NO318237B1 - Fremgangsmate i produksjonsskala for dannelse av mikropartikler - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for danning av mikropartikler.

Mange sykdommer eller tilstander krever et konstant nivå av medikamenter eller midler in vivo for å gi de mest effektive profylaktiske, terapeutiske eller diagnostiske resultater. Tidligere ble medikamenter gitt i doser med mellomrom, hvilket resulterte i fluktuerende medisineringsnivå.

Forsøk på å kontrollere og utjevne medisineringsnivået har nylig inkludert anvendelse av mange bionedbrytbare substanser, slik som polymer- og protein-mikrokuler inneholdende medikamentet. Anvendelse av disse mikrokuler førte til en forbedring i den kontrollerte frigivning av medikamenter ved anvendelse av den iboende bionedbrytbarhet av polymeren til å forbedre frigivningen av medikamentet og gi et jevnere, mer kontrollert medisineringsnivå.

Mange av disse metoder resulterte imidlertid i lavt utbytte av mikrokuler på grunn av en kombinasjon av de anvendte metoder og apparater. Noen prosesser kan dessuten ikke skaleres opp fra eksperimentnivå til et kommersielt produksjonsnivå.

Det eksisterer derfor et behov for en fremgangsmåte for danning av mikrokuler med lavere tap av biologisk aktivt middel, høyt produktutbytte og gjennomførbarhet i kommersiell skala.

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for danning av mikropartikler av et materiale fra mikrodråper av en blanding av et materiale og et løsningsmiddel som er et løsningsmiddel for materialet, kjennetegnet ved trinn for: a) å lede mikrodråpene inn i en frysedel inneholdende en likvifisert gass, hvorved mikrodråpene fryses; og b) å bringe de frosne mikrodråper i en ekstraksjonsdel i kontakt med et flytende ikke-løsningsmiddel for materialet for å ekstrahere materialløsningsmidlet over i ikke-løsningsmidlet for derved å danne nevnte mikropartikler av materialet; hvori frysedelen og ekstraksjonsdelen er skilt fra hverandre.

Fremgangsmåten inkluderer trinn for å lede mikrodråpene inn i en frysesone, hvori frysesonen er omgitt av en likvifisert gass og hvori mikrodråpene fryses. De frosne mikrodråper blandes deretter med et flytende ikke-løsningsmiddel, hvorved løsningmidlet deretter ekstraheres over i ikke-løsningsmidlet for derved å danne mikropartiklene.

Denne oppfinnelse har flere fordeler, f .eks. vil denne fremgangsmåte og apparat gi høye utbytter, kommersielt produksjonsnivå av mikropartikler med kontrollert frigivning, et innelukket system for aseptisk bearbeiding, mikropartikkel-størrelsekontroll og reproduserbarhet av prosesskontrollen.

Dessuten vil fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen tillate større grad av skreddersying av temperaturprofiler under gjennomføring av fremgangsmåten.

Kort beskrivelse av tegningene

Fig. 1 er en tverrsnittelevasjonsillustrasjon av et apparat egnet for oppfinnelsen for danning av mikropartikler av et materiale, ifølge fremgangsmåten i denne oppfinnelse ved frysing av mikrodråper av en løsning av materialet i et løsningsmiddel, innenfor en frysesone avkjølt av en omsluttende strøm av likvifisert gass, og deretter ekstraksjon av løsningsmidlet fra de frosne mikrodråper, ved eksponering for et flytende ikke-løsningsmiddel. Fig. 2 er en tverrsnittelevasjonsillustrasjon av en annen utførelse av et apparat egnet for danning av mikropartikler av et materiale ifølge fremgangsmåten i denne oppfinnelse, ved frysing av mikrodråper av en løsning av materialet i et løsningsmiddel, innenfor en frysesone avkjølt av en omsluttende strøm av en likvifisert gass, og deretter ekstraksjon av løsningsmidlet fra de frosne mikrodråper ved eksponering for et flytende ikke-løsningsmiddel. Fig. 3 er en tverrsnittelevasjonsillustrasjon av ytterligere en annen utførelse av et apparat egnet for danning av mikropartikler av et materiale ifølge fremgangsmåten i denne oppfinnelse, ved frysing av mikrodråper av en løsning av materialet i et løsningsmiddel, innenfor en frysesone avskjølt av en omsluttende strøm av en likvifisert gass og deretter ekstraksjon av løsningsmidlet fra de frosne mikrodråper ved eksponering for et flytende ikke-løsningsmiddel. Fig. 4 er en tverrsnittelevasjonsillustrasjon av en alternativ utførelse av et apparat egnet for danning av mikropartikler av et materiale ifølge fremgangsmåten i denne oppfinnelse, ved frysing av mikrodråper av en løsning av materialet i et løsningsmiddel, innenfor en frysesone avkjølt av en omsluttende strøm av en likvifisert gass og deretter ekstraksjon av løsningsmidlet fra de frosne mikrodråper ved eksponering for et flytende ikke-løsningsmiddel.

Trekkene og andre detaljer av apparatet til benyttelse i og fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal nå beskrives mer spesielt med referanse til de vedlagte tegninger og påpekt i kravene. Det skal forstås at de spesielle utførelser av denne oppfinnelse er illustrasjon av oppfinnelsen. Hoved-trekkene av denne oppfinnelse kan anvendes i forskjellige utførelser uten å avvike fra rammen for oppfinnelsen.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for danning av mikropartikler av et materiale fra en løsning av materialet. En mikropartikkel, som definert heri, omfatter en partikkel av et materiale med en diameter på mindre enn ca. 1 mm. En mikropartikkel kan ha en sfærisk, ikke-sfærisk eller irregulær form. Det blir foretrukket at en mikropartikkel er en mikrokule.

Materialer egnet for å danne mikropartikler ifølge denne oppfinnelse inkluderer f.eks. polymerer, peptider, polypeptider, proteiner, medikamenter og promedikamenter av små molekyler.

En mikropartikkel kan også inneholde en eller flere ytterligere substanser, som er dispergert inne i mikropartikkelen. Når materialet omfatter en polymer, skal polymerløsningen inneholde minst ett biologisk aktivt middel.

Et biologisk aktivt middel, som definert heri, er et middel eller en metabolitt av midlet, som har terapeutiske, profylaktiske eller diagnostiske egenskaper in vivo, i form av nevnte middel når det administreres, eller etter metabolismen (f .eks. et promedikament, slik som hydrokortisonsuksinat).

En utførelse av et apparat som er egnet for å gjennomføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er illustrert i fig. 1. Nevnte apparat inkluderer beholderen 10, typisk i sylindrisk form, med sidevegg 12, beholdertopp 14, beholderbunn 16 og indre vegg 18. Sideveggen 12 og beholderens bunn 16 er vanligvis isolert ved anvendelse av konvensjonelle isoleringsmetoder for å minimalisere varmelekkasje fra det utvendige miljø inn i beholderen 10, for derved å gi bedre temperaturkontroll inne i beholderen 10. Konvensjonelle isoleringsmetoder inkluderer f.eks. påføring av minst ett sjikt av isoleringsmaterialet 17 for å dekke de utvendige overflater av sideveggen 12 og beholderbunnen 16. Andre isoleringsmåter inkluderer f .eks. en vakuumkappe omkring sideveggen 12 og beholderens bunn 16 med strålingsbeskyttelse. Egnede isolerings mate ria le r inkluderer konvensjonelle isoleringsmaterialer slik som mineralfiber, polystyren, polyuretan, gummiskum, balsatre eller korkplater.

