PL204627B1

PL204627B1 - Sposób regulowania stopnia biologicznej degradacji przędzonego z zolu krzemionkowego włókna krzemionkowego, włókno krzemionkowe i jego zastosowanie

Info

Publication number: PL204627B1
Application number: PL350576A
Authority: PL
Inventors: Mika Jokinen; Timo Peltola; Sinikka Veittola; Manja Ahola; Pirjo Kortesuo
Original assignee: Bayer Innovation Gmbh
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2010-01-29
Also published as: JP2002537502A; HUP0200277A3; CA2359699A1; NZ513013A; HUP0200277A2; CZ20012748A3; DE60035672D1; JP4932992B2; US7897166B1; SK10612001A3; CA2359699C; WO2000050349A2; PL350576A1; EP1144323A2; DE60035672T2; EP1144323B1; WO2000050349A3; ATE368011T1; AU2807600A; NO20014014D0

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulowania stopnia biologicznej degradacji przędzonego z zolu krzemionkowego wł ókna krzemionkowego, wł ókno krzemionkowe o kontrolowanej degradacji biologicznej oraz jego zastosowanie jako urządzenia dostarczającego zawierającego środek biologicznie czynny, który stanowi lek, proteinę, hormon, żywą lub martwą komórkę, bakterię, wirus lub ich część.

Materiały ceramiczne pochodzenia zolowo-żelowego mają wiele zastosowań w różnych dziedzinach. Bioceramika jest jedną z najbardziej obiecujących i interesujących dziedzin, które wciąż wymagają dalszych prac rozwojowych w celu zoptymalizowania właściwości materiału w środowisku biologicznym. Proces zolowo-żelowy wychodzący z fazy ciekłej umożliwia łatwą regulację porowatej struktury materiału i wprowadzenie innych składników w różnego rodzaju kompozytach, zwłaszcza w przypadku materiałów opartych na krzemionce. Proces obróbki włókien krzemionkowych pochodzenia zolowo-żelowego jest znany, a główne parametry regulowania procesu zależą od prekursorów krzemionki albo od stopnia rozgałęzienia skupisk krzemionkowych, przy czym ten ostatni wpływa decydująco na przędzalność i charakteryzuje się go zwykle drogą pomiarów reologicznych.

Włókna stosowano tradycyjnie w celu polepszania mechanicznych właściwości materiałów. W przypadku włókien krzemionkowych pochodzenia zolowo-żelowego istnieją dwa główne parametry, które wyznaczają objętościową strukturę włókien, a obróbka włókien jest jednym ze sposobów kondensowania struktury objętościowej. W zależności od zastosowania podatnych na degradację biologiczną włókien krzemionkowych pochodzenia zolowo-żelowego może zmieniać się równowaga pomiędzy właściwościami mechanicznymi i degradacją biologiczną. Na przykład właściwości mechaniczne mają mniejsze znaczenie, gdy włókno krzemionkowe stosuje się jako urządzenie do doprowadzania leku w tkance miękkiej. Jednak do dalszej obróbki otrzymanych włókien do pożądanej postaci po przędzeniu właściwości mechaniczne muszą być dość dobre. Degradacja biologiczna włókien krzemionkowych zmniejsza się znacznie po obróbce cieplnej w wysokich temperaturach jednocześnie w miarę jak polepszają się właściwości mechaniczne.

W międzynarodowym zgłoszeniu patentowym nr WO 97/45367 omawia się krzemionkowe materiały kserożelowe pochodzenia zolowo-żelowego. W niemieckim opisie patentowym nr DE 19609551 omawia się włókna krzemionkowe otrzymane drogą ciągnięcia ich ze specyficznej kompozycji przędzalniczej. Żadna z tych publikacji patentowych nie podaje informacji ani nie sugeruje włókna krzemionkowego podatnego na regulowaną degradację biologiczną, urządzenia do doprowadzania albo kompozycji farmaceutycznej według wynalazku ani sposobów jej wytwarzania ani zastosowania. Ponadto żadna z publikacji patentowych nie podaje informacji ani nie sugeruje sposobu według wynalazku regulowania degradacji biologicznej włókien krzemionkowych.

Ustalono, że degradację biologiczną włókien krzemionkowych można regulować drogą regulowania lepkości roztworu przędzalniczego, a stąd degradacja biologiczna włókien krzemionkowych może zmieniać się nawet wtedy, gdy stosuje się tę samą receptę.

Dlatego też przedmiotem wynalazku jest sposób regulowania stopnia biologicznej degradacji przędzonego z zolu krzemionkowego włókna krzemionkowego, w zakresie od 0,2 do 20% wagowo na godzinę, mierzonego in vitro z zastosowaniem symulowanego płynu ustrojowego SBF według Ohtsuki, C. i in., J. Non-Cryst. Sol., 143 (1992), 84-92, i obliczonego z liniowych części krzywej rozpuszczalności krzemionki, polegający na tym, że sposób obejmuje etap, w którym stopień degradacji biologicznej reguluje się poprzez wybór lepkości zolu krzemionkowego, z którego włókno jest przędzone w startowym punkcie procesu przędzenia, przy czym lepkość zolu krzemionkowego w punkcie startowym procesu przędzenia jest niższa niż 100000 mPas, a włókna, które poddaje się przędzeniu we wczesnym etapie przędzalności ulegają degradacji wolniej niż włókna poddane przędzeniu w etapie późniejszym.

Korzystnie lepkość zolu krzemionkowego w punkcie startowym procesu przędzenia wynosi od 1000 do 50000 mPas, korzystniej od 2000 do 15000 mPas.

Przedmiotem wynalazku jest włókno krzemionkowe o kontrolowanej degradacji biologicznej, charakteryzujące się tym, że zostało poddane przędzeniu z zolu krzemionkowego mającego lepkość w punkcie startowym procesu przędzenia poniżej 100000 mPas, a rozpuszczalność tego włókna w symulowanym płynie ustrojowym SBF według Ohtsuki, C. i in., J. Non-Cryst. Sol., 143 (1992), 84-92, i obliczonego z liniowych części krzywej rozpuszczalności krzemionki wynosi od 0,2 do 20% wagowo na godzinę.

Korzystnie rozpuszczalność włókna w symulowanym płynie ustrojowym SBF wynosi od 0,2 do 8,5% wagowo na godzinę.

PL 204 627 B1

Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie włókna krzemionkowego o kontrolowanej degradacji biologicznej określonego powyżej jako urządzenia dostarczającego zawierającego środek biologicznie czynny, który stanowi lek, proteinę, hormon, żywą lub martwą komórkę, bakterię, wirus lub ich część.

