RU2411077C1 - Method for producing chitosan and alginic acid coats for microcapsules containing phospholipid micelles - Google Patents

Method for producing chitosan and alginic acid coats for microcapsules containing phospholipid micelles Download PDF

Info

Publication number
RU2411077C1
RU2411077C1 RU2009122169/05A RU2009122169A RU2411077C1 RU 2411077 C1 RU2411077 C1 RU 2411077C1 RU 2009122169/05 A RU2009122169/05 A RU 2009122169/05A RU 2009122169 A RU2009122169 A RU 2009122169A RU 2411077 C1 RU2411077 C1 RU 2411077C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
microcapsules
chitosan
minutes
phospholipid micelles
Prior art date
Application number
RU2009122169/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009122169A (en
Inventor
Александр Иванович Сидоров (RU)
Александр Иванович Сидоров
Олег Викторович Манаенков (RU)
Олег Викторович Манаенков
Эсфирь Михайловна Сульман (RU)
Эсфирь Михайловна Сульман
Владимир Петрович Молчанов (RU)
Владимир Петрович Молчанов
Антон Владимирович Савин (RU)
Антон Владимирович Савин
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет"
Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет", Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н. Ореховича filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет"
Priority to RU2009122169/05A priority Critical patent/RU2411077C1/en
Publication of RU2009122169A publication Critical patent/RU2009122169A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2411077C1 publication Critical patent/RU2411077C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

FIELD: medicine, pharmaceutics.
SUBSTANCE: invention refers to preparing dosage forms of microcapsules containing phospholipid micelles (liposomes), particularly to technology of coats of various compositions for such microcapsules exhibiting the required properties. In a method for producing the chitosan and alginic acid coats of microcapsules containing phospholipid micelles, microcapsule nuclei are consistently kept in 0.5÷1.0 (wt/vol.) % medium or low viscosity chitosan solution, in 1.0 % acetic acid, in 2.5÷3.0 % earth metal chloride solution, in 0.5÷1.0 (wt/vol.) % sodium alginate solution and once again in 2.5÷3.0 % earth metal chloride solution, and aims at creation of a chitosan and alginic acid salt microcapsule coat through which phospholipid micelles penetrate at a preset speed due to using various viscosity chitosan and a different nature cation producing salt with alginic acid.
EFFECT: creation of a microcapsule coat through which phospholipid micelles penetrate at a preset speed.
4 cl, 1 dwg, 6 ex

Description

Данное изобретение относится к производству лекарственных форм в виде микрокапсул, содержащих фосфолипидные мицеллы (липосомы), в частности к технологии создания оболочек на основе хитозана и солей альгиновой кислоты.This invention relates to the production of dosage forms in the form of microcapsules containing phospholipid micelles (liposomes), in particular, to the technology of creating shells based on chitosan and salts of alginic acid.

Для лекарственных форм перорального применения важнейшими свойствами являются способность защитить заключенное в них лекарственное вещество от деструктивного воздействия среды желудка, доставить лекарственное вещество в нижние отделы желудочно-кишечного тракта, где оно наиболее эффективно всасывается клетками слизистой, и обеспечить пролонгированное, стабильное высвобождение лекарственного вещества. Важность этих свойств будет также справедлива и в отношении фосфолипидных мицелл (липосом), «загруженных» лекарственной субстанцией.For oral dosage forms, the most important properties are the ability to protect the medicinal substance enclosed in them from the destructive effect of the stomach environment, deliver the drug to the lower sections of the gastrointestinal tract, where it is most effectively absorbed by the mucous cells, and to ensure a prolonged, stable release of the drug substance. The importance of these properties will also be true for phospholipid micelles (liposomes), "loaded" with drug substance.

Одними из наиболее перспективных основ для подобного рода лекарственных форм являются природные полисахариды. В частности, соли альгиновой кислоты и хитозан.One of the most promising bases for this kind of dosage forms are natural polysaccharides. In particular, salts of alginic acid and chitosan.

Известно изобретение (RU №2287983, кл. A61K 9/58, A61K 47/36, B01J 2/00, 2006.11.27) «Способ получения оболочки для кишечнорастворимых полимерных капсул». В решении предлагается способ получения модифицированной Ca-альгинатной матрицы и использования ее в качестве оболочки капсул, способной растворяться в среде кишечника и обеспечивающей защиту инкапсулированного вещества в условиях желудка. Решение не предполагает использование модифицирующих добавок (полисахаридов) к матрице, а также липосом в качестве инкапсулянта.Known invention (RU No. 2287983, class A61K 9/58, A61K 47/36, B01J 2/00, 2006.11.27) "A method for producing a shell for enteric polymer capsules." The solution proposes a method for producing a modified Ca-alginate matrix and using it as a capsule shell capable of dissolving in the intestine and protecting the encapsulated substance in the stomach. The solution does not involve the use of modifying additives (polysaccharides) to the matrix, as well as liposomes as an encapsulator.

Известно изобретение (RU №2231531, кл. C08G 77/24, A61K 9/58, A61K 9/52, 2004.06.27) «Новая мембрана или матрица для регулирования проницаемости лекарственных средств». Техническим результатом является создание эластомера, через который лекарственное вещество проникает с желаемой скоростью. Основой упомянутого эластомера является силоксан, и в его состав не входят хитозан и альгинаты.Known invention (RU No. 2231531, class C08G 77/24, A61K 9/58, A61K 9/52, 2004.06.27) "A new membrane or matrix for regulating the permeability of drugs". The technical result is the creation of an elastomer through which a drug substance penetrates at the desired speed. The basis of the mentioned elastomer is siloxane, and it does not include chitosan and alginates.

