beispiele für eukaryontische Expressionsorganismen sind Hefen, wie Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris u.a., filamentöse Pilze, wie Asper- gillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus nidulans, Trichoderma reesei, Acremonium chrysogenum u.a., Säugetierzellen, wie Heia-Zellen, COS-Zellen, CHO-Zellen u.a., Insektenzellen, wie Sf9-Zellen, MEL-Zellen u.a..Likewise suitable proteins for the formulation of active substances by means of spinning processes are natural or synthetic proteins which are derived from natural silk proteins and which have been prepared hologrologically in prokaryotic or eukaryotic expression systems using genetic engineering methods. Non-limiting examples of prokaryotic expression organisms are Escherichia coli, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Corynebacterium glutamicum, etc. Nonlimiting examples of eukaryotic expression organisms are yeasts such as Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris and others, filamentous fungi such as Aspergillus niger, Aspergillus oryzae and Aspergillus nidulans, Trichoderma reesei, Acremonium chrysogenum and others, mammalian cells, such as Heia cells, COS cells, CHO cells and others, insect cells, such as Sf9 cells, MEL cells and others.
Weiterhin geeignet für die Formulierung von Wirkstoffen mittels Spinnverfahren sind synthetische Proteine, welche auf Wiederholungseinheiten von natürlichen Seidenproteinen basieren. Neben den synthetischen repetitiven Seidenprotein-Sequenzen können diese zusätzlich eine oder mehrere natürliche nicht-repetitve Seidenprotein- Sequenzen enthalten (Winkler und Kaplan, J Biotechnol 74:85-93 (2000)).Also suitable for the formulation of active ingredients by means of spinning processes are synthetic proteins which are based on repeating units of natural silk proteins. In addition to the synthetic repetitive silk protein sequences, these may additionally contain one or more natural non-repetitive silk protein sequences (Winkler and Kaplan, J Biotechnol 74: 85-93 (2000)).
Für die Formulierung von Wirkstoffen mittels Spinnverfahren sind insbesondere solche synthetische Spinnenseidenproteine auch brauchbar, welche auf Wiederholungseinheiten von natürlichen Spinnenseidenproteinen basieren. Neben den synthetischen repetitiven Spinnenseidenprotein-Sequenzen können diese zusätzlich eine oder mehrere natürliche nicht-repetitve Spinnenseidenprotein-Sequenzen enthalten.For the formulation of active ingredients by means of spinning processes, in particular those synthetic spider silk proteins are also useful which are based on repeating units of natural spider silk proteins. In addition to the synthetic repetitive spider silk protein sequences, these may additionally contain one or more natural non-repetitive spider silk protein sequences.
Unter den synthetischen Spinnenseidenproteinen ist bevorzugt das sog. C16-Protein zu nennen (Huemmerich et al. Biochemistry, 43(42): 13604-13612 (2004)). Dieses Protein hat die in SEQ ID NO: 2 dargestellte Polypeptidsequenz. Neben der in SEQ ID NO:2 dargestellten Polypeptidsequenz sind auch besonders funktionale Äquivalente, funktionale Derivate und Salze dieser Sequenz bevorzugt.Among the synthetic spider silk proteins, preference is given to the so-called C16 protein (Huemmerich et al., Biochemistry, 43 (42): 13604-13612 (2004)). This protein has the polypeptide sequence shown in SEQ ID NO: 2. In addition to the polypeptide sequence shown in SEQ ID NO: 2, particularly functional equivalents, functional derivatives and salts of this sequence are also preferred.
M/49169 Weiterhin sind für die Formulierung von Wirkstoffen mittels Spinnverfahren synthetische Proteine bevorzugt, welche auf Wiederholungseinheiten von natürlichen Seidenproteinen kombiniert mit Sequenzen von Insektenstrukturproteinen wie dem Resilin (Elvin et al., 2005, Nature 437: 999-1002) basieren.M / 49169 Furthermore, for the formulation of active ingredients by means of spinning processes, preference is given to synthetic proteins which are based on repeating units of natural silk proteins combined with sequences of insect structural proteins such as the Resilin (Elvin et al., 2005, Nature 437: 999-1002).
Von diesen Kombinationsproteinen aus Seidenproteinen und Resilinen sind insbesondere die R16- und S16-Proteine zu nennen. Diese Proteine haben die in SEQ ID NO: 4 bzw. SEQ ID NO: 6 dargestellten Polypeptidsequenzen.Of these combination proteins of silk proteins and resilins, mention should be made in particular of the R16 and S16 proteins. These proteins have the polypeptide sequences shown in SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 6, respectively.
Neben der in SEQ ID NO: 4 und SEQ ID NO: 6 dargestellten Polypeptidsequenzen sind auch besonders funktionale Äquivalente, funktionale Derivate und Salze dieser Sequenzen bevorzugt.In addition to the polypeptide sequences shown in SEQ ID NO: 4 and SEQ ID NO: 6, particularly functional equivalents, functional derivatives and salts of these sequences are also preferred.
(iii) Abgewandelte Biopolymere(iii) modified biopolymers
Unter „funktionalen Äquivalenten" versteht man erfindungsgemäß insbesondere auch Mutanten, welche in wenigstens einer Sequenzposition der oben genannten Aminosäuresequenzen eine andere als die konkret genannte Aminosäure aufweisen aber trotzdem die Eigenschaft zur Verpackung von Effektstoffen besitzt. „Funktionale Äquivalen- te" umfassen somit die durch eine oder mehrere Aminosäure-Additionen, - Substitutionen, -Deletionen und/oder -Inversionen erhältlichen Mutanten, wobei die genannten Veränderungen in jeglicher Sequenzposition auftreten können, solange sie zu einer Mutante mit dem erfindungsgemäßen Eigenschaftsprofil führen. Funktionale Äquivalenz ist insbesondere auch dann gegeben, wenn die Reaktivitätsmuster zwi- sehen Mutante und unverändertem Polypeptid qualitativ übereinstimmen.According to the invention, "functional equivalents" are in particular also understood as meaning mutants which have a different amino acid than the one specifically mentioned in at least one sequence position of the abovementioned amino acid sequences, but nevertheless possess the property of packaging effect substances or multiple amino acid additions, substitutions, deletions and / or inversions of available mutants, said changes may occur in any sequence position, as long as they lead to a mutant with the property profile according to the invention. Functional equivalence is given in particular even if the reactivity patterns between the mutant and the unchanged polypeptide match qualitatively.
„Funktionale Äquivalente" im obigen Sinne sind auch „Präkursoren" der beschriebenen Polypeptide sowie „funktionale Derivate" und „Salze" der Polypeptide."Functional equivalents" in the above sense are also "precursors" of the described polypeptides as well as "functional derivatives" and "salts" of the polypeptides.
„Präkursoren" sind dabei natürliche oder synthetische Vorstufen der Polypeptide mit oder ohne die gewünschte biologische Aktivität."Precursors" are natural or synthetic precursors of the polypeptides with or without the desired biological activity.
Beispiele für geeignete Aminosäuresubstitutionen sind folgender Tabelle zu entnehmen:Examples of suitable amino acid substitutions are shown in the following table:
M/49169 Ursprünglicher Rest Beispiele der SubstitutionM / 49169 Original rest Examples of substitution
AIa SerAIa Ser
Arg LysArg Lys
Asn GIn; HisAsn GIn; His
Asp GIuAsp Glu
Cys SerCys Ser
GIn AsnGIn Asn
GIu AspGiu Asp
GIy ProGIy Pro
His Asn ; GInHis Asn; Gin
He Leu; VaIHey Leu; Val
Leu He; VaILeu He; Val
Lys Arg ; GIn ; GIuLys Arg; GIn; Glu
Met Leu ; HeMet Leu; He
Phe Met ; Leu ; TyrPhe Met; Leu; Tyr
Ser ThrSer Thr
Thr SerThr Ser
Trp TyrTrp Tyr
Tyr Trp ; PheTyr Trp; Phe
VaI He; LeuVai He; Leu
Unter dem Ausdruck „Salze" versteht man sowohl Salze von Carboxylgruppen als auch Säureadditionssalze von Aminogruppen der erfindungsgemäßen Proteinmoleküle. SaI- ze von Carboxylgruppen können in an sich bekannter Weise hergestellt werden und umfassen anorganische Salze, wie zum Beispiel Natrium-, Calcium-, Ammonium-, Eisen- und Zinksalze, sowie Salze mit organischen Basen, wie zum Beispiel Aminen, wie Triethanolamin, Arginin, Lysin, Piperidin und dergleichen. Säureadditionssalze, wie zum Beispiel Salze mit Mineralsäuren, wie Salzsäure oder Schwefelsäure und Salze mit organischen Säuren, wie Essigsäure und Oxalsäure sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.Salts are understood as meaning both salts of carboxyl groups and acid addition salts of amino groups of the protein molecules according to the invention. Sacks of carboxyl groups can be prepared in a manner known per se and include inorganic salts, such as, for example, sodium, calcium and ammonium salts. , Iron and zinc salts, and salts with organic bases, such as amines, such as triethanolamine, arginine, lysine, piperidine, etc. Acid addition salts, such as salts with mineral acids, such as hydrochloric acid or sulfuric acid and salts with organic acids, such as acetic acid and Oxalic acid are also the subject of the invention.
„Funktionale Derivate" erfindungsgemäßer Polypeptide können an funktionellen Aminosäure-Seitengruppen oder an deren N- oder C-terminalen Ende mit Hilfe bekannter Techniken ebenfalls hergestellt werden. Derartige Derivate umfassen beispielsweise aliphatische Ester von Carbonsäuregruppen, Amide von Carbonsäuregruppen, erhältlich durch Umsetzung mit Ammoniak oder mit einem primären oder sekundären Amin; N-Acylderivate freier Aminogruppen, hergestellt durch Umsetzung mit Acylgruppen; oder O-Acylderivate freier Hydroxygruppen, hergestellt durch Umsetzung mit Acylgrup- pen."Functional derivatives" of polypeptides of the invention may also be produced at functional amino acid side groups or at their N- or C-terminal end by known techniques Such derivatives include, for example, aliphatic esters of carboxylic acid groups, amides of carboxylic acid groups obtainable by reaction with ammonia or with a primary or secondary amine; N-acyl derivatives of free amino groups prepared by reaction with acyl groups; or O-acyl derivatives of free hydroxy groups prepared by reaction with acyl groups.
Erfindungsgemäß mit umfasste „funktionale Äquivalente" sind Homologe zu den hierin konkret offenbarten Proteinen/Polypeptiden. Diese besitzen wenigstens 60%, wie z.B.Homologs to the proteins / polypeptides specifically disclosed herein include "functional equivalents." These have at least 60% such as, for example
M/49169 70, 80 oder 85%, wie z.B. 90, 91 , 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 oder 99%, Identität zu einer der konkret offenbarten Aminosäuresequenzen.M / 49169 70, 80 or 85%, such as 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 or 99%, identity to one of the specifically disclosed amino acid sequences.
Unter „Identität" zwischen zwei Sequenzen wird insbesondere die Identität der Reste über die jeweils gesamte Sequenzlänge verstanden, insbesondere die Identität, die durch Vergleich mit Hilfe der Vector NTI Suite 7.1 (Vector NTI Advance 10.3.0, In- vitrogen Corp.) (bzw. Software der Firma Informax (USA) unter Anwendung der ClustalBy "identity" between two sequences is meant, in particular, the identity of the residues over the respective entire sequence length, in particular the identity which is determined by comparison with the aid of the Vector NTI Suite 7.1 (Vector NTI Advance 10.3.0, Vitrogen Corp.) (or Software from Informax (USA) using Clustal
Methode (Higgins DG, Sharp PM. Fast and sensitive multiple sequence alignments on a microcomputer. Comput Appl. Biosci. 1989 Apr;5(2): 151-1) unter Einstellung folgen- der Parameter berechnet wird:Method (Higgins DG, Sharp PM, Fast and Sensitive Multiple Sequence Alignments on a Microcomputer, Comput Appl. Biosci 1989 Apr; 5 (2): 151-1) is calculated by setting the following parameters:
Multiple alignment parameter:Multiple alignment parameters:
Gap opening penalty 10Gap opening penalty 10
Gap extension penalty 0,05Gap extension penalty 0.05
Gap Separation penalty ränge 8Gap Separation penalty ranks 8
Gap Separation penalty offGap separation penalty off
% identity for alignment delay 40% identity for alignment delay 40
Residue specific gaps offResidue specific gaps off
Hydrophilic residue gap offHydrophilic residues gap off
Transition weighing 0Transition weighing 0
Pairwise alignment parameter:Pairwise alignment parameter:
FAST algorithm offFAST algorithm off
K-tuple size 1K-tuple size 1
Gap penalty 3Gap penalty 3
Window size 5Window size 5
Number of best diagonals 5Number of best diagonals 5
(iv) Formulierung von Wirkstoffen(iv) formulation of active ingredients
Formulierungen von Wirkstoffen können, z.B. unter Verwendung eines Biopolymers, wie eines amphiphilen selbstassemblierenden Proteins auf verschiedene Art und Weise hergestellt werden. Wirkstoffe können durch Spinnverfahren in Protein- Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) verpackt oder verkapselt werden.Formulations of active ingredients may be, e.g. using a biopolymer such as an amphiphilic self-assembling protein in a variety of ways. Drugs can be packaged or encapsulated by spinning techniques into protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens).
M/49169 Die Fasern und Flächengebilde aus Protein-Wirkstoff-Kombinationen können mit allen, dem Fachmann bekannten Spinnverfahren aus Lösung oder feinteiliger Dispersion (Trockenspinnen, Nassspinnen) und Gel hergestellt werden. Besonders geeignet sind Spinnverfahren aus der Lösung oder einer feinteiligen Dispersion, darunter besonders bevorzugt sind Zentrifugenspinnen (Rotorspinnen) und Elektrospinnen (elektrostatisches Spinnen).M / 49169 The fibers and fabrics of protein-drug combinations can be prepared with all known in the art spinning process from solution or finely divided dispersion (dry spinning, wet spinning) and gel. Particularly suitable are spinning processes from the solution or a finely divided dispersion, among which particularly preferred are centrifugal spinning (rotor spinning) and electrospinning (electrostatic spinning).
Bei der Verspinnung von Proteinen zu Fasern sind Faserdurchmessem von 10 nm bis 100 μm, bevorzugt mit Durchmesser von 50 nm bis 10 μm, besonders bevorzugt von 100 nm bis 2 μm, geeignet.In the spinning of proteins to fibers Faserdurchmessem from 10 nm to 100 microns, preferably with a diameter of 50 nm to 10 .mu.m, more preferably from 100 nm to 2 microns, suitable.
Beim Elektroverspinnen (elektrostatisches Spinnen) wird die zu formulierende Lösung oder feinteilige Dispersion in ein elektrisches Feld mit der Stärke zwischen 0,01 bis 10 kV/cm, besonders bevorzugt zwischen 1 und 6 kV/cm und ganz besonders bevorzugt zwischen 2 und 4 kV/cm, eingebracht. Sobald die elektrischen Kräfte die Oberflächenspannung der Formulierung übersteigen, erfolgt der Massentransport in Form eines Jets auf die gegenüberliegende Elektrode. Das Lösungsmittel verdampft im Zwischenelektrodenraum und Feststoff der Formulierung liegt dann als Fasern auf der Gegenelektrode vor. Die Spinnelektrode kann Düsen- oder Spritzen- basiert sein oder WaI- zengeometrie haben. Das Spinnen kann in beiden vertikalen Richtungen (von unten nach oben und von oben nach unten) und in horizontaler Richtung erfolgen.In electrospinning (electrostatic spinning), the solution or finely divided dispersion to be formulated in an electric field with the strength between 0.01 to 10 kV / cm, more preferably between 1 and 6 kV / cm and most preferably between 2 and 4 kV / cm, introduced. As soon as the electrical forces exceed the surface tension of the formulation, the mass transport takes place in the form of a jet on the opposite electrode. The solvent evaporates in the interelectrode space and solid of the formulation is then present as fibers on the counter electrode. The spinning electrode may be nozzle or syringe based or have waist geometry. Spinning can be done in both vertical directions (bottom to top and top to bottom) and in horizontal direction.
Ein weiteres geeignetes Verfahren ist das Zentrifugenspinnen (Rotorspinnen). Bei diesem Verfahren wird die Formulierung oder feinteilige Dispersion in ein Feld mit Gravita- tionskräften eingebracht. Dazu wird das Faserrohmaterial in ein Behältnis gegeben und das Behältnis in Rotation versetzt, wobei das fluidisierte Faserrohmaterial durch Zentripetal- bzw. Zentrifugalkräfte aus dem Behältnis in Form von Fasern ausgetragen wird. Die Fasern können anschließend durch Gasstrom abtransportiert und zu Flächengebilden zusammengelegt werden.Another suitable method is centrifuge spinning (rotor spinning). In this process, the formulation or finely divided dispersion is introduced into a field with gravitational forces. For this purpose, the fiber raw material is placed in a container and the container is rotated, wherein the fluidized fiber raw material is discharged by centripetal or centrifugal forces from the container in the form of fibers. The fibers can then be removed by gas flow and combined to form sheets.
Die Formulierung der Wirkstoffe kann durch Einschließen in die durch die erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Protein-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein- Fasern, Protein-Vliesstoffe) erfolgen. Dieser Prozess umfasst zwei Schritte. Im ersten Schritt wird eine Spinnlösung aus Wirkstoff und Biopolymer, wie z.B. amphiphilem selbstassemblierenden Protein, durch Mischen der Komponenten in einer gemeinsamen Phase hergestellt. Dazu können der Wirkstoff und das Protein direkt durch einThe formulation of the active ingredients may be by inclusion in protein sheets made by the methods of the invention (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens). This process involves two steps. In the first step, a spinning solution of active ingredient and biopolymer, e.g. amphiphilic self-assembling protein prepared by mixing the components in a common phase. For this, the active ingredient and the protein can pass directly through
Lösungsmittel oder eine Lösungsmittelmischung in Lösung gebracht werden. Alternativ M/49169 können der Wirkstoff und das Protein zunächst in unterschiedlichen Lösungsmitteln gelöst und die Lösungen im Anschluss miteinander vermischt werden, so dass wiederum eine gemeinsame Phase entsteht. Bei der gemeinsamen Phase kann es sich auch um eine molekular-disperse Phase oder eine kolloidal-disperse Phase handeln.Solvent or a solvent mixture are brought into solution. Alternatively M / 49169 For example, the active substance and the protein can first be dissolved in different solvents and the solutions subsequently mixed with one another, so that in turn a common phase is formed. The common phase may also be a molecular disperse phase or a colloidally disperse phase.
Der Spinnlösung können zusätzlich weitere Stoffe zugegeben werden, um z.B. die Viskosität der Lösung zu erhöhen oder deren sonstige Verarbeitbarkeit zu verbessern bzw. bevorzugte strukturelle Materialeigenschaften wie z.B. Kristallinitäten oder bevorzugte Anwendungseigenschaften wie z.B. gezielte, verzögerte oder kontinuierliche Freisetzungsprofile der formulierten Wirkstoffe zu erreichen. Bevorzugte Zusatzstoffe sind dabei wasserlösliche Polymere oder insbesondere wässrige Polymerdispersionen. Geeignete Mengen der Zusatzstoffe in der Spinnlösung sind > 0,1 Gew. %, bevorzugt > 0,5 Gew. %, besonders bevorzugt > 1 %, ganz besonders bevorzugt > 5 %.In addition, additional materials may be added to the spinning solution, e.g. increase the viscosity of the solution or improve its other processability or preferred structural material properties such. Crystallinities or preferred application properties, e.g. to achieve targeted, delayed or continuous release profiles of the formulated drugs. Preferred additives are water-soluble polymers or, in particular, aqueous polymer dispersions. Suitable amounts of the additives in the spinning solution are> 0.1% by weight, preferably> 0.5% by weight, particularly preferably> 1%, very particularly preferably> 5%.
Zusätzlich können der Spinnlösung oder den daraus hergestellten Protein- Flächengebilden (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) Stoffe zugesetzt werden, welche eine Sprengung der Tabletten oder Kapseln und damit eine verbesserte Dispergierung der zu den Tabletten oder Kapseln verpressten Protein- Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) sowie der darin enthaltenen Wirkstoffe ermöglicht.In addition, substances may be added to the spinning solution or the protein fabrics produced therefrom (for example protein films, protein fibers, protein nonwovens) which may cause the tablets or capsules to be blown up and thus improve dispersion of the protein pellets pressed into the tablets or capsules. Fabrics (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) and the active ingredients contained therein allows.
Das Lösen des Wirkstoffes und des Proteins in verschiedenen Lösungsmitteln und das anschließende Mischen beider Lösungen sind insbesondere dann von Vorteil, wenn sich der Wirkstoff und das Protein nicht in einem gemeinsamen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch lösen lassen. Auf diese Art und Weise lassen sich auch kolloidal-disperse Lösungen hydrophober Wirkstoffe herstellen, indem der in einem geeigneten Lösungsmittel gelöste Wirkstoff in ein anderes Lösungsmittel verdünnt wird, in dem dieser Wirkstoff unlöslich ist.The dissolution of the active ingredient and the protein in various solvents and the subsequent mixing of both solutions are particularly advantageous if the active ingredient and the protein can not be dissolved in a common solvent or solvent mixture. In this way, colloidally disperse solutions of hydrophobic active ingredients can be prepared by diluting the active ingredient dissolved in a suitable solvent into another solvent in which this active ingredient is insoluble.
Da Proteine in der Regel gut wasserlöslich sind, wird bevorzugt mit wässrigen Lösungen gearbeitet. Es sind aber auch Mischungen aus Wasser und wassermischbaren, organischen Lösungsmitteln bzw. die ausschließliche Verwendung organischer Lösungsmittel möglich. Bespiele für geeignete, wassermischbare Lösungsmittel sind Alkohole wie Methanol, Ethanol und Isopropanol, fluorierte Alkohole wie Hexafluori- sopropanol und Trifluorethanol, Alkanone wie Aceton oder auch Sulfoxide wie z.B. Di- methylsulfoxid oder Formamide wie Dimethylformamid oder andere organische Lösungsmittel wie z.B. Tetrahydrofuran und Acetonitril oder N-Methyl-2-pyrrolidon oder M/49169 Formiat. Im allgemeinen kann mit allen Lösungsmitteln und Lösungsmittelgemischen gearbeitet werden, in denen sich die Proteine lösen lassen. Beispiele für geeignete Lösungsmittel sind Wasser oder auf Wasser basierende Puffersysteme und Salzlösungen, fluorierte Alkohole wie z.B. Hexafluorisopropanol oder Trifluorethanol, ionische Flüssigkeiten wie z.B. 1-Ethyl-(3-methyl(imidezol) (EMIM)-Acetat, wässrige Lösungen chaotroper Salze wie z.B. Harnstoff, Guanidiuniumhydrochlorid und Guanidiniumthio- cyanat oder organische Säuren wie z.B. Ameisensäure sowie Mischungen dieser Lösungsmittel mit anderen organischen Lösungsmitteln. Beispiele für Lösungsmittel, die sich mit den Lösungsmitteln für das Protein mischen lassen sind u.a. Wasser, Alkohole wie Methanol, Ethanol und Isopropanol, Alkanone wie Aceton, Sulfoxide wie z.B. Di- methylsulfoxid, Formamide wie Dimethylformamid, Halogenalkane wie Methylenchlorid oder auch weitere organische Lösungsmittel wie z.B. Tetrahydrofuran.Since proteins are generally readily soluble in water, preference is given to working with aqueous solutions. However, mixtures of water and water-miscible organic solvents or the exclusive use of organic solvents are also possible. Examples of suitable, water-miscible solvents are alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, fluorinated alcohols such as hexafluoropropanol and trifluoroethanol, alkanones such as acetone or sulfoxides such as dimethyl sulfoxide or formamides such as dimethylformamide or other organic solvents such as tetrahydrofuran and acetonitrile or N Methyl 2-pyrrolidone or M / 49169 Formate. In general, it is possible to work with all solvents and solvent mixtures in which the proteins can be dissolved. Examples of suitable solvents are water or water-based buffer systems and salt solutions, fluorinated alcohols such as hexafluoroisopropanol or trifluoroethanol, ionic liquids such as 1-ethyl (3-methyl (imidezole) (EMIM) acetate, aqueous solutions of chaotropic salts such as urea Guanidium hydrochloride and guanidinium thiocyanate or organic acids such as formic acid and mixtures of these solvents with other organic solvents Examples of solvents which can be mixed with the solvents for the protein include water, alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, alkanones such as acetone , Sulfoxides such as dimethylsulfoxide, formamides such as dimethylformamide, haloalkanes such as methylene chloride or other organic solvents such as tetrahydrofuran.
