NL1027428C2 - Permeabele capsules, werkwijze voor de vervaardiging evenals toepassing daarvan. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Permeabele capsules, werkwijze voor de vervaardiging evenals toepassing daarvan.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een permeabele 5 capsule, gevormd door stabilisatie van een vesikel, omvattende een membraan, gevormd uit amfifiele copolymeren met polymeriseerbare groepen.

Een dergelijke capsule is bekend uit WO 01/32146, samengesteld uit amfifiele copolymeren met bijvoorbeeld acrylaatgroepen, gestabiliseerd door polymerisatie van de acrylaatgroepen.

10 De permeabiliteit van de capsules volgens WO 01/32146 kan in bepaalde oplosmiddelen, zoals ethanol, worden geïnduceerd door zwelling van de polymeergedeelten. Wanneer deze capsules in een ander oplosmiddel, te weten water, worden gebracht neemt de permeabiliteit van de capsule drastisch af. Het is een nadeel van de capsules volgens WO 01/32146 dat de permeabiliteit in een 15 sterke mate van het oplosmiddel afhankelijk is en dat deze met name in water als gangbaar oplosmiddel laag is.

De niet vóórgepubliceerde Internationale aanvrage WO 2005/038968 heeft betrekking op de toepassing van holle vesicles in suspensie om stroom te genereren, waarbij een polypeptide is ingevangen in de holle vesicle 20 eventueel om te worden toegepast als een batterij.

Uit de publicatie van Vriezema et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 7 is een geleidende polymere vesicle bekend en een werkwijze voor de bereiding hiervan.

De permeabiliteit van de capsules is voor bepaalde applicaties van 25 belang, zoals bijvoorbeeld de gecontroleerde afgifte van farmaceutische middelen. Dergelijke middelen kunnen in de centrale holte van de capsules worden ingebracht tijdens de vervaardiging daarvan, waarna de capsules naar de gewenste plaats van aflevering worden gebracht alwaar gecontroleerde diffusie van de farmaceutische middelen plaatsvindt.

30 Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een permeabele capsule te verschaffen met voldoende en controleerbare permeabiliteit in water en organische oplosmiddelen.

Het is tevens een doel van de onderhavige uitvinding om een permeabele capsule te verschaffen en een werkwijze voor het vervaardigen 1027428 2 daarvan, waarbij de permeabiliteit reeds wordt verkregen tijdens het vervaardigen van de capsules.

Het is bovendien een doel van de onderhavige uitvinding om een permeabele capsule te verschaffen geschikt voor het insluiten en vrijmaken van een 5 groot aantal verschillende materialen.

Daarnaast is het een doel van de onderhavige uitvinding om een permeabele capsule te verschaffen die ten minste gedeeltelijk elektrisch geleidend is.

Een of meer van de bovenstaande doelstellingen worden bereikt 10 door een capsule volgens de aanhef, gekenmerkt doordat de polymeriseerbare groepen thiofeengroepen zijn.

Het voordeel van de thiofeengroepen als polymeriseerbare groepen is dat de onderhavige uitvinders hebben gevonden dat reeds bij het vervaardigen van de onderhavige capsules, door het polymeriseren van de thiofeengroepen in het 15 membraan van de vesikel, permeabiliteit in de capsulewand wordt ingebracht. Deze permeabiliteit wordt behouden indien de capsules in waterige media worden gebracht.

Bij het uitvoeren van de stabilisatie van de vesikels door polymerisatie van de thiofeengroepen wordt door de onderhavige uitvinders 20 verondersteld dat thiofeengroepen van één co-polymeermolecuul met thiofeengroepen van een ander aanliggend co-polymeermolecuul worden gekoppeld, hetgeen leidt tot vernetten van het membraan van de vesikel. Elk co-polymeer kan een aantal, tot enkele tientallen, thiofeengroepen bevatten. Tijdens de polymerisatie ontstaat een oligomeer of zelfs een polymeer van thiofeengroepen, in 25 en op het membraan van de vesikel. Het gevormde oligomeer of polymeer van thiofeen is potentieel elektrisch geleidend en heeft een hoge mate van stabiliteit: De gevormde capsule bestaat uit een centrale holte, omgeven door het membraan. De wand van de capsule (ook wel membraan genoemd) bevat poriën waardoor de capsule permeabel is. Deze permeabiliteit kan worden toegepast door bepaalde 30 materialen, ingesloten in de capsule, die uit de capsule diffunderen naar de omgeving buiten de capsule (zoals bij de gecontroleerde afgifte van farmaceutische middelen) of op materialen die van buiten de capsule de capsule in diffunderen (zoals bij de toepassing van de capsule als nanoreactor).

