TW201311965A - 產物 - Google Patents

產物 Download PDF

Info

Publication number
TW201311965A
TW201311965A TW101116055A TW101116055A TW201311965A TW 201311965 A TW201311965 A TW 201311965A TW 101116055 A TW101116055 A TW 101116055A TW 101116055 A TW101116055 A TW 101116055A TW 201311965 A TW201311965 A TW 201311965A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
cyclodextrin
polymer
substrate
delivery system
active substance
Prior art date
Application number
TW101116055A
Other languages
English (en)
Inventor
Jas Pal Singh Badyal
Wayne Christopher Edward Schofield
Suzanne Morsch
Original Assignee
Surface Innovations Ltd
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
Priority claimed from GB201107494A external-priority patent/GB201107494D0/en
Priority claimed from GBGB1112404.7A external-priority patent/GB201112404D0/en
Application filed by Surface Innovations Ltd filed Critical Surface Innovations Ltd
Publication of TW201311965A publication Critical patent/TW201311965A/zh

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D06M10/02—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements ultrasonic or sonic; Corona discharge
    • D06M10/025—Corona discharge or low temperature plasma
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/73—Polysaccharides
    • A61K8/738—Cyclodextrins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00—Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/81—Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions involving only carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • A61K8/8123—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers, e.g. PVC, PTFE
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61Q—SPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q13/00—Formulations or additives for perfume preparations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • C08B37/0015—Inclusion compounds, i.e. host-guest compounds, e.g. polyrotaxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D105/00—Coating compositions based on polysaccharides or on their derivatives, not provided for in groups C09D101/00 or C09D103/00