Korzystnie środek biologicznie czynny jest lekiem.

Korzystnie urządzenie stosuje się do wytwarzania preparatu farmaceutycznego.

W sposób specyficzny opracowano sposób wytwarzania włókna krzemionkowego podatnego na regulowaną degradację biologiczną, przy czym sposób polega na przędzeniu włókna z zolu krzemionkowego, którego lepkość jest regulowana, Bardziej specyficznie opracowano sposób wytwarzania włókna krzemionkowego podatnego na regulowaną degradację biologiczną, który polega na przędzeniu włókna z zolu krzemionkowego, gdzie punkt startowy procesu przędzenia reguluje się drogą regulowania lepkości zolu krzemionkowego.

Należy mieć na uwadze, że określenie „przędzenie” obejmuje wszystkie odpowiednie sposoby wytwarzania włókien krzemionkowych z zolu krzemionkowego.

Opracowano włókno krzemionkowe podatne na regulowaną degradację biologiczną, które poddano przędzeniu z zolu krzemionkowego. Specyficznie opracowano włókno krzemionkowe podatne na regulowaną degradację biologiczną, które poddano przędzeniu z zolu krzemionkowego, przy czym degradację biologiczną włókna reguluje się drogą regulowania lepkości zolu przędzalniczego. Bardziej specyficznie opracowano włókno krzemionkowe podatne na regulowaną degradację biologiczną, które poddano przędzeniu z zolu krzemionkowego, który ma lepkość poniżej 100000 mPas (milipaskalsekunda), korzystnie lepkość od 1000 do 50000 mPas, a zwłaszcza od 2000 do 15000 mPas. Włókno poddaje się korzystnie obróbce cieplnej, w celu zapoczątkowania suszenia włókna, tylko w niskich temperaturach nieszkodliwych dla środków biologicznie czynnych, i nie jest ono wtedy zagęszczane z zewnątrz.

Opracowano również urządzenia doprowadzające z podtrzymywanym i ewentualnie regulowanym wydzielaniem środków biologicznie czynnych, zwłaszcza środków leczniczych, protein albo hormonów, które są wykonane z włókien krzemionkowych podatnych na degradację biologiczną, oraz preparatów farmaceutycznych zawierających wymienione urządzenia.

Niniejszy wynalazek ujawnia sposób regulowania degradacji biologicznej włókien krzemionkowych. Sposób polega na regulowaniu lepkości zolu przędzalniczego albo regulowaniu lepkości zolu przędzalniczego w punkcie startowym procesu przędzenia.

Opracowano sposób podawania biologicznie czynnego środka człowiekowi albo zwierzęciu, który polega na wszczepianiu, wstrzykiwaniu albo przyklejaniu do śluzówki człowiekowi albo zwierzęciu urządzenia doprowadzającego wykonanego z włókien krzemionkowych podatnych na regulowaną degradację biologiczną, przy czym do urządzenia wprowadza się środek biologicznie czynny.

Krótki opis rysunków

Figura 1 przedstawia widma termograwimetryczne próbek niedojrzałych włókien poddawanych dojrzewaniu w ciągu 3 miesięcy.

Figura 2 przedstawia pochodną widm termograwimetrycznych z fig. 1.

Figura 3 przedstawia widma FT-IR próbek włókien poddanych obróbce cieplnej w analizie termograwimetrycznej.

Figura 4 przedstawia transmisyjną mikrofotografię elektronową surowej masy włókien FIB2_B poddawanych dojrzewaniu w ciągu 3 miesięcy.

Figura 5 przedstawia lepkość przędzalniczą w zależności od startowego punktu procesu przędzenia dla włókien FIB1, FIB2 i FIB3, przy czym pełny kwadrat () oznacza dojrzewanie w ciągu 1 miesiąca, otwarty kwadrat (□) - dojrzewanie w ciągu 2 miesięcy, pełny trójkąt (▲) - dojrzewanie w ciągu 1 miesiąca i w ciągu 3 miesięcy, pełne kółko (•) - dojrzewanie w ciągu 1 miesiąca, 3 miesięcy i 5 miesięcy, otwarte kółko (o) - dojrzewanie w ciągu 4 miesięcy, gwiazdka (*) - dojrzewanie w ciągu 6 miesięcy.

Figura 6 przedstawia degradację biologiczną surowych włókien poddanych dojrzewaniu w ciągu 3 miesięcy. Kwadrat pełny () oznacza włókno FIB1_A, kwadrat otwarty (□) - włókno FIB1_B, kółko pełne (•) - włókno FIB2_A, kółko otwarte (o) - włókno FIB2_B, gwiazdka (*) - włókno FIB3.

Figura 7 przedstawia rozpuszczalność SiO2 zmierzoną jako poziom nasycenia krzemionki w SBF w zależ noś ci od lepkoś ci zolu w startowym punkcie procesu przę dzenia wł ókna FIB1 poddanego dojrzewaniu w ciągu różnych okresów czasu.

Figura 8 przedstawia rozpuszczalność SiO2 w % wagowo na godzinę w zależności od lepkości zolu w startowym punkcie procesu przędzenia dla włókna FIB1 poddanego dojrzewaniu w ciągu różnych okresów czasu.

PL 204 627 B1

Figura 9 przedstawia rozpuszczalność SiO2 zmierzoną jako poziom nasycenia krzemionki w SBF w zależ noś ci od lepkoś ci zolu w startowym punkcie procesu przę dzenia dla wł ókna FIB2 poddanego dojrzewaniu w ciągu różnych okresów czasu.

Figura 10 przedstawia rozpuszczalność SiO2 w (% wagowo) na godzinę w SBF w zależności od lepkości zolu w startowym punkcie procesu przędzenia dla włókna FIB2 poddawanego dojrzewaniu w cią gu różnych okresów czasu.

Figura 11 przedstawia rozpuszczalność SiO2 zmierzoną jako poziom nasycenia krzemionki w SBF w zależności od lepkości zolu w startowym punkcie procesu przędzenia dla włókna FIB3 poddawanego dojrzewaniu w ciągu różnych okresów czasu.

Figura 12 przedstawia rozpuszczalność SiO2 w (% wagowo) na godzinę w SBF w zależności od lepkości zolu w startowym punkcie procesu przędzenia dla włókna FIB3 poddawanego dojrzewaniu w cią gu róż nych okresów czasu.

Figura 13 przedstawia zmiany stężenia SiO2 (% wagowo) w zależności od czasu zanurzania w symulowanym płynie ustrojowym dla róż nych włókien.