I denne utførelse vil beholdertoppen 14 typisk ikke være isolert, for derved å tillate komponenter av nevnte apparat, plassert ved eller nær beholdertoppen 14, å bli oppvarmet av varmelekkasje inn i beholderen 10. Alternativt kan beholdertoppen 14 også være isolert med et egnet isoleringsmateriale.

Beholderen 10 er fremstilt av et materiale som kan stå imot betingelser under dampsterilisering av innsiden av beholderen 10, og som også kan stå imot temperaturene og gasstrykkene som forventes i beholderen 10 under gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for danning av mikropartiklene 11. Egnede materialer for beholderen 10 inkluderer f .eks. rustfritt stål, polypropylen og glass.

Beholderen 10 er i denne utførelse en enkel enhetsbeholder oppdelt i frysedel 20 og ekstraksjonsdel 22. Frysedelen 20 er plassert inne i og i alt vesentlig omsluttet av sideveggen 12, beholdertoppen 14 og den indre vegg 18. Ekstraksjonsdelen 22 er plassert inne i og i alt vesentlig omsluttet av sideveggen 12, beholderbunnen 16 og den indre vegg 18.

I en alternativ utførelse vil frysedelen 20 og ekstraksjonsdelen 22 omfatte separate beholdere, hvori frysedelbeholderen er plassert generelt over ekstraksjonsdelbeholderen og hvori bunnen av frysedelbeholderen er forbundet med toppen eller til en side av ekstraksjonsdelbeholderen.

Beholderen 10 inkluderer også en anordning til å lede likvifisert gass inn i frysedelen 20 for å danne den likvifiserte gasstrøm 24. Den likvifiserte gasstrøm 24 består av en spray av en likvifisert gass og/eller minst en strøm av likvifisert gass. Den likvifiserte gasstrøm 24 begynner i frysedelen 20 ved eller nær beholdertoppen 14, og løper deretter generelt i retning nedover, mot den indre vegg 18. Inne i frysedelen 20 vil i alle fall en del av den likvifiserte gasstrøm 24 løpe i alt vesentlig parallelt med sideveggen 12. Den likvifiserte gasstrøm 24 er typisk plassert ved eller nær sideveggen 12. Det blir foretrukket at sideveggen 12 generelt blir fuktet av den likvifiserte gasstrøm 24. Videre vil den likvifiserte gasstrøm 24 i alt vesentlig omslutte frysesonen 26, som er plassert tilnærmet omkring den radielle senterlinje av frysedelen 20. I hvilken grad den likvifiserte gasstrøm 24 har gap i den omsluttende strøm omkring frysesonen 26, er avhengig av typen og antallet av styreanordninger for den likvifiserte gass som anvendes.

Minst en egnet styreanordning for den likvifiserte gass er plassert ved eller nær beholdertoppen 14, ved en plassering som er radielt fjernet fra senteret av beholdertoppen 14. Den radielle fjerning av en styreanordning for den likvifiserte gass er tilstrekkelig dersom styreanordningen for den likvifiserte gass ikke signifikant interfererer med dannelsen av mikrodråpene 28, slik som ved frysing av en del av en løsning hvorfra mikrodråpene 28 blir dannet ved dannelsesanordningen 30 for mikrodråpene, for derved i alle fall delvis å tette igjen dannelsesanordningen 30 for mikrodråpene. En styreanordning for likvifisert gass kan også interferere dersom en signifikant del av mikrodråpene 28 støter imot nevnte styreanordning for likvifisert gass.

I utførelsen illustrert i fig. 1 vil en egnet styreanordning for likvifisert gass inkludere minst to spraydyser 32 som har et ledningsavløp eller fortrinnsvis et vifte-avløp (f.eks. flood jet atomizer modell 1/8-K-SS-1, operert med et flytende gasstrykk på ca. 20 psig; Spray Systems Co., Wheaton, IL), som er i stand til å sprøyte en likvifisert gass under dannelse av i alle fall en del av den likvifiserte gasstrøm 24. Spraydysene 32 er plassert i frysedelen 20 ved beholdertoppen 14, og der plassert i omtrent like stor avstand fra hverandre i stillinger plassert omtrent på en sirkel sentrert omkring senteret av beholdertoppen 14, eller sentrert omkring dannelsesanordningen 30 for mikrodråpene dersom de er radielt fjernet fra nevnte senter av beholdertoppen. Antallet av spraydyser 32 som anvendes vil avhenge av buen for dyseavløpet og avstanden fra dysen 32 til sammenstøtpunktet på sideveggen 12 av den likvifiserte gasstrøm 24.

Med to spraydyser 32 plassert med like stor avstand fra senteret av toppen av frysedelen 20, vil den omsluttende likvifiserte gasstrøm 24 typisk ha to gap omkring 180° fra hverandre, på grunn av at det vanligvis er umulig for spraydysen 30 å sprøyte i en bue på mer enn 180°. I en foretrukket utførelse vil minst tre spraydyser være plassert i frysedelen 20 for å danne den likvifiserte gasstrøm 23 som omslutter frysesonen 24 typisk uten eventuelle signifikante gap i den omsluttende strøm.

Tre spraydyser 32 plassert med like stor avstand fra hverandre, vil typisk gi en 360° likvifisert gasstrøm 24. I en mer foretrukket utførelse vil seks spraydyser være plassert i like stor avstand fra hverandre omkring senteret av frysedelen 20.

En styreanordning for likvifisert gass for likvifisert gass fra minst ett likvifisert gassinnløp 34. Likvifisert gassinnløp 34 gir fluidkommunikasjon mellom likvifisert gasskilde 36 og styreanordningen for likvifisert gass. Det skal forstås at en annen egnet innføringsanordning for likvifisert gass, som er i stand til å lede den likvifiserte gasstrøm inn i styreanordningen for den likvifiserte gass, kan anvendes istedenfor, eller i kombinasjon med innløpet 34 for likvifisert gass.

Fig. 2 illustrerer en annen utførelse av en egnet styreanordning for likvifisert gass i et apparat egnet for denne oppfinnelse. Apparatet i fig. 2 har mange av de samme elementer som fig. 1, og like elementer er betegnet med like nummer. I nevnte apparat vil en egnet styreanordning for likvifisert gass omfatte overløpet 102 og rommet 104 for likvifisert gass. Overløpet 102 er plassert inne i frysedelen 20, mellom sideveggen 12 og frysesonen 26. Overløpet 102 strekker seg fra den indre vegg 18, eller alternativt fra sideveggen 12, og strekker seg oppover mot beholdertoppen 14.

I en utførelse vil den øvre del av overløpet 102 ikke komme i kontakt med beholdertoppen 14, og således tillate likvifisert gass å strømme over toppen av overløpet 102 og videre inn i frysedelen 20. Alternativt, når overløpet 102 kommer i kontakt med beholdertoppen 14, skal overløpet 102 være porøst eller slisset opp ved toppen av overløpet 102 (ikke vist) for å tillate den likvifiserte gass å strømme gjennom den øvre del av overløpet 102, og videre inn i frysedelen 20.