Известно изобретение (WO 03018186, кл. A23L 1/00, A23L 1/0532, A23L 1/30, A61K 9/20, A61K 9/50, A61K 47/04, 2003.03.06) "Stable coated microcapsules". Изобретение представляет собой способ получения микрокапсул с Ca-альгинатным покрытием, содержащих липофильные компоненты. Способ является достаточно близким прототипом, но имеет ряд существенных отличий. Катион металла представлен только Ca2+, в состав оболочки входит только альгинат кальция без каких-либо модифицирующих добавок, речь не идет о контролированном высвобождении инкапсулированного липофильного вещества в условиях ЖКТ.The invention is known (WO 03018186, class A23L 1/00, A23L 1/0532, A23L 1/30, A61K 9/20, A61K 9/50, A61K 47/04, 2003.03.06) "Stable coated microcapsules". The invention is a method for producing Ca-alginate-coated microcapsules containing lipophilic components. The method is a fairly close prototype, but has a number of significant differences. The metal cation is represented only by Ca 2+ , the shell contains only calcium alginate without any modifying additives, we are not talking about the controlled release of the encapsulated lipophilic substance in the gastrointestinal tract.

Известно изобретение (US 4933185, кл. A61K 9/16, A61K 9/50, A61K 9/62, A61K 9/16, A61K 9/50, A61K 9/52, 1990.06.12) "System for controlled release of biologically compounds". Изобретение представляет собой капсулы с ядром из альгината кальция, покрытые оболочкой из поли-L-лизина, которая служит для контроля диффузии биологически активных веществ (из капсулы во внешнюю среду) и фермента, разрушающего ядро (из внешней среды в капсулу). В этом прототипе отличия очевидны и заключаются в материале оболочки.Known invention (US 4933185, class A61K 9/16, A61K 9/50, A61K 9/62, A61K 9/16, A61K 9/50, A61K 9/52, 1990.06.12) "System for controlled release of biologically compounds " The invention is a capsule with a core of calcium alginate, coated with a poly-L-lysine shell, which serves to control the diffusion of biologically active substances (from the capsule into the external environment) and the enzyme that destroys the core (from the external environment into the capsule). In this prototype, the differences are obvious and are in the shell material.

Известно изобретение (US 5738876, кл. C12N 11/04 (20060101), C12N 11/00 (20060101), A61K 9/16 (20060101), A61K 9/50 (20060101), C12N 5/06 (20060101), C12N 5/00 (20060101), A61K 35/12 (20060101), А61К 009/14, 1998.04.14) "Method of solution overcoating with gelling polymer". Данный патент в части способа получения оболочки (последовательное выдерживание ядер капсул в растворе сшивающего агента, растворе гелеобразующего полисахарида), является наиболее близким прототипом. В качестве сшивающего катиона металла авторы используют не только кальций, но и барий, стронций, железо. Вместе с тем, в состав оболочек не входит хитозан. Главное отличие заключается в предназначении разработанной системы. Авторы предлагают использовать ее для иммобилизации клеток поджелудочной железы. Следовательно, такого рода капсулы изначально не предназначены для введения в ЖКТ, о чем также свидетельствует использование токсичного стронция.The invention is known (US 5738876, class C12N 11/04 (20060101), C12N 11/00 (20060101), A61K 9/16 (20060101), A61K 9/50 (20060101), C12N 5/06 (20060101), C12N 5 / 00 (20060101), A61K 35/12 (20060101), A61K 009/14, 1998.04.14) "Method of solution overcoating with gelling polymer". This patent in terms of a method for producing a shell (sequential aging of capsule nuclei in a solution of a crosslinking agent, a solution of a gelling polysaccharide), is the closest prototype. As a crosslinking metal cation, the authors use not only calcium, but also barium, strontium, and iron. However, chitosan is not part of the shells. The main difference is the purpose of the developed system. The authors propose using it to immobilize pancreatic cells. Therefore, such capsules are not originally intended for administration in the gastrointestinal tract, which is also indicated by the use of toxic strontium.

Таким образом, проведенный анализ патентных документов выявил наличие лишь косвенных аналогов предлагаемого способа получения оболочек для микрокапсул с мицеллами, «загруженными» лекарственной субстанцией. Контроль скорости необходим в случае использования липосомальных лекарственных препаратов пролонгированного действия или обладающих возможностью адресной доставки действующего вещества на различные участки желудочно-кишечного тракта.Thus, the analysis of patent documents revealed the presence of only indirect analogues of the proposed method for producing shells for microcapsules with micelles, "loaded" with drug substance. Speed control is necessary in the case of the use of prolonged-action liposomal drugs or with the possibility of targeted delivery of the active substance to various parts of the gastrointestinal tract.

В основу настоящего изобретения положена задача создания технологического процесса, реализация которого позволяет получить оболочку для микрокапсул на основе альгината кальция или альгината бария и хитозана с различной вязкостью, оказывающей влияние на относительный процент выхода фосфолипидных мицелл из ядра капсул в средах, имитирующих условия желудочно-кишечного тракта человека.The present invention is based on the task of creating a technological process, the implementation of which allows you to get a shell for microcapsules based on calcium alginate or barium alginate and chitosan with different viscosities that affect the relative percentage of phospholipid micelles from the nucleus of capsules in environments that mimic the conditions of the gastrointestinal tract person.