    • C09D105/16—Cyclodextrin; Derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M10/00—Physical treatment of fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, e.g. ultrasonic, corona discharge, irradiation, electric currents, or magnetic fields; Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D06M10/04—Physical treatment combined with treatment with chemical compounds or elements
    • D06M10/08—Organic compounds
    • D06M10/10—Macromolecular compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
    • D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/56—Compounds, absorbed onto or entrapped into a solid carrier, e.g. encapsulated perfumes, inclusion compounds, sustained release forms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2800/00—Properties of cosmetic compositions or active ingredients thereof or formulation aids used therein and process related aspects
    • A61K2800/40—Chemical, physico-chemical or functional or structural properties of particular ingredients
    • A61K2800/60—Particulates further characterized by their structure or composition
    • A61K2800/61—Surface treated
    • A61K2800/62—Coated
    • A61K2800/624—Coated by macromolecular compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/18—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping
    • B05D1/185—Processes for applying liquids or other fluent materials performed by dipping applying monomolecular layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D1/00—Processes for applying liquids or other fluent materials
    • B05D1/62—Plasma-deposition of organic layers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

本發明係關於活性物質之遞送系統，其包含上面加載有該物質以供隨後釋放之基板，其中：(i)該基板已使用電漿沈積(較佳脈衝電漿沈積)至少部分經聚合物塗佈；(ii)該活性物質係作為客體分子存在於環糊精包含複合物內；且(iii)該包含複合物係經由在該環糊精上之羥基與該聚合物上之官能團之間形成之化學連接結合至該聚合物。可使用該系統來控制諸如香料等活性物質之釋放。本發明亦提供製備(a)該遞送系統及(b)用作該系統之一部分之官能化基板之方法，其中該聚合物適宜地使用SN2親核取代反應，特定而言威廉森醚合成反應(Williamson ether synthesis reaction)與環糊精反應。

Description

產物
本發明係關於加載有活性物質之基板及其製備及用途，且係關於可用活性物質加載之官能化基板。
已知藉由將活性物質囊封在諸如微膠囊或微胞等實體內來控制其釋放。以此方式，可使釋放延緩直至在合適的將來觸發，或允許在延長時間段內進行，或以其他方式控制。在一些情形下，可將囊封實體固定於固體基板上。
可能需要以此方式控制釋放之活性物質包括(例如)醫藥製劑及芳香劑。
人類對揮發性芳香分子(或香料)之感覺意識通常與消費產品之清潔及新鮮相關[1]。實際上，精明的紡織品部門對在延長時間段內維持芳香劑之感覺的香料遞送系統有興趣[2、3]。
在許多不同的可用替代品(例如微膠囊[4]、微粒[5]及聚合物微胞[6])中，人們認為藉由主體-客體包含複合物動態釋放香料極有前景[7]。此源自客體分子與主體分子之間缺乏影響釋放速率之強結合相互作用(即疏水性效應及凡得瓦相互作用(Van der Waals interaction)[8]，而自微膠囊或微粒之遞送需要嵌入基質內及物理或化學觸發(例如外力、隨時間而降解或pH變化)來促使香料釋放[9、10]。在主體-客體包含複合物之情形下，香料釋放係經由藉由來自周圍環境之其他較小分子(通常為水或小胺)自然代替客 體分子來達成[11]。
環糊精因其固有空腔幾何形狀而尤其適於主體-客體包含複合物相互作用。其基本結構係由環狀寡糖組成，其中最常見的可用者具有6個、7個或8個吡喃葡萄糖單位(分別為α-、β-、γ-環糊精)。寡糖環形成環體或「筒」形狀，其中葡萄糖單元一級羥基朝向窄端存在，且二級羥基位於較寬部分周圍[12]。眾多種客體物質能夠在筒空腔內形成包含複合物，從而產生多種表面相關應用，包括藥物遞送控制[13、14、15、16]、層析[17、18]、反應性化學品之固定[19、20]、溶解性增強[21、22]、化合物之選擇性輸送[23、24]及香料釋放[25、26]。
此等應用經常需要將主體或客體分子固定至固體表面上，其中重要先決條件係環糊精「筒」之合適表面定向、客體分子易於進入筒空腔內及至下伏表面之高附著密度。先前對於形成環糊精定向支撐層之嘗試包括蘭幕爾-布羅膜(Langmuir-Blodgett film)[27、28]、巰基化環糊精衍生物在金表面上之自組裝單層(SAM)[29、30、31、32]及環糊精至聚合物載體上之化學吸附[33、34]。該等方法因其固有複雜性(例如需要特定固體基板)、相對較低附著密度、固有地低表面面積及/或官能團保持能力不足而成功有限。因此，業內需要可施加至多種基板之經改良選擇性釋放官能團塗層。
較早研究已顯示，可經由與脈衝電漿沈積之聚(甲基丙烯酸縮水甘油基酯)之環氧化物基團反應順利地將ß-環糊精 之胺官能化變體6-胺基-6-去氧-β-環糊精固定至電漿化學層上。所得環糊精結構能夠與膽固醇(膽汁酸)及N,N-二甲基甲醯胺形成主體-客體包含複合物[35]。然而，此方法需要將環糊精分子官能化，然後可使其結合至聚合物層。
WO-2010/021973闡述在基板上包含可分解膜之多層受控釋放系統。該膜具有至少兩個帶不同電荷之聚合層，其中可藉由使聚合物在適宜液體介質中依序降解自該等聚合層釋放活性物質。該等層必須包括可水解電解質亦及「聚合環糊精」，即具有環糊精骨架或具有側鏈環糊精基團之聚合物。將活性物質引入環糊精主體分子中，然後沈積聚合物層，此可限制可用於沈積聚合物、具體而言用於敏感活性物質之技術。此系統之另一缺點係活性物質釋放需要降解相關聚合物層，由此會阻止其隨後再使用。
Le Thuaut等人(Journal of Applied Polymer Science，第77卷：2118-2125)闡述環糊精在非編織聚丙烯載體上之固定，其用於製備「反應性過濾器」。其技術涉及甲基丙烯酸縮水甘油基酯至載體上之接枝聚合、之後聚合物經由環氧化物基團與α-、β-及γ-環糊精之偶合。
本發明之目的係提供將活性物質、尤其揮發性活性物質(例如香料)加載至基板上以供隨後釋放之技術。本發明之目的係提供可克服或至少緩解上述問題且可有效使用包含複合物作為活性物質分子之主體之環糊精的技術。