Figura 14 przedstawia wydzielanie deksmedetomidyny z włókien krzemionkowych z przykładu 4. Pełne kółko (•) odpowiada lepkości 5600 - 7500 mPas, gwiazdka (*) - lepkości 11500 - 14900 mPas, otwarty trójkąt (Δ) - 17000 - 29000 mPas, pełny kwadrat () - 39000 - 100000 mPas.

Stwierdzono, że degradację biologiczną włókien krzemionkowych można regulować drogą regulowania lepkości roztworu przędzalniczego. Degradację biologiczną można zmieniać nawet wtedy, gdy stosuje się ten sam skład. Degradację biologiczną można nastawiać pod względem pożądanych celów drogą regulowania lepkości roztworu przędzalniczego w celu wyznaczenia punktu startowego procesu przędzenia.

Do czynników mających wpływ na lepkość należy stopień podatności na przędzenie, temperatura zolu krzemionkowego i ilość rozpuszczalnika w zolu przędzalniczym. Zol krzemionkowy jest podatny na przędzenie raczej w pewnym okresie czasu niż pojedynczej chwili, a lepkość zolu krzemionkowego wrasta z upływem czasu. We wczesnym etapie przędzalności polimery krzemionkowe są trochę mniejsze i upakowują się łatwiej tworząc gęściejsze struktury, niż większe polimery krzemionkowe w późniejszym etapie przędzalności. Ponadto wyższa lepkość hamuje orientację polimerów krzemionkowych, pozostawiając struktury bardziej otwarte. Włókna poddane przędzeniu we wczesnym etapie okresu przędzalności ulegają degradacji wolniej w symulowanym płynie ustrojowym niż włókna poddane przędzeniu w późniejszym etapie przędzalności. Etap przędzalności może różnić się w zależności od sposobu przędzenia. Innym parametrem, który reguluje przędzalność i lepkość, jest temperatura zolu krzemionkowego, która może zmieniać się. Włókna poddane przędzeniu z zolów krzemionkowych, które mają wyższą lepkość w niższej temperaturze (na przykład 0°C) ulegają degradacji szybciej niż odpowiednie włókna poddane przędzeniu w wyższych temperaturach (na przykład 20°C).

Sposób wytwarzania włókna podatnego na regulowaną degradację biologiczną polega na przędzeniu włókna z zolu krzemionkowego, gdzie punkt startowy procesu przędzenia reguluje się lepkością zolu krzemionkowego. Lepkość zolu krzemionkowego w punkcie startowym procesu przędzenia wynosi poniżej 100000 mPas i zmienia się korzystnie od 1000 do 50000 mPas, a zwłaszcza od 2000 do 15000 mPas.

Inny sposób polega na przędzeniu albo ciągnięciu włókna z zolu przędzalniczego, przy czym lepkość zolu krzemionkowego wynosi poniżej 100000 mPas, korzystnie od 1000 do 50000 mPas, a zwłaszcza od 2000 do 15000 mPas.

Włókno krzemionkowe podatne na regulowaną degradację biologiczną przędzie się z zolu krzemionkowego, przy czym degradację biologiczną włókna reguluje się drogą regulowania lepkości zolu przędzalniczego albo drogą regulowania punktu startowego procesu przędzenia poprzez lepkość zolu krzemionkowego. Włókna przędzie się specyficznie z zolu krzemionkowego, który ma lepkość 1000 - 50000 mPas, a zwł aszcza 2000 - 15000 mPas, wł ókna mają rozpuszczalność odpowiednio 0,01 20 m-%/godz., a zwłaszcza 0,02 - 8,5 m-%/godz. w symulowanym płynie ustrojowym.

Zol krzemionkowy można przygotować na przykład w sposób opisany w dokumencie patentowym nr WO 97/45367. Zol krzemionkowy można przygotować na przykład poddając alkoksyd krzemionki, taki jak ortokrzemian czteroetylu (TEOS) albo organicznie modyfikowany krzemian (ORMOSIL), reakcji z wodą i ewentualnie rozpuszczalnikiem organicznym, na przykład etanolem albo poliglikolem etylenowym, albo mieszaniną rozpuszczalników, w niskiej temperaturze, takiej jak -20°C do 100°C, korzystnie w pobliżu temperatury pokojowej, w obecności katalizatora kwasowego albo zasaPL 204 627 B1 dowego drogą hydrolizy, a następnie reakcji kondensacji. Kondensacja może być także częściowa. Do zolu można wprowadzać jony, takie jak Na, K, Ca, P, Mg, Al i B. Katalizator nie powinien szkodzić środkowi biologicznie czynnemu.

Sposoby, które można stosować do wytwarzania włókien krzemionkowych, są znane specjalistom w tej dziedzinie. Odpowiednim sposobem jest każdy sposób nadający się do wytwarzania włókien z zolu krzemionkowego, a określenie „przędzenie” stosuje się w tym kontekście do opisania każdego takiego sposobu. Techniki przędzenia obejmują na przykład przędzenie na sucho albo sposobem wirowania. W sposobie przędzenia na sucho zol krzemionkowy przetłacza się przez dyszę przędzalniczą, a odparowanie rozpuszczalnika sprzyja żelowaniu. Roztwór przędzalniczy trzyma się na przykład w zamkniętym zbiorniku, w atmosferze gazu obojętnego, korzystnie gazowego azotu, i doprowadza do zbiornika w celu przetłoczenia roztworu przędzalniczego do pompy zębatej, w której roztwór przędzalniczy dozuje się do dyszy przędzalniczej. Zbiornik ma korzystnie nastawianą temperaturę. Istnieją także specjalne sposoby, które opierają się na przędzeniu na sucho. Takie sposoby obejmują na przykład sposób, w którym włókno doprowadza się do odpowiedniego aerozolu, który sprzyja żelowaniu włókna, albo sposób, w którym łączy się przędzenie na sucho i przędzenie na mokro. W sposobie przędzenia drogą wirowania roztwór przędzalniczy znajduje się w komorze obrotowej, w której włókno przetłacza się przez otworki w ścianie komory.

Włókna podatne na regulowaną degradację biologiczną można stosować w urządzeniach doprowadzających albo preparatach farmaceutycznych, które wszczepia się albo wstrzykuje albo przykleja do błony śluzowej człowieka albo zwierzęcia, przy czym możliwe jest podawanie do jakiejkolwiek tkanki, tkanek miękkich albo kości. Umożliwia to stosowanie miejscowe, tak że jest możliwe docelowe podawanie środka biologicznie czynnego do miejsca wydzielania. Stąd ze środka uzyskuje się maksymalny skutek.

