PL243247B1 - Sposób wytwarzania nanocząstek tlenku cynku - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania nanocząstek tlenku cynku posiadających otoczkę wybraną z grupy peptydów albo aldoheksoz, gdzie w I fazie otrzymuje się nanocząstki wodorotlenku cynku poprzez strącanie w roztworze wodnym albo alkoholowym, a źródłem jonów cynku są sole cynku, natomiast czynnikiem strącającym są wodorotlenki I grupy albo węglan sodu polega na tym, że w II fazie prowadzi się dehydratację wodorotlenku cynku w obecności organicznej substancji modyfikującej należącej do grupy peptydów lub aldoheksoz, a następnie w fazie III otrzymaną zawiesinę poddaje się wirowaniu lub filtrowaniu i przemywaniu, a po oddzieleniu supernatantu lub filtratu, uzyskany osad suszy się i rozdrabnia.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania nanocząstek tlenku cynku posiadających otoczkę wybraną z grupy peptydów albo aldoheksoz, przeznaczonych zwłaszcza do stosowania w medycynie.

Nanocząstki od dawna stosowane są w nanomedycynie jako nośniki substancji aktywnych, a także w diagnostyce. W chemoterapii wykorzystuje się nanocząstki polimerowe, liposomy, micele polimerowe, dendrymery lub nanorurki węglowe. Wśród nanocząstek polimerowych w systemach transportujących leki największą rolę odgrywają: kopolimer kwasu mlekowego i glikolowego (PLGA), monometoksy-poli(glikol polietylenowy) (mPEG), poli(kwas mlekowy) (PLA), poli(ε-kaprolakton) (PCL), kopolimer blokowy poli(N-izopropyloakrylamid)-b-poli(ε-kaprolakton) (PNPCL, chitozan i dendrymer poli(amidoamidowy) (PAMAM) [CHEMIK 2012, 66, 8, 868-88]. Kropki kwantowe o średnicy od 2 do 8 nm pełnią rolę znaczników fluorescencyjnych stosowanych obrazowaniu guzów nowotworowych. Z uwagi na właściwości magnetyczne, nanocząstki tlenku żelaza znalazły zastosowanie w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego [NOWOTWORY Journal of Oncology 2013, volume 63, number 4, 320-330].

Autorzy opisu patentowego US20060204438A1 podają sposób otrzymywania biokompatybilnego układu koloidalnego zawierającego nanocząstki tlenku żelaza. Nanocząstki pokryte poliwinylopirolidonem mają świetne właściwości kontrastujące, dlatego mogą być stosowane w diagnostyce MRI. Ponadto, można je stosować w ukierunkowanym dostarczaniu leków, leczeniu komórek i tkanek, termoterapii itp. Sposób ich wytwarzania polega na wprowadzeniu prekursora tlenku żelaza w temperaturze 120-600°C do roztworu poliwinylopirolidonu. Poliwinylopirolidon rozpuszcza się w polarnym rozpuszczalniku organicznym. Całość miesza się z prędkością od 300 do 500 obr./min. w czasie od 30 minut do 72 h. Otrzymuje się dyspersję nanocząstek tlenku żelaza otoczkowanych poliwinylopirolidonem, który jest znaną substancją stabilizującą.

W opisie patentowym US20120128781A1 podano sposób funkcjonalizowania nanocząstek stosowanych w obrazowaniu molekularnym, jako bioczujniki lub systemy dostarczające leki lub do wytwarzania takich systemów. Istotą wynalazku jest zastosowanie pochodnych oligosacharydów o niskiej masie cząsteczkowej zawierających ugrupowania glukozoaminowe, z których jedna grupa aminowa jest podstawiona przez grupę kotwiczącą, za pomocą której cząsteczka jest chemisorbowana na powierzchni nanocząstek, co prowadzi do ich otoczkowania. Ponadto, pochodna ta, wraz ze środkiem powierzchniowo czynnym, może tworzyć dwuwarstwę otaczającą nanocząstki. W procesie można stosować np. oligo-glukozaminę lub oligomery chitozanu. W roli dostarczyciela grupy kotwiczącej stosuje się tiol, aminę, hydroksyloaminę, hydrazynę, siarczek, sulfotlenek, sulfon, fosfinę, fosforyn, tlenek fosfiny, karboksylan, tiokarboksylan, alkohol, karben, imidazol, tiazol, lub triazol. W celu otrzymania nanocząstek złota funkcjonalizowanych chitozanem, do ich zawiesiny w cykloheksanie wprowadza się wodny roztwór pochodnej chitozanu i całość poddaje działaniu ultradźwięków przez 1 min. Cząstki wytrąca się poprzez dodanie etanolu. Wytrącone cząstki oddziela się, przemywa chloroformem i etanolem i następnie dysperguje w wodzie.