根據本發明第一態樣提供活性物質之遞送系統，該系統 包含上面加載活性物質以供隨後釋放之基板，其中：(i)該基板已在其表面之至少一部分上使用電漿沈積經聚合物塗佈；(ii)活性物質係作為客體分子存在於環糊精包含複合物內；及(iii)該環糊精包含複合物經由環糊精上之羥基與聚合物上之官能團之間形成之化學連接結合至該聚合物。
適宜地，使環糊精包含複合物暴露於聚合物塗層之表面處，以促進活性物質自該包含複合物釋放而不降解或去除該聚合物。
「遞送系統」在此情形下意指適於承載活性物質且隨後將該活性物質遞送於或遞送至期望位置之系統。
在實施例中，化學連接係直接化學連接，即在環糊精上之羥基與聚合物上之官能團之間不涉及連接基團(例如諸如甲基丙烯酸縮水甘油基酯等甲基丙烯酸酯或二異氰酸酯)者。在替代實施例中，化學連接涉及在環糊精之羥基與聚合物上之官能團之間使用適宜連接部分，例如如下文所述。
在實施例中，在環糊精上之一級羥基與聚合物上之官能團之間形成化學連接。適宜地，其係在未經衍生化之環糊精分子上之羥基(具體而言一級羥基)之間形成。
在實施例中，化學連接係醚連接。已發現，可經由威廉森醚合成反應容易地在環糊精分子上之羥基(具體而言一級羥基)與聚合物分子上之烷基化基團之間形成此等醚連 接。此係SN2反應，其通常發生於烷氧離子與烷基化試劑(例如一級烷基鹵化物)之間。其可允許環糊精藉由與聚合物之簡單原位反應固定於經聚合物塗佈之基板上。
此外，由於醚合成反應往往發生於一級羥基(該等基團親核性較強且亦具有大於二級羥基之立體自由度)處，因此其可有助於定向環糊精分子以增強該等分子接受並釋放客體分子之能力，其中每一「筒」之較寬端遠離基板且更接近於周圍環境。
可使用其他形式之化學連接。舉例而言，可使環糊精羥基與諸如琥珀酸酐等連接部分反應，隨後可進一步使該連接部分與存在於聚合物上之羥基反應，如在使用諸如聚(丙烯酸2-羥乙基酯)等經羥基取代之聚合物時。
化學連接之其他潛在形式包括酯連接(與聚合物上之酸或酸酐基團)；及磺酸烷基酯或芳基酯連接(與例如聚合物上之磺醯鹵基)。
在經由化學連接系連至聚合物後，隨後可用活性物質加載環糊精，以形成已知類型之主體-客體包含複合物。以此方式，可將活性物質(「客體」分子)捕獲於基板上，且隨後可根據習用釋放機制自環糊精主體分子釋放該等物質。具體而言，若使環糊精主體分子暴露於經聚合物塗佈之基板之表面處，則可容易地達成此釋放。通常用活性物質加載環糊精分子或自環糊精釋放活性物質無需降解或去除聚合物，如先前技術系統，例如WO-2010/021973中之技術。類似地，在已釋放活性物質後，可相對容易地用又一 活性物質再加載環糊精主體分子，由此使得可再使用本發明系統。
已發現，以此方式形成之環糊精包含複合物允許延長釋放客體分子。「延長釋放」意指在用客體分子(活性物質)加載複合物後繼續發生一段時間之釋放，例如持續30天或更多天或60天或更多天或70天或80天或更多天或在一些情形下持續3個月或5個月或甚至8個月或更多個月。此釋放可持續(例如)最多10個月或最多9個月或8個月或7個月。如上文所討論，釋放通常將經由藉由來自周圍環境之通常較小之其他分子代替客體分子來發生。然而，可進行其他形式之釋放，如下文所更詳細闡述。
因此，本發明可使得可自基板逐漸釋放活性物質，此可具有寬範圍之應用。實際上，本發明可在基板上提供聚合塗層，該基板經官能化以允許活性物質之加載及隨後釋放。
在本發明遞送系統中，基板可由任何適宜材料(通常為固體)形成，此取決於其預定用途。在實施例中，基板係選自紡織材料(自編織或非編織天然或合成纖維製得)；金屬；玻璃；陶瓷；半導體；纖維素質材料；紙及卡片；木材；結構聚合物，例如聚四氫乙烯、聚乙烯、聚丙烯及聚苯乙烯；及其組合。在實施例中，基板係紡織材料(編織或非編織)。其可係欲施加活性物質釋放塗層之任何物體，包括本身適宜及/或適合及/或意欲施加至另一物體之表面的薄基板或膜。
在實施例中，該基板包含開放結構，例如纖維網絡，其可用作環糊精衍生化聚合物塗層之支架。
藉由電漿沈積將聚合物施加至基板。電漿(或電漿化學)沈積製程為業內所熟知且涉及將單體(聚合物前體)在諸如電漿等激發性介質內沈積至基板上，在沈積前體分子時，該激發介質使其聚合。過去已廣泛記錄電漿活化之聚合物沈積製程，例如，參見J P S Badyal,Chemistry in Britain 37(2001)：45-46。
可在氣相中，通常在次大氣壓條件下，或在液體單體或載有單體之載劑上實施電漿沈積製程，如WO-03/101621中所述。
在實施例中，使用脈衝電漿沈積製程將聚合物施加至基板。在實施例中，其將使用霧化液體噴射電漿沈積製程來施加，其中電漿可再次經脈衝。
