PL217518B1

PL217518B1 - Nanocząstki poli(D,L laktydu) i sposób ich otrzymywania

Info

Publication number: PL217518B1
Application number: PL399769A
Authority: PL
Inventors: Katarzyna Zielińska; Urszula Posadowska; Kazimiera Anna Wilk
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2014-07-31
Also published as: PL399769A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku są nanocząstki poli(D,L laktydu) oraz sposób ich otrzymywania znajdujące zastosowanie w medycynie, zwłaszcza w onkologii.

Terapia fotodynamiczna, w której wykorzystywane są fotouczulacze jest alternatywna metodą zwalczania chorób nowotworowych. Aby zminimalizować skutki uboczne terapii, uczynić ją bardziej skuteczną i selektywną przy aplikowaniu mniejszych dawek fotouczulacza konieczne jest stosowanie odpowiednich nośników, takich jak na przykład prezentowane w wynalazku polimerowe nanocząstki.

W literaturze naukowej i patentowej opisane są sposoby wytwarzania i zastosowania różnych typów polimerowych nanocząstek. Terminem nanocząstki określane są sferyczne jednostki koloidalne o rozmiarach od 10 do 1000 nm zbudowane m.in. z metali i ich tlenków, krzemianów lub biodegradowalnych polimerów i kopolimerów. Mogą one być wytwarzane różnymi metodami, na przykład w procesie precypitacji międzyfazowej, podczas której polimer rozpuszczony w rozpuszczalniku organicznym po dodaniu do fazy wodnej, wytrąca się na granicy rozpuszczalnik organiczny/woda. Nanocząstki znajdują zastosowanie w katalizie, diagnostyce, chemii gospodarstwa domowego, ale także jako nośniki substancji aktywnych m.in. w przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym i rolnictwie (W.-T. Liu, Nanoparticles and theirbiological and environmentalapplications, J. Biosci. Bioeng. 102 (2006) 1-7).

Z pracy Z. Zili et al. Preparation and characterization of poly-s-caprolactone nanoparticles containing griseofulvin, Int. J. Pharm. 294 (2005) 261-267 znany jest sposób wytwarzania nanocząstek z poli(e-kaprolaktonu) wytwarzanych metodą precypitacji międzyfazowej i zawierających gryzeofulvinę. Z kolei praca E. Ricci-Jiiniori J. M. Marchetti, Zinc(II) phthalocyanine loaded PLGA nanoparticles for photodynamic therapy use, Int. J. Pharm. 310 (2006) 187-195 opisuje wykorzystanie nanocząstek z kopolimeru poli(D,L laktydy-co-kwas glikolowy) do kapsułkowania fotouczulaczy - ftalocyjaniny zawierającej w swej strukturze cynk.

Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego WO2006052285, znane są polimerowe nanocząstki syntezowane z kwasu akrylowego lub akrylamidów, które mogą służyć do enkapsułowania, ekstrahowania i uwalniania różnego typu składników bioaktywnych np. leków. Nanocząstki otrzymywane są techniką odwróconej mikroemulsyfikacji, która pozwala na otrzymanie sferycznych cząstek kwasu poliakrylowego lub poliakrylamidu o rozmiarach od 50 do 80 nm. Inny przykład nanocząstek, które mogą być stosowane jako nośniki leków ujawniony jest w opisie patentowym nr US7867984, który dotyczy bioaktywnych nanocząstek zbudowanych z chitozanu lub poli(kwasu glutaminowego) i zawierających kationowe związki tłumiące głód. Cząstki mogą być wykorzystane w doustnym podawaniu leków.

Inne cząstki przydatne do otrzymywania nośników szczepionek ujawnione są w zgłoszeniu międzynarodowym WO2008115641, który dotyczy kompozycji zawierających m.in. polimerowe nanocząstki, antygeny, substancje wpływające na odpowiedź immunologiczną organizmu.