W zgłoszeniu patentowym US20130302508A1 podano sposób funkcjonalizowania nanocząstek magnetycznych pełniących funkcję nośnika leku stosowanych do przedłużonego dostarczania substancji czynnych. Układ składa się z tlenku żelaza pokrytego polimerem o długim łańcuchu, który pełni funkcję stabilizatora nanocząstek w wodzie. Metoda polega na ogrzewaniu do 80°C mieszaniny prekursorów jonów żelaza (II) i (III) przy ciągłym mieszaniu w atmosferze azotu. Następnie do mieszaniny wprowadza się wodorotlenek amonu oraz monooleinian glicerolu. Produkt kilkukrotnie przemywa się rozpuszczalnikami organicznymi w celu usunięcia nadmiaru monooleinianu glicerolu. Oddzielony w wyniku wirowania produkt stały poddaje się procesowi liofilizacji, w wyniku czego otrzymuje się substancję proszkową.

W opisie patentowym CN109806277 podano sposób otrzymywania nanokompozytów złożonych z glikolipidu otaczającego nanocząstki metaliczne lub tlenków metali. Rolę glikolipidu odgrywa ester erytrytolu i mannozy, a rdzeniem nanokompozytu mogą być nanocząstki srebra, złota lub tlenku cynku. W pierwszej kolejności, w warunkach intensywnego mieszania, do rozcieńczonego wodą estru rozpuszczonego w metanolu wprowadza się octan cynku i po jego rozpuszczeniu dodaje się wodny roztwór wodorotlenku potasu. Całość ogrzewa się do 90°C i miesza przez 1 h. Otrzymaną zawiesinę filtruje się, osad przemywa się wodą i etanolem, a po wysuszeniu kalcynuje się w 500°C przez 2 h. Autorzy podają, iż w rezultacie otrzymuje się nanocząstki tlenku cynku pokryte estrem erytrytolu i mannozy. Rozmiar cząstek nie przekracza 50 nm, a produkt może znaleźć zastosowanie jako czynnik redukujący, przeciwbakteryjny oraz antynowotworowy. W badaniach in vitro potwierdzono, iż produkty hamowały wzrost komórek nowotworowych wątroby HepG2.

W opisie patentowym PL224432B1 autorzy podają sposób otrzymywania nanocząstek tlenku cynku stabilizowanych ligandami amidowymi. Metoda polega na poddaniu prekursora nanocząstek tlenku cynku działaniu liganda supramolekularnego i działaniu powietrza, pary wodnej, wody lub tlenu i wody jednocześnie. W roli liganda stosuje się modyfikowaną lub niemodyfikowaną alfa-, beta- lub gamma-cyklodekstrynę. Proces prowadzi się w rozpuszczalniku organicznym. Autorzy podają, iż produkt może być wykorzystywany do zastosowań medycznych, biomedycznych i biochemicznych, w szczególności w celach diagnostycznych.

Znany jest, na przykład, z opisu patentowego CN107325808 (A) sposób wytwarzania kropek kwantowych otoczkowanych mannozą. W pierwszej kolejności kropki kwantowe funkcjonalizuje się grupami amidowymi, a mannozę grupami imidowymi. Sprzężenie mannozy z powierzchnią kropek kwantowych następuje poprzez elektrofilową reakcję addycji pomiędzy grupami amidowymi i imidowymi. Autorzy podają, iż w ten sposób otrzymuje się stabilne nanocząstki, które z łatwością można poddać dalszym procesom biomodyfikacji. Produkt może być stosowany w znakowaniu bioluminescencyjnym.