Der zweite Schritt der Formulierung der Wirkstoffe ist eine Assemblierung des Proteins, induziert z.B. durch Verdampfen des Lösungsmittels, ein elektrisches Feld, durch Scherkräfte oder Zentrifugalkräfte, zu einer gemeinsamen festen oder hoch viskosen, gelartigen Phase, die anschließend aushärtet. Dabei wird der Wirkstoff in die Assemblierungsform des Proteins eingeschlossen. Die assemblierten Proteinstrukturen können als wirkstoff-enthaltende Protein-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) hergestellt und während des Spinnvorganges auf Substraten wie z. B. Mikrofaser-Vliesen abgelegt werden. Anschließend können die assemblierten Proteinstrukturen zu Tabletten oder Kapseln verpresst werden.The second step in the formulation of the drugs is an assembly of the protein, inducing e.g. by evaporation of the solvent, an electric field, by shear forces or centrifugal forces, to a common solid or highly viscous, gel-like phase which subsequently hardens. The active ingredient is included in the assembly form of the protein. The assembled protein structures can be prepared as active ingredient-containing protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwoven fabrics) and coated on substrates such as e.g. B. microfiber webs are stored. Subsequently, the assembled protein structures can be pressed into tablets or capsules.
Der Wirkstoff kann an die Oberfläche gebunden sein, in die Protein-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) eingeschlossen sein oder auch auf beide Arten mit den Protein-Flächengebilden assoziiert sein. Die Bindung des Wirkstoffs an die mit den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Protein- Flächengebilde kann durch die Verarmung des Assemblierungsansatzes an gelöstem Wirkstoff bestimmt werden. Die Konzentration des Wirkstoffs kann durch eine quantita- tive Analyse seiner Eigenschaften gemessen werden. So kann die Bindung von lichtabsorbierenden Wirkstoffen z.B. durch photometrische Methoden analysiert werden. Dazu werden z.B. die Färbung der Proteinflächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein- Fasern, Protein-Vliesstoffe) oder die Entfärbung der protein- und wirkstoffarmen Phase des Formulierungsansatzes durch Messen der Absorption eines farbigen oder lichtab- sorbierenden Wirkstoffs bestimmt. Mit Hilfe dieser Methoden kann auch bestimmt werden, wie hoch der Wirkstoffanteil in den Microbeads ist. Dazu werden die Protein- Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) mit einem für M/49169 ^ den verkapselten Wirkstoff geeigneten Lösungsmittel versetzt und dabei der Wirkstoff herausgelöst. Anschließend wird der Wirkstoffgehalt im Lösungsmittel z.B. absorpti- onsphotometrisch bestimmt. Alternativ kann die Proteinassemblierungsstruktur auch mittels proteolytisch aktiven Enzymen abgebaut werden, wobei der enthaltene Wirkstoff freigesetzt und anschließend quantifiziert wird.The active agent may be bound to the surface, included in the protein sheets (eg, protein films, protein fibers, protein nonwoven fabrics), or both associated with the protein sheets. The binding of the active ingredient to the protein sheets produced by the methods according to the invention can be determined by the depletion of the dissolved substance assembly assembly. The concentration of the active substance can be measured by a quantitative analysis of its properties. For example, the binding of light-absorbing active substances can be analyzed by photometric methods. For this purpose, for example, the color of the protein surfaces (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) or the decolorization of the protein and drug-poor phase of the formulation mixture are determined by measuring the absorption of a colored or light-absorbing active substance. These methods can also be used to determine the proportion of active ingredient in the microbeads. For this purpose, the protein sheets (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) with a for M / 49169 ^ added to the encapsulated drug suitable solvent while the active ingredient dissolved out. Subsequently, the active substance content in the solvent is determined, for example, by absorption photometry. Alternatively, the protein assembly structure can also be degraded by means of proteolytically active enzymes, wherein the active substance contained is released and then quantified.
(v) Synthetische Polymerkomponenten(v) Synthetic polymer components
Geeignete synthetische Polymere sind z. B. ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Homo- und Copolymerisaten von aromatischen Vinylverbindungen, Homo- und Copolymerisaten von Alkylacrylaten, Homo- und Copolymerisaten von Alkylmethacryla- ten, Homo- und Copolymerisaten von α-Olefinen, Homo- und Copolymere von aliphati- schen Dienen, Homo- und Copolymerisaten von Vinylhalogeniden, Homo- und Copolymerisaten von Vinylacetaten, Homo- und Copolymerisaten von Acrylnitrilen, Homo- und Copolymerisaten von Urethanen, Homo- und Copolymerisaten von Vinylamiden und Copolymeren aufgebaut aus zwei oder mehr der die vorstehend genannten Polymere bildenden Monomereinheiten.Suitable synthetic polymers are, for. B. selected from the group consisting of homo- and copolymers of aromatic vinyl compounds, homopolymers and copolymers of alkyl acrylates, homo- and copolymers of alkyl methacrylates, homopolymers and copolymers of α-olefins, homopolymers and copolymers of aliphatic dienes , Homo- and copolymers of vinyl halides, homo- and copolymers of vinyl acetates, homo- and copolymers of acrylonitriles, homopolymers and copolymers of urethanes, homopolymers and copolymers of vinyl amides and copolymers composed of two or more of the monomer units forming the abovementioned polymers.
Als Trägerpolymere kommen insbesondere Polymere auf Basis der folgenden Mono- mere in Betracht:Suitable carrier polymers are, in particular, polymers based on the following monomers:
Acrylamid, Adipinsäure, Allylmethacrylat, alpha-Methylstyrol, Butadien, Butandiol, Bu- tandioldimethacrylat, Butandioldivinylether, Butandioldimethacrylat, Butandiolmonoac- rylat, Butandiolmonomethacrylat, Butandiolmonovinylether, Butylacrylat, Butylmethac- rylat, Cyclohexylvinylether, Diethylenglycoldivinylether, Diethylenglycolmonovinylether, Ethylacrylat, Ethyldiglycolacrylat, Ethylen, Ethylenglycolbutylvinylether, Ethylenglycol- dimethacrylat, Ethylenglycoldivinylether, Ethylhexylacrylat, Ethylhexylmethacrylat, E- thylmethacrylat, Ethylvinylether, Glycidylmethacrylat, Hexandioldivinylether, Hexandi- olmonovinylether, Isobuten, Isobutylacrylat, Isobutylmethacrylat, Isopren, Isopropylac- rylamid, Methylacrylat, Methylenbisacrylamid, Methylmethacrylat, Methylvinylether, n- Butylvinylether, NMethyl-N-vinylacetamid, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylimidazol, N- Vinylpiperidon, NVinylpyrrolidon, Octadecylvinylether, Phenoxyethylacrylat, Polytetra- hydrofuran-2-divinylether, Propylen, Styrol, Terephthalsäure, tert-Butylacrylamid, tert- Butylacrylat, tert-Butylmethacrylat, Tetraethylenglycoldivinylether, Triethylenglycoldi- methylacrylat, Triethylenglycoldivinylether, Triethylenglycoldivinylmethylether, Tri- methylolpropantrimethacrylate, Trimethylolpropantrivinylether, Vinyl-(2- ethylhexyl)ether, Vinyl-4-tertbutyl-benzoat, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinyldodecylether,Acrylamide, adipic acid, allyl methacrylate, alpha-methylstyrene, butadiene, butanediol, butanediol dimethacrylate, butanediol divinyl ether, butanediol dimethacrylate, butanediol monoacrylate, butanediol monomethyl ether, butyl acrylate, butyl methacrylate, cyclohexyl vinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, ethyl acrylate, ethyl diglycol acrylate, ethylene, ethylene glycol butyl vinyl ether, Ethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol divinyl ether, ethylhexyl acrylate, ethylhexyl methacrylate, ethyl methacrylate, ethyl vinyl ether, glycidyl methacrylate, hexanediol divinyl ether, hexanediol monovinyl ether, isobutene, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, isoprene, isopropyl acrylamide, methyl acrylate, methylenebisacrylamide, methyl methacrylate, methyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, NMethyl- N-vinylacetamide, N-vinylcaprolactam, N-vinylimidazole, N-vinylpiperidone, NVinylpyrrolidone, octadecyl vinyl ether, phenoxyethyl acrylate, polytetrahydrofuran-2-divinyl ether, propylene, styrene, Terephthalic acid, tert-butylacrylamide, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, tetraethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl methyl ether, trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane trivinyl ether, vinyl (2-ethylhexyl) ether, vinyl 4-tert-butyl benzoate, vinyl acetate, vinyl chloride , Vinyl dodecyl ether,
M/49169 Vinylidenchlorid, Vinylisobutylether, Vinylisopropylether, Vinylpropylether und Vinyl-tert- butylether.M / 49169 Vinylidene chloride, vinyl isobutyl ether, vinyl isopropyl ether, vinyl propyl ether and vinyl tert-butyl ether.
Der Begriff „synthetische Polymere" umfasst sowohl Homo- als auch Copolymere. Als Copolymere kommen sowohl statistische als auch alternierende Systeme, Blockcopo- lymere oder Pfropfcopolymere in Frage. Der Begriff Copolymere umfasst Polymere, die aus zwei oder mehr verschiedenen Monomeren aufgebaut sind, oder bei denen sich der Einbau mindestens eines Monomers in die Polymerkette auf verschiedene Art und Weise realisieren lässt, wie es z.B. bei den Stereoblockcopolymeren der Fall ist.The term "synthetic polymers" encompasses both homopolymers and copolymers Suitable copolymers include both random and alternating systems, block copolymers or graft copolymers The term copolymers encompasses polymers which are composed of two or more different monomers or in which the incorporation of at least one monomer in the polymer chain can be realized in various ways, as is the case, for example, in the stereo block copolymers.
Es können auch Abmischungen von Homo- und Copolymeren sein. Die Homo- und Copolymere können mischbar und nicht mischbar sein.It may also be blends of homopolymers and copolymers. The homo- and copolymers can be miscible and immiscible.
Folgende Polymere sind vorzugsweise zu nennen: Polyvinylether wie z.B. Polybenzyloxyethylen, Polyvinylacetale, Polyvinylester wie z.B. Polyvinylacetat, Polyoxytetramethylen, Polyamide, Polycarbonate, Polyester, Polysilo- xane, Polyurethane, Polyacrylamide, wie z.B. Poly(N-isopropylacrylamid), Polymethac- rylamide, Polyhydroxybutyrate, Polyvinylalkohole, acetylierte Polyvinylalkohole, Polyvi- nylformamid, Polyvinylamine, Polycarbonsäuren (Polyacrylsäure, Polymethacrylsäure), Polyacrylamid, Polyitaconsäure, Poly(2-hydroxyethylacrylat), Poly(N-isopropylacryl- amid), Polysulfonsäure (Poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonsäure) oder PAMPS), Polymethacrylamid, Polyalkylenoxiden, z. B. Polyethylenoxiden; PoIy-N- vinylpyrrolidon; Maleinsäuren, Poly(ethylenimin), Polystyrolsulfonsäure, Polyacrylate, wie z.B. Polypheno xyethylacrylat, Polymethylacrylat, Polyethylacrylat, Polydodecylac- rylat, Poly(ibornylacrylat),Poly(n-butylacrylat), Poly(t-butylacrylat), Polycyclohexylacry- lat, Poly(2-ethylhexylacrylat), Polyhydroxypropylacrylat, Polymethacrylate, wie z.B. Polymethylmethacrylat, Poly(n-amylmethacrylat), Poly(n-butylmethacrylat), Polyethyl- methacrylat, Poly(hydroxypropylmethacrylat), Polycyclohexylmethacrylat, Poly(2- e- thylhexylmethacrylat), Polylaurylmethacrylat, Poly(t-butylmethacrylat), Polybenzyl- methacrylat, Poly(ibornylmethacrylat), Polyglycidylmethacrylat und Polystearylmethac- rylat, Polystyrol, sowie Copolymere auf Basis von Styrol, z.B. mit Maleinsäureanhydrid, Styrol-Butadien-Copolymere, Methylmethacrylat-Styrol-Copolymere, N-Vinylpyrrolidon- Copolymere, Polycaprolactone, Polycaprolactame, Poly(N-vinylcaprolactam).The following polymers are preferably mentioned: polyvinyl ethers such as e.g. Polybenzyloxyethylene, polyvinyl acetals, polyvinyl esters, e.g. Polyvinyl acetate, polyoxytetramethylene, polyamides, polycarbonates, polyesters, polysiloxanes, polyurethanes, polyacrylamides, such as e.g. Poly (N-isopropylacrylamide), polymethacrylamide, polyhydroxybutyrate, polyvinyl alcohols, acetylated polyvinyl alcohols, polyvinylformamide, polyvinylamines, polycarboxylic acids (polyacrylic acid, polymethacrylic acid), polyacrylamide, polyitaconic acid, poly (2-hydroxyethyl acrylate), poly (N-isopropylacrylamide) Polysulfonic acid (poly (2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid) or PAMPS), polymethacrylamide, polyalkylene oxides, e.g. For example, polyethylene oxides; Poly-N-vinylpyrrolidone; Maleic acids, poly (ethyleneimine), polystyrenesulfonic acid, polyacrylates, e.g. Polyphenoxyethyl acrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polydodecyl acrylate, poly (ibornyl acrylate), poly (n-butyl acrylate), poly (t-butyl acrylate), polycyclohexyl acrylate, poly (2-ethylhexyl acrylate), polyhydroxypropyl acrylate, polymethacrylates, e.g. Polymethyl methacrylate, poly (n-amyl methacrylate), poly (n-butyl methacrylate), polyethyl methacrylate, poly (hydroxypropyl methacrylate), polycyclohexyl methacrylate, poly (2-ethylhexyl methacrylate), polylauryl methacrylate, poly (t-butyl methacrylate), polybenzyl methacrylate, poly (ibornylmethacrylat), polyglycidyl methacrylate and polystearyl methacrylate, polystyrene, and copolymers based on styrene, eg with maleic anhydride, styrene-butadiene copolymers, methyl methacrylate-styrene copolymers, N-vinylpyrrolidone copolymers, polycaprolactones, polycaprolactams, poly (N-vinylcaprolactam).
Insbesondere sind Poly-N-vinylpyrrolidon, Polymethylmethacrylat, Acrylat-Styrol- Copolymere, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Polyamid, Polyester zu nennen.In particular, poly-N-vinylpyrrolidone, polymethyl methacrylate, acrylate-styrene copolymers, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyamide, polyester may be mentioned.
M/49169 Anwendbar sind weiterhin synthetische, biologisch abbaubare Polymere.M / 49169 Synthetic, biodegradable polymers are still applicable.
Die Angabe "biologisch abbaubare Polymere" soll alle Polymere umfassen, die die in DIN V 54900 gegebene Definition der Bioabbaubarkeit erfüllen, insbesondere kompostierbare Polyester.The term "biodegradable polymers" is intended to include all polymers which meet the definition of biodegradability given in DIN V 54900, in particular compostable polyesters.
Im Allgemeinen bedeutet die biologische Abbaubarkeit, dass die Polymere, wie z.B. Polyester, in einer angemessenen und nachweisbaren Zeitspanne zerfallen. Der Ab- bau kann hydrolytisch und/oder oxidativ erfolgen und zum überwiegenden Teil durch die Einwirkung von Mikroorganismen, wie Bakterien, Hefen, Pilzen und Algen, bewirkt werden. Die biologische Abbaubarkeit lässt sich z.B. dadurch bestimmen, dass Polyester mit Kompost gemischt und für eine bestimmte Zeit gelagert werden. Gemäß ASTM D 5338, ASTM D 6400 und DIN V 54900 wird CO2-freie Luft beispielsweise durch ge- reiften Kompost während des Kompostierens strömen gelassen und dieser einem definierten Temperaturprogramm unterworfen. Hierbei wird die biologische Abbaubarkeit über das Verhältnis der Netto-C02-Freisetzung der Probe (nach Abzug der C02- Freisetzung durch den Kompost ohne Probe) zur maximalen CO2-Freisetzung der Probe (berechnet aus dem Kohlenstoffgehalt der Probe) als biologische Abbaubarkeit de- finiert. Biologisch abbaubare Polyester zeigen in der Regel schon nach wenigen Tagen der Kompostierung deutliche Abbauerscheinungen wie Pilzbewuchs, Riss- und Lochbildung. Beispiele für biologisch abbaubare Polymere sind biologisch abbaubare Polyester wie zum Beispiel Polylactid, Polycaprolacton, Polyalkylenadipatterepthalate, Po- lyhydroxyalkonoate (Polyhydroxybutyrat) und Polylactidglycosid. Besonders bevorzugt sind biologisch abbaubare Polyalkylenadipatterephthalate, vorzugsweise Polybutyle- nadipatterephtalate. Geeignete Polyalkylenadipatterephthalate sind z.B. in der DE 4 440 858 beschrieben (und sind kommerziell erhältlich, z.B. Ecoflex® von BASF).In general, biodegradability means that the polymers, such as polyesters, decompose in a reasonable and detectable time. The decomposition can take place hydrolytically and / or oxidatively and be effected for the most part by the action of microorganisms, such as bacteria, yeasts, fungi and algae. The biodegradability can be determined, for example, by mixing polyesters with compost and storing them for a certain period of time. According to ASTM D 5338, ASTM D 6400 and DIN V 54900, CO 2 -free air, for example, is allowed to flow through mature compost during composting and is subjected to a defined temperature program. Here, the biodegradability of the ratio of the net C0 2 release of the sample (after deduction of C02 release by the compost without sample) to the maximum CO 2 release of the sample (calculated from the carbon content of the sample) as biodegradability de - Finished. Biodegradable polyester usually show after a few days of composting significant degradation phenomena such as fungal growth, crack and hole formation. Examples of biodegradable polymers are biodegradable polyesters such as, for example, polylactide, polycaprolactone, polyalkylene adipate repthalates, polyhydroxyalkonates (polyhydroxybutyrate) and polylactide glycoside. Particularly preferred are biodegradable polyalkylene adipate terephthalates, preferably polybutylene nadipate terephthalates. Suitable polyalkylene adipate terephthalates are described, for example, in DE 4 440 858 (and are commercially available, for example Ecoflex® from BASF).
(vi) Wirkstoffe(vi) agents
Im folgenden werden die Begriffe Wirkstoffe und Effektstoffe synonym verwendet. Dabei handelt es sich sowohl um wasserlösliche als auch schwer-wasserlösliche Effektstoffe. Die Begriffe schwer-wasserlösliche und hydrophobe Wirk- oder Effektstoffe werden synonym verwendet. Als schwer wasserlöslichen Wirkstoffe werden im folgenden solche Verbindungen bezeichnet, deren Wasserlöslichkeit bei 2O0C < 1 Gew.-%, bevorzugt < 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt < 0,25 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt < 0,1 Gew.-% beträgt. Als wasserlösliche Wirkstoffe werden im folgenden solche M/49169 Verbindungen bezeichnet, deren Wasserlöslichkeit bei 200C > 1 Gew.-%, bevorzugt > 10 Gew.-%, besonders bevorzugt > 40 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt > 70 Gew.- % beträgt.In the following, the terms active substances and effect substances are used synonymously. These are both water-soluble and difficult-water-soluble effect substances. The terms heavy water-soluble and hydrophobic active or effect substances are used synonymously. As sparingly water-soluble active ingredients are referred to below those compounds whose water solubility at 2O 0 C <1 wt .-%, preferably <0.5 wt .-%, more preferably <0.25 wt .-%, most preferably <0 , 1 wt .-% is. As water-soluble agents in the following are such M / 49169 Compounds whose water solubility at 20 0 C> 1 wt .-%, preferably> 10 wt .-%, particularly preferably> 40 wt .-%, most preferably> 70% by weight.
Geeignete Effektstoffe sind Farbstoffe, insbesondere die in der folgenden Tabelle genannten:Suitable effect substances are dyes, in particular those mentioned in the following table:
Besonders vorteilhafte Farbstoffe sind die in der folgenden Liste genannten öllöslichen oder in Öl dispergierbaren Verbindungen. Die Colour Index Nummern (CIN) sind dem Rowe Colour Index, 3. Auflage, Society of Dyers and Colourists, Bradford, England, 1971 entnommen.Particularly advantageous dyes are the oil-soluble or oil-dispersible compounds mentioned in the following list. The Color Index Numbers (CIN) are taken from the Rowe Color Index, 3rd Edition, Society of Dyers and Colourists, Bradford, England, 1971.
M/49169 M / 49169
Weitere bevorzugte Effektstoffe sind Fettsäuren, insbesondere gesättigte Fettsäuren, die eine Alkylverzweigung tragen, besonders bevorzugt verzweigte Eicosansäuren, wie 18-Methyl-eicosansäure.Further preferred effect substances are fatty acids, in particular saturated fatty acids, which carry an alkyl branching, particularly preferably branched eicosanoic acids, such as 18-methyl-eicosanoic acid.
Weitere bevorzugte Effektstoffe sind Carotinoide. Unter Carotinoide sind erfindungsgemäß folgende Verbindungen sowie deren veresterte oder glykosylierte Derivate zu verstehen: ß-Carotin, Lycopin, Lutein, Astaxanthin, Zeaxanthin, Cryptoxanthin, Citra- naxanthin, Canthaxanthin, Bixin, ß-Apo-4-carotinal, ß-Apo-8-carotinal, ß-Apo-8- carotinsäureester, Neurosporen, Echinenon, Adonirubin, Violaxanthin, Torulen, Toru- larhodin, einzeln oder als Mischung. Bevorzugt verwendete Carotinoide sind ß-Carotin, Lycopin, Lutein, Astaxanthin, Zeaxanthin, Citranaxanthin und Canthaxanthin. M/49169 Weitere bevorzugte Effektstoffe sind Vitamine, insbesondere Retinoide und deren Ester.Further preferred effect substances are carotenoids. According to the invention, carotinoids are to be understood as meaning the following compounds and their esterified or glycosylated derivatives: β-carotene, lycopene, lutein, astaxanthin, zeaxanthin, cryptoxanthin, citraaxanthin, canthaxanthin, bixin, β-apo-4-carotenal, β-apo-8 -carotinal, β-apo-8-carotenoic acid ester, neurospores, echinenone, adonirubin, violaxanthin, torulen, torularyhodine, singly or as a mixture. Preferably used carotenoids are β-carotene, lycopene, lutein, astaxanthin, zeaxanthin, citranaxanthin and canthaxanthin. M / 49169 Further preferred effect substances are vitamins, in particular retinoids and their esters.
Unter Retinoide sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Vitamin A Alkohol (Retinol) und seine Derivate wie Vitamin A Aldehyd (Retinal), Vitamin A Säure (Retinsäure) und Vitamin A Ester (z.B. Retinylacetat, Retinylpropionat und Retinylpalmitat) gemeint. Der Begriff Retinsäure umfasst dabei sowohl all-trans Retinsäure als auch 13-cis Retinsäure. Die Begriffe Retinol und Retinal umfassen bevorzugt die all-trans Verbindun- gen. Als bevorzugtes Retinoid verwendet man für die erfindungsgemäßen Formulierungen all-trans-Retinol, im Folgenden als Retinol bezeichnet.By retinoids in the context of the present invention is meant vitamin A alcohol (retinol) and its derivatives such as vitamin A aldehyde (retinal), vitamin A acid (retinoic acid) and vitamin A esters (e.g., retinyl acetate, retinyl propionate and retinyl palmitate). The term retinoic acid encompasses both all-trans retinoic acid and 13-cis retinoic acid. The terms retinol and retinal preferably include the all-trans compounds. The preferred retinoid used for the formulations according to the invention is all-trans-retinol, hereinafter referred to as retinol.
Weitere bevorzugte Effektstoffe sind Vitamine, Provitamine und Vitaminvorstufen aus den Gruppen A, B, C, E und F, insbesondere 3,4-Didehydroretinol, ß-Carotin (Provita- min des Vitamin A), Palmitinsäureester der Ascorbinsäure, Tocopherole, insbesondere α-Tocopherol sowie seine Ester, z.B. das Acetat, das Nicotinat, das Phosphat und das Succinat; weiterhin Vitamin F, worunter essentielle Fettsäuren, besonders Linolsäure, Linolensäure und Arachidonsäure, verstanden werden.Further preferred effect substances are vitamins, provitamins and vitamin precursors from groups A, B, C, E and F, in particular 3,4-didehydroretinol, β-carotene (provitamin of vitamin A), palmitic acid ester of ascorbic acid, tocopherols, in particular α- Tocopherol and its esters, eg the acetate, nicotinate, phosphate and succinate; vitamin F, which is understood as meaning essential fatty acids, especially linoleic acid, linolenic acid and arachidonic acid.
Weitere bevorzugte Effektstoffe sind lipophile, öllösliche Antioxidantien aus der Gruppe Vitamin E, d.h. Tocopherol und dessen Derivate, Gallussäureester, Flavonoide und Carotinoide sowie Butylhydroxytoluol/anisol.Further preferred effect substances are lipophilic, oil-soluble antioxidants from the group vitamin E, i. Tocopherol and its derivatives, gallic acid esters, flavonoids and carotenoids, and butylhydroxytoluene / anisole.
Ein weiterer bevorzugter Effektstoff ist Liponsäure und geeignete Derivate (Salze, Es- ter, Zucker, Nukleotide, Nukleoside, Peptide und Lipide).Another preferred effect substance is lipoic acid and suitable derivatives (salts, esters, sugars, nucleotides, nucleosides, peptides and lipids).
Weitere bevorzugte Effektstoffe sind UV-Lichtschutzfilter. Darunter sind organische Substanzen zu verstehen, die in der Lage sind, ultraviolette Strahlen zu absorbieren und die aufgenommene Energie in Form längerwelliger Strahlung, z.B. Wärme, wieder abzugeben.Further preferred effect substances are UV light protection filters. By this are meant organic substances capable of absorbing ultraviolet rays and absorbing the absorbed energy in the form of longer wavelength radiation, e.g. Heat, give it up again.