Z kolejnego zgłoszenia patentowego WO2009137112 znana jest metoda wytwarzania nieimmunogennych nanocząstek syntezowanych ze związków pochodzenia białkowego przydatnych w zastosowaniach terapeutycznych i diagnostycznych. Nośniki otrzymywane są metodą nanoprecypitacji, podczas której materiał białkowy wytrącany jest poprzez zmianę pH co prowadzi do wytworzenia nanocząstek o preferowanych rozmiarach od 100 do 300 nm.

W amerykańskim zgłoszeniu patentowym US20090099282 A1 ujawniono nieorganiczne nanocząstki zbudowane z SiO2, AI2O3 lub mieszaniny SiO2 i AI2O3 o rozmiarach poniżej 400 nm, które mają kowalencyjnie przyłączone różnego typu barwniki, w tym barwniki typu cyjanin. Opisane nanocząstki mają zastosowanie do barwienia polimerów.

Z kolei zgłoszenie patentowe WO2010035118 dotyczy układów zawierających polimerowe nanocząstki (zbudowanych z polimeru lub polielektrolitu) i służących do nanokapsułkowania związków wykorzystywanych w rolnictwie. W zgłoszeniu tym zostały zaprezentowane zdjęcia wykonane techniką mikroskopii sił atomowych (AFM) oraz z zastosowaniem transmisyjnej mikroskopii elektronowej.

Istotą rozwiązania według wynalazku są nanocząstki poli(D,L laktydu), znamienne tym, że zawierają hydrofobowy barwnik należący do grupy cyjanin o wzorze 1.

Korzystnie nanocząsteczki mają rozmiary poniżej 600 nm.

Korzystnie hydrofobowego barwnika jest do 1 mg.

Przedmiotem wynalazku jest również sposób otrzymywania nanocząstek poli(D, L laktydu) zawierających hydrofobowy barwnik należący do grupy cyjanin o wzorze 1 polegający na tym, że poli(D,L laktyd) w ilości od 50 do 500 mg rozpuszcza się w rozpuszczalniku organicznym wybranym

PL 217 518 B1 spośród acetonu, acetonitrylu, etanolu lub dimetylosulfotlenku i otrzymuje się fazę organiczną, w której rozpuszcza się od 0,5 do 10 mg cyjaniny, po czym fazę organiczną wkrapla się do fazy wodnej w postaci wodnego roztworu surfaktantu niejonowego w ilości od 10 do 200 ml, przy czym fazę organiczną wkrapla się przy ciągłym mieszaniu fazy wodnej. Następnie po wytrąceniu się polimeru rozpuszczalnik organiczny odparowuje się, a nanocząsteczki oddziela się od fazy wodnej poprzez wirowanie.

Korzystnie wkraplanie prowadzi się przy prędkości mieszadła od 200 do 1200 rpm.

Korzystnie stosunek fazy organicznej do wodnej wynosi od 1:4 do 1:40.

Korzystnie w fazie wodnej stosuje się wodny roztwór monooleinianupolioksyetylenosorbitolu (Tween 80) o stężeniu od 1 do 10 mg/ml.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach ich otrzymywania oraz na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia zdjęcie wykonane techniką mikroskopii sił atomowych, AFM nanocząstek, Fig. 2 przedstawia rozrzut rozmiarów tych nanocząstek otrzymany techniką dynamicznego rozpraszania światła.