W zgłoszeniu patentowym WO2018141940A1 podano sposób otrzymywania kompleksu metal ligand, gdzie rolę liganda pełni galaktoza. Rdzeń kompleksu stanowią nanocząstki złota, srebra, miedzi, platyny, palladu, żelaza, kobaltu, gadolinu lub cynku lub ich kombinacja. Rozmiar rdzenia nie przekracza 5 nm, a kompleksu - 50 nm. Dodatkowo, kompleks może być poddany enkapsulacji w biokompatybilnym polimerze. Autorzy podają, iż kompleks może znaleźć zastosowanie w transportowaniu substancji czynnej, którą sprzęga się z kompleksem. Produkt przeznaczony jest do transportu substancji czynnej zwalczającej nowotwory wątroby.

Znane ze stanu techniki sposoby wytwarzania opłaszczonych nanocząstek tlenku cynku - nanocząstek posiadających otoczkę wybraną z grupy peptydów albo aldoheksoz są skomplikowane i czasochłonne. Nieoczekiwanie okazało się, że można opracować sposób, który będzie dużo prostsz y i przyjazny środowisku.

Sposób wytwarzania nanocząstek tlenku cynku posiadających otoczkę wybraną z grupy peptydów albo aldoheksoz, gdzie w I fazie otrzymuje się nanocząstki wodorotlenku cynku poprzez strącanie w roztworze wodnym albo alkoholowym, a źródłem jonów cynku są sole cynku, natomiast czynnikiem strącającym są wodorotlenki I grupy albo węglan sodu według wynalazku charakteryzuje się tym, że fazę I prowadzi się w przy zastosowaniu homogenizatora ultradźwiękowego, natomiast stosunek molowy czynnika strącającego do jonów cynku wynosi od 1:1 do 6:1, po czym w II fazie prowadzi się dehydratację wodorotlenku cynku w obecności organicznej substancji modyfikującej należącej do grupy peptydów lub aldoheksoz, przy czym fazę II prowadzi się w temperaturze od 100 do 250°C, w czasie od 3 do 60 minut, w polu promieniowania mikrofalowego, gdzie moc mikrofal wynosi od 150 do 300 W, w ciśnieniowym reaktorze mikrofalowym albo w reaktorze ciśnieniowym z ogrzewaniem konwencjonalnym, gdzie objętościowe natężenie przepływu roztworu czynnika modyfikującego wprowadzanego do reaktora ciśnieniowego wynosi od 2 do 10 ml/min., a następnie w fazie III otrzymaną zawiesinę poddaje się wirowaniu lub filtrowaniu i przemywaniu, a po oddzieleniu supernatantu lub filtratu, uzyskany osad suszy się i rozdrabnia.

Sole cynku wykorzystywane w sposobie to azotan (V) cynku, siarczan (VI) cynku, chlorek cynku lub octan cynku. Użyte wodorotlenki to wodorotlenek sodu lub wodorotlenek potasu. Stosunek molowy czynnika strącającego do jonów cynku wynosi od 1:1 do 6:1. Korzystnie zawiesinę produktu rozdziela się na drodze filtracji lub wirowania . Korzystnie wirowanie zawiesiny produktu prowadzi się z prędkością od 2000 do 10000 obr./min. Korzystnie stałą pozostałość przemywa się wodą dejonizowaną lub alkoholem etylowym.

Organiczną substancję modyfikującą wybiera się z grupy obejmującej glutation, mannozę lub galaktozę.

W procesie strącania wprowadza się organiczną substancję stabilizującą z grupy polieterów lub polifenoli w celu zahamowania zbyt gwałtownej dehydratacji wodorotlenku cynku do tlenku cynku -zahamowania postępu agregacji krystalitów tlenku cynku i utrzymania ich rozmiarów na poziomie nanometrycznym.

Organiczna substancja stabilizującą to glikol polietylenowy lub kwas taninowy.

Stosunek masowy glikolu polietylenowego do tlenku cynku wynosi od 0 do 1.

Stosunek molowy kwasu taninowego do jonów cynku wynosi od 0 do 0,1.

