PL199414B1 - Sposób wytwarzania mikrogranulek chitozanowych - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania mikrogranulek chitozanowych polega na tym, że sporządza się niskostężony roztwór soli chitozanuw wodzie, zawierający ewentualny dodatek substancji modyfikujących i/lub porotwórczych, po czym sporządzony roztwór poddaje się działaniu zasadowego środka wytrącającego. Wytworzony w ten sposób hydrożel, po odmyciu demineralizowaną wodą, umieszcza się w rozpuszczalniku wtórnym, który stanowi ciecz mieszająca się z wodą i jednocześnie rozpuszczalna w wybranym płynie nadkrytycznym to jest w CO2, po czym z tak przygotowanej struktury chitozanowej usuwa się rozpuszczalnik wtórny wysysając ją CO2 w stanie nadkrytycznym, a otrzymaną po zlikwidowaniu warunków nadkrytycznych strukturę chitozanową proszkuje się mechanicznie. Mikrogranulki chitozanowe znajdują zastosowanie w ochronie środowiska jako środki wiążące jony metali, w medycynie jako nośniki przy kontrolowanym uwalnianiu środków farmakologicznych oraz jako adsorbenty substancji toksycznych lub niepożądanych

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mikrogranulek chitozanowych.

Mikrogranulki chitozanowe wytwarza się dotychczas w drodze inwersji faz i ewentualnego sieciowania po uformowaniu, w drodze suszenia rozpryskowego z ewentualnym dodatkiem aldehydu glutarowego jako środka sieciującego, metodą emulsyjną, metodą koacerwacji. Procesy te są opisane w czasopismach: International Journal of Pharmaceutics 187, 1999, 53-65; International Journal of Pharmaceutics 187, 1999, 115-123; International Journal of Biological Macromolecules 27, 2000, 181-186; Carbohydrate Polymers 41, 2000, 389-396; Biomaterials 21, 2000, 1115-1119; Biomaterials 2001, 2075-2080; Biomaterials 23, 2002, 181-191; Biomaterials 23, 2002, 2723-2731; International Journal of Pharmaceutical 233, 2002, 217-225; Polymer 43, 2002, 757-765.

Równocześnie znany jest sposób wytwarzania materiałów o wysokim stopniu rozdrobnienia, tak zwany proces RESS, polegający na raptownym zdekompresowaniu, w odpowiedniej dyszy, roztworu danej substancji w płynie nadkrytycznym, co powoduje gwałtowny spadek rozpuszczalności i wytworzenie rozproszonej fazy stałej tej substancji. Sposób ten jest opisany w czasopiśmie Journal of Supercritical Fluids 22, 2002, 75-84.

Znane są także sposoby wytwarzania struktur o wysokim stopniu rozdrobnienia, tak zwane procesy GAS lub SAS, polegające na zmianie właściwości ciekłego rozpuszczalnika w roztworze danej substancji w drodze wysycenia go płynem nadkrytycznym. Przekroczenie określonego stężenia powoduje wytrącenie rozpuszczonej substancji.

Znane są również różne warianty prowadzenia procesów GAS/SAS, przystosowane do otrzymywania struktur o określonej morfologii i rozmiarze cząstek. Sposoby te są opisane w czasopismach Chemosphere 43, 2001, 123-135; Journal of Supercritical Fluids 20, 2001,179-219.

Dotychczas uważano, że z chitozanu, z powodu jego wysokiej polarności i zdolności tworzenia między sąsiadującymi cząsteczkami wiązań wodorowych, niemożliwe jest wytworzenie struktur o wysokim rozproszeniu w warunkach nadkrytycznych - Journal of Non Crystalline Solids 285, 2001, 123-127.

Sposób wytwarzania mikrogranulek chitozanowych, według wynalazku polega na tym, że sporządza się nisko stężony roztwór soli chitozanu, korzystnie octanu, mrówczanu, chlorku, w wodzie, zawierający ewentualny dodatek substancji modyfikujących i/lub porotwórczych, po czym sporządzony roztwór poddaje się działaniu zasadowego środka wytrącającego, korzystnie amoniaku, wodorotlenku sodu lub potasu. Wytworzony w ten sposób hydrożel, po odmyciu demineralizowaną wodą, umieszcza się w rozpuszczalniku wtórnym, który stanowi ciecz mieszająca się z wodą i jednocześnie rozpuszczalna w wybranym płynie nadkrytycznym, to jest w CO2, korzystnie aceton, metanol, dioksan, po czym z tak przygotowanej struktury chitozanowej usuwa się rozpuszczalnik wtórny wysycając ją CO2 w stanie nadkrytycznym, a otrzymaną po zlikwidowaniu warunków nadkrytycznych strukturę chitozanową proszkuje się mechanicznie.