P r z y k ł a d I

W 5 ml acetonu rozpuszcza się 50 mg poli(D,L laktydu) i 1 mg cyjaniny. Tak przygotowaną fazę organiczną wkrapla się w ciągu 20 minut do 25 ml fazy wodnej stanowionej przez roztwór Tweenu 80 o stężeniu 2 mg/ml. Wkraplanie prowadzi się przy prędkości mieszadła 1000 rpm. Po 2 godzinach mieszania rozpuszczalnik organiczny usuwa się na wyparce obrotowej pod zmniejszonym ciśnieniem, zsyntezowane nanocząstki oddziela od fazy wodnej poprzez wirowanie (10 000 rpm, 25°C, 15 min) i przemywa kilkakrotnie wodą w celu usunięcia surfaktantu. Otrzymuje się produkt w postaci proszku o lekko zielonym zabarwieniu. Rozmiar nanocząstek (wyrażony jako średnica hydrodynamiczna, wyznaczona techniką dynamicznego rozpraszania światła) wynosi 257 nm przy współczynniku polidyspersyjności 0,093.

P r z y k ł a d II

W 5 ml etanolu rozpuszcza się 50 mg poli(D,L laktydu) i 1 mg cyjaniny. Tak przygotowaną fazę organiczną wkrapla się w ciągu 20 minut do 25 ml fazy wodnej stanowionej przez roztwór Tweenu 80 o stężeniu 2 mg/ml. Wkraplanie prowadzi się przy prędkości mieszadła 1000 rpm. Po 2 godzinach mieszania rozpuszczalnik organiczny usuwa się na wyparce obrotowej pod zmniejszonym ciśnieniem, zsyntezowane nanocząstki oddziela od fazy wodnej poprzez wirowanie (10 000 rpm, 25°C, 15 min) i przemywa kilkakrotnie wodą w celu usunięcia surfaktantu. Otrzymuje się produkt w postaci proszku o lekko zielonym zabarwieniu. Rozmiar nanocząstek (wyrażony jako średnica hydrodynamiczna, wyznaczona techniką dynamicznego rozpraszania światła) wynosi 262 nm przy współczynniku polidyspersyjności 0,098.

P r z y k ł a d III

W 5 ml dimetylosulfotlenku rozpuszcza się 50 mg poli(D,L laktydu) i 1 mg cyjaniny. Tak przygotowaną fazę organiczną wkrapla się w ciągu 20 minut do 25 ml fazy wodnej stanowionej przez roztwór Tweenu 80 o stężeniu 2 mg/ml. Wkraplanie prowadzi się przy prędkości mieszadła 1000 rpm. Po 2 godzinach mieszania rozpuszczalnik organiczny usuwa się na wyparce obrotowej pod zmniejszonym ciśnieniem, zsyntezowane nanocząstki oddziela od fazy wodnej poprzez wirowanie (10 000 rpm, 25°C, 15 min) i przemywa kilkakrotnie wodą w celu usunięcia surfaktantu. Otrzymuje się produkt w postaci proszku o lekko zielonym zabarwieniu. Rozmiar nanocząstek (wyrażony jako średnica hydrodynamiczna, wyznaczona techniką dynamicznego rozpraszania światła) wynosi 295 nm przy współczynniku polidyspersyjności 0,103.

P r z y k ł a d IV

W 5 ml acetonitrylu rozpuszcza się 50 mg poli(D,L laktydu) i 1 mg cyjaniny. Tak przygotowaną fazę organiczną wkrapla się w ciągu 20 minut do 25 ml fazy wodnej stanowionej przez roztwór Tweenu 80 o stężeniu 2 mg/ml. Wkraplanie prowadzi się przy prędkości mieszadła 1000 rpm. Po 2 godzinach mieszania rozpuszczalnik organiczny usuwa się na wyparce obrotowej pod zmniejszonym ciśnieniem, zsyntezowane nanocząstki oddziela od fazy wodnej poprzez wirowanie (10 000 rpm, 25°C, 15 min) i przemywa kilkakrotnie wodą w celu usunięcia surfaktantu. Otrzymuje się produkt w postaci proszku o lekko zielonym zabarwieniu. Rozmiar nanocząstek (wyrażony jako średnica hydrodynamiczna, wyznaczona techniką dynamicznego rozpraszania światła) wynosi 268 nm przy współczynniku polidyspersyjności 0,095.