Als öllösliche UV-B-Filter können z.B. folgende Substanzen verwendet werden:As oil-soluble UV-B filters, e.g. the following substances are used:
3-Benzylidencampher und dessen Derivate, z.B. 3-(4-Methylbenzyliden)campher; 4-Aminobenzoesäurederivate, vorzugsweise 4-(Dimethylamino)benzoesäure-2- ethylhexylester, 4-( Dimethylamino)benzoesäure-2-octylester und 4-(Dimethylamino)-3-benzylidene camphor and its derivatives, e.g. 3- (4-methylbenzylidene) camphor; 4-aminobenzoic acid derivatives, preferably 2-ethylhexyl 4- (dimethylamino) benzoate, 2-octyl 4- (dimethylamino) benzoate and 4- (dimethylamino) -
M/49169 benzoesäureamylester; Ester der Zimtsäure, vorzugsweise 4-Methoxyzimtsäure-2- ethylhexylester, 4 Methoxyzimtsäurepropylester, 4-Methoxyzimtsäureisoamylester, 4 Methoxyzimtsäureisopentylester, 2-Cyano-3-phenyl-zimtsäure-2-ethylhexylester (Oc- tocrylene);M / 49169 benzoesäureamylester; Esters of cinnamic acid, preferably 4-methoxycinnamic acid 2-ethylhexyl ester, 4-propyl methoxycinnamate, isoamyl 4-methoxycinnamate, 4-isopentyl methoxycinnamate, 2-cyano-3-phenylcinnamic acid 2-ethylhexyl ester (tocylenes);
Ester der Salicylsäure, vorzugsweise Salicylsäure-2-ethylhexylester, Salicylsäure-4 isopropylbenzylester, Salicylsäurehomomenthylester; Derivate des Benzophenons, vorzugsweise 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-41-methylben- zophenon, 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon; Ester der Benzalmalonsäure, vor- zugsweise 4-Methoxybenzmalonsäuredi-2-ethylhexylester; Triazinderivate, wie z.B. 2,4,6-Trianilino-(p-carbo-2'-ethyl-1 '-hexyloxy)-1 ,3,5-triazin (Octyltriazone) und Dioctyl Butamido Triazon (Uvasorb® HEB):Esters of salicylic acid, preferably 2-ethylhexyl salicylate, 4-isopropylbenzyl salicylate, homomenthyl salicylate; Derivatives of benzophenone, preferably 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-4 1 -methylbenzophenone, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone; Esters of benzalmalonic acid, preferably di-2-ethylhexyl 4-methoxybenzmalonate; Triazine derivatives such as 2,4,6-trianilino (p-carbo-2'-ethyl-1 ' -hexyloxy) -1, 3,5-triazine (octyl triazone) and dioctyl butamido triazone (Uvasorb® HEB):
Propan-1,3-dione, wie z.B. 1 -(4-tert. Butylphenyl)-3-(4'-methoxyphenyl)propan-1 ,3- dion. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Estern der Zimtsäure, vorzugsweise 4- Methoxyzimtsäure-2-ethylhexylester, 4-Methoxyzimtsäureisopentylester, 2-Cyano-3- phenyl-zimtsäure-2-ethylhexylester (Octocrylene).Propane-1,3-diones, such as e.g. 1- (4-tert-butylphenyl) -3- (4'-methoxyphenyl) propane-1,3-dione. Especially preferred is the use of esters of cinnamic acid, preferably 4-methoxycinnamic acid 2-ethylhexyl ester, 4-methoxycinnamic acid isopentyl ester, 2-cyano-3-phenylcinnamic acid 2-ethylhexyl ester (octocrylene).
Des Weiteren ist die Verwendung von Derivaten des Benzophenons, insbesondere 2- Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-Hydroxy-4-methoxy-4'-methylbenzophenon, 2,2'- Dihydroxy-4-methoxybenzophenon sowie der Einsatz von Propan-1 ,3-dionen, wie z.B. 1 -(4-tert. Butylphenyl)-3-(4-'methoxyphenyl)propan-1 ,3-dion bevorzugt.Furthermore, the use of derivatives of benzophenone, in particular 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxy-4 '-methylbenzophenon, 2,2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, and the use of propane-1, 3-diones, such as 1- (4-tert-butylphenyl) -3- (4-methethoxyphenyl) propane-1,3-dione.
Als typische UV-A-Filter kommen in Frage:Typical UV-A filters are:
Derivate des Benzoylmethans, wie beispielsweise 1-(4'-tert.Butylphenyl)-3-(4'-methoxy- phenyl)propan-1 ,3-dion, 4-tert.-Butyl-4'-methoxydibenzoylmethan oder 1-Phenyl-3-(4'- isopropylphenyl)-propan-1 ,3-dion;Derivatives of benzoylmethane, such as 1- (4'-tert-butylphenyl) -3- (4'-methoxyphenyl) propane-1,3-dione, 4-tert-butyl-4'-methoxydibenzoylmethane or 1-phenyl -3- (4'-isopropylphenyl) -propane-1,3-dione;
Amino-hydroxy-substituierte Derivate von Benzophenonen wie z.B. N,N-Diethylamino- hydroxybenzoyl-n-hexylbenzoat.Amino-hydroxy-substituted derivatives of benzophenones, e.g. N, N-diethylamino-hydroxybenzoyl-n-hexylbenzoate.
Die UV-A und UV-B-Filter können selbstverständlich auch in Mischungen eingesetzt werden.Of course, the UV-A and UV-B filters can also be used in mixtures.
Geeignete UV-Filtersubstanzen sind in der folgenden Tabelle genannt.Suitable UV filter substances are mentioned in the following table.
M/49169 M / 49169
M/49169 M / 49169
Neben den beiden vorgenannten Gruppen primärer Lichtschutzstoffe können auch sekundäre Lichtschutzmittel vom Typ der Antioxidantien eingesetzt werden, die die photochemische Reaktionskette unterbrechen, welche ausgelöst wird, wenn UV- Strahlung in die Haut eindringt. Typische Beispiele hierfür sind Tocopherole (Vitamin E) und öllösliche Ascorbinsäurederivate (Vitamin C).In addition to the two aforementioned groups of primary light stabilizers, it is also possible to use secondary light stabilizers of the antioxidant type which interrupt the photochemical reaction chain which is triggered when UV radiation penetrates into the skin. Typical examples are tocopherols (vitamin E) and oil-soluble ascorbic acid derivatives (vitamin C).
Erfindungsgemäß können geeignete Derivate (Salze, Ester, Zucker, Nukleotide, Nukleoside, Peptide und Lipide) der genannten Verbindungen als Effektstoffe verwen- det werden.According to the invention, suitable derivatives (salts, esters, sugars, nucleotides, nucleosides, peptides and lipids) of the compounds mentioned can be used as effect substances.
Weiter bevorzugt sind sogenannte Peroxydzersetzter, d.h. Verbindungen die in der Lage sind Peroxyde, besonders bevorzugt Lipidperoxide zu zersetzen. Darunter sind organische Substanzen zu verstehen, wie z.B. 5-Pyrimidinol- sowie 3-Pyridinolderivate und Probucol.More preferred are so-called peroxide decomposed, i. Compounds which are able to decompose peroxides, particularly preferably lipid peroxides. By this are meant organic substances, such as e.g. 5-pyrimidinol and 3-pyridinol derivatives and probucol.
Weiterhin handelt es sich bei den genannten Peroxidzersetzern bevorzugt um die in den Patentanmeldungen WO-A-02/07698 und WO-A03/059312, auf deren Inhalt hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird, beschriebenen Substanzen, bevorzugt die dort beschriebenen Bor-enthaltenden oder Stickstoff-enthaltenden Verbindungen, die Peroxide oder Hydroperoxide zu den entsprechenden Alkoholen ohne Bildung radikalischer Folgestufen reduzieren können. Ferner können für diesen Zweck sterisch gehinderte Amine eingesetzt werden.Furthermore, the peroxide decomposers mentioned are preferably the substances described in the patent applications WO-A-02/07698 and WO-A03 / 059312, the content of which is hereby incorporated by reference, preferably the boron-containing or nitrogen-containing compounds described therein. containing compounds which can reduce peroxides or hydroperoxides to the corresponding alcohols without radical radical formation steps. Furthermore, sterically hindered amines can be used for this purpose.
M/49169 Eine weitere Gruppe sind Antiirritantien, die eine entzündungshemmende Wirkung auf durch UV-Licht geschädigte Haut besitzen. Solche Stoffe sind beispielsweise Bisabolol, Phytol und Phytantriol.M / 49169 Another group are anti-irritants, which have an anti-inflammatory effect on UV-damaged skin. Such substances are, for example, bisabolol, phytol and phytantriol.
Eine weitere Gruppe von Effektstoffen sind Wirkstoffe, die im Pflanzenschutz eingesetzt werden können, beispielsweise Herbizide, Insektizide und Fungizide.Another group of effect substances are active substances that can be used in crop protection, for example herbicides, insecticides and fungicides.
Die folgende Liste von Insektiziden zeigt mögliche Pflanzenschutzwirkstoffe auf, soll aber nicht auf diese beschränkt sein:The following list of insecticides indicates, but is not limited to, possible crop protection agents:
A.1. Organo(thio)phosphate: azinphos-methyl, chlorpyrifos, chlorpyrifos-methyl, chlor- fenvinphos, diazinon, disulfoton, ethion, fenitrothion, fenthion, isoxathion, malathion, methidathion, methyl-parathion, oxydemeton-methyl, paraoxon, parathion, phenthoate, phosalone, phosmet, phosphamidon, phorate, phoxim, pirimiphos-methyl, profenofos, prothiofos, sulprophos, tetrachlorvinphos, terbufos, triazophos, trichlorfon;A.1. Organo (thio) phosphates: azinphos-methyl, chloropyrifos, chlorpyrifos-methyl, chlorophenvinphos, diazinon, disulphoton, ethion, fenitrothion, fenthion, isoxathione, malathion, methidathione, methyl-parathion, oxydemeton-methyl, paraoxone, parathion, phenthoate, phosalone, phosmet, phosphamidone, phorate, phoxim, pirimiphos-methyl, profenofos, prothiofos, sulprophos, tetrachlorvinphos, terbufos, triazophos, trichlorophone;
A.2. Carbamate: alanycarb, bendiocarb, benfuracarb, carbaryl, carbofuran, carbosul- fan, fenoxycarb, furathiocarb, methiocarb, methomyl, oxamyl, pirimicarb, thiodicarb, triazamate;A.2. Carbamates: alanycarb, bendiocarb, benfuracarb, carbaryl, carbofuran, carbosulphane, fenoxycarb, furathiocarb, methiocarb, methomyl, oxamyl, pirimicarb, thiodicarb, triazamate;
A.3. Pyrethroide: allethrin, bifenthrin, cyfluthrin, cyhalothrin, cyphenothrin, cyper-5 methrin, alpha-cypermethrin, beta-cypermethrin, zeta-cypermethrin, deltamethrin, es- fenvalerate, etofenprox, fenpropathrin, fenvalerate, imiprothrin, lambda-cyhalothrin, permethrin, prallethrin, pyrethrin I and II, resmethrin, silafluofen, tau-fluvalinate, tefluthrin, tetramethrin, tralomethrin, transfluthrin;A.3. Pyrethroids: allethrin, bifenthrin, cyfluthrin, cyhalothrin, cyphenothrin, cyper-5-methrin, alpha-cypermethrin, beta-cypermethrin, zeta-cypermethrin, deltamethrin, fenvalerate, etofenprox, fenpropathrin, fenvalerate, imiprothrin, lambda-cyhalothrin, permethrin, prallethrin , pyrethrin I and II, resmethrin, silafluofen, tau-fluvalinate, tefluthrin, tetramethrin, tralomethrin, transfluthrin;
A.4. Wachstumsregulatoren: a) chitin synthesis inhibitors: benzoylureas: chlorfluazu- ron, cyramazin, diflubenzuron, flucycloxuron, flufenoxuron, hexaflumuron, lufenuron, novaluron, teflubenzuron, triflumuron; buprofezin, diofenolan, hexythiazox, etoxazole, clofentazine; b) ecdysone antagonists: halofenozide, methoxyfenozide, tebufenozide, azadirachtin; c) juvenoids: pyriproxyfen, methoprene, fenoxycarb; d) lipid biosynthesis inhibitors: spirodiclofen, spiromesifen, a tetronic acid derivative of formula D1 ,A.4. Growth regulators: a) chitin synthesis inhibitors: benzoylureas: chlorofluorotron, cyramazine, diflubenzuron, flucycloxuron, flufenoxuron, hexaflumuron, lufenuron, novaluron, teflubenzuron, triflumuron; buprofezin, diofenolan, hexythiazox, etoxazole, clofentazine; b) ecdysone antagonists: halofenozides, methoxyfenozide, tebufenozide, azadirachtin; c) juvenoids: pyriproxyfen, methoprene, fenoxycarb; d) lipid biosynthesis inhibitors: spirodiclofen, spiromesifen, a tetronic acid derivative of formula D1,
M/49169 M / 49169
A.5. Nicotin Rezeptor Agonisteni Antagonisten: clothianidin, dinotefuran, thiacloprid;A.5. Nicotine receptor agonist antagonists: clothianidin, dinotefuran, thiacloprid;
A.6. GABA Antagonisten: acetoprole, endosulfan, ethiprole, fipronil, vaniliprole; A.7. Macrolid-Insektizide: abamectin, emamectin, milbemectin, lepimectin, spinosad;A.6. GABA antagonists: acetoprole, endosulfan, ethiprole, fipronil, vaniliprole; A.7. Macrolide insecticides: abamectin, emamectin, milbemectin, lepimectin, spinosad;
A.8. MET1 I Acarizide: fenazaquin, pyridaben, tebufenpyrad, tolfenpyrad;A.8. MET1 I acaricides: fenazaquin, pyridaben, tebufenpyrad, tolfenpyrad;
A.9. MET1 Il and III Verbindung: acequinocyl, fluacyprim, hydramethylnon;A.9. MET1 II and III compound: acequinocyl, fluacyrim, hydramethylnone;
A.10. Entkoppler-Verbindungen: chlorfenapyr;A.10. Decoupler compounds: chlorfenapyr;
A.11 . Hemmer der oxidativen Phosphorylierung: cyhexatin, diafenthiuron, fenbutatin oxide, propargite;A.11. Inhibitors of oxidative phosphorylation: cyhexatin, diafenthiuron, fenbutatin oxide, propargite;
A.12. Häutungsstörende Verbindungen: cryomazine;A.12. Moulting Compounds: cryomazine;
A.13. Hemmer der Mixed-Function-Oxidase: piperonyl butoxide;A.13. Inhibitors of mixed-function oxidase: piperonyl butoxide;
A.14. Natriumkanalblocker: indoxacarb, metaflumizone;A.14. Sodium channel blocker: indoxacarb, metaflumizone;
A.15. Verschiedene: benclothiaz, bifenazate, flonicamid, pyridalyl, pymetrozine, sulfur, thiocyclam und aminoisothiazole Verbindungen der Formel D2,A.15. Various: benclothiaz, bifenazate, flonicamid, pyridalyl, pymetrozine, sulfur, thiocyclam and aminoisothiazole compounds of formula D2,
wobei R1 für -CH2OCH2CH3 oder H und RN für CF2CF2CF3 oder CH2CH(CH3)3 steht, anthranilamide Verbindungen der Formel D3:where R 1 is -CH 2 OCH 2 CH 3 or H and R N is CF 2 CF 2 CF 3 or CH 2 CH (CH 3 ) 3 , anthranilamide compounds of the formula D3:
M/49169 wobei B1 für Wasserstoff oder Chlor, B2 für Brom oder CF3, und RB für CH3 oder CH(CH3)2 steht, und malononitrile Verbindungen wie in JP 2002 284608, WO 02/189579, WO 02/190320, WO 02/190321 , WO 04/106677, WO 04/120399, oder der JP 2004 99597 beschrieben, N-R'-2,2-Dihalo-l-R"cyclo-propancarboxamid-2-(2,6- dichlor-α,α,α,α-trifluor-p-tolyl)hydrazon oder N-R'-2,2-Di(R"1)propionamid-2-(2,6- dichlor-α,α,α,α-trifluor-p-tolyl)-hydrazon, worin R' für Methyl oder Ethyl steht, HaIo für Chlor oder Brom steht, R" für Wasserstoff oder Methyl und R"1 für Methyl oder Ethyl stehen;M / 49169 where B 1 is hydrogen or chlorine, B 2 is bromine or CF 3 , and R B is CH 3 or CH (CH 3 ) 2 , and malononitrile compounds as described in JP 2002 284608, WO 02/189579, WO 02/190320, WO 02/190321, WO 04/106677, WO 04/120399, or JP 2004 99597, N-R'-2,2-dihalo-1R "cyclopropanecarboxamide-2- (2,6-dichloro-α, α, α, α-trifluoro-p-tolyl) hydrazone or N-R'-2,2-di (R " 1 ) propionamide-2- (2,6-dichloro-α, α, α, α-trifluoro- p-tolyl) hydrazone, wherein R 'is methyl or ethyl, Halo is chloro or bromo, R "is hydrogen or methyl and R" 1 is methyl or ethyl;
Die folgende Liste von Fungiziden zeigt mögliche Wirkstoffe auf, soll aber nicht auf diese beschränkt sein:The following list of fungicides indicates, but is not limited to, possible drugs:
1. Strobilurine Azoxystrobin, Dimoxystrobin, Enestroburin, Fluoxastrobin, Kresoxim-methyl, Metomi- nostrobin, Picoxystrobin, Pyraclostrobin, Trifloxystrobin, Orysastrobin, (2-Chlor-5-[1-(3- methyl-benzyloxyimino)-ethyl]-benzyl)-carbaminsäuremethylester, (2-Chlor-5-[1-(6-me- thyl-pyridin-2-ylmethoxyimino)-ethyl]-benzyl)-carbaminsäuremethylester, 2-(ortho-((2,5- Dimethylphenyl-oxymethylen)phenyl)-3-methoxy-acrylsäuremethylester; 2. Carbonsäureamide1. strobilurins azoxystrobin, dimoxystrobin, enestroburin, fluoxastrobin, kresoxim-methyl, metominostrobin, picoxystrobin, pyraclostrobin, trifloxystrobin, orysastrobin, (2-chloro-5- [1- (3-methyl-benzyloxyimino) -ethyl] -benzyl) -carbamic acid methyl ester, methyl (2-chloro-5- [1- (6-methylpyridin-2-ylmethoxyimino) ethyl] benzyl) carbamate, 2- (ortho - ((2,5-dimethylphenyl-oxymethylene) phenyl) -3-methoxy-acrylic acid methyl ester; 2. carboxylic acid amides
- Carbonsäureanilide: Benalaxyl, Benodanil, Boscalid, Carboxin, Mepronil, Fenfuram, Fenhexamid, Flutolanil, Furametpyr, Metalaxyl, Ofurace, Oxadixyl, Oxycarboxin, Penthiopyrad, Thifluzamide, Tiadinil, 4-Difluormethyl-2-methyl-thiazol-5-carbonsäure- (4'-brom-biphenyl-2-yl)-amid, 4-Difluor-2-methyl-triazol-5-carbonsäure-(4'-trifluor-me- thyl-biphenyl-2-yl)-amid, 4-Difluor-2-methyl-triazol-5-carbonsäure-(4'-chlor-3'-fluor-bi- phenyl-2-yl)-amid, S-Difluor-i-methyl-pyrazoM-carbonsäure-ß'^'-dichloM-fluor-biphe- nyl-2-yl)-amid;- Carboxylic acid anilides: benalaxyl, benodanil, boscalid, carboxin, mepronil, fenfuram, fenhexamide, flutolanil, furametpyr, metalaxyl, ofurace, oxadixyl, oxycarboxine, penthiopyrad, thifluzamide, tiadinil, 4-difluoromethyl-2-methyl-thiazole-5-carboxylic acid ( 4'-bromo-biphenyl-2-yl) -amide, 4-difluoro-2-methyl-triazole-5-carboxylic acid- (4'-trifluoro-methyl-biphenyl-2-yl) -amide, 4-difluoro -2-methyl-triazole-5-carboxylic acid (4'-chloro-3'-fluoro-biphenyl-2-yl) -amide, S-difluoro-i-methyl-pyrazole-M-carboxylic acid-β '' '- dichloro-fluorobiphenyl-2-yl) -amide;
- Carbonsäuremorpholide: Dimethomorph, Flumorph;- Carboxylic acid morpholides: Dimethomorph, Flumorph;
- Benzoesäureamide: Flumetover, Fluopicolide (Picobenzamid), Zoxamide; - Sonstige Carbonsäureamide: Carpropamid, Diclocymet, Mandipropamid, N-(2-(4-[3- (4-Chlor-phenyl)-prop-2-inyloxy]-3-methoxy-phenyl)-ethyl)-2-methansulfonylamino-3- methyl-butyramid, N-(2-(4-[3-(4-Chlor-phenyl)-prop-2-inyloxy]-3-methoxy-phenyl)- ethyl)-2-ethansulfonylamino-3-methyl-butyramid; 3. Azole - Triazole: Bitertanol, Bromuconazole, Cyproconazole, Difenoconazole, Diniconazole, Enilconazole, Epoxiconazole, Fenbuconazole, Flusilazole, Fluquinconazole, Flutria-Benzoic acid amides: flumetover, fluopicolide (picobenzamide), zoxamide; Other carboxamides: carpropamide, diclocymet, mandipropamide, N- (2- (4- [3- (4-chloro-phenyl) -prop-2-ynyloxy] -3-methoxyphenyl) -ethyl) -2-methanesulfonylamino 3-methyl-butyramide, N- (2- (4- [3- (4-chloro-phenyl) -prop-2-ynyloxy] -3-methoxy-phenyl) -ethyl) -2-ethanesulfonyl-amino-3-methyl- butyramide; 3. Azoles - Triazoles: Bitertanol, Bromuconazoles, Cyproconazole, Difenoconazole, Diniconazole, Enilconazole, Epoxiconazole, Fenbuconazole, Flusilazole, Fluquinconazole, Flutria
M/49169 ^ fol.Hexaconazol, Imibenconazole, Ipconazole, Metconazole, Myclobutanil, Pencona- zole.Propiconazole, Prothioconazole, Simeconazole, Tebuconazole, Tetracona- zole.Triadimenol, Triadimefon, Triticonazole;M / 49169 hexaconazole, imibenconazole, ipconazole, metconazole, myclobutanil, penconazole, propiconazole, prothioconazole, simeconazole, tebuconazole, tetraconazole. triadimenol, triadimefon, triticonazole;
- Imidazole: Cyazofamid, Imazalil, Pefurazoate, Prochloraz, Triflumizole; - Benzimidazole: Benomyl, Carbendazim, Fuberidazole, Thiabendazole;- imidazoles: cyazofamide, imazalil, pefurazoate, prochloraz, triflumizole; Benzimidazoles: benomyl, carbendazim, fuberidazole, thiabendazole;
- Sonstige: Ethaboxam, Etridiazole, Hymexazole;- Other: Ethaboxam, Etridiazole, Hymexazole;
4. Stickstoffhaltige Heterocyclylverbindungen:4. Nitrogen-containing heterocyclyl compounds:
- Pyridine: Fluazinam, Pyrifenox, 3-[5-(4-Chlor-phenyl)-2,3-dimethyl-isoxazolidin-3-yl]- pyridin; - Pyrimidine: Bupirimate, Cyprodinil, Ferimzone, Fenarimol, Mepanipyrim, Nuarimol, Pyrimethanil;Pyridines: fluazinam, pyrifenox, 3- [5- (4-chlorophenyl) -2,3-dimethylisoxazolidin-3-yl] pyridine; Pyrimidines: bupirimate, cyprodinil, ferimzone, fenarimol, mepanipyrim, nuarimol, pyrimethanil;
- Piperazine: Triforine;- piperazines: triforins;
- Pyrrole: Fludioxonil, Fenpiclonil;- Pyrroles: fludioxonil, fenpiclonil;
- Morpholine: Aldimorph, Dodemorph, Fenpropimorph, Tridemorph; - Dicarboximide: Iprodione, Procymidone, Vinclozolin;- Morpholines: aldimorph, dodemorph, fenpropimorph, tridemorph; Dicarboximides: iprodione, procymidone, vinclozolin;
- sonstige: Acibenzolar-S-methyl, Anilazin, Captan, Captafol, Dazomet, Diclomezine, Fenoxanil, Folpet, Fenpropidin, Famoxadone, Fenamidone, Octhilinone, Probenazole, Proquinazid, Quinoxyfen, Tricyclazole, 5-Chlor-7-(4-methyl-piperidin-1-yl)-6-(2,4,6- trifluor-phenyl)-[1 ,2,4]triazolo[1 ,5-alpyrimidin, 2-Butoxy-6-iodo-3-propyl-chromen-4-on, 3-(3-Brom-6-fluor-2-methyl-indol-1-sulfonyl)-[1,2,4]triazol-1-sulfonsäuredimethylamid;- Other: acibenzolar-S-methyl, anilazine, captan, captafol, dazomet, diclomethine, fenoxanil, folpet, fenpropidin, famoxadone, fenamidone, octhilinone, probenazole, proquinazide, quinoxyfen, tricyclazole, 5-chloro-7- (4-methyl- piperidin-1-yl) -6- (2,4,6-trifluorophenyl) - [1, 2,4] triazolo [1,5-alpirimidine, 2-butoxy-6-iodo-3-propyl-chromene 4-one, 3- (3-bromo-6-fluoro-2-methyl-indole-1-sulfonyl) - [1,2,4] triazole-1-sulfonic acid dimethylamide;
5. Carbamate und Dithiocarbamate5. carbamates and dithiocarbamates
- Carbamate: Diethofencarb, Flubenthiavalicarb, Iprovalicarb, Propamocarb, 3-(4- Chlor-phenyl)-3-(2-isopropoxycarbonylamino-3-methyl-butyrylamino)-propionsäureme- thylester, N-(1-(1-(4-cyanophenyl)ethansulfonyl)-but-2-yl) carbaminsäure-(4-fluor-25 phenyl)ester;Carbamates: diethofencarb, flubenthiavalicarb, iprovalicarb, propamocarb, 3- (4-chlorophenyl) -3- (2-isopropoxycarbonylamino-3-methylbutyrylamino) -propionic acid methyl ester, N- (1- (1- (4- cyanophenyl) ethanesulfonyl) -but-2-yl) carbamic acid (4-fluoro-25-phenyl) ester;