De onderhavige capsules verschaffen aldus een schil voor 1 0274 2 8 3 ingekapselde materialen, terwijl communicatie door het membraan mogelijk blijft.

In een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige capsule bezitten een of meer van de thiofeengroepen een substituent. De thiofeengroepen zijn gekoppeld aan de onderhavige copolymeermoleculen via de 3- of 4-positie van de 5 thiofeenring. De 2- en 5-positie van de thiofeenring dient ongesubstitueerd te zijn aangezien de polymerisatie van de thiofeengroepen via deze posities plaatsvindt. De 3- of 4-positie die nog vrij is kan eventueel worden gesubstitueerd. Het voordeel hiervan is dat de oplosbaarheid van het copolymeermolecuul kan worden beïnvloed.

De substituent op de thiofeengroep wordt bij voorkeur gekozen uit 10 de groep, bestaande uit alkylgroepen en alkoxygroepen, zowel lineair als vertakt, maar niet beperkt tot deze groepen. Voorbeelden van geschikte groepen zijn methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentoxy, hexoxy, heptoxy, octoxy, nonoxy en decoxy. Deze alkyl- of alkoxy-substituenten dragen bij aan het beïnvloeden van de oplosbaarheid 15 zonder de polymerisatie van de thiofeengroepen te hinderen.

Bij voorkeur wordt het amfifiele copolymeer opgebouwd uit hydrofobe blokken, hydrofiele blokken en combinaties daarvan. Afhankelijk van de beoogde toepassing kan het type blokken hieruit worden gekozen. Indien een lipofiel materiaal dient te wórden opgenomen in de holte van de capsules kan voor 20 de toepassing van hydrofiele blokken worden gekozen, waarbij de capsules worden gevormd in een hydrofoob oplosmiddel. Het is mogelijk om copolymeren toe te passen die uit twee blokken bestaan, bijvoorbeeld één hydrofoob blok en één hydrofiel blok. Het is ook mogelijk om copolymeren toe te passen die uit meer dan twee blokken bestaan, zoals bijvoorbeeld twee hydrofobe blokken met daar tussenin 25 een hydrofiel blok of twee hydrofiele blokken met daar tussenin een hydrofoob blok. De termen hydrofiel en hydrofoob zoals die hier worden toegepast duiden een verschil in hydrofobiciteit aan, waarbij het hydrofiele blok een lagere hydrofobiciteit bezit dan het hydrofobe blok.

In een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm worden de blokken 30 in het blok-copolymeermolecuul van elkaar gescheiden door een spacer of afstandhouder, waardoor de synthese van de blok-copolymeren wordt vereenvoudigd en extra flexibiliteit wordt ingébracht. De spacer zoals hier is bedoeld kan elke gewenste structuur bezitten, zoals bijvoorbeeld een alkylgroep, arylgroep, peptide of combinaties daarvan, zolang deze spacer kan worden gekoppeld tussen 1027428 4 twee blokken in het copolymeermolecuul.

Een spacer wordt met name toegepast om een hydrofoob blok te scheiden van een hydrofiel blok om de synthese daarvan te. vereenvoudigen en om een afstand te creëren tussen de twee blokken met verschillende hydrofobiciteit.

5 Met name tijdens de synthese van een copolymeer omvattende twee blokken met een verschillende hydrofobicitiet zou er mogelijke hinder tussen de twee blokken kunnen optreden, die door toepassing van de spacer kan worden voorkomen.

Door het uitvoeren van de polymerisatie van de thiofeengroepen zal een deel of het geheel van het buitenste oppervlak (membraan) van de capsules 10 potentieel elektrisch geleidend worden. De geleiding wordt veroorzaakt door het gevormde oligomeer of polymeer van thiofeen. Dit (gedeeltelijk) geleidende membraan maakt het mogelijk dat de capsules worden toegepast in een applicatie waar de elektrische geleidbaarheid van belang is, zoals bijvoorbeeld in een sensor, zoals hierna zal worden toegelicht.

15 De amfifiele copolymeren kunnen moleculen zijn van het zogenaamde rod-coil-type, het coil-coil-type of het rod-rod-type. Een “rod” duidt een meer star copolymeerblok aan en een “coil” een meer flexibel copolymeerblok. Aldus kunnen blok-copolymeren worden toegepast die zijn opgebouwd uit één star en één meer flexibel gedeelte, uit twee meer flexibele gedeelten of uit twee starre 20 gedeelten, afhankelijk van de gewenste eigenschappen van de uiteindelijke capsule. Tevens is het mogelijk blok-copolymeermoleculen toe te passen die uit meer dan twee soorten blokken bestaan, zoals bijvoorbeeld een copolymeer, bestaande uit twee “rods” met daar tussenin een een "coil” of twee “coils” met daar tussenin een "rod”. Zo kunnen de eigenschappen van het membraan, zoals stevigheid en 25 flexibiliteit, naar wens worden gestuurd.

