ES2310938T3 - Microcapsulas de activacion externa. - Google Patents

Abstract

Composición que comprende microcápsulas, en la que dichas microcápsulas comprenden una o más fases líquidas internas contenidas dentro de una membrana exterior polimérica que presenta una temperatura de fusión, y que comprenden adicionalmente una o más partículas magnéticas en una fase líquida interna en contacto con la membrana exterior; y en la que además, una primera parte de dichas microcápsulas presenta una membrana exterior polimérica con un diferente punto de fusión al de la segunda parte de dichas microcápsulas, y en la que además el primer punto de fusión y el segundo punto de fusión son inferiores al punto de Curie de las partículas magnéticas, en la que dichas microcápsulas contienen un fármaco en por lo menos una de dichas fases líquidas internas.

Description

Microcápsulas de activación externa.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La invención se refiere a composiciones de microcápsulas. Se describen en la presente memoria procedimientos para la fabricación de microcápsulas, la encapsulación de compuestos farmacéuticos en microcápsulas, productos y composiciones farmacéuticas encapsuladas en microcápsulas, y procedimientos de utilización de estas composiciones. La invención también se refiera a la administración controlada de una sustancia contenida en una microcápsula por medio del uso de partículas magnéticas que son calentadas por la exposición a un campo electromagnético.

Antecedentes de la técnica

A pesar de que la encapsulación de un fármaco en una microcápsula u otro portador afronta varios problemas de administración de fármacos, un área de interés en la técnica de la administración de fármacos es todavía la liberación específica, controlada de un fármaco desde la microcápsula cuando alcanza el sitio diana. Se han descrito varios procedimientos para resolver este problema, incluyendo el calentamiento de liposomas hasta la temperatura de fusión de la bicapa fosfolipídica induciendo una hipertermia local o calentano polvos magnéticos incorporados en las membranas, incluyendo también la agitación física de microcápsulas por ultrasonido o mediante campos magnéticos oscilantes. Sin embargo, los inventores desconocen procedimiento anterior alguno en el que se realice por fusión un agujero permanente en una microcápsula que comprenda un recubrimiento exterior polimérico, de manera que el contenido sea liberado a través del poro.

En un sistema de administración controlada de Supersaxo et al. en la patente estadounidense US nº 5.470582, se realizan micropartículas a partir de polímeros como los poliésteres, las poliamidas, los polianhídridos y los poliacrilatos con poros preformados y se permite la migración de un agente activo a las micropartículas a través de los poros. Tras la administración, el agente activo se libera a través de los poros por difusión. Puede producirse una liberación de golpe mediante la aplicación de radiación ultrasónica. Otro sistema, descrito por Mathiowitz et al. en la patente estadounidense US nº 4.898.734, también se basa en una difusión pasiva o facilitada de un agente activo desde microesferas poliméricas que contienen poros. Entre los procedimientos para facilitar la difusión se incluye la exposición a altas temperaturas, luz, o ultrasonido. Esta patente también describe microesferas degradables y microesferas inmovilizadas en una matriz polimérica. Un sistema de administración de liberación controlada de Modi en la patente estadounidense US nº 5.417.982 hace referencia a microesferas basadas en un copolímero biodegradable en las que la liberación retardada de un agente activo se controla por el tiempo necesario para la digestión enzimática de la matriz polimérica. Wheatley et al., en la patente estadounidense US nº 4.933.185, describen microcápsulas con un núcleo interior y una película iónica exterior. Se encapsulan un agente activo y una enzima en el núcleo interior, de manera que la enzima se degrada en al núcleo interior y libera el agente activo.

La liberación controlada de fármacos a partir de liposomas se ha conseguido utilizando polímeros sensibles a la temperatura en la formación de liposomas (Magin et al. 1986). Una vez que los liposomas son situados en el tejido (o tumor) diana el fármaco puede ser rápidamente liberado si la temperatura del tejido local puede elevarse por encima de la temperatura de transición de la membrana liposomal. Esto necesita algún procedimiento de calentamiento controlado de tejidos que sea difícil de alcanzar sin procedimientos quirúrgicos complicados, ultrasonidos o antenas intersticiales implantadas para producir una hipertermia local efectiva (Had, 1991). Los liposomas termosensibles se han preparado a partir de una diversidad de lípidos naturales y sintéticos como por ejemplo la fosfatidilcolina, distearoil fosfatidilcolina, y colesterol para presentar unas temperaturas de transición de entre 41ºC y 43ºC de manera que la membrana fosfolipídica exterior se funde y libera el fármaco que contiene en respuesta a la hipertermia local. Se han hecho intentos para utilizar estos liposomas y la hipertermia tisular local para conseguir el direccionamiento de los fármacos a los tumores.

Chelvi y Rathan (1995) prepararon liposomas sensibles a la temperatura a partir de lípidos naturales, fosfatidilcolina de huevo:colesterol (PC:Ch) en una relación molar de 7:1 y etanol, 6% (v/v) con una temperatura de transición de 43ºC. Se encapsuló calceína fluorescente en los liposomas y fue administrado a ratones, un grupo cuyas piernas portadoras de tumores fueron sumergidas en un baño de agua para alcanzar una temperatura en el tumor de 43ºC y se mantuvieron ahí durante una hora. La microscopía de fluorescencia demostró la liberación de calceína desde liposomas sensibles a la temperatura. La eficacia in vivo de las vesículas unilamelares sensibles a la temperatura que contienen dacarbazina en combinación con la hipertermia se detectó en fibrosarcomas murino.

Kakinuma et al. (1995) también utilizaron liposomas termosensibles que contenían cis-diaminodicloroplatino (CDDP) para administrar dosis citotóxicas a tumores cerebrales disolviendo los liposomas con un calentamiento localizado del cerebro. Los investigadores estudiaron el efecto antitumoral en glioma maligno de rata. Diez días después de la inoculación del tumor, las ratas fueron asignadas a uno de entre seis grupos de tratamiento; control, CDDP libre, hipertermia, CDDP libre + hipertermia, liposomas con CDDP (CDDP-liposomas), y CDDP-liposomas + hipertermia. Se inyectaron liposomas con CDDP o CDDP libre por vía de la vena de la cola. Se administró el calentamiento de tumor cerebral por medio de una antena de radiofrecuencia diseñada para el cerebro de las ratas. Las ratas tratadas con CDDP-liposoma + hipertermia presentaron el mayor tiempo de supervivencia y el nivel de CDDP en el tumor de este grupo resultó ser el más elevado al ser comparado con los otros grupos. El examen histopatológico mostró que las células tumorales resultaron necrotizadas pero el tejido cerebral normal circundante permaneció intacto. Los mayores efectos antitumorales sugirieron que la combinación del liposoma termosensible y la hipotermia localizada enfocaban mejor los fármacos antitumorales contra el tumor.

Los liposomas termosensibles diseñados para la liberación de fármacos por hipertermia han sido sometidos a ensayo a diferentes temperaturas de tejido local (Kalanuma et al., 1996). Fueron sometidos a ensayo cuatro grupos: el primero recibió cisplatino libre (cis-diaminodicloroplatino, CDDP); el segundo recibió CDDP libre y un calentamiento del cerebro local por encima de los 41ºC por 30 minutos; el tercer grupo recibió liposomas con CDDP (CDDP-liposomas); y el cuarto grupo recibió CDDP-liposoma y un calentamiento del cerebro local por encima de los 41ºC por 30 minutos. Los niveles de CDDP resultaron ser significativamente superiores en el grupo 4, mientras los niveles de los otros grupos eran indetectables. Los presentes inventores también han estudiado la distribución del colorante azul de Evans (Eb) en la región artificialmente calentada del cerebro de los perros. Un grupo recibió Eb libre y otro grupo recibió liposomas con Eb (Eb-liposomas). Mientras que la extravasación del Eb libre fue localizada en regiones calentadas a más de 44ºC, la del Eb-liposoma se extendió hasta las regiones calentadas a 41ºC. Parece que el uso de liposomas termosensibles e hipertermia no solamente contribuye a la eliminación del tumor cerebral, sino que también ayuda a aumentar la concentración de fármacos quimioterápicos en las zonas invadidas por el tumor como hipertermia local suave de únicamente 41ºC.

Un procedimiento para la localización de un portador de fármacos que ha sido descrito consiste en la inclusión de partículas magnéticas en el portador. La encapsulación de las partículas magnéticas suspendidas en aceite en microcápsulas con membranas orgánicas coloidales es descrita en la patente estadounidense US nº 2.971.916. Las partículas magnéticas fueron utilizadas para dirigir las microcápsulas a un sitio magnetizados sobre un medio de papel, en el que las cápsulas fueron trituradas dando lugar a una tinta o un tinte en el papel.

En las patentes estadounidenses US nº 4.247.406 y US nº 4.345.588 se describen unas microesferas para la administración intravascular que comprenden partículas magnéticas en un portador biodegradable. Las microcápsulas descritas en estas patentes comprenden unas partículas magnéticas embebidas en una matriz de ácido poliamino, como por ejemplo albúmina, que también actúa como un portador para un fármaco terapéutico. Las microcápsulas son infundidas a una arteria que alimenta un lecho capilar particular y a continuación son inmovilizadas por la aplicación de un campo magnético a través del lecho capilar. Las microcápsulas son mantenidas en el lecho por el campo magnético hasta que la matriz polimérica es disuelta por las enzimas proteolíticas, o pueden ser llevadas a los tejidos circundantes mediante la aplicación de un campo más fuerte. Tal y como se describe en estas patentes, cuando estos portadores son llevados al tejido para administrar los fármacos directamente, se vuelven inmóviles en el tejido en el que permanecen hasta que se deja de aplicar el campo.

En la patente estadounidense US nº 4.652.257 de Chang se describen unas partículas magnéticas que encapsulan liposomas. Estos liposomas también se utilizan para localizar un fármaco quimioterápico en un lecho capilar mediante la aplicación de un campo magnético. Tras la inmovilización de los liposomas en el sitio diana, se hacen vibrar las partículas magnéticas mediante la aplicación de un campo magnético oscilante. Las partículas se hacen vibrar con el fin de desestabilizar, o de romper la membrana lipídica, liberando de esta manera el fármaco. Los liposomas descritos por Chang son pequeños (del orden de entre 1 micrómetro y 2 micrómetros con partículas ferromagnéticas aproximadamente de entre 100 angstromsy 1000 angstroms), y además están limitados por el hecho de que los liposomas solamente pueden administrar fármacos hidrofílicos. El pequeño tamaño de los liposomas limita su utilidad debido a que las dimensiones y la forma son un factor en la distribución y administración de fármaco de los liposomas en los tejidos. Además, en los liposomas descritos por Chang, es la fuerza mecánica de las partículas ferromagnéticas vibrantes lo que desestabiliza o rompe la membrana, en vez de algún efecto de calentamiento local.

Sin embargo, es evidente, que todavía son necesarias mejoras para abordar algunos inconvenientes de los sistemas convencionales de administración mediante liposomas o microcápsulas. La administración de una diversidad de fármacos activos a un sitio específico en el cuerpo con una formulación de liposomas presenta todavía dificultades, por ejemplo. Hay una necesidad de un sistema que aborde determinadas desventajas de los liposomas termosensibles para la administración de fármacos. Estos sistemas de administración son principalmente útiles para fármacos que se difunden fuera del portador a través de la membrana de bicapa fosfolipídica, o en liposomas que son fagocitados por un tipo de células particular. Los liposomas termosensibles pueden fundirse mediante hipertermia local, pero desafortunadamente, los procedimientos de creación de hipertermia en tejidos locales no son precisos y son muy dependientes de la composición del tejido local. El calentamiento también puede contrarrestarse mediante el enfriado del flujo sanguíneo. Los liposomas (o las microcápsulas) termosensibles están limitados a los que presentan unas membranas exteriores que pueden fundirse a temperaturas inferiores a las que puedan causar un daño permanente a los tejidos sanos, por lo general un máximo de entre 41ºC y 44ºC. En aquellos procedimientos en los que se utilizan el calentamiento o fuerzas mecánicas para romper o fundir la membrana liposomal, o incluso para realizar por fusión un agujero en la membrana, la bicapa fosfolipídica se extenderá rápidamente para cerrar el agujero y de esa manera reformar la bicapa lipídica. Por lo tanto, hay una necesidad de un procedimiento de administración controlada de un fármaco en un sitio tumoral que no dependa de la difusión pasiva, la hipertermia local de tejidos, o cambios de fase temporales en la membrana exterior.

Breve resumen de la invención

La presente invención aborda estos y otros inconvenientes de la técnica anterior proporcionando composiciones como las reivindicadas en las reivindicaciones 1 y 2. Se reivindican formas de realización preferentes en las reivindicaciones dependientes. También se describen composiciones y procedimientos que comprenden microcápsulas líquidas multicapa que están compuestas por una película o membrana exterior polimérica que rodea los compartimentos de fluido inmiscible que contienen los fármacos bien sea en estado sólido, cristalino o disuelto. Las microcápsulas también contienen partículas metálicas como por ejemplo partículas ferromagnéticas que se calientan por inducción hasta una temperatura controlable cuando son expuestas a un campo electromagnético externo u otras formas de activación de energía. Las microcápsulas está diseñadas de manera que las partículas magnéticas puedan ser calentadas hasta su temperatura característica de Curie (punto de Curie) mediante la exposición a un campo electromagnético, y se realizarán agujeros por fusión en la película exterior de las micropartículas, diseñadas para tener una temperatura de fusión inferior a la temperatura de Curie, liberando de esta manera el contenido (fármacos) sin causar extensos daños a los tejidos circundantes. Estas partículas magnéticas generalmente presentan unas dimensiones en un intervalo de entre 0,01 micrones y 0,05 micrones, y preferentemente no superiores a 1/10 del diámetro de la microcápsula que contiene la partícula magnética.

Las partículas magnéticas que están contendidas en las microcápsulas presentan una tasa de absorción específica (SAR) cuando son expuestas a un campo magnético, que es diferente de la de las células o tejidos normales, y las partículas pueden diseñarse para presentar una temperatura característica máxima (punto de Curie), a la cual el material magnético pierde su conductividad térmica o permeabilidad magnética y no se calentará más con la exposición continua al campo magnético. Las microcápsulas también se diseñan de manera que la temperatura de fusión de la película o membrana polimérica exterior de las microcápsulas sea inferior al punto de Curie de las partículas magnéticas dentro de la microcápsula.

Las partículas magnéticas pueden estar compuestas por una diversidad de metales incluyendo partículas ferromagnéticas, como por ejemplo Fe_{3}O_{4}, compuestos de hierro carbonilo y combinaciones de diversos óxidos metálicos de transición. Los inventores han demostrado la utilidad de las partículas de recubrimiento cerámico que comprenden óxidos de hierro, níquely zinc, como por ejemplo partículas que comprenden aproximadamente un 66% en peso de Fe_{2}O_{3}, aproximadamente un 9% en peso de NiO, y aproximadamente un 25% en peso de ZnO. Otros metales que pueden utilizarse en las partículas descritas en la presente memoria incluyen, aunque sin limitarse a ellos, cobalto, cobre, oro, plata y combinaciones de los mismos, incluyendo cobre que contiene aleaciones de oro y plata. El material magnético utilizado en las microcápsulas tal y como se describe en la presente memoria por le general también está cubierto por un material como un material cerámico que sea compatible con los líquidos de las microcápsulas y con el fármaco o agente activo. A pesar de que las partículas descritas en la presente memoria están cubiertas con materiales cerámicos, pueden utilizarse otros recubrimientos que sean compatibles con las fases líquidas y los fármacos o solventes a utilizar en las microcápsulas. Para las microcápsulas ejemplares que se describen a continuación se escogieron materiales cerámicos debido a su baja antigenicidad, no son químicamente reactivos con los solventes o fármacos utilizados en las microcápsulas, y previenen la oxidación del metal. Entre los recubrimientos alternativos se incluirían, aunque sin limitarse a ellos, metacrilatos, alginatos, dextrano, poliacrilatos, polivinil pirrolidona (si el material ferroso se encuentra completamente oxidado).

Para el uso en aplicaciones clínicas, las partículas pueden presentar una temperatura de Curie desde un valor aproximado de entre 41ºC y 44ºC o incluso hasta un valor aproximado de entre 80ºC y 95ºC. Dichas altas temperaturas pueden utilizarse en las microcápsulas debido a que las pequeñas partículas magnéticas son una fuente de calor puntual y no una técnica de hipertermia de tejidos, que nunca podría utilizarse a tan altas temperaturas sin causar un daño extensivo en los tejidos. Con las microcápsulas de la presente invención, los inventores contemplan que incluso un punto de Curie de 95ºC causaría daños colaterales solamente en una pocas células cercanas. En la práctica de la invención, se puede utilizar un campo electromagnético con una frecuencia aproximada de entre 85 kHz y 95 kHz, o incluso de aproximadamente 100 kHz, una fuerza de entre 1500 Amps/m y 2000 Amps/m, aunque también son aceptables frecuencias inferiores a 500 kHz.