W sposobie wedł ug wynalazku uż ywa się chitozan o masie cząsteczkowej 10-600 kD i stopniu deacetylacji powyżej 30%.

Sposobem według wynalazku otrzymuje się luźną strukturę chitozanową o wysokim rozproszeniu, którą bardzo łatwo, na przykład mechanicznie, rozdrabnia się na mikrogranulki o średnicy poniżej μm, które znajdują zastosowanie w ochronie środowiska jako środki wiążące jony metali, w medycynie jako nośniki przy kontrolowanym uwalnianiu środków farmakologicznych oraz jako adsorbenty substancji toksycznych lub niepożądanych.

Sposób według wynalazku ilustrują bliżej poniższe przykłady nie ograniczając jego zakresu.

P r z y k ł a d I g chitozanu o masie cząsteczkowej 200 kD i stopniu deacetylacji 60% rozpuszczono w 100 ml 2% wodnego roztworu kwasu octowego, otrzymany roztwór przefiltrowano i umieszczono w kuwetach o pojemności około 5 ml na czas 48 godzin w atmosferze amoniaku. Następnie wytworzony hydrożel wyjęto z kuwet, odmyto zdemineralizowaną wodą i umieszczono w acetonie czterokrotnie zmieniając kąpiel. Żel zawierający aceton umieszczono następnie w autoklawie, przez który przepuszczano ciekły CO2 z prędkością 1 ml/min w czasie 3 h w temperaturze 15°C. Po zakończeniu wymywania acetonu zamknięto dopływ CO2 i z autoklawu wypuszczano ekspandujący CO2 podgrzewając autoklaw tak, aby ciśnienie w nim panujące nie przekroczyło 10⁵ hPa. Po osiągnięciu temperatury wewnątrz autoklawu równej 40°C ewakuowano autoklaw, aż do ciśnienia atmosferycznego w czasie 1 godziny utrzymując temperaturę na poziomie 40°C.

PL 199 414 B1

Wytworzoną suchą strukturę chitozanową poddano sproszkowaniu mechanicznemu. Wytworzona struktura składała się z mikrogranulek o średnicy 2-4 μm i charakteryzowała się wąskim przedziałem rozkładu średnic.

P r z y k ł a d II

0,3 g chitozanu o masie cząsteczkowej 500 kD i stopniu deacetylacji 40% rozpuszczono w 100 ml 2% wodnego roztworu kwasu mrówkowego zawierającego dodatek 0,9% NaCl, otrzymany roztwór przefiltrowano i umieszczono w kuwetach o pojemności 10 ml na czas 8 godzin w kąpieli 2% wodnego roztworu NaOH. Następnie wytworzony hydrożel wyjęto z kuwet, odmyto zdemineralizowaną wodą i umieszczono w metanolu czterokrotnie zmieniając kąpiel. Żel zawierający metanol umieszczono następnie w autoklawie, który napełniono ciekłym CO2 i za pomocą pompy zwiększono w nim ciśnienie do 10⁵ hPa, po czym ogrzano autoklaw do temperatury 40°C przy stałym ciśnieniu 10⁵ hPa. Następnie przepuszczano przez autoklaw ciekły CO2 z prędkością 3 ml/min w czasie 2 godzin w temperaturze 40°C, po czym zamknięto dopływ CO2 i ewakuowano autoklaw do ciśnienia atmosferycznego w czasie 1 godziny utrzymując temperaturę na poziomie 40°C.

Wytworzoną suchą strukturę chitozanową poddano sproszkowaniu mechanicznemu. Wytworzona struktura składała się z mikrogranulek o średnicy 2-4 μ^ι i charakteryzowała się wąskim przedziałem rozkładu średnic.

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania mikrogranulek chitozanowych, znamienny tym, że sporządza się nisko stężony roztwór soli chitozanu, korzystnie octanu, mrówczanu, chlorku, w wodzie, zawierający ewentualny dodatek substancji modyfikujących i/lub porotwórczych, sporządzony roztwór poddaje się działaniu zasadowego środka wytrącającego, korzystnie amoniaku, wodorotlenku sodu lub potasu, wytworzony w ten sposób hydrożel, po odmyciu demineralizowaną wodą, umieszcza się w rozpuszczalniku wtórnym, który stanowi ciecz mieszająca się z wodą i jednocześnie rozpuszczalna w wybranym płynie nadkrytycznym, to jest w CO2, korzystnie aceton, metanol, dioksan, po czym z tak przygotowanej struktury chitozanowej usuwa się rozpuszczalnik wtórny wysycając ją CO2 w stanie nadkrytycznym, a otrzymaną po zlikwidowaniu warunków nadkrytycznych strukturę chitozanową proszkuje się mechanicznie.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że używa się chitozan o masie cząsteczkowej 10-600 kD i stopniu deacetylacji powyżej 30%.