Een rod-coil-type polymeer verdient de voorkeur omdat het een goede stevigheid en tevens een goede flexibiliteit aan de uiteindelijke capsule verschaft.

Als amfifiel blok-copolymeermolecuul wordt bij voorkeur 30 polystyreen-6-poly(isocyano-alanine)2-thiofen-3-yl-ethyl)amide)(PS-PIAT) toegepast. De structuurformule en schematische weergave van het polymeer worden weergegeven in Figuur 1. Het PS-PIAT bevat een starre hydrofiele polyisocyanide-kopgroep en een flexibele hydrofobe polystyreenstaart, waardoor het aldus een amfifiel rod-coil-type blok-copolymeer is. PS-PIAT is in staat om zeer 1 02 74 2 8 5 stabiele en goed-gedefinieerde aggregaten te vormen in water en organische oplosmiddelen.

De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van permeabele capsules, omvattende het vormen van een 5 vesikel uit een amfifiel copolymeer met polymeriseerbare groepen en het stabiliseren van de aldus gevormde vesikels door het polymeriseren van polymeriseerbare groepen ter verkrijgen van een capsule omvattende een membraan dat een holte insluit gekenmerkt doordat als polymeriseerbare groepen thiofeengroepen worden toegepast.

10 In een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm worden de polymeriseerbare groepen gepolymeriseerd onder toepassing van metaalionen, waardoor een uitstekende beheersing over de snelheid en mate van polymerisatie mogelijk is gebleken. Een dergelijke beheersing maakt het mogelijk de mate van permeabiliteit te beïnvloeden.

15 Chemische oxidatieve polymerisatie onder toepassing van metaalionen bestaat uit de oxidatieve onderlinge lineaire koppeling van thiofeengroepen op de 2- en 5-positie van de thiofeenring. De onderhavige uitvinders veronderstellen dat het mechanisme van oxidatieve koppeling zich voltrekt via radicaalkationen van een metaal of organometaalcomplex. Echter de 20 onderhavige uitvinders zijn in geen geval tot een dergelijke theorie gebonden.

De metaalionen worden bij voorkeur gekozen uit de groep, bestaande uit Fe(lll)-ionen, Ru(ll)-ionen en combinaties daarvan, welk typen ionen goede katalysatoren zijn voor de polymerisatie van thiofeengroepen.

In een met name de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm wordt 25 bis(2,2'-bipyridine)ruthenium(ll)bispyrazolyl (BRP) toegepast als katalysator voor de polymerisatie, welke katalysator een goede sturing van de polymerisatiereactie mogelijk maakt en derhalve kan worden aangewend om de mate van permeabiliteit te beïnvloeden.

Een andere wijze van polymerisatie van de thiofeengroepen is een 30 oxidatieve anodische elektro-chemische polymerisatie. Een dergelijke polymerisatie heeft het voordeel dat geen katalysator noodzakelijk is, aangezien een spanningsverschil wordt toegepast om de polymerisatie te sturen. In een geschikte elektrolietoplossing kan de polymerisatie worden uitgevoerd bij constante potentiaal en constante stroom, of door de potentiaal cyclisch te veranderen.

1 0274 2 8 6

In een de voorkeur verdienende uitvoeringsvorm van de onderhavige werkwijze wordt een indiumtinoxide-elektrode (ITO-elektrode) toegepast tijdens de elektro-chemische polymerisatie. De toepassing van een dergelijke ITO-elektrode verzekert een goede controle van de mate van 5 polymerisatie, zodat permeabele capsules met de gewenste eigenschappen worden verkregen.

Een polymerisatie onder toepassing van metaalkationen verdient de voorkeur boven een elektro-chemische polymerisatie, omdat de driedimensionale vorm van de vesikel beter wordt behouden tijdens de polymerisatie van de 10 thiofeengroepen ter vorming van de capsule.

De polymerisatie wordt bij voorkeur uitgevoerd bij een temperatuur tussen 0 en 90 °C, welke temperatuur wordt bepaald afhankelijk van de reactanten, de reactietijd en het oplosmiddel. Bij een temperatuur boven 90 °C zullen de gevormde vesikels onvoldoende stabiel zijn, zodat geen capsules kunnen worden 15 verkregen. Bij een temperatuur beneden 0 °C zal er een zodanige mate van aggregatie zijn dat geen afzonderlijke vesikels worden verkregen maar grotere aggregaten of samenklonterde vesikels, hetgeen ongewenst is. Dergelijke samengeklonterde vesikels vertonen geen goede permeabiliteitseigenschappen doordat ze bijvoorbeeld gaten vertonen of doordat de membranen van de 20 afzonderlijke vesikels zijn gefuseerd zodat geen diffusie door het membraan mogelijk is.

