SE457770B - Foerfarande foer att stabilisera en vattenhaltig dispersion av vattenabasorberade partiklar - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 35 457 770 2 och minst ett matrisbildande, hydrofilt förtjockningsmedel, vilket förfarande innefattar stegen att evakuera gas från nämnda dispersion och utsätta densamma för ett relativt tryck, som är tillräckligt för att irreversibelt överföra disper- sionen till ett stabilt, gelliknande partikel-matrissystem (en “hydrogel“). l en 'annan aspekt hänför sig uppfinningen till ett förfarande för framställning av en stabil halvfast beredning av små vattenabsorberande partiklar, vilket förfarande innefattar stegen att a) bilda en homogen dispersion innefattande i) från 30 till 70 vikt-96 av nämnda partiklar, ii) från 0,1 vikt-96 av minst ett hydrofilt förtjockningsmedel med förmåga att bilda en matris för nämnda partiklar, och iii) från 20 till 55 vikt-% vatten, och b) evakuera gas som är inrymd i nämnda dispersion och utsätta densamma för komprimering med hjälp av ett relativt tryck, som är tillräckligt för att väsentligen irreversibelt överföra dispersionen till ett stabilt partikel- matrissystem.

I en ytterligare aspekt hänför sig uppfinningen till nya halvfasta bered- ningar eller kompositioner av små vattenabsorberande partiklar, vilka bered- ningar eller kompositioner kännetecknas av att de har tillverkats med ovan- stående förfarande. Speciellt anordnas sådana kompositioner i form av en sluten behållare av aerosoltyp, varvid nämnda tryck tillhandahâlles av ett kondenserat drivmedel och nämnda gasevakuering åstadkommes genom att nämnda gas utmatas genom behällarens utloppsmunstycke. i l föreliggande sammanhang innebär uttrycket "stabil" i huvudsak att beredningen väsentligen bibehåller sin koherens och vattenabsorberande förmåga och inte undergår fasseparation vid längre tids lagring.

Beskrivrgïgav föregagråutföringsformer.

Några för närvarande föredragna utföringsformer av uppfinningen kom- mer nu att beskrivas för de olika aspekterna av uppfinningen samtidigt. l en utföringsform av uppfinningen består det matrisbildande förtjock- ningsmedlet av, eller innefattar, en poly-lägre alkylenglykol, som baren medel- molekylvikt i intervallet från 1500 till 20.000, företrädesvis från 4000 till 10.000, speciellt från 6000 till 8000. Den föredragna polyalkylenglykolen är polyetylen- glykol. _ När poly-lägre alkylenglykolen är det enda eller det dominerande förtjockningsmedlet, bör det vara närvarande i en koncentration från 2,5 till 15 vikt-96, baserat på den totala dispersionen. Speciellt när man använder l0 15 20 25 30 35 457 770 3 polyetylenglykol är koncentrationen därav företrädesvis från 5 till 12 vikt-96, speciellt 6 till 10 vikt-96.~ I en annan utföringsform av uppfinningen innefattar förtjockningsmedlet nämnda poly-lägre alkylenglykol i kombination med en högmolekylär, företrädes- vis tvådimensionell syntetisk polymer, som är löslig eller svällbar i vatten (gelbildande) och har förmåga att bilda en matris med nämnda pärlor tillsammans med nämnda poly-lägre alkylenglykol. Sådana syntetiska polymerer är före- trädesvis uppbyggda av polykarboxivinylkedjor, polykarboximetylenkedjor, poly- (etylenoxidficedjor, eller kedjor av hydroxi-lägre alkyl, speciellt hydroxietylkedjor på cellulosapolymerer. Sådana polymerer har företrädesvis en medelmolekylvikt från cirka 400.000 upp till cirka 6.000.000 eller till och med högre. Exempel på lämpliga polymerer är bl.a. polfletylenoxider) såsom Polyo>® Coagulant (Också kallat PEG ll5M) tillgängligt från Union Carbide Corp., Danbury, CT, USA, Carbopol 910 (en karboxivinylpolymer med en medelmolekylvikt av cirka 500.000, tillgänglig från B.F. Goodrich Chemical Co., Cleveland, Ohio, USA), Natrosol (en cellulosa-hydroxietyleter med en medelmolekylvikt på cirka 1 x 106 eller 2 x 106, tillgänglig från Hercules, Wilmington, Delaware, USA), och liknande.