Rommet 104 for likvifisert gass er plassert inne i frysedelen 20, mellom over-løpet 102 og sideveggen 12. Rommet 104 for likvifisert gass tar imot likvifisert gass fra minst ett innløp 34 for likvifisert gass. Den likvifisertee gass ledes deretter over eller gjennom overløpet 102 og videre mot senteret av frysedelen 20.

Med referanse tilbake til fig. 1 skal beholderen 10 også inkludere mikrodråpe-dannelsesanordninger 30, plassert i frysedelen 20 ved beholdertoppen 14, for å danne mikrodråpene 28 fra en egnet løsning. En mikrodråpe defineres heri som en dråpe av løsning som etter frysing og påfølgende ekstraksjon av løsningens løsnings-middel, vil danne en mikropartikkel. Eksempler på en egnet mikrodråpedannelsesanordning 30 inkluderer atomiseringsapparater, dyser og nåler med forskjellige dimensjoner. Egnede atomiseringsapparater inkluderer f.eks. atomiseringsapparater med ytre luft eller gass (f.eks. modell SUE15A; Spray Systems Co., Wheaton, IL), atomiseringsapparater med indre luft (f.eks. SU12; Spray Systems Co.), roterende atomiseringsapparater (f.eks. skåler, boller, kopper og hjul; Niro, Inc., Columbia, MD) og ultralydatomiseringsapparater (f.eks. Atomizing Probe 630-0434; Sonics & Materials, Inc., Danbury, CT). Egnede dyser inkluderer trykkatomiseringsdyser (f.eks. type SSTC Whirl Jet Spray Drying Nozzles; Spray Systems Co., Wheaton, IL). Typiske dimensjoner på nåler som anvendes til å danne mikrodråpene 28 inkluderer nåler med dimensjoner mellom ca. 16 og ca. 30.

I en foretrukket utførelse skal mikrodråpedannelsesanordningen 30 være et luftatomiseringsapparat, som kan danne mikropartikler 11 med et diamenterområde mellom ca. 1 |im eller mindre og ca. 300 jim. Gjennomsnittlig mikropartikkelstørrelse kan forandres ved å justere trykket av atomiseringsgassen, levert til et luftatomiseringsapparat (f.eks. nitrogengass). Øket gasstrykk resulterer i mindre gjennomsnittlig mikropartikkeldiameter.

Mikrodråpedannelsesanordningen 30 fremstilles fra et materiale, eller kombinasjon av materialer som kan stå imot dampsterilisering og også de kalde temperaturer som oppleves i frysedelen 20.

Mikrodråpedannelsesanordningen 30 tar imot løsning fra minst ett løsnings-innløp 38. Løsningsinnløpet 38 tilveiebringer fluidkommunikasjon mellom løsnings-tiden 40 og frysedelen 20. Det skal forstås at andre egnede løsningsinnførings-anordninger, slik som en lanse eller en annen anordning som er i stand til å injisere en løsning i et kaldt miljø, kan anvendes istedenfor eller i kombinasjon med løsnings-innløpet 38.

Beholderen 10 inkluderer også minst en tre-faseport 42, som er plassert ved den indre vegg 18, og tilveiebringer fluidkommunikasjon mellom frysedelen 20 og ekstraksjonsdelen 22. Tre-faseporten 42 har en slik størrelse at den tillater strømmen av en kombinasjon av frosne mikrodråper 44, likvifisert gass og fordampet gass fra frysedelen 20 over i ekstraksjonsdelen 22.

Ekstraksjonsdelen 22 inkluderer en anordning for å skille en likvifisert gass fra frosne mikrodråper 44. I en utførelse vil en egnet skilleanordning omfatte en anordning for oppvarming av ekstraksjonsdelen 22, som deretter fordamper den likvifiserte gass, og således skiller den fra frosne mikrodråper 44, vanligvis inneholdt i den lavere del av ekstraksjonsdelen 22. Nevnte oppvarmingsanordning kan også anvendes til å varme opp løsningsmidlet som er frosset inne i de frosne mikrodråper 44. En egnet anordning for oppvarming kan inkludere varmelekkasje fra det ytre miljø, gjennom sideveggen 12 og beholderbunnen 16. Eventuelt kan oppvarmings-anordningen inkludere f.eks. elektriske anordninger slik som oppvarmingskveiler, eller resirkulerende varmevekslerrør 46, gjennom hvilket kan sirkuleres et fluid for å kontrollere temperaturen i ekstraksjonsdelen 22 til først å fordampe den likvifiserte gass, og deretter etterhvert å varme opp løsningsmidlet i de frosne mikrodråper 44 for å kontrollere løsningsmiddelekstraksjonshastigheten.

En alternativ skilleanordning omfatter en filtrert bunntapp 48, som strekker seg fra den lavere del av ekstraksjonsdelen 22. Den filtrerte bunntapp 48, som inneholder filteret 50, med en porestørrelse mindre enn diameteren på mikropartiklene 11, typisk lik eller mindre enn 1 u.m, er egnet til å fjerne væsker, slik som likvifisert gass, fra ekstraksjonsdelen 22, mens den holder tilbake frosne mikrodråper 44, og muligens mikropartiklene 11, inne i ekstraksjonsdelen 22.

Gassutløpet 52, som er plassert i ekstraksjonsdelen 22 ved den indre vegg 18, er egnet til å lede gassen som fremstilles ved fordampelse av likvifisert gass, ut av beholderen 10. Gassutløpet 52 kan eventuelt inkludere en anordning for reduksjon av trykket inne i beholderen 10, f.eks. en vakuumblåser (f.eks. CP-21 lavtemperatur-blåser, Barber Nichols, Arvada, CO) eller en vakuumpumpe (f.eks. E2M18 vakuumpumpe, Edwards High Vacuum International, Crawley, West Sussex, England) egnet for pumping av gasser. Videre skal gassutløpet 52 typisk inkludere filteret 53 (f.eks. et 0,2 (im sterilt filter) i gasstrømmens vei for å understøtte en aseptisk fremgangsmåte og tilveiebringe forsikring om at dannede mikropartikler 11 tilfredsstiller sterilitets-kravene.

Beholderen 10 kan eventuelt inkludere gassutløpene 52, plassert i ekstraksjonsdelen 22 og/eller frysedelen 20 (ikke vist). Det blir foretrukket at ingen gassutløp plasseres i frysedelen 20 ettersom gassutslipp fra frysedelen 20 kan resultere i gass-sirkulasjonsstrømmer som kan redusere utbyttet av de fremstilte mikropartikler 11.

I tillegg kan beholderen 10 eventuelt inkludere minst en overtrykksbeskyttelses-innretning (ikke vist) for å beskytte materialintegriteten av beholderen 10 fra over-trykk forårsaket ved fordampelse av en likvifisert gass. Typiske overtrykksbeskyttelses-innretninger inkluderer f.eks. sprengskiver eller trykkavlastningsventiler.

Ekstraksjonsdelen 22 inkluderer også minst ett ikke-løsningsmiddelinnløp 54, plassert ved den indre vegg 18 og/eller i sideveggen 12. Ekstraksjonsdelen 22 tar imot et flytende ikke-løsningsmiddel fra ikke-løsningsmiddelinnløpet 54 i en strøm eller spray. Ikke-løsningsmidlet i ekstraksjonsdelen 22 danner fortrinnsvis ekstraksjonsbadet 56, som i alle fall er plassert i den nedre del av ekstraksjonsdelen 22. Ikke-løsningsmiddelinnløpet 54 gir fluidkommunikasjon mellom kald ikke-løsningsmiddel-kilde 58 og ekstraksjonsbadet 56. Det skal forstås at andre egnede anordninger for innføring av en væske i en beholder under kalde betingelser, slik som en lanse eller en annen innretning som er i stand til å innføre en væske under kalde betingelser, kan anvendes istedenfor eller i kombinasjon med ikke-løsningsmiddelinnløpet 54.