Fazę I prowadzi się w przy zastosowaniu homogenizatora ultradźwiękowego, co zwiększa efektywność precypitacji wodorotlenku cynku. Korzystnie sonifikację prowadzi się od 1 do 10 minut. Korzystnie roztwór czynnika strącającego wkrapla się do roztworu soli cynku z szybkością od 0,1 do 2 ml/sek. Korzystnie moc ultradźwięków wynosi od 40 do 320 W.

Fazę II prowadzi się w polu promieniowania mikrofalowego w ciśnieniowym reaktorze mikrofalowym albo w reaktorze ciśnieniowym z ogrzewaniem konwencjonalnym. Zastosowanie mikrofalowego reaktora ciśnieniowego, umożliwia osiągnięcie temperatury mieszaniny reakcyjnej powyżej 100°C, przy jednoczesnym wzroście ciśnienia. Dzięki stosowaniu polarnego (wody) lub średnio polarnego rozpuszczalnika (etanolu) w polu promieniowania mikrofalowego możliwe jest szybkie i efektywne przekazanie ciepła całej objętości mieszaniny reakcyjnej w krótkim czasie, co znacznie przyspiesza zakończenie procesu. Dzięki zastosowaniu reaktora ciśnieniowego z ogrzewaniem konwencjonalnym (elektrycznym), zaopatrzonego w system mieszający sterowany automatycznie, możliwe jest wyeliminowanie błędu związanego z intensywnością mieszania substratów. Zadaną temperaturę osiąga się za pomocą płaszcza grzewczego, który zapewnia utrzymanie pożądanej wartości z dokładnością do 1°C. W przypadku stosowania reaktora mikrofalowego, do mieszaniny reakcyjnej, w warunkach ciągłego mieszania, wprowadza się roztwór organicznej substancji modyfikującej i całość przenosi się do naczynia teflonowego, które umieszcza się w reaktorze mikrofalowym. W przypadku stosowania rektora ciśnieniowego, mieszaninę roztworów soli cynku, czynnika strącającego (i stabilizatora) przenosi się do nierdzewnego naczynia reakcyjnego i w warunkach ciągłego mieszania całość ogrzewa się płaszczowo. Po osiągnięciu zadanej temperatury, za pomocą układu pompującego, następuje wprowadzenie roztworu substancji modyfikującej do mieszaniny reakcyjnej. Dzięki możliwości zmiany natężenia przepływu wprowadzanego czynnika w reaktorze ciśnieniowym, jak również w wyniku zmian temperatury, ciśnienia i czasu procesu, a także dzięki zmianom stosunków molowych poszczególnych reagentów, możliwa jes t kontrola rozmiaru nanocząstek tlenku cynku w otrzymywanych produktach.

Ciśnienie w naczyniu reakcyjnym wynosi od 1 do 40 barów.

Uzyskany osad suszy się w temperaturze od 70 do 120°C.

Sposób będący przedmiotem wynalazku polega na chemicznej modyfikacji nanocząstek tlenku cynku w celu zmniejszenia ich właściwości toksycznych względem tkanek żywych. Wyjaśnienia zjawiska ograniczenia właściwości toksycznych wskutek przyłączenia modyfikatorów do nanocząstek należy dopatrywać się w ograniczeniu uwalniania jonów cynku z nanocząstek pod wpływem przyłączenia do nich cząstek otaczających. Cząstki otaczające sorbują się na powierzchni tlenku lub tworzą międzywarstwę dwuwarstwową z warstwą czynnika stabilizującego otaczającego tlenek. Uwalniane jony metaliczne wpływają na powstawanie reaktywnych form tlenu (ROS), które z kolei wywołują wewnątrzkomórkowy stres oksydacyjny. Ograniczenie uwalniania jonów jest równoznaczne ze zmniejszeniem toksycznych właściwości nanocząstek. Również wychwycone przez komórkę nanocząstki mogą ulegać w jej wnętrzu rozpuszczaniu uwalniając jony metaliczne. Dzięki obecności modyfikatorów na powierzchni nanocząstek tlenku cynku, możliwe jest znaczące ograniczenie ich penetracji do wnętrza komórek, jak również zahamowanie ich rozpuszczania.