I en alternativ utföringsform innefattar förtjockningsmedlet ett namr- gummi såsom dragant, akacia, gummi arabicum eller liknande. Detta natur- gummiförtjockningsmedel är företrädesvis närvarande i en mängd från cirka 0,1 till cirka 5 vikt-96, speciellt från 0,5 till 3 vikt-96. l enlighet med uppfinningen är det föredraget att också ha med ett lågmolekylärt hydrofilt mjuknings- eller vattenkvarhåliningsmedel. Föredragna sådana medel är lågmolekylära poly-lägre alkylenglykoler såsom poiyetylen- glykol, sockeralkoholer såsom sorbitol, eller liknande. Polyetylenglykoler med en medelmolekylvikt från cirka 200 till cirka 600 är speciellt föredragna, speciellt när ett naturgummi är det enda eller det dominerande förtjockningsmedlet.

Mjuknings- och/eller vattenkvarhållningsmedlen är vanligen närvarande i en mängd upp till cirka 30 vikt-96 av den totala kompositionen, beroende på förtjockningsmedlens karaktär. När naturgummin används som förtjocknings- medel ligger mängden mjukgörare företrädesvis i intervallet från cirka 15 till cirka 25 vikt-96 av den totala kompositionen. l andra fall är mängden mjukgörare företrädesvis från cirka 3 till 12 vikt-96.

De enligt uppfinningen använda vattenabsorberande partiklarna är före- trädesvis små sfäriska pärlor av vattensvällbara tvärbundna polysackarider, t.ex. de partiklar som beskrivs i ovannämnda GB-A-l 451! 055. Dessa pärlor har företrädesvis en sådan partikelstorleksfördelning, att minst cirka 9996 av partiklarna ligger i intervallet från cirka 50 till 500 mikron (pm), speciellt från 10 15 20 25 30 35 457 770 4 cirka 100 till 300 pm. De vattenabsorberande partiklarna bör var närvarande i en koncentration från 30 till 70 vikt-96 av den totala kompositionen, företrädesvis 40 till 60 vikt-%, speciellt 45 till 55 vikt-,-96. Partiklarna väljs företrädesvis så att den färdiga stabila kompositionen kommer att ha en vattenbindande förmåga på från 0,9 till 6,0, speciellt från 2,0 till 3,5 ml vatten per gram av kompositionen, bestämd enligt den metod, vilken beskrivs nedan under hänvisning till Figur l.

Det bör observeras, att kompositionerna enligt uppfinningen bibehåller hög vattenabsorptionsförmåga. Detta var oväntat, eftersom kompositionerna redan innehåller en stor andel vatten.

Kompositionen är också kapabel att orsaka ett kontinuerligt flöde av en vätskefas för transport av fast material, såsom beskrivs i ovannämnda GB-A-l 4514 055, genom hela beredningen. Ett annat intressant särdrag för uppfinningen är att vattenabsorptionsprofilen kan "skräd- darsys" genom variation av t.ex. mängden förtjockningsmedel.

Som anges ovan är gasevakuerings- och komprimeringsstegen kritiska särdrag för att man skall uppnå den i huvudsak irreversibla omvandlingen av den bildade dispersionen till de enligt uppfinningen tillhandahållna, halvfasta stabila beredningarna. Gasevakuerings- och komprimeringsstegen kan utföras antingen i huvudsak samtidigt eller i separata steg. l en föredragen utföringsform placeras dispersionen i päen till en tryckbehållare av aerosoltyp, vari ett kondenserat drivmedel (såsom fluorkol- väten eller kolväten) eller en inert tryckgas är placerad i utr ymmet mellan påsen och behållarväggen.