Als geschikt oplosmiddel voor de polymerisatie kunnen worden genoemd water, dichloormethaan, chloroform, tetrahydrofuran, diëthylether en acetonitril. Deze oplosmiddelen kunnen, indien noodzakelijk, eenvoudig via 25 verdamping worden verwijderd uit het reactiemengsel. De keuze van het oplosmiddel hangt af van de gewenste eigenschappen van de uiteindelijke capsules, zoals de mate van permeabiliteit en tevens van de materialen die moeten worden ingesloten in de capsules en de oplosbaarheid daarvan in de oplosmiddelen. Met name de voorkeur verdiende oplosmiddelen voor polymerisatie zijn acetonitril en 30 chloroform of een mengsel daarvan.

De onderhavige permeabele capsules kunnen een materiaal insluiten, gekozen uit de groep, bestaande uit een katalytisch actief materiaal, een diagnostisch middel, een reagens, een kleurstof, een farmaceutisch actief middel, een conserveringsmiddel, een smaakstof, een anti-bacterieel middel, een geurstof, 1027428 7 een voor licht gevoelig middel en combinaties daarvan.

Het katalytisch actieve materiaal wordt bij voorkeur gekozen uit de groep, bestaande uit een eiwit, een enzym, een anorganisch complex, een organische verbinding en combinaties daarvan.

5 Alhoewel er enkele enzymen zijn die bestand zijn tegen stringente omstandigheden, zoals hoge/lage temperaturen of extreme pH-waarden, zijn de meeste enzymen alleen actief in een smal gebied van temperatuur en pH en vereisen ze een gebufferde oplossing, matige temperaturen en bescherming tegen schadelijke stoffen. In de natuur wordt aan deze eisen voldaan door 10 compartimentalisatie. Membranen omringen een cel en aldus wordt het celplasma, bevattende enzymen, gescheiden van de omgeving. Eén functie van de capsules volgens de onderhavige uitvinding is het beschermen van enzymen en andere materialen tegen invloeden van buitenaf.

Drie voorbeelden van geschikte enzymen, maar niet beperkt tot 15 deze enzymen, die kunnen worden ingesloten in de holte of in het membraan van de onderhavige vesikels zijn Candida antarctica lipase B (cal B), mierikswortelperoxidase (HRP) en glucoseoxidase (GOJ.

Cal B is een enzym van 33 kDa dat in waterige oplossingen esters hydrolyseert en in watervrije organische oplossingen amideringsreacties, 20 veresteringsreacties en transveresteringsreacties uitvoert. De enzymen kunnen bijvoorbeeld worden ingebracht in de onderhavige capsules door een injectiemethode, die aan de hand van het voorbeeldenzym Cal B zal worden toegelicht.

De methode omvat het injecteren van een oplossing van 25 copolymeermoleculen in een waterige oplossing van Cal B, waarna vesikels zullen worden gevormd, waarin Cal B wordt ingesloten. Overmaat Cal B wordt verwijderd door bijvoorbeeld ultrafiltratie. Na toevoeging van een substraat (bijvoorbeeld DIFMU-octanoaat, 6,8-difluor-4-methyl-umbelllferyloctanoaat) blijkt dit substraat in staat te zijn het membraan van de vesikel te passeren, waarna het door Cal B in de 30 inwendige holte van de vesikel wordt gehydrolyseerd.

Het membraan van de vesikel kan vervolgens worden gepolymeriseerd met Ru(ll)-ionen. Het Cal B in de holte van de aldus gevormde capsules vertoont nog steeds hydrolyse-werking, echter met een lagere snelheid (ca. 3 maal zo laag) dan de werking in de niet-gestabiliseerde vesikels. De 1 0274 2 8 8 onderhavige capsules vertonen aldus permeabiliteit voor het substraat.

De mate van polymerisatie van het membraan stuurt de mate van permeabiliteit van de capsule. Naar mate de polymerisatiereactie gedurende een langere tijd wordt uitgevoerd neemt de permeabiliteit van de capsule af, gemeten 5 door het bepalen van de activiteit van ingekapseld Cal B (figuur 2a).

Ook de concentratie van het metaalkation in een oxidatieve chemische oxidatie speelt een belangrijke rol. Naar mate de concentratie metaalkationen toeneemt, neemt de permeabiliteit af, vanwege een hogere mate van polymerisatie. Derhalve dient de concentratie metaalkationen accuraat te 10 worden bepaald naar gelang de gewenste permeabiliteit. Dit effect wordt weergegeven in figuur 2b.