P r z y k ł a d V

W 5 ml acetonu rozpuszcza się 50 mg poli(D,L laktydu) i 1 mg cyjaniny. Tak przygotowaną fazę organiczną wkrapla się w ciągu 20 minut do 10 ml fazy wodnej stanowionej przez roztwór Tweenu 80

PL 217 518 B1 o stężeniu 2 mg/ml. Wkraplanie prowadzi się przy prędkości mieszadła 1000 rpm. Po 2 godzinach mieszania rozpuszczalnik organiczny usuwa się na wyparce obrotowej pod zmniejszonym ciśnieniem, zsyntezowane nanocząstki oddziela od fazy wodnej poprzez wirowanie (10 000 rpm, 25°C, 15 min) i przemywa kilkakrotnie wodą w celu usunięcia surfaktantu. Otrzymuje się produkt w postaci proszku o lekko zielonym zabarwieniu. Rozmiar nanocząstek (wyrażony jako średnica hydrodynamiczna, wyznaczona techniką dynamicznego rozpraszania światła) wynosi 312 nm przy współczynniku polidyspersyjności 0,112.

P r z y k ł a d VI

W 5 ml acetonu rozpuszcza się 50 mg poli(D,L laktydu) i 1 mg cyjaniny. Tak przygotowaną fazę organiczną wkrapla się w ciągu 20 minut do 200 ml fazy wodnej stanowionej przez roztwór Tweenu 80 o stężeniu 2 mg/ml. Wkraplanie prowadzi się przy prędkości mieszadła 1000 rpm. Po 2 godzinach mieszania rozpuszczalnik organiczny usuwa się na wyparce obrotowej pod zmniejszonym ciśnieniem, zsyntezowane nanocząstki oddziela od fazy wodnej poprzez wirowanie (10 000 rpm, 25°C, 15 min) i przemywa kilkakrotnie wodą w celu usunięcia surfaktantu. Otrzymuje się produkt w postaci proszku o lekko zielonym zabarwieniu. Rozmiar nanocząstek (wyrażony jako średnica hydrodynamiczna, wyznaczona techniką DLS) wynosi 216 nm przy współczynniku polidyspersyjności 0,091.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Nanocząstki poli(D,L laktydu), znamienne tym, że zawierają hydrofobowy barwnik należący do grupy cyjanin o wzorze 1.
2. Nanocząstki według zastrz. 1, znamienne tym, że mają rozmiary poniżej 600 nm.
3. Nanocząstki według zastrz. 1, znamienne tym, że zawierają do 1 mg hydrofobowego barwnika.
4. Sposób otrzymywania nanocząstek poli(D,L laktydu) zawierających hydrofobowy barwnik należący do grupy cyjanin o wzorze 1, znamienny tym, że poli(D,L laktyd) w ilości od 50 do 500 mg rozpuszcza się w rozpuszczalniku organicznym wybranym spośród acetonu, acetonitrylu, etanolu lub dimetylosulfotlenku i otrzymuje się fazę organiczną, w której rozpuszcza się od 0,5 do 10 mg cyjaniny, po czym fazę organiczną wkrapla się do fazy wodnej w postaci wodnego roztworu surfaktantu niejonowego w ilości od 10 do 200 ml, przy czym fazę organiczną wkrapla się przy ciągłym mieszaniu fazy wodnej, następnie po wytrąceniu się polimeru rozpuszczalnik organiczny odparowuje się, a nanocząstki oddziela się od fazy wodnej poprzez wirowanie.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że wkraplanie prowadzi się przy prędkości mieszadła od 200 do 1200 rpm.
6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosunek fazy organicznej do wodnej wynosi od 1:4 do 1:40.
7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jako fazę wodną stosuje się wodny roztwór monooleinianupolioksyetylenosorbitolu (Tween 80) o stężeniu od 1 do 10 mg/ml.

PL 217 518 B1