Otrzymany zmodyfikowany nanostrukturalny tlenek cynku może znaleźć zastosowanie w systemach transportowania leków (drug delivery systems) lub leczniczych substancji pomocniczych. Niewątpliwą zaletą niniejszego wynalazku jest rozmiar otrzymywanych nanocząstek tlenku cynku. Mieści się on w przedziale od 50 do 800 nm. Jest to szczególnie istotne w wykorzystaniu tego typu produktu w pasywnej terapii celowanej. W pasywnej terapii nowotworowej wykorzystuje się anatomiczne i fizjologiczne właściwości guza nowotworowego. Charakteryzuje się on bowiem zwiększoną przepuszczalnością naczyniową (nieszczelną siecią naczyń krwionośnych). Naukowcy ustalili, iż średnica szczelin wynosi od 100 do 800 nm, podczas, gdy w zdrowych tkankach jedynie 2-6 nm. Średni rozmiar większości leków przeciwnowotworowych jest niewielki i nie przekracza 10 nm. Stosowanie ich w samodzielnej postaci powodowałoby ich dyfuzję do tkanek zdrowych i chorych w równym stopniu. Połączenie ich z nanonośnikami (50-800 nm) znacząco ograniczy lub wręcz wyeliminuje wnikanie substancji leczniczych w strukturę zdrowych tkanek. Na podobnej zasadzie, opracowane nanonośniki mogą znaleźć zastosowanie w terapii reumatoidalnego zapalenia stawów i innych chorób o podłożu reumatoidalnym.

Przedmiot wynalazku ilustrują następujące przykłady:

Przykład 1

Do 11,0 ml wodnego roztworu azotanu (V) cynku o stężeniu 1,136 mol/l wprowadza się 0,23 ml glikolu polietylenowego. Przy zastosowaniu homogenizatora ultradźwiękowego do otrzymanej mieszaniny wkrapla się z szybkością 0,125 ml/sek 15,0 ml wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu mol/l. Całość homogenizuje się przez 2 min przy mocy ultradźwięków wynoszącej 100 W. Następnie, w warunkach ciągłego mieszania do układu wprowadza się 4,0 ml wodnego roztworu zredukowanego L-glutationu o stężeniu 0,625 mol/l. Całość przenosi się do naczynia teflonowego, które umieszcza się w reaktorze mikrofalowym. Mieszaninę poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego w czasie 15 min przy pomocy mikrofal o mocy 300 W. Uzyskuje się temperaturę 120°C i ciśnienie 8 barów. Produkt filtruje się przy użyciu sączka o średnicy porów równej 0,45 μm. Osad przemywa się 100 ml wody dejonizowanej. Produkt suszy się w temperaturze 85°C i następnie uciera się go otrzymując dr obnokrystaliczny osad nanocząstek tlenku cynku powleczonego glutationem o średnim rozmiarze cząstek 782 nm i potencjale elektrokinetycznym równym 19 mV. Sprawdzono stopień uwalniania jonów cynku z otrzymanego produktu oraz z produktu referencyjnego, tj. czystego tlenku cynku otrzymanego w tych samych warunkach, ale bez dodatku substancji stabilizującej i modyfikującej. Roztwory tych substancji zastąpiono tą samą objętością wody dejonizowanej. Badanie polegało na mieszaniu proszku z czynnikiem wymywającym, którym była woda dejonizowana lub płyn Ringera. Badanie prowadzono przez 80 min pobierając próbki w ustalonych odstępach czasu. Próbkę filtrowano i w przesączu określano stężenie cynku za pomocą absorpcyjnej spektroskopii atomowej. Badanie wykazało, iż w porównaniu z materiałem referencyjnym, stopień uwalniania cynku jest niższy średnio o 49,6% oraz 44,9% odpowiednio w wodzie i płynie Ringera.