Den dispersionen innehållande påsen ansluts till en utmat- ningsventil för uttryckning av dispersionen från behållaren. lare är kända som sådana och kommer därför inte att beskr När man utövar uppfinningen med användning av en sådan gasevalmerings- Sådana aerosolbgehål- ivas mera detaljerat. tryckbehållare utförs och kompriineringsstegen mer eller mindre samtidigt. När rämnda ventil öppnas drivs gas, som infångats i påsen och i dispersionen, sålunda ut genom ventilen (evakuering) innan den (komprimerade) dispersionen utmatas genom ventilen. Det relativa tryck, som verkar på dispersionen, Emellertid är nämnda tryck företrädesvis från 0 eller till och med högre, företrädesvis från 3 kan variera. ,s nu 7,0 kp/emz (7 tm ioo psig) ,7 nu 6,7 kp/emz (s: nu se psig).

I en alternativ utföringsform kan gasevakueringen uppnås genom använd- ning av undertryck, dvs. genom applicering av ett vakuum på dispersionen för att suga bort åtminstone huvuddelen av den infångade gasen (luft). Ett tryck appliceras sedan för att utsätta dispersionen för ett relativt tryck, som är tillräckligt för att åstadkomma nämnda huvudsakligen irreversibla omvandling.

Detta relativa tryck är företrädesvis av samma storleksordning som det ovan angivna. 10 12 20 25 30 35 457 770 5 Den stabila beredningen enligt uppfinningen kan framställas i en dis~ penseringsenhet (t.ex. den ovannämnda tryckbehâllaren) för direkt användning.

Alternativt kan den överföras till en dotterenhet för efterföljande användning, t.ex. som ett salvrör. För att beredningen skall förbli stabil under längre tid bör dispenseringsenheten vara lufttät.

Den stabila beredningen enligt uppfinningen är primärt, men inte uteslutande, avsedd för medicinsk och kosmetisk användning, speciellt för topisk användning, t.ex. för behandling av sår eller hud. Förutom de ovannämnda ingredienserna kan den även innehålla andra tillsatser, speciellt dermatologiskt godtagbara tillsatser, som är kända som sådana i topiska kompositioner. Den kan också innehålla, eller tjänstgöra som bärare för, en mångfald kosmetiskt eller terapeutiskt aktiva substanser som t.ex. peptider, enzymer, antibiotika, hor- moner, makrofagstimulatorer, kortikoider, fungicider, antibakteriella medel, antiinflammatoriska medel, etc., eller också kan partiklarna själva ha aktiva substanser, t.ex. jod, införlivade däri- se t.ex. GB-A-l 520 324. Beredningen kan också användas vid industriella eller laboratorieprocesser för att separera vätskor eller partikelformiga material.

Uppfinningen kommer att belysas ytterligare genom de följande illustra- tiva ~ men inte begränsande - exemplen.

EXEMPEL l-2l De i Tabell 1 nedan angivna ingredienserna användes för framställning av stabila, halvfasta sprayer av torra vattenabsorberande pärlor i enlighet med uppfinningen, med användning av följande generella procedur (med speciell hänvisning till Exempel 14). a) Framställning av dispersionen Den högmolekylära polymeren (Polyoaß Coagulant, förtjockningsmedel) dispergeras i vattnet och upphettas (till 90-95°C). Mjukgöraren (PEG #00), eventuella andra förtjockningsrnedel (PEG 8000) och eventuella andra tillsatser tillsätts. Blandningen omrörs tills den är homogen och kyls sedan till rumstempe- ratur (man får vanligen en klar blandning). Denna blandning (45 vikt-96) kombineras sedan med pärlorna (55 vikt-96) och omrörs för att bilda en homogen dispersion. b) Evakuerings- och komprimerinissteg Ett behâllarsystem' av aeorosoltyp (SeprÅE-can, tillgänglig från Conti- nental Can Co., Stamford, USA) eller Alu Compac Service AG, Möhlin, Schweiz) används, vilket omfattar en tryckbehâllare och en i denna placerad, lufttät flexibel påse. Dispersionen från steg a) (200 g) fylls på tillgänglig från Aerosol- påsen och difluor-diklormetan-drivmedel (20 g) fylls på i det täta mellanrummet 10 15 20 25 457 770 6 mellan behållaren och påsen och utövar på påsen ett tryck av 67,6 psig (5,80 kg/cmz) vid 20°C, vilket är tillräckligt för att överföra dispersionen till ett pärlor/matris-system. Överskottet av infångad luft i den fyllda innerpâsen utmatas genom att man öppnar dispenseringsventilen. Därefter kan önskade portioner av den bildade, stabila, halvfasta beredningen av pärlor dispenseras upprepade gånger tills endast en liten del av beredningen finns kvar. c) Bestämning av vattenabsorptionsförmêgan De framställda produkternas vattenabsorbtionsförmåga bestämdes med följande procedur med användning av den i Figur l visade apparaten.