I en annen utførelse blir en egnet blandeanordning 60 for blanding av frosne mikrodråper 44 og ikke-løsningsmiddel, plassert i ekstraksjonsbadet 56. Blandeanordningen 60 tilveiebringes for å redusere potensialet for dannelse av ekstraksjons-gradienter i ekstraksjonsbadet 56, hvilket kunne forekomme dersom frosne mikrodråper 44 klumpet seg sammen ved bunnen av ekstraksjonsdelen 22. Eksempler på egnede blandeanordninger 60 inkluderer blandeinnretninger med lav skjærspenning, slik som en turbin (f.eks. Lightning Sealmaster P6X05E med en A310 impeller som opererer ved ca. 0-175 o/min.), en marineimpeller, en bladrører eller en ytre resirkulasjonssløyfe med en pumpe med lav skjærspenning.

Beholderen 10 inkluderer dessuten bunntappen 62 som strekker seg fra den lavere del av ekstraksjonsdelen 22. Bunntappen 62 er egnet til å fjerne mikropartiklene 11 og væsker slik som ikke-løsningsmiddel fra beholderen 10. Alternativt kan dypperør (ikke vist) anvendes til å fjerne mikropartiklene 11 og væsker fra beholderen 10.

Når det kreves for medikamentlevering, blir relevante indre deler av apparatet ifølge denne oppfinnelse renset og/eller sterilisert mellom hver anvendelse for å sikre steriliteten av sluttproduktet.

I fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelse blir det dannet mikropartikler av et materiale fra en løsning av materialet i et egnet løsningsmiddel. Materialer egnet for anvendelse r denne fremgangsmåte kan inkludere hvilke som helst løselige materialer, forutsatt at et ikke-løsningsmiddel er tilgjengelig som har et lavere smeltepunkt enn løsningsmidlet og som har tilstrekkelig blandbarhet med løsningsmidlet til å ekstrahere faststoff og/eller tint flytende løsningsmiddel fra en frossen mikropartikkel. Materialer som anvendes i denne fremgangsmåte inkluderer fortrinnsvis peptider, polypeptider, proteiner, polymerer, medikamenter og pro-medikamenter med lite molekyl.

Hvilken som helst type av egnet polymer kan også anvendes til å danne en mikropartikkel. I en foretrukket utførelse vil en polymer som anvendes i denne fremgangsmåte være bioforlikelig. En polymer er bioforlikelig dersom polymeren, og eventuelle nedbrytningsprodukter av polymeren, slik som metabolske produkter, er ikke-toksiske for mennesker eller dyr som polymeren ble administrert til, og heller ikke presenterer noen signifikant skadelige eller uheldige effekter på mottakerens kropp slik som en immunologisk reaksjon på injeksjonsstedet. Bioforlikelige polymerer kan være bionedbrytbare polymerer, ikke-bionedbrytbare polymerer, en blanding derav eller

kopolymerer derav.

Egnede bioforlikelige, ikke-bionedbrytbare polymerer inkluderer f.eks. polyakrylater, polymerer av etylenvinylacetater og andre acylsubstituerte cellulose-acetater, ikke-nedbrytbare polyuretaner, polystyrener, polyvinylklorid, polyvinylfluorid, polyvinylimidazol, klorsulfonatpolyolefiner, polyetylenoksyd, blandinger og kopolymerer derav.

Egnede bioforlikelige, bionedbrytbare polymerer inkluderer f.eks. poly(laktid)er, poly(glukolid)er, poly(laktid-ko-glukolid)er, poly(melkesyre)r, poly(glukolsyre)r, polykarbonater, polyesteramider, polyanhydrider, poly(aminosyre)r, polyortoestere, polyacetaler, polycyanoakrylater, polyeterestere, polykaprolakton, poly(dioksanon)er, poly(alkylenalkylat)er, polyuretaner, blandinger og kopolymerer derav. Polymerer omfattende poly(laktid)er, kopolymerer av laktider og glukolider, blandinger derav, eller blandinger derav blir mer foretrukket. Nevnte polymerer kan dannes fra monomerer av en enkelt isomertype eller en blanding av isomerer.

En polymer som anvendes i denne fremgangsmåte kan være blokkert, ikke-blokkert eller en blanding av blokkerte eller ikke-blokkerte polymerer. En ikke-blokkert polymer er som klassisk definert i teknologien, og som spesifikt har frie karboksylendegrupper. En blokkert polymer er også som klassisk definert i teknologien, og som spesifikt har blokkerte karboksylendegrupper. Generelt er blokkeringsgruppen avledet fra initiatoren av polymeriseringsreaksjonen og er typisk et alkylradikal.

Akseptable molekylvekter for polymerer som anvendes i denne oppfinnelse kan bestemmes av en person med vanlig dyktighet på dette område og som tar i betraktning faktorer så som anvendelsen av mikropartikkelen, den ønskede polymer-nedbrytningshastighet, fysiske egenskaper slik som mekanisk styrke, og oppløsnings-hastighet av polymer i løsningsmiddel. Typisk vil et akseptabelt område av molekylvekter for polymere mikropartikler med terapeutisk anvendelse være mellom ca. 2 000 dalton og ca. 2 000 000 dalton.

I en enda mer foretrukket utførelse skal polymeren være et poly(laktid-ko-glykolid) med et laktid:glykolidforhold på ca. 1:1 og en molekylvekt på ca. 5 000 dalton til ca. 70 000 dalton. I en enda mer foretrukket utførelse skal molekyivekten av poly(laktid-ko-glykolidet) som anvendes i den foreliggende oppfinnelse ha en molekylvekt på ca. 5 000 dalton til ca. 42 000 dalton.

Typisk vil en egnet polymerløsning inneholde mellom ca. 1% (v/v) og ca. 30%

(v/v) av en egnet bioforlikelig polymer, hvori den bioforlikelige polymer typisk er løst i et egnet polymerløsningsmiddel. Fortrinnsvis vil en polymerløsning inneholde ca. 5%

(v/v) til ca. 20% (v/v) polymer.

Mikropartikler kan dannes enten ved en kontinuerlig fryse- og ekstraksjons-fremgangsmåte eller ved en satsvis fremgangsmåte hvori en sats av frosne mikrodråper blir dannet i et første trinn, og deretter i et separat andre trinn blir de frosne mikrodråper i satsen ekstrahert under dannelse av mikropartikler.

I denne fremgangsmåte vil frysesonen 26 inkludere den del av frysedelen 20 som i alt vesentlig er omsluttet av den likvifiserte gasstrøm 24. Frysesonen 26 blir dannet inne i frysedelen 20 av beholderen 10, ved å lede en strøm 24 av en egnet likvifisert gass fra minst to spraydyser 32 i en i alt vesentlig nedover-rettet retning, mot sideveggen 12. Typisk vil den likvifiserte gass som kommer fra spraydysene 32 være vinklet slik at den likvifiserte gass støter mot sideveggen 12 under dannelse av den likvifiserte gasstrøm 24 langs den innvendige overflate av sidevegge 12 slik at den fukter sideveggen 12. I en foretrukket utførelse blir likvifisert gass fra hver av seks spraydyser 32, ledet mot sideveggen 12 med en vinkel til sideveggen 12 på mindre enn ca. 30° for å redusere sprutingen eller avbøyningen av likvifisert gass fra sideveggen 12.