Przykład 2

Przy zastosowaniu homogenizatora ultradźwiękowego do 23,1 ml wodnego roztworu azotanu (V) cynku o stężeniu 0,5411 mol/l wkrapla się z szybkością 0,1 ml/sek 5,0 ml wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 5 mol/l. Całość homogenizuje się przez 1 min przy mocy ultradźwięków wynoszącej 200 W. Następnie, w warunkach ciągłego mieszania do układu wprowadza się 6,9 ml wodnego roztworu D(+)-mannozy o stężeniu 0,2 mol/l. Całość przenosi się do naczynia teflonowego, które umieszcza się w reaktorze mikrofalowym. Mieszaninę poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego w czasie 5 min przy pomocy mikrofal o mocy 300 W. Uzyskuje się temperaturę 120°C i ciśnienie 8 barów. Produkt wiruje się z prędkością 9000 rpm. Osad przemywa się wodą dejonizowaną. Produkt suszy się w temperaturze 104°C i następnie uciera się go otrzymując drobnokrystaliczny osad nanocząstek tlenku cynku powleczonego mannozą o średnim rozmiarze cząstek 254 nm i potencjale elektrokinetycznym równym 24,5 mV. Sprawdzono stopień uwalniania jonów cynku z otrzymanego produktu oraz z produktu referencyjnego, tj. czystego tlenku cynku otrzymanego w tych samych warunkach, ale bez dodatku substancji modyfikującej. Roztwór tej substancji zastąpiono tą samą objętością wody dejonizowanej. Badanie polegało na mieszaniu proszku z czynnikiem wymywającym, którym była woda dejonizowana. Badanie prowadzono przez 80 min pobierając próbki w ustalonych odstępach czasu. Próbkę filtrowano i w przesączu określano stężenie cynku za pomocą absorpcyjnej spektroskopii atomowej. Badanie wykazało, iż w porównaniu z materiałem referencyjnym, stopień uwalniania cynku jest niższy średnio o 39,3%.

Przykład 3

Przy zastosowaniu homogenizatora ultradźwiękowego do 12,5 ml wodnego roztworu siarczanu (VI) cynku o stężeniu 1,0 mol/l wkrapla się z szybkością 0,1 ml/sek 10,0 ml wodnego roztworu wodorotlenku potasu o stężeniu 10 mol/l. Całość homogenizuje się przez 3 min przy mocy ultradźwięków wynoszącej 80 W. Następnie, w warunkach ciągłego mieszania do układu wprowadza się 12,5 ml wodnego roztworu zredukowanego D(+)-mannozy o stężeniu 0,2 mol/l. Całość przenosi się do naczynia teflonowego, które umieszcza się w reaktorze mikrofalowym. Mieszaninę poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego w czasie 5 min przy pomocy mikrofal o mocy 300 W. Uzyskuje się temperaturę 120°C i ciśnienie 8 barów. Produkt filtruje się przy użyciu sączka o średnicy porów równej 0,45 μm. Osad przemywa się 100 ml wody dejonizowanej. Produkt suszy się w temperaturze 90°C i następnie uciera się go otrzymując drobnokrystaliczny osad nanocząstek tlenku cynku powleczonego mannozą o średnim rozmiarze cząstek 649 nm i potencjale elektrokinetycznym równym 21,2 mV. Sprawdzono stopień uwalniania jonów cynku z otrzymanego produktu oraz z produktu referencyjnego, tj. czystego tlenku cynku otrzymanego w tych samych warunkach, ale bez dodatku substancji modyfikującej. Roztwór tej substancji zastąpiono tą samą objętością wody dejonizowanej. Badanie polegało na mieszaniu proszku z czynnikiem wymywającym, którym była woda dejonizowana. Badanie prowadzono przez 80 min pobierając próbki w ustalonych odstępach czasu. Próbkę filtrowano i w przesączu określano stężenie cynku za pomocą absorpcyjnej spektroskopii atomowej. Badanie wykazało, iż w porównaniu z materiałem referencyjnym, stopień uwalniania cynku jest niższy średnio o 77,9%.