脈衝放電可產生結構經充分界定之塗層。在機械上，其需要在短工作循環接通期(通常微秒)期間在放電內在單體相中且亦在生長聚合物膜表面處產生活性位點(主要為自由基)。此後為習用聚合機制，在不存在UV-、離子-或電子誘導之任何損害下，該等機制進行相對較長(通常毫秒)之工作循環休止期。
使用(脈衝)電漿沈積之優點可包括其對寬範圍之基板材料及幾何形狀之潛在適用性，其中所得沈積層充分貼合下伏表面。該技術可向官能化固體表面提供直接且有效之方法，其係單一步驟、無溶劑且基板獨立性製程。放電之固 有反應性質可確保經由在電漿點火期間於界面處產生之自由基位點與基板之良好黏附。此外，在脈衝電漿沈積期間，表面官能化程度可藉由簡單地預先對電漿工作循環進行程式設計來調整。
過去已使用脈衝電漿沈積技術順利地製備含有以下基團之經充分界定之官能膜：酸酐基團[36]、羧酸基團[37]、氰基[38]、環氧基團[39]、羥基[40]、糠基[41]、硫醇基團[42]、胺基團[43]、全氟烷基[44]、全氟亞甲基[45]及三氟甲基[46]亦及醛基團[McGettrick,J D；Schofield,W C E；Garrod,R P；Badyal,J P S,Chem Vap Deposition 2009,15：122]；鹵化物基團[Teare,D O H；Barwick,D C；Schofield,W C E；Garrod,R P；Ward,L J；Badyal,J P S,Langmuir,2005,21：11425；R P Garrod；L G Harris；W C E Schofield；J McGettrick；L J Ward；D O H Teare；J P S Badyal,Langmuir,2007,23：689；McGettrick,J D；Crockford,T；Schofield,W C E；Badyal,J P S,Appl Surf Sci,2009,256：S30]；酯基[Teare,D O H；Schofield,W C E Garrod,R P；Badyal,J P S,J Phys Chem B,2005,109：20923]及吡啶基團[Bradley,T J；Schofield,W C E；Garrod,R P；Badyal,J P S,Langmuir 2006,22：7552；Schofield,W C E；Badyal,J P S,ACS Applied Materials and Interfaces,2009,1：2763]。脈衝電漿沈積官能膜之其他先前實例包括聚(甲基丙烯酸縮水甘油基酯)、聚(丙烯酸溴乙基酯)、聚(乙烯基苯胺)、聚(乙烯基苄基氯)、聚(烯丙基硫醇)、聚(N-丙烯基肌胺酸 甲基酯)、聚(4-乙烯基吡啶)及聚(甲基丙烯酸羥乙基酯)。
可採用任何適宜條件將聚合物電漿沈積至基板上，此取決於單體之性質及基板上所需塗層之性質。舉例而言，且具體而言當使用脈衝電漿時及/或當聚合物係聚乙烯基聚合物(例如聚(乙烯基苄基鹵化物))時，可使用以下條件中之一或多者：
a.壓力為0.1毫巴至1毫巴或0.1毫巴至0.5毫巴，例如約0.2毫巴。
b.溫度為5℃至50℃或10℃至30℃，例如室溫(其可為約18℃至25℃，例如約20℃)。
c.功率(或在脈衝電漿之情形下，峰值功率)為10 W至70 W或20 W至50 W，例如約30 W或40 W。
d.在脈衝電漿之情形下，工作循環接通期為10 μs至200 μs或50 μs至150 μs，例如約100 μs。
e.在脈衝電漿之情形下，工作循環休止期為0.5 ms至20 ms或1 ms至10 ms或1 ms至5 ms，例如約4 ms。
f.在脈衝電漿之情形下，工作循環接通期與休止期之比率為0.001至0.05或0.01至0.05，例如約0.025。
已使用電漿沈積施加至基板之聚合物通常將展現與基板表面之良好黏附。不管基板幾何形狀或表面形貌如何，所施加之聚合物通常將在沈積製程期間在基板之暴露至相關單體之整個區域上形成為均勻保形塗層。具體而言，在以相對較高流速及/或低平均功率沈積此一聚合物時(如可使用脈衝電漿沈積或霧化液體噴射電漿沈積所達成)，該聚 合物通常亦將展現相關單體之高結構保持度。
適宜地，在本發明遞送系統中，使環糊精分子於聚合物塗層之暴露表面結合至該塗層。可以單一塗層形式將聚合物施加至基板。聚合物塗層可具有任何合適厚度。其厚度可為(例如)1 nm或更大、或10 nm或50 nm或更大、或75 nm或100 nm或更大、或在一些情形下0.5 μm或1 μm或10 μm或更大。此厚度可為最多100 μm、或最多10 μm或1 μm、或最多500 nm或200 nm。其可為(例如)1 nm至100 μm、或50至500 nm、或50至200 nm、或75至200 nm或100至200 nm。