Alternativt blir den likvifiserte gasstrømmen 24 ledet i alt vesentlig parallelt med, men i en avstand fra innsideoverflaten av sideveggen 12 slik at det effektivt dannes en uavhengig vegg av likvifisert gass som strekker seg fra spraydysene 32 til inner-veggen 18.

Likvifisert gass elueres til spraydysene 32 fra kilden for likvifisert gass 36 gjennom innløpet 34 for likvifisert gass.

Likvifiserte gasser egnet for anvendelse i denne fremgangsmåte inkluderer flytende argon {-185,6°C), flytende nitrogen (-195,8 °C), flytende helium eller hvilken som helst annen likvifisert gass med en temperatur tilstrekkelig lav til å fryse mikrodråpene 28 av en løsning, mens mikrodråpene 28 blir holdt i frysesonen 26 eller i strømmen av likvifisert gass 24. Flytende nitrogen blir foretrukket.

I en alternativ utførelse, illustrert i fig. 2, dannes frysesonen 24 inne i frysedelen 20, ved å lede likvifisert gass fra kilden for likvifisert gass 36, gjennom innløpet 34 for likvifisert gass og inn i rommet 104 for likvifisert gass, hvori den likvifiserte gass deretter strømmer opp over overløpet 102, eller gjennom slissene (ikke vist) i overløpet 102 for å danne strømmen 24 av likvifisert gass. Den likvifiserte gasstrøm 24 strømmer deretter i alt vesentlig nedover langs innsideoverf laten av overløpet 102.

Med referanse tilbake til fig. 1 blir mikrodråpene 28 av en løsning, fortrinnsvis en løsning av en polymer, deretter ledet gjennom frysesonen 26, i en i alt vesentlig nedover-retning, hvori mikrodråpene 28 fryses under dannelse av frosne mikrodråper 44. En porsjon av mikrodråpene 28 kan fryses ved å bringes i kontakt med likvifisert gass i strømmen 24 av likvifisert gass. Mikrodråpene 28 ble tidligere dannet ved å lede løsningen fra løsningskilden 40, gjennom løsningsinnløpet 38, inn i en egnet mikrodråpedannelsesanordning 30. Inne i frysedelen 20 vil minst en del av den likvifiserte gass typisk fordampes på grunn av varme-inn-lekkasje og/eller varme-overføring fra mikrodråpene 28 til den likvifiserte gass.

En tre-fasestrøm av fordampet gass, likvifisert gass og frosne mikrodråper 44 strømmer deretter fra bunnen av frysedelen 20 og inn i ekstraksjonsdelen 22, gjennom tre-faseporten 42.

I en utførelse blir minst en del av de frosne mikrodråpene 44 revet med inne i den likvifiserte gasstrøm 24, som deretter bringer frosne mikrodråper 44 inn i ekstraksjonsdelen 22. Medrivningen av frosne mikrodråper 44 inne i strømmen 24 av likvifisert gass kan forbedre det endelige utbytte av fremstilte mikropartikler 11 ifølge fremgangsmåten i denne oppfinnelse ved å transportere inn i ekstraksjonsdelen 22 frosne mikrodråper 44 som ellers kunne holde seg inne i frysedelen 20, slik som ved å klebe til sideveggen 12 og/eller den indre vegg 18, og/eller ved å redusere tapet av luftbårne frosne mikrodråper 44 fra beholderen 10 gjennom gassutløpet 52.

Den likvifiserte gass skilles deretter fra frosne mikrodråper 44 ved en egnet separasjonsanordning som etterlater frosne mikrodråper 44 plassert i den undre del av ekstraksjonsdelen 22.

I en utførelse blir den likvifiserte gass oppvarmet til en temperatur under smeltepunktet av de frosne mikrodråper 44, men ved eller over kokepunktet for den likvifiserte gass, hvorved den likvifiserte gass blir fordampet og skilt fra de frosne mikrodråper 44.

Alternativt kan likvifisert gass skilles ut ved å trekke et delvis vakuum på ekstraksjonsdelen 22 gjennom gassutløpet 52 og oppvarming av den likvifiserte gass til en temperatur under kokepunktet av den likvifiserte gass, men høy nok til å heve damptrykket av den likvifiserte gass for derved å fordampe den likviserte gass.

Etter oppvarming blir den likvifiserte gass fordampet, for derved å skille den likvifiserte gass fra de frosne mikrodråper 44. Den likvifiserte gass kan oppvarmes ved varme-inn-lekkasje fra det utvendige miljø gjennom sideveggen 12 og beholderbunnen 16. Fortrinnsvis blir ekstraksjonsdelen 22 oppvarmet av en elektrisk varme-kilde eller ved å resirkulere et varmere fluid, slik som nitrogengass eller en blanding av nitrogengass og likvifisert nitrogen, gjennom varmevekslerrørene 46. I tillegg kan det sirkuleres et fluid gjennom varmevekslerrørene 46 for å kontrollere temperaturen inne i ekstraksjonsdelen 22 til først å fordampe den likvifiserte gass på kontrollert måte, og deretter etter hvert langsomt å varme opp løsningsmidlet i de frosne mikrodråper 44 for å tillate løsningsmiddelekstraksjon over i det flytende ikke-løsningsmiddel.

Alternativt blir likvifisert gass skilt fra de frosne mikrodråper 44 ved å lede den likvifiserte gass gjennom filteret 50 og deretter ut av ekstraksjonsdelen 22 gjennom den filtrerte bunntappen 48. Ved å lede den likvifiserte gass gjennom filteret 50 får man fjernet den likvifiserte gass fra ekstraksjonsdelen 22 mens de frosne mikrodråper 44 beholdes inne i bunndelen av ekstraksjonsdelen 22.

Mens den likvifiserte gass blir separert ved oppvarming for å fordampe den likvifiserte gass, blir den resulterende fordampede gass deretter ledet ut av ekstraksjonsdelen 22 gjennom minst et gassutløp 52. Trykket inne i beholderen 10 er først og fremst avhengig av den mengde av likvifisert gass som blir fordampet inne i ekstraksjonsdelen 22, og av utslippshastigheten av gass gjennom gassutløpet 52. Beholderen 10 kan opereres ved trykk over, lik med, eller under atmosfæretrykk. Den øvre trykkgrense for å gjennomføre denne fremgangsmåte er avhengig av de trykk som beholderen 10 kan tåle.

Det blir foretrukket at fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelse blir gjennom-ført under dannelse av frosne mikrodråper 44 under partielt vakuum. Oppnåelse av et delvis vakuum inne i ekstraksjonsdelen 22 og således gjennom hele beholderen 10, blir oppnådd ved midler kjent for fagfolk på dette område, slik som ved anvendelse av en pumpe eller blåser for å lage et sug gjennom gassutløpet 52 på ekstraksjonsdelen 22.