Техническим результатом является создание оболочки для микрокапсул на основе хитозана и солей альгиновой кислоты, через которую фосфолипидные мицеллы проникают с определенной скоростью за счет использования хитозана различной вязкости и разной природы катиона, образующего соль с альгиновой кислотой.The technical result is the creation of a shell for microcapsules based on chitosan and salts of alginic acid, through which phospholipid micelles penetrate at a certain speed due to the use of chitosan of different viscosity and different nature of the cation forming a salt with alginic acid.

Поставленная задача и указанный технический результат достигаются тем, что в способе получения оболочек на основе хитозана и солей альгиновой кислоты для микрокапсул, содержащих фосфолипидные мицеллы, согласно изобретению последовательно выдерживают ядра микрокапсул в 0,5÷1,0% (вес/объем) растворе хитозана средней или низкой вязкости в 1,0% уксусной кислоте, в 2,5÷3,0% растворе хлорида щелочноземельного металла, в 0,5÷1,0% (вес/объем) растворе альгината натрия и повторно в 2,5÷3,0% растворе хлорида щелочноземельного металла.The problem and the technical result are achieved in that in the method for producing shells based on chitosan and salts of alginic acid for microcapsules containing phospholipid micelles, according to the invention, the cores of the microcapsules are sequentially maintained in a 0.5 ÷ 1.0% (weight / volume) chitosan solution medium or low viscosity in 1.0% acetic acid, in 2.5 ÷ 3.0% solution of alkaline earth metal chloride, in 0.5 ÷ 1.0% (weight / volume) sodium alginate solution and again in 2.5 ÷ 3.0% alkaline earth metal chloride solution.

Микрокапсулы выдерживают в растворе хитозана 25÷30 минут, в растворе хлорида щелочноземельного металла - не менее 25÷30 минут, в растворе альгината натрия - не менее 5÷10 минут, повторно в растворе хлорида щелочноземельного металла - не менее 10÷15 минут. Используют хитозан средней вязкости (вязкость 1,0% (вес/объем) раствора в 1,0% уксусной кислоте при 20°C 200÷400 мПа·с) или низкой вязкости (вязкость 1,0% (вес/объем) раствора в 1,0% уксусной кислоте при 20°C≤200 мПа·с). В качестве хлорида щелочноземельного металла используют хлорид кальция или хлорид бария.The microcapsules are kept in a solution of chitosan for 25-30 minutes, in a solution of an alkaline earth metal chloride for at least 25-30 minutes, in a solution of sodium alginate for at least 5-10 minutes, and repeatedly in a solution of an alkaline earth metal chloride for at least 10-15 minutes. Chitosan is used of medium viscosity (viscosity of 1.0% (weight / volume) of a solution in 1.0% acetic acid at 20 ° C 200 ÷ 400 mPa · s) or low viscosity (viscosity of 1.0% (weight / volume) of a solution in 1.0% acetic acid at 20 ° C ≤200 MPa · s). As the alkaline earth metal chloride, calcium chloride or barium chloride is used.

В результате последовательности проведения способа на поверхности ядер микрокапсул образуется двухслойная оболочка. Наружный слой альгината кальция или бария устойчив к растворению в условиях желудка и уменьшает потери фосфолипидных мицелл вследствие их выхода в желудке. В слабощелочной среде кишечника наружный слой растворяется (альгинат кальция) или становится рыхлым (альгинат бария), обнажая второй слой оболочки из хитозан-альгината. Хитозан устойчив к растворению в средах с pH>7,0, поэтому быстрого растворения альгинатных ядер микрокапсул не происходит, а фосфолипидные мицеллы выходят из ядер микрокапсул во внешнюю среду с определенной скоростью, зависящей от вида используемого хитозана.As a result of the sequence of the method, a two-layer shell is formed on the surface of the nuclei of the microcapsules. The outer layer of calcium or barium alginate is resistant to dissolution in the stomach and reduces the loss of phospholipid micelles due to their release in the stomach. In a slightly alkaline environment of the intestine, the outer layer dissolves (calcium alginate) or becomes loose (barium alginate), exposing the second layer of the membrane from chitosan alginate. Chitosan is resistant to dissolution in media with pH> 7.0, therefore, the rapid dissolution of alginate nuclei of microcapsules does not occur, and phospholipid micelles leave the nuclei of microcapsules in the external environment with a certain speed, depending on the type of chitosan used.

Оптимальным значением концентрации раствора хитозана (низкой и средней вязкости) было признано значение в пределах 0,5÷1,0% (вес/объем). Уменьшение концентрации хитозана увеличивает необходимое время выдержки формирующихся микрокапсул в его растворе, что приводит к дополнительным потерям фосфолипидных мицелл вследствие их выхода из ядра микрокапсул во внешнюю жидкую фазу. Увеличение концентрации хитозана приводит к возрастанию вязкости раствора, из-за чего капли подаваемого в раствор альгината, содержащего фосфолипидные мицеллы, остаются на поверхности раствора и не принимают необходимой сферической формы.The optimal value of the concentration of chitosan solution (low and medium viscosity) was recognized as a value in the range of 0.5 ÷ 1.0% (weight / volume). A decrease in the concentration of chitosan increases the required exposure time of the forming microcapsules in its solution, which leads to additional losses of phospholipid micelles due to their exit from the core of the microcapsules into the external liquid phase. An increase in the concentration of chitosan leads to an increase in the viscosity of the solution, which is why drops of the alginate containing phospholipid micelles supplied to the solution remain on the surface of the solution and do not take the necessary spherical shape.