W związku z tym urządzenie doprowadzające zawiera włókno krzemionkowe albo połączenie włókien krzemionkowych ze środkiem biologicznie czynnym wprowadzonym do struktury włókna krzemionkowego. Preparat farmaceutyczny, taki jak granulat albo kapsułka, jest w tym kontekście preparatem, który zawiera urządzenie doprowadzające i ewentualnie dodatkowe rozczynniki użyteczne w preparatach farmaceutycznych. Urządzenie lecznicze jest użyteczne także do celów ortopedycznych i chirurgicznych i nie jest konieczne, aby zawierało ono środek biologicznie czynny wprowadzony do swojej struktury. Urządzenie lecznicze może być tkaną albo nietkaną matą wykonaną z włókien krzemionkowych, dzianiną albo odpowiednim sznurkiem. Urządzenia doprowadzające i urządzenia medyczne można wytwarzać drogą układania wirowego.

Włókna krzemionkowe podatne na regulowaną degradację biologiczną mogą być albo włóknami staplowymi albo włóknami ciągłymi. Włókna krzemionkowe mogą być częścią mieszaniny włókien albo częścią niektórych innych materiałów, które nie mają postaci włókien.

Wprowadzanie środków biologicznie czynnych do porowatej struktury włókna stanowi alternatywę dla projektowania zastosowań biomedycznych. Materiały podatne na degradację biologiczną i nietoksyczne, które można stosować bezpośrednio miejscowo u człowieka albo zwierzęcia, są korzystne jako wszczepy stosowane jako środki doprowadzające lek albo jako czasowe wszczepy przy regeneracji kości. Włókna krzemionkowe pochodzenia zolowo-żelowego spełniają te wymagania. Środki biologicznie czynne wprowadzone do struktury włókna wydzielają się w sposób regulowany i można je stosować do środków doprowadzających albo preparatów farmaceutycznych, które na przykład wszczepia się albo wstrzykuje albo przykleja do błony śluzowej człowieka albo zwierzęcia. Środek biologicznie czynny może być każdym środkiem organicznym albo nieorganicznym, który jest biologicznie czynny. Środek biologicznie czynny może być na przykład środkiem leczniczym, proteiną, hormonem, żywą albo martwą komórką, bakterią, wirusem albo ich częścią. Środki biologicznie czynne obejmują środki szczególnie użyteczne w terapii długofalowej, takiej jak leczenie hormonalne, na przykład przy zapobieganiu ciąży i leczenie zastępcze hormonami oraz przy leczeniu osteoporozy, raka, epilepsji, choroby Parkinsona, bólu i zaburzenie poznawania. Odpowiednimi środkami biologicznie czynnymi mogą być na przykład środki przeciwzapalne, środki przeciwzakaźne (na przykład antybiotyki i środki przeciwwirusowe, takie jak glindamycin, mikonazol), środki przeciwbólowe i połączenia środków przeciwbólowych, środki przeciwastmatyczne, środki przeciwdrgawkowe (na przykład okskarbazepina), środki przeciwdepresyjne, środki przeciwrakowe (na przykład toremifen, tamoksyfen, taksol), środki przeciwpsychotyczne, środki przeciwkonwulsyjne, środki przeciwcholinergiczne, środki sympatykomimetyczne, preparaty naczyniowo-sercowe, środki znoszące arytmię serca, środki przeciw nadciśnieniu, środki moczopędne, środki rozszerzające naczynia, leki CUN (centralny układ nerwowy), takie jak

PL 204 627 B1 leki przeciw chorobie Parkinsona (na przykład selegilina), hormony steroidowe (na przykład estradiol, progesteron, nestoron), środki uspokajające (na przykład medetomidyna, deksmedetomidyna, levomedetomidyna), środki trankwilizujące i środki przeciw zaburzeniom poznawania (na przykład atipamezol). Środek leczniczy może mieć postać soli, takiej jak chlorowodorek selegiliny, chlorowodorek (-)-4-(5-fluoro-2,3-dwuwodoro-1H-indenylo-2)-1H-imidazolu, chlorowodorek 4-(5-fluoro-2,3-dwuwodoro-1H-indenylo-2)-1H-imidazolu, chlorowodorek deksmedetomidyny i cytrynian toremifenu. Środek leczniczy może mieć także postać wolnego kwasu, takiego jak ibuprofen, wolnej zasady, takiej jak kofeina albo mikonatzol, albo związku obojętnego, takiego jak Z-2-(4-(4-chloro-1,2-dwufenylobutenylo-1)fenoksy)etanol. Peptydem może być na przykład lewodopa, a proteiną może być na przykład pochodna osnowy szkliwa albo morfogenetyczna proteina kości. Skuteczną ilość środka biologicznie czynnego można dodawać do mieszaniny reakcyjnej w każdym etapie procesu. Na przykład można ją mieszać z materiałami wyjściowymi. Można ją dodawać do mieszaniny reakcyjnej na etapie zolu, zanim będą miały miejsce reakcje kondensacji, albo w czasie reakcji kondensacji albo nawet potem. Dokładna ilość stosowana w szczególnej sytuacji zależy od wielu czynników, takich jak sposób podawania, rodzaj ssaka, stan chorobowy, dla którego podaje się środek biologicznie czynny, szczególny zastosowany środek biologicznie czynny, wymagany czas stosowania, itp.

Następujące przykłady mają na celu tylko zilustrowanie niniejszego wynalazku i w żadnej mierze ograniczenie jego zakresu.

P r z y k ł a d y P r z y k ł a d 1

Przygotowanie zolów krzemionkowych do przędzenia

Zole krzemionkowe otrzymywano z TEOS (98% ortokrzemian czteroetylu, ALDRICH), odmineralizowanej wody (przewodność ~0,05 S), etanolu (Aa, 99,5%, ALKO) i HNO3 (65%, Merck) albo NH3 (28%, Fluka) jako katalizatorów, stosując sposób zolowo-żelowy. Stosowane stosunki molowe są przedstawione w tabeli 1.