6. Sonstige Fungizide6. Other fungicides
- Organometallverbindungen: Fentin-Salze; - Schwefelhaltige Heterocyclylverbindungen: Isoprothiolane, Dithianon;Organometallic compounds: fentin salts; Sulfur-containing heterocyclyl compounds: isoprothiolanes, dithianone;
- Organophosphorverbindungen: Edifenphos, Fosetyl, Fosetyl-aluminium, Iprobenfos, Pyrazophos, Tolclofos-methyl, Phosphorige Säure und ihre Salze;Organophosphorus compounds: edifenphos, fosetyl, fosetyl-aluminum, Iprobenfos, pyrazophos, tolclofos-methyl, phosphorous acid and their salts;
- Organochlorverbindungen: Thiophanate Methyl, Chlorothalonil, Dichlofluanid, To- lylfluanid, Flusulfamide, Phthalide, Hexachlorbenzene, Pencycuron, Quintozene; - Nitrophenylderivate: Binapacryl, Dinocap, Dinobuton;Organochlorine compounds: thiophanates methyl, chlorothalonil, dichlofluanid, toluylfluanid, flusulfamides, phthalides, hexachlorobenzene, pencycuron, quintozene; Nitrophenyl derivatives: binapacryl, dinocap, dinobuton;
- Sonstige: Spiroxamine, Cyflufenamid, Cymoxanil, Metrafenone. M/49169 Die folgende Liste von Herbiziden zeigt mögliche Wirkstoffe auf, soll aber nicht auf diese beschränkt sein:- Other: Spiroxamine, Cyflufenamid, Cymoxanil, Metrafenone. M / 49169 The following list of herbicides indicates, but is not limited to:
Verbindungen, die die Biosynthese von Lipiden inhibieren, z.B. Chlorazifop, Clodina- fop, Clofop, Cyhalofop, Ciclofop, Fenoxaprop, Fenoxaprop-p, Fenthiaprop, Fluazifop, Fluazifop-P, Haloxyfop, Haloxyfop-P, Isoxapyrifop, Metamifop, Propaquizafop, Quizalo- fop, Quizalofop-P, Trifop, bzw. deren Esters, Butroxydim, Cycloxydim, Profoxydim, Sethoxydim, Tepraloxydim, Tralkoxydim, Butylate, Cycloat, Diallat, Dimepiperat, EPTC, Esprocarb, Ethiolate, Isopolinate, Methiobencarb, Molinate, Orbencarb, Pebulate, Pro- sulfocarb, Sulfallat, Thiobencarb, Thiocarbazil, Triallat, Vernolat, Benfuresat, Ethofu-5 mesat und Bensulid;Compounds that inhibit the biosynthesis of lipids, e.g. Chlorazifop, Clodina-fop, Clofop, Cyhalofop, Ciclofop, Fenoxaprop, Fenoxaprop-p, Fenthiaprop, Fluazifop, Fluazifop-P, Haloxyfop, Haloxyfop-P, Isoxapyrifop, Metamifop, Propaquizafop, Quizalofop, Quizalofop-P, Trifop, or their esters, butroxydim, cycloxydim, profoxydim, sethoxydim, tepraloxydim, tralkoxydim, butylates, cycloate, dialkylate, dimepiperate, EPTC, esprocarb, ethiolates, isopolinates, methiobencarb, molinates, orbencarb, pebulates, prochlorocarb, sulfolate, thiobencarb, thiocarbazil, triallate Vernolat, Benfuresat, Ethofu-5 mesate and Bensulid;
ALS-I nhibitoren wie Amidosulfuron, Azimsulfuron, Bensulfuron, Chlorimuron, Chlorsul- furon, Cinosulfuron, Cyclosulfamuron, Ethametsulfuron, Ethoxysulfuron, Flazasulfuron,ALS-I inhibitors such as amidosulfuron, azimsulfuron, bensulfuron, chlorimuron, chlorosulfuron, cinosulfuron, cyclosulfamuron, ethametsulfuron, ethoxysulfuron, flazasulfuron,
Flupyrsulfuron, Foramsulfuron, Halosulfuron, Imazosulfuron, lodosulfuron, Mesosulfu- ron, Metsulfuron, Nicosulfuron, Oxasulfuron, Primisulfuron, Prosulfuron, Pyrazosulfu- ron, Rimsulfuron, Sulfometuron, Sulfosulfuron, Thifensulfuron, Triasulfuron, Tribenuron,Flupyrsulfuron, foramsulfuron, halosulfuron, imazosulfuron, lodosulfuron, mesosulfuron, metsulfuron, nicosulfuron, oxasulfuron, primisulfuron, prosulfuron, pyrazosulfuron, rimsulfuron, sulfometuron, sulfosulfuron, thifensulfuron, triasulfuron, tribenuron,
Trifloxysulfuron, Triflusulfuron, Tritosulfuron, Imazamethabenz, Imazamox, Imazapic, Imazapyr, Imazaquin, Imazethapyr, Cloransulam, Diclosulam, Florasulam, Flumetsu- lam, Metosulam, Penoxsulam, Bispyribac, Pyriminobac, Propoxycarbazone, Flucarba- zone, Pyribenzoxim, Pyriftalid und Pyrithiobac; sofern der pH Wert 8 < ist;Trifloxysulfuron, triflusulfuron, tritosulfuron, imazamethabenz, imazamox, imazapic, imazapyr, imazaquin, imazethapyr, cloransulam, diclosulam, florasulam, flumetsulam, metosulam, penoxsulam, bispyribac, pyriminobac, propoxycarbazone, flucarba- zone, pyribenzoxim, pyriftalid and pyrithiobac; if the pH is 8 <;
Verbindungen, die die Photosynthese inhibieren wie Atraton, Atrazine, Ametryne, A- ziprotryne, Cyanazine, Cyanatryn, Chlorazine, Cyprazine, Desmetryne, Dimethametry- ne, Dipropetryn, Eglinazine, Ipazine, Mesoprazine, Methometon, Methoprotryne, Pro- cyazine, Proglinazine, Prometon, Prometryne, Propazine, Sebuthylazine, Secbumeton, Simazine, Simeton, Simetryne, Terbumeton, Terbuthylazine und Terbutryne;Compounds which inhibit photosynthesis, such as Atraton, Atrazine, Ametryne, Aciptrotne, Cyanazine, Cyanatryn, Chlorazine, Cyprazine, Desmetryne, Dimethametryne, Dipropetryn, Eglinazine, Ipazine, Mesoprazine, Methometon, Methoprotryne, Procyazine, Proglinazine, Prometon , Prometryne, Propazine, Sebuthylazine, Secbumetone, Simazine, Simeton, Simetryne, Terbumeton, Terbuthylazine and Terbutryne;
Protoporphyrinogen-IX Oxidase-Inhibitoren wie Acifluorfen, Bifenox, Chlomethoxyfen, Chlornitrofen, Ethoxyfen, Fluorodifen, Fluoroglycofen, Fluoronitrofen, Fomesafen, Fury- loxyfen, Halosafen, Lactofen, Nitrofen, Nitrofluorfen, Oxyfluorfen, Fluazolate, Pyraflu- fen, Cinidon-ethyl, Flumiclorac, Flumioxazin, Flumipropyn, Fluthiacet, Thidiazimin, Oxadiazon, Oxadiargyl, Azafenidin, Carfentrazone, Sulfentrazone, Pentoxazone, Benz- fendizone, Butafenacil, Pyraclonil, Profluazol, Flufenpyr, Flupropacil, Nipyraclofen und Etnipromid;Protoporphyrinogen IX oxidase inhibitors such as acifluorfen, bifenox, chlomethoxyfen, chlornitrofen, ethoxyfen, fluorodifene, fluoroglycofen, fluoronitrofen, fomesafen, furyloxyfen, halosafen, lactofen, nitrofen, nitrofluorfen, oxyfluorfen, fluazolates, pyrafluids, cinidon-ethyl, flumiclorac , Flumioxazine, flumipropyne, fluthiacet, thidiazimine, oxadiazone, oxadiargyl, azafenidine, carfentrazone, sulfentrazone, pentoxazone, benzfendizone, butafenacil, pyraclonil, profluazole, flufenpyr, flupropacil, nipyraclofen and etnipromide;
M/49169 Herbizide wie Metflurazon, Norflurazon, Flufenican, Diflufenican, Picolinafen, Beflubu- tamid, Fluridone, Flurochloridone, Flurtamone, Mesotrione, Sulcotrione, Isoxachlortole, Isoxaflutole, Benzofenap, Pyrazolynate, Pyrazoxyfen, Benzobicyclon, amitrole, cloma- zone, Aclonifen, 4-(3-trifluormethylphenoxy)- 2-(4-trifluoromethylphenyl)pyrimidin, und 3-heterocyclyl-substituierte Benzoylderivate der Formel (vgl. WO-A-96/26202, WO-A- 97/41116, WO-A-97/41117 und WO-A-97/41118)M / 49169 Herbicides such as metflurazon, norflurazon, flufenican, diflufenican, picolinafen, beflubutamide, fluridone, flurochloridone, flurtamone, mesotrione, sulcotrione, isoxachlorotole, isoxaflutole, benzofenap, pyrazolynate, pyrazoxyfen, benzobicyclone, amitrole, cloma- zone, aclonifen, 4- (3 -trifluoromethylphenoxy) - 2- (4-trifluoromethylphenyl) pyrimidine, and 3-heterocyclyl-substituted benzoyl derivatives of the formula (see WO-A-96/26202, WO-A-97/41116, WO-A-97/41117 and WO -A-97/41118)
worin die Substituenten R8 bis R13 folgende Bedeutung haben:wherein the substituents R 8 to R 13 have the following meaning:
R8, R10 Wasserstoff, Halogen, CrC5-Alkyl, C1-C5-HaIOaIkVl1 Ci-C5-Alkoxy, Haloalkoxy, CrCs-Alkylthio, C^Cs-Alkylsulfinyl oder CrCs-Alkylsulfonyl;R 8, R 10 is hydrogen, halogen, C r C 5 alkyl, C 1 -C 5 -HaIOaIkVl 1 Ci-C 5 alkoxy, haloalkoxy, alkylthio CRCS, C ^ Cs-alkylsulfinyl or CRC-alkylsulfonyl;
R9 bedeutet ein heterocyclisches Radikal aus der Gruppe bestehend aus Thiazol-2-yl, thiazol-4-yl, Thiazol-5-yl, lsoxazol-3-yl, lsoxazol-4-yl, lsoxazol-5-yl, 4,5-dihydroisoxazol- 3-yl, 4,5-dihydroisoxazol-4-yl und 4,5-dihydroisoxazol-5-yl, worin die genannten Radikale einen oder mehrere Substituenten tragen können z.B. mono-, di-,5 tri- oder tetrasubstituiert sein können durch Halogen, CrC4-Alkyl, C1-C4-AIkOXy, C1-C4-HaIOaIkVl, C1- C4-Haloalkoxy oder C1-C4-Alkylthio; R11 = Wasserstoff, Halogen oder C1-C5-A^yI; R12= C1-C6-Alkyl;R 9 represents a heterocyclic radical selected from the group consisting of thiazol-2-yl, thiazol-4-yl, thiazol-5-yl, isoxazol-3-yl, isoxazol-4-yl, isoxazol-5-yl, 4,5 dihydroisoxazol-3-yl, 4,5-dihydroisoxazol-4-yl and 4,5-dihydroisoxazol-5-yl, wherein said radicals may carry one or more substituents, for example mono-, di-, tri or tetrasubstituiert sein may be prepared by halogen, -C 4 alkyl, C 1 -C 4 -alkoxy, C 1 -C 4 -HaIOaIkVl, C 1 - C 4 haloalkoxy or C 1 -C 4 -alkylthio; R 11 = hydrogen, halogen or C 1 -C 5 -A ^ yI; R 12 = C 1 -C 6 -alkyl;
R13 = Wasserstoff oder C1-C6-A^yI1 sofern der pH Wert < 8 ist; Mitose-Inhibitoren wie Benfluralin, Butralin, Dinitramine, Ethalfluralin, Fluchloralin, i- Sopropalin, Methalpropalin, Nitralin, Oryzalin, Pendimethalin, Prodiamine, Profluralin, Trifluralin, Amiprofos-methyl, Butamifos, Dithiopyr, Thiazopyr, Propyzamide, Chlorthal, Carbetamide, Chlorpropham and Propham;R 13 = hydrogen or C 1 -C 6 -A ^ yI 1 if the pH is <8; Mitosis inhibitors such as Benfluralin, Butraline, Dinitramine, Ethalfluralin, Fluchloralin, i-Sopropalin, Methalpropalin, Nitralin, Oryzalin, Pendimethalin, Prodiamine, Profluralin, Trifluralin, Amiprofos-methyl, Butamifos, Dithiopyr, Thiazopyr, Propyzamide, Chlorthal, Carbetamide, Chlorpropham and propham;
VLCFA-Inhibitoren wie Acetochlor, Alachlor, Butachlor, Butenachlor, Delachlor, Dietha- tyl, Dimethachlor, Dimethenamid, Dimethenamid-P, Metazachlor, Metolachlor, SMeto- lachlor, Pretilachlor, Propisochlor, Prynachlor, Terbuchlor, Thenylchlor, Xylachlor, CDEA, Epronaz, Diphenamid, Napropamide, Naproanilide, Pethoxamid, Flufenacet, Mefenacet, Fentrazamide, Anilofos, Piperophos, Cafenstrole, Indanofan und Tridiphan;VLCFA inhibitors such as acetochlor, alachlor, butachlor, butenachlor, delachlor, diethyl, dimethachlor, dimethenamid, dimethenamid-P, metazachlor, metolachlor, SMetolachlor, pretilachlor, propisochlor, prynachlor, terbuchlor, thenylchlorine, xylachlor, CDEA, Epronaz, Diphenamid, napropamide, naproanilide, pethoxamide, flufenacet, mefenacet, fentrazamide, anilofos, piperophos, cafenstrole, indanofan and tridiphan;
M/49169 Inhibitoren für die Biosynthese von Cellulose wie Dichlobenil, Chlorthiamid, Isoxaben und Flupoxam;M / 49169 Cellulose biosynthesis inhibitors such as dichlobenil, chlorthiamide, isoxaben and flupoxam;
Herbizide wie Dinofenat, Dinoprop, Dinosam, Dinoseb, Dinoterb, DNOC, Etinofen und Medinoterb;Herbicides such as dinofenate, dinoprop, dinosam, dinoseb, dinoterb, DNOC, etinofen and medinoterb;
außerdem: Benzoylprop, Flamprop, Flamprop-M, Bromobutide, Chlorflurenol, Cin- methylin, Methyldymron, Etobenzanid, Pyributicarb, Oxaziclomefone, Triaziflam und Methyl bromide.also: benzoylprop, flamprop, flamprop-M, bromobutide, chlorofluorol, cin-methylin, methyldymron, etobenzanide, pyributicarb, oxaziclomefone, triaziflam and methyl bromide.
Im Pflanzenschutz verwendete Wirkstoffe können auch zur Bekämpfung von Schädlingen (z.B. Schaben, Ameisen, Termiten u.a.) im urbanen Raum (z.B. Wohnsiedlungen, Haus- und Gartenbereich, Gaststätten, Parkanlagen, Hotelanlagen, Industrieflächen u.a.) eingesetzt werden und sind speziell für diese Anwendungen eine weitere Gruppe von geeigneten Effektstoffen.Substances used in crop protection can also be used to combat pests (eg cockroaches, ants, termites, etc.) in urban areas (eg housing estates, home and garden areas, restaurants, parks, hotel complexes, industrial areas, etc.) and are especially suitable for these applications Group of suitable effect substances.
Auch Wirkstoffe zur Bekämpfung von Schädlingen aus dem Bereich der Wirbeltiere (z.B. Ratten, Mäuse u.a.) können mit den erfindungsgemäßen Verfahren formuliert werden und die resultierenden Wirkstoffzubereitungen zur entsprechenden Schäd- lingsbekämpfung im landwirtschaftlichen und urbanen Raum angewendet werden.It is also possible to formulate active substances for controlling vertebrate pests (for example rats, mice and the like) using the methods according to the invention and to use the resulting active compound preparations for the corresponding pest control in agricultural and urban areas.
Des weiteren geeignet sind Wirkstoffe für die pharmazeutische Anwendung, insbesondere solche für die orale Verabreichung. Das erfindungsgemäße Verfahren ist prinzipiell unabhängig von der medizinischen Indikation auf eine beliebige Vielzahl von Wirk- Stoffen anwendbar.Also suitable are active ingredients for pharmaceutical use, in particular those for oral administration. In principle, the method according to the invention can be applied to any desired number of active substances independently of the medical indication.
Insbesondere sind wasserlösliche Wirkstoffe für die pharmazeutische Anwendung zu nennen, insbesondere solche für die orale Verabreichung. Dies betrifft sowohl verschreibungspflichtige als auch nicht verschreibungspflichtige Wirkstoffe. Die Erfindung ist prinzipiell unabhängig von der medizinischen Indikation auf eine Vielzahl von therapeutischen, prophylaktischen oder diagnostischen Wirkstoffen anwendbar. Nichtlimitie- rende Beispiele anwendbarer Wirkstoffklassen umfassen antiinflammatorische Mittel, vasoaktive Mittel, infektionshemmende Mittel, anästhetisierende Mittel, wachstumsfördernde Mittel. Grundsätzliche anwendbare Verbindungsklassen sind Proteine, Peptide, Nukleinsäuren, Mono-, Di-, Oligo- und Polysaccharide, Proteoglycane, Lipide, niedermolekulare synthetische oder natürliche organische Wirkstoffe, oder anorganischeParticular mention should be made of water-soluble active substances for pharmaceutical use, in particular those for oral administration. This applies to both prescription and non-prescription drugs. The invention is in principle applicable to a variety of therapeutic, prophylactic or diagnostic agents, regardless of the medical indication. Non-limiting examples of applicable classes of agents include anti-inflammatory agents, vasoactive agents, anti-infective agents, anesthetizing agents, growth-promoting agents. Basic applicable classes of compounds are proteins, peptides, nucleic acids, mono-, di-, oligo- and polysaccharides, proteoglycans, lipids, low molecular weight synthetic or natural organic active substances, or inorganic
Verbindungen oder Elemente, wie z.B. Silber. M/49169 Nicht limitierende Beispiele für geeignete schwer wasserlösliche pharmazeutische Wirkstoffe sind in der folgenden Tabelle genannt.Compounds or elements, such as silver. M / 49169 Non-limiting examples of suitable sparingly water-soluble pharmaceutical agents are listed in the following table.
Beispiele für wasserlösliche pharmazeutische Wirkstoffe sind insbesondere husten- und schleimlösende Wirkstoffe, wie z. B. Guaiacol Glykol Ether (auch Guaifenesin genannt) und dessen Derivate.Examples of water-soluble pharmaceutical agents are, in particular cough and expectorant agents, such. B. guaiacol glycol ether (also called guaifenesin) and its derivatives.
Weitere bevorzugte pharmazeutische Wirkstoffe sind Antikörper und andere in der Pharmazie verwendete Proteine, z. B. Enzyme oder Peptide, oder Nukleinsäuren.Other preferred pharmaceutical agents are antibodies and other proteins used in pharmacy, e.g. As enzymes or peptides, or nucleic acids.
(vii) Wirkstoff-Freisetzung aus den Formulierungen(vii) drug release from the formulations
Die Freisetzung der Wirkstoffe aus den mit den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formulierungen kann durch Desorption in geeignete Lösungsmittel, durch den Abbau der erfindungsgemäßen Biopolymer-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) durch Proteasen oder durch Auflösen der erfindungsgemäßen Biopolymer-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein- Vliesstoffe) durch geeignete Lösungsmittel erfolgen. Geeignete Lösungsmittel für die Desorption sind alle Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische, in denen sich der Wirkstoff lösen lässt. Geeignete Proteasen können als technische Proteasen einer Suspension von den erfindungsgemäßen Biopolymer-Flächengebilden (z.B. Protein- Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) gezielt zugesetzt werden oder am gewünschten Wirkort der Effektormoleküle natürlicherweise vorkommen, wie z.B. Proteasen des Verdauungstraktes, z.B. Magen- oder Darmproteasen oder von Mikroorganismen freigesetzte Proteasen. Lösungsmittel, die die erfindungsgemäßen Biopolymer- Flächengebilde auflösen können, sind z.B. fluorierte Alkohole wie z.B. Hexafluori-The release of the active compounds from the formulations prepared by the processes according to the invention can be achieved by desorption into suitable solvents, by degradation of the biopolymer fabrics according to the invention (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) by proteases or by dissolving the biopolymer Fabrics (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) are made by suitable solvents. Suitable solvents for the desorption are all solvents or solvent mixtures in which the active ingredient can be dissolved. Suitable proteases may be added as engineering proteases to a suspension of the biopolymer sheets of the present invention (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwoven fabrics), or naturally occurring at the desired site of action of the effector molecules, e.g. Proteases of the digestive tract, e.g. Gastric or intestinal proteases or proteases released by microorganisms. Solvents capable of dissolving the biopolymer sheets of the present invention are e.g. fluorinated alcohols such as e.g. Hexafluori-
M/49169 ^ sopropanol oder Trifluorethanol, ionische Flüssigkeiten wie z.B. EMIM Acetat, wässrige Lösungen chaotroper Salze wie z.B. Harnstoff, Guanidiuniumhydrochlorid und Guani- diniumthiocyanat oder organische Säuren wie z.B. Ameisensäure sowie Mischungen dieser Lösungsmittel mit anderen organischen Lösungsmitteln. Die Geschwindigkeit und die Kinetik der Freisetzung der Effektormoleküle können z.B. durch die Beladungsdichte mit Wirkstoffen und die Größe der erfindungsgemäßen Biopolymer- Flächengebilde bzw. ihrem Verhältnis von Volumen zur Oberfläche gesteuert werden.M / 49169 ^ sopropanol or trifluoroethanol, ionic liquids such as EMIM acetate, aqueous solutions of chaotropic salts such as urea, guanidinium hydrochloride and guanidinium thiocyanate or organic acids such as formic acid and mixtures of these solvents with other organic solvents. The speed and the kinetics of the release of the effector molecules can be controlled, for example, by the loading density with active substances and the size of the biopolymer fabrics according to the invention or their ratio of volume to the surface.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der unter Benutzung der beschriebenen amphiphilen selbstassemblierenden Proteine hergestellten proteinhalti- gen Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) zur Speicherung, zum Transport oder zur Freisetzung von Wirkstoffen in pharmazeutischen Produkten, kosmetischen Produkten, Pflanzenschutzprodukten, Nahrungs- und Futtermitteln. Dabei dienen die erfindungsgemäßen Flächengebilde weiterhin dem Schutz der verpackten Wirkstoffe vor Umwelteinflüssen, wie z.B. oxidativen Prozessen oder UV-Strahlung, oder vor Zerstörung durch Reaktion mit anderen Bestandteilen der Produkte oder vor Abbau durch bestimmte Proteasen. Der Wirkstoff kann durch Desorpti- on, proteolytischen Abbau, gezielte Freisetzung oder langsame Freisetzung oder Kombination dieser Mechanismen aus den proteinhaltigen Flächengebilden freigesetzt wer- den.Another object of the invention is the use of the protein-containing fabrics produced using the described amphiphilic self-assembling proteins (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) for storage, transport or release of active ingredients in pharmaceutical products, cosmetic Products, crop protection products, food and feed. The fabrics according to the invention furthermore serve to protect the packaged active ingredients from environmental influences, such as e.g. oxidative processes or UV radiation, or destruction by reaction with other constituents of the products or degradation by certain proteases. The active ingredient may be released from the proteinaceous sheets by desorption, proteolytic degradation, targeted release, or slow release or combination of these mechanisms.
Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen proteinhaltigen Flächengebilde (z.B. Protein- Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) und damit formulierte Wirkstoffe in pharmazeutischen Produkten für eine per orale Aufnahme. Dabei kann die Stabilität der Wirk- Stoffe bei Magenpassage erhöht werden, da unter den dort vorherrschenden Bedingungen kein proteolytischer Abbau der erfindungsgemäßen Flächengebilde erfolgt. Die Freisetzung der Wirkstoffe aus den per oral aufgenommenen Wirkstoffenthaltenden Protein-Flächengebilden, welche auch zu Tabletten oder Kapseln ver- presst sein können, erfolgt dann im Darm. Eine Freisetzung der Wirkstoffe unter Ma- genbedingungen kann aber durch Desorption oder Diffusion erfolgen.Preferred are the proteinaceous sheets of the invention (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwoven fabrics) and drugs formulated therewith in pharmaceutical products for oral ingestion. In this case, the stability of the active substances in gastric passage can be increased because under the prevailing conditions there is no proteolytic degradation of the inventive fabrics. The release of the active ingredients from the per se incorporated drug-containing protein fabrics, which may also be pressed into tablets or capsules, then takes place in the intestine. However, a release of the active ingredients under standard conditions can be effected by desorption or diffusion.
In pharmazeutischen Produkten, Nahrungs- und Futtermitteln bzw. Pflanzenschutzprodukten kann eine Formulierung von Wirkstoffen mit den erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung der beschriebenen Biopolymere, insbesondere amphiphilen, selbst- assemblierenden Proteine weiterhin zu einer erhöhten Bioverfügbarkeit der Wirkstoffe führen. Die Verpackung von pharmazeutischen Wirkstoffen in Protein-Flächengebilde kann weiterhin zur verbesserten Aufnahme über die Darmschleimhaut führen. Pflan- M/49169 zenschutzprodukte können durch Verkapselung bzw. Einbettung in Protein- Flächengebilde vor Auswaschprozessen geschützt werden. Bestimmte Wirkstoffpartikelgrößen, welche besser aufgenommen oder resorbiert werden bzw. besser bioverfügbar sind, können durch Verpackung in Protein-Flächengebilde eingestellt werden.In pharmaceutical products, foodstuffs and crop protection products, formulation of active ingredients with the methods according to the invention using the biopolymers described, in particular amphiphilic, self-assembling proteins, can furthermore lead to increased bioavailability of the active ingredients. The packaging of pharmaceutical agents in protein sheets may further lead to improved uptake via the intestinal mucosa. Plant M / 49169 Zen protection products can be protected from being washed out by encapsulation or embedding in protein sheets. Certain drug particle sizes which are better absorbed or resorbed or better bioavailable may be adjusted by packaging into protein sheets.
Durch Variation der Aminosäuresequenz der beschriebenen amphiphilen selbstas- semblierenden Proteine bzw. Fusionierung mit zusätzlichen Protein- oder Peptidse- quenzen ist es möglich, Strukturen zu generieren, welche bestimmte Oberflächen, z.B. Haut, Haar, Blätter, Wurzeln oder Darm- oder Blutgefäßoberflächen, spezifisch erken- nen bzw. von diesen Oberflächen oder den enthaltenen Rezeptoren erkannt und gebunden werden.By varying the amino acid sequence of the amphiphilic self-assembling proteins described, or by fusing with additional protein or peptide sequences, it is possible to generate structures which have certain surfaces, e.g. Skin, hair, leaves, roots or intestinal or blood vessel surfaces, specifically recognize or be recognized and bound by these surfaces or the receptors contained.
Dadurch ist es möglich, die mit den beschriebenen amphiphilen selbstassemblierenden Proteinen formulierten Wirkstoffe effektiver an den gewünschten Wirkort zu bringen bzw. die Wirkstoffaufnahme zu verbessern. Die Bioverfügbarkeit von pharmazeutischen Wirkstoffen bzw. Wirkstoffen in Nahrungs- und Futtermitteln kann erhöht werden, wenn diese in Protein-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) verpackt werden, welche zusätzlich mit Proteinen fusioniert bzw. asso- ziert vorliegen, die an bestimmte Oberflächenmarker (z.B. Rezeptoren) von Zellen des Magen- und Darmtraktes (z.B. Mucosazellen) binden. Solche Proteine sind z.B. das MapA-Protein oder das Kollagen-bindende Protein CnBP aus Lactobacillus reuteri (Miyoshi et al., 2006, Biosci. Biotechnol. Biochem. 70:1622-1628) oder funktional vergleichbare Proteine aus anderen Mikroorganismen, vor allem der natürlichen Magen- Darmflora. Die beschriebenen Bindeproteine vermitteln ein Anhaften der Mikroorga- nismen an Zelloberflächen. Durch Kopplung bzw. Fusionierung der Bindeproteine an die beschriebenen amphiphilen selbstassemblierenden Proteine würden daraus hervorgehende Wirkstoff-beinhaltende Protein-Flächengebilde gezielter an entsprechende Aufnahmeorte gelenkt werden bzw. an diesen Orten länger verweilen, was eine verlängerte und verbesserte Wirkstoff-Freisetzung und -aufnähme zur Folge hat.This makes it possible to more effectively bring the active ingredients formulated with the described amphiphilic self-assembling proteins to the desired site of action or to improve the absorption of active substance. The bioavailability of active pharmaceutical ingredients in food and feed can be increased if they are packaged in protein sheets (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) which additionally fuses or associates with proteins present, which bind to certain surface markers (eg receptors) of cells of the gastrointestinal tract (eg Mucosazellen). Such proteins are e.g. the MapA protein or the collagen-binding protein CnBP from Lactobacillus reuteri (Miyoshi et al., 2006, Biosci Biotechnol.Biochem. 70: 1622-1628) or functionally comparable proteins from other microorganisms, especially the natural gastrointestinal flora. The described binding proteins mediate attachment of the microorganisms to cell surfaces. By coupling or fusing the binding proteins to the described amphiphilic self-assembling proteins, resulting protein-containing protein sheets would be directed more targeted to appropriate sites or dwell longer at these locations, resulting in a prolonged and improved drug release and -aufnähme result ,
Weiterhin ist es durch Variation der Aminosäuresequenz der für die Wirkstoffformulierung beschriebenen amphiphilen selbstassemblierenden Proteine bzw. Fusionierung mit zusätzlichen Protein- oder Peptidsequenzen möglich, Wirkstoffe gezielt an gewünschte Wirkorte zu lenken, um damit z.B. eine höhere Spezifität, geringeren Wirk- stoffverbrauch oder Wirkstoffdosis, eine schnellere oder stärkere Wirkung zu erzielen.Furthermore, by varying the amino acid sequence of the amphiphilic self-assembling proteins described for the active ingredient formulation or by fusing with additional protein or peptide sequences, it is possible to target active ingredients to desired sites of action, in order to produce e.g. a higher specificity, lower drug consumption or drug dose to achieve a faster or stronger effect.
M/49169 Der Spinnlösung können zusätzlich weitere Stoffe zugegeben werden, um z.B. Kristallisation des Wirkstoffes in den Flächengebilden später zu beeinflussen (z.B. zu hemmen) oder bevorzugte Anwendungseigenschaften, wie veränderte Bioverfügbarkeit, zu erreichen. Bevorzugte Zusatzstoffe sind dabei z.B. ionische (kationische oder anio- nisch) und nichtionische Tenside. Geeignete Mengen der Zusatzstoffe in der Spinnlösung sind 0,01 Gew. % bis 5 Gew.-% .M / 49169 In addition, additional materials can be added to the spinning solution in order to later influence (eg inhibit) crystallization of the active ingredient in the fabrics or to achieve preferred application properties, such as altered bioavailability. Preferred additives are, for example, ionic (cationic or anionic) and nonionic surfactants. Suitable amounts of the additives in the spinning solution are 0.01% by weight to 5% by weight.
Zusätzlich können der Spinnlösung oder den daraus hergestellten Flächengebilden Stoffe zugesetzt werden, welche eine Sprengung der Tabletten oder Kapseln und da- mit eine verbesserte Dispergierung der zu den Tabletten oder Kapseln verpressten Biopolymer-Flächengebilde ermöglicht.In addition, substances may be added to the spinning solution or to the fabrics produced therefrom which allow the tablets or capsules to be blown up and thus improved dispersion of the biopolymer fabrics compressed into the tablets or capsules.
(viii) Faserflächengebilde (Vliese) zur Wundbehandlung und Körperpflege(viii) fibrous webs (nonwovens) for wound treatment and personal care
Die erfindungsgemäßen Vliese können mit an sich bekannten Wundbehandlungspro- dukten bzw. Körperpflegemittel kombiniert, das heißt in diese eingearbeitet oder auf diese aufgebracht werden. Konventionelle Wundauflagen, wie z. B. Mull oder Vliesstoff- oder Saugkompressen sind meist Gewebe oder Nonwoven aus Baumwolle, Viskose oder synthetischen Fasern, wie Polyamid, Polyethylen oder Polypropylen. Diese können mit hydrophoben Fettsalben imprägniert sein und zeigen eine hohe Saugfähigkeit, was das Ableiten von überschüssigem Wundexsudat, Gewebetrümmern und Bakterien begünstigt.The nonwovens according to the invention can be combined with wound treatment products or personal care products known per se, ie incorporated into or applied to these. Conventional wound dressings, such. As gauze or nonwoven or Saugkompressen are usually woven or nonwoven fabric made of cotton, viscose or synthetic fibers, such as polyamide, polyethylene or polypropylene. These can be impregnated with hydrophobic fatty ointments and exhibit high absorbency, which promotes the discharge of excess wound exudate, tissue debris and bacteria.
Allerdings ist ein häufiger Verbandwechsel notwendig und zuweilen ist ein Austrocknen der Wunde zu beobachten. Dies kann zum Verkleben der Wunde mit eingetrocknetem Wundsekret oder zum Einwachsen von jungem Epithelgewebe in die Kompresse führen. Der Verbandwechsel führt in diesem Fall zu erneuten Läsionen, was den Hei- lungsprozess deutlich verzögern.However, a frequent dressing change is necessary and sometimes a drying of the wound is observed. This can lead to the adhesion of the wound with dried wound secretion or to the ingrowth of young epithelial tissue into the compress. The dressing change leads in this case to renewed lesions, which significantly delay the healing process.
Moderne Wundauflagen sollten daher für eine ideal feuchte Wundumgebung sorgen. Die eingesetzten Materialien sollten in der Lage sein, unter Gelbildung große Mengen an Feuchtigkeit aufzunehmen, wie dies z.B. bei Polyacrylaten und Alginaten Hydrokol- loidprodukte auf Basis von Carboxymethyl-zellulose der Fall ist oder. Aufgrund ihrer hohen Saugkapazität kommen diese Produkte in erster Linie bei mäßig bis stark näs- senden Wunden zum Einsatz. Beim Austrocknen und im Fall nekrotischer Wunden können diese Auflagen verkleben und es besteht aufgrund der großen SchrumpfungModern dressings should therefore provide an ideal moist wound environment. The materials employed should be capable of taking up large amounts of moisture upon gelation, e.g. in the case of polyacrylates and alginates, hydrocolloid products based on carboxymethyl cellulose are the case or. Due to their high suction capacity, these products are primarily used for moderately to heavily nasal wounds. When drying and in the case of necrotic wounds, these requirements can stick together and it is due to the large shrinkage
M/49169 die Gefahr, dass die Wunde durch Abreißen des darunter liegenden Gewebes erneut traumatisiert wird.M / 49169 the danger that the wound will be traumatized again by tearing off the underlying tissue.
Es ist ein umfangreiches Sortiment an Wundmaterialien und Konzepten zur Steuerung der Wundheilung beschrieben, die allerdings sehr spezifisch auf besondere Einsatzgebiete und weitgehend auf eine klinische Anwendung abgestimmt sind. In der Regel werden so genannte Sandwichverbände mit dem gewünschten Eigenschaftsprofil bereitgestellt; so besteht die erste Lage meist aus einer nicht verklebenden Schicht (z.B. Polyurethan basierte Schäume oder Fettgaze) und einer zweiten Lage mit einer hohen Aufnahmekapazität für Wundsekret, wie z.B. Zellulosekompressen.There is an extensive range of wound materials and concepts for controlling wound healing described, which, however, are very specific to particular applications and largely adapted to a clinical application. As a rule, so-called sandwich dressings with the desired property profile are provided; thus, the first layer is usually composed of a non-adherent layer (e.g., polyurethane-based foams or gauze) and a second layer having a high absorption capacity for wound exudate, e.g. Zellulosekompressen.
Die erfindungsgemäßen Vliese stellen nun ein preiswertes, leicht drapierbares Produkt dar, das als heilungsfördemde textile Trennschicht zu der Wunde hin eingesetzt werden kann, welches aufgrund ihrer Porosität die Diffusion von Sauerstoff und Wundsek- ret zulässt, jedoch die Wunde elastisch verschließt und während der Heilung resorbiert wird.The nonwovens according to the invention are now an inexpensive, easily drapeable product which can be used as a healing-promoting textile separating layer to the wound, which allows the diffusion of oxygen and wound secretions due to their porosity, but elastically seals the wound and absorbs it during healing becomes.
Die erfindungsgemäßen Materialen können auch bei einfacheren Wundversorgungen eingesetzt werden und den Verzicht auf den Einsatz von mehrlagigen, kostenintensi- ven Verbänden gestatten.The materials according to the invention can also be used for simpler wound care and can dispense with the use of multi-layer, cost-intensive dressings.
Besondere Vorteile erfindungsgemäßer Faserflächengebilde, wie Biokompatibilität, Dehnbarkeit, Nicht-Toxizität, biologischen (insbesondere proteolytische) Abbaubarkeit, gute Regulierung von Feuchtigkeit, machen diese zu geeigneten Kandidaten für die Herstellung von Produkten zur Behandlung chronischer oder nichtchronischer Wunden und zur Körperpflege.Particular advantages of fibrous webs of the invention, such as biocompatibility, ductility, non-toxicity, biological (especially proteolytic) degradability, good moisture regulation, make them suitable candidates for the manufacture of products for the treatment of chronic or non-chronic wounds and personal care.
Erfindungsgemäß hergestellte wirkstofffreie oder wirkstoffhaltige Faserflächengebilde eignen sich besonders zur Herstellung von Wundversorgungsprodukten und Hygiene- artikeln. Dort können sie als solches oder aufgebracht auf einem geeigneten, an sich bekannten textilen Geweben oder polymeren Trägermaterialen eingesetzt werden.Non-active or active ingredient-containing fiber fabrics produced according to the invention are particularly suitable for the production of wound care products and hygiene articles. There they can be used as such or applied to a suitable, known per se textile fabrics or polymeric support materials.
Hierzu können unterschiedliche Materialien in an sich bekannter Weise zusammengeführt und zu mehrschichtigen Produkten weiterverarbeitet werden. Je nach Verwen- dungszweck können Materialien, wie PE-, PET-, bzw. PU-Folien und Aluminium- Verbundfolie, Nonwoven, Substrate, Silikonpapiere, Laminate etc. mit dem erfindungsgemäßen Faserflächengebilde zusammengeführt werden. M/49169 Im Falle der Herstellung der die erfindungsgemäßen Biopolymer-Flächengebilde enthaltenden Medikaiprodukte (z.B. Wundauflagen oder Pflastern) oder Hygieneprodukten (Wischtücher, Windeln, Binden etc.) bzw. der Verwendung der erfindungsgemäßen Biopolymer-Vliesstoffe in entsprechenden Anwendungen können als Trägersubstrat oder als Trägerstoff für das Flächengebilde das zu beschichtende Medikai- oder Hygieneprodukt selbst oder Teile bzw. einzelne Schichten davon verwendet werden.For this purpose, different materials can be combined in a conventional manner and processed into multilayer products. Depending on the intended use, materials such as PE films, PET films or PU films and aluminum composite films, nonwovens, substrates, silicone papers, laminates etc. can be combined with the fiber fabric according to the invention. M / 49169 In the case of the production of the biopolymer fabrics according to the invention containing medications (eg wound dressings or patches) or hygiene products (wipes, diapers, sanitary napkins, etc.) or the use of the biopolymer nonwovens according to the invention in corresponding applications may as carrier substrate or as a carrier for the fabric the medicament or hygiene product to be coated itself or parts or individual layers thereof are used.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf folgende nichtlimitierende Beispiele näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the following nonlimiting examples.
EXPERIMENTELLER TEILEXPERIMENTAL PART
Allgemeiner Teil:General part:
a) Elektrospinnverfahrena) electrospinning process
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung zum Elektrospinnen umfasst eine an deren Spitze mit einer mit einem Pol einer Spannungsquelle verbundenen Kapillardüse versehene Spritze zur Aufnahme der erfindungsgemäßen Formulierung. Gegenüber dem Ausgang der Kapillardüse ist in einem definierten Abstand eine mit dem anderen Pol der Spannungsquelle verbundene quadratische Gegenelektrode angeordnet, die als Kollektor für die gebildeten Fasern fun- giert.The device suitable for carrying out the method according to the invention for electrospinning comprises a syringe provided at its tip with a capillary nozzle connected to one pole of a voltage source for receiving the formulation according to the invention. Opposite the outlet of the capillary nozzle, a square counterelectrode connected to the other pole of the voltage source is arranged at a defined distance, which acts as a collector for the fibers formed.
Eine weitere mögliche Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst eine Walze, die sich in einem Behälter mit Spinnlösung dreht. Die Walze kann glatt sein oder eine physikalische Strukturierung, z.B. Nadeln oder Riefen aufwei- sen. Die Spinnlösung gerät bei jeder Drehung der Walze in das starke elektrische Feld und mehrere Materialströme werden gebildet. Die Gegenelektrode befindet sich über der Spinnelektrode. Die Fasern werden auf einen Trägervlies, z.B. Polypropylen abgeschieden.Another possible device for carrying out the method according to the invention comprises a roller which rotates in a container with spinning solution. The roller may be smooth or a physical structuring, e.g. Have needles or grooves. The spinning solution gets into the strong electric field with each rotation of the roller and several streams of material are formed. The counter electrode is located above the spinning electrode. The fibers are applied to a carrier web, e.g. Polypropylene deposited.
Beispielsweise kann eine Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco verwendet werden Die Spannung beträgt dabei etwa 82 kV bei einem Elektrodenabstand von 18cm. DieFor example, a Nanospider Elmarco apparatus can be used. The voltage is about 82 kV with an electrode distance of 18 cm. The
Temperatur beträgt etwa 23 0C und die relative Luftfeuchtigkeit 35 %. Es wird eine ge- M/49169 ^ zackte Elektrode zum Verspinnen verwendet. Um ein möglichst dickes Protein- Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) zu erreichen wird das Trägervlies im Stillstand belassen. Alternativ kann das Trägervlies aber auch unter Vorschub bewegt werden, um definiert dünnere Protein-Flächengebilde- Schichten zu erzielen. Die aus dem Ansatz gewonnenen Protein-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) werden anschließend bei 400C und unter Vakuum über Nacht getrocknet. Die Schichtdicke der Protein-Flächengebilde wird mit dem Schichtdickenmessgerät Millitron (Firma: Mahr Feinprüf, Deutschland) bestimmt.Temperature is about 23 0 C and the relative humidity 35%. It becomes a M / 49169 ^ serrated electrode used for spinning. In order to achieve as thick a protein sheet as possible (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens), the carrier fleece is left stationary. Alternatively, however, the carrier web can also be moved under feed in order to achieve defined thinner protein-sheet layers. The protein sheets obtained from the batch (eg protein films, protein fibers, protein nonwovens) are then dried overnight at 40 ° C. under reduced pressure. The layer thickness of the protein sheets is determined using the Coating Thickness Gauge Millitron (company: Mahr Feinprüf, Germany).
b) Wirkstofffreisetzungsversucheb) drug release experiments
Die Freisetzung von Wirkstoffen aus den Protein-Flächengebilden wurde in zwei verschiedenen Ansätzen überprüft. Per oral aufzunehmende Wirkstoff-Formulierungen, z.B. Guaiacol Glyceryl Ether und Clotrimazol (gepresst zu Tabletten) wurden in künstlichem Magensaft (0,1 g NaCI; 0,16 g Pepsin; 0,35 ml HCl auf 50 ml auffüllen, pH 1-2) und künstlichem Darmsaft (3,4 g KH2PO4 in 12,5 ml Wasser lösen + 3,85 ml 0,2N NaOH auf 25 ml auffüllen + 0,5 g Pankreatin auf 50 ml auffüllen, pH 6,8) analysiert, um die Wirkstoff-Freisetzung unter proteolytisch aktiven Bedingungen im Verdauungstrakt zu simulieren. Kontrollansätze (ohne Proteasen) erfolgten in 5 mM Kaliumphosphatpuffer (pH 8,0), wobei unter diesen Bedingungen nur eine geringe Wirkstoff-Freisetzung beobachtet werden sollte. Pro Tablette wurden 20 ml des jeweiligen Verdauungssaftes oder Puffers zugegeben und die Ansätze bei 37 0C und 80 upm leicht schüttelnd inkubiert. Zu verschiedenen Zeit- punkten werden je 500 μl Probe für eine Wirkstoff-Quantifizierung mittels HPLC oder Photometer entnommen. Um bei schlecht wasserlöslichen Wirkstoffen, z.B. Clotrimazol, auch nach der Freisetzung entstandene Wirkstoff-Aggregate zu erfassen, wurde die absorptionsphotometrische Quantifizierung nach Extraktion mit THF (3 ml Überstand + 3 ml THF + Spatelspitze NaCI, kräftiges vortexen, 1 min 15.000 x g, Oberpha- se vermessen, ggf. verdünnen) durchgeführt.The release of active ingredients from the protein sheets was examined in two different approaches. Per-oral drug formulations, eg, guaiacol glyceryl ether and clotrimazole (compressed to tablets), were dissolved in artificial gastric juice (0.1 g NaCl, 0.16 g pepsin, 0.35 ml HCl to 50 ml, pH 1-2). and artificial intestinal juice (dissolve 3.4 g KH 2 PO 4 in 12.5 ml water + 3.85 ml 0.2N NaOH make up to 25 ml + 0.5 g pancreatin make up to 50 ml, pH 6.8), to simulate the drug release under proteolytically active conditions in the digestive tract. Control preparations (without proteases) were carried out in 5 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0), whereby only a small release of active substance should be observed under these conditions. Per tablet, 20 ml of the respective digestive juice or buffer were added and the batches incubated at 37 0 C and 80 rpm gently shaking. At various times, 500 μl each sample are taken for a drug quantification by means of HPLC or photometer. In order to detect active ingredient aggregates formed after release with poorly water-soluble active substances, eg clotrimazole, the absorption photometric quantification after extraction with THF (3 ml supernatant + 3 ml THF + spatula tip NaCl, vigorous vortexing, 15 min. se measured, dilute if necessary) performed.
Bei anderen Wirkstoffen (nicht per oral aufgenommene pharmazeutische oder andere beispielsweise kosmetische oder Pflanzenschutz-Wirkstoffe), z.B. Uvinul A+ und Meta- zachlor, erfolgte die Freisetzungsanalyse durch Versetzen definierter Mengen an Pro- tein-Wirkstoff-Flächengebilden mit unspezifischer Proteinase K-Lösung. Die Protein- M/49169 Wirkstoff-Flächengebilde wurden in 0,25-0,5 % [w/v] Proteinase K (Roche, Germany; gelöst in 5 mM Kaliumphosphatpuffer) bei 120-150 upm schüttelnd inkubiert. Zu verschiedenen Zeitpunkten wurden die noch intakten Protein-Wirkstoff-Flächengebilde durch Zentrifugation abgetrennt, die Überstände mit einem 4-5-fachen Überschuss an THF versetzt und der Wirkstoffgehalt anschließend absorptionsphotometrisch bestimmt. Bei allen Ansätzen wurden die freigesetzten Wirkstoff-Mengen nach Abgleich mit einer Wirkstoff-spezifischen Eichreihe ermittelt.In the case of other active substances (pharmaceutical or other, for example, cosmetic or pesticidal active substances taken up orally), eg Uvinul A + and Metazachlor, the release analysis was carried out by displacing defined amounts of protein-active substance with unspecific proteinase K solution. The protein M / 49169 Drug sheets were incubated in 0.25-0.5% [w / v] proteinase K (Roche, Germany; dissolved in 5 mM potassium phosphate buffer) shaking at 120-150 rpm. At various times, the still intact protein-drug sheets were separated by centrifugation, the supernatants with a 4-5-fold excess of THF and the drug content then determined by absorption photometry. For all batches, the amounts of active substance released were determined after comparison with a drug-specific calibration series.
Beispiel 1 - Herstellung des C16-SpinnenseidenproteinsExample 1 - Preparation of the C16 spider silk protein
Die Herstellung des C16-Spinnenseidenproteins erfolgte biotechnologisch unter Verwendung plasmidhaltiger Escherichia coli Expressionsstämme. Design und Klonierung des C16-Spinnenseidenproteins (auch ADF4 genannt) sind in Hümmerich et al. (Bio- chemistry 43, 2004, 13604-13012) beschrieben. Im Gegensatz zum dort beschriebe- nen Verfahren wurde C16-Spinnenseidenprotein im E. co//-Stamm BL21 Gold (DE3) (Stratagene) hergestellt. Die Anzucht erfolgt in Techfors-Fermentern (Infors HAT, Schweiz) unter Verwendung eines Minimalmediums und Fed-Batch Techniken.The preparation of the C16 spider silk protein was carried out biotechnologically using plasmid-containing Escherichia coli expression strains. Design and cloning of the C16 spider silk protein (also called ADF4) are described in Hümmerich et al. (Biochemistry 43, 2004, 13604-13012). In contrast to the method described there, C16 spider silk protein was produced in E. coli strain BL21 Gold (DE3) (Stratagene). Cultivation is carried out in Techfors fermenters (Infors HAT, Switzerland) using a minimal medium and fed-batch techniques.