De hoeveelheid spanning die tijdens de elekro-chemische polymerisatie wordt aangebracht heeft ook invloed op de polymerisatie, hoe groter de hoeveelheid spanning, hoe hoger de mate van polymerisatie en hoe lager de 15 permeabilteit.

De poriën van de onderhavige capsule moeten zodanig zijn dat de ingekapselde enzymen niet uitlekken, maar dat er wel voldoende diffusie kan optreden van verbindingen van buiten het membraan die door het enzym kunnen worden omgezet, nadat ze het membraan zijn gepasseerd.

20 Mierikswortelperoxidase (HRP) is een enzym van 44 kDa dat wordt aangetroffen in planten. Het katalyseert de oxidatie van verbindingen onder toepassing van waterstofperoxide. De onderhavige uitvinders hebben capsules vervaardigd waarin HRP is ingesloten in de centrale holte van de capsule.

Glucoseoxidase (GOJ is een enzym van 160 kDa dat de oxidatie 25 van β-D-glucose katalyseert onder de vorming van waterstofperoxide en twee elektronen. Derhalve kan GOx worden toegepast in sensoren om de hoeveelheid glucose in een bepaald medium te bepalen, door het meten van de hoeveelheid gevormd H202 of de gevormde elektronen, die mogelijk door het geleidende oppervlak van de capsules naar een meetelektrode worden geleid.

30 De enzymen Cal B, HRP en GOx en ook andere enzymen kunnen alleen of in combinatie worden ingebracht in de capsules volgens de onderhavige uitvinding om een of meer bepaalde reacties uit te voeren en om sensoren te vormen.

Het reagens wordt bij voorkeur gekozen uit de groep, bestaande uit 1 0274 2 8 9 een aminozuur, een peptide, een eiwit, een nucleotide, een monomeer en andere chemische verbindingen en combinaties daarvan. Dergelijke capsules die deze reagentia omvatten worden toegepast voor reacties waarbij vertraagde afgifte van het reagens van belang is, bijvoorbeeld bij gecontroleerde polymerisaties en 5 dergelijke.

Het diagnostische middel wordt bij voorkeur gekozen uit de groep, bestaande uit een antilichaam, een antilichaamfragment, een gen, een kleurstof, een fluorescent middel, een radioactief middel, een antigen, een nucleïnezuur en magnetische deeltjes en combinaties daarvan.

10 Als farmaceutisch actief middel kan een geneesmiddel, een profylactisch middel en dergelijke worden genoemd, maar ook hormonen, en andere typen geneesmiddelen. Het soort geneesmiddel is niet met name beperkt en kan door een deskundige op het gebied worden bepaald. Capsules bevattende farmaceutische middelen kunnen worden toegepast om geneesmiddelen vertraagd 15 af te geven of om zuurgevoelige geneesmiddelen door de maag te transporteren na orale toediening daarvan.

Capsules waarin bijvoorbeeld geur-, smaak- en/of kleurstoffen zijn ingesloten kunnen worden toegepast als toevoeging in voedingsmiddelen of cosmetische middelen.

20 Tevens kan een voor licht gevoelig middel worden ingebracht, waardoor dit middel door de capsulewand tegen licht uit de omgeving is afgeschermd, zodat het kan worden opgeslagen en verwerkt zodat het voor licht gevoelige middel pas wordt vrijgemaakt wanneer het in reactie moet worden gebracht.

25 De onderhavige uitvinding heeft tevens betrekking op de toepassing van de onderhavige permeabele capsules als een nanoreactor.

Tevens kunnen de permeabele capsules worden toegepast als bestanddeel voor verf en coatings. Dergelijke capsules kunnen worden gemengd door verf of coatings op waterbasis en/of op oliebasis. Na het aanbrengen van de 30 verf of coating op het te behandelen oppervlak kan de capsule het in de holte aanwezige materiaal beschermen, gecontroleerd in de tijd afgeven of zelfs extern toegevoegde componenten in de verf of coating kunnen in de capsules diffunderen, afhankelijk van het beoogde effect.

De onderhavige permeabele capsules kunnen tevens worden 10274 2 8 10 toegepast als smeermiddel, waarbij deze capsules fungeren als microscopisch kleine kogellagers, waardoor de weerstand tussen bewegende delen zal worden verminderd.

Bovendien kunnen de permeabele capsules worden toegepast als 5 bestanddeel voor inkten, waarbij de component die in de capsules is opgesloten na het op een drager aanbrengen van de inkt uit de capsule kan diffunderen, worden beschermd of waarbij andere bestanddelen van de inkt de capsules in kunnen diffunderen, afhankelijk van het beoogde effect.