Las composiciones de la invención contienen mezclas de microcápsulas en las que algunas cápsulas contienen partículas con diferentes temperaturas de Curie a las otras, o microcápsulas con membranas poliméricas que presentan diferentes temperaturas de fusión de manera que pueden efectuarse múltiples liberaciones de fármaco con una única infusión. Por supuesto, pueden liberarse diferentes fármacos a diferentes temperaturas, o pueden efectuarse múltiples liberaciones del mismo fármaco. Esto permite que un médico pueda liberar parte del fármaco bajo el control de un campo electromagnético, y más tarde liberar más fármaco utilizando un tiempo o una potencia de campo diferente, o liberar diferentes fármacos por separado, todavía a partir de una única infusión o inyección. Por lo tanto, la invención, proporciona una flexibilidad que es una ventaja distinta sobre procedimientos anteriores de administración controlada.

En un procedimiento de utilización de microcápsulas, una vez que las microcápsulas alcanzan un sitio diana como un tumor, bien sea por infusión o inyección directa, las microcápsulas son expuestas a un campo electromagnético externo que se ajusta a la SAR máxima de la partículas magnéticas contenidas en las microcápsulas. Este procedimiento puede incluir la exposición de microcápsulas retenidas en tejidos de un sujeto en el que la exposición es por administración externa del campo electromagnético a través de la piel y los tejidos externos del sujeto. Esta energía es absorbida por las partículas magnéticas que son calentadas a su temperatura de Curie sin calentar el tejido circundante. Las partículas magnéticas calentadas realizan por fusión un agujero o perforación en la película exterior de las microcápsulas, sometiendo de esa manera las microcápsulas a lisis y proporcionando un conducto para una liberación rápida del fármaco mediante el flujo de fluido libre desde de las microcápsulas y/o difusión del fármaco desde el agujero creado en la membrana. El fármaco liberado se encuentra entonces en contacto con las células en el sitio local. Se entiende que, a pesar de que el calentamiento de las partículas dentro de las microcápsulas no necesita un calentamiento del tejido local, las composiciones y los procedimientos descritos en la presente memoria pueden utilizarse conjuntamente con terapias de hipertermia local donde se desee. En algunas formas de realización, las microcápsulas pueden ser expuestas a un campo electromagnético de hasta 500 kHz, y en algunas formas de realización, de aproximadamente 100 kHz.

En la práctica de la invención, virtualmente puede encapsularse cualquier fármaco, incluyendo tanto los fármacos hidrofílicos como los lipofílicos. Algunas formas de realización incluyen la encapsulación de un fármaco anticáncer, como cis-platino, doxorubicina, daunorubicina, paclitaxel, aziridinilo benzoquinona, muramiltripeptido, 5-fluoruracilo, y otros tipos de fármacos que incluirían, pero sin limitarse a ellos, anestésicos, antibióticos sistémicos, antiparasíticos, quinolonas sistémicas, antiinfectivos, antiinflamatorios, aminoglicósidos, cefalosporinas, penicilinas, antídotos, anticolinesterasas, antídotos para intoxicación por metal, antineoplásticos, agentes citotóxicos, hormonas, esteroides, inmunomoduladores, citocinas, interleucinas, antivirales sistémicos, antifúngicos sistémicos, agentes biológicos, alfa-antitripsina, reguladores del metabolismo óseo, agentes hipercalcémicos, agentes cardiovasculares, betabloqueadores, vasodilatadores cerebrales, mejoradores del metabolismo cerebral, inhibidores de la colinesterasa, factores estimuladores de colonias, factores estimuladores de colonias de granulocitos, factores estimuladores de colonias de macrófago-granulocitos, vasopresores, agentes diabéticos locales, mejoradores de diagnósticos como el "CT Scan" y agentes angiocardiográficos, agentes de deficiencia de la adenosina deaminasa, inhibidores de gonadotropinas, inhibidores de esteroides corticoadrenales, estimulantes de la hormona liberadora de gonadotropina, vasopresinas, urofolitropinas, relajantes musculares como por ejemplo agentes bloqueadores neuromusculares, análogos de prostaglandina, prostaglandinas, inhibidores de la prostaglandina, agentes de terapia respiratoria, anticolinérgicos, estimuladores beta andrenérgicos, agentes simpatomiméticos, y agentes trombolíticos. En algunas formas de realización, los fármacos pueden ser enzimas, o proenzimas que pueden encapsularse y activarse mediante mezclado, tal y como se describe en una solicitud relacionada de los mismos inventores, con título "In Situ Activation of Microcapsules" ("Activación In Situ de Microcápsulas") incorporada en la presente memoria por referencia. Además de estos procedimientos de mezclado de capas inmiscibles descritos en otros sitios, en las microcápsulas que contienen partículas magnéticas, se puede facilitar el mezclado interno exponiendo las microcápsulas a un campo magnético oscilante.

En algunas formas de realización de la invención, las microcápsulas también pueden contener unos medios de radiocontraste, o un medio que se vuelve radiopaco a través de un cambio de estado de oxidación al ser expuesto a energía. Los medios de radiocontraste a utilizar pueden incluir, pero sin limitarse a ellos, un aceite halogenado, como por ejemplo aceite de semillas de amapola, aceite de semillas de algodón, aceite de semillas de soja, aceite de cártamo, aceite de maíz, aceite de oliva, aceite de semillas de girasol, aceite de semillas de sésamo, o aceite de canola (colza).

Las microcápsulas de la invención pueden separarse por filtración u otros medios conocidos en la técnica para obtener una población de microcápsulas de un intervalo de tamaños particulares que sea preferente para uno uso particular. Por lo general, las microcápsulas de entre 1 micrón y 20 micrones de diámetro son óptimas para la administración intravenosa, mientras que las microcápsulas de entre 50 micrones y 300 micrones de diámetro se utilizan para la administración intraarterial, y las 300 micrones de diámetro o superior para la administración intraperitoneal. En cada intervalo de tamaños, se necesitan microesferas altamente uniformes para unas densidades máximas de compactado y para una administración máxima de carga útil de fármacos a los órganos o tumores diana. Por lo tanto, pueden obtenerse microcápsulas de entre aproximadamente 1 micrón y aproximadamente 500 micrones de diámetro, o de entre aproximadamente 300 micrones y aproximadamente 500 micrones de diámetro, de entre aproximadamente 30 micrones y aproximadamente 50 micrones de diámetro, o incluso de entre aproximadamente 1 micrón y aproximadamente 20 micrones de diámetro. Como es conocido en la técnica de la quimioembolización, las partículas de un determinado tamaño formarán un parte de un embolización en diferentes zonas como por ejemplo los sistemas arteriales, capilares pulmonares, venosos, o incluso peritoneales de un cuerpo. Las microcápsulas puedes diseñarse, para a continuación ser utilizadas en una aplicación de quimioembolización, o pueden diseñarse para pasar libremente a través de los capilares o la circulación de un sujeto con el fin de alcanzar un sitio diana. En la práctica de la invención, pueden escogerse microcápsulas de un tamaño concreto de manera que las microcápsulas ocluyan un vaso venoso o un vaso arterial, por ejemplo en el sitio de la enfermedad. Dicho sitio de la enfermedad puede ser una trombosis, una herida, un sitio de infección, un depósito lipídico o incluso la vasculatura de un tumor. Debido a que las microcápsulas contienen partículas magnéticas, también pueden localizarse mediante la aplicación de un campo magnético como es conocido en la técnica, excepto en que debe tenerse cuidado en no calentar las partículas prematuramente.

Los precursores de fármacos de la presente invención son en algunos casos una proenzima o un zimógeno. Una proenzima es un precursor inactivo de enzima que puede activarse mediante clivaje de uno o varios enlaces peptídicos específicos. En algunas formas de realización, la proenzima puede ser una enzima protrombolítica, o una prouroquinasa, o un activador tisular del plasminógeno.

Algunas formas de realización de la invención incluirán el uso de pirimidina fluorinada o análogos de purina como por ejemplo el profármaco Floxuridina (Fluorodesoxiuridina) que se convierte en el inhibidor nucleótido-5'-monofosfato (F-UMP) mediante la timidina quinasa. Otras formas de utilización pueden utilizar la oxidación, reducción o hidrólisis de un profármaco que resulte en la activación, cambio de actividad o conformación. Otro ejemplo puede ser el uso del profármaco 6-mercaptopurina, que se activa a ribonucleótido 6-mercaptopurina, la oxidación de trimetadona al agente activo, dimetadona, la oxidación de fenacetina a metemoglobina, o la reducción de hidrato de cloral a tricloroetanol. Además, en las microcápsulas pueden producirse agentes activos por contacto con enzimas solubles en lípidos como por ejemplo las que se aíslan a partir de los microsomas hepáticos, o pueden utilizar derivados de la doxorrubicina activados por lisozima.

Se describen en la presente memoria composiciones que comprenden una microcápsula que comprende dos o más fases líquidas inmiscibles contenidas en un recubrimiento polimérico, un precursor de fármaco y posiblemente un activador de fármaco, en el que el precursor de fármaco y el activador de fármaco, cuando se encuentran presentes, están contenidos en fases líquidas inmiscibles separadas, una partícula magnética con un punto de de Curie superior a la temperatura de fusión del recubrimiento polimérico y además en el que la microcápsula es realizada mediante el procedimiento que comprende: la formulación de una primera fase que comprende un primer solvente, un primer polímero soluble en la primera fase e insoluble en una segunda fase, un cosolvente, aceite, y agua, la formulación de la segunda fase inmiscible con la primera fase, comprendiendo la segunda fase un segundo solvente, un segundo polímero soluble en la segunda fase e insoluble en la primera fase, un agente tensioactivo, y una sal; presentando el agente tensioactivo un valor de equilibrio hidrofílico/lipofílico superior al del primer polímero; presentando el segundo polímero un valor de equilibrio hidrofílico/lipofílico inferior al del agente tensioactivo; creando una interfaz entre la primera fase y la segunda fase de tal manera que limita la cizalladura de fluido a un valor aproximado de entre 1 dina/cm^{2} y 100 dinas/cm^{2}, si se lleva a cabo bajo unas condiciones superiores o iguales a aproximadamente 1 gravedad, de entre aproximadamente 2 dinas/cm^{2} y 30 dinas/cm^{2}, si se lleva a cabo bajo unas condiciones inferiores o iguales a aproximadamente 1 x 10^{-2} gravedades, y se mantienen las características de superficie adsorbente en la interfaz. Se entiende que las partículas magnéticas se encuentran contenidas en la capa líquida que se encuentra junto a la membrana, que puede ser una capa acuosa o de hidrocarburo dependiendo de la aplicación particular.

Se proporcionan procesos y composiciones que superan algunas de las limitaciones de la metodología anterior para la formación de microcápsulas. En particular, se describen procedimientos y composiciones que forman microcápsulas multilamelares con unas capas líquidas hidrofílicas e hidrofóbicas alternas, rodeadas de unas membranas exteriores hidrofóbicas semipermeables y flexibles que pueden adaptarse específicamente para controlar la tasa de difusión. En particular, los procedimientos de realización de microcápsulas proporcionados por la presente invención no se basan en procesos por lotes o discontinuos como por ejemplo la separación de fase inducida por la densidad y la estratificación en capas horizontales, el mezclado mecánico o la evaporación del solvente. La encapsulación de fármacos citotóxicos o lábiles en dichas microcápsulas permite la administración dirigida y la cinética de liberación sostenida que en la actualidad no se encuentran disponibles con la inyección intravenosa.

Se describen procedimientos de realización de microcápsulas multicapa. El término microcápsula tal y como se utiliza en la presente memoria es un término general que puede incluir cualquier vesícula microscópica esférica que incluya microesferas, micelas, micelas invertidas, vesículas bicapa y liposomas. El término microcápsula tal y como se utiliza en la presente memoria es también un término más específico que hace referencia a una microcápsula que comprende por lo menos dos capas, una de las cuales es la más interna y básicamente se encuentra contenida completamente dentro de la otra. En clara ruptura respecto a los procedimientos tradicionales de realización de microcápsulas, los procedimientos de la invención se basan en una baja cizalladura de fluido, coacervación interfacial y proceso de difusión líquido-líquido, particularmente según un desarrollo para formar microcápsulas que pueden contener tanto fármacos solubles en agua como en hidrocarburos.

Los términos multicapa y multilamelar se utilizan de manera intercambiable durante toda la especificación y en las reivindicaciones y ambos hacer referencia al hecho de que las microcápsulas comprenden por lo menos dos capas inmiscibles anidadas entre sí. En algunos casos, la capa central será de naturaleza hidrofóbica y estará completamente rodeada por, por lo menos, una capa hidrofílica circundante. En otros casos, la capa central será de naturaleza hidrofílica y estará completamente rodeada por, por lo menos, una capa hidrofóbica circundante.

El procedimiento básico de preparación se basa en interacciones líquido-líquido. En el procedimiento básico, la primera etapa implica la formulación de una primera fase o capa mientras que la segunda etapa implica la formulación de una segunda fase o capa. Son formuladas dos fases o capas que son inmiscibles entre sí. Para los fines de la invención, el término "inmiscible" hace referencia a que debido a las diferencias en densidad, viscosidad o tensión superficial, las dos fases o capas contiguas forman una interfaz similar a un menisco, y además que la solubilidad de cualquier componente en un fase no es superior a 10 gm/100 ml en la segunda fase o capa contigua.

La formulación de la primera fase o capa comprende la combinación de un primer solvente, un primer polímero soluble en la primera fase, un cosolvente, un aceite y agua. El primer cosolvente por lo general comprenderá aproximadamente de entre un 75% y un 90% en volumen de la primera fase. Se selecciona un primer polímero que sea soluble en la primera fase y por lo general comprenderá aproximadamente de entre un 1% y un 5% en volumen de la primera fase. También se añade una pequeña cantidad de cosolvente a la primera fase, cuyo cosolvente puede también funcionar como un cosurfactante. También se añade a la formulación aceite en una cantidad aproximada de entre un 1% y un 10% en volumen. La primera fase también contendrá aproximadamente de entre un 1% y un 5% en volumen de agua.

A continuación el procedimiento sigue con la formulación de una segunda fase inmiscible con la primera fase. La segunda fase comprende un segundo solvente, un segundo polímero soluble en la segunda fase, un agente tensioactivo, y una sal. Los porcentajes de volumen relativo de estos componentes son aproximadamente de entre el 70% y el 98% del segundo solvente, de entre el 1% y el 10% del segundo polímero, de entre el 1% y el 4% del agente tensioactivo, y de entre el 0% y el 3% de la sal.

Con el fin de asegurar que se producirán las interacciones líquido-líquido necesarias para formar la microcápsula, algunos de los componentes de cada fase se seleccionan uno con respecto al otro. De esta manera, el agente tensioactivo en la segunda fase se selecciona de tal manera que presente un valor de equilibrio hidrofílico/liofílico superior al del primer componente polimérico de la primera fase. Generalmente, se ha comprobado que los agentes tensioactivos más útiles son aquellos que son no iónicos y que presentan un valor de equilibrio hidrofílico/lipofílico de 10,0 o superior. A continuación, se selecciona un segundo componente polimérico con un valor de equilibrio hidrofílico/lipofílico de 10,0 o superior. A continuación, se selecciona un segundo componente polimérico de la segunda fase con una valor de equilibrio hidrofílico/lipofílico inferior al del agente tensioactivo de la misma fase. A pesar de no tratarse de una lista exhaustiva, a continuación se proporcionan algunos valores de equilibrio hidrofílico/lipofílico de materiales que pueden utilizarse en las formulaciones de la invención.