T a b e l a 1

Kompozycje zolowe w stosunkach molowych

Nazwa	Stosunek molowy (r)
H2O/TEOS	ETOH/TEOS	HNO3/TEOS	NH3/TEOS
FIB1 (A&B)	2	1	0,036	0
FIB2 (A&B)	2	1	0,1	0
FIB3	2	1	0,1	0,01

Roztwór przędzalniczy przygotowywano w sposób następujący. Etanol mieszano z TEOS, a kwas azotowy z wodą. Roztwór kwas/woda dodawano do roztworu TEOS/etanol z energicznym mieszaniem, a następnie roztwór wlano do parownicy. Pokrywką parownicy jest specjalna chłodnica, na której skrapla się parujący etanol i która prowadzi do kolby miarowej. Parownicę umieszcza się na łaźni wodnej (40°C), a roztwór utrzymuje aż do odparowania wymaganej ilości etanolu (20 - 22 godziny). Parowanie etanolu wykorzystuje się do zmniejszenia ogólnego czasu procesu, po którym wszystkie zole wciąż jeszcze były podatne na przędzenie. W tabeli 2 przedstawiono teoretyczne stężenia krzemionki w roztworach przędzalniczych, przyjmując, że reakcją netto jest reakcja nSi(OR)₄ + 2nH₂O nSiO₂ + 4nROH oraz że frakcja parująca składa się głównie z etanolu dzięki stosunkowo niskiej temperaturze i niskiej zawartości wody (r = 1), która jest zużywana głównie do hydrolizy.

T a b e l a 2

Zawartość krzemionki w roztworze przędzalniczym

Nazwa próbki	m(SiO₂)/[m(SiO₂) + m(EtOH)]/% wagowo
1	2
FIB1_A	45,4
FIB1_B	45,4
FIB2_A	42,7

PL 204 627 B1 cd. tabeli 2

1	2
FIB2_B	42,7
FIB3	41,7

Zole chłodzono do temperatury albo 20°C albo 0°C w zależności od próbki. Gdy roztwór przędzalniczy osiągnął pewien poziom lepkości, to rozpoczynano przędzenie. Do określania chwili, w której rozpoczyna się przędzenie, stosowano wiskozymetr obrotowy z wrzecionem w kształcie tarczy (Brookfield LVDV II+). Z powodu praktycznych problemów wynikających z dużej wielkości porcji zolów przędzalniczych uzyskane wielkości lepkości nie były wartościami bezwzględnymi, lecz były ze sobą porównywalne. Gdy rozpoczynano proces przędzenia, to lepkość początkowa była taka sama dla wszystkich próbek zolów, przy czym jednak każdą receptę zolu wykorzystywano do przędzenia w kilku etapach. Pęcherzyki powietrza usuwano z roztworu przędzalniczego pod częściowo zmniejszonym ciśnieniem. Gdyby tego nie przeprowadzono, to ciągłe włókna zolowo-żelowe łamałyby się na skutek nieciągłego przepływu roztworu przędzalniczego.

Przędzenie na sucho stosowano do wytwarzania włókien zolowo-żelowych. Roztwór przędzalniczy trzymano w zbiorniku, którego temperaturę można nastawiać. Azot gazowy wprowadzano do zamkniętego zbiornika w celu przetłoczenia roztworu przędzalniczego do pompy zębatej. Azot jest dobrym środkiem do tego celu, ponieważ zapobiega się wtedy zetknięciu roztworu przędzalniczego z wilgotnym powietrzem. Pompka zębata (Zenith 958736) o wydajności 0,6 ml/obrót odmierzała roztwór przędzalniczy do głowicy przędzalniczej. Dysza przędzalnicza jest wykonana z mieszaniny złoto/platyna. Średnica otworków wynosiła 0,065 mm, a stosunek długość/średnica (l/d) wynosił 1. Liczba otworków wynosiła 6, a odległość pomiędzy dyszą przędzalniczą i wałkiem nawijającym była nastawiana w celu spełnienia wymagań każdego rodzaju włókna.

Charakterystyka struktury włókien

Analizę termograwimetryczną (TGA) prowadzono na surowych włóknach w celu pomiaru zmian ciężaru za pomocą przyrządu Netzsch TG-209 (NETZSCH GmbH, Selb, Bawaria, Niemcy) z azotem jako gazem ochronnym i powietrzem jako gazem przepłukującym. Urządzeniem trzymającym próbki był ceramiczny tygiel z tlenku glinowego, a przed właściwymi pomiarami prowadzono pomiar tła z pustym tyglem. Stratę masy w czasie termicznej obróbki włókien mierzono za pomocą programu temperaturowego obejmującego kilka etapów, zarówno etapu izotermicznego, jak i etapu dynamicznego: etap izotermiczny w ciągu 15 minut w temperaturze 21°C, etap dynamiczny w temperaturze 21 - 150°C z szybkością 2°C/min, etap izotermiczny w ciągu 60 minut w temperaturze 150°C, etap dynamiczny w temperaturze 150 - 700°C z szybkością 5°C/min i etap izotermiczny w temperaturze 700°C ciągu 30 minut. Analizę TGA prowadzono w przypadku włókien poddanych dojrzewaniu w eksykatorze w temperaturze pokojowej w ciągu 3 miesięcy. Analizę prowadzono do temperatury 700°C, ponieważ wyższe temperatury są praktycznie bezużyteczne w przypadku zastosowań krzemionki podatnej na degradację biologiczną. Wyniki próbek są przedstawione na fig. 1, a pochodna widm jest pokazana na fig. 2.

Wygląd fizyczny włókien i jakość włókna ciągłego w procesie przędzenia, przedstawione w tabeli 2, wydają się mieć związek z pomiarami TGA. Strata masy włókien była dość znaczna (15 - 20%), z czego wynika konieczność ostroż nej regulacji obróbki cieplnej w celu uniknię cia problemów zwią zanych z pękaniem. Strata masy włókien poddanych przędzeniu we wczesnym etapie przędzalności nie była tak duża jak w przypadku włókien poddanych przędzeniu w późniejszym etapie przędzalności. Największa różnica zaczyna się w temperaturze około 300°C, w której materiał organiczny zwykle zaczyna odparowywać. Ponieważ składy były dokładnie takie same odpowiednio w przypadku włókien FIB1_A i FIB1_B oraz FIB2_A i FIB2_B, to jest prawdopodobne, że część materiału organicznego zostaje zamknięta w strukturze włókien poddanych przędzeniu we wczesnym etapie. Także i przesunięcie obserwowane w pochodnych włókien poddanych przędzeniu w późniejszym etapie przędzalności (FIB1_B, FIB2_B i FIB3) wskazuje na pewne różnice parowania materiału organicznego i struktury włókna. Do tych sugestii przyczynia się także wygląd fizyczny włókien. Czarna barwa włókien poddanych przędzeniu we wczesnym etapie przędzalności wskazuje, że zawierają one resztki węgla. Włókna FIB3, w których jako katalizatory stosowano zarówno HNO3, jak i NH3, miały właściwości pośrednie, zarówno w analizie TG, jak i pod względem wyglądu fizycznego. Strata masy jest większa niż w przypadku włókien FIB1_A i FIB2_A, lecz mniejsza niż w przypadku włókien FIB1_B i FIB2_B. Także i barwa włókien FIB3 była czymś pośrednim pomiędzy bielą i czernią, na przykład barwą brązową, a jakość włókna w procesie przędzenia miała analogiczne właściwości. Najlepsze i ciągłe włókna otrzy8