Provet vilar på ett nylonnät l med en porstorlek av 10 pm och en area av 3 cmz. Nylonnätet är limmat mot ett perspexrör 2, som hålls stadigt samman med ett glasrör med hjälp av O-ringar (ej visade). Trycket vid nylonnätet l hålls konstant med hjälp av en tvåkanalspump 3, li. Den ena kanalen 3 fyller en burett 5 från bottnen av en graderad pipett 6. överskott av vätska transporteras tillbaka till pipetten 6 genom den andra kanalen 4, som arbetar med högre hastighet än den första kanalen 3. När absorptionen bringar ytan att sjunka i buretten 5, kommer luft istället för vätska att transporteras till pipetten. Den absorberade volymen är sålunda densamma som den felande volymen i pipetten.

De i det följande rapporterade värdena representerar avläsningarna efter 2 timmars absorption i apparaten, uttryckta som millimeter vatten absorberar per gram av beredningen. d) Tömningsgrad Detta är ett mått på hur effektivt beredningen kan utmatas från spraybehållaren. Den bestämdes genom utmatning av beredningen från behållaren tills ingen ytterligare mängd kunde praktiskt - dispenseras. Vikten på den återstående produkten bestämdes och tömningsgraden (vikt-96) beräknades enligt íormeln wo xjtotalvikt-restvikt) totalvikt ' 457 770 evmhå Qno MSEwbwmEEmw Eocvw wcmouwfloouuw >m oumxhšwoo mcovomxwcuwu E Nw oN n.nn om oon Umm nJ Ctäwmö no .. m- an m4 n .nu NN oom Umm nn .o Gvcmwmhn. n o ïUonuüx 3 mn nd n .on n .w ooom nn e... uflwvïwflm ß ._ .K o.~ nån n .w oooo nn Au EEm .w-.æoxøaoom m n nu NN näw n ooo Umm mod o _. n o... ooom n u n o R o.n w.nn nä oo: Umm nooó u _. .. od ooow nn ._ ._ _. E e- nn NA män 2 ooa Umm _.o o _. | m ooom on _. 1 n n Am ucflammou wa n.n nån oo ooo Umm mod Qošom u.n ooow nn _. No. on n .n n .nn n _0238 nd ooow on _. o. _. m» n... nn ofl ooa Umm ß ooow on _. 2 on NN won »é ooow n a _. m nn m4 n N45 .nfino ooow n ___ _. w n m o.n nån nä ooooN nn _. m nw NJ ~n 2. ooow nn ._ w Ä o.~ n finn n W: ooow nn ._ n Ä vä nån n .w ooow nn _. e nu n.n n.ne nå ooow nn .. n É nä nn o~ oono. nn _. N R ~.n oo n oon~ nn ^øUon|Uxn ~ 8 mm må E vmgw .mwcofimn R. Émumw huEšoa .fi “Ecšw flo ooxšm Loïmm .E nwmcocEæh Aïomnf cvfim> oo nxarz 8 JÉEoEMmI no ...äwmZ no :cmtåvxoom .R .. .um Éuoëwwcocxuflüuæm 10 15 20 25 30 457 770 8 Material De i exemplen använda materialen var följande: a) SxG-SOC = Sephade G50 Coarse, en tvärbunden dextran tillgänglig från Pharmacia AB, Uppsala. b) SxG-ZSC = Sephade>® G25 Coarse, tvärbunden dextran tillgänglig från Pharmacia AB, Uppsala, med lägre svällningsgrad än SxG-SOC. c) Polyakrylamid = Bio-Gel P 10 från Bio-Rad Laboratories, Richmont, CA, USA (erhållen genom sampolymerisation av akrylamid och N,N Lmetylen- bis-akrylamid, hydratiserad diameter 150-300 pm, torr diameter 50- 100 pm). d) Stärkelse = tvärbunden nativ stärkelse. e) PEG 200, 300, 400, 1500, 8000 och 20000 från Farbwerke Hoechst AG, Västtyskland, varvid talet anger medelmolekylvikten för respektive polyetylenglykol. f) Tragacanth Laboratory grade, från Fisher Chemicals, USA. g) Polyo>® Coagulant (även identifierad som PEG USM), poly(etylenoxid) H(OCl-l2-CH2)nOH, vari n 'V 110.000, från Union Carbide Corp., USA.