Equilibrio hidrofílico/lipofílico (HLB) (McCutcheon 1979)

\underbar{Compuesto}

\underbar{HLB}

Glicerol trioleato

0,8

Colesterol

1,0

Triglicérido de aceite de coco

1,4

Trioleato de sorbitán

1,8

Triestearato de sorbitán

2,1

Monooleato de glicerol

2,7

Monoglicéridos y diglicéridos de ácidos grasos de eliminación de grasa

2,8

Monoestearato de glicerol (gms)

2,8-5,0 (preferente 3,8)

Etilendiamina propoxilada más óxido de etileno

3-28

Mono/diglicérido

3,2

Glicerol monococo

3,4

Mono/diglicérido

3,5

Propilenglicol monoéster de ácido graso

3,5

Monoetoxil lauril éter

3,6

Ácido estearil-lactil

3,8

Aceite de semillas de algodón hidrogenado

3,8

Lauril sulfato de sodio

4,0

Monoglicéridos y diglicéridos con ácido cítrico o éster lactílico o ácido graso

4,2-4,6

Amina grasa etoxilada (2 moles ETO)

4,5

Monoestearato de dietilenglicol

4,7

Monopalmitato de sorbitán

4,7

Oleato y monoestearato de dietilenglicol

4,7

Cetil éter etoxilado (2)

5,3

Monoricinoleato de glicerol

6,4

Monolaurato de glicerol

6,8

Monoestearato de triglicerol

7,0

Polietilenglicol (400 dioleato)

7,2

Esterol de lanolina

8,0

Nonilfenol etoxilado (CO-420 & CO 850)

8,0-16,0

Diestearato de polietilenglicol (400)

8,2

Monolaurato de sorbitán

8,6

Sorbitán etoxilado estéres de ácido graso y alquil/aril alcohol

9,0

Lanolina anhidra

10,0

Monoestearato de polietilenglicol

11,0

Polietilenglicol 400

11,2

Cetil éter etoxilado (10)

12,9

Monoestearato de glicerol etoxilado (gms)

13,1

Monoestearato de sorbitán

14,9

Monooleato de sorbitán con 20 moles de óxido de etileno

15,0

Oleil éter etoxilado (20)

15,3

Cetil estearil éter etoxilado (20)

15,8

Aceite de castor etoxilado

18,0

Éter de nonilfenol polietilenglicol

18,1

Monolaurato de polietilenglicol 600

19,6

Laurilsulfato de sodio

40

Monoestearato de propilenglicol

40

Lanolina hidroxilada oleil sulfato de sodio

42

Mezclas de GMS y monooleato de sorbitán con 20 moles de óxido de etileno

52

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El procedimiento básico a continuación implica la creación de una interfaz entre la primera fase y la segunda fase. La creación de la interfaz se consigue de tal manera que la cizalladura mínima y el mezclado se produce entre las fases. Las dos fases inmiscibles se juntan en una forma mecánica tal que las propiedades de la cizalladura de fluido son controladas hasta niveles bajos, por lo general hasta valores por debajo de 12 dinas/cm^{2}, y de tal manera que las propiedades de superficie adsorbente en las interfaces inmiscibles no se vean alteradas de manera significativa. A pesar de que los mecanismos exactos no se entienden del todo, los inventores creen que el mantenimiento de algunas propiedades de superficie, como por ejemplo la tensión superficial, la distribución de carga de Helmholtz (doble capa eléctrica), y la partición de las moléculas surfactantes entre las fases inmiscibles deben permanecer básicamente intactas de manera que pueda producirse la separación lateral de fases de tal manera que permita la formación simultánea de múltiples interfaces líquidas (aceite/agua o agua/aceite) y que resulte en microcápsulas que presenten recubrimientos esféricos alternos de capas líquidas hidrofílicas e hidrofóbicas. Se cree que este es el mecanismo para la formación de vesículas multilamelares que se forman en una única etapa. A pesar de que la mejor manera de demostrar esto es bajo condiciones de microgravedad, en las que la convección flotante se encuentra ausente y predominan la convección inducida por difusión y las diferencias de tensión superficial, esto también puede completarse en condiciones de gravedad unitaria equilibrando las diferencias de densidad entre las dos fases líquidas o mediante cualquier otro medio mecánico que evite que un exceso de cizalladura de fluido altere de manera significativa las propiedades normales de superficie adsorbente que se determinan por la composición química de las formulas y los fenómenos interfaciales entre los solventes, polímeros y surfactantes. En una forma de realización preferente, la creación de la interfaz se producirá deslizando individualmente compartimentos separados que contienen las dos fases en registro la una con la otra de tal manera que limita la cizalladura de forma significativa y proporciona un mezclado suave.

En la etapa final del procedimiento básico, se establecen unas condiciones para limitar de forma significativa todos los mezclados entre las fases líquidas conectadas. En el medio más preferente, se permitirá la interacción de las dos fases en su interfaz sin agitación, cizalladura o fuerza similar. Resulta preferente también limitar incluso aquellas fuerzas quiescentes como la sedimentación controlada por gravedad, la separación de fases en capas estratificadas, el deslizamiento, la deriva y similares. De esta manera, en algunas formas de realización preferentes, únicamente se utilizan principalmente la convección inducida por difusión y la coacervación interfacial para formar microcápsulas espontáneamente, dado que las formulaciones químicas de las diferentes fases ayudan a reducir la energía libre superficial a través de la interfaz. Es también en este momento cuando se inicia la formación del recubrimiento exterior polimérico.

En una forma de realización, los dos líquidos formulados de esta manera son separados en distintos compartimentos o espacios, cuyos espacios están conectados cada uno a una cámara central de difusión en la que cada compartimento puede suministrar su carga líquida residente. Inicialmente los compartimentos tienen cerrado el acceso a la cámara central de difusión de manera que el primer líquido y el segundo líquido se mantienen separados entre sí y no se permite la interacción entre los mismos. Mientras que es posible utilizar un número cualquiera de dispositivos para alcanzar esta separación, un dispositivo preferente es un dispositivo como el aparato "Materials Dispersion Apparatus" (Aparato de Dispersión de Materiales) (MEPS) descrito con mayor detalle en otro sitio. También se describen dispositivos preferentes en una solicitud de patente estadounidense relacionada de los mismos inventores y John M. Cassanto presentada concurrentemente con la presente solicitud y con título "Microencapsulation and Electrostatic Processing Device" (Dispositivo de Procesamiento Electrostático y Microencapsulación''). La separación de los dos líquidos se mantiene hasta que ambos líquidos y el dispositivo que las contiene puedan colocarse en un medio en el que pueda minimizarse el mezclado por convección, como por ejemplo en un medio microgravitatorio.

Los procedimientos de la invención son ligeramente diferentes dependiendo de si se selecciona un primer solvente orgánico o acuoso. Cuando se utiliza un solvente orgánico para formular la primera fase, el solvente orgánico se selecciona de entre un grupo que consiste en etil alcohol, metil alcohol o isopropil alcohol. Cuando se utiliza un primer solvente orgánico para formular la primera fase, se selecciona un primer polímero que sea soluble en el solvente orgánico seleccionado. Dicho primer polímero puede seleccionarse de entre el grupo que consiste en monoestearato de glicerol, monooleato de glicerol, monolaurato de glicerol, dioleato de glicerol, diestearato de glicerol, colesterol, estigmasterol, fitoesterol, campesterol, y lecitinas como por ejemplo fosfatidilcolina (por ejemplo,
Centrolex-F®).

Cuando el primer solvente es acuoso, se utiliza un procedimiento ligeramente diferente. En esos casos, el primer polímero es indispensablemente soluble en la primera fase acuosa y puede seleccionarse de entre el grupo de polímeros que consiste en polivinil pirrolidona, alcoholesde polivinilo, gelatina, goma adragante, carragenano, goma de Karaya, goma de Guar, goma arábiga, alginatos, carboximetilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, carboxipropil celulosa, y lecitinas.

Independientemente de la formulación con un primer polímero y solvente acuoso u orgánico, los procedimientos de la invención utilizan ambos un cosolvente que puede seleccionarse de entre el grupo que consiste en alcoholes C_{3}-C_{8}, tetrahidrofurano, dioxano, acetonitrilo, dimetilformamida, dimetilacetamida, y dimetilsulfóxido. De manera similar, independientemente de la naturaleza orgánica/acuosa del primer solvente y polímero utilizado, los procedimientos de la invención añaden a la formulación de la primera fase un aceite. Estos aceites pueden seleccionarse de entre el grupo que consiste en aceites no saturados como aceite de semillas de amapola, aceite de oliva, aceite de cacahuete, aceite de sésamo, aceite de semillas de algodón, aceite de semillas de soja, aceite de cártamo, aceite de maíz, aceite de semillas de girasol y aceite de canola (colza) o aceites saturados como por ejemplo aceite mineral, aceite parafínico de cadena larga, y petrolatum líquido. En una forma de realización preferente, el aceite de semillas de amapola será halogenado, o en algunas formas de realización, yodado para formar aceite de semillas de amapola yodado (IPO) e incorporado en una microcápsula como un marcador o rastreador para rastrear la presencia de la microcápsula una vez que ha sido inyectada por medio de procedimientos de radiocontraste bien conocidos por los expertos en la materia de la radiografía.

Tanto si el procedimiento implica un primer solvente orgánico como acuoso, el segundo polímero, el agente tensioactivo y la sal pueden cada uno seleccionarse de entre un grupo particular de tales componentes. El segundo polímero puede seleccionarse de entre el grupo que consiste en polietilenglicol de entre 400 daltones y 20000 daltones, dextrano de entre 1000 daltones y 100.000 daltones, polivinil pirrolidona, alcoholesde polivinilo, gelatina, goma adragante, carragenano, goma de Karaya, goma de Guar, goma arábiga, alginatos, carboximetilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, carboxipropil celulosa, y lecitinas. El agente tensioactivo se selecciona de entre el grupo de agentes tensioactivos compuesto por monooleato de sorbitán tratado con óxido de etileno, dextrano, polietilenglicol, ácidos grasos C_{12}-C_{20}, sales anfóteras de 2-amino-2-metil-1-propil aminometil propanol, sales cuaternarias de amonio. La sal se selecciona de entre el grupo que consiste en NaCl, KCl, CaCl_{2}, MgCl_{2}, sales cuaternarias de amonio como por ejemplo bromuro de cetiltrimetilamonio y sal disódica de 4-metoxi-4(3-fosfatidilcolina)espiro(1,2-dioxetano-3-g,1-
adamantano).

Las microcápsulas multicapa, tanto con compartimentos para fármacos hidrofóbicos como para fármacos hidrofílicos, según son producidos por los procedimientos de la invención, permiten la difusión de fármacos complementarios a partir de la misma microcápsula, por ejemplo, antibióticos e inmunoestimulantes para tratar infecciones resistentes o múltiples fármacos fibrinolíticos para disolver embolias. La coencapsulación de medio de radiocontraste tal y como se dispone en la presente memoria permite a los oncólogos monitorizar la administración de microcápsulas antitumorales a tumores diana utilizando la tomografía computerizada y la radiografía que rastrean la distribución de las microcápsulas tras la liberación desde el catéter intraarterial. Dichas microcápsulas presentarán importantes aplicaciones en quimioterapia de determinados tumores de hígado, riñón, cerebro y otros.

Los diámetros de microcápsulas posibles de obtener utilizando los procedimientos de la invención son también de particular utilidad en las aplicaciones médicas. De esta manera, mientras que los procedimientos de la técnica anterior han sido capaces de producir de forma rutinaria microcápsulas de unos tamaños medios superiores a tamaños de entre 1 micrón y 10 micrones, los procedimientos de la presente invención proporcionan microcápsulas de tamaños similares de diámetros de entre 1 micrón y 20 micrones para administración intravenosa. También se proporcionan microcápsulas de tamaños de entre 25 micrones y 300 micrones particularmente útiles en la quimioembolización interarterial de tumores, y microcápsulas en el intervalo de entre 300 micrones y diámetros mayores útiles en fármacos de administración interperitoneal o intramuscular.

La composición farmacéutica encapsulada en la microcápsula puede ser una soluble en soluciones acuosas o puede ser una soluble en soluciones orgánicas. Esto, por supuesto, gobierna la selección de la fase o capa en la que se formula la composición farmacéutica. Las microcápsulas de la invención y los procedimientos para la producción de las mismas son de particular utilidad al formular fármacos solubles en soluciones orgánicas dado que de otra manera estos tipos de fármacos son muy difíciles de administrar. Las composiciones farmacéuticas pueden ser las seleccionadas de entre las composiciones farmacéuticas ampliamente diversificadas como las que consisten en citotoxinas, proteasas, citocinas, antinauseantes, esteroides, agentes antifúngicos, enzimas fibrinolíticas, y antibióticos. Los inventores han encapsulado con éxito representantes de estas clases de compuestos farmacéuticos utilizando los procedimientos de la invención. Es también posible incorporar una composición farmacéutica que inicialmente no se disuelve ni en una u otra fase o capa, sino que dicho fármaco se encuentra en suspensión. Tal y como de ha indicado anteriormente, dependiendo de su solubilidad y del hecho de si el químico farmacéutico desea localizar el fármaco, es posible formular un fármaco en cualquiera de las fases o capas, disolviendo o suspendiendo el fármaco conforme haya necesidad. Tras la fusión del recubrimiento polimérico por calentamiento de las partículas magnéticas, emanará de la microcápsula cualquiera de dichas capas y su contenido.

Los procedimientos de preparación descritos en la presente memoria demostraron de manera sorprendente la capacidad de compactar concentraciones muy elevadas de fármacos en las capas formadas. Es posible, utilizando los procedimientos de la invención, formular un compuesto farmacéutico a una concentración suficiente para permitir una formación de cristal naciente en el interior de la microcápsula una vez que se ha formado. Estas microcápsulas, debido por un lado a que son construidas con recubrimientos poliméricos exteriores, son también particularmente flexibles aunque resistentes (capaces de resistir fuerzas de cizalladura superiores a 10 dinas/cm^{2}). Tal y como se hará referencia específicamente a continuación, los experimentos de microgravedad, realizados por los cohetes sonda (1989-92) y por las misiones del Transbordador Espacial STS-52 (1992) y STS-56 (1993) utilizando un aparato "Materials Dispersion Apparatus" (Aparato de Dispersión de Materiales) automatizado, produjeron microcápsulas multilamelares que contenían cis-platino (fármaco antitumoral) y aceite de semillas de amapola yodado (un medio de contraste no radioactivo), rodeadas de una película polimérica. Las microcápsulas formadas con amoxicilina (antibiótico) o uroquinasa (una enzima de disolución de coágulos), coencapsuladas con IPO, se encontraban todavía intactas dos años después de la vuelta a medios de gravedad de 1 x g. En muchos casos, las microcápsulas fueron formadas con cis-platino o amoxicilina tan concentrada que se formaron en el interior cristales de los
fármacos.

En algunas formas de realización de los procedimientos de la invención, las composiciones farmacéuticas serán incorporadas en la microcápsula. En los casos en los que dichas composiciones farmacéuticas son incorporadas de la forma indicada, inicialmente pueden introducirse como un soluto o como partículas suspendidas en uno u otro de los líquidos utilizados para formular las capas de las microcápsulas. En algunas formas de realización, la composición farmacéutica es introducida en una de las fases o capas utilizadas para producir la microcápsula a una concentración suficiente para permitir la formación de cristal naciente en el interior de dicha microcápsula. La formación de cristal puede producirse en el instante o próximo al instante de la formación de la microcápsula que contiene el material farmacéutico disuelto. Se selecciona un sistema de solvente acuoso utilizado para disolver una composición farmacéutica soluble en agua que permita la migración de las moléculas de agua fuera de la capa que contiene el fármaco a la mezcla alcohólica. Es probable que el proceso de formación de cristal se estimule de esta manera tras la formación de la microcápsula. De hecho, es posible mejorar el proceso de cristalización tras la formación de la microcápsula mediante transporte controlado de la fase o capa solvente en el que la composición farmacéutica a cristalizar es un soluto. En algunas formas de realización, el cristal formado de esta manera puede hacerse con la mayor parte de la capacidad interna de la microcápsula.

Sorprendentemente, los presentes procedimientos de preparación han demostrado una capacidad única para encapsular dichas soluciones de fármacos saturadas, y dado que las características globales de partición entre las capas inmiscibles facilita el transporte del solvente fuera de la capa acuosa, es posible concentrar el fármaco en el punto en el que se produce la formación de los cristales del fármaco en el interior de las microcápsulas. Esta capacidad de las microcápsulas y los procedimientos proporciona la máxima carga útil de fármaco por microcápsula y la mejor cinética de liberación de fármacos para un tratamiento prolongado a unas tasas máximas de difusión de fármaco.

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Las microcápsulas que contienen un componente de gran volumen del fármaco cristalino proporcionan el fármaco más concentrado posible cuando es liberado en el sitio diana. Hasta que los cristales se hayan disuelto completamente, la tasa de liberación del fármaco es independiente del tiempo (cinética de liberación de orden cero). Una vez que los cristales se han disuelto, las tasas de liberación del fármaco vuelven a una cinética de primer orden (exponencial con el tiempo). Los cristales encapsulados de la invención se encuentran en el intervalo de entre 1 micrón y 100 micrones a lo largo de una cara. Dado que estos cristales son precipitados in situ, son bastante diferentes de los sistemas de liberación de fármaco cristalino comercialmente disponibles (por ejemplo, Microcrystal®) los cuales utilizan fosfolípidos para encapsular partículas muy pequeñas o cristales muy pequeños de los fármacos con un diámetro medio de solamente un valor de entre 0,3 micrones y 1 micrón [Parikl and Stem 1994].