Minimalmedium: 2,5 g/l Citronensäuremonohydrat 4 g/l GlycerinMinimal medium: 2.5 g / l citric acid monohydrate 4 g / l glycerol
12.5 g/l Kaliumdihydrogenphosphat 6,25 g/l Ammoniumsulfat12.5 g / l potassium dihydrogen phosphate 6.25 g / l ammonium sulfate
1 ,88 g/l Magnesiumsulfatheptahydrat1.88 g / l magnesium sulfate heptahydrate
0,13 g/l Calciumchloriddihydrat 15,5 ml/l Spurenelementelösung (40 g/l Citronensäuremonohydrat;0.13 g / l calcium chloride dihydrate 15.5 ml / l trace element solution (40 g / l citric acid monohydrate;
11 g/l Zink(ll)sulfatheptahydrat; 8,5 g/l Diammoniumei- sen(ll)sulfatheptahydrat; 3 g/l Mangan(ll)sulfatmonohydrat; 0,8 g/l Kupfer(ll)sulfatpentahydrat; 0,25 g/l Kobalt(ll)sulfathepta- hydrat) 3 ml/l Vitaminlösung (6,3 mg/ml Thiaminhydrochlorid; 0,67 mg/ml11 g / l zinc (II) sulfate heptahydrate; 8.5 g / l of diammonium (II) sulfate heptahydrate; 3 g / l manganese (II) sulfate monohydrate; 0.8 g / l copper (II) sulfate pentahydrate; 0.25 g / l cobalt (II) sulphate heptahydrate) 3 ml / l vitamin solution (6.3 mg / ml thiamine hydrochloride, 0.67 mg / ml
Vitamin B12) pH 6,3Vitamin B12) pH 6.3
Feed-Lösunα: 790 g/l Glycerin 6,9 g/l CitronensäuremonohydratFeed solution: 790 g / l glycerol 6.9 g / l citric acid monohydrate
13.6 g/l Natriumsulfat13.6 g / l sodium sulfate
1 ,05 g/l Diammoniumeisen(ll)sulfatheptahydrat M/49169 13 mg/l Thiaminhydrochlorid1.05 g / l diammonium iron (II) sulfate heptahydrate M / 49169 13 mg / l thiamine hydrochloride
Die Zellen wurden bei 37°C bis zu einer OD600 von 100 angezogen, danach erfolgte die Induktion der Proteinexpression mit 0,1mM Isopropyl ß-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG). Am Ende der Fermentation (8 bis 12 Stunden nach Induktion) wurden die Kulturen geerntet. Der Hauptanteil des Proteins befand sich in „Inclusion Bodies".The cells were grown at 37 ° C to an OD 600 of 100, followed by induction of protein expression with 0.1 mM isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside (IPTG). At the end of the fermentation (8 to 12 hours after induction), the cultures were harvested. The main part of the protein was in "inclusion bodies".
Nach der Zellernte wurde das Pellet in 2OmM 3-(-N-Morpholino)propanesulfonic acid (MOPS) pH 7,0 resuspendiert (5L Puffer pro Kilogramm Feuchtmasse). Anschließend erfolgte der Zell-Aufschluss unter Verwendung eines Micofluidizer M-110EH (Microflui- dics, US) bei Drücken von 1200 bis 1300 bar. Nach Sedimentation enthielt das Pellet nach Aufschluss neben den „Inclusion Bodies" noch Zelltrümmer und Membranbestandteile, welche durch zwei Waschschritte entfernt wurden. In einem ersten Waschschritt wurde das Pellet in 2,5 Volumen Tris-Puffer (50 mM Tris/HCI, 0,1% Triton X- 100, pH 8,0) resuspendiert und anschließend der verbleibende Feststoff durch Zentri- fugation sedimentiert. Ein zweiter Waschschritt erfolgte unter Verwendung von Tris- Puffer (50 mM Tris/HCI, 5mM EDTA, pH 8,0). Das abermals nach Sedimentation erhaltene Pellet war nahezu frei von Membran- und Zelltrümmern.After cell harvest, the pellet was resuspended in 2OmM 3 - (- N-morpholino) propanesulfonic acid (MOPS) pH 7.0 (5L buffer per kilogram wet weight). Subsequently, cell digestion was carried out using a Micofluidizer M-110EH (Microfluidics, US) at pressures of 1200 to 1300 bar. After sedimentation, the pellet, after disruption, contained cell debris and membrane constituents in addition to the inclusion bodies, which were removed by two washes In a first washing step, the pellet was suspended in 2.5 volumes of Tris buffer (50 mM Tris / HCl, 0.1 % Triton X-100, pH 8.0) and then the remaining solid was sedimented by centrifugation A second washing step was carried out using Tris buffer (50 mM Tris / HCl, 5 mM EDTA, pH 8.0) Once again pellet obtained after sedimentation was almost free of membrane and cell debris.
Die gereinigten „Inclusion Bodies" wurden in Guanidiniumthiocyanat (Roth, Germany) gelöst, wobei pro 1 g Pellet (Feuchtmasse) 1 ,6 g Guanidiniumthiocyanat zugegeben wurden. Die „Inclusion Bodies" lösten sich unter Rühren bei leichter Erwärmung (5O0C). Zur Abtrennung evtl. vorhandener nicht-löslicher Bestandteile wurde anschließend noch eine Zentrifugation durchgeführt. Um eine wässrige C16-Spinnenseidenproteinlö- sung zu erhalten, wurde dann eine 16-stündige Dialyse gegen 5 mM Kaliumphosphatpuffer (pH 8,0) durchgeführt (Verdünnungsfaktor der Dialyse: 200).The purified "inclusion bodies" were dissolved in guanidinium thiocyanate (Roth, Germany), wherein per 1 g pellet (wet weight) 1, 6 g of guanidinium thiocyanate was added. The "inclusion bodies" dissolved with stirring at gentle heating (5O 0 C). To separate off any non-soluble constituents, a centrifugation was then carried out. To obtain an aqueous C16 spider silk protein solution, dialysis was then carried out for 16 hours against 5 mM potassium phosphate buffer (pH 8.0) (dilution factor of dialysis: 200).
Verunreinigende E. co//-Proteine bildeten bei der Dialyse Aggregate, welche durch Zentrifugation abgetrennt werden konnten. Die erhaltene Proteinlösung wies eine Reinheit von ~95% C16-Spinnenseidenprotein auf.Contaminating E. coli proteins formed aggregates on dialysis, which could be separated by centrifugation. The resulting protein solution had a purity of ~95% C16 spider silk protein.
Die erhaltene wässrige Proteinlösung kann entweder direkt zum Elektroverspinnen verwendet oder zwecks besserer Lagerfähigkeit zu Protein-Microbeads weiterverarbeitet werden. Zur Herstellung von C16-Protein-Microbeads wurde die wässrige C16- Spinnenseidenproteinlösung wird mit 0,25 Volumen einer 4-molaren Ammoniumsulfatlösung versetzt. Unter Einwirkung des Ammoniumsulfats assemblieren die Proteinmo-The resulting aqueous protein solution can either be used directly for electrospinning or further processed to protein microbeads for better shelf life. To prepare C16 protein microbeads, the aqueous C16 spider silk protein solution is added with 0.25 volume of a 4 molar ammonium sulfate solution. Under the influence of the ammonium sulfate, the protein moieties
M/49169 nomere zu kugelförmigen Gebilden, welche hier als Microbeads bezeichnet werden. Die Microbeads wurden durch Zentrifugation abgetrennt, drei Mal mit destilliertem Wasser gewaschen und anschließend gefriergetrocknet.M / 49169 Nomere to spherical structures, which are referred to here as microbeads. The microbeads were separated by centrifugation, washed three times with distilled water and then freeze-dried.
Beispiel 2 - Formulierung von Guaiacol Glyceryl Ether als Effektstoff mittels ElektroverspinnenExample 2 - Formulation of guaiacol glyceryl ether as effect substance by means of electrospinning
Um die Verwendbarkeit des beschriebenen Verfahrens für die Formulierung von phar- mazeutisch aktiven Substanzen, insbesondere solchen zur Behandlung von Husten- und Atemwegserkrankungen, zu zeigen, wurde beispielhaft der Wirkstoff Guaiacol Glyceryl Ether (auch Guaifenesin) mittels Elektroverspinnen in C16-Spinnenseidenprotein- Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) verkapselt.In order to demonstrate the usability of the process described for the formulation of pharmaceutically active substances, in particular those for the treatment of cough and respiratory diseases, the active ingredient guaiacol glyceryl ether (also guaifenesin) was exemplified by electrospinning in C16 spider silk protein sheets (eg Protein films, protein fibers, protein nonwovens) encapsulated.
Für die Herstellung einer verspinnbaren Lösung wurden C16-Spinnenseidenprotein- Microbeads (14 % [w/w]) und der Wirkstoff Guaiacol Glyceryl Ether (10 % [w/w]) zusammen in Ameisensäure (98-100% p.a.) gelöst. Es wurden 200 ml Ameisensäure in einem Becherglas vorgelegt und anschließend sukzessive 50,4 g C16-Spinnenseiden- protein und 36 g Guaiacol Glyceryl Ether (Fa. Sigma, Deutschland) eingerührt. Nach- dem die Stoffe vollständig gelöst waren, wurde die Lösung mit Ameisensäure (98- 100%) auf 360 g aufgefüllt.For the preparation of a spinnable solution, C16-spider silk protein microbeads (14% [w / w]) and the active ingredient guaiacol glyceryl ether (10% [w / w]) were dissolved together in formic acid (98-100% p.a.). 200 ml of formic acid were introduced into a beaker and then successively 50.4 g of C16 spider silk protein and 36 g of guaiacol glyceryl ether (from Sigma, Germany) were stirred in. After the substances were completely dissolved, the solution was made up to 360 g with formic acid (98-100%).
Alternativ kann auch wässrige C16-Spinnenseidenproteinlösung (siehe Beispiel 1) als Ausgangsstoffbasis genutzt werden. Der Wirkstoff wird dann direkt in der wässrigen Proteinlösung gelöst bzw. bei Einsatz höherer Wirkstoffkonzentrationen in einem alternativen Lösungsmittel (z.B. Ameisensäure) vorgelöst und dann mit der Proteinlösung gemischt. Um die Viskosität der Spinnlösung zu erhöhen, können dann zusätzlich wasserlösliche Polymere oder wässrige Polymerdispersionen zugemischt werden.Alternatively, aqueous C16 spider silk protein solution (see Example 1) can also be used as the starting material base. The active ingredient is then dissolved directly in the aqueous protein solution or pre-dissolved using higher concentrations of active ingredient in an alternative solvent (e.g., formic acid) and then mixed with the protein solution. In order to increase the viscosity of the spinning solution, it is then additionally possible to admix water-soluble polymers or aqueous polymer dispersions.
Die Lösung aus C16-Spinnenseidenprotein und Guaiacol Glyceryl Ether wurde drei Stunden lang in einer Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco wie oben beschrieben versponnen. Die Schichtdicke der erhaltenen Protein-Flächengebilde wurde mit dem Schichtdickenmessgerät Millitron (Firma: Mahr Feinprüf, Deutschland) bestimmt und lag bei 0,01 - 0,2 mm.The solution of C16 spider silk protein and guaiacol glyceryl ether was spun for three hours in a Nanospider Elmarco apparatus as described above. The layer thickness of the resulting protein sheets was determined using the Coating Thickness Gauge Millitron (company: Mahr Feinprüf, Germany) and was 0.01-0.2 mm.
Die elektronenmikroskopische Analyse der so hergestellten C16-The electron microscopic analysis of the C16-
Spinnenseidenprotein-Flächengebilde mit eingeschlossenem Guaiacol Glyceryl Ether M/49169 ergab, dass es sich hauptsächlich um Fasern mit einem Durchmesser bis zu 2 μm und darunter handelt (Figur 1).Spider silk protein sheet with enclosed guaiacol glyceryl ether M / 49169 showed that they are mainly fibers with a diameter of up to 2 microns and below (Figure 1).
Im Gegensatz zum reinen Guaiacol Glyceryl Ether zeigen sich in der C16- Spinnenseidenprotein / Guaiacol Glyceryl Ether-Formulierung in der Röntgenbeugung keine kristallinen Peaks (Figur 2). Demnach ist davon auszugehen, dass der Wirkstoff amorph oder als feste Lösung verkapselt wurde, was seine Bioverfügbarkeit positiv beeinflussen kann.In contrast to the pure guaiacol glyceryl ether, no crystalline peaks show up in the C16-spider silk protein / guaiacol glyceryl ether formulation in the X-ray diffraction (FIG. 2). Accordingly, it can be assumed that the active substance was amorphous or encapsulated as a solid solution, which can positively influence its bioavailability.
Um die Wirkstoff-Freisetzung aus einer möglichst relevanten Applikationsform zu überprüfen, wurden aus den C16-Spinnenseidenprotein-Flächengebilden Tabletten ver- presst. Es wurden jeweils 300 mg Material unter Vakuum und 100 Bar Druck ca. 10 min lang in einer KBr-Presse (Firma: Paul-Otto-Weber, Deutschland) verpresst. Die Tabletten hatten einen Durchmesser von etwa 13 mm und eine Dicke von etwa 2 mm.In order to check the release of active ingredient from a form of application that is as relevant as possible, tablets were pressed from the C16 spider silk protein sheets. In each case, 300 mg of material were pressed under vacuum and 100 bar pressure for about 10 minutes in a KBr press (company: Paul-Otto-Weber, Germany). The tablets had a diameter of about 13 mm and a thickness of about 2 mm.
Die Freisetzung von Guaiacol Glyceryl Ether aus den Tabletten wurde nach Behandlung mit künstlichem Magensaft und künstlichem Darmsaft mittels HPLC (Säule: Luna C8(2), 150*3, 0mm [Fa. Phenomenex, Deutschland]; Vorsäule: C18 ODS; Detektion: UV 210nm; Eluent A: 1OmM KH2PO4, pH2,5; Eluent B: Acetonitril) bestimmt. Während in den Kontrollansätzen (Puffer) lediglich maximal 20 % der verkapselten Wirkstoffmenge freigesetzt werden, wird in Magen- und Darmsaft gesteuert durch die vorhandenen enzymatischen Aktivitäten (Proteasen) eine 100 %ige Freisetzung innerhalb 24 h erzielt (Figur 3). Sowohl in Magen- als auch in Darmsaft wird der Wirkstoff Guaiacol Glyceryl Ether kontinuierlich freigesetzt. In den ersten 8 h werden in den An- Sätzen mit Darmsaft etwa 65 % des Wirkstoffes freigesetzt, während im Magensaft in dieser Zeitspanne schon etwa 80 % des Wirkstoffes frei werden (Figur 3).The release of guaiacol glyceryl ether from the tablets after treatment with artificial gastric juice and artificial intestinal juice by HPLC (column: Luna C8 (2), 150 * 3, 0mm [Phenomenex, Germany]; precolumn: C18 ODS; detection: UV 210nm, eluent A: 10 mM KH 2 PO 4 , pH 2.5; eluent B: acetonitrile). While in the control batches (buffer) only a maximum of 20% of the encapsulated drug amount are released, controlled in the gastric and intestinal juice by the existing enzymatic activities (proteases) a 100% release within 24 h achieved (Figure 3). In both gastric and intestinal juices, the active ingredient guaiacol glyceryl ether is released continuously. In the first 8 h, about 65% of the active substance is released in the batches with intestinal juice, while in the gastric juice about 80% of the active substance is already released in this time span (FIG. 3).
Um den nach 24 h aus der Formulierung noch nicht freigesetzten Anteil an Guaiacol Glyceryl Ether zu bestimmen, wurden die Ansätze mit den verbliebenen C16- Spinnenseidenprotein-Aggregaten auf pH 7,0 eingestellt, jeweils 100 μl Proteinase K (435 U/ml, Roche, Deutschland) hinzu gegeben und die Ansätze bei 37 0C und 120 upm bis zur vollständigen Auflösung aller Aggregate weiter inkubiert. Anschließend wurde der Wirkstoffgehalt in Lösung mittels HPLC-Analytik quantifiziert. Aus dem Endwert und den vorher bestimmten Zwischenwerten konnte dadurch die Beladungsdichte der C16-Spinnenseidenproteinformulierung mit dem Wirkstoff Guaiacol Glyceryl Ether bestimmt werden. Die Beladungsdichte lag bei allen untersuchten Tabletten zwischenIn order to determine the proportion of guaiacol glyceryl ether which had not yet been released from the formulation after 24 h, the batches with the remaining C16 spider silk protein aggregates were adjusted to pH 7.0, 100 μl proteinase K (435 U / ml, Roche, Germany) added and the batches at 37 0 C and 120 upm further incubated until the complete dissolution of all aggregates. Subsequently, the active substance content in solution was quantified by means of HPLC analysis. From the final value and the previously determined intermediate values, it was possible to determine the loading density of the C16 spider silk protein formulation with the active ingredient guaiacol glyceryl ether. The loading density was between all tested tablets
M/49169 31 und 33 % [w/w], woraus sich eine durchschnittliche Beladungsdichte des zu Tabletten verpressten C16-Spinnenseidenprotein-Flächengebildes mit 32,2 % [w/w] Guaiacol Glyceryl Ether ergab (Tab. 1).M / 49169 31 and 33% [w / w], which resulted in an average loading density of the tablet-compressed C16 spider silk protein sheet with 32.2% [w / w] guaiacol glyceryl ether (Table 1).
Tab. 1: Beladungsdichten der C16-Spinnenseidenprotein-Formulierung (Tabletten) mit dem Wirkstoff Guaiacol Glyceryl Ether.Tab. 1: Loading densities of the C16 spider silk protein formulation (tablets) with the active ingredient guaiacol glyceryl ether.
Kontrollansätze mit einer formulierten Referenzprobe des Wirkstoffes Guaiacol Glyceryl Ether (Tabletten der Handelsmarke Mucinex®, Fa. Adams Respiratory Therapeutics) zeigen eine kontinuierliche, verzögerte Wirkstoff-Freisetzung nur unter Magenbedingungen (Figur 4). Bei einer durchschnittlichen Magenverweildauer der Wirkstoff- Formulierung von 2-5 Stunden wären zu diesem Zeitpunkt maximal 50 % Wirkstoff freigesetzt. Unter Darmbedingungen wird etwa 90 % des Wirkstoffes innerhalb kurzer Zeit (2-3 Stunden) aus der Mucinex®-Formulierung freigesetzt (Figur 4).Control mixtures with a formulated reference sample of the active substance guaiacol Glyceryl Ether (tablets the trademark Mucinex ®, Fa. Adams Respiratory Therapeutics) show a continuous, delayed release of active ingredient only under gastric conditions (Figure 4). With an average stomach residence time of the active ingredient formulation of 2-5 hours, a maximum of 50% active ingredient would be released at this time. Under intestinal conditions about 90% of the active ingredient within a short time (2-3 hours) from the Mucinex ® formulation released (Figure 4).
Aufgrund der in Figur 4 dargestellten Versuchsergebnisse kann geschlussfolgert werden, dass eine kontinuierliche, verzögerte Guaiacol Glyceryl Ether-Freisetzung und damit auch dessen Aufnahme bei Mucinex®-Tabletten unter Darmbedingungen nicht mehr stattfindet und ein Großteil des Wirkstoffes somit über Ausscheidungsprozesse verloren geht. Erfindungsgemäße C16-Spinnenseidenproteinformulierungen des Wirkstoffes Guaiacol Glyceryl Ether zeigen dagegen unter Magenbedingungen und auch unter Darmbedingungen eine kontinuierliche, verzögerte Freisetzung, die eine länger anhaltende Wirkstoffaufnahme begünstigen würde. Demnach wären Formulierungen des Wirkstoffes Guaiacol Glyceryl Ether mit amphiphilen selbstassemblierenden Proteinen deutlich universeller einsetzbar und erlauben selbst nach Magenpassage noch kontinuierliche, verzögerte Wirkstoff-Freisetzung und anschließend Wirkstoff- Aufnahme.Due to the position shown in Figure 4 experimental results it can be concluded that there is no longer continuous, delayed guaiacol Glyceryl Ether release and therefore also its consumption at Mucinex ® tablets under intestinal conditions and is thus lost a large part of the active substance over excretion processes. On the other hand, C16-spider silk protein formulations according to the invention of the active ingredient guaiacol glyceryl ether show, under gastric conditions and also under intestinal conditions, a continuous, delayed release which would promote a longer-lasting uptake of active ingredient. Accordingly, formulations of the active ingredient guaiacol glyceryl ether with amphiphilic self-assembling proteins would be significantly more universally applicable and allow even after gastric passage still continuous, delayed drug release and then drug uptake.
Beispiel 3 - Formulierung von Clotrimazol als Effektstoff mittels Elektroverspin- nenExample 3 - Formulation of clotrimazole as effect substance by means of electrospinning
M/49169 56M / 49169 56
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Um die Verwendbarkeit des beschriebenen Verfahrens für die Formulierung von weiteren pharmazeutisch aktiven, insbesondere schwer wasserlöslichen Substanzen zu zeigen, wurde beispielhaft der Wirkstoff Clotrimazol mittels Elektroverspinnen in C16- Spinnenseidenprotein-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein- Vliesstoffe) verkapselt.To demonstrate the utility of the described process for the formulation of other pharmaceutically active, especially poorly water soluble, substances, for example, the active ingredient clotrimazole was encapsulated by electrospinning in C16 spider silk protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens).
Für die Herstellung einer verspinnbaren Lösung wurden C16-Spinnenseidenprotein- Microbeads (14 % [w/w]) und der Wirkstoff Guaiacol Glyceryl Ether (10 % [w/w]) zu- sammen in Ameisensäure (98-100% p.a.) gelöst. Es wurden 200 ml Ameisensäure in einem Becherglas vorgelegt und anschließend sukzessive 50,4 g C16- Spinnenseidenprotein und 36 g Clotrimazol (Fa. Sigma, Deutschland) eingerührt. Nachdem die Stoffe vollständig gelöst waren wurde die Lösung mit Ameisensäure auf 360 g aufgefüllt.For the preparation of a spinnable solution, C16 spider silk protein microbeads (14% [w / w]) and the active ingredient guaiacol glyceryl ether (10% [w / w]) were dissolved in formic acid (98-100% p.a.). 200 ml of formic acid were placed in a beaker and then successively stirred 50.4 g of C16 spider silk protein and 36 g of clotrimazole (Sigma, Germany). After the substances were completely dissolved, the solution was made up to 360 g with formic acid.
Alternativ kann auch wasserlösliche C16-Spinnenseidenproteinlösung (siehe Beispiel 1) als Ausgangsstoffbasis genutzt werden. Der Wirkstoff wird dann direkt in der wässri- gen Proteinlösung gelöst bzw. bei Einsatz höherer Wirkstoffkonzentrationen in einem alternativen Lösungsmittel (z.B. Ameisensäure) vorgelöst und dann mit der Proteinlö- sung gemischt. Um die Viskosität der Spinnlösung zu erhöhen können dann zusätzlich wasserlösliche Polymere oder Polymerdispersionen zugemischt werden.Alternatively, water-soluble C16 spider silk protein solution (see Example 1) can also be used as starting material base. The active ingredient is then dissolved directly in the aqueous protein solution or, if higher active ingredient concentrations are used, predissolved in an alternative solvent (for example formic acid) and then mixed with the protein solution. In order to increase the viscosity of the spinning solution, it is then additionally possible to admix water-soluble polymers or polymer dispersions.
Die Lösung aus C16-Spinnenseidenprotein und Clotrimazol wurde drei Stunden lang in einer Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco wie oben beschrieben versponnen.The solution of C16 spider silk protein and clotrimazole was spun for three hours in a Nanospider Elmarco apparatus as described above.
Die elektronenmikroskopische Analyse der so hergestellten C 16- Spinnenseidenprotein-Flächengebilde mit eingeschlossenem Clotrimazol ergab, dass es sich hauptsächlich um Fasern mit einem Durchmesser etwa 50 nm bis zu 1 μm handelt (Figur 5).Electron microscopic analysis of the C 16 spider silk protein sheets with clotrimazole thus obtained showed that they are mainly fibers with a diameter of about 50 nm up to 1 μm (FIG. 5).
Im Gegensatz zum reinen Clotrimazol zeigen sich in der C16-Spinnenseidenprotein / Clotrimazol Formulierung in der Röntgenbeugung keine kristallinen Peaks (Figur 6). Demnach ist davon auszugehen, dass der Wirkstoff amorph oder als feste Lösung verkapselt wurde, was seine Bioverfügbarkeit positiv beeinflussen kann.In contrast to the pure clotrimazole, no crystalline peaks show up in the C16-spider silk protein / clotrimazole formulation in the X-ray diffraction (FIG. 6). Accordingly, it can be assumed that the active substance was amorphous or encapsulated as a solid solution, which can positively influence its bioavailability.