環糊精衍生化聚合物可含有一或多個孔，特定而言大孔：在此一情形下，可使環糊精包含複合物暴露於孔之內表面處。多孔環糊精衍生化聚合物層可展示自外表面向基板界面降低之孔隙率梯度，以幫助增加客體分子之質量輸送。特定而言，其在基板-聚合物界面處及靠近此處可具有小於在外聚合物表面處之孔。
可藉由在環糊精衍生化聚合物層內誘導形成油包水乳液來達成(大)多孔結構。已發現，此可能無需諸如表面活性劑等其他乳液穩定劑，前提為總體衍生化聚合物系統本質上具有兩親性(即，納入親水性實體與疏水性實體二者，例如連接至諸如聚(乙烯基苄基)聚合物等疏水性聚合物之親水性側鏈環糊精分子)。實際上，在此等系統中，自發乳化可在聚合物-環糊精連接形成期間發生，且可產生大孔聚HIPE(高內相乳液)結構，其中側鏈ß-環糊精基團存在 於孔內與外聚合物表面二者之暴露表面處。
在實施例中，此一多孔系統包含三級分層多孔結構，其納入支撐於聚HIPE結構(其中孔徑通常為約數μm)上之奈米孔隙(環糊精空腔)，將該多孔結構進而固定至開放基板支架(例如纖維間間隔為約數百μm之纖維網絡)上。
為發生此乳化，沈積聚合物塗層可需要具有某一最小厚度，例如150 nm或更大。
根據本發明形成環糊精衍生化多孔聚合物塗層之能力可帶有顯著益處。其可組合電漿化學官能化(其係基板獨立、無溶劑單步沈積製程)與β-環糊精衍生化聚合物層之不含穩定劑之自發乳化的固有優點。因此，存在將此大多孔至奈米多孔分層結構方法施加至其他高表面積基板之潛力。高表面積(大)多孔聚合物之製作可能有困難及/或花費昂貴。藉由模板聚合在油包水乳液之水相周圍形成習用聚HIPE，該乳液需要使用合適表面活性劑來穩定。相反，本發明可提供達成環糊精衍生化聚HIPE結構之相對簡單且便宜之途徑，該等結構可用作高加載能力活性物質捕獲及/或釋放系統。
術語「聚合物」在本發明上下文中亦涵蓋共聚物。根據本發明，聚合物應包含能夠與環糊精分子上之羥基(或與此一基團之衍生物，例如烷氧離子)反應以產生所需化學連接之取代基(即，諸如酸、醛或烷基鹵化物等官能團)。在實施例中，聚合物包含能夠在合適條件下經由(例如)威廉森醚合成反應與環糊精羥基或衍生物反應之烷基化基 團。烷基化基團適宜地包括可藉由自環糊精羥基形成之親核劑(例如烷氧離子)替換的離去基團。在實施例中，離去基團係鹵化物，例如氯化物。因此，聚合物可係經鹵化(具體而言氯化)聚合物。其烷基化基團適宜地係一級或芳基-烷基鹵化物，包括(例如)苄基鹵化物。
在本發明之特定實施例中，聚合物係乙烯基聚合物、具體而言經鹵化乙烯基聚合物。在實施例中，聚合物係聚(乙烯基苄基鹵化物)，例如聚(4-乙烯基苄基氯)。
在另一特定實施例中，聚合物係經羥基取代之聚合物，例如經羥基取代之丙烯酸酯，例如聚(丙烯酸2-羥乙基酯)。
在實施例中，經由化學連接使聚合物上之至少40%相關官能團結合至環糊精分子。在實施例中，至少50%或一些情形下至少60%相關官能團如此結合。與(例如)彼等可使用基於環糊精之先前技術遞送系統所達成者相比，可使用本發明在基板表面上達成相對較高之聚合物-環糊精附著密度及因此相對較高承載活性物質之能力。
活性物質可係期望承載於基板上以供隨後釋放且能夠作為客體分子固持於環糊精包含複合物內的任何物質。其可包含(例如)選自以下之物質：醫藥活性物質(包括抗微生物劑，例如抗細菌劑或抗真菌劑)；矯味劑；香料；染料；化妝品；及其混合物。在實施例中，其包含揮發性物質，例如香料。
在實施例中，活性物質包含親脂性物質或具有一或多個 親脂性取代基之物質。此可幫助改良將其攝入主體環糊精分子中，如下文所更詳細討論。在實施例中，活性物質包含精油(亦稱為揮發性油、香精油或揮發油(aetherolea))。在實施例中，其包含選自以下之精油：熏衣草、檀木、茉莉、迷迭香、檸檬、香草及其混合物；或檀木、茉莉、迷迭香、香草及其混合物；或檀木、迷迭香、香草及其混合物；或茉莉、迷迭香、香草及其混合物；或迷迭香、香草及其混合物。
在實施例中，活性物質包含芳香族化合物，即含有一或多個芳香族(例如苯基)環之化合物。
本發明中所用環糊精可選自α-、ß-及γ-環糊精及其混合物。在實施例中，其係ß-環糊精。
根據第二態樣，本發明提供製備上面可加載活性物質以供隨後釋放之官能化基板之方法，該方法包含：(i)提供基板，其已在其表面之至少一部分上使用電漿沈積經聚合物塗佈；及(ii)使該聚合物與環糊精分子反應以在該環糊精分子上之羥基與該聚合物上之官能團之間產生化學連接。