Es posible tratar adicionalmente las microcápsulas formadas de esta manera con etapas adicionales. En algunos casos, los presentes procedimientos de preparación, independientemente de si utilizan o no inicialmente un primer solvente orgánico o acuoso, formulan una tercera fase que comprende un aceite o parafina C_{20}-C_{38} y, hacen contactar a la microcápsula formada con la tercera fase. En otros casos, los procedimientos de la invención forman una microcápsula de dos capas, a continuación formulan una tercera fase que comprende una solución acuosa y, hacen contactar a la microcápsula formada con la tercera fase. A continuación se resumen el procedimiento básico y alternativas.

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(Tabla pasa a página siguiente)

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3

Los procedimientos tradicionales de emulsión forman un sistema de líquidos O/W/O (aceite/agua/aceite) o W/O/W (agua/aceite/agua) que se diseña para retener la fase o las fases internas en el interior del solvente externo a menos que re rompa la emulsión, con lo cual se separan las fases líquidas. En los procedimientos de la invención, el uso de surfactantes o cosurfactantes permite la formación de una emulsión de grandes esferoides (no pequeños microesferoides) de una fase dispersada en la otra fase configurada en una esfera. La esfera está también rodeada por otra capa líquida inmiscible (fase opuesta a la de la esfera líquida más interna) y a continuación (frecuentemente) esta esfera multicapa es contenida en otra capa líquida de fase opuesta y finalmente toda la esfera multicapa completa es contenida es una película exterior. Los resultados del presente proceso de preparación no son para formar una emulsión tradicional de O/W/O o de W/O/W (que es una fina dispersión de una fase en otra), sino para formar unas microcápsulas de capas inmiscibles alternas multilamelares contenidas en el interior de una fina película exterior semipermeable. En las microcápsulas de la invención, las fases inmiscibles son distintas y se encuentran separadas según las características de tensión superficial de los líquidos de cada interfaz, por lo que hay una verdadera emulsión mantenida por el surfactante que podría romperse.

De esta manera, en algunas formas de realización de las composiciones de la invención, se producirá la microcápsula multicapa que comprende por lo menos tres capas o fases alternas. De esta manera, si la primera capa es una capa acuosa o un núcleo acuoso, la siguiente capa puede ser una capa orgánica. Esta capa orgánica puede a continuación cubrirse mediante una segunda capa acuosa que forma en su superficie exterior una película polimérica. A la inversa, el líquido en el núcleo de la microcápsula puede ser un líquido orgánico recubierto por una capa acuosa seguido de otra capa orgánica que forma una película polimérica sobre la superficie de la microcápsula. Indudablemente, puede preverse una extensión de las formulaciones básicas en los casos en los que son posibles cuatro o más capas o en los que se utilizan múltiples películas o recubrimientos.

Utilizados conjuntamente con una microcápsula de dos capas o con microcápsulas con más de dos capas, los recubrimientos de la presente invención son de gran utilidad, particularmente cuando los procedimientos son llevados a cabo en condiciones de una gravedad normal de la Tierra. Los recubrimientos pueden se de una naturaleza básicamente hidrofóbica o de una naturaleza básicamente hidrofílica tal y como se describe a continuación y son derivados a partir de la adición de determinados polímeros en las formulaciones iniciales de los líquidos utilizados para realizar las microcápsulas. En los casos en los que se utilicen recubrimientos hidrofóbicos conjuntamente con los sistemas de administración de fármacos, los recubrimientos se seleccionan para su permeabilidad complementaria con el fármaco a administrar. Los polímeros también se seleccionan por sus características de flexibilidad tras la formación y el curado que es de particular utilidad durante el transporte intravascular y permite mayores densidades de compactado para formar embolias como por ejemplo en la terapia de quimioembolización. De esta manera, por ejemplo, en los casos en los que debe administrarse un fármaco soluble en agua, el fármaco está contenido en una capa acuosa interior sobre la que se coloca un recubrimiento permeable al fármaco disuelto. En formas de realización alternativas, el fármaco puede ser más hidrofóbico y estará contenido en una capa de hidrocarburo en el interior de la microcápsula. En cualquiera de las formas de realización el fármaco puede ser un profármaco, y puede haber un activador contenido en una capa inmiscible con la capa que contiene el profármaco. Preferentemente, el material de recubrimiento debería ser impermeable a los solventes o los aceites. Los recubrimientos que se ha observado que han sido depositados en las superficies de las microcápsulas de la invención son de un grosor de aproximadamente de entre 0,01 micrones y 2,0 micrones en el que el recubrimiento es un recubrimiento hidrofóbico, y de un grosor de aproximadamente de entre 0,1 micrones y 5,0 micrones en los casos en los que son depositados recubrimientos hidrofílicos.

Las etapas adicionales y las terceras fases formuladas también pueden utilizarse ventajosamente para proporcionar a la microcápsula unas características específicas. De esta manera, la tercera fase puede comprender adicionalmente una composición farmacéutica que se añade a la superficie formada de la microcápsula. La tercera fase también puede utilizarse para añadir una composición farmacéutica como por ejemplo un adyuvante. El adyuvante puede comprender adicionalmente una inmunoglobulina, otra proteína, un hidrocoloide o un polisacárido. Esto es de particular utilidad en el diseño de microcápsulas con unas características superficiales inmunológicas, proteináceas, de carga superficial u otras, únicas, que hace que las mismas se adhieran de manera selectiva a determinados tejidos diana (células) o hace que las microcápsulas resulten atractivas a determinadas células fagocíticas (cuando las células son la diana para el fármaco terapéutico). En los casos en los que el adyuvante es un hidrocoloide, puede seleccionarse a partir de un grupo de dichos hidrocoloides que consiste en colágeno, gelatina isoeléctrica, agar, goma arábiga, goma adragante, alginatos, derivados de celulosa, goma de Guar, ciclodextrinas, y carragenanos. La tercera fase puede también comprender adicionalmente un agente tensioactivo.

La tercera fase acuosa puede también contener un activador químico que actúa sobre la forma inactiva del agente farmacéutico (fármaco) a medida que se sale de las capas interiores de la microcápsula. La función del activador es la de convertir químicamente el fármaco inactivo a su forma activa justo antes de ser liberado desde la microcápsula. Esto se ilustra cuando la composición farmacéutica es una proenzima y en los casos en los que el activador es otra enzima proteolítica que cliva la proenzima en el sitio activo para hacer que la molécula se vuelva biológicamente activa. Esta forma de realización puede utilizarse para administrar fármacos muy lábiles que presentan unas vidas útiles muy limitadas o unas medias vidas biológicas cortas con lo cual el activador (tercera fase) puede añadirse justo antes de la administración intravascular de tal manera que el fármaco inactivo se vuelve activo una vez que la microcápsula ha alcanzado el sitio diana. Tras la activación, las microcápsulas son expuestas a un campo electromagnético efectivo para calentar las partículas magnéticas, fundiendo así el recubrimiento polimérico y liberando el fármaco activado. Esto puede maximizar la efectividad terapéutica de los fármacos de vida útil corta en el sitio diana de la
acción.

Una o más de las fases de la microcápsula de la invención puede comprender adicionalmente moléculas fluorescentes seleccionadas de entre el grupo de moléculas fluorescentes que consiste en fluoresceinas, cianinas, moléculas naturalmente fluorescentes, y rodaminas, y otras excitadas entre 260 nanómetros y 700 nanómetros. Esto es particularmente útil en los casos en los que no son deseables medios de radiocontraste o en los casos en los que es útil un procedimiento adicional de rastreo o en los casos en los que tiene valor monitorizar la presencia o la ausencia de una capa en la microcápsula, pueden incorporarse moléculas fluorescentes en le microcápsula de la invención. De esta manera, por ejemplo, tal y como se describe con mayor detalle a continuación, puede ser útil incorporar un molécula hidrofílica fluorescente en el líquido acuoso para determinar la posición relativa y el número de capas acuosas en un determinado lote de producción de microcápsulas.

Es crítico para el éxito de los presentes procedimientos de preparación la limitación considerable de mezclado entre dichas fases con respecto a la convección inducida por difusión y la baja cizalladura de fluido (preferentemente inferior a 50 dinas/cm^{2}). Una manera de limitar tanto otros tipos de mezclado es llevar cabo los procedimientos bajo condiciones de microgravedad. La microgravedad se define como una fuerza de gravedad inferior a 1 x 10^{-3} x g. Dichos medios gravitacionales pueden alcanzarse de diversas maneras, de las cuales por lo menos algunas son detalladas en la presente memoria. Por ejemplo, puede alcanzarse la microgravedad en determinadas trayectoria de los cohetes sonda. Pueden obtenerse periodos incluso más largos de microgravedad con orbitadores temporales como por ejemplo el Transbordador Espacial. Pueden obtenerse periodos de microgravedad relativamente indefinidos en vehículos espaciales orbitales permanentes o semipermanentes como por ejemplo la estación espacial orbital y otros satélites orbitales geosíncronos. Se ha descubierto que la exposición del primer líquido y del segundo líquido a la microgravedad es efectiva en la formación de microcápsulas de la invención, en el que la exposición es de por lo menos 6,5 minutos de duración, y estudios posteriores han mostrado que son suficientes unos pocos segundos. Con toda certeza, tal y como se describe con mayor detalle a continuación, se ha probado que los periodos de exposición más largos también tienen éxito. Los inventores han mostrado que los periodos de exposición de unos pocos segundos también producirán un número adecuado de microcápsulas.

Sin embargo, en la formación de microcápsulas, los procedimientos de preparación no necesariamente utilizarán la microgravedad para limitar el mezclado entre las fases. Por supuesto, dichas limitaciones de mezclado pueden ser estimuladas llevando a cabo los procedimientos por debajo de la temperatura ambiente. La mejor manera de estimular la limitación de las interacciones entre las fases es equilibrando de manera considerable la gravedad específica entre dichas fases tal y como se describe a continuación. Las formulaciones y los procedimientos necesarios para conseguir la formación de microcápsulas en condiciones de gravedad normal de la Tierra son descritos con mayor detalle en la presente memoria. En cualquiera de los casos, o en combinaciones de estas técnicas, el mezclado entre las dos fases principalmente puede ser el resultado de la convección inducida por difusión.

Los inventores han descubierto que existe una mayor distribución dimensional que resulta de la microencapsulación en condiciones de gravedad normal de la Tierra. Por lo menos una razón parcial para esta distribución dimensional más amplia aparentemente es la incapacidad bajo condiciones de gravedad normal de la Tierra para evitar determinados fenómenos de sedimentación solos y efectos de sedimentación combinados con el contacto relacionado con el peso de microcápsulas sedimentadas. Estos hechos necesitan una manipulación adicional bajo medios normales de la Tierra que no son necesarios en los medios de gravedad cero, es decir, el cribado de las microcápsulas resultantes con el fin de generar fracciones más uniformes. Por lo tanto, en condiciones de gravedad normal de la Tierra, la utilidad del recubrimiento exterior de las microcápsulas de la presente invención se vuelve incluso más importante. También pueden utilizarse la mejora de la resistencia de las microcápsulas normales de la Tierra mediante curado y otras etapas tal y comos se indica en la presente memoria.

Un procedimiento preferente de realización de microcápsulas multicapa comprende: la formulación de una primera fase que comprende un solvente orgánico seleccionado de entre el grupo de solventes orgánicos que consiste en etil alcohol, metil alcohol e isopropil alcohol, un primer polímero soluble en la primera fase seleccionado de entre el grupo de polímeros que consiste en monoestearato de glicerol, monooleato de glicerol, monolaurato de glicerol, dioleato de glicerol, diestearato de glicerol, colesterol, estigmasterol, fitoesterol, campesterol, lecitinas como por ejemplo fosfatidilcolina (por ejemplo, Centrolex-F®), un cosolvente seleccionado de entre el grupo de cosolventes que consiste en alcoholes C_{3}-C_{8}, tetrahidrofurano, dioxano, acetonitrilo, dimetilformamida, dimetilacetamida, y dimetilsulfóxido, un aceite seleccionado de entre el grupo de aceites que consiste en aceite de semillas de amapola, aceite de oliva, aceite de cacahuete, aceite de sésamo, aceite de semillas de algodón, aceite de semillas de soja, aceite de cártamo, aceite de maíz, aceite de semillas de girasol y aceite de canola (aceites no saturados), o aceite mineral, aceite parafínico de cadena larga, y petrolatum líquido (aceites saturados), y agua, la formulación de una segunda fase inmiscible con la primera fase, comprendiendo la segunda fase agua, un segundo polímero soluble en la segunda fase seleccionada de entre el grupo de polímeros que consiste en polietilenglicol de entre 1000 daltones y 8000 daltones, dextrano de entre 1000 daltones y 10000 daltones, polivinil pirrolidona, alcoholesde polivinilo, gelatina, goma adragante, carragenano, goma de Karaya, goma de Guar, goma arábiga, alginatos, carboximetilcelulosa, hidroxipropilcelulosa, hidroxietilcelulosa, carboxipropil celulosa, lecitinas, un agente tensioactivo seleccionado de entre el grupo compuesto por monooleato de sorbitán tratado con óxido de etileno, dextrano, polietilenglicol, ácidos grasos C_{12}-C_{20}, ciclodextrinas, PEG copolímero dextrano, acrilatos de PEG, lactidas, galactidas, quitosano, Zein®, carbapol, polixameros, sales cuaternarias de amonio y una sal seleccionada de entre el grupo que consiste en NaCl, KCl, CaCl_{2}, MgCl_{2}, sales cuaternarias de amonio como, por ejemplo bromuro de cetiltrimetilamonio, 2-amino-2-metil-1-propil aminometil propanol, y sal disódica de 4-metoxi-4(3-fosfatidilcolina)espiro(1,2-dioxetano-3-g,1-adamantano); comprendiendo el agente tensioactivo un valor de equilibrio hidrofílico/hidrofóbico superior al del primer polímero, presentando el segundo polímero un valor de equilibrio hidrofílico/hidrofóbico inferior al del agente tensioactivo; creando una interfaz entre la primera fase y la segunda fase de tal manera que limita de manera considerable la cizalladura de fluido; y manteniendo de manera considerable las características de superficie adsorbente de dicha interfaz.

Los presentes procedimientos de preparación se utilizan para formar microcápsulas multilamelares únicas, que presentan unas capas líquidas hidrofílicas e hidrofóbicas alternas rodeadas por una "película" exterior polimérica semipermeable flexible. La película exterior puede ser hidrofílica o hidrofóbica, está diseñada para permitir una difusión controlada de fármacos desde la microcápsula. La película exterior también está diseñada para tener una temperatura de fusión inferior al punto de Curie de las partículas magnéticas encapsuladas, de manera que la exposición a un campo electromagnético causará la realización por fusión de un agujero o poro en la película, ayudando de esta manera en la liberación o difusión de los químicos disueltos fuera de la microcápsula.

Al contrario de cualquier fosfolípido natural u otro componente de membranas celulares, la película exterior de las microcápsulas de la invención no reformará una membrana intacta, y está diseñada para evitar el reconocimiento y la fagocitosis por células inmunes, aumentando de esa manera la cantidad de fármaco administrada a los tejidos. Las microcápsulas multicapa de la invención pueden retener múltiples fármacos en diferentes compartimentos de solventes y soluciones saturadas de fármacos que pueden a continuación formar cristales en el interior de la microcápsula. El medio de radiocontraste puede coencapsularse con los fármacos en la misma microcápsula. También puede encapsularse un agente de contraste de resonancia magnética como por ejemplo diversos compuestos metaloorgánicos incluyendo gluconato ferroso soluble en agua, Gadolinio ácido dietilentriamina pentaacético y pentacarbonilo de hierro, soluble en hidrocarburos.

Se ha descubierto que las microcápsulas de la invención proporcionan una distribución de diámetros sorprendentemente uniforme. Esta uniformidad es particularmente importante en sus aplicaciones médicas. Las microcápsulas producidas de esta manera pueden utilizarse para administrar varios fármacos que pueden liberarse secuencialmente a los tejidos diana mediante la elección de partículas magnéticas con diversos puntos de Curie, por ejemplo. Las microcápsulas deformablesy llenas de líquido también tienen ventajas sobre las microcápsulas sólidas matriciales en la consecución de la máxima densidad de compactado en vasos sanguíneos, reduciendo de esa manera el flujo sanguíneo a los tejidos diana. Esto mejora el efecto terapéutico de la administración combinada de fármacos y reducción del suministro sanguíneo a los tumores vasculares (quimioembolización).