Wie schon in Beispiel 2 beschrieben, wurden auch aus den C16-Spinnenseidenprotein-As already described in Example 2, the C16 spider silk protein
Flächengebilden mit verkapseltem Wirkstoff Clotrimazol Tabletten gepresst. Um die M/49169 Freisetzungskinetik des Wirkstoffes zu bestimmen wurden wie in Beispiel 2 beschrieben die Tabletten in künstlichem Magensaft, künstlichem Darmsaft und 5 mM Kaliumphosphatpuffer (Kontrolle) inkubiert. Die Quantifizierung des freigesetzten Clotrimazols erfolgte aufgrund seiner schlechten Wasserlöslichkeit (und damit Neigung zu Aggre- gatbildung in wässrigen Systemen) nach Extraktion des Überstandes mit THF durch absorptionsphotometrische Bestimmung bei 262 nm.Sheets with encapsulated drug pressed clotrimazole tablets. To the M / 49169 To determine release kinetics of the active ingredient were as described in Example 2, the tablets in artificial gastric juice, artificial intestinal juice and 5 mM potassium phosphate buffer (control) incubated. The quantification of the liberated clotrimazole was due to its poor water solubility (and thus tendency to Aggre- gatbildung in aqueous systems) after extraction of the supernatant with THF by absorption photometric determination at 262 nm.
Während im Kontrollansatz (Puffer ohne Proteasen) lediglich maximal 2 % der verkapselten Wirkstoffmenge freigesetzt werden, wird in Magensaft gesteuert durch die vor- handene enzymatische Aktivität (Proteasen) etwa 50 % Freisetzung innerhalb 24 h erzielt (Figur 7). Dabei wird der Wirkstoff Clotrimazol kontinuierlich freigesetzt. Im Darmsaft hingegen werden nach 24 h nur etwa 20 % des Wirkstoffes freigesetzt (Figur 7). Die C16-Spinnenseidenprotein / Clotrimazol-Formulierung scheint unter den dabei vorherrschenden eher neutralen pH-Werte im betrachteten Zeitbereich so stabil, dass nur eine abgeschwächte Freisetzung zu beobachten ist.While in the control batch (buffer without proteases) only a maximum of 2% of the encapsulated amount of active substance is released, in gastric juice controlled by the existing enzymatic activity (proteases) about 50% release within 24 h is achieved (FIG. 7). The active substance clotrimazole is released continuously. In intestinal juice, however, only about 20% of the active ingredient is released after 24 h (FIG. 7). The C16 spider silk protein / clotrimazole formulation appears to be so stable under the more predominantly neutral pH values over the time range considered that only a weaker release is observed.
Um den nach 24 h aus der Formulierung noch nicht freigesetzten Anteil an Clotrimazol zu bestimmen, wurden die Ansätze mit den nicht proteolytisch abgebauten C16- Spinnenseidenprotein-Flächengebilden mit 3 ml THF versetzt und für max. 48 weiter schüttelnd inkubiert. Anschließend wurde der Wirkstoffgehalt absorptionsphotometrisch bei 262 nm quantifiziert. Aus dem Endwert und den vorher bestimmten Zwischenwerten konnte dadurch die Beladungsdichte der C16-Spinnenseidenproteinformulierung mit dem Wirkstoff Clotrimazol bestimmt werden. Die Beladungsdichte lag bei allen untersuchten Tabletten zwischen 27 und 33 % [w/w], woraus sich eine durchschnittliche Beladungsdichte des zu Tabletten verpressten C16-Spinnenseidenprotein- Flächengebildes mit etwa 30 % [w/w] Clotrimazol ergab (Tab. 2).In order to determine the proportion of clotrimazole not yet released after 24 h from the formulation, the batches containing the non-proteolytically degraded C16 spider silk protein sheets were mixed with 3 ml of THF and incubated for max. 48 further shaking incubated. Subsequently, the active ingredient content was quantified by absorption photometry at 262 nm. From the final value and the previously determined intermediate values, it was possible to determine the loading density of the C16 spider silk protein formulation with the active ingredient clotrimazole. The loading density was between 27 and 33% [w / w] for all tablets examined, which resulted in an average loading density of the tablet-compressed C16 spider silk protein sheet with about 30% [w / w] clotrimazole (Table 2).
Tab. 2: Beladungsdichten der C16-Spinnenseidenprotein-Formulierung (Tabletten) mit dem Wirkstoff Clotrimazol.Tab. 2: Loading densities of the C16 spider silk protein formulation (tablets) with the active ingredient clotrimazole.
M/49169 Beispiel 4 - Formulierung von Metazachlor als Effektstoff mittels Elektroverspin- nenM / 49169 Example 4 - Formulation of metazachlor as effect substance by means of electrospinning
Um die Verwendbarkeit des beschriebenen Verfahrens für die Formulierung von Pflan- zenschutzwirkstoffen zu zeigen, wurde beispielhaft der Wirkstoff Metazachlor mittels Elektroverspinnen in C16-Spinnenseidenprotein-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) verkapselt.To demonstrate the utility of the described process for the formulation of crop protection actives, for example, the active ingredient metazachlor was encapsulated by electrospinning in C16 spider silk protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens).
Für die Herstellung einer verspinnbaren Lösung wurden C16-Spinnenseidenprotein- Microbeads (14 % [w/w]) und der Wirkstoff Metazachlor (10 % [w/w]) zusammen in Ameisensäure (98-100% p.a.) gelöst. Es wurden 200 ml Ameisensäure in einem Becherglas vorgelegt und anschließend sukzessive 50,4 g C16-Spinnenseidenprotein und 36 g Metazachlor eingerührt. Nachdem die Stoffe vollständig gelöst waren wurde die Lösung mit Ameisensäure (98-100%) auf 360 g aufgefüllt.For the preparation of a spinnable solution, C16-spider silk protein microbeads (14% [w / w]) and the active ingredient metazachlor (10% [w / w]) were dissolved together in formic acid (98-100% p.a.). 200 ml of formic acid were placed in a beaker and then successively stirred 50.4 g of C16 spider silk protein and 36 g of metazachlor. After the substances were completely dissolved, the solution was made up to 360 g with formic acid (98-100%).
Alternativ kann auch wässrige C16-Spinnenseidenprotein-Lösung (siehe Beispiel 1) als Ausgangsstoffbasis genutzt werden. Der Wirkstoff wird dann direkt in der wässrigen Proteinlösung gelöst bzw. bei Einsatz höherer Wirkstoffkonzentrationen in einem alternativen Lösungsmittel (z.B. Ameisensäure) vorgelöst und dann mit der Proteinlösung gemischt. Um die Viskosität der Spinnlösung zu erhöhen können dann zusätzlich wasserlösliche Polymere oder Polymerdispersionen zugemischt werden.Alternatively, aqueous C16 spider silk protein solution (see Example 1) can also be used as starting material base. The active ingredient is then dissolved directly in the aqueous protein solution or pre-dissolved using higher concentrations of active ingredient in an alternative solvent (e.g., formic acid) and then mixed with the protein solution. In order to increase the viscosity of the spinning solution, it is then additionally possible to admix water-soluble polymers or polymer dispersions.
Die Lösung aus C16-Spinnenseidenprotein und Metazachlor wurde drei Stunden lang in einer Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco wie oben beschrieben versponnen.The solution of C16 spider silk protein and metazachlor was spun for three hours in a Nanospider Elmarco apparatus as described above.
Die elektronenmikroskopische Analyse der so hergestellten C16- Spinnenseidenprotein-Flächengebilde mit eingeschlossenem Metazachlor ergab, dass es sich hauptsächlich um Fasern mit einem Durchmesser etwa 50 nm bis zu 500 nm handelt (Figur 8).Electron microscopic analysis of the C16 spider silk protein sheets with metazachlor thus prepared showed that they are mainly fibers with a diameter of about 50 nm up to 500 nm (FIG. 8).
Reines Metazachlor zeigt in der Röntgenbeugung stark kristalline Anteile (Figur 9). Im Gegensatz dazu weist die C16-Spinnenseidenprotein / Metazachlor-Formulierung in der Röntgenbeugung geringer ausgeprägte teilkristalline Bereiche auf, die auf den Wirkstoff Metazachlor zurückzuführen sind (Figur 9).Pure metazachlor shows strongly crystalline fractions in X-ray diffraction (FIG. 9). In contrast, the X-ray diffraction C16 spider silk protein / metazachlor formulation has less pronounced semi-crystalline regions due to the active ingredient metazachlor (Figure 9).
Zur Bestimmung der Beladungsdichte mit dem Wirkstoff Metazachlor wurden in zweiTo determine the loading density with the active ingredient metazachlor were in two
Ansätzen (1. Ansatz: 25 mg; 2. Ansatz: 26 mg) das hergestellte Spinnenseidenprotein- M/49169 5/Batches (1st batch: 25 mg, 2nd batch: 26 mg) the prepared spider silk protein M / 49169 5 /
Flächengebilde mit jeweils 2 ml THF versetzt und für 5 h schüttelnd bei 1800 upm inkubiert. Der durch die THF-Behandlung quantitativ herausgelöste Wirkstoff Metazach- lor wurde anschließend absorptionsphotometrisch bei 264 nm bestimmt. Es zeigte sich, dass im Ansatz 1 eine Beladungsdichte von etwa 40 % [w/w], im zweiten Ansatz von etwa 45 % [w/w] vorlag.2 ml of THF are added to each area and shaken for 5 h at 1800 rpm. The active ingredient metazalactor dissolved quantitatively by the THF treatment was then determined by absorption photometry at 264 nm. It was found that in approach 1 a loading density of about 40% [w / w], in the second approach of about 45% [w / w] was present.
Um die Freisetzungskinetik des Wirkstoffes zu bestimmen wurden die C16- Spinnenseidenprotein-Flächengebilde mit verkapseltem Metazachlor in 5 mM Kaliumphosphatpuffer versetzt mit 0,5 % [w/v] Proteinase K inkubiert. Die Quantifizierung des freigesetzten Metazachlors erfolgte nach Abtrennung der noch intakten C16- Spinnenseidenprotein-Flächengebilde durch Extraktion des Überstandes mit THF und anschließende absorptionsphotometrische Bestimmung bei 264 nm.To determine the release kinetics of the drug, the C16 spider silk protein sheets were incubated with encapsulated metazachlor in 5 mM potassium phosphate buffer supplemented with 0.5% [w / v] proteinase K. The quantification of the liberated metazachlor was carried out after separation of the still intact C16 spider silk protein sheets by extraction of the supernatant with THF and subsequent absorption photometric determination at 264 nm.
Während im Kontrollansatz (Puffer ohne Proteinase K) nach 24 h nur etwa 10 % der verkapselten Wirkstoffmenge freigesetzt wurde, konnte im Proteinase K-enthaltenden Ansatz die Freisetzung von etwa 55 % Metazachlor in der gleichen Zeitspanne erzielt werden (Figur 10). Nach 7 Tagen konnten aus einer solchen C16- Spinnenseidenprotein / Metazachlor-Formulierung etwa 70 % kontinuierliche Wirkstoff- Freisetzung erreicht werden (nicht gezeigt).While in the control batch (buffer without proteinase K) only about 10% of the encapsulated amount of active substance was released after 24 h, the release of about 55% metazachlor in the same time span could be achieved in the proteinase K-containing batch (FIG. 10). After 7 days, about 70% continuous drug release could be achieved from such a C16 spider silk protein / metazachlor formulation (not shown).
Beispiel 5 - Formulierung von Uvinul A+ als Effektstoff mittels ElektroverspinnenExample 5 - Formulation of Uvinul A + as effect substance by means of electrospinning
Um die Verwendbarkeit des beschriebenen Verfahrens für die Formulierung von kosmetischen Wirkstoffen zu zeigen, wurde beispielhaft der Wirkstoff Uvinul A+ mittels Elektroverspinnen in C16-Spinnenseidenprotein-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein-Vliesstoffe) verkapselt.To demonstrate the utility of the described process for the formulation of cosmetic actives, for example, the active ingredient Uvinul A + was electrospun encapsulated in C16 spider silk protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens).
Für die Herstellung einer verspinnbaren Lösung wurden C16-Spinnenseidenprotein- Microbeads (14 % [w/w]) und der Wirkstoff Uvinul A+ (10 % [w/w]) zusammen in Amei- sensäure (98-100% p.a.) gelöst. Es wurden 200 ml Ameisensäure in einem Becherglas vorgelegt und anschließend sukzessive 50,4 g C16-Spinnenseidenprotein und 36 g Uvinul A+ eingerührt. Nachdem die Stoffe vollständig gelöst waren wurde die Lösung mit Ameisensäure (98-100%) auf 360 g aufgefüllt.For the production of a spinnable solution, C16-spider silk protein microbeads (14% [w / w]) and the active ingredient Uvinul A + (10% [w / w]) were dissolved together in formic acid (98-100% p.a.). 200 ml of formic acid were placed in a beaker and then successively stirred 50.4 g of C16 spider silk protein and 36 g of Uvinul A +. After the substances were completely dissolved, the solution was made up to 360 g with formic acid (98-100%).
Alternativ kann auch wässrige C16-Spinnenseidenprotein-Lösung (siehe Beispiel 1) als Ausgangsstoffbasis genutzt werden. Der Wirkstoff wird dann direkt in der wässrigenAlternatively, aqueous C16 spider silk protein solution (see Example 1) can also be used as starting material base. The active ingredient is then directly in the aqueous
Proteinlösung gelöst bzw. bei Einsatz höherer Wirkstoffkonzentrationen in einem alter- M/49169 ^ nativen Lösungsmittel (z.B. Ameisensäure) vorgelöst und dann mit der Proteinlösung gemischt. Um die Viskosität der Spinnlösung zu erhöhen können dann zusätzlich wasserlösliche Polymere oder Polymerdispersionen zugemischt werden.Protein solution dissolved or when using higher concentrations of active ingredient in an age M / 49169 ^ native solvent (eg, formic acid) pre-dissolved and then mixed with the protein solution. In order to increase the viscosity of the spinning solution, it is then additionally possible to admix water-soluble polymers or polymer dispersions.
Die Lösung aus C16-Spinnenseidenprotein und Uvinul A+ wurde drei Stunden lang in einer Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco wie oben beschrieben versponnen.The solution of C16 spider silk protein and Uvinul A + was spun for three hours in a Nanospider Elmarco apparatus as described above.
Die elektronenmikroskopische Analyse der so hergestellten C16- Spinnenseidenprotein-Flächengebilde mit eingeschlossenem Uvinul A+ ergab, dass es sich hauptsächlich um Fasern mit einem Durchmesser etwa 50 nm bis zu 400 nm handelt (Figur 11).Electron microscopic analysis of the thus-prepared Uvinul A + C16 spider silk protein sheets thus obtained revealed that they are mainly fibers with a diameter of about 50 nm up to 400 nm (FIG. 11).
Im Gegensatz zum reinen Uvinul A+ zeigen sich in der C16-Spinnenseidenprotein / Uvinul A+-Formulierung in der Röntgenbeugung keine kristallinen Peaks (Figur 12). Demnach ist davon auszugehen, dass der Wirkstoff amorph oder als feste Lösung verkapselt wurde, was seine Bioverfügbarkeit positiv beeinflussen kann.In contrast to pure Uvinul A +, there are no crystalline peaks in X-ray diffraction in the C16 spider silk protein / Uvinul A + formulation (FIG. 12). Accordingly, it can be assumed that the active substance was amorphous or encapsulated as a solid solution, which can positively influence its bioavailability.
Zur Bestimmung der Beladungsdichte mit dem Wirkstoff wurden in zwei Ansätzen (1. Ansatz: 7,9 mg; 2. Ansatz: 7,8 mg) das hergestellte C16-Spinnenseidenprotein- Flächengebilde mit jeweils 2 ml THF versetzt und für 5 h schüttelnd bei 1800 upm inkubiert. Der durch die THF-Behandlung quantitativ herausgelöste Wirkstoff Uvinul A+ wurde anschließend absorptionsphotometrisch bei 352 nm bestimmt. Es zeigte sich, dass im Ansatz 1 eine Beladungsdichte von etwa 25 % [w/w], im zweiten Ansatz von etwa 26,2 % [w/w] vorlag.To determine the loading density with the active ingredient, the prepared C16 spider silk protein sheet was mixed with 2 ml of THF in two batches (1st batch: 7.9 mg, 2nd batch: 7.8 mg) and shaken for 1800 hours at 1800 incubated upm. The Uvinul A +, which was quantitatively dissolved out by the THF treatment, was subsequently determined by absorption photometry at 352 nm. It was found that in approach 1 a loading density of about 25% [w / w], in the second approach of about 26.2% [w / w] was present.
Um die Freisetzungskinetik des Wirkstoffes zu bestimmen wurden die C16- Spinnenseidenprotein / Uvinul A+-Flächengebilde in 5 mM Kaliumphosphatpuffer versetzt mit 0,25 % [w/v] Proteinase K inkubiert. Die Quantifizierung des freigesetzten Uvinul A+ erfolgte nach Abtrennung der noch intakten C16-Spinnenseidenprotein- Flächengebilde durch Extraktion des Überstandes mit THF und anschließende absorp- tionsphotometrische Bestimmung bei 352 nm.To determine the release kinetics of the drug, the C16 spider silk protein / Uvinul A + sheets were incubated in 5 mM potassium phosphate buffer supplemented with 0.25% [w / v] proteinase K. The quantification of the liberated uvinul A + was carried out after separation of the still intact C16 spider silk protein sheets by extraction of the supernatant with THF and subsequent absorption photometric determination at 352 nm.
Während im Kontrollansatz (Puffer ohne Proteinase K) auch nach 24 h kein Wirkstoff freigesetzt wurde, konnte im Proteinase K-enthaltenden Ansatz die Freisetzung von 100 % Uvinul A+ nach 6-7 Stunden erzielt werden (Figur 13).While in the control batch (buffer without proteinase K) no active substance was released even after 24 h, the liberation of 100% Uvinul A + in the proteinase K-containing mixture could be achieved after 6-7 hours (FIG. 13).
M/49169 Beispiel 6 - Herstellung von Fasern aus reinen R16 und S16 Proteinen mittels ElektrospinnenM / 49169 Example 6 - Production of fibers from pure R16 and S16 proteins by electrospinning
Für die Herstellung von verspinnbaren R16- bzw. S16-Protein-Lösungen wurden R16- bzw. S16-Protein-Microbeads genutzt. Diese können wie in WO 2008/155304 beschrieben hergestellt werden. Alternativ kann eine Herstellung wie in Beispiel 1 beschrieben erfolgen. Dabei kamen Plasmidvektoren bzw. E. coli-Produktionsstämme zum Einsatz, welche kodierende DNA-Sequenzen für das R16- bzw. S16-Protein enthielten.For the preparation of spinnable R16 or S16 protein solutions, R16 or S16 protein microbeads were used. These can be prepared as described in WO 2008/155304. Alternatively, a preparation can be carried out as described in Example 1. In this case, plasmid vectors or E. coli production strains were used which contained coding DNA sequences for the R16 or S16 protein.
Für die Herstellung einer verspinnbaren Lösung wurden R16-Protein-Microbeads; 18 %ig [w/w]) in Ameisensäure (98-100% p.a.) gelöst. Das R16-Protein wurde in einem kleinen Ansatz versponnen, um die Faserbildung nachzuweisen. Dafür wurden 0,36 g R16-Protein-Microbeads in 1 ,64 g Ameisensäure gelöst und damit die Spritze der Verspinnanlage befüllt.For the preparation of a spinnable solution, R16 protein microbeads; 18% [w / w]) in formic acid (98-100% p.a.). The R16 protein was spun in a small batch to detect fiber formation. For this purpose, 0.36 g of R16 protein microbeads were dissolved in 1.64 g of formic acid, thereby filling the syringe of the spinning plant.
Die R16-Proteinlösung wurde mit Hilfe der düsenbasierten Elektrospinnanlage versponnen. Die Proteinlösung wurde dafür in einem elektrischen Feld unter geringem Druck durch eine mit einem Pol einer Spannungsquelle verbundene Kanüle extrudiert. Aufgrund der durch das elektrische Feld erfolgenden elektrostatischen Aufladung der Proteinlösung entstand ein auf die Gegenelektrode gerichteter Materialstrom, der sich auf dem Weg zur Gegenelektrode verfestigte und in Form von dünnen Fasern auf einem Glasobjektträger ablagerte.The R16 protein solution was spun using the nozzle-based electrospinning equipment. The protein solution was extruded in an electric field at low pressure through a cannula connected to one pole of a voltage source. Due to the electrostatic charge of the protein solution due to the electric field, a flow of material directed at the counterelectrode, which solidified on the way to the counterelectrode and deposited on a glass slide in the form of thin fibers, resulted.
Folgende Parameter wurden benutzt: ReI. Luftfeuchtigkeit 27 %, Spinntemperatur 23 0C, elektrische Spannung 60 kV, Elektrodenabstand 15 cm, Kanülendurchmesser 0,9 mm. Vorschub manuellThe following parameters were used: ReI. Humidity 27%, spinning temperature 23 0 C, electrical voltage 60 kV, electrode distance 15 cm, cannula diameter 0.9 mm. Feed manually
Die elektronenmikroskopische Analyse der so hergestellten R16-Protein- Flächengebilde ergab, dass die Lösung faserbildend war und dass es sich hauptsäch-Electron microscopic analysis of the R16 protein sheets thus produced showed that the solution was fiber-forming and that it was mainly
M/49169 lieh um Fasern mit einem Durchmesser von etwa 200 nm bis zu 500 nm handelt (Figur 14A).M / 49169 borrowed fibers with a diameter of about 200 nm to 500 nm (Figure 14A).
Die S16-Proteinlösung wurde mit der Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco ver- spönnen. Die eingesetzte Lösung befand sich in einem Behälter, in dem eine Spinnelektrode (Walze) permanent rotierte. Die Spinnelektrode war in diesem Fall eine Elektrode auf Basis von Metalldrähten. Dabei befand sich ein Teil der Formulierung beständig auf der Oberfläche der Drähte. Das elektrische Feld zwischen der Walze und der Gegenelektrode (oberhalb der Walze) bewirkte, dass sich aus der Formulierung erst flüssige Jets ausbildeten, die dann auf dem Weg zur Gegenelektrode vorhandenes Lösungsmittel verlieren bzw. erstarren. Der gewünschte Nanofaservlies (textiles Flächengebilde) entstand auf einem Polypropylen-Substrat, das zwischen den beiden E- lektroden vorbeizog.The S16 protein solution was spiked with the Nanospider Elmarco equipment. The solution used was in a container in which a spinning electrode (roller) permanently rotated. The spinning electrode in this case was an electrode based on metal wires. Part of the formulation was consistently on the surface of the wires. The electric field between the roller and the counter electrode (above the roller) caused the formulation to form liquid jets, which then lose or solidify the solvent present on the way to the counter electrode. The desired nanofiber fleece (textile fabric) was created on a polypropylene substrate that passed between the two electrodes.
Es wurden Microbeads des S16-Proteins 12 %ig [w/w] in Ameisensäure (98-100% p.a.) gelöst. Für den S16-Ansatz wurden je 200 ml Ameisensäure in einem Becherglas vorgelegt und anschließend sukzessive 40 g S16-Protein eingerührt. Nachdem sich das S16-Protein vollständig gelöst hatte wurde die Lösung mit Ameisensäure (98-100%) auf 340 g aufgefüllt.Microbeads of the S16 protein were dissolved 12% [w / w] in formic acid (98-100% p.a.). 200 ml of formic acid were initially introduced into a beaker for the S16 batch and then successively 40 g of S16 protein were stirred in. After the S16 protein had completely dissolved, the solution was made up to 340 g with formic acid (98-100%).
Folgende Parameter wurden benutzt: Temperatur: 24°C rel. Luftfeuchte: 22% Spannung: 70-82kV Elektrodenabstand: 25cm Spinndauer: 1,5hThe following parameters were used: Temperature: 24 ° C rel. Humidity: 22% Voltage: 70-82kV Electrode gap: 25cm Spinning time: 1.5h
Das S16-Protein-Flächengebilde wies Fasern mit einem Durchmesser von etwa 100 nm bis zu 300 nm auf (Figur 14B).The S16 protein sheet had fibers with a diameter of about 100 nm up to 300 nm (Figure 14B).
Im Falle der Herstellung von R16- oder S16-Protein-Flächengebilde enthaltenden Me- dikalprodukten (z.B. Wundauflagen oder Pflastern) oder Hygieneprodukten (Wischtücher, Windeln, Binden etc.) bzw. der Verwendung von R16- bzw. S16- Proteinvliesstoffen in entsprechenden Anwendungen können als Trägersubstrat oder als Trägerstoff für das Flächengebilde das zu beschichtende Medikai- oder Hygieneprodukt selbst oder Teile bzw. einzelne Schichten davon verwendet werden.In the case of the manufacture of R16 or S16 protein sheets containing medical products (eg wound dressings or patches) or hygiene products (wipes, diapers, sanitary napkins, etc.) or the use of R16 or S16 protein nonwovens in appropriate applications as a carrier substrate or as a carrier for the fabric to be coated Medikai- or hygiene product itself or parts or individual layers thereof are used.