PL 204 627 B1 mywano najłatwiej w przypadku FIB1_B i FIB2_B, przy czym istniały pewne trudności w przypadku włókien FIB3, FIB1_A i FIB2_A (przetwarzane w temperaturze 0°C w celu uzyskania dostatecznie wysokiej lepkości w czasie przędzenia). Włókno ciągłe łamie się łatwo i jego przetwarzanie było trudniejsze.

Widmo absorpcyjne w podczerwieni rejestrowano w zakresie od 400 do 4000 cm^-1 za pomocą spektrometru Bruker IFS 66 FTIR. Pomiary prowadzono za pomocą układu Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transformation (DRIFT), przy czym jako materiał tła stosowano bromek potasowy. Rozdzielczość sprzętu FTIR wynosiła 4 cm^-1. Pomiary FTIR przeprowadzone dla włókien poddanych obróbce cieplnej w analizie termograficznej są przedstawione na fig. 3. Pomiary dały informację co do typowych grup OH na powierzchni krzemionki, lecz wykryto także dwa niezwykłe piki we włóknach poddanych przędzeniu we wczesnym etapie przędzalności (FIB1_A i FIB2_A). Szeroki pik przy 3400 - 3770 cm^-1 obejmuje piki zwią zane z oddzielonymi pojedynczymi grupami SiOH, oddzielonymi grupami geminalnymi, hydroksylami związanymi z H i fizycznie zaadsorbowaną wodą, która ma dodatkowo pik w przybliżeniu przy 1630 cm^-1 (szeroki). Ponadto przesunięcie pików pokazane linią pociągniętą na wykresie sugerowało, że wykrywano tu także niektóre reszty organiczne. Przesunięcie było analogiczne z dodatkowymi pikami obserwowanymi w przypadku FIB1_A i FIB2_A, a nieznaczne przesunięcie w przypadku wł ókna FIB3 przyczyniał o się poś rednio do wyglą du fizycznego. Piki zwią zane z drganiami Si-O-Si obserwowano przy 1200 - 1100 (szeroki) i 800 cm^-1. Piki przy 1870 i 2000 cm^-1 odpowiadały nadtonowym pasmom Si-O-Si krzemionki. Piki 1300 - 1400 cm^-1 nie były typowe dla krzemionki, lecz drgania rozciągające NO3^- były tu usytuowane w sposób typowy. Katalizatorem stosowanym w procesie przygotowania zolu był HNO3, który może pozostawiać resztki w strukturze. Struktura włókna była zwykle skondensowana, a temperatura zwiększała się dość szybko od 450° do 700°C i była utrzymywana tylko w ciągu 30 minut. Oznacza to, że rozkład azotanu nie był bardzo skuteczny. Dwa interesujące piki przy 2330 i 3050 cm^-1 były wyraźnie widoczne tylko w przypadku FIB1_A i FIB2_A, lecz mogły być one nie związane bezpośrednio ze składnikiem obecnym w układzie. Jedyna możliwość polegała na tym, że włókna zawierały resztki węgla, który tworzył obserwowane w tych punktach podwójne wiązania z wodorem (3050 cm^-1) i tlenem (2330 cm^-1).

Skaningową, transmisyjną mikroskopię elektronową (JEOL, JEM 1200 EX) stosowano do ilustrowania objętościowej struktury niedojrzałych włókien. Włókna pogrążano w żywicy epoksydowej (EPON 812). Jako rozpuszczalnik stosowano tlenek propylenu, a epoksydowe media pogrążające DMP-30 i DDSA albo MNA odpowiednio jako przyspieszacz i utwardzacze (FLUKA). Utwardzone próbki cię to za pomocą ultramikrotomu do grubości 60 - 70 nm i analizowano przekroje poprzeczne włókien. Transmisyjną mikrofotografię elektronową przekroju poprzecznego włókna FIB2_B przedstawiono na fig. 4. Obraz wybrano jako przykład w celu pokazania wewnętrznej struktury włókien krzemionkowych pochodzenia zolowo-żelowego. Obrazy wszystkich pięciu próbek były do siebie podobne. Zasugerowano, aby włókno FIB2_B było reprezentatywnym przykładem włókien, ponieważ jakość włókna ciągłego była dobra i włókna były łatwe do przygotowania. Biały słupek na spodzie obrazu odpowiadał 20 nm. Struktura była typowa dla materiałów pochodzenia zolowo-żelowego i nie była całkowicie skondensowana, lecz zawiera wiele małych porów o średnicy około 2 - 5 nm, co wskazuje, że struktura tworzy się z mniejszych jednostek krzemionkowych.

P r z y k ł a d 3

Degradacja biologiczna włókien

Lepkość przędzalnicza w zależności od startowego punktu procesu przędzenia jest przedstawiona na fig. 5. Na wykresie przedstawiono schematycznie poziomy lepkości zolów przędzalniczych i czasów dojrzewania włókien FIB1, FIB2 i FIB3 przed próbą degradacji biologicznej w symulowanym płynie ustrojowym. Lepkości przędzalnicze dzielą się z grubsza na trzy poziomy: (η(1) = 2000 - 3500 mPas, (η(2) = 3500 - 7500 mPas i (3) > 7500 mPas).

Degradację biologiczną próbek badano in vitro stosując symulowany płyn ustrojowy (SBF). Symulowany płyn ustrojowy przygotowano drogą rozpuszczania takich odczynników chemicznych jak NaCl,

NaHCO₃, KCl, Κ₂ΗΡΟ₄·3Η₂Ο, MgCl₂OH₂O, CaCl/2H₂O i Na₂SO₄ w odmineralizowanej wodzie. Płyn poddawano buforowaniu przy fizjologicznym pH 7,40 w temperaturze 37°C za pomocą tris(hydroksymetylo)amino-metanu i kwasu chlorowodorowego (Ohtsuki, C. et al., J. Non-Cryst. Sol., 143 (1992) 84-92).