EXEMPEI. 22 Den enligt Exempel 15 framställda och tryckbehandlade kompositionen utmatades från spraysystemet och fylldes på sju aluminiumrör och lare, vilka sedan förslöts lufttätt. Rören lagrades vid 8°C och 2fl° 30 dagar. en glasbehâl- C under 10 och Vattenabsorptionsförmågan bestämdes upptill, vid mitten och nedtill i Man fann inga större skillnader i de erhållna värdena, och de kosmetiska egenskaperna förblev oförändrade. Detta visar att en halvfast beredning, framställd såsom beskrivits, kan överföras till en dotterenhet såsom en salvburk med stor öppning eller en hoptryckbar tub, så länge som beredningen hålls i ett lufttätt system. rören.

EXEMPEL 23 Ett granulat farmställdes genom blandning av SephadeQG 50 Coarse a) (5596 vikt/vikt) med följande blandning (#596 vikt/vikt). 10 l5 20 25 457 770 9 96 vikt/vikt PolyoigCoagulant g) 0,2 Polyetylenglykol 8000 e) 8,0 Polyetylenglykol 400 e) 22,2 Destillerat vatten 89,6 Granulatet, som framställts i ett kärl utrustat för gasevakuering och för tryckapplicering, evakuerades sedan och ett mekaniskt tryck applicerades. Det bildade granulatet hade irreversibelt överförts till ett gel-matrissystem. Denna procedur upprepades, med undantag av att evakueringssteget utelämnades. När det mekaniska trycket avlastades återgick gelen till sin ursprungliga granulära konsistens.

Det halvfasta systemet fylldes i hoptryckbara, lufttäta aluminiumtuber.

Denna berednings vattenabsorptionsiörmåga och dess kosmetiska egenskaper förblev oförändrade efter lång tids lagring i de luíttäta, hoptryckbara tuberna.

Hydrogelens absorptionsförmåga bestämdes upptill och nedtill i rören efter o och aa dagar. Ramn iagrades vid ao°c och so°c. Den dispenserade beredningens vattenabsorptionsíörmâga var följande.

Aluminíumrör nr l 2 Lagringstemperatur 30°C 50°C Lagringstid 0 dagar 34 dagar 0 dagar 314 dagar Vatttenabsorptions- upptill 3,l l 3,85 3,1 l 3,14 :ägâåâ åfiåflfiter) nedan 3,17 3,92 3,17 3,39 JÃMFÖRANDE EXEMPEL Exempel l; upprepades med användning av lâgmolekylär polyetylenglykol (PEG 1000) istället för PEG 8000. Dispersionen bildade inte någon samman- hängande produkt och den kunde inte dispenseras från aerosolbehâllaren.

Claims (14)

10 15 20 25 30 457 770 10 PATENTKRAV

1. Eörfarande för att stabilisera en vattenhaltig dispersion av vatten- absorberande partiklar och minst ett matuisbildande, hydrofilt iörtjocknings- medel med en medelmolekylvikt av minst 1500, k ä n n e t e c k n a t av att det omfattar stegen att evakuera gas från nämnda dispersion och utsätta densamma för komprimering med hjälp av ett relativt tryck, som är tillräckligt för att irreversibelt överföra dispersionen till ett stabilt partikel-matrissystem.