該反應適宜地使得該環糊精分子隨後暴露於該聚合物塗層之表面處，以促進活性物質加載至該環糊精分子中及/或自該環糊精分子釋放活性物質，而不降解或去除該聚合物。
化學連接再次可為直接化學連接。其可係醚連接。其可在環糊精上之一級羥基與聚合物上之官能團之間形成。
反應步驟(ii)可係SN2親核取代反應。在實施例中，其係威廉森醚合成反應。此一反應適宜地係在鹼性條件下(例如在諸如氫氧化鈉或氫氧化鉀或碳酸(氫)鈉等鹼存在下)實施，以將環糊精上之羥基轉化成烷氧離子。該反應可在溶液中(例如在水溶液中)實施。適宜溶劑、溫度及反應時間及觸媒(若需要)將自然取決於聚合物之性質。
在實施例中，使該反應進行直至聚合物上至少40%或至少50%或60%相關官能團經由化學連接結合至環糊精分子。在實施例中，使該反應進行直至聚合物表面經以化學方式連接之環糊精分子飽和、或至少98%或95%或90%或80%或70%飽和。
本發明第二態樣之方法亦可包含在反應步驟(ii)之前將該聚合物施加至基板。如本文所述，此可涉及使用脈衝電漿沈積製程。
該方法可包含在反應步驟(ii)後用活性物質加載環糊精，以產生附著至聚合物之含有活性物質客體分子之環糊精包含複合物。加載步驟可藉由任何適宜手段來實施，例如藉由將基板浸沒於活性物質或活性物質之溶液或分散液中，或藉由用活性物質或其溶液或分散液洗滌聚合物塗層。可使用此一方法來製備本發明第一態樣之加載有活性物質之遞送系統。
可以相似方式用又一量之該活性物質或另一活性物質加載官能化基板。因此，在已自環糊精主體分子釋放某一量之活性物質後，可用更多相同活性物質及/或用另一活性 物質有效地「再裝填」該基板。
本發明第三態樣提供官能化基板，其用作第一態樣之遞送系統之一部分，及/或其已根據第二態樣之方法製備，該基板已在其表面之至少一部分上使用電漿沈積聚合物塗佈，且其中該聚合物經由在環糊精上之羥基與聚合物上之官能團之間形成之化學連接(具體而言醚連接)結合至環糊精分子。適宜地再次使得該環糊精分子暴露於該聚合物塗層之表面處，以促進活性物質加載至該環糊精分子中及/或自該環糊精分子釋放活性物質，而不降解或去除該聚合物。
在實施例中，可使用此一官能化基板自環境「捕獲」活性物質。可捕獲活性物質作為環糊精分子內之客體分子。可自環糊精分子內之環境去除此一物質，且隨後若需要自其釋放，此後可再使用該官能化基板來捕獲另一活性物質。
本發明第四態樣提供自含有第一活性物質之第一環境捕獲第一活性物質之方法，該方法包含將本發明第三態樣之官能化基板引入第一環境中，且使第一活性物質作為客體分子進入環糊精分子中。
因此，可使用本發明自含有活性物質之環境去除該活性物質。
本發明第四態樣之方法可包含隨後自環糊精主體分子釋放第一活性物質或其至少一部分。
可藉由任何適宜手段自環糊精主體分子(即自環糊精包 含複合物)釋放活性物質。在實施例中，可藉由(例如)用溶劑系統洗滌官能化基板或遞送系統將活性物質萃取至適宜溶劑系統中。在實施例中，可藉由以某種方式對活性物質進行修飾來釋放活性物質，該方式使得該物質之經修飾形式較不適宜(例如能量及/或立體適宜)位於環糊精主體分子內：此一修飾可藉由(例如)改變活性物質所暴露環境之pH來達成。在實施例中，可藉由更適於佔據環糊精主體分子之競爭分子來代替活性物質：此一競爭分子可係(例如)水，例如大氣水分，且可適宜地小於活性物質。
促成主體-客體包含複合物形成(「捕獲」)之關鍵因素係指各種組份(即β-環糊精、客體及溶劑)之間之熱力學相互作用，其產生迫使客體分子停靠至環糊精空腔中之淨能量驅動力。若可克服此驅動力，則可達成客體分子之釋放及/或取代。對於多數客體分子而言，與分子之非電離或中性形式(即其中周圍介質之pH大於分子之pKa)相比，分子之電離或帶電形式將展現與環糊精更差之結合。
此亦可使用釋放機制來促進自本發明第一態樣之遞送系統釋放活性物質。
本發明第四態樣之方法可包含隨後在釋放第一活性物質後再使用官能化基板，以自含有第二活性物質之第二環境捕獲第二活性物質(其可與第一活性物質相同或不同)。第二環境可與第一環境相同或不同。以此方式，官能化基板可視需要使用且再使用任何數目之次數。
根據本發明第五態樣提供製備活性物質遞送系統(例如 本發明第一態樣之系統)之方法，該方法包含將活性物質加載至第三態樣之官能化基板上，以產生附著至該聚合物之含有活性物質之環糊精包含複合物。亦可使用此方法來「再裝填」官能化基板或遞送系統，如上文所述。