Trzy kawałki każdej próbki wykorzystano do badania reakcji włókien krzemionkowych pochodzenia zolowo-żelowego w SBF. Każdą próbkę (10 mg) zanurzano w 50 ml SBF w butelce polietylenowej zakrytej szczelnym wieczkiem. Trzy próbki SBF zamknięte w butelkach z próbką wykorzystano jako kontrole do sprawdzenia trwałości roztworu. Próbki zanurzano w płynie SBF w ciągu 2 tygodni, przy czym butelki umieszcza się na wstrząsającej łaźni wodnej (SBF 50, suw 36 mm, szybkość 160 suPL 204 627 B1 wów na minutę), która miała stałą temperaturę 37°C. Roztwory próbek monitorowano pod kątem stężenia krzemu i wapnia w zależności od czasu zanurzania. Stężenia wapnia oznaczano za pomocą atomowego spektrofotometru absorpcyjnego (AAS, Perkin-Elmer 460). Stężenia krzemu oznaczano za pomocą metody z błękitem molibdenowym (Koch, O.G. & Koch-Dedic, G. A., Silicon-molybdanblau-Verfahren w Handbuch der Spurenanalyse, Springer-Verlag (1974), strona 1105), opartej na redukcji za pomocą kwasu 1-amino-2-naftolo-4-sulfonowego z zastosowaniem spektrofotometru UV-Vis (Hitachi Model 100-60). Wszystkie próbki badano trzy razy, każdą w celu uniknięcia problemów związanych z niedokładnością i możliwymi różnicami degradacji w zależności od rozkładu średnicy przekroju włókien (30 - 80 m, średnia wartość 50 m). Degradacje biologiczne (in vitro w symulowanym płynie ustrojowym) niedojrzałych włókien FIB1_A, FIB1_B, FIB2_A, FIB2_B i FIB3 poddanych dojrzewaniu w ciągu około jednego do trzech miesięcy zebrano w tabeli 3.

T a b e l a 3

Rozpuszczalność krzemionki we włóknach moczonych w SBF

Nazwa włókna	Czas dojrzewania	Rozpuszczalność krzemionki
(miesiące)	w SBF/% wagowo/h*
FIB1_A	1	0,02
FIB2_A	1	0,03
FIB1_B	1	(0,8)**
FIB2_B	1	(0,9)**
FIB3	1	1,7
FIB1_A	3	0,03
FIB2_A	3	0,2
FIB1_B	3	0,7
FIB2_B	3	0,8
FIB3	3	1,4

*obliczone z liniowych części przed poziomem nasycenia pomiędzy 5 i 53 godzinami zanurzania **szacunek, brakuje punktu przy ~50 h na skutek problemów technicznych

Ten sam rodzaj analogii obserwowanej w analizie TG i pomiarach FT-IR zaobserwowano także i tu. Włókna poddane przędzeniu we wczesnym etapie przędzalności (włókna FIB1_A i FIB2_A) ulegały degradacji bardzo wolno w porównaniu z włóknami poddanymi przędzeniu w etapie późniejszym (FIB1_B, FIB2_B), natomiast włókna FIB3 miały ponownie ten sam rodzaj właściwości pośrednich. Zgodnie z uzyskanymi wynikami po kilku dniach zanurzania w SBF uzyskano pewien rodzaj wartości plateau albo poziom nasycenia. Szybkości rozpuszczania (przed poziomem plateau) włókien FIB1_B, FIB2_B i FIB3 były wyraźnie większe niż dla włókien FIB1_A i FIB2_A. Wskazuje to, że powierzchnia krzemionki dostępna dla degradacji jest większa niż w strukturze włókien poddanych przędzeniu w późniejszym etapie przędzalności. Jak widać z tabeli 3, istnieje kilka różnic degradacji, jeżeli porównuje się ze sobą próbki poddane dojrzewaniu w ciągu 1 albo 3 miesięcy. Wyraźną różnicę obserwowano w przypadku włókna FIB2_A. Szybkość rozpuszczania była większa dla próbki poddanej dojrzewaniu w ciągu 3 miesięcy, niż był stopień nasycenia krzemionką (~2% dla próbki poddanej dojrzewaniu w ciągu 1 miesiąca i ~5% w przypadku próbki poddanej dojrzewaniu w ciągu 3 miesięcy). W przypadku włókien poddawanych przędzeniu w późniejszym etapie (FIB1_B, FIB2_B i FIB3) nie było żadnych znaczących różnic po 1 albo 3 miesiącach dojrzewania. Wartości były praktycznie takie same, co wskazuje, że struktury były dość trwałe.

Jednak wszystkie one były wyraźnie bardziej rozpuszczalne w SBF niż włókna poddane przędzeniu we wczesnym etapie przędzalności.

Na fig. 6 przedstawiono degradację biologiczną niedojrzałych włókien FIB1_A, FIB1_B, FIB2_A, FIB2_B i FIB3 poddawanych dojrzewaniu w ciągu około 3 miesięcy.

Dalej, degradacja biologiczna włókien FIB1, FIB2 i FIB3 in vitro w SBF jest przedstawiona na fig. 7 do 12. Na fig. 7 i 8 przedstawiono degradację biologiczną włókna FIB1 poddanego dojrzewaniu w ciągu dwóch tygodni i trzech, pięciu i 6,5 miesiącach. Degradacja biologiczna włókna FIB2 podda10

PL 204 627 B1 nego dojrzewaniu w ciągu około 2 tygodni i dwóch, trzech i pięciu miesięcy jest przedstawiona na fig. 9 i 10. Dalej, na fig. 11 jest przedstawiona degradacja biologiczna włókna FIB3 poddanego dojrzewaniu w cią gu okoł o dwóch tygodni, trzech, czterech i pię ciu miesię cy.

Wpływ punktu startowego procesu przędzenia na degradację biologiczną włókien jest wyraźny. Głównymi parametrami, które wpływają na lepkość, jest stężenie, długość i stopień rozgałęzienia polimerów krzemionkowych. Z kolei te czynniki mają wpływ na strukturę włókna, to jest na upakowanie i orientację polimerów krzemionkowych, i dają w wyniku różną degradację biologiczną.

Włókna pochodzące z zolów, które mają niskie lepkości w czasie procesu przędzenia, ulegają degradacji wolniej niż włókna pochodzące z zolów otrzymanych przy wyższej lepkości przędzalniczej. Zgodnie z tym, punkt startowy procesu przędzenia jest ważnym czynnikiem pod względem degradacji biologicznej. Włókna poddane przędzeniu we wczesnym etapie przędzalności ulegały degradacji wolniej w porównaniu z włóknami poddawanymi przędzeniu w etapie późniejszym.