Оптимальное время выдержки микрокапсул в растворе хитозана составило 25÷30 минут, за это время на поверхности микрокапсул образуется однородный, без разрывов слой хитозан-альгината. Меньшее время не обеспечит однородность слоя хитозан-альгината на поверхности микрокапсул. Увеличение времени выдержки не приводит к образованию слоя хитозан-альгината с лучшими характеристиками (по толщине и прочности).The optimal exposure time of the microcapsules in the chitosan solution was 25–30 minutes; during this time, a uniform layer of chitosan alginate was formed on the surface of the microcapsules. Less time will not ensure uniformity of the chitosan alginate layer on the surface of the microcapsules. The increase in exposure time does not lead to the formation of a layer of chitosan alginate with better characteristics (in thickness and strength).

Оптимальным значением концентрации раствора хлорида щелочноземельного металла (хлорида кальция или хлорида бария) было признано значение 2,5÷3,0%. Меньшие концентрации делают необходимым увеличение времени выдержки микрокапсул в растворе сшивающего агента, что приводит к увеличению потерь фосфолипидных мицелл. Большие концентрации не оказывают заметного влияния на скорость гелеобразования внутри микрокапсул. За оптимальное время выдержки микрокапсул в растворе хлорида щелочноземельного металла (25÷30 минут) происходит полное затвердевание ядер микрокапсул в результате реакции ионотропного гелеобразования и их насыщение избыточным количеством катионов Ca2+ или Ba2+. При выдерживании микрокапсул в растворе хлорида щелочноземельного металла менее 25 минут процесс гелеобразования не протекает до конца, и не происходит достаточного насыщения ядер микрокапсул металла. Увеличение времени выдержки не дает лучших результатов.The optimal value of the concentration of a solution of alkaline earth metal chloride (calcium chloride or barium chloride) was recognized as 2.5 ÷ 3.0%. Lower concentrations make it necessary to increase the exposure time of microcapsules in a solution of a crosslinking agent, which leads to an increase in the loss of phospholipid micelles. High concentrations do not significantly affect the gelation rate inside the microcapsules. For the optimal exposure time of the microcapsules in a solution of alkaline earth metal chloride (25-30 minutes), the cores of the microcapsules are completely solidified as a result of the ionotropic gelation reaction and are saturated with an excess of Ca 2+ or Ba 2+ cations. When the microcapsules are kept in a solution of alkaline earth metal chloride for less than 25 minutes, the gelation process does not proceed to the end, and there is not enough saturation of the cores of the metal microcapsules. Increasing the exposure time does not give the best results.

Оптимальным значением концентрации раствора альгината натрия было признано значение 0,5÷1,0% (вес/объем). При концентрациях более 1,0% (вес/объем) вязкость раствора увеличивается, что затрудняет процесс внесения микрокапсул в объем раствора. При концентрациях менее 0,5% (вес/объем) необходимо увеличивать время выдержки микрокапсул в растворе. Оптимальное время выдержки микрокапсул в 0,5 ÷1,0% растворе альгината натрия составило 5÷10 минут. За этот промежуток времени на поверхности микрокапсул формируется однородный слой альгината кальция или бария толщиной от 0,3 до 1 мм. Уменьшение времени выдержки нежелательно из-за возможности образования неоднородного слоя, увеличение нецелесообразно, так как не приводит к образованию слоя с лучшими характеристиками.The optimal value of the concentration of sodium alginate solution was recognized as 0.5 ÷ 1.0% (weight / volume). At concentrations of more than 1.0% (weight / volume), the viscosity of the solution increases, which complicates the process of introducing microcapsules into the volume of the solution. At concentrations less than 0.5% (weight / volume), it is necessary to increase the exposure time of the microcapsules in the solution. The optimal exposure time of microcapsules in 0.5 ÷ 1.0% sodium alginate solution was 5 ÷ 10 minutes. During this period of time, a uniform layer of calcium or barium alginate with a thickness of 0.3 to 1 mm is formed on the surface of the microcapsules. Reducing the exposure time is undesirable because of the possibility of forming a heterogeneous layer, the increase is impractical, since it does not lead to the formation of a layer with better characteristics.

Время повторной выдержки микрокапсул в 2,5÷3,0% растворе хлорида щелочноземельного металла (хлорида кальция или бария), равное 5÷10 минутам, было признано оптимальным. 5 минут - минимум, полученный экспериментально и необходимый для окончательной фиксации кальций- или барий-альгинатного слоя на поверхности микрокапсул. Увеличение времени выдержки до значений более 10 минут нецелесообразно, так как не приводит к улучшению результата.The re-exposure time of the microcapsules in a 2.5 ÷ 3.0% solution of alkaline earth metal chloride (calcium or barium chloride), equal to 5 ÷ 10 minutes, was considered optimal. 5 minutes is the minimum obtained experimentally and necessary for the final fixation of the calcium or barium-alginate layer on the surface of microcapsules. Increasing the exposure time to values greater than 10 minutes is impractical, since it does not lead to an improvement in the result.