Lo presentes procedimientos de preparación resultan en distribuciones de dimensiones uniformes y más esféricas de microcápsulas. Al comparar algunos equipos y procedimientos para la formación de microcápsulas de la técnica anterior (Microfluidics, Inc.), los inventores han descubierto que incluso las formas de realización preferentes descritas en la presente memoria fueron incapaces de proporcionar dicha uniformidad con los equipos de la técnica anterior. En algunos casos, a penas se formó alguna microcápsula en los casos en los que se utilizaron el mezclado y la rotación espiral para distribuir una fase en la otra. En otros casos, resultaron microcápsulas no esféricas de pobre formación. Al contrario que los fallos o fracasos de los procedimientos de la técnica anterior, los presentes procedimientos se utilizaron con éxito para generar microcápsulas esféricas y uniformes tanto bajo condiciones de gravedad unitaria como bajo condiciones de microgravedad. Dicha uniformidad permite la administración de fármacos. La uniformidad mejorada también permite un mejor cálculo de la distribución de dosis para establecer las dosis terapéuticas en el tratamiento de enfermedades específicas, especialmente en el tratamiento de determinados tipos de tumores. Aún más importante, los presentes procedimientos permiten la formación de microcápsulas multilamelares de dimensiones superiores (de entre 1 micrón y 350 micrones) a las que era posible obtener hasta la fecha. Dicha capacidad permite que las microcápsulas multilamelares puedan realizarse específicamente para la inhalación y deposición en los pulmones. Esta uniformidad permite un fácil cribado o filtrado de los productos de microcápsulas con el fin de obtener fracciones de diámetro altamente uniformes.

La mayoría de los liposomas presentan un compartimento hidrofóbico muy pequeño y por tanto pueden portar únicamente pequeñas cantidades de fármacos hidrofóbicos. Por el contrario, las microcápsulas de la invención presentan un compartimento para líquidos hidrofóbicos relativamente grande, lo que permite la administración de más fármacos hidrofóbicos por microcápsula. Además, las microcápsulas de la invención presentan unos compartimentos hidrofílicos e hidrofóbicos relativamente grandes lo que permite una administración conjunta de los fármacos solubles en agua y de los fármacos no solubles en agua en la misma microcápsula.

Tal y como se ha indicado anteriormente, las microcápsulas de la invención pueden contener polisacáridos. La inclusión de dichos polisacáridos es uno de los varios aspectos de los procedimientos de la invención que mejoran la formación de las microcápsulas. La inclusión de polisacáridos inyectables en las formulaciones de la invención contribuye a las fuerzas inductoras que controlan la separación de fases y la partición de fases de los fármacos retenidos. Los polisacáridos también proporcionan un aumento de la vida útil y una mayor estabilidad de las suspensiones parenterales. El uso de soluciones salinas neutras en la fase acuosa mejora la formación de micelas, la separación lateral de fases, y aumenta la dispersión de las microcápsulas y su estabilidad conforme se forman. En algunas formas de realización, puede utilizarse una solución salina tamponada con fosfato que contenga
dextrano.

Los presentes procedimientos de preparación, en algunas formas de realización, utilizan un recubrimiento exterior no fosfolipídico. Las microcápsulas formadas mediante este procedimiento se encuentran contenidas en una membrana exterior fina y semipermeable compuesta por polímeros hidrofóbicos (por ejemplo, monoglicéridos o poliglicéridos o polímeros de cera) o hidrofílicos (por ejemplo, PVA o PVP), dependiendo de la tasa de liberación de la difusión deseada del fármaco encapsulado. De esta manera, el recubrimiento presenta la ventaja de permitir el diseño de las apropiadas características de liberación y difusión del fármaco al tiempo que se evitan algunas de las desventajas de los liposomas convencionales (y bicapas lipídicas). En particular, el recubrimiento producido por los procedimientos de la invención alrededor de la superficie exterior de la microcápsula evita que pueda detectarse fácilmente y eliminarse de manera importante mediante el sistema reticuloendotelial (RES). La película exterior protege las microcápsulas contra las fuerzas de cizalladura encontradas durante los procesos de fabricación y durante el transporte en el interior del sistema vascular de camino a los tejidos diana. La membrana exterior hidrofóbica también puede diseñarse para retardar el transporte de oxígeno, reduciendo de esa manera la degradación oxidante del fármaco retenido y mejorando la vida útil de las suspensiones parenterales. La película exterior flexible/deformable de las microcápsulas de la invención resulta en una mejora de las densidades de compactado en el interior de los lechos vasculares. Esto resulta en microcápsulas superiores a las microesferas sólidas (por ejemplo, gelatina, albúmina o almidón) habitualmente utilizadas para la terapia de quimioembolización contra los tumores. A continuación se resumen las formulaciones utilizadas para producir las microcápsulas de la invención.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 1 Fórmulas para Soluciones Primaria, Secundaria y Terciaria para la Microencapsulación

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En los casos en los que las microcápsulas de la invención comprenden una composición farmacéutica, pueden obtenerse algunas ventajas relacionadas con aspectos médicos. De esta manera, debido a la uniformidad y facilidad con los que los presentes procedimientos de preparación permiten la formación demicrocápsulas multilamelares, se hace posible la coencapsulación de múltiples fármacos. De esta manera, por ejemplo, tal y como se describirá con mayor detalle a continuación, se hace posible la coencapsulación de fármacos y medio de radiocontraste en las mismas microcápsulas. Dicha coencapsulación permite la monitorización radiológica de la distribución tisular durante la administración intravascular. Además, la incorporación de marcadores-fluorescentes para los fármacos retenidos permite una medición precisa de los volúmenes de los compartimentos de fármaco (utilizando técnicas de obtención de imágenes fluorescentes) y las determinaciones adecuadas de las eficiencias de carga de fármacos, distribuciones de las dimensiones de partículas y la medición de la estabilidad de la vida útil de las suspensiones parenterales finales. En algunas aplicaciones la fase orgánica puede incluir un compuesto rastreador o medio de radiocontraste para proporcionar la ventaja adicional de la obtención de imágenes en tiempo real de las microcápsulas con el escaneado mediante tomografía computerizada (CT) conforme son liberadas desde el catéter de camino al tejido diana. Otros ejemplos incluyen unos compuestos metaloorgánicos solubles en agua utilizados para la obtención de imágenes de diagnóstico como por ejemplo gluconato ferroso o Gadolinio ácido dietilentriamina pentaacético (Gd-DPTA) utilizados para la obtención de imágenes mediante resonancia magnética nuclear y agentes solubles en hidrocarburos como por ejemplo pentacarbonilo de hierro que también puede utilizarse para la obtención de imágenes mediante resonancia magnética nuclear (NMR).

La producción de microcápsulas multicapa que poseen compartimentos de fármacos hidrofóbicos e hidrofílicos alternos permite el diseño de microcápsulas multiterapia. La formación espontánea de microcápsulas con uno o más compartimentos de solvente hidrofóbico grandes aumenta la potencial aplicación para la administración de más fármacos insoluble en agua en los sitios diana con adecuadas redes vasculares. Utilizando las microcápsulas de la invención, puede conseguirse la difusión secuencial de dos o más fármacos desde la misma microcápsula en los tejidos diana. La incorporación de ciclodextrina soluble en agua que pueda actuar como un portador de fármacos hidrofóbicos interno también se lleva a la práctica utilizando las formulaciones y los procedimientos de una única etapa descritos en esta descripción. Esto extiende la capacidad de la invención en la administración por lo demás de fármacos insolubles en agua.

Por ejemplo, el uso de múltiples fármacos en el interior de las mismas microcápsulas proporciona microcápsulas específicamente diseñadas para tratamientos de quimioembolización. Las cápsulas de múltiples fármacos también pueden utilizarse para administrar primero un fármaco quimioterápico que mata células tumorales, y a continuación un inmunoadyuvante (factor de necrosis tumoral) o estimulante inmunológico (por ejemplo interferón-g) que mejoraría la respuesta inmune del paciente al tumor. Las microcápsulas de múltiples fármacos también pueden utilizarse para administrar combinaciones de fármacos quimioterápicos a tumores que se encuentran situados en sitios privilegiados, como por ejemplo los tumores cerebrales. Por ejemplo, y tal y como se describe con mayor detalle en los ejemplos que siguen a continuación, se hace posible la administración simultánea de diferentes tipos de fármacos en la misma microcápsula, por ejemplo, diaziquona y cis-platino a tumores cerebrales a través de la arteria carótida [Kimier et al. 1993]. Las microcápsulas multicapa también pueden utilizarse para tratar infecciones profundas que son resistentes a los antibióticos sistémicos. En estas aplicaciones, pueden administrarse secuencialmente uno o más antibióticos al sitio de la infección. Las microcápsulas multicapa pueden diseñarse para proteger formas activas de la uroquinasa y otras enzimas trombolíticas hasta que son administradas y retenidas en el sitio local de un coágulo de sangre, en el que a continuación pueden liberarse dosis terapéuticas de la enzima sometiendo a lisis la membrana exterior para disolver la embolia no deseada. Las microcápsulas multilamelares también pueden utilizarse para administrar inmunoestimulantes; citocinas como por ejemplo interferones, interleucinas, y factores de crecimiento; antinauseantes como por ejemplo metoclopramida y tetrahidrocannabinol; múltiples enzimas fibrinolíticas como por ejemplo la uroquinasa (uPA), activador tisular de plasminógeno (tPA) y estreptoquinasa; esteroides como por ejemplo hidrocortisona, dexametasona, etc.; antifúngicos como por ejemplo nistatina y griseofulvina, antivirales como por ejemplo amantidina, yododesoxiuridina, riboviran; y múltiples antibióticos como por ejemplo amoxicilina, ampicilina, etc.

En una forma de realización, en referencia a la investigación en base al espacio que condujo a las formas de realización en condiciones normales de la Tierra de la invención, la exposición a la microgravedad por un tiempo de por lo menos 20 segundos de duración produjo microcápsulas. En caso de que las microcápsulas de la invención vayan a ser utilizadas en medios de gravedad 1-g, tal y como generalmente se prevé, será necesaria una etapa adicional que comprenda la recuperación de las microcápsulas multicapa completada en condiciones de gravedad normal de la Tierra. Generalmente, esta etapa será completada por reentrada y recuperación del dispositivo orbital mediante el que cual se completó la exposición a gravedad 0-g. Mientras que resulta preferente completar la recuperación sin la exposición de las microcápsulas formadas a extremos físicos (presión, temperatura, cizalladura, mezclado, etc.), la recuperación de las microcápsulas de la invención ha sido completada a través de una transición de microgravedad a gravedad normal de la Tierra a aceleraciones de por lo menos 15-g sin una pérdida considerable de integridad.

Tal y como se utiliza en la presente memoria el término contener o contenido en una microcápsula o en una fase o capa líquida debe interpretarse como que tiene su significado normal, y puede incluir suspendido o disuelto como en una capa líquida, o interfaz, y también incluye el significado asociado con un recubrimiento polimérico que incluye en sus superficies interiores o exteriores. Tal y como se utiliza en la presente memoria, el término "profármaco" o "proenzima" incluye el significado de un precursor, como por ejemplo prohormonas intraglandulares, o el significado de un agente cuya actividad farmacológica o actividad enzimática, o acción farmacológica, resulta de una conversión o transformación en una forma activa o más activa. Dicha conversión puede ser el resultado de un proceso metabólico o biotransformación, o puede ser el resultado de una reacción artificial.

Breve descripción de los dibujos

Para una descripción detallada de una forma de realización preferente de la invención, a continuación se hará referencia a los dibujos adjuntos, en el que:

La figura 1A es una figura esquemática de microcápsulas que contienen una partícula magnética que se calienta por la exposición a un campo electromagnético.

La figura 1B es una figura esquemática de las microcápsulas una vez que la partícula magnética ha realizado por fusión un poro en la membrana exterior y se difunde el contenido interior de la microcápsula.

La figura 2 es un gráfico que muestra la permeabilidad vs. La temperatura de las partículas ferromagnéticas cerámicas encapsuladas en las microcápsulas que demuestran una temperatura de Curie de aproximadamente 48ºC.

Descripción detallada de las formas de realización preferentes

La presente descripción describe microcápsulas multicapa y procedimientos de realización de microcápsulas que presentan una membrana exterior polimérica que puede contener fases líquidas que contienen fármacos o químicos bioactivos y partículas sólidas magnéticas que pueden absorber energía electromagnética y de esa manera calentarse hasta una temperatura predeterminada (punto de Curie o temperatura de Curie), que es suficiente para realizar por fusión un agujero en el recubrimiento polimérico, o para fundir por lo menos una parte del mismo, o de otra manera someter el mismo a lisis y liberar el contenido líquido de las microcápsulas que incluye el fármaco o el químico bioactivo. Las microcápsulas descritas en la presente memoria pueden, en algunas formas de realización, ser inyectadas en arterias que conducen a trombos,tumores vascularizados, u otros lechos capilares, o pueden ser inyectadas directamente en los tumores u otros tejidos con el fin de alcanzar un sitio diana. Cuando las microcápsulas se encuentran en el sitio diana, el paciente o sujeto puede ser expuesto a un campo electromagnético externo o interno, por lo general por un periodo de unos pocos minutos, causando de esa manera que las partículas magnéticas alcancen la temperatura de Curie y fundan el recubrimiento polimérico y liberen el fármaco en el sitio diana. En algunas formas de realización, pueden conseguirse múltiples liberaciones de fármacos incluyendo microcápsulas que contengan partículas magnéticas con diferentes puntos de Curie. Además, estas microcápsulas también pueden contener diferentes fármacos de manera que puedan conseguirse administraciones secuenciales de de una combinación de fármacos manipulando la frecuencia del campo externo y el tiempo de exposición. El uso de partículas magnéticas para una administración de fármacos controlada puede utilizarse con cualquiera de las microcápsulas y procedimientos que se describen en la presente memoria y en solicitudes relacionadas.

Las microcápsulas descritas en la presente memoria proporcionan ventajas sobre composiciones y procedimientos anteriores en que las microcápsulas pueden diseñarse de manera que la temperatura de Curie sea de entre aproximadamente 41ºC y cualquier temperatura, incluso de hasta 95ºC sin causar extensos daños térmicos a los tejidos locales. En base el tamaño pequeño respecto a una célula y el número pequeño de partículas, los daños colaterales serán mínimos. Además, las microcápsulas pueden utilizarse para administrar múltiples fármacos a partir de una única administración, o para liberar varios pulsos de fármacos como podría ser el caso. Otra ventaja es que las liberaciones de los fármacos son activadas por campos electromagnéticos externos que son no invasivos, pueden aplicarse por un tiempo más corto que el necesario para la hipertermia tisular, y no se basan en la hipertermia local, que es difícil de controlar y puede causar daños colaterales. Además, el calentamiento por inducción de las partículas magnéticas no está limitado a frecuencias y densidades de potencia normalmente necesarias para inducir la hipertermia. Las microcápsulas también son útiles para el almacenamiento de fármacos inestables por periodos extendidos, posiblemente en una forma inactiva, y para transportar fármacos o agentes bioactivos al sitio diana en un medio protegido hasta que son liberados, evitando de esta manera una actividad no deseada del fármaco en sitios no específicos, así como evitando potenciales problemas con una respuesta inmune al agente. Por último, las microcápsulas que contienen partículas magnéticas pueden separarse y purificarse utilizando campos magnéticos de CC y técnicas rutinarias de separación, y pueden concentrarse en una localización de tejido elegida mediante la aplicación de un campo magnético externo.

Para aquellas formas de realización descritas en la presente memoria en las que se utiliza un campo electromagnético para calentar micropartículas, la fuerza del campo puede describirse alternativamente como por lo general del orden de entre 85 KHz y 95 KHz o de entre 1500 A/m y 2400 A/m, o como de aproximadamente de entre 3 KW y 5 KW. El diseño de dichas microcápsulas se describe con mayor detalle en los ejemplos que se describen a conti-
nuación.

La presente descripción proporciona procedimientos de encapsulación de múltiples fármacos o agentes terapéuticos biológicos en microcápsulas líquidas o liposomas que están diseñados para la administración a tejidos u órganos seleccionados en los que, tras la activación, puede liberarse un fármaco efímero directamente al sitio diana por difusión de las microcápsulas. Puede utilizarse un procedimiento de la presente descripción para formar microcápsulas multilamelares que presenten capas líquidas hidrofílicas e hidrofóbicas alternas rodeadas por una "película" exterior polimérica, semipermeable y flexible. En esta forma de realización, la película exterior se diseña para permitir una difusión sostenida del fármaco bioactivo desde la microcápsula.