Zaobserwowano, że szybkość rozpuszczania FIB1 (oznaczona z liniowej części odpowiednich krzywych rozpuszczalności) była niższa przy bardzo wysokich lepkościach przędzenia, chociaż poziomy nasycenia nie zmieniały się znacznie. Przyjmuje się, że tak się dzieje z powodu znacznie cieńszych włókien o gładszych powierzchniach, które wytwarzają się przy bardzo wysokich lepkościach przędzalniczych.

Na fig. 13 są przedstawione zmiany stężenia SiO2 (% wagowo) dla różnych włókien w zależności od czasu zanurzania w symulowanym płynie ustrojowym. Te wyniki wskazują, że szeroki zakres różnych rozpuszczalności pokrywa się drogą nastawiania właściwości zolu krzemionkowego.

P r z y k ł a d 4

Otrzymywanie włókien krzemionkowych zawierających chlorowodorek deksmedetomidyny

Zol do przędzenia włókien przygotowano z TEOS, odmineralizowanej wody, etanolu i HNO3 jako katalizatora w stosunku 1/2,35/1/0,000322, stosując metodę zolowo-żelową. Etanol mieszano z TEOS, a kwas azotowy z wodą. Roztwór kwas/woda dodano do roztworu TEOS/etanol energicznie mieszając, a następnie roztwór wlano do parownicy. Proces parowania prowadzono w sposób opisany w przykł adzie 1. Chlorowodorek deksmedetomidyny (HCl) dodano po odparowaniu etanolu (odpowiadającym 1% wagowo suchego włókna). Lepkość wynosiła 5600 mPas, gdy rozpoczęto proces przędzenia. Włókna poddawano przędzeniu w czterech różnych etapach przędzalności w temperaturrze 20°C. Włókna pakowano i przechowywano w powietrznoszczelnych woreczkach z folii aluminiowej w temperaturze pokojowej do czasu przeprowadzenia prób rozpuszczania.

Próba rozpuszczania in vitro

Przebiegi rozpuszczania chlorowodorku deksmedetomidyny z włókien krzemionkowych badano korzystając z aparatu do rozpuszczania II (metoda łopatkowa, Sotax AT6, Bazylea, Szwajcaria). Każdą próbkę (50 mg) zanurzano w 250 ml 0,9% wagowo roztworu NaCl. Szybkość obracania wynosiła 50 obrotów na minutę, a temperatura wynosiła 37°C. Rozpuszczony chlorowodorek deksmedetomidyny w próbkach do rozpuszczania oznaczano za pomocą spektrofotometru w obszarze UV/widzialnym (Hewlett Packard 845/A, USA) przy maksimum absorpcji chlorowodorku deksmedetomidyny 220 nm.

Wyniki

Wydzielanie chlorowodorku deksmedetomidyny wykazywało silny impuls (33%) przy lepkości przędzalniczej niższej niż 10000 mPas (fig. 14). Gdy lepkość przędzalnicza zwiększała się do więcej niż 11500 mPas, impuls zmniejszał się do 3 - 10%. Przy lepkości przędzalniczej powyżej 11500 mPas szybkość wydzielania chlorowodorku deksmedetomidyny zmniejszała się w porównaniu z włóknami poddanymi przędzeniu przy lepkości niższej niż 11500 mPas.

Dla specjalistów w tej dziedzinie będzie oczywiste, że gdy specyficzne rozwiązania zostały już zilustrowane i opisane, to można w nich poczynić różne modyfikacje i zmiany bez odchodzenia od idei i zakresu wynalazku.

Omówione tu referencje są tu specyficznie włączone w całości tytułem referencji.

Inne rozwiązania wynalazku będą oczywiste dla specjalistów w tej dziedzinie na podstawie opisu i praktyki opisanego tu wynalazku, z tą intencją, że opis i przykłady będą uważane tylko za przykładowe, a rzeczywisty zakres i idea wynalazku są wskazane w następujących zastrzeżeniach.

Claims

1. Sposób regulowania stopnia biologicznej degradacji przędzonego z zolu krzemionkowego włókna krzemionkowego, w zakresie od 0,2 do 20% wagowo na godzinę, mierzonego in vitro z zastosowaniem symulowanego płynu ustrojowego SBF według Ohtsuki, C. i in., J. Non-Cryst. Sol., 143 (1992), 84-92, i obliczonego z liniowych części krzywej rozpuszczalności krzemionki, znamienny tym, że sposób obejmuje etap, w którym stopień degradacji biologicznej reguluje się poprzez wybór lepkości zolu krzemionkowego, z którego włókno jest przędzone w startowym punkcie procesu przędzenia, przy czym lepkość zolu krzemionkowego w punkcie startowym procesu przędzenia jest niższa niż 100000 mPas, a włókna, które poddaje się przędzeniu we wczesnym etapie przędzalności ulegają degradacji wolniej niż włókna poddane przędzeniu w etapie późniejszym.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że lepkość zolu krzemionkowego w punkcie startowym procesu przędzenia wynosi od 1000 do 50000 mPas.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że lepkość zolu krzemionkowego w punkcie startowym procesu wynosi od 2000 do 15000 mPas.

4. Włókno krzemionkowe o kontrolowanej degradacji biologicznej, znamienne tym, że zostało poddane przędzeniu z zolu krzemionkowego mającego lepkość w punkcie startowym procesu przędzenia poniżej 100000 mPas, a rozpuszczalność tego włókna w symulowanym płynie ustrojowym SBF według Ohtsuki, C. i in., J. Non-Cryst. Sol., 143 (1992), 84-92, i obliczonego z liniowych części krzywej rozpuszczalności krzemionki wynosi od 0,2 do 20% wagowo na godzinę.

5. Włókno krzemionkowe według zastrz. 4, że rozpuszczalność włókna w symulowanym płynie ustrojowym SBF wynosi od 0,2 do 8,5% wagowo na godzinę.

6. Zastosowanie włókna krzemionkowego o kontrolowanej degradacji biologicznej określonego w zastrz. 4, jako urządzenia dostarczającego zawierającego środek biologicznie czynny, który stanowi lek, proteinę, hormon, żywą lub martwą komórkę, bakterię, wirus lub ich część.

7. Zastosowanie według zastrz. 6, znamienne tym, że środek biologicznie czynny jest lekiem.

8. Zastosowanie według zastrz. 6, znamienne tym, że urządzenie stosuje się do wytwarzania preparatu farmaceutycznego