Экспериментально было получено, что наилучшими характеристиками обладают образцы хитозана средней и низкой вязкости. Использование хитозана высокой вязкости (вязкость 1,0% (вес/объем) раствора в 1,0% уксусной кислоте при 20°C более 400 мПа·с) затрудняет процесс внесения микрокапсул в объем раствора хитозана.It was experimentally obtained that samples of medium and low viscosity chitosan possess the best characteristics. The use of high viscosity chitosan (viscosity of 1.0% (weight / volume) solution in 1.0% acetic acid at 20 ° C more than 400 MPa · s) complicates the process of introducing microcapsules into the volume of chitosan solution.

Изобретение поясняется схемой процесса получения оболочки на основе хитозана и солей альгиновой кислоты для микрокапсул, содержащих фосфолипидные мицеллы, представленной на чертеже.The invention is illustrated by a diagram of a process for producing a shell based on chitosan and salts of alginic acid for microcapsules containing phospholipid micelles, shown in the drawing.

Для получения оболочек на основе хитозана и солей альгиновой кислоты для микрокапсул, содержащих фосфолипидные мицеллы, 2,0% (вес/объем) раствор альгината натрия, содержащий фосфолипидные мицеллы, по каплям (с помощью шприца) подают в 0,5÷1,0% (вес/объем) раствор хитозана в 1,0% уксусной кислоте. При этом следует избегать контакта капель друг с другом в растворе альгината во избежание слипания формирующихся микрокапсул. Время нахождения формирующихся микрокапсул в растворе хитозана составляет 25÷30 минут. За это время происходит взаимодействие ионного характера между полисахаридами, в результате чего образуются сферические структуры с ядром из вязкого раствора альгината натрия и наружного слоя хитозан-альгинатного гидрогеля. По истечении 25÷30 минут в раствор хитозана, содержащий микрокапсулы, вносят навеску порошка хлорида кальция или бария в количестве, необходимом для получения 2,5÷3,0% раствора при полном растворении реагента. После растворения CaCl2 или BaCl2 микрокапсулы выдерживают в полученном растворе еще в течение 25÷30 минут. При этом в результате диффузии катионов кальция или бария и реакции ионотропного гелеобразования происходит образование кальций- или барий-альгинатного гидрогеля в ядре микрокапсулы с одновременным насыщением материала микрокапсул избыточным количеством катионов Ca2+ или Ba2+.To obtain shells based on chitosan and alginic acid salts for microcapsules containing phospholipid micelles, a 2.0% (weight / volume) sodium alginate solution containing phospholipid micelles is supplied dropwise (with a syringe) in 0.5 ÷ 1.0 % (weight / volume) solution of chitosan in 1.0% acetic acid. In this case, contact of drops with each other in an alginate solution should be avoided in order to avoid adhesion of the formed microcapsules. The residence time of the forming microcapsules in a solution of chitosan is 25-30 minutes. During this time, an ionic interaction occurs between the polysaccharides, resulting in the formation of spherical structures with a core from a viscous solution of sodium alginate and the outer layer of chitosan-alginate hydrogel. After 25–30 minutes, a sample of calcium chloride or barium chloride powder is added to the chitosan solution containing microcapsules in an amount necessary to obtain a 2.5–3.0% solution when the reagent is completely dissolved. After dissolution of CaCl 2 or BaCl 2 microcapsules incubated in the resulting solution for another 25 ÷ 30 minutes. In this case, the diffusion of calcium or barium cations and the ionotropic gelation reaction results in the formation of calcium or barium-alginate hydrogel in the microcapsule core, while the microcapsule material is saturated with an excessive amount of Ca 2+ or Ba 2+ cations.

Далее микрокапсулы извлекаются из раствора и переносятся в 0,5÷1,0% (вес/объем) раствор альгината натрия, в котором выдерживаются в течение 5÷10 минут. В течение этого времени избыточные катионы кальция или бария выходят из микрокапсул и реагируют с макромолекулами альгината, образуя на поверхности микрокапсул слой кальций- или барий-альгинатного гидрогеля. Для закрепления этого слоя по прошествии 5÷10 минут микрокапсулы повторно выдерживают в 2,5÷3,0% растворе хлорида кальция или бария в течение 10÷15 минут.Next, the microcapsules are removed from the solution and transferred to a 0.5 ÷ 1.0% (w / v) sodium alginate solution, in which they are kept for 5 ÷ 10 minutes. During this time, excess calcium or barium cations exit the microcapsules and react with alginate macromolecules, forming a layer of calcium or barium-alginate hydrogel on the surface of the microcapsules. To fix this layer after 5 ÷ 10 minutes, the microcapsules are again incubated in a 2.5 ÷ 3.0% solution of calcium or barium chloride for 10 ÷ 15 minutes.

Далее микрокапсулы извлекают из раствора, трижды промывают дистиллированной водой и сушат в сушильном шкафу при температуре 30÷40°С до сохранения постоянной массы. Высушенные капсулы хранят в герметичных стеклянных или пластиковых бюксах.Next, the microcapsules are removed from the solution, washed three times with distilled water and dried in an oven at a temperature of 30 ÷ 40 ° C until a constant mass is maintained. Dried capsules are stored in sealed glass or plastic bottles.

В таблице схематично представлены стадии процесса получения микрокапсул с оболочкой различного состава.The table schematically presents the stages of the process of obtaining microcapsules with a shell of various compositions.