Las composiciones de la presente invención pueden utilizar formulaciones especiales de fármacos solubilizados, surfactantes, cosurfactantes poliméricos, y componentes de absorción de energía en una fase líquida inmiscible específica. El medio de absorción de energía (por ejemplo, fotoactivador, medio termoabsorbente, etc.) absorbe la radiación electromagnética, ultravioleta (UV), infrarroja (IR), ultrasónica, de radiofrecuencia (RF), o de microondas y por tanto causa la activación química de un sustrato químico o precursor de fármaco en una molécula de fármaco bioactivo que puede difundirse con facilidad fuera de la microcápsula. La energía absorbida también puede utilizarse para crear la convección térmica, flujos de Marangoni u otros flujos de alta velocidad que pueden causar el mezclado interfacial, la redistribución o partición de compartimentos en las fases inmiscibles, y un radiocontraste incrementado de componentes seleccionados dentro de determinados compartimentos líquidos. Esto lo ejemplariza la activación UV (220-390 nanómetros) de microcápsulas que contienen fármacos, compuestos fluorescentes y medios de radiocontraste en la misma microcápsula. Las microcápsulas activadas in situ se caracterizan por: membranas exteriores poliméricas que son tanto transparentes a las radiaciones de activación como permeables al fármaco bioactivo permitiendo de esa manera una liberación sostenida en el tiempo del fármaco activo; compartimentos de fluidos inmiscibles en el interior de las microcápsulas o esferoides internos rodeados por una membrana o un separador interfacial sensible a la cizalladura o termosensible, que contiene componentes químicos que absorben la energía de activación; reacciones químicas o mezclado por convección que convierten el profármaco o la proenzima a la forma bioactiva o cambian la forma molecular de un fármaco (que ya es bioactivo) para incrementar su tasa de difusión fuera de la microcápsula o su biodisponibilidad una vez que ha sido liberado; y una vida útil más larga que la del fármaco biaoctivo disuelto o suspendido en la solución portadora. En la práctica de la invención, pueden exponerse las microcápsulas a una primera forma de energía con el fin de causar el mezclado de las capas inmiscibles o de otra manera activar un profármaco o agente químico, y posteriormente exponer las microcápsulas a un campo electromagnético diseñado para calentar las micropartículas y liberar el contenido de las microcápsulas.

Incluidos en la presente descripción se encuentran las microcápsulas multicapa y los procedimientos de formación de las microcápsulas líquidas multicapaque comprenden una membrana o película exterior permeable al fármaco que rodea una esfera de compartimentos de fluidos inmiscibles. Los compartimentos inmiscibles pueden contener un precursor de fármaco en una fase y un agente de activación en otra fase. El agente de activación puede activarse por la exposición a una radiación electromagnética o por otras formas de activación de energía que hagan que reaccione con el precursor de fármaco para producir un agente o fármaco activo.

Las presentes composiciones se utilizan en procedimientos de exposición de microcápsulas a una radiación de activación u otras formas de activación de energía. Estos procedimientos incluyen, pero sin limitarse a ellos, los siguientes:

a)

Exposición directa de las microcápsulas en dispersión líquida o seca justo antes de la administración. Este procedimiento puede completarse, por ejemplo, mediante exposición a la radiación de un sistema de filtro pasa banda, luz láser, luz infrarroja, ondas radio o microondas, o una combinación de los mismos, todos los cuales son transmitidos a través de la membrana exterior de las microcápsulas para ser absorbidos por el agente de activación que ha sido coencapsulado con el fármaco precursor.

b)

Retención de las microcápsulas en el tejido seguido de la administración externa de la energía de activación a través de la película y tejidos exteriores de un sujeto sin daños fisiológicos y la absorción de la energía por el agente de activación del interior de las microcápsulas, o por partículas magnéticas que dan lugar a un calentamiento y a una fusión de la membrana exterior polimérica.

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c)

Retención de las microcápsulas en las arteriolas, vénulas, o tejidos mediante la exposición de las microcápsulas a través de catéteres intravasculares, u otros dispositivos internos que contienen una sonda de fibra óptica, un transductor electromagnético, u otro transductor de energía en miniatura que pueda transmitir la energía de activación localmente a las microcápsulas retenidas, seguido nuevamente de un calentamiento de las partículas magnéticas para liberar el contenido activado.

En la práctica de algunas formas de realización de la invención, la absorción de la energía de activación puede resultar en una reacción química entre un activador y un precursor de enzima o profármaco que produce un grupo molecular bioactivo, o dicha absorción puede inducir el mezclado de fluidos y unos flujos de fluido turbulentos en los que el mezclado interno de la fase interna inmiscible que contiene el profármaco y la fase interna que contiene el activador resulta en la producción de la forma bioactiva del fármaco. Alternativamente, la absorción de la energía de activación puede producirse en el interior de los esferoides interiores rodeados por una membrana termosensible que contiene una solución del agente de activación en el que la deposición de energía aumenta la temperatura en el esferoide provocando la rotura o la disolución de la membrana termosensible, permitiendo la mezcla de la solución de activación con la siguiente solución exterior que contiene el profármaco o sustrato para producir al agente activo. Dicho mezclado también puede ser causado por radiación ultrasónica, lo que sería efectivo para someter a lisis los esferoides interiores. La energía de activación también puede absorberse por la membrana exterior de las microcápsulas, para producir un agente como por ejemplo, radicales libres, superóxidos, agentes oxidantes o reductores para activar un profármaco.

Una forma de realización de la presente invención hace referencia también a microcápsulas en las que la energía de activación es absorbida por los medios de radiocontraste contenidos en las microcápsulas, creando así la radiopacidad de los medios mientras las microcápsulas se encuentran retenidas en el tejido. Entre los ejemplos de medios de radiocontraste se incluyen, aunque sin limitarse a ellos, aceites halogenados, como por ejemplo, aceite de semillas de amapola, aceite de semillas de algodón, aceite de cártamo, aceite de maíz, aceite de semillas de sésamo, aceite de canola (colza), y otros que pueden yodarse con facilidad para producir un medio de contraste radiopaco para la obtención de imágenes radiográficas.

Para los fines de esta descripción, los términos "un", "uno", "una" abarcan el significado convencional, e incluyen el significado "uno o más". Por tanto, una descripción de una microcápsula, o un profármaco, por ejemplo, incluiríael significado de uno/una o uno/una o más, según lo requiera un contexto particular.

Regulación de la Temperatura de las Termopartículas

A altas frecuencias, el calentamiento de partículas o varillas de metal ferromagnético por inducción electromagnética principalmente se debe a corrientes de Foucault que es conocido que circulan prácticamente exclusivamente en una capa superficial fina. Bajo tales condiciones, la potencia en las termopartículas por unidad de longitud en un campo magnético alterno, que se aplica en paralelo al eje largo, es:

P_{e} = \pi(\mu_{o}\mu\rhof)^{1/2} aH^{2}

En el que P_{e} es la entrada de potencia debido a las corrientes de Foucault, W/m; \mu_{o} es la permeabilidad del espacio libre, 4\pi x 10^{-7} Wb/A . m; \mu es la permeabilidad relativa de la termopartícula, sin dimensión; \rho es la resistividad eléctrica, ohm . m; a es el radio de la termopartícula, m; H es la amplitud del campo magnético que varía de forma sinusoidal, A . m; y f es la frecuencia, s^{-1} (Chen et al., 1988). A partir de esta cuestión, las únicas propiedades de material que afectan a la entrada de potencia a una termopartícula en calentamiento son \mu y \rho; H y f son características del equipo de calentamiento por inducción y sus condiciones operativas. La resistividad no cambia de manera perceptible a la temperatura de Curie, y la variación de la resistividad en el intervalo de temperatura justo por debajo de la temperatura de Curie es pequeña comparado con el correspondiente cambio en permeabilidad. Aún más importante, se produce una reducción drástica en la permeabilidad relativa a medida que la temperatura se acerca a la temperatura de Curie y esto resulta en una correspondiente reducción en la absorción de potencia, el flujo de corriente, y posterior calentamiento.

La figura 1A es un dibujo esquemático de un fármaco o enzima contenido en una microcápsula que también contiene una esfera o partícula metálica, como por ejemplo una partícula cerámica ferromagnética. La microcápsula (120) presenta una membrana polimérica exterior (122) que contiene una o más fases líquidas internas (124), (128). En la forma de realización mostrada en la figura, se muestran dos fases líquidas internas. En la forma de realización mostrada, una primera fase interna (128) contiene un fármaco o una enzima (130) para la que la membrana (122) es permeable. Una segunda fase interna (124) puede, en algunas formas de realización, contener un agente de activación. Una partícula metálica (136) contenida en la microcápsula (120), presenta una temperatura de Curie superior al punto de guión de la membrana exterior (122). Un campo electromagnético de activación (132) se muestra pasando a través de la membrana exterior (122) y haciendo que la partícula metálica (136) caliente y realice por fusión un agujero o poro en la membrana exterior (122). En diversas formas de realización de la invención, la capa líquida interna adyacente a la membrana exterior (122) y que contiene la partícula magnética (136) puede ser una capa acuosa o una capa de hidrocarburo dependiendo de la solubilidad del fármaco activo.

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La figura 1B es un dibujo esquemático de una parte de una microcápsula mostrada en la figura 1A una vez que la partícula metálica (136) ha realizado por fusión un agujero o poro permanente (138) en la membrana exterior (122). El poro (138) permite la salida del contenido de la microcápsula (120), incluyendo cualquier fármaco (130) que esté contenido en una fase líquida interna (128) próxima a la membrana exterior (122).

La figura 2 es un gráfico que muestra la permeabilidad vs. la temperatura de las partículas cerámicas ferromagnéticas encapsuladas en las microcápsulas descritas en el Ejemplo X. Se muestra una temperatura de Curie de aproximadamente 48ºC.

Una serie de más 38 experimentos separados en cuatro vuelos espaciales ha conducido al desarrollo de aspectos de esta invención. Estos experimentos junto con sus homólogos basados en la tierra son descritos a continuación con objeto de explicar la invención de forma específica y proporcionar detalles que son útiles en la realización de la invención. Sin embargo, los ejemplos específicos no limitan el alcance de la invención reivindicada.

Los próximos ejemplos no describen composiciones de la presente invención, sino que se ofrecen a modo ilustrativo y no tienen por objeto limitar el alcance de la invención en modo alguno. Todos los materiales utilizados en estos ejemplos fueron obtenidos a partir de fuentes comerciales bien conocidas, o como se indique específicamente en los ejemplos. Básicamente se utilizaron procedimientos convencionales en cada caso en el que no se especifica un procedimiento específico.

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Ejemplo I Resumen de los experimentos de microgravedad

Las formulaciones básicas y los procedimientos de dispersión líquido-líquido simplificados fueron desarrollados en 1988 y en 1989. El concepto básico es la formación de una microcápsula multilamelar con una dispersión acuosa de fármaco/aceite en su centro, un hidrocarburo/aceite fármaco#2 y/o un medio de radiocontraste (por ejemplo, IPO) como siguiente capa, una capa/fármaco acuosa (por ejemplo, cis-platino) como siguiente capa y una película o un recubrimiento exterior polimérico. Los experimentos relacionados con la microencapsulación diseñados para superar las limitaciones de los primeros procedimientos fueron llevados a cabo en seis misiones espaciales comenzando en abril de 1989 con el cohete sonda Consort-I utilizando el mini laboratorio "Materials Dispersion Apparatus" (Aparato de Dispersión de Materiales) (MDA) desarrollado por Instrumentation Technology Associates, Inc. Los vuelos del cohete sonda produjeron únicamente 6,5 minutos de condiciones de microgravedad, pero esto fue adecuado para formar microcápsulas en una única etapa. Los experimentos en el Transbordador Espacial permitieron un tiempo de dispersión de 10 minutos seguido del curado de la película de poliglicérido exterior durante ocho días bajo condiciones de microgravedad. Se muestra un resumen de estos experimentos en la tabla 2. Se sometieron a ensayo nuevas formulaciones en el Transbordador Espacial STS-52, utilizando únicamente fármacos, polímeros y surfactantes solubles en agua, y en el STS-56 utilizando alcoholes como surfactantes. Los experimentos específicos y los resultados se describen en detalle en los ejemplos que siguen a continuación.

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(Tabla pasa a página siguiente)

TABLA 2 Resumen de los Experimentos de Vuelos MED

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Ejemplo II Reconocidas restricciones dependientes de la gravedad

Las restricciones dependientes de la gravedad en el proceso de encapsulación básico espontáneo líquido-líquido condujeron al diseño de varios experimentos de microgravedad para explorar la utilidad de este proceso cuando se eliminaban fenómenos inducidos por la densidad. En particular, las restricciones dependientes de la gravedad, inducidas por la densidad, del proceso de microencapsulación líquido-líquido eran: separación de fases temprana, produciendo microcápsulas frágiles; flujo dinámico interfacial, causando la coalescencia de las microcápsulas. El fracaso de los experimentos con base en la Tierra para derivar microcápsulas uniformes condujo a un deseo de intentar la formación de microcápsulas en el espacio.

Los experimentos espaciales de microgravedad condujeron al desarrollo de un nuevo proceso de microencapsulación líquido-líquido que implica el uso de surfactantes y cosurfactantes en la fase acuosa y alcoholes cosurfactantes en la fase orgánica, que también contenía, en una forma de realización, polímeros de un alto peso molecular que formaban una "película" exterior dura en las microcápsulas finales. En condiciones de microgravedad, una dispersión de una única etapa produjo microcápsulas multilamelares únicas que contenían diversos fármacos acuosos coencapsulados con aceite de semillas de amapola (un medio de radiocontraste con una gravedad esp. = 1,35). Posteriores experimentos de control en tierra también produjeron algunas de estas únicas microcápsulas e ilustraron que el proceso de 1-g podría mejorarse para obtener microcápsulas utilizables utilizando diferentes formulaciones. En particular, se puso claramente de manifiesto que los recubrimientos exteriores mejoraron de manera considerable la resistencia de las microcápsulas formadas.

Ejemplo III Experimentos del cohete sonda

Los experimentos iniciales realizados en las misiones Consort-1 y Consort-3 fueron utilizados para determinar la cinética de difusión y el mezclado efectivo en los MDAs (ver a continuación la descripción del aparato). Esto mostró que se había mezclado suficiente volumen en la interfaz por medio de la difusión para permitir la formación de microcápsulas. Estos experimentos también proporcionaron las constantes de difusión para cada uno de los componentes de las fases líquidas.

La primera microencapsulación de fármacos en microgravedad de éxito fue llevada a cabo en la misión Consort-4 en noviembre de 1991. Las microcápsulas fueron recuperadas y analizadas mediante análisis de imágenes microscópicas. Se incluyeron lechos fluorescentes monodispersados como estándares de tamaño interno y se utilizaron marcadores fluorescentes para determinar la distribución de fármacos en los diversos compartimentos de fluidos. Experimentos adicionales, llevados a cabo en septiembre de 1992 en la misión Consort-5, confirmaron las capacidades del nuevo procedimiento para formar microcápsulas multilamelares con capas alternas de fármacos hidrofílicos e hidrofóbicos.

Las microcápsulas formadas en 38 mini experimentos de microgravedad utilizaron una dispersión líquido-líquido de soluciones de fármacos acuosas, conteniendo el surfactante y el polietilenglicol dispersado en las soluciones de cosurfactante alcohólico poliglicéridos solubles.

De las misiones Consort se recuperaron microcápsulas tanto de aceite/agua como de polímero/agua/aceite. Estos experimentos produjeron microcápsulas líquidas multilamelares (esferas concéntricas dentro de esferas) compuestas por tres o más, capas inmiscibles alternas. Se hizo posible el análisis de imágenes de las microcápsulas mediante la coencapsulación de los lechos fluorescentes de tamaño estándar. Las microcápsulas fueron formadas en el intervalo de entre 1 micrón y 15 micrones, de entre 40 micrones y 50 micrones, de entre 110 micrones y 130 micrones y de entre 160 micrones y 230 micrones de diámetro. Esto consistió en una mejora sustancial sobre los procedimientos de la técnica anterior que inicialmente fueron probados por los inventores para derivar microcápsulas únicamente en el intervalo de 10 micrones y menos. La distribución dimensional cubrió un intervalo de entre aproximadamente 5 micrones de diámetro y aproximadamente 300 micrones de diámetro y superior. El tamaño medio de las microcápsulas formadas en estos experimentos fue de aproximadamente 150 micrones, muy por encima de la media de 10 micrones o menos de diámetro obtenida con los procedimientos de la técnica anterior.

La resistencia de las microcápsulas formadas bajo estas condiciones permitió la segregación dimensional mediante la filtración de otros procedimientos de separación. El análisis de imágenes digitales (programa de análisis de imágenes de la National Institutes of Health) del contraste de fases y las imágenes fluorescentes tomadas con un microscopio fluorescente también confirmaron que los fármacos solubles en agua fueron encapsulados de forma rutinaria en el núcleo acuoso interior y en el recubrimiento acuoso más exterior de las microcápsulas.

También fueron formadas microcápsulas multilamelares, las cuales contenían cantidades relativamente elevadas de IPO (Guerbet Laboratories - Francia, Savage Laboratories - EEUU) en láminas discretas, incluyendo microcápsulas con una carga elevada de IPO, que con frecuencia comprende hasta el 38% del volumen total. Con frecuencia también fueron encontrados pequeños hemisferios de IPO aferrándose a la superficie exterior de la grande esfera interior (acuosa) o adheridos a la película polimérica exterior de la microcápsula.

Las microcápsulas formadas por prácticamente todas las formulaciones sobrevivieron aceleraciones de 15-g, vibraciones severas y mezclados turbulentos, durante la reentrada de la cápsula experimental, y han permanecido intactas por dos años tras su recuperación desde el espacio. Estas microcápsulas multicapa son similares a microglobos de película fina y llenas de líquido que son lo suficientemente flexibles para ser manipuladas en una placa de microscopio sin colapsar.