Tevens kunnen de capsules volgens de onderhavige uitvinding 10 worden toegepast als bestanddeel voor een diëlektrisch materiaal. De waarde voor de diëlektrische constante kan worden gevarieerd door de poriegrootte van de membranen van de capsules te veranderen.

Eveneens kunnen de onderhavige capsules worden toegepast als antistatisch materiaal. Als gevolg van het geleidende membraan kunnen de capsules 15 statische lading afvoeren en daardoor hun inhoud beschermen.

Nog een andere applicatie van de onderhavige capsules is al antirefractief materiaal. Door de diameter van de capsules te veranderen kan de refractie-index worden veranderd.

Een andere applicatie van de onderhavige capsules is als 20 antireflectief materiaal, waarbij de capsules gedroogd op een oppervlak invallend licht verstrooien waardoor het oppervlak niet reflecteert.

De onderhavige uitvinding wordt verder toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

Voorbeeld 1: vorming van vesikels van PS-PIAT 25 Een oplossing van 1 mg PS-PIAT in 1 ml TH F wordt geïnjecteerd in 5 ml water bij een temperatuur van 25 °C ter verkrijging van vesikels van PS-PIAT in een oplosmiddelmengsel van THF/water (1:5 v/v).

Voorbeeld 2: chemische polymerisatie van vesikel tot capsule

Chemische oxidatieve polymerisatie van de thiofeengroepen in 30 vesikels van PS-PIAT werd uitgevoerd onder toepassing van BRP Ru(ll)-ionen bis(2,2,-bipyridine)ruthenium(ll)bispyrazolyl. Het is een sterke base met een pKa van het zuur (BRDH+) van >13. Vesikels van PS-PIAT werden bereid door injectie van een THF-oplossing van PS-PIAT in een waterige oplossing van BRP bij 70eC. Hierdoor werden vesikels gevormd van PS-PIAT, waarvan de thiofeengroepen 1 027428 11 werden gepolymeriseerd onder toepassing van chemische oxidatieve polymerisatie met Ru(ll)-ionen (BRP) ter vorming van permeabele capsules. Er werd gevonden dat de capsules een nagenoeg sferische vorm bezaten.

Voorbeeld 3: elektro-chemische polymerisatie van vesikel tot 5 capsule

Elektro-chemische polymerisatie van de thiofeengroepen in vesikels van PS-PIAT werd uitgevoerd door het drogen van een druppel van een dispersie van het aggregaat in water/THF (5:1 v/v) op zowel een platina-elektrode als een indiumtinoxideplaatje, dat diende als werkelelektrode.

10 De ITO-plaat werd ondergedompeld in een acetonitriloplossing, bevattende een elektroliet, samen met een referentie- en tegenelektrode. Een constante potentiaal van 1,6 V werd aangebracht gedurende 60 seconden op het ITO-plaatje ter verkrijging van permeabele capsules.

Vergelijkend Voorbeeld 1: capsules van copolvmeren met 15 acrvlaatoroepen

Er werden vesikels vervaardigd onder toepassing van copolymeren met acrylaatgroepen, welke vesikels werden gestabiliseerd ter vorming van capsules. De verkregen capsules werden met de onderhavige capsules volgens voorbeelden 2 en 3 getest.

20 Voorbeeld 4: beoordelen permeabiliteit van capsules

De capsules, te bereiden volgens de procedure beschreven in voorbeelden 2 en 3 en vergelijkend voorbeeld 1, werden opnieuw vervaardigd, waarbij dit maal het enzym Cal B aanwezig was tijdens de vorming van de vesikels.

De hydrolyse-activiteit van Cal B onder toepassing van DiFMU-octanoaat (6,8- 25 difluor-4-methylumbelliferyl-octanoaat) als substraat werd beoordeeld voor Cal B in water (controle) en Cal B ingesloten in de drie typen capsules (volgens voorbeeld 2, voorbeeld 3 en vergelijkend voorbeeld 1). Het Cal B vertoont hydrolyse-activiteit zowel in waterige oplossing als ingesloten in capsules volgens voorbeelden 2 en 3.

De activiteit van Cal B ingesloten in de capsules volgens voorbeelden 2 en 3 is drie 30 maal zo laag als de activiteit van vrij Cal B in oplossing. De capsules verkregen volgens vergelijkend voorbeeld 1 vertonen in water geen hydrolyse-activiteit, vanwege de lage permeabiliteit van de vergelijkende capsules in water.