Etter separasjon av frosne mikrodråper 44 fra den likvifiserte gass, bringes de frosne mikrodråper 44 deretter i kontakt med et egnet kaldt flytende ikke-løsnings-iddel, som har en temperatur under smeltepunktet for de frosne mikrodråper 44. I en foretrukket utførelse holdes det frosne ikke-løsningsmiddel under smeltepunktet for de frosne mikrodråper 44 og blir ekstrahert fra den faste tilstand over i det flytende ikke-løsningsmiddel for å danne porøse mikropartikler 11 i løpet av et tidsrom på ca. 1 til ca. 24 timer. Ekstraksjonen av løsningsmiddel i fast tilstand vil sinke ekstraksjons-prosessen og derved gi større kontroll over ekstraksjonen og dannelsen av mikropartiklene 11.

I en annen utførelse blir det frosne ikke-løsningsmiddel oppvarmet til en temperatur ved eller over smeltepunktet for de frosne mikrodråpene 44. Løsnings-midlet i de frosne mikrodråpene 44 vil derved tine og blir deretter ekstrahert over i ikke-løsningsmidlet. Løsningsmidlet ekstraheres derved som et fast stoff og/eller en væske avhengig av de forskjellige faktorer slik som volumet av løsningsmiddel i de frosne mikrodråper 44, det volum av ikke-løsningsmiddel som de frosne mikrodråpene 44 blir eksponert for, og oppvarmingshastigheten av de frosne mikrodråpene 44. Avhengig av oppvarmingshastigheten kan den fremstilte mikropartikkel også være porøs for lavere oppvarmingshastigheter, eller signifikant mindre porøse mikropartikler 11 på grunn av delvis partikkelkondensasjon etter hurtig løsningsmiddelekstraksjon.

Ikke-løsningsmiddel kan være i form av en spray, en strøm og/eller ekstraksjonsbad 56. Fortrinnsvis vil de frosne mikrodråper 44 være neddykket i ikke-løsningsmidlet av ekstraksjonsbadet 56.

Egnede ikke-løsningsmidler defineres som ikke-løsningsmidler for materialet i løsning, og som er tilstrekkelig blandbare med løsningsmidlet i løsningen til å ekstrahere nevnte løsningsmiddel, ut av de frosne mikrodråper 44 ettersom løsnings-midlet oppvarmes, for derved å danne mikropartiklene 11.1 tillegg vil ikke-løsnings-midlet ha et smeltepunkt under smeltepunktet for de frosne mikrodråper 44.

I en annen utførelse blir andre ikke-løsningsmidler, slik som heksan, tilsatt til det første ikke-løsningsmiddel, slik som etanol, for å øke hastigheten av løsnings-middelekstraksjon fra visse polymerer, slik som poly(laktid-ko-glykolid).

I en foretrukket utførelse blir minst en del av de frosne mikrodråper 44 revet med av ikke-løsningsmidlet, hvilket kan forbedre det endelige utbytte av fremstilte mikropartikler 11, ifølge fremgangsmåten i denne oppfinnelse, ved å transportere frosne mikrodråper 44 inn i ekstraksjonsbadet 56. De frosne mikrodråper kan ellers ha gått tapt i prosessen på grunn av klebing til sideveggen 12, og/eller fra tapet av luftbårne frosne mikrodråper 44 fra beholderen 10 gjennom gassutløpet 52.

I en ytterligere utførelse blir de frosne mikrodråper 44 deretter om rørt inne i ekstraksjonsbadet 56 med blandeanordningen 60 for å redusere konsentrasjons-gradienten av løsningsmiddel inne i ikke-løsningsmidlet som omgir hver frosne mikrodråpe 44 eller mikropartikkel 11, for derved å forbedre effektiviteten av ekstraksjonsfremgangsmåten.

I ytterligere en annen utførelse vil ekstraksjonsfremgangsmåten inkludere den rekkevise tilsetning til, og avtapping av separate alikvoter av ikke-løsningsmiddel fra, ekstraksjonsdelen 22, for å ekstrahere løsningsmidlet over i hver separate alikvot. Ekstraksjonen gjennomføres derved på trinnvis måte. Tinehastigheten er avhengig av valget av løsningsmidler og ikke-løsningsmidler, og temperaturen av ikke-løsnings-midlet i ekstraksjonsdelen 22. Tabell 1 gir eksempler på polymer/løsningsmiddel/ikke-løsningsmiddel-systemer som kan anvendes i denne fremgangsmåte sammen med deres smeltepunkter.

For proteiner blir det foretrukket at frosne mikrodråper 44 blir tint langsomt mens polymerløsningsmidlet ekstraheres for å fremstille en mikropartikkel.

Et bredt område av størrelser av mikrokuler kan lages ved å variere dråpe-størrelsen, f.eks. ved å forandre dysediameteren eller luftstrømmen inn i et luftatomiseringsapparat. Dersom det ønskes svært store diametere av mikropartikler 11, kan de ekstruderes gjennom en sprøyte direkte inn i frysesonen 24. Økning av den iboende viskositet av polymerløsningen kan også resultere i en økende mikropartikkel-størrelse. Størrelsen av mikropartiklene 11 fremstilt ved denne fremgangsmåte kan ligge i området fra mer enn ca. 1000 ned til ca. 1 um eller mindre, i diameter. Vanligvis vil en mikropartikkel ha en størrelse egnet for injeksjon i et menneske eller et annet dyr. Fortrinnsvis vil diameteren av mikropartiklene 11 være mindre enn ca. 180 um.

Etter ekstraksjon blir mikropartiklene 11 filtrert og tørket for å fjerne ikke-løsningsmiddel, ved midler kjent for fagfolk på dette område. For en polymermikropartikkel blir nevnte mikropartikkel fortrinnsvis ikke oppvarmet over sin glass-temperatur for å minimalisere klebing mellom mikropartiklene, uten at tilsetninger som f.eks. mannitol er tilstede for å redusere klebingen mellom mikropartiklene.

I en annen utførelse vil en løsning av et materiale også inneholde en eller flere ytterligere substanser, som er dispergert i løsningen. Nevnte ytterligere substans blir dispergert ved å bli ko-oppløst i løsningen, suspendert som faste partikler, slik som lyofiliserte partikler i løsningen, eller løst i et andre løsningsmiddel, som er ikke blandbart med løsningen, og blir blandet med løsningen under dannelse av en emulsjon. Faste partikler oppslemmet i løsningen kan være store partikler med en diameter større enn 300 jim, eller mikroniserte partikler med en diameter så liten som ca. 1 (im. Typisk bør den ytterligere substans ikke være løselig i ikke-løsningsmidlet.

Når materialet omfatter en polymer, skal polymerløsningen inneholde minst ett biologisk aktivt middel. Eksempler på egnede terapeutiske og/eller profylaktiske biologisk aktive midler inkluderer proteiner, slik som immunoglobulin-ltgnende proteiner; antistoffer; cytokiner (f.eks. lymfokiner, monokiner og kemokiner); interleukiner; interferoner; erytropoietin; hormoner (f.eks. veksthormon og adreno-kortikotropt hormon); vekstfaktorer; nukleaser, tumomekrosefaktor; kolonistimulerende faktorer; insulin; enzymer; antigener (f.eks. bakterie- og virusantigener); og tumorsupressorgener. Andre eksempler på egnede terapeutiske og/eller profylaktiske biologisk aktive midler inkluderer nukleinsyrer, slik som antisense-molekyler; og små molekyler slik som antibiotika, steroider, dekongestanter, neuroaktive midler, anestetika, sedativer, kardiovaskulære midler, antitumormidler, antineoplastika, antihistaminer, hormoner (f.eks. tyroksin) og vitaminer: Eksempler på egnede diagnostiske og/eller terapeutiske biologisk aktive midler inkluderer radioaktive isotoper og radio-opake midler.