Las microcápsulas formadas en solo 6,5 minutos de microgravedad retienen su forma esférica y parecen lo suficientemente resistentes como para sobrevivir las extensas manipulaciones físicas que son necesarias para la medición del tamaño, la preparación final y el almacenamiento de las suspensiones parenterales, y la cizalladura de fluido encontrados tras la inyección intravascular. Los inventores también han descubierto que dichas cápsulas pueden formarse en un periodo de unos pocos segundos.

También se formaron estructuras muy inusuales (múltiples esferas pequeñas de fármaco soluble en agua) distribuidas en el interior de las microcápsulas multilamelares de o/w/o (aceite/agua/aceite), en el que los esferoides acuosos están dispuestos en un anillo anular que aparece fijado en un plano dentro de la esfera más interior. Estas estructuras de anillo permanecen intactas cuando las microcápsulas "ruedan de un lado para otro" en la placa del microscopio sin romperse. Estas estructuras demuestran la capacidad de los procedimientos de la invención para formar pequeños esferoides que no se funden (unen) en el interior de una microcápsula más grande. Dichas estructuras pueden utilizarse ventajosamente para controlar la relación específica de volumen respecto a área superficial con el fin de controlar la tasa de difusión de un soluto en dichos esferoides. En particular, la liberación sostenida de composiciones farmacéuticas contenidas en dichos esferoides dentro de las microcápsulas puede encontrar utilidad, como lo harán las aplicaciones en las que el contenido de dichos esferoides pueda liberarse en la microcápsula por irradiación ultrasónica.

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Ejemplo IV Experimentos del transbordador espacial

En los experimentos llevados a cabo en el STS-52, los inventores coencapsularon cis-platino (diaminodicloro-cis-platino; Bristol Laboratories) con IPO formando microcápsulas a partir de polímeros solubles en agua utilizando formulaciones espaciales de solventes acuosos no alcohólicos. Dichas formulaciones encontrarán particular utilidad en las coencapsulaciones de compuestos antitumorales junto con medio de radiocontraste para el rastreo de fármacos en el cuerpo.

Se utilizaron polivinil pirrolidona (PVP), alcoholde polivinilo, y una lecitina comercialmente disponible (Centrolex-F®; un compuesto fosfolípido derivado de la soja y producido por U.S. Soya, Inc.) para formar microcápsulas multilamelares a 20ºC. Junto con los fármacos fueron coencapsulados lechos fluorescentes y marcadores fluorescentes para permitir mediciones de distribución de fármaco dentro de las diversas láminas, utilizando la microscopía de fluorescencia y análisis de imágenes digitales. Las microcápsulas finales fueron recuperadas y resuspendidas en soluciones acuosas, IPO o aceite mineral. Las microcápsulas formadas mediante estas formulaciones resultaron ser similares a las realizadas utilizando poliglicéridos solubles en alcohol. Sin embargo, sin la membrana polimérica soluble en hidrocarburos estas microcápsulas resultaron ser más frágiles y friables. Se formó otro tipo único de microcápsula durante estos experimentos que se caracterizaba por cristales de fármaco formados dentro del núcleo acuoso interior de las microcápsulas multilamelares. Se formaron microcápsulas que estaban llenas (aproximadamente el 65% del compartimento acuoso) de cristales de cis-platino, y fármaco antitumoral. También se formaron microcápsulas que contenían cristales de amoxicilina en los experimentos del STS-52. Estas ilustran que los fármacos solubles en agua pueden encapsularse a concentraciones muy elevadas próximo al límite de solubilidad del fármaco. Una vez que se han formado las microcápsulas el fármaco puede concentrarse aún más (tal vez por medio del alcohol que absorbe el agua de la fase acuosa en la que se disuelve el soluto farmacéutico) para formar cristales grandes que son más estables que el fármaco disuelto durante periodos de almacenamiento prolongados.

Las microcápsulas formadas a partir de los procedimientos de primer solvente orgánico/polímero parecían ser más resistentes (por comparación visual bajo el microscopio) que las formadas en el STS-52 formadas a partir de los procedimientos de primer solvente acuoso/polímero. Los experimentos del STS-56 produjeron nuevamente microcápsulas líquidas multilamelares (esferas concéntricas múltiples dentro de esferas) compuestas por capas inmiscibles alternas. Utilizando lechos fluorescentes de 6,4 micrones y análisis de imágenes, se descubrió que las microcápsulas más interesantes se formaron en el intervalo de entre 10 micrones y 15 micrones, de entre 40 micrones y 50 micrones, de entre 50 micrones y 100 micrones, y de entre 160 micrones y 230 micrones de diámetro. Estas distribuciones de diámetros resultaron ser de particular interés dado que es conocido que los usos intraarteriales pueden alojar microcápsulas de entre 50 micrones y 300 micrones de diámetro mientras que las aplicaciones intravenosas solamente pueden tolerar microcápsulas de entre 1 micrón y 10 micrones de diámetro. De esta manera, segregando las microcápsulas en fracciones dimensionadas (cribado), es posible abordar limitaciones intravasculares particulares.

Tal y como se ha indicado anteriormente, se formaron microcápsulas que contenían cristales de cis-platino o amoxicilina.Los cristales aparentemente se formaron tras la encapsulación. Se formaron varias microcápsulas que contenían un único cristal, grande cúbico de cis-platino por lo que llenaba completamente la esfera interior de manera que solamente aproximadamente el 15% del volumen interior permanecía como líquido. Se midió un cristal de cis-platino cúbico, encapsulado, de 48 micrones en transversal, dentro de una microcápsula de 57 micrones de diámetro. Tras la formación, algunas de las microcápsulas se dispersaron en una fase de aceite externa (IPO o aceite mineral) y se les permitió un curado de ocho días antes del retorno a la Tierra.

Estos experimentos microgravitatorios han mostrado que la formación de microcápsulas de fase alterna y multilamelares puede controlarse mediante exposiciones secuenciadas en el tiempo apropiadas de las fases inmiscibles utilizando formulaciones de solventes especiales y surfactantes. Una vez formadas, las microcápsulas permanecen esféricas debido a la predominante tensión superficial de las fases internas y partición de la fase polímero/solvente en las interfaces.

Estos experimentos demostraron claramente la capacidad de utilizar el mezclado de difusión líquido-líquido para formar microcápsulas únicas que contienen fármacos hidrofílicos e hidrofóbicos bajo condiciones de microgravedad. De esta manera, se llevaron a cabo experimentos en base a la Tierra para complementar y reproducir los experimentos espaciales. Estos experimentos en base a la Tierra fueron capaces de reproducir el intervalo de tamaños (de entre 5 micrones y 250 micrones de diámetro) a un grado limitado, pero el tamaño medio de las microcápsulas obtenidas resultó ser de entre 10 micrones y 40 micrones de diámetro. De todas formas, esto representaba una mejora considerable sobre los procedimientos de la técnica anterior que raramente formaban microcápsulas por encima de los 10 micrones de diámetro. También se observó que los experimentos en base a la Tierra resultaron en microcápsulas menos resistentes. Esto es muy probablemente el resultado de las deformaciones dependientes de la gravedad de las microcápsulas esféricas dado que se forman dando lugar a zonas de una deposición polimérica más delgada. De esta manera, las microcápsulas flexibles, formadas bajo condiciones de microgravedad, resultaron ser de unas distribuciones dimensionales más uniformes que las formadas en condiciones de 1-g, más resistentes, y presentaban un diámetro medio superior que las microcápsulas hechas en la Tierra, principalmente debido a la ausencia de la convección térmica, de fuerzas de flotabilidad, y a inestabilidades que se producen en las interfaces inmiscibles. Estos problemas han sido superados con creces por el nuevo aparato de fabricación tal y como se describe en una solicitud relacionada, "Microencapsulation and Electrostatic Processing Device" (Dispositivo de Procesamiento Electrostático y Microencapsulación''), inventado por Dennis R. Morrison, Benjamin Mosier y John M. Cassanto, incorporada en la presente memoria por referencia.

Los experimentos de microgravedad ilustraron la viabilidad de coencapsular fármacos solubles en agua, fármacos solubles en hidrocarburos y medio de contraste basado en aceite en el interior de una película exterior de poliglicérido, soluble en lípido, que se cura lo suficientemente rápido para ser impermeable al aceite o a la resolubilización de hidrocarburos. También permiten la formación y obtención de microcápsulas únicas que duran lo suficientemente como para ser retirados del solvente externo sin alteración o destrucción de las fases internas. Se prevé que estas microcápsulas presentarán varias ventajas sobre los liposomas convencionales que se diseñan para la inyección intravascular.

Ejemplo V Descripción del hardware de vuelo

Los experimentos de microencapsulación descritos en la presente memoria fueron llevados a cabo utilizando el aparato "Materials Dispersion Apparatus" (Aparato de Dispersión de Materiales) (MDA; ITA, Inc., Exton, PA). El MDA consiste en un bloque superior y un bloque inferior que contienen cámaras para cada fluido de muestra. Los bloques se encuentran desalineados en el lanzamiento de manera que las cámaras no se encuentran en contacto entre sí. Tras la activación en la microgravedad, los bloques se mueven para alinear las cámaras de manera que los fluidos pueden mezclarse mediante una difusión líquido-líquido. Algunos de los experimentos fueron llevados a cabo con un mezclado de fluidos de una única etapa, y algunos fueron realizados con una técnica de mezclado de fluidos de dos etapas que permite la difusión de un tercer fluido o muestra en la mezcla de los dos primeros fluidos estando todavía en el medio de microgravedad. En estos experimentos, las fuerzas de cizalladura son mínimas mientras los fluidos se mueven para hacer contacto entre sí.

Ejemplo VI Discusión y formas de realización alternativas

La formación espontánea de microcápsulas multilamelares que contienen capas alternas de compartimentos de solventes acuosos e hidrofóbicos depende enormemente de la tensión interfacial y de la cantidad de mezclado entre las fases líquidas inmiscibles. En la tierra, este proceso se ve limitado por la separación dependiente de la gravedad e inducida por la densidad de los líquidos inmiscibles en capas horizontales estratificadas. En condiciones de microgravedad, este proceso depende enormemente de las energías libres de superficie de los diferentes líquidos, pero es independiente de la convección inducida por la densidad o de la separación de fases flotantes. En las formulaciones se han incluido polímeros de alto peso molecular, solubles en hidrocarburos, para formar "películas" permeables y flexibles o recubrimientos exteriores alrededor de las microcápsulas líquidas dado que son creadas mediante mecanismos de partición de fases. También es posible formar dichas barreras poliméricas entre capas internas. Las microcápsulas pueden formarse y curarse sin deformaciones por contacto con las paredes contenedoras.

Más concretamente, la coencapsulación de un fármaco (cis-platino) antitumoral, soluble en agua, y un medio de radiocontraste (IPO), en microgravedad, ha producido un único sistema de administración de fármacos que puede visualizarse mediante escaneado radiológico de tomografía computerizada para asegurar que el fármaco citotóxico es administrado directamente al tumor diana. Se han desarrollado microcápsulas multicapa que pueden proporcionar un nuevo sistema de administración intravascular para tejidos dirigidos y para la liberación secuencial, sostenida y controlada de múltiples fármacos antitumorales. Este procedimiento ha resultado en la formación de microcápsulas esféricas flexibles de tamaños más uniformes que pueden proporcionar unas densidades máximas de compactado y una máxima administración de fármacos a los órganos o tumores diana.

Las microcápsulas multicapa pueden diseñarse para proteger formas activas de las uroquinasa y otras enzimas trombolíticas hasta que son administradas y retenidas en el sitio local de un coagulo de sangre, en el que pueden difundir dosis terapéuticas de la enzima para disolver la embolia no deseada. Estos procedimientos de difusión de líquidos inmiscibles podrían utilizarse para la encapsulación de determinados fármacos lábiles para realizar microcápsulas para sistemas de administración de fármacos de propósito especial, especialmente los diseñados para administrar fármacos a través de la mucosa nasal o bucal o por medio de la inhalación directamente a los pulmones. Entre los ejemplos se incluye la administración protegida del mucolítico DNAse para un tratamiento de liberación sostenida de la fibrosis cística y de 1-antitripsina para pacientes con deficiencias en el epitelio pulmonar.

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Ejemplo VII Redispersión de microcápsulas en vehículos acuosos o de aceite

Una segunda etapa utilizada con frecuencia incluye la dispersión de las microcápsulas (una vez que han sido formadas) en diferentes solventes acuosos/poliméricos o en una fase de aceite puro. Un atributo único de las microcápsulas formadas mediante estos procedimientos es que no se vuelven a disolver en una fase externa aceitosa, a pesar de que la película exterior semipermeable sea hidrofóbica. Esto produce una suspensión en portadores líquidos que habitualmente se utilizan para la administración intravascular.

Entre los ejemplos de soluciones acuosas adecuadas se incluirían, aunque sin limitarse a ellos, dextrano, PEG, salina tamponada con fosfato (PBS), solución de Ringer, o cualquier solución conocida en la técnica que se selecciona de manera que la membrana presenta una solubilidad baja o nula en dicho medio. Las soluciones son esterilizadas previamente a la redispersión y se seleccionan para la aplicación particular, como por ejemplo la inyección a un humano. Es una ventaja adicional, que la redistribución en estas soluciones inhiba la coalescencia.

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Ejemplo VIII Formulaciones de microcápsulas de primer solvente orgánico ejemplares

Las siguientes formulaciones han sido utilizadas con particular éxito por los inventores tanto en procedimientos de gravedad normal de la Tierra como de microgravedad de realización de microcápsulas.

\quad

Fluido 1 (hidrocarburo). El primer solvente es un fluido de hidrocarburo (etil alcohol, metil alcohol o isopropil alcohol) con un HLB bajo o medio. Se utilizan uno o más cosolventes (que también pueden actuar como cosurfactantes). Se añaden pequeñas concentraciones de aceite y agua. En esta mezcla, el monoglicérido o poliglicérido se disuelve hasta un 5% en p/v. El siguiente es un ejemplo:

88% IPA

2,5% m-Heacanol

2,5% n-Heptanol

5% IPO

2% H_{2}O

5% GMS

\quad

Fluido 2 (acuoso). El segundo solvente es agua más surfactantes (por ejemplo ésteres de sorbitán polietoxilado; polietilenglicol). Se añaden un polisacárido (Dextrano) y salina normal (0,9%) que ayuda a conseguir la concentración de micelas crítica deseada. Se añade una composición soluble en agua. El siguiente es un ejemplo:

1% PEG 4000

5% Dextrano-40 (MW=40.000)

0,9% Cloruro Sódico

2% Monooleato de Sorbitán/20 moles de óxido de etileno

Agua (hasta un 100% de volumen)

Fármaco disuelto a una concentración especificada (según dosis y tasa de liberación necesarias)

\quad

Fluido 3 (aceite). Un aceite, inmiscible con los dos primeros fluidos en los que la "película exterior" de la microcápsula es insoluble de manera que las microcápsulas suspendidas pueden administrarse cuando se necesita una administración no acuosa. La sumersión de las microcápsulas en el aceite también puede ayudar en el curado o en la polimerización de la "película exterior". Una forma de realización preferente del vehículo de aceite es el aceite de semillas de amapola halogenado que también sirve como medio de radiocontraste.

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Composiciones alternativas para el Fluido 1

\quad

Solvente principal - etil alcohol

\quad

Cosolventes - (cosurfactantes) son alcoholes normales - C4 a C8

Solventes de constante dieléctrica elevada -

Tetrahidrofurano

Dioxano

Acetonitrilo

Dimetilformamida

Dimetilacetamida

Dimetilsulfóxido

\quad

Aceite líquidos de radiocontraste densos s.a. aceites no saturados halogenados por ejemplo aceite de semillas de amapola halogenado, aceite de semillas de algodón, aceite de cártamo, aceite de oliva, aceite de canola (colza), aceite de cacahuete, aceite de sésamo, aceite de maíz.