Przykład 4

Przy zastosowaniu homogenizatora ultradźwiękowego do 17,3 ml wodnego roztworu chlorku cynku o stężeniu 0,7225 mol/l wkrapla się z szybkością 0,125 ml/sek 15,0 ml wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 5 mol/l. Całość homogenizuje się przez 4 min przy mocy ultradźwięków wynoszącej 75 W. Następnie, w warunkach ciągłego mieszania do układu wprowadza się 5,0 ml wodnego roztworu galaktozy o stężeniu 0,5 mol/l. Całość przenosi się do naczynia teflonowego, które umieszcza się w reaktorze mikrofalowym. Mieszaninę poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego w czasie 5 min przy pomocy mikrofal o mocy 300 W. Uzyskuje się temperaturę 150°C i ciśnienie 11 barów. Produkt wiruje się z prędkością 9000 rpm. Osad przemywa się wodą dejonizowaną. Produkt suszy się w temperaturze 104°C i następnie uciera się go otrzymując drobnokrystaliczny osad nanocząstek tlenku cynku powleczonego galaktozą o średnim rozmiarze cząstek 371 nm i potencjale elektrokinetycznym równym 23,8 mV. Sprawdzono stopień uwalniania jonów cynku z otrzymanego produktu oraz z produktu referencyjnego, tj. czystego tlenku cynku otrzymanego w tych samych warunkach, ale bez dodatku substancji modyfikującej. Roztwór tej substancji zastąpiono tą samą objętością wody dejonizowanej. Badanie polegało na mieszaniu proszku z czynnikiem wymywającym, którym była woda dejonizowana lub płyn SBF. Badanie prowadzono przez 80 min pobierając próbki w ustalonych odstępach czasu. Próbkę filtrowano i w przesączu określano stężenie cynku za pomocą absorpcyjnej spektroskopii atomowej. Badanie wykazało, iż w porównaniu z materiałem referencyjnym, stopień uwalniania cynku jest niższy średnio o 29,5% oraz 7,5% odpowiednio w wodzie i płynie SBF.

Przykład 5

Przy zastosowaniu homogenizatora ultradźwiękowego do 13,5 ml wodnego roztworu azotanu cynku o stężeniu 0,9259 mol/l wkrapla się z szybkością 0,1 ml/sek 12,5 ml wodnego roztworu węglanu sodu o stężeniu 2 mol/l. Całość homogenizuje się przez 2 min przy mocy ultradźwięków wynoszącej 75 W. Następnie, w warunkach ciągłego mieszania do układu wprowadza się 4,0 ml wodnego roztworu zredukowanego L-glutationu o stężeniu 0,625 mol/l. Całość przenosi się do naczynia teflonowego, które umieszcza się w reaktorze mikrofalowym. Mieszaninę poddaje się działaniu promieniowania mikrofalowego w czasie 15 min przy pomocy mikrofal o mocy 300 W. Uzyskuje się temperaturę 150°C i ciśnienie 11 barów. Produkt wiruje się z prędkością 9000 rpm. Osad przemywa się wodą dejonizowaną. Produkt suszy się w temperaturze 104°C i następnie uciera się go otrzymując drobnokrystaliczny osad nanocząstek tlenku cynku powleczonego glutationem o średnim rozmiarze cząstek 228 nm i potencjale elektrokinetycznym równym 20,2 mV. Sprawdzono stopień uwalniania jonów cynku z otrzymanego produktu oraz z produktu referencyjnego, tj. czystego tlenku cynku otrzymanego w tych samych warunkach, ale bez dodatku substancji modyfikującej. Roztwór tej substancji zastąpiono tą samą objętością wody dejonizowanej. Badanie polegało na mieszaniu proszku z czynnikiem wymywającym, którym była woda dejonizowana. Badanie prowadzono przez 80 min pobierając próbki w ustalonych odstępach czasu. Próbkę filtrowano i w przesączu określano stężenie cynku za pomocą absorpcyjnej spektroskopii atomowej. Badanie wykazało, iż w porównaniu z materiałem referencyjnym, stopień uwalniania cynku jest niższy średnio o 48,2%.