Mikrokulene som lages ved denne fremgangsmåte kan være enten homogene eller heterogene blandinger av polymeren og det aktive middel. Homogene blandinger fremstilles når det aktive middel og polymeren begge er løselige i løsningsmidlet, som i tilfellet av visse hydrofobe medikamenter slik som steroider. Heterogene to-fase-systemer med adskilte soner av polymer og aktivt middel blir fremstilt når det aktive middel ikke er løselig i polymeren/løsningsmidlet, og innføres som en suspensjon eller emulsjon i polymer/løsningsmiddelløsningen, som med hydrofile materialer slik som proteiner i metylenklorid.

Den mengde av et biologisk aktivt middel som inneholdes i en bestemt sats av mikropartikler, er en terapeutisk, profylaktisk eller diagnostisk effektiv mengde, som kan bestemmes av en person med vanlig dyktighet på dette område og som tar i betraktning faktorer slik som legemsvekt, den tilstand som skal behandles, type av anvendt polymer, og frkjivingshastighet fra mikropartikkelen.

I en utførelse vil en polymermikropartikkel med kontrollert frigiving inneholde fra ca. 0,01% (v/v) til ca. 50% (v/v) biologisk aktivt middel. Den mengde av midlet som anvendes vil variere avhengig av den ønskede effekt av midlet, det planlagte fri-givningsnivå, og det tidsrom som midlet vil bli frigitt over. Et foretrukket konsentra-sjonsområde for biologisk aktive midler er mellom ca. 0,1 vekt% til ca. 30 vekt%.

Om ønsket kan andre materialer inkorporeres i mikropartikler sammen med de biologisk aktive midler. Eksempler på disse materialer er salter, metaller, sukkere, overflateaktive midler, Additiver, slik som overflateaktive midler, kan også tilsettes til ikke-løsningsmidlet under ekstraksjonen av løsningsmidlet for å redusere muligheten for aggregasjon av mikropartiklene.

Det biologisk aktive middel kan også blandes med andre eksipienter, slik som stabilisatorer, løselighetsmidler og bulkmidler. Stabilisatorer blir tilsatt for å holde vedlike potensen av midlet over varigheten av midlets frigivning. Egnede stabilisatorer inkluderer f.eks. karbohydrater, aminosyrer, fettsyrer og tensider og er kjent for fagfolk på dette område. Mengden av stabilisator som anvendes er basert på forholdet til midlet på vektbasis. For aminosyrer, fettsyrer og karbohydrater, slik som sukrose, laktose, mannitol, dekstran og heparin, vil molforholdet av karbohydrat til middel typisk være mellom ca. 1:10 og ca. 20:1. For tensider slik som tensidene Tween™ og Pluronic™, vil molforholdet av tensid til middel typisk være mellom ca. 1:1000 og

ca. 1:20.

I en annen utførelse kan et biologisk aktivt middel lyofiliseres med en metall-kationkomponent, for å stabilisere midlet og kontrollere frigivningshastigheten av det biologisk aktive middel fra en mikropartikkel, som beskrevet i samtidig verserende US patentsøknad, serial nr. 08/279.784, innlevert 25. juli 1994, hvis beskrivelse er inkorporert heri ved referanse.

Løselighetsmidler blir tilsatt for å modifisere løseligheten av midlet. Egnede løselighetsmidler inkluderer komplekseringsmidler, slik som albumin og protamin, som kan anvendes for å kontrollere frigivningshastigheten av midlet fra en polymer eller proteinmatriks. Vektforholdet av løselighetsmiddel til biologisk aktivt middel er generelt mellom ca. 1:99 og ca. 20:1.

Bulkmidler vil typisk omfatte inerte materialer. Egnede bulkmidler er kjent for fagfolk på dette område.

Videre er en polymermatriks som kan inneholde en dispergert metallkation-komponent for å modulere frigivningen av et biologisk aktivt middel fra den polymere matriks, beskrevet i samtidig verserende US patentsøknad, serial nr. 08/237.057, innlevert 3. mai 1994, og i samtidig verserende internasjonal søknad, serial nr. PCT/US95/05511, innlevert 3. mai 1995, hvilke beskrivelser er inkorporert heri ved referanse.

I ytterligere en annen utførelse er minst et poredannende middel, slik som et vannløselig salt, sukker eller aminosyre inkludert i mikropartikkelen for å modifisere mikropatrikkelens mikrostruktur. Andelen av poredannende middel tilsatt til polymer-løsningen er mellom ca. 1 vekt% og ca. 30 vekt%. Det foretrekkes at minst et poredannende middel blir inkludert i en ikke-bionedbrytbar polymermatriks ifølge den foreliggende oppfinnelse.

Fig. 3 illustrerer ytterligere en annen utførelse av et apparat ifølge denne oppfinnelse, egnet til å gjennomføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Apparatet i fig. 3 har mange av de samme elementer som fig. 1, og like elementer er betegnet med like nummer. I dette apparat er frysedelen 20 plassert inne i frysebeholderen 202, og er i alt vesentlig innlukket av sideveggen 12, beholdertoppen 14 og fryse-beholderbunnen 204. Ekstraksjonsdelen 22 er likeså plassert inne i ekstraksjonsbeholderen 206, og er i alt vesentlig innelukket av sideveggen 12 (a), ekstraksjonsbeholdertoppen 208 og beholderbunnen 16. F rysebeholderen 202 er generelt plassert over ekstraksjonsbeholderen 206. Ledningen 210 er plasset rmellom frysebeholderen 202 og ekstraksjonsbeholderen 206. Ledningen 210 inkluderer ledningsinnløpet 212, plassert ved eller nær f rysebeholderens bunn 204, og ledningsutløpet 214, plassert ved eller nær ekstraksjonsbeholdertoppen 208. Ledningen 210 tilveiebringer tre-fasekommunikasjon, spesifikt av faste stoffer, væsker og gasser, mellom frysedelen 20 og ekstraksjonsdelen 22.

Eventuelt vil ledningen 210 inkludere tre-faseblandeanordningen 216 for blanding av de tre faser i tre-fasestrømmen, hvorved minst en del av de frosne mikrodråpene 44 som inneholdes i gassfasen, vil bli innfanget i den flytende fase og derved øke produktutbyttet ved å redusere tapet av frosne mikrodråper 44 fra avløpsgassene gjennom gassutløpet 52. Egnede tre-faseblandeanordninger 216 inkluderer en kaskadeledeplate, eller fortrinnsvis ett eller flere elementer av en statisk blander (f.eks. Model # KMR-SAN; Chemineer, Inc.) En foretrukket tre-faseblandeanordning 216 gir en forvridd strøm. Mer fortrinnsvis skal tre-faseblandeanordningen 216 omfatte et antall statiske blandeelementer koblet i serie, tilstrekkelig til å danne turbulent strøm, typisk fire elementer.