\quad

También pueden utilizarse aceites saturados, s.a. aceite mineral pesado, petrolatum líquido

\quad

Polímeros - utilizados para formar la "película exterior" en las microcápsulas

Monoglicéridos, poliglicéridos, - esp. ésteres de glicerol en el intervalo de C12 - C22, por ejemplo, monoestearato, diestearatos,

Monooleatos,

Monolauratos y aceite de oliva

Poliglicéridos - colesterol, esteroles de plantas de cera (estigmaesterol, fitoesterol, campesterol)

Fosfolípidos - lecitinas (fosfatidilcolina) y/o combinaciones con mono/poliglicéridos

Polivinil pirrolidona

Poliacrilatos

PEG-hidroxipropil metacrilato

PEG 4.000-12.000

Polietilenglicol/copolímeros acrilato

Polietilenglicol/copolímeros dextrano

\newpage

Concentraciones alternativas

Fluido 1: solvente principal

75-95%

Cosolventes

1-10%

Aceite

1-10%

Polímero

1-5%

Agua

1-20%

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Composición alternativa para el Fluido 2

\quad

PEG 400-20000

\quad

Dextrano (MW = 40.000-100.000)

\quad

0,9% Cloruro sódico

\quad

Monolaurato de sorbitán/20 moles de óxido de etileno

\quad

Equilibrio es agua

\quad

Fármaco disuelto a concentración saturada o especificada (según dosis y tasa de liberación necesarias)

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Concentraciones alternativas

PEG

1-5%

Dextrano (MW=40.000-100.000)

5-10%

Cloruro sódico

0,9%

Monolaurato de sorbitán/20ETO

1-5%

Agua (equilibrio de volumen)

Concentración de fármaco saturada o especificada

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Composición alternativa para el Fluido 3 (Aceites)

Líquidos de radiocontraste densos s.a. aceites no saturados yodados por ejemplo aceite de semillas de amapola, aceite de semillas de algodón, aceite de cártamo, aceite de oliva, aceite de canola (colza), aceite de sésamo, aceite de maíz.

También pueden utilizarse aceites saturados, s.a. aceite mineral pesado y petrolatum.

Puede utilizarse aceite al cien por cien o unamezcla como vehículo portador para las microcápsulas suspendidas.

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Ejemplo IX Formulaciones ejemplares de microcápsulas de primer solvente acuoso Procedimiento alternativo - Película Exterior Hidrofílica

\quad

Fluido 1 (acuoso). El solvente principal es agua, uno o más cosolventes (que también pueden actuar como surfactantes), y se disuelve lecitina hasta un 5% p/v para formar la película exterior en las microcápsulas. El siguiente es un ejemplo: 3% de alcohol de polivinilo disuelto en una mezcla de

20% isopropil alcohol

80% agua

\quad

Fluido 2 (acuoso). El solvente principal es agua más surfactantes (por ejemplo ésteres de sorbitán polietoxilado; polietilenglicol) y más un polisacárido (Dextrano) y salina normal (0,9%) que ayuda a conseguir la concentración de micelas crítica deseada. El siguiente es un ejemplo: 1% PEG 4000

5% Dextrano-70 (MW=\sim70.000)

0,9% Cloruro Sódico

2% Monooleato de sorbitán/20 moles de óxido de etileno

Agua (hasta un 100% de volumen)

Fármaco disuelto a una concentración saturada o especificada (según dosis y tasa de liberación necesarias)

\quad

Fluido 3 (acuoso). Una solución de PEG y PVP que puede ayudar en el curado o la polimerización de la "película exterior".

1% Polivinil pirrolidona

4% PEG 4000

5% Dextrano-70 (MW=\sim70.000)

Equilibrio es 0,9% cloruro sódico

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Ejemplo X Microcápsulas de activación externa

Se formaron microcápsulas multicapa en condiciones de microgravedad, que contenían cis-platino y partículas ferromagnéticas suministradas por Ceramic Magnetics, Inc. (Fairfeld, NJ). Estas partículas ferromagnéticas (< 1 \mu) están compuestas por 66% peso Fe_{2}O_{3}, 9% peso NiO y 25% peso ZnO. Estas partículas cerámicas/magnéticas) tienen una temperatura de Curie de aproximadamente 48ºC (figura 2). Las microcápsulas tienen unos diámetros de entre 10 \mu y 100 \mu. Las microcápsulas de este tamaño son adecuadas para la quimioembolización de tumores vasculares sólidos como por ejemplo los que se encuentran en el bazo, hígado, riñón o páncreas, por lo que el fármaco antitumoral, cis-platino en este caso, puede liberarse mediante la exposición a un campo electromagnético externamente activado.

Para el uso en el cáncer de páncreas o en el cáncer de hígado, por ejemplo, las microcápsulas descritas en este ejemplo serían infundidas a una arteria designada o directamente inyectadas al tumor durante un procedimiento quirúrgico. El paciente es sometido a un campo electromagnético de entre 85 KHz y 100 KHz, o un campo magnético de aproximadamente 0,1 Tesla por un periodo de aproximadamente 10 minutos con el fin de liberar el fármaco. En formas de realización alternativas, podría usarse un campo electromagnético de entre aproximadamente 20 KHz y aproximadamente 500 KHz.

Para formas de realización que utilizan un campo magnético como el que se describe en este ejemplo, las microcápsulas se diseñan de tal manera que la SAR de la micropartícula es mucho mayor que la de la membrana de la microcápsula y el tejido. Por lo general la SAR de las microcápsula es de entre 2 y 4 veces mayor que la SAR de la membrana exterior, que es de entre 4 y 10 veces mayor que la SAR del tejido circundante.

También se entiende que los presentes procedimientos pueden utilizarse con otras formas de terapia incluyendo, pero sin limitarse a ello, la terapia por hipertermia. El uso de la combinación de hipertermia y fármacos quimioterápicos es descrito en los títulos Urano et al., Local Hyperthermia in Combination with Chemotherapeutic Agents, en Interstitial Hyperthermia, L. Handl-Zeller (ed.) Springer-Verlag, New York, 1992, incorporados en la parte pertinente en la presente memoria por referencia.

La presente invención ha sido descrita en términos de formas de realización particulares consideradas o propuestas para comprender modos preferentes para la práctica de la invención. Los expertos en la materia entenderán que, en vista de la presente descripción, pueden realizarse en las formas de realización particulares ejemplificadas numerosas modificaciones y numerosos cambios sin alejarse del alcance de la invención. Por ejemplo, una forma de realización alternativa incluye el uso de ciclodextrina soluble en agua (en la fase hidrofílica) que tiene un centro hidrofóbico que puede por si mismo retener fármacos hidrofóbicos, actuando por tanto como portador de fármacos hidrofóbicos dentro de la fase acuosa. Otra forma de realización alternativa permite, una vez que han sido formadas las microcápsulas, la aplicación de recubrimientos exteriores poliméricos auxiliares mediante procedimientos convencionales (recubrimiento electrostático, aerosolización y secado, etc.). Esto se hace posible diseñando el preciso maquillaje químico de la película exterior polimérica inicial de tal manera que sea compatible tanto con la difusión del fármaco como con el recubrimiento auxiliar a aplicar. Cuando se utilizan surfactantes para facilitar la adhesión de la tercera solución o recubrimiento auxiliar debe seleccionarse un valor de HLB que sea compatible con el valor de HLB del recubrimiento exterior existente que ya ha sido formado, de manera que la solución que contiene el recubrimiento auxiliar humedezca la superficie del recubrimiento exterior existente, para permitir la deposición del recubrimiento auxiliar. Esto contrasta con los liposomas convencionales cuya membrana exterior presenta una composición variable, dependiendo de la separación de fases de los fosfolípidos y aditivo colesterol cuando se forma cada liposoma. Otra forma de realización alternativa incorpora un medio de absorción de energía (por ejemplo, un fotoactivador) que puede absorber radiación electromagnética, ultravioleta, infrarroja, ultrasónica, de radiofrecuencia y de microondas y por tanto causar la activación de un componente farmacológico efímero justo antes de la administración o una vez que las microcápsulas han alcanzado el sitio diana. Otra forma de realización incorpora partículas magnéticas y campos magnéticos o mecanismos electroforéticos de flujo libre, etc. para facilitar la dispersión o el transporte de una fase a través de la interfaz inmiscible en la otra fase. Esto ha sido demostrado como una forma de mezclado unidireccional y de una única pasada, siendo la microgravedad donde mejor es explotada o aprovechada.Otra forma de realización incluye la adición de determinados anticuerpos (hidrofóbicos) a la película polimérica que proporciona a las microcápsulas especificidad de sitio siendo capaz de enlazar dos células diana (por ejemplo, tumores) mientras que el fármaco retenido se difunde para proporcionar las dosis máximas a dichas células con dicho sitio antigénico. Otra forma de realización hace uso de polietilenglicol (PEG) añadido a fármacos proteínicos o peptídicos y una película exterior polimérica personalizada que permite difundir el complejo fármaco-PEG fuera de la microcápsula como una entidad intacta. Esto permite al fármaco resistir la unión de anticuerpos y permanecer en el torrente sanguíneo por más tiempo como se ha descubierto en el tipo Pegnology 4 de complejos de fármacos desarrollado por Enzon, Inc., siendo la mejora la administración de este complejo en las microcápsulas adaptadas y la liberación controlada del complejo a través de la película exterior polimérica especialmente diseñada. Otra forma de realización hace referencia a microcápsulas que contienen partículas magnéticas que pueden ser calentadas mediante la exposición a un campo electromagnético de manera que las partículas pueden fundir el recubrimiento polimérico y liberar el contenido sin causar extensos daños hipertérmicos a los tejidos circundantes. Otras formas de realización incluyen el uso de las microcápsulas de la invención para la producción de cristales dentro de una fase acuosa. Todas estas modificaciones están destinadas a estar incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Las formas de realización descritas en la presente memoria únicamente son ejemplares, y nunca limitativas. Son posibles muchas variaciones y modificaciones de la invención y de los aparatos descritos en la presente memoria y las mismas se encuentran dentro del alcance de la invención. Por consiguiente, el alcance de protección no se ve limitado por la anterior descripción, sino que está únicamente limitado por las reivindicaciones que a continuación siguen, incluyendo dicho alcance todos los equivalentes del objeto de las reivindicaciones.

Todas las patentes y publicaciones mencionadas en esta especificación son indicativas del nivel de conocimientos de aquellos conocedores de la materia a quienes pertenece la invención.

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Referencias citadas

Son incorporadas específicamente en la presente memoria, por referencia, las siguientes referencias, por el hecho de que proporcionan detalles de los procedimientos que son complementarios a los descritos en la presente memoria.

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Referencias citadas en la descripción

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es solamente para conveniencia del lector. La misma no forma parte del documento de patente europea. A pesar de que se ha tenido mucho cuidado durante la recopilación de las referencias, no deben excluirse errores u omisiones y a este respecto la OEP se exime de toda responsabilidad.

Documentos de patente citados en la descripción

\bullet US 5470582 A

\bullet US 2971916 A

\bullet US 4898734 A

\bullet US 4247406 A

\bullet US 5417982 A

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Literatura (no patentes) citada en la descripción

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\bulletTALSMA, H.; CROMMELIN, D. J. A. Liposomes as Drug Delivery Systems. Preparation. Pharmaceutical Technology, October 1992, 96-106.

Claims (34)

1. Composición que comprende microcápsulas, en la que dichas microcápsulas comprenden una o más fases líquidas internas contenidas dentro de una membrana exterior polimérica que presenta una temperatura de fusión, y que comprenden adicionalmente una o más partículas magnéticas en una fase líquida interna en contacto con la membrana exterior; y en la que además, una primera parte de dichas microcápsulas presenta una membrana exterior polimérica con un diferente punto de fusión al de la segunda parte de dichas microcápsulas, y en la que además el primer punto de fusión y el segundo punto de fusión son inferiores al punto de Curie de las partículas magnéticas, en la que dichas microcápsulas contienen un fármaco en por lo menos una de dichas fases líquidas internas.

2. Composición que comprende microcápsulas, y en la que dichas microcápsulas comprenden dos o más fases líquidas inmiscibles internas contenidas dentro de una membrana exterior polimérica que presenta una temperatura de fusión, y que comprenden adicionalmente una o más partículas magnéticas en una fase líquida interna en contacto con la membrana exterior, en la que las partículas magnéticas presentan un punto de Curie superior a la temperatura de fusión de la membrana polimérica, y en la que además una primera parte de dichas microcápsulas contienen partículas magnéticas con un segundo punto de Curie, y en la que además el primer punto de Curie es diferente al segundo punto de Curie, y en la que las microcápsulas contienen un fármaco.

3. Composición según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que dicha primera parte contiene un fármaco diferente al de la segunda parte.

4. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho fármaco es un fármaco anticancerígeno.

5. Composición según la reivindicación 4, en la que dicho fármaco anticancerígeno es cis-platino, doxorubicina, daunorubicina, diaziquona, paclitaxel, aziridinilo benzoquinona, muramiltripeptido, 5-fluoruracilo.

6. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho fármaco es un anestésico.

7. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha composición comprende microcápsulas que se definen adicionalmente porque contienen un medio que se vuelve radiopaco por medio de un cambio de estado de oxidación al ser expuesto a la energía.

8. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho fármaco s un antibiótico sistémico.

9. Composición según la reivindicación 8, en la que dicho antibiótico es penicilina, cefalosporina, ampicilina o amoxicilina.

10. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho fármaco es un antifúngico sistémico.

11. Composición según la reivindicación 10, en la que dicho antifúngico es nistatina o griseofulvina.

12. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho fármaco es un antiviral sistémico.

13. Composición según la reivindicación 12, en la que dicho antiviral es yododesoxiuridina o riboviran.

14. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho fármaco es un antiparasítico.

15. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho fármaco es un antiinflamatorio.

16. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el fármaco es una hormona, un esteroide, hidrocortisona, dexametasona, una quinolona sistémica, un aminoglicósido, un antídoto, una anticolinesterasa, un antídoto para la intoxicación por metal, un agente citotóxico, un inmunomodulador, una citocina, una interleucina, una alfa-antitripsina, un regulador del metabolismo óseo, un agente hipercalcémico, un agente cardiovascular, un betabloqueador, un vasodilatador cerebral, un mejorador del metabolismo cerebral, un factor estimulante de colonias, un factor estimulante de colonias de granulocitos, un factor estimulante de colonias de macrófago-granulocitos, un vasopresor, un agente diabético local, un mejorador del "CT Scan", un agente angiocardiográfico, un agente de deficiencia de la adenosina deaminasa, un inhibidor de gonadotropinas, un inhibidor de esteroides corticoadrenales, un estimulante de la hormona liberadora de gonadotropina, una urofolitropina, un relajante muscular, un agente bloqueador neuromuscular, un análogo de prostaglandina, una prostaglandina, un inhibidor de la prostaglandina, un agente de terapia respiratoria, un anticolinérgico, un estimulador beta andrenérgico, metoclopramida, tetrahidrocannabinol o un agente simpatomimético.

17. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicho fármaco es un agente trombolítico.

\newpage

18. Composición según la reivindicación 17, en la que dicho agente trombolítico es uroquinasa (uPA), activador tisular de plasminógeno (tPA) o estreptoquinasa.

19. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que las partículas magnéticas comprenden un recubrimiento cerámico.

20. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que las partículas magnéticas comprenden un recubrimiento de metacrilato, alginato, dextrano, poliacrilato o polivinil pirrolidona.

21. Composición según la reivindicación 19 o la reivindicación 20, en la que las partículas magnéticas comprenden óxidos de hierro, níquel y zinc.

22. Composición según la reivindicación 19 o la reivindicación 20, en la que las partículas magnéticas comprenden aproximadamente un 66% en peso de Fe_{2}O_{3}, aproximadamente un 9% en peso de NiO, y aproximadamente un 25% en peso de ZnO.

23. Composición según la reivindicación 19 o la reivindicación 20, en la que las partículas magnéticas comprenden Fe_{3}O_{4}, óxidos de cobre, oro, plata o combinaciones de los mismos.

24. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que las partículas magnéticas tienen una temperatura de Curie de entre aproximadamente 41ºC y aproximadamente 95ºC.

25. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha composición comprende microcápsulas que presentan un diámetro de entre aproximadamente 300 micrones y aproximadamente 500 micrones.

26. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha composición comprende microcápsulas que presentan un diámetro de entre aproximadamente 1 micrón y aproximadamente 500 micrones.

27. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha composición comprende microcápsulas que presentan un diámetro de entre aproximadamente 50 micrones y aproximadamente 300 micrones.

28. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha composición comprende microcápsulas que presentan un diámetro de entre aproximadamente 30 micrones y aproximadamente 50 micrones.

29. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha composición comprende microcápsulas que presentan un diámetro de entre aproximadamente 20 micrones y aproximadamente 30 micrones.

30. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha composición comprende microcápsulas que presentan un diámetro de entre aproximadamente 1 micrón y aproximadamente 20 micrones.

31. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha composición comprende microcápsulas que se definen adicionalmente porque contienen un medio de radiocontraste.

32. Composición según la reivindicación 31, en la que el medio de radiocontraste en un aceite halogenado.

33. Composición según la reivindicación 31, en la que el medio de radiocontraste es aceite de semillas de amapola halogenado, aceite de semillas de algodón, aceite de soja, aceite de cártamo, aceite se semillas de girasol, aceite de semillas de sésamo, o aceite de canola (colza).

34. Composición según la reivindicación 31, en la que el medio de radiocontraste es aceite de semillas de amapola halogenado.