Het feit dat Cal B, ingesloten in de onderhavige capsules volgens voorbeelden 2 en 3, hydrolyse-activiteit vertoont in water toont aan dat het substraat 1027428 ._!_________ 12 (DiFMU-octanoaat) en de hydrolyseproducten in staat zijn de capsulewand te passeren hetgeen de permeabiliteit van de onderhavige capsules in water aantoont evenals het feit dat de onderhavige capsules volgens voorbeelden 2 en 3 beter zijn dat de capsules volgens vergelijkend voorbeeld 1. Bovendien wordt door dit 5 voorbeeld de toepassing van de onderhavige capsules als nanoreactor aangetoond.

1027428

Claims (48)

1. Permeabele capsule, gevormd door stabilisatie van een vesikel, omvattende een membraan, gevormd uit amfifiele copolymeren met 5 polymeriseerbare groepen, met het kenmerk, dat de polymeriseerbare groepen thiofeengroepen zijn.

2. Capsule volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een of meer van de thiofeengroepen een substituent bezitten.

3. Capsule volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de substituent is 10 gekozen uit alkylgroepen en alkoxygroepen.

4. Capsule volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de copolymeren blok-copolymeren zijn, opgebouwd uit hydrofobe blokken, hydrofiele blokken en combinaties daarvan.

5. Capsule volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat twee of meer 15 blokken in de blok-copolymeren van elkaar zijn gescheiden dooreen spacer.

6. Capsule volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het blok-copolymeer achtereenvolgens is opgebouwd uit een hydrofiel blok, een spacer en een hydrofoob blok.

7. Capsule volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met 20 het kenmerk, dat het buitenste oppervlak van de capsule elektrisch geleidend is.

8. Capsule volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de amfifiele copolymeren van het rod-coil-type, het coil-coil-type of het rod-rod-type zijn.

9. Capsule volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de amfifiele 25 copolymeren van het rod-coil-type zijn.

10. Capsule volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het amfifiele copolymeer polystyreen-6-poly(isocyano-alanine)2-thiofen-3-yl-ethyl)amide)(PS-PIAT) is.

11. Capsule volgens een of meer van de voorafgaande conclusies, met 30 het kenmerk, dat de capsule een materiaal insluit, gekozen uit de groep, bestaande uit een katalytisch actief materiaal, een diagnostisch middel, een reagens, een kleurstof, een farmaceutisch actief middel, een conserveringsmiddel, een smaakstof, een antibacterieel middel, een geurstof, een voor licht gevoelig middel en combinaties daarvan. 1 0274 2 8

12. Capsule volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het katalytisch actieve materiaal is gekozen uit de groep, bestaande uit een eiwit, een enzym, een anorganisch complex, een organische verbinding en combinaties daarvan.

13. Capsule volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat het enzym 5 wordt gekozen uit de groep, bestaande uit Candida antarctica lipase B (cal B), mierikswortelperoxidase (HRP), glucoseoxidase (GOJ en combinaties daarvan.

14. Capsule volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het reagens is gekozen uit de groep, bestaande uit een aminozuur, een peptide, een eiwit, een nucleotide, een monomeer en andere chemische verbindingen en combinaties 10 daarvan.

15. Capsule volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat het diagnostische middel is gekozen uit de groep, bestaande uit een antilichaam, een antilichaamfragment, een gas, een kleurstof, een fluorescent middel, een radioactief middel, een antigen, een nucleïnezuur, magnetische deeltjes en combinaties 15 daarvan.

16. Werkwijze voor het vervaardigen van permeabele capsules, omvattende het vormen van een vesikel uit een amfifiel copolymeer met polymeriseerbare groepen en het stabiliseren van de aldus gevormde vesikels door het polymeriseren van polymeriseerbare groepen ter verkrijgen van een capsule 20 omvattende een membraan dat een holte insluit, met het kenmerk, dat als polymeriseerbare groepen thiofeengroepen worden toegepast.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat een of meer van de thiofeengroepen een substituent bezitten.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de 25 substituent is gekozen uit alkylgroepen en alkoxygroepen.

19. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 16-18, met het kenmerk, dat de polymeriseerbare groepen worden gepolymeriseerd onder toepassing van metaalkationen.

20. Werkwijze volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de 30 metaalkationen worden gekozen uit de groep, bestaande uit Fe(lll)-ionen, Ru(ll)- ionen en combinaties daarvan.

21. Werkwijze volgens conclusie 20, met het kenmerk, dat als Ru(ll)-ionen bis(2,2’-bipyridine)ruthenium(ll)bispyrazolyl (BRP) wordt toegepast.

22. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 16-18, met het 1 0274 2 8 kenmerk, dat de polymeriseerbare groepen elektrochemisch worden gepolymeriseerd.

23. Werkwijze volgens conclusie 22, met het kenmerk, dat een indiumtinoxide-elektrode of platina-elektrode wordt toegepast tijdens de 5 elektrochemische polymerisatie.

24. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 16-23, met het kenmerk, dat de polymerisatie wordt uitgevoerd bij een temperatuur tussen 0 en 90 *C.

25. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 16-24, met het 10 kenmerk, dat de polymerisatie wordt uitgevoerd in een oplosmiddel, gekozen uit de groep, bestaande uit water, dichloormethaan, chloroform, tetrahydrofuran, diëthylether, acetonitril en combinaties daarvan.

26. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 16-25, met het kenmerk, dat als amfifiele copolymeren blok-copolymeren worden toegepast, 15 opgebouwd uit hydrofobe blokken, hydrofiele blokken en een combinatie daarvan.

27. Werkwijze volgens conclusie 26, met het kenmerk, dat twee of meer blokken in de blok-copolymeren van elkaar worden gescheiden door een spacer.

28. Werkwijze volgens conclusie 27, met het kenmerk, dat hetblok-copolymeer achtereenvolgens wordt opgebouwd uit een hydrofiel blok, een spacer 20 en een hydrofoob blok.

29. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 16-28, met het kenmerk, dat als amfifiele copolymeren copolymeren van het rod-coil-type, het coil-coil-type of het rod-rod-type worden aangepast.

30. Werkwijze volgens conclusie 29, met het kenmerk, dat als amfifiele 25 copolymeren, copolymeren van het rod-coil-type worden toegepast.

31. Werkwijze volgens conclusie 30, met het kenmerk, dat als amfifiel copolymeer polystyreen-6-poly(isocyano-alanine)2-thiofen-3-yl-ethyl)amide)(PS-PIAT) wordt toegepast.

32. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 16-31, met het 30 kenmerk, dat tijdens het vormen van de vesikel een of meer materialen aanwezig zijn, die tijdens het stabiliseren van de vesikel worden ingesloten, welke materialen worden gekozen uit de groep, bestaande uit een katalytisch actief materiaal, een diagnostisch middel, een reagens, een kleurstof, een farmaceutisch actief middel, een conserveringsmiddel, een smaakstof, een antibacterieel middel, een geurstof, 1027428 een voor licht gevoelig middel en combinaties daarvan.

33. Werkwijze volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat een of meer materialen worden ingesloten in de holte van de capsule.

34. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 32-33, met het 5 kenmerk, dat het katalytisch actieve materiaal wordt gekozen uit de groep, bestaande uit een eiwit, een enzym, een anorganisch complex, een organische verbinding en combinaties daarvan.

35. Werkwijze volgens conclusie 34, met het kenmerk, dat het enzym wordt gekozen uit de groep, bestaande uit Candida antarctica lipase B (Cal B), 10 mierikswortelperoxidase (HRP), glucoseoxidase Gox en combinaties daarvan.

36. Werkwijze volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat het reagens is gekozen uit de groep, bestaande uit een aminozuur, een peptide, een eiwit, een nucleotide, een monomeer en andere chemische verbindingen en combinaties daarvan.

37. Werkwijze volgens conclusie 32, met het kenmerk, dat het diagnostische middel is gekozen uit de groep, bestaande uit een antilichaam, een antilichaamfragment, een gas, een kleurstof, een fluorescent middel, een radioactief middel, een antigen, een nucleïnezuur, magnetische deeltjes en combinaties daarvan.

38. Farmaceutisch middel voor vertraagde afgifte, omvattende een permeabele capsule volgens een of meer van de conclusies 1-15, waarin een farmaceutisch actief middel is ingesloten.

39. Nanoreactor voor het uitvoeren van een of meer reacties, omvattende een permeabele capsule volgens een of meer van conclusies 1-15, 25 waarin een of meer katalytisch actieve middelen of reagentia zijn ingesloten.

40. Verf omvattende een permeabele capsule volgens een of meer van conclusies 1-15.

41. Coating, omvattende een permeabele capsule volgens een of meer van conclusies 1-15.

42. Smeermiddel, omvattende een permeabele capsule volgens een of meer van conclusies 1-15.

43. Inkt, omvattende een permeabele capsule volgens een of meer van conclusies 1-15.

44. Diagnosemiddel, omvattende een permeabele capsule volgens een 1027428 of meer van conclusies 1 -15 en een of meer diagnostische middelen.

45. Sensor, omvattende een permeabele capsule volgens een of meer van conclusies 1-15.

46. Diëlektrisch materiaal, omvattende een permeabele capsule volgens 5 een of meer van conclusies 1-15.

47. Voedingsmiddel, omvattende een permeabele capsule volgens een of meer van conclusies 1-15.

48. Cosmetisch middel, omvattende een permeabele capsule volgens een of meer van conclusies 1-15. 10 j ! 1027428