M/49169 M EP2009/005756M / 49169 M EP2009 / 005756
Didi
Alternativ können auch wässrige R16- oder S16-Proteinlösungen (analog zu C16- Spinnenseidenprotein, Herstellung siehe Beispiel 1) als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Fasern/Faserflächengebilden genutzt werden. Um die Viskosität der Spinnlösung zu erhöhen bzw. die Viskoelastizität der Lösungen zu erzeugen, können dann zusätzlich wasserlösliche Polymere, Polymerdispersionen oder Biopolymere (z.B. Proteine) zugemischt werden.Alternatively, aqueous R16 or S16 protein solutions (analogous to C16 spider silk protein, preparation see Example 1) can also be used as starting material for the production of fibers / fiber fabrics. In order to increase the viscosity of the spinning solution or to produce the viscoelasticity of the solutions, it is then additionally possible to admix water-soluble polymers, polymer dispersions or biopolymers (for example proteins).
Beispiel 7 - Formulierung von Uvinul A+ als Effektstoff in R16- und S16-Protein- Vliesstoffe mittels ElektroverspinnenExample 7 - Formulation of Uvinul A + as an effect substance in R16 and S16 protein nonwovens by means of electrospinning
Um die Verwendbarkeit des beschriebenen Verfahrens für die Formulierung von Wirkstoffen zu zeigen, wurde beispielhaft der Wirkstoff Uvinul A+ mittels Elektroverspinnen in R16- bzw. S16-Protein-Flächengebilde (z.B. Protein-Filme, Protein-Fasern, Protein- Vliesstoffe) verkapselt.To demonstrate the utility of the described process for the formulation of drugs, for example, the drug Uvinul A + was encapsulated by electrospinning into R16 or S16 protein sheets (e.g., protein films, protein fibers, protein nonwovens).
Für die Herstellung einer verspinnbaren Lösung wurden R16-Protein-Microbeads (18 % [w/w]) bzw. S16-Protein-Microbeads (12 % [w/w]) und der Wirkstoff Uvinul A+ (10 % [w/w]) zusammen in Ameisensäure (98-100% p.a.) gelöst. Es wurden 200 ml Ameisensäure in einem Becherglas vorgelegt und anschließend sukzessive 61,2 g R16-Protein bzw. 40,0 g S16-Protein und 34 g Uvinul A+ eingerührt. Nachdem die Stoffe vollständig gelöst waren wurde die Lösung mit Ameisensäure (98-100%) auf 340 g aufgefüllt.For the preparation of a spinnable solution, R16 protein microbeads (18% [w / w]) or S16 protein microbeads (12% [w / w]) and the active ingredient Uvinul A + (10% [w / w]) were prepared. ) are dissolved together in formic acid (98-100% pa). 200 ml of formic acid were placed in a beaker and then 61.2 g of R16 protein or 40.0 g of S16 protein and 34 g of Uvinul A + were stirred in successively. After the substances were completely dissolved, the solution was made up to 340 g with formic acid (98-100%).
Auch hier kann alternativ wässrige R16- oder S16-Proteinlösungen (analog zu C16- Spinnenseidenprotein, Herstellung siehe Beispiel 1) als Ausgangsstoffbasis genutzt werden. Der Wirkstoff wird dann direkt in der wässrigen Proteinlösung gelöst bzw. bei Einsatz höherer Wirkstoffkonzentrationen in einem alternativen Lösungsmittel (z.B. Ameisensäure oder THF) vorgelöst und dann mit der Proteinlösung gemischt. Um die Viskosität der Spinnlösung zu erhöhen können dann zusätzlich wasserlösliche Polymere, Polymerdispersionen oder Biopolymere (z.B. Proteine) zugemischt werden.Here again, alternatively, aqueous R16 or S16 protein solutions (analogous to C16 spider silk protein, preparation see Example 1) can be used as starting material base. The active ingredient is then dissolved directly in the aqueous protein solution or predissolved using higher concentrations of active ingredient in an alternative solvent (e.g., formic acid or THF) and then mixed with the protein solution. In order to increase the viscosity of the spinning solution, it is then additionally possible to admix water-soluble polymers, polymer dispersions or biopolymers (for example proteins).
Die Lösung aus R16-Protein bzw. S16-Protein und Uvinul A+ mit folgenden Parametern in der walzenbasierten Nanospider-Apparatur der Firma Elmarco versponnen:The solution of R16 protein or S16 protein and Uvinul A + spun with the following parameters in the roller-based Nanospider apparatus from Elmarco:
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Die so hergestellten Protein-Flächengebilde mit eingeschlossenem Uvinul A+ wiesen vergleichbare Faserdurchmesser wie die Ansätze ohne Wirkstoff auf (Figur 15).The Uvinul A + protein sheets thus produced had fiber diameters comparable to those without active ingredient (FIG. 15).
Im Gegensatz zum reinen Uvinul A+ zeigen sich in der R16-Protein / Uvinul A+- Formulierung in den Röntgenbeugungsspektren keine kristallinen Peaks. (Figur 16). Demnach ist davon auszugehen, dass der Wirkstoff amorph in die Fasern integriert ist. In dem S16-Protein mit Uvinul A+ konnten sehr schwache kristalline Signale detektiert werden. Es spricht dafür, dass der Effektstoff teilkristallin vorliegt.In contrast to pure Uvinul A +, there are no crystalline peaks in the R16 protein / Uvinul A + formulation in the X-ray diffraction spectra. (Figure 16). Accordingly, it can be assumed that the drug is amorphous integrated into the fibers. In the S16 protein with Uvinul A + very weak crystalline signals could be detected. There is evidence that the effect material is partially crystalline.
Abweichend vom oben dargestellten Vorgehen wurde die Freisetzungskinetik des Wirkstoffes aus R16- bzw. S16-Protein / Uvinul A+-Flächengebilde folgendermaßen bestimmt. Es wurden jeweils 10 mg der R16- bzw. 5 mg der S16-Protein / Uvinul A+- Flächengebilde in 5 mM Kaliumphosphatpuffer mit 0,25 % [w/v] Proteinase K inkubiert. Für jeden geplanten Probennahmezeitpunkt wurde jeweils ein Ansatz zusammengestellt. Die Ansätze wurden bei 37 0C und 400 Upm im Thermomixer (Fa. Eppendorf) inkubiert. Die Quantifizierung des freigesetzten Uvinul A+ erfolgte zu den jeweiligen Zeitpunkten nach Abtrennung der noch intakten R16- bzw. S16-Protein-Flächengebilde durch Extraktion des Überstandes mit THF und anschließende absorptionsphotometri- sehe Bestimmung bei 352 nm.In contrast to the above-described procedure, the release kinetics of the active ingredient from R16 or S16 protein / Uvinul A + surfaces were determined as follows. In each case 10 mg of the R16 or 5 mg of the S16 protein / Uvinul A + - sheets were incubated in 5 mM potassium phosphate buffer with 0.25% [w / v] proteinase K. For each planned sampling time one approach was put together. The batches were incubated at 37 0 C and 400 rpm (Fa. Eppendorf) in a Thermomixer incubated. The quantification of the liberated Uvinul A + was carried out at the respective times after removal of the still intact R16 or S16 protein sheets by extraction of the supernatant with THF and subsequent absorption photometric see determination at 352 nm.
Zur Bestimmung der Beladungsdichte mit dem Wirkstoff wurden alle für die Freisetzungkinetik angesetzten Proben quantitativ mit THF extrahiert. In den Proben, bei denen kein vollständiger Abbau der Proteinflächengebilde erfolgt war, wurde auch das abgetrennte Proteinflächengebilde mit THF extrahiert und anschließend Uvinul A+ ab- sorptionsphotometrisch quantifiziert. Beide Werte (Überstand und Pellet) wurden addiert, um die gesamte Beladungsdichte zu ermitteln. Aus den Beladungsdichten aller Zeitpunkte wurde anschließend die mittlere Beladungsdichte bestimmt. Es zeigte sich, dass im R16-Protein-Flächengebilde eine Uvinul A+-Beladungsdichte von etwa 33,5 % [w/w], im S16-Protein-Flächengebilde von etwa 49,6 % [w/w] vorlag.To determine the loading density with the drug, all samples prepared for the release kinetics were extracted quantitatively with THF. In the samples where no complete degradation of the protein sheets had occurred, the separated protein sheet was extracted with THF and then Uvinul A + was quantified by absorption photometry. Both values (supernatant and pellet) were added to determine the total loading density. From the loading densities of all time points, the mean loading density was determined. It was found that in the R16 protein sheet a Uvinul A + loading density of about 33.5% [w / w], in the S16 protein sheet of about 49.6% [w / w] was present.
Nach 24 h wurde aus dem R16-Flächengebilde im Kontrollansatz (Puffer ohne Proteinase K) lediglich 7,5 % Uvinul A+ freigesetzt. Aus dem S16-Flächengebilde wurde in diesem Zeitraum im Kontrollansatz 9,5 % Wirkstoff freigesetzt. In beiden AnsätzenAfter 24 h, only 7.5% of Uvinul A + was released from the R16 sheet in the control batch (buffer without proteinase K). From the S16 sheet 9.5% active ingredient was released during this period in the control batch. In both approaches
M/49169 blieben die Proteinflächengebilde aber intakt. Im gleichen Zeitraum war im Proteinase K-versetzten Ansatz das S16-Flächengebilde vollständig abgebaut. Der Proteinase K gesteuerte Abbau des R16-Flächengebildes erfolgte hingegen deutlich langsamer. Nach 24 h waren hier noch einzelne Reste des R16-Flächengebildes im Ansatz zu erkennen.M / 49169 the protein sheets remained intact. In the same period, the proteinase K-staggered approach completely degraded the S16 sheet. The proteinase K-controlled degradation of the R16 sheet, however, was much slower. After 24 h, individual residues of the R16 sheet were still visible in the mixture.
Im Proteinase K-enthaltenden R16-Protein-Ansatz waren nach 24 h etwa 63 % [w/w] des Uvinul A+ freigesetzt (Figur 17). Im S16-Protein-Ansatz hingegen wurde der gesamte Wirkstoff Uvinul A+ schon nach etwa 3 Stunden freigesetzt (Figur 17).In the proteinase K-containing R16 protein batch, about 63% [w / w] of the Uvinul A + were released after 24 h (FIG. 17). In the S16 protein approach, however, the entire active ingredient Uvinul A + was already released after about 3 hours (FIG. 17).
Auf die Offenbarung der hierin zitierten Druckschriften wird ausdrücklich Bezug genommen.Reference is expressly made to the disclosure of the references cited herein.
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Claims

Patentansprüche claims
1. Wirkstoffhaltiges Faserflächengebilde, umfassend einen faserförmigen, poly- meren löslichen und/ oder abbaubaren Wirkstoffträger und wenigstens einen, mit dem Träger assoziierten, und von dem Faserflächengebilde freisetzbaren Wirkstoff, wobei der Träger als Polymerkomponente wenigstens ein Biopolymer um- fasst, das gegebenenfalls zusätzlich chemisch und/oder enzymatisch modifi- ziert ist.1. Active substance-containing fibrous sheet comprising a fibrous, polymeric soluble and / or degradable active substance carrier and at least one, associated with the carrier, and releasable from the fiber sheet active ingredient, wherein the carrier comprises as the polymer component at least one biopolymer, optionally additionally chemically and / or enzymatically modified.
2. Faserflächengebilde nach Anspruch 1, wobei das Faserflächengebilde erhältlich ist mittels eines Spinnverfahrens, insbesondere durch Elektroverspinnung einer elektroverspinnbaren Lösung, welche wenigstens ein Biopolymer und wenigstens einen Wirkstoff umfasst.2. Fibrous sheet according to claim 1, wherein the fibrous sheet is obtainable by means of a spinning process, in particular by electro-spinning an electro-spinnable solution comprising at least one biopolymer and at least one active ingredient.
3. Faserflächengebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Wirkstoff in amorpher, teilkristalliner oder kristalliner Form vorliegt.3. Fibrous sheet according to any one of the preceding claims, wherein the at least one active ingredient is in amorphous, partially crystalline or crystalline form.
4. Faserflächengebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wirkstoff in den Träger integriert und/oder daran adsorbiert ist.A fibrous sheet according to any one of the preceding claims, wherein the active ingredient is incorporated in and / or adsorbed to the carrier.
5. Faserflächengebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Biopolymer ein Protein, insbesondere ein amphiphiles, selbstassemblieren- des Protein, ist.5. Fibrous sheet according to one of the preceding claims, wherein the biopolymer is a protein, in particular an amphiphilic, selbstassemblieren- the protein.
6. Faserflächengebilde nach Anspruch 5, wobei es sich bei den amphiphilen selbstassemblierenden Proteinen um Microbead-bildende Proteine handelt.6. The fibrous web of claim 5, wherein the amphiphilic self-assembling proteins are microbead-forming proteins.
7. Faserflächengebilde nach Anspruch 5, wobei es sich bei den amphiphilen selbstassemblierenden Proteinen um intrinsisch entfaltete Proteine handelt.The fibrous sheet of claim 5, wherein the amphiphilic self-assembling proteins are intrinsically unfolded proteins.
8. Faserflächengebilde nach Anspruch 5, wobei es sich bei den amphiphilen selbstassemblierenden Proteinen um Seidenproteine handelt.The fibrous sheet of claim 5, wherein the amphiphilic self-assembling proteins are silk proteins.
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9. Faserflächengebilde nach Anspruch 8, wobei es sich bei den amphiphilen selbstassemblierenden Proteinen um Spinnenseidenproteine handelt.The fibrous web of claim 8, wherein the amphiphilic self-assembling proteins are spider silk proteins.
10. Faserflächengebilde nach Anspruch 9, wobei das Spinnenseidenprotein das C16-Spinnenseidenprotein umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß SEQThe fibrous sheet of claim 9, wherein the spider silk protein comprises the C16 spider silk protein comprising an amino acid sequence according to SEQ
ID NO: 2 ist, oder ein davon abgeleitetes verspinnbares Protein mit einer Sequenzidentität von wenigstens etwa 60%ID NO: 2, or a spinnable protein derived therefrom having a sequence identity of at least about 60%
11. Faserflächengebilde nach Anspruch 8, wobei das Seidenprotein ausgewählt ist unter dem R16-Protein umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ11. The fibrous web of claim 8, wherein the silk protein is selected from the R16 protein comprising an amino acid sequence according to SEQ
ID NO: 4 und dem S16-Protein umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 6; oder ein von diesen Proteinen abgeleitetes verspinnbares Protein mit einer Sequenzidentität von wenigstens etwa 60%.ID NO: 4 and the S16 protein comprising an amino acid sequence according to SEQ ID NO: 6; or a spinnable protein derived from these proteins having a sequence identity of at least about 60%.
12. Faserflächengebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein pharmazeutischer Wirkstoff enthalten ist.12. Fibrous sheet according to one of the preceding claims, wherein at least one pharmaceutical active substance is contained.
13. Faserflächengebilde nach Anspruch 12, wobei der Wirkstoff ein husten- und schleimlösender Wirkstoff ist.The fibrous sheet of claim 12, wherein the active ingredient is a cough and expectorant.
14. Faserflächengebilde nach Anspruch 13, wobei der Wirkstoff Guaiacol Glyce- ryl Ether oder ein Derivat davon ist.14. The fibrous web of claim 13 wherein the drug is guaiacol glyceryl ether or a derivative thereof.
15. Faserflächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei der Wirkstoff ein Pflanzenschutzwirkstoff ist.The fibrous web of any one of claims 1 to 11, wherein the active ingredient is a crop protection agent.
16. Faserflächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei der Wirkstoff ein haut- und/oder haarkosmetischer Wirkstoff ist.16. The fibrous sheet according to any one of claims 1 to 11, wherein the active ingredient is a skin and / or hair cosmetic active ingredient.
17. Faserflächengebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der17. Fibrous sheet according to one of the preceding claims, wherein the
Träger wenigstens eine weitere Polymerkomponente umfasst, ausgewählt unter synthetischen Polymeren.Support comprises at least one further polymer component selected from synthetic polymers.
18. Faserflächengebilde nach Anspruch 17, wobei das synthetische Polymer ein Homo- oder Copolymer ist.The fibrous web of claim 17, wherein the synthetic polymer is a homo- or copolymer.
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19. Faserflächengebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der polymere Träger ein Kompositpolymer ist, ausgewählt ist unter a) Mischungen aus mindestens 2 mischbaren Biopolymeren; b) Mischungen aus mindestens 2 nicht mischbaren Biopolymeren; c) Mischungen aus mindestens einem synthetischen Homo- oder Copoly- mer und mindestens einem Biopolymer, die miteinander mischbar sind; d) Mischungen aus mindestens einem synthetischen Homo- oder Copoly- mer und mindestens einem Biopolymer, die miteinander nicht mischbar sind.19. The fibrous web of any one of the preceding claims wherein the polymeric carrier is a composite polymer selected from a) mixtures of at least 2 miscible biopolymers; b) mixtures of at least 2 immiscible biopolymers; c) mixtures of at least one synthetic homo- or copolymer and at least one biopolymer which are miscible with one another; d) mixtures of at least one synthetic homo- or copolymer and at least one biopolymer which are immiscible with one another.
20. Faserflächengebilde nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die synthetische Polymerkomponente eine Molmasse im Bereich von etwa 500 bis 10.000.000 aufweist.The fibrous web of any one of claims 17 to 19, wherein the synthetic polymer component has a molecular weight in the range of about 500 to 10,000,000.
21. Faserflächengebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei21. Fibrous sheet according to one of the preceding claims, wherein
Durchmesser der Wirkstoffträgerfasern 10 nm bis 100 μm, wie 50 nm bis 10 μm, oder 100 nm bis 2 μm, beträgtDiameter of the drug carrier fibers 10 nm to 100 microns, such as 50 nm to 10 microns, or 100 nm to 2 microns, is
22. Faserflächengebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wirkstoffbeladung etwa 0.01 bis 80 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffgehalt des Faserflächengebildes beträgt.22. Fibrous sheet according to one of the preceding claims, wherein the active ingredient loading is about 0.01 to 80 wt .-%, based on the solids content of the fiber sheet.
23. Faserflächengebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ausgewählt unter Polymerfasern, Polymerfilmen und Polymervliesstoffen.23. A fibrous sheet according to any one of the preceding claims selected from polymer fibers, polymer films and polymer nonwovens.
24. Faserflächengebilde nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Trägerpolymerkomponenten und Wirkstoffe nicht-kovalent wechselwirken.A fibrous sheet according to any one of the preceding claims, wherein carrier polymer components and active ingredients interact non-covalently.
25. Wirkstoffhaltige Formulierung, umfassend ein Faserflächengebilde nach ei- nem der vorhergehenden Ansprüche in prozessierter Form, gegebenenfalls in25. Active ingredient-containing formulation comprising a fibrous sheet material according to one of the preceding claims in processed form, optionally in
Kombination mit wenigstens einem weiteren Formulierungshilfsmittel.Combination with at least one further formulation aid.
26. Formulierung nach Anspruch 25, umfassend das Faserflächengebilde in zerkleinerter oder nicht-zerkleinerter Form.26. A formulation according to claim 25, comprising the fibrous sheet in comminuted or non-comminuted form.
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27. Formulierung nach Anspruch 25 oder 26, umfassend das Faserflächengebilde in kompaktierter Form, in Pulverform oder aufgetragen auf ein Trägersubstrat.27. A formulation according to claim 25 or 26, comprising the fibrous sheet in compacted form, in powder form or applied to a carrier substrate.
28. Formulierung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, ausgewählt unter kosmetischen, human- und tierpharmazeutischen, agrochemischen Formulierungen, Nahrungs- und Futtermittelzusätzen.28. A formulation according to any one of claims 25 to 27, selected from cosmetic, human and animal pharmaceutical, agrochemical formulations, food and feed additives.
29. Verwendung eines wirkstoffhaltigen Faserflächengebildes nach einem der Ansprüche 1 bis 24 zur Herstellung einer wirkstoffhaltigen Formulierung nach einem der Ansprüche 25 bis 28.29. Use of a medicated fiber sheet according to any one of claims 1 to 24 for the preparation of an active ingredient-containing formulation according to any one of claims 25 to 28.
30. Verwendung einer wirkstoffhaltigen Formulierung nach einem der Ansprüche 25 bis 28 zur kontrollierten Abgabe eines darin enthaltenen Wirkstoffs.30. Use of a drug-containing formulation according to any one of claims 25 to 28 for the controlled release of an active ingredient contained therein.
31. Verfahren zur Herstellung eines Faserflächengebildes nach einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei man a) wenigstens einen Wirkstoff zusammen mit wenigstens einer Biopolymerkomponente in einer gemeinsamen flüssigen Phase mischt und b) anschließend die Einbettung des Wirkstoffes in die Biopolymerfaser mittels Spinnverfahren durchführt.31. A process for producing a fibrous sheet according to any one of claims 1 to 24, wherein a) at least one active ingredient mixed together with at least one biopolymer component in a common liquid phase and b) then performs the embedding of the active ingredient in the biopolymer fiber by means of spinning process.
32. Verfahren nach Anspruch 31 , wobei man wenigstens einen Wirkstoff und die Biopolymerkomponente in einer Lösungsmittelphase mischt und aus dieser Mischung verspinnt.32. The method of claim 31, wherein mixing at least one active ingredient and the biopolymer component in a solvent phase and spun from this mixture.
33. Verfahren nach Anspruch 31 , wobei man wenigstens einen Wirkstoff und die Biopolymerkomponente in einem Gemisch aus wenigstens zwei miteinander mischbaren Lösungsmitteln mischt, wobei Wirkstoffe und Polymere mindes- tens in einem der Lösungsmittel löslich sind, und man aus dieser Mischung verspinnt.33. The method of claim 31, wherein mixing at least one active ingredient and the biopolymer component in a mixture of at least two mutually miscible solvents, wherein active ingredients and polymers are soluble in at least one of the solvents, and spun from this mixture.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, wobei das Biopolymer ein amphiphiles, selbstassemblierendes Protein ist, das man mit wenigstens ei- nem Wirkstoff in Ameisensäure mischt und anschließend aus dieser Mischung verspinnt34. The method according to any one of claims 31 to 33, wherein the biopolymer is an amphiphilic, self-assembling protein, which is mixed with at least one active ingredient in formic acid and then spun from this mixture
M/49169 56M / 49169 56
6868
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, wobei es sich bei dem Spinnverfahren um ein Elektrospinnverfahren oder um ein Zentrifu- gen(Rotor)spinnverfahren handelt.35. The method according to any one of claims 31 to 34, wherein the spinning process is an electrospinning process or a centrifugal (rotor) spinning process.
36. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 35 wobei man bei einer Temperatur im Bereich von etwa 5 bis 500C arbeitet.36. The method according to any one of claims 31 to 35 wherein working at a temperature in the range of about 5 to 50 0 C.
37. Faserflächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 24, welches im wesentlichen frei ist von niedermolekularen Wirkstoffen.37. The fibrous sheet according to any one of claims 1 to 24, which is substantially free of low molecular weight drugs.
38. Verwendung eines Faserflächengebildes nach Anspruch 37, zu Herstellung einer wirkstoffhaltigen oder wirkstofffreien Formulierung.38. Use of a fiber fabric according to claim 37, for the preparation of a drug-containing or drug-free formulation.
39. Verwendung nach Anspruch 38, wobei die Formulierung ausgewählt ist unter kosmetischen, human- und tierpharmazeutischen, agrochemischen Formulierungen, Nahrungs- und Futtermittelzusätzen.39. Use according to claim 38, wherein the formulation is selected from cosmetic, human and animal pharmaceutical, agrochemical formulations, food and feed additives.
40. Faserflächengebilde nach Anspruch 37, umfassend einen faserförmigen, po- lymeren löslichen und/ oder abbaubaren Träger, wobei der Träger als PoIy- merkomponente wenigstens ein Biopolymer umfasst, das gegebenenfalls zusätzlich chemisch und/oder enzymatisch modifiziert ist, und wobei das Biopolymer ein amphiphiles, selbstassemblierendes Protein, ist.40. The fibrous sheet according to claim 37, comprising a fibrous, polymeric soluble and / or degradable carrier, wherein the carrier comprises as polymer component at least one biopolymer which is optionally additionally chemically and / or enzymatically modified, and wherein the biopolymer is an amphiphilic , self-assembling protein.
41. Faserflächengebilde nach Anspruch 37 oder 40, wobei das Biopolymer ein Seidenprotein ist, ausgewählt unter dem R16-Protein, umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 4, und dem S16-Protein, umfassend eine Aminosäuresequenz gemäß SEQ ID NO: 6; oder ein von diesen Proteinen abgeleitetes verspinnbares Protein mit einer Sequenzidentität von wenigstens etwa 60%.41. The fibrous sheet of claim 37 or 40, wherein the biopolymer is a silk protein selected from the R16 protein comprising an amino acid sequence of SEQ ID NO: 4 and the S16 protein comprising an amino acid sequence of SEQ ID NO: 6; or a spinnable protein derived from these proteins having a sequence identity of at least about 60%.
42. Verwendung eines Faserflächengebildes nach Anspruch 41 , zur Herstellung von (medizinischen) Wundversorgungsprodukten und Hygieneartikeln.42. Use of a fibrous sheet according to claim 41, for the production of (medical) wound care products and hygiene articles.
43. Wundversorgungsprodukte, hergestellt unter Verwendung eines Faserflä- chengebildes nach Anspruch 41.43. Wound care products made using a fibrous fabric according to claim 41.
M/49169 M / 49169
44. Hygieneartikel, hergestellt unter Verwendung eines Faserflächengebildes nach Anspruch 41.A sanitary article made using a fibrous sheet according to claim 41.
M/49169 M / 49169
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