Пример 1.Example 1

5 мл 2,0% (вес/объем) раствора альгината натрия, содержащего диспергированные фосфолипидные мицеллы в количестве 500 мг, по каплям с помощью шприца с иглой подавали в 100 мл 1,0% (вес/объем) раствора хитозана низкой вязкости в 1,0% уксусной кислоте. По истечении 30 мин с момента окончания подачи раствора альгината в раствор хитозана небольшими порциями добавляли 3 г порошка хлорида кальция. После полного растворения соли сформированные микрокапсулы выдерживали в полученном растворе в течение 30 мин. Далее микрокапсулы отделяли от раствора и помещали в 50 мл 1,0% (вес/объем) раствора альгината натрия, в котором выдерживали в течение 5 минут. Затем микрокапсулы отделяли и помещали в 100 мл 3,0% раствора хлорида кальция и выдерживали в нем в течение 15 мин.5 ml of a 2.0% (w / v) sodium alginate solution containing dispersed phospholipid micelles in an amount of 500 mg was applied dropwise using a syringe with a needle into 100 ml of a 1.0% (w / v) low viscosity chitosan solution of 1 , 0% acetic acid. After 30 minutes from the moment the filing of the alginate solution was completed, 3 g of calcium chloride powder was added in small portions to the chitosan solution. After complete dissolution of the salt, the formed microcapsules were kept in the resulting solution for 30 minutes. Next, the microcapsules were separated from the solution and placed in 50 ml of a 1.0% (w / v) sodium alginate solution, which was kept for 5 minutes. Then the microcapsules were separated and placed in 100 ml of a 3.0% solution of calcium chloride and kept there for 15 minutes.

Далее микрокапсулы извлекали из раствора, трижды промывали дистиллированной водой и высушивали в сушильном шкафу при температуре 35°C до сохранения постоянной массы.Next, the microcapsules were removed from the solution, washed three times with distilled water and dried in an oven at a temperature of 35 ° C until a constant weight was maintained.

Качество полученной оболочки оценивали по процентному выходу фосфолипидных мицелл из микрокапсул в средах, имитирующих условия ЖКТ человека за определенное время: «желудок» - 90 мин в 0,1 н. растворе соляной кислоты (pH 1,0) при температуре 37°C, «двенадцатиперстная кишка» - 30 мин в фосфатном буфере (pH 6,0) при температуре 37°C, «тонкий кишечник» - 90 мин (или до полного растворения микрокапсул) в фосфатном буфере (pH 7,4) при температуре 37°C.The quality of the obtained membrane was evaluated by the percentage yield of phospholipid micelles from the microcapsules in media simulating the conditions of the human gastrointestinal tract for a certain time: “stomach” - 90 min in 0.1 N hydrochloric acid solution (pH 1.0) at 37 ° C, the duodenum - 30 minutes in phosphate buffer (pH 6.0) at 37 ° C, the small intestine - 90 minutes (or until the microcapsules are completely dissolved ) in phosphate buffer (pH 7.4) at 37 ° C.

Выход фосфолипидных мицелл из микрокапсул в «желудке» составил 14,6% от начального количества за 90 мин, в «двенадцатиперстной кишке» - 29,5% от начального количества за 30 мин, в «тонком кишечнике» - 89,5% от начального количества за 90 мин.The output of phospholipid micelles from microcapsules in the "stomach" was 14.6% of the initial amount in 90 minutes, in the "duodenum" - 29.5% of the initial amount in 30 minutes, in the "small intestine" - 89.5% of the initial quantities in 90 minutes

Пример 2.Example 2

Опыт проводили аналогично примеру 1 за исключением того, что вместо хлорида кальция использовали хлорид бария.The experiment was carried out analogously to example 1 except that barium chloride was used instead of calcium chloride.

Выход фосфолипидных мицелл из микрокапсул в «желудке» составил 18,0% от начального количества за 90 мин, в «двенадцатиперстной кишке» - 64,8% от начального количества за 30 мин, в «тонком кишечнике» - 93,2% от начального количества за 90 мин.The output of phospholipid micelles from microcapsules in the “stomach” was 18.0% of the initial amount in 90 minutes, in the “duodenum” - 64.8% of the initial amount in 30 minutes, in the “small intestine” - 93.2% of the initial quantities in 90 minutes

Пример 3.Example 3

Опыт проводили аналогично примеру 1 за исключением того, что вместо хитозана низкой вязкости использовали хитозан средней вязкости.The experiment was carried out analogously to example 1 except that medium chitosan was used instead of low viscosity chitosan.

Выход фосфолипидных мицелл из микрокапсул в «желудке» составил 12,1% от начального количества за 90 мин, в «двенадцатиперстной кишке» - 22,3% от начального количества за 30 мин, в «тонком кишечнике» - 100% от начального количества за 40 мин (микрокапсулы растворились полностью).The yield of phospholipid micelles from microcapsules in the “stomach” was 12.1% of the initial amount in 90 minutes, in the “duodenum” - 22.3% of the initial amount in 30 minutes, in the “small intestine” - 100% of the initial quantity in 40 min (microcapsules completely dissolved).

Пример 4.Example 4

Опыт проводили аналогично примеру 1 за исключением того, что вместо хитозана низкой вязкости использовали хитозан средней вязкости, а вместо хлорида кальция использовали хлорид бария.The experiment was carried out analogously to example 1 except that medium chitosan was used instead of low viscosity chitosan, and barium chloride was used instead of calcium chloride.