2. Förfarande för framställning av en stabil, halvfast beredning av torra vattenabsorberande partiklar, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar stegen att a) bilda en homogen dispersion innefattande i) från 30 till 70 vikt-96 av nämnda partiklar, ii) från 0,1 vikt-96 av minst ett hydrofilt förtjockriingsmedel med en _ medelmolekylvikt av minst 1500, nämnda partiklar, och iii) från 20 till 55 vikt-96 vatten, som har förmåga att bilda en matris för och . b) evakuera i nämnda dispersion innesluten gas och utsätta nämnda dispersion för komprimering med hjälp av ett relativt tryck, som är tillräckligt för att i huvudsak irreversibeit omvandla dispersionen till ett stabilt partikel/matris-system

3. Förfarande enligt patentkravet l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda hydrofila förtjockningsmedel innefattar en polyalkylenglykol, speciellt en polyetylenglykol, som har en medelmoiekylvikt från 1500 till 20.000.

4. Förfarande enligt patentkravet 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t av att de vattenabsorberande partiklarna är pärlformade och har en partikelstorlek från 50 till 500 um.

5. Förfarande enligt patentkravet l, 2, 3 eller li, k ä n n e t e c k n a t av att de vattenabsorberande partiklarna består av tvärbundna kolhydrater eller polyakrylamid, speciellt tvärbunden dextran eller tvärbunden stärkelse, eller derivat därav.

6. Förfarande enligt något av patentkraven l, 3, 4 eller 5, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda dispersion innefattar 10 15 20 25 30 457 770 - 11 (a) från 30 till 70 vikt-96 av nämnda partiklar, (b) från 0,1 vikt-96 av nämnda förtjockningsmedel, och (c) från 20 till 55 vikt-96 vatten.

7. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 6, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda förtjockningsmedel dessutom innefattar en högmolekylär, gelbildande polymer, som i kombination med en poly-lägre alkylenglykol har förmåga att bilda en matris tillsammans med nämnda partiklar.

8. Förfarande enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a t av att den gelbildande polymeren är en syntetisk polymer uppbyggd av polykarboxivinylkedjor, polykarboxialkylenkedjor, poly(alkylenoxid)- kedjor eller kedjor of hydroxialkyleter på cellulosapolymerer, varvid nämnda polymer företrädesvis har en molekylvikt av minst 400.000 och är närvarande i en mängd av upp till cirka l+ vikt-96 av nämnda dispersion.

9. Förfarande enligt något av patentkraven l - 6, k ä n n e t e c k n a t av att förtjockningsmedlet innefattar ett gelbildande naturgummi, som är närvarande :i en mängd upp till cirka 5 vikt-96 av disper- sionen.

10. lO. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 9, k ä n n e t e c k n a t av att det relativa komprimeringstrycket är frân 0,5 till 7 kp/emz (7 nu ioo pszg).

11. ll. Förfarande enligt något av patentkraven l - 10, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda dispersion placeras i en sluten behållare av aerosoltyp, varvid nämnda tryck appliceras genom ett kondenserat drivmedel, och evakueringen av gas åstadkommes genom utmatning av densamma genom en i behållaren upptagen öppning, genom inverkan av nämnda drivmedel.

12. Förfarande enligt något av patentkraven l - 10, k ä n n e t e c k n a t av att det innefattar stegen att evakuera gas från dis- persionen, utsätta den evakuerade dispersionen för ett hydrostatiskt tryck och, vid behov, förpacka den erhållna stabila beredningemi en lufttät behållare.

13. Förfarande enligt något av patentkraven l - 12, k ä n n e t e c k n a t av att dispersionen vidare innefattar ett lågmolekylärt hydrofilt mjukningsmedel i en mängd upp till cirka 30 vikt-96.

14. Förfarande enligt patentkravet 13, 457 770 12 k ä n n e t e c k n a t av att förtjockníngsmedlet är ett naturgummi och att nämnda lâgmolekylära hydrofila mjukníngsmedel är närvarande i en mängd från 15 till 25 vikt-96.