Przykład 6

Do 170,0 ml wodnego roztworu chlorku cynku o stężeniu 0,7353 mol/l wprowadza się 25 ml wodnego roztworu kwasu taninowego o stężeniu 0,05 mol/l. Przy zastosowaniu homogenizatora ultradźwiękowego do otrzymanej mieszaniny wkrapla się z szybkością 1,25 ml/sek 150,0 ml wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 5 mol/l. Całość homogenizuje się przez 6 min przy mocy ultradźwięków wynoszącej 100 W. Całość przenosi się do naczynia ze stali nierdzewnej, które umieszcza się w reaktorze ciśnieniowym. Mieszaninę w warunkach ciągłego mieszania (1000 rpm) ogrzewa się za pomocą płaszcza grzewczego do temperatury 150°C i po jej osiągnięciu rozpoczyna się dozowanie do mieszaniny reakcyjnej 5,0 ml wodnego roztworu galaktozy o stężeniu 0,5 mol/l. W tym celu stosuje się pompę o natężeniu przepływu 5 ml/min. Po zadozowaniu całość utrzymuje się w zadanej temperaturze przez kolejne 5 min. Uzyskuje się ciśnienie 4 bary. Produkt filtruje się przy użyciu sączka o średnicy porów równej 0,45 μm. Osad przemywa się 1000 ml wody dejonizowanej. Produkt suszy się w temperaturze 104°C i następnie uciera się go otrzymując drobnokrystaliczny osad nanocząstek tlenku cynku powleczonego galaktozą o średnim rozmiarze cząstek 671 nm i potencjale elektrokinetycznym równym -20,9 mV. Sprawdzono stopień uwalniania jonów cynku z otrzymanego produktu oraz z produktu referencyjnego, tj. czystego tlenku cynku otrzymanego w tych samych warunkach, ale bez dodatku substancji stabilizującej i modyfikującej. Roztwory tych substancji zastąpiono tą samą objętością wody dejonizowanej. Badanie polegało na mieszaniu proszku z czynnikiem wymywającym, którym był płyn SBF.

Badanie prowadzono przez 80 min pobierając próbki w ustalonych odstępach czasu. Próbkę filtrowano i w przesączu określano stężenie cynku za pomocą absorpcyjnej spektroskopii atomowej. Badanie wykazało, iż w porównaniu z materiałem referencyjnym, stopień uwalniania cynku jest niższy średnio o 21,3%.

Claims (8)

1. Sposób wytwarzania nanocząstek tlenku cynku posiadających otoczkę wybraną z grupy peptydów albo aldoheksoz, gdzie w I fazie otrzymuje się nanocząstki wodorotlenku cynku poprzez strącanie w roztworze wodnym albo alkoholowym, a źródłem jonów cynku są sole cynku, natomiast czynnikiem strącającym są wodorotlenki I grupy albo węglan sodu, znamienny tym, że fazę I prowadzi się w przy zastosowaniu homogenizatora ultradźwiękowego, natomiast stosunek molowy czynnika strącającego do jonów cynku wynosi od 1:1 do 6:1, po czym w II fazie prowadzi się dehydratację wodorotlenku cynku w obecności organicznej substancji modyfikującej należącej do grupy peptydów lub aldoheksoz, przy czym fazę II prowadzi się w temperaturze od 100 do 250°C, w czasie od 3 do 60 minut, w polu promieniowania mikrofalowego, gdzie moc mikrofal wynosi od 150 do 300 W, w ciśnieniowym reaktorze mikrofalowym albo w reaktorze ciśnieniowym z ogrzewaniem konwencjonalnym, gdzie objętościowe natężenie przepływu roztworu czynnika modyfikującego wprowadzanego do reaktora ciśnieniowego wynosi od 2 do 10 ml/min., a następnie w fazie III otrzymaną zawiesinę poddaje się wirowaniu lub filtrowaniu i przemywaniu, a po oddzieleniu supernatantu lub filtratu, uzyskany osad suszy się i rozdrabnia.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że organiczną substancję modyfikującą wybiera się z grupy obejmującej glutation, mannozę lub galaktozę.

3. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrz., znamienny tym, że w procesie strącania wprowadza się organiczną substancję stabilizującą z grupy polieterów lub polifenoli.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że organiczna substancja stabilizująca to glikol polietylenowy lub kwas taninowy.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosunek masowy glikolu polietylenowego do tlenku cynku wynosi od 0 do 1.

6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosunek molowy kwasu taninowego do jonów cynku wynosi od 0 do 0,1.

7. Sposób według zastrz. 1-6, znamienny tym, że ciśnienie w naczyniu reakcyjnym wynosi od 1 do 40 barów.

8. Sposób według dowolnego z zastrz. 1-7, znamienny tym, że uzyskany osad suszy się w temperaturze od 70 do 120°C.