Выход фосфолипидных мицелл из микрокапсул в «желудке» составил 13,5% от начального количества за 90 мин, в «двенадцатиперстной кишке» - 28,3% от начального количества за 30 мин, в «тонком кишечнике» - 52,0% от начального количества за 90 мин.The output of phospholipid micelles from microcapsules in the "stomach" was 13.5% of the initial amount in 90 minutes, in the "duodenum" - 28.3% of the initial amount in 30 minutes, in the "small intestine" - 52.0% of the initial quantities in 90 minutes

Пример 5.Example 5

Для получения ядер микрокапсул на основе кальций-альгината без оболочки 5 мл 2,0% (вес/объем) раствора альгината натрия, содержащего диспергированные фосфолипидные мицеллы в количестве 500 мг, по каплям с помощью шприца с иглой подавали в 3,0% раствор хлорида кальция и выдерживали сформированные ядра в этом растворе в течение 30 мин.To obtain nuclei of microcapsules based on calcium alginate without a shell, 5 ml of a 2.0% (w / v) sodium alginate solution containing 500 mg dispersed phospholipid micelles was added dropwise using a syringe with a needle into a 3.0% chloride solution calcium and kept the formed nuclei in this solution for 30 minutes

Полученные ядра микрокапсул без оболочки помещали в среды, имитирующие условия ЖКТ человека за определенное время: «желудок» - 90 мин в 0,1 н. растворе соляной кислоты (pH 1,0) при температуре 37°C, «двенадцатиперстная кишка» - 30 мин в фосфатном буфере (pH 6,0) при температуре 37°C, «тонкий кишечник» - 90 мин (или до полного растворения микрокапсул) в фосфатном буфере (pH 7,4) при температуре 37°C.The obtained nuclei of microcapsules without a shell were placed in media simulating the conditions of the gastrointestinal tract of a person for a certain time: “stomach” - 90 min in 0.1 N hydrochloric acid solution (pH 1.0) at 37 ° C, the duodenum - 30 minutes in phosphate buffer (pH 6.0) at 37 ° C, the small intestine - 90 minutes (or until the microcapsules are completely dissolved ) in phosphate buffer (pH 7.4) at 37 ° C.

Выход фосфолипидных мицелл из ядер микрокапсул в «желудке» составил 68,0% от начального количества за 90 мин, в «двенадцатиперстной кишке» - 91,3% от начального количества за 30 мин, в «тонком кишечнике» - 100,0% от начального количества за 25 мин (ядра микрокапсул растворились полностью).The output of phospholipid micelles from the nuclei of microcapsules in the "stomach" was 68.0% of the initial amount in 90 minutes, in the "duodenum" - 91.3% of the initial amount in 30 minutes, in the "small intestine" - 100.0% of initial amount in 25 minutes (the nuclei of the microcapsules completely dissolved).

Пример 6.Example 6

Опыт проводили аналогично примеру 5 за исключением того, что вместо хлорида кальция использовали хлорид бария.The experiment was carried out analogously to example 5 except that barium chloride was used instead of calcium chloride.

Выход фосфолипидных мицелл из ядер микрокапсул в «желудке» составил 57,2% от начального количества за 90 мин, в «двенадцатиперстной кишке» - 86,2% от начального количества за 30 мин, в «тонком кишечнике» - 98,8% от начального количества за 90 мин.The output of phospholipid micelles from the nuclei of microcapsules in the "stomach" was 57.2% of the initial amount in 90 minutes, in the "duodenum" - 86.2% of the initial amount in 30 minutes, in the "small intestine" - 98.8% of initial amount in 90 minutes

Данный способ получения оболочки микрокапсул пригоден для реализации в лабораторных и полупромышленных условиях. В настоящее время способ находится на стадии лабораторный экспериментов.This method of producing a shell of microcapsules is suitable for implementation in laboratory and semi-industrial conditions. Currently, the method is at the stage of laboratory experiments.

Claims (4)

1. Способ получения оболочек на основе хитозана и солей альгиновой кислоты для микрокапсул, содержащих фосфолипидные мицеллы, характеризующийся последовательной выдержкой ядер микрокапсул в 0,5÷1,0% (вес/объем) растворе хитозана средней или низкой вязкости в 1,0%-ной уксусной кислоте, в 2,5÷3,0%-ном растворе хлорида щелочноземельного металла, в 0,5÷1,0% (вес/объем) растворе альгината натрия и, повторно, в 2,5÷3,0%-ном растворе хлорида щелочноземельного металла.1. A method of producing shells based on chitosan and salts of alginic acid for microcapsules containing phospholipid micelles, characterized by sequential exposure of the nuclei of microcapsules in 0.5 ÷ 1.0% (weight / volume) of chitosan medium or low viscosity in 1.0% - acetic acid, in a 2.5 ÷ 3.0% solution of alkaline earth metal chloride, in a 0.5 ÷ 1.0% (weight / volume) solution of sodium alginate and, again, in 2.5 ÷ 3.0% solution of alkaline earth metal chloride. 2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что микрокапсулы выдерживают в растворе хитозана 25÷30 мин, в растворе хлорида щелочноземельного металла - не менее 25÷30 мин, в растворе альгината натрия - не менее 5÷10 мин, повторно в растворе хлорида щелочноземельного металла - не менее 10÷15 мин.2. The method according to claim 1, characterized in that the microcapsules are kept in a solution of chitosan for 25-30 minutes, in a solution of alkaline earth metal chloride - at least 25-30 minutes, in a solution of sodium alginate - at least 5-10 minutes, repeatedly in solution alkaline earth metal chloride - at least 10 ÷ 15 minutes 3. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве хлорида щелочноземельного металла используют хлорид кальция.3. The method according to claim 1, characterized in that calcium chloride is used as the alkaline earth metal chloride. 4. Способ по п.1, характеризующийся тем, что в качестве хлорида щелочноземельного металла используют хлорид бария. 4. The method according to claim 1, characterized in that barium chloride is used as the alkaline earth metal chloride.
RU2009122169/05A 2009-06-09 2009-06-09 Method for producing chitosan and alginic acid coats for microcapsules containing phospholipid micelles RU2411077C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009122169/05A RU2411077C1 (en) 2009-06-09 2009-06-09 Method for producing chitosan and alginic acid coats for microcapsules containing phospholipid micelles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009122169/05A RU2411077C1 (en) 2009-06-09 2009-06-09 Method for producing chitosan and alginic acid coats for microcapsules containing phospholipid micelles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009122169A RU2009122169A (en) 2010-12-20
RU2411077C1 true RU2411077C1 (en) 2011-02-10