I en ytterligere utførelse skal løsningskilden 40 inkludere blandetanken 218 som har en andre blandeanordning (ikke vist) og fragmenteringssløyfen 220. Hvilken som helst anordning for blanding av en løsning, suspensjon eller emulsjon er egnet for en andre blandeanordning. Det blir foretrukket høy skjærspenningsblanding for den andre blandeanordning.

Fragmenteringssløyfen 222 inkluderer f ragmenteringsinnløpet 224 som er plassert ved eller nær bunnen av dispersjonstanken 218, fragmenteringsutløpet 226 som er plassert ved dispersjonstanken 218 vanligvis hevet over fragmenterings-innløpet 224. Fragmenteringssløyfen 222 inkluderer også fragmenteringsanordningen 228 som er plassert mellom fragmenteringsinnløpet 224 og fragmenteringsutløpet 226, og som reduserer eller mikroniserer størrelsen av partiklene oppslemmet i materialløsningen; og som danner finere, bedre blandede emulsjoner av ikke-blandbare væsker. En egnet f ragmenteringsanordning 228 inkluderer en anordning som er i stand til å fragmentere et faststoff til en diameter mellom ca. 1 um eller mindre, og ca. 10 (j.m. Eksempler på egne fragmenteringsanordninger 228 inkluderer rotor/stator-homogenisatorer, kolloidmøller, kulemøller, sandmøller, mediamøller, høytrykks-homogenisatorer.

I en alternativ utførelse foregår fragmenteringen inne i blandetanken 218 ved anvendelse av spreningsenergi, slik som den som tilveiebringes av en ultralydprobe, høy skjærspenningsblander eller homogenisator.

Temperaturen i dispersjonstanken 218 og/eller i fragmenteringssløyfen 222 kontrolleres typisk når den inneholder proteiner, eller andre varmefølsomme materialer, ved midler kjent i teknologien, for å minimalisere denaturering av proteinene.

I en fremgangsmåte illustrert i fig. 3 blir den fordampede gass, den likvifiserte gass og de frosne mikrodråper 44 ledet fra frysedelen 20 og gjennom lednigen 210, som inkluderer tre-faseblandeanordningen 216, fortrinnsvis en fire-element eller mer, statisk blander for turbulent å blande de tre faser, og skrubbe frosne mikrodråper 44, som ble innfanget i gassfasen, over i den likvifiserte gass for derved å forbedre utbyttet.

I en annen utførelse blir en løsning inneholdende en ytterligere substans, som er i fast form eller som danner en emulsjon med løsningsmidlet, resirkulert gjennom fragmenteringsanordningen 228, slik som en homogenisator, for å mikronisere de faste partikler, fortrinnsvis partikler med en diameter på ca. 1-10 um, eller for ytterligere å blande emulsjonen for å danne mindre emulsjons-smådråper.

Fragmentering er ikke nødvendig når løsningen ikke har noen oppslemmede partikler, eller når større oppslemmede partikler er ønsket.

Alternativt kan den andre blandeanordning anvendes som fragmenterings-anordning, slik som når det anvendes en høy hastighet/høy skjærspenningsblander for den andre blandeanordning.

Fig. 4 illustrerer ytterligere en annen utførelse av et apparat egnet til å gjennomføre fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Apparatet i fig. 4 har mange av de samme elementer som fig. 1 og 3, og like elementer er betegnet med like nummere. Dette apparat inkluderer flere frysebeholdere 202, hver inneholdende en separat frysedel 20. Apparatet inkluderer også en ekstraksjonsbeholder 206 med ekstraksjonsdel 22. Tre-fasekommunikaksjon tilveiebringes fra hver frysedel 20 til ekstraksjonsdelen 22 ved separate ledninger 210. Hver ledning 210 inkluderer separate tre-faseblandeanordninger 216.

I fremgangsmåten illustrert i fig. 4 blir frosne mikrodråper 44 dannet i hver frysedel og deretter overført til en felles ekstraksjonsdel 22.

Blandingen som lages ifølge fremgangsmåten i denne oppfinnelse kan administreres til et menneske eller et annet dyr, oralt, ved stikkpiller, ved injeksjon eller implantasjon subkutant, intramuskulært, intraperitonealt, intrakranialt og intradermart, ved administrering til slimhinnemembraner, slik som intranasalt eller ved hjelp av en stikkpille, eller ved in situ avgivelse (f.eks. ved klyster eller aerosolspray) for å gi den ønskede dosering av et biologisk aktivt middel basert på de kjente parametere for behandling av forskjellige medisinske tilstander.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for danning av mikropartikler av et materiale fra mikrodråper av en blanding av et materiale og et løsningsmiddel som er et løsningsmiddel for materialet, karakterisert ved trinn for: a) å lede mikrodråpene inn i en frysedel inneholdende en likvifisert gass, hvorved mikrodråpene fryses; og b) å bringe de frosne mikrodråper i en ekstraksjonsdel i kontakt med et flytende ikke-løsningsmiddel for materialet for å ekstrahere materialløsningsmidlet over i ikke-løsningsmidlet for derved å danne nevnte mikropartikler av materialet; hvori frysedelen og ekstraksjonsdelen er skilt fra hverandre.

2. Fremgangsmåte for danning av mikropartikler av et materiale fra mikrodråper av en blanding av materialet og et løsningsmiddel som er et løsningsmiddel for materialet, karakterisert ved trinn for: a) å lede mikrodråpene inn i en frysebeholder inneholdende en likvifisert gass, hvorved mikrodråpene fryses; og b) å bringe de frosne mikrodråper i en ekstraksjonsbeholder i kontakt med et flytende ikke-løsningsmiddel for materialet for å ekstrahere materialløsningsmidlet over i ikke-løsningsmidlet for derved å danne nevnte mikropartikler av materialet; hvori f rysebeholderen og ekstraksjonsbeholderen er skilt fra hverandre.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at materialet dessuten omfatter en polymer.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at materialet ytterligere omfatter et biologisk aktivt middel eller et stabilisert biologisk aktivt middel, slik som et protein, peptid, medikament eller promedikament.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at nevnte biologisk aktive middel er valgt fra gruppen bestående av immunoglobulinlignende proteiner, interleukiner, interferoner, erytropoietin, antistoffer, cytokiner, hormoner, antigener, vekstfaktorer, nukleaser, tumor nekrosefaktor, kolonistimulerende faktorer, insulin, enzymer, tumorsupressorgener, antisense-molekyler, antibiotika, steroider, dekongestanter, neuroaktive midler, anestetika, beroligende midler, kardiovaskulære midler, antitumor midler, antineoplastika, antihistaminer og vitaminer.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at nevnte polymer er valgt fra gruppen bestående av poly(laktid)er, poly(glykolid)er, poly(laktid-ko-glukolid)er, poly(melkesyre)r, poly(glykolsyre)r, polykarbonater, polyesteramider, polyanhydrider, poly(aminosyrer), polyortoestere, polyacetaler, polycyanoakrylater, polyeterestere, polykaprolakton, poly(dioksanon)er, poly(alkylenalkylat)er, polyuretaner, blandinger og kopolymerer derav.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at temperaturen i trinn (a) er lavere enn temperaturen i trinn (b).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den likvifiserte gass blir sprøytet inn i frysedelen eller beholderen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at mikrodråpene blir dannet ved atomisering av løsningen av materialet inn i frysedelen eller beholderen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de frosne mikrodråper blir oppsamlet ved bunnen av frysedelen eller beholderen og ledet inn i ekstraksjonsdelen eller beholderen.