Family

ID=44056262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009122169/05A RU2411077C1 (en) 2009-06-09 2009-06-09 Method for producing chitosan and alginic acid coats for microcapsules containing phospholipid micelles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2411077C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013187852A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Pyvovarov Pavel Petrovich Encapsulated protein-containing product and method for producing same
CN103462895A (en) * 2013-07-05 2013-12-25 南昌大学 Preparation method of layer-by-layer self-assembled double-modified liposome
RU2529179C1 (en) * 2013-04-23 2014-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Уральский центр биофармацевтических технологий" Liposome suspension stabiliser and method for production thereof
RU2669354C1 (en) * 2017-09-08 2018-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Means for delivery of active agent
RU2815783C1 (en) * 2023-06-06 2024-03-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный аграрный университет имени И.И. Иванова" Method of producing microencapsulated bovine sex pheromones

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2662173C1 (en) * 2017-02-27 2018-07-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") Method for producing particles of microcapsulated phenhibut in alginate sodium
CN113426387B (en) * 2021-06-11 2022-06-14 厦门双瑞船舶涂料有限公司 Natural water-based antifouling paint and preparation method thereof, antifouling agent microcapsule and preparation method thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013187852A1 (en) * 2012-06-15 2013-12-19 Pyvovarov Pavel Petrovich Encapsulated protein-containing product and method for producing same
RU2529179C1 (en) * 2013-04-23 2014-09-27 Общество с ограниченной ответственностью "Уральский центр биофармацевтических технологий" Liposome suspension stabiliser and method for production thereof
CN103462895A (en) * 2013-07-05 2013-12-25 南昌大学 Preparation method of layer-by-layer self-assembled double-modified liposome
RU2669354C1 (en) * 2017-09-08 2018-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) Means for delivery of active agent
RU2815783C1 (en) * 2023-06-06 2024-03-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Курский государственный аграрный университет имени И.И. Иванова" Method of producing microencapsulated bovine sex pheromones

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009122169A (en) 2010-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2411077C1 (en) Method for producing chitosan and alginic acid coats for microcapsules containing phospholipid micelles
Patil et al. A review on ionotropic gelation method: novel approach for controlled gastroretentive gelispheres
Wang et al. Microencapsulation using natural polysaccharides for drug delivery and cell implantation
Strand et al. Alginate-polylysine-alginate microcapsules: effect of size reduction on capsule properties
Mørch et al. Effect of Ca2+, Ba2+, and Sr2+ on alginate microbeads
Kikuchi et al. Pulsatile drug release control using hydrogels
Dabiri et al. New in-situ synthetized hydrogel composite based on alginate and brushite as a potential pH sensitive drug delivery system
CN103040727A (en) Preparation method of drug and protein sustained-release alginate hybrid gel
Gandhi et al. Chronopharmaceutics: as a clinically relevant drug delivery system
Ouyang et al. Artificial cell microcapsule for oral delivery of live bacterial cells for therapy: design, preparation, and in-vitro characterization
JP2002538194A (en) Cell-protecting biocompatible encapsulation system for bioactive substances and method for producing the same
Shi et al. Parametric analysis of shape changes of alginate beads
EP3151809B1 (en) Microencapsulation technique and products thereof
Zhou et al. A novel pulsed drug-delivery system: polyelectrolyte layer-by-layer coating of chitosan–alginate microgels
Cerciello et al. Natural polysaccharides platforms for oral controlled release of ketoprofen lysine salt
Ahmad et al. Recent advances in microencapsulation of drugs for veterinary applications
Chen et al. Suspended bubble microcapsule delivery systems from droplet microfluidic technology for the local treatment of gastric cancer
BRPI1008258A2 (en) biopolymeric composition for cell encapsulation, method of producing a biopolymeric composition for cell encapsulation, method for promoting cell cytoprotection and use of a biopolymeric composition for cell encapsulation
CN102688221A (en) Method for preparing aceclofenac enteric microcapsules
RU2716000C1 (en) Method of producing alginate-chitosan microcapsules with vinpocetine
CN108076627B (en) Oral delivery system for bioactive agents
CN108245670B (en) Preparation method and application of antibacterial protein microcapsule
RU2662173C1 (en) Method for producing particles of microcapsulated phenhibut in alginate sodium
Yadav et al. Gastroretentive drug delivery systems: A promising approach
Sharma et al. A review on multiparticulate floating drug delivery system

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110816

PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20140821

RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20150703

PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20161115