本發明第六態樣提供自以下形成或納入以下之產品：(a)第一態樣之遞送系統，(b)第三態樣之官能化基板及/或(c)已使用第二、第四或第五態樣之方法產生之官能化基板(視情況加載有活性物質)。該產品可係(例如)服裝、鞋類物品或個人配件(包括珠寶物品)。其可係傢具物品(包括車椅)或軟裝飾物品(例如簾或牆壁或地面覆蓋物)。其可係家用產品，例如空氣清新劑或乾洗處理產品。其可係化妝(cosmetic或toiletry)產品；包紮或衛生產品；或除臭性產品，包括(例如)靶插入物，例如鞋墊。其可係包裝物品，例如食物包裝物品。其可係用於組織工程學之支架結構。該產物可納入一或多種其他活性物質，例如抗微生物劑(包括抗真菌劑)、除臭劑或止汗劑。
在本發明之某些實施例中，可將活性物質加載至任何適宜主體分子、具體而言穴狀配體(cavitand)(例如環糊精)中。主體分子可經由主體分子上之官能團(具體而言羥基)與聚合物上之官能團之間形成之化學連接結合至聚合物。連接可係直接化學連接；其可係醚連接。
可出於控制(具體而官延長)活性物質自基板之釋放之目的使用本發明之遞送系統、官能化基板或方法。其可出於自含有活性物質之環境捕獲該物質之目的使用。
在本說明書之說明及申請專利範圍內，詞語「包含(comprise)」及「含有(contain)」及該等詞語之變化形式(例如「包含(comprising及comprises)」)意指「包括但不限於」且不包括其他部分、添加劑、組份、整數或步驟。此外，除非上下文另有要求，否則單數涵蓋複數：具體而言，倘若使用不定冠詞，則除非上下文另有要求，否則說明書應理解為涵蓋複數以及單數。
本發明每一態樣之較佳特徵可係如結合其他態樣中之任一者所述。自以下實例將明瞭本發明其他特徵。一般而言，本發明延伸至本說明書中所揭示特徵中之任一新穎者或任一新穎組合(包括任一隨附技術方案及圖式)。因此，除非不相容，否則結合本發明之具體態樣、實施例或實例所述之特徵、整數、特性、化合物、化學部分或基團應理解為適用於本文所述之任一其他態樣、實施例或實例。此外，除非另有說明，否則可藉由用於相同或相似目的之替代特徵來代替本文所揭示之任一特徵。
倘若針對性質(例如針對組份之濃度或溫度)引述上限及下限，則亦可暗示一系列藉由上限中之任一者與下限中之任一者之組合所界定之值。
現將參照以下非限制性實例及附圖來進一步闡述本發明，其中：
圖1方案
圖1顯示根據本發明ß-環糊精「筒」1如何可經由中間聚 合物層3系連至基板2。
首先，使用(例如)脈衝電漿沈積技術將薄聚合物層沈積於基板上。在此情形下，聚合物係聚(4-乙烯基苄基氯)，其在基板表面上呈現側鏈苄基氯基團4。
隨後在諸如氫氧化物等鹼存在下使聚合物層與ß-環糊精反應。鹼將環糊精上之一級羥基原位轉化成烷氧離子，且烷氧離子隨後經受與聚合物上之苄基氯基團之威廉森醚合成反應，從而替換氯以形成醚連接，如5處所示[47]。
隨後可用諸如香料等活性物質(圖1中未顯示)加載由此固定之環糊精筒以供隨後釋放。
與6-胺基-6-去氧-β-環糊精筒用於系連至脈衝電漿沈積之聚(甲基丙烯酸縮水甘油基酯)之早先利用相比，由本發明提供之方法允許使用未經修飾之環糊精作為活性物質之固定載體。
圖1示意性顯示環糊精分子如何採用軸向延伸環體或中空截頭圓錐體(frustocone)之近似形狀。該分子之較窄端經由與聚合物苄基之醚連接朝向聚合物表面定向。較寬端遠離該表面，且因此更能接受並釋放客體分子。因此，醚合成反應連同聚合物層3之固有立體撓性有助於合適地定向環糊精複合物，其中截頭圓錐體之軸近似垂直於聚合物/基板表面。
在下文實例中，用香料加載如圖1中所示製備之基板。藉由紅外光譜、石英晶體微量天平(QCM)及人類感覺測試來表徵香料分子與經固定β-環糊精筒之間之客體-主體相互 作用，從而證實香料自環糊精包含複合物之延長釋放。
實例1 1實驗
在封閉於法拉第籠(Faraday cage)中之無電極圓柱形玻璃反應器(直徑為5 cm，體積為520 cm3，基礎壓力為1×10-3毫巴，且滲漏速率優於1.8×10-9 kg s-1)中實施4-乙烯基苄基氯(+98%，Aldrich，使用若乾冷凍-幫浦-解凍循環純化)之脈衝電漿沈積。室安裝有進氣口、皮拉裏(Pirani)壓力計、30 L min-1附著至液體冷阱之兩極式旋轉幫浦及外部纏繞銅線圈(直徑為4 mm，圈數為9，自前體入口跨越8-15 cm)。所有接合處均不含油脂。
使用L-C網絡使13.56 MHz射頻(RF)功率產生器之輸出阻抗與部分電離氣體負載匹配。藉由信號產生器來觸發RF電源且利用示波器來監測脈衝形狀。在每一實驗之前，藉由用洗滌劑洗滌並在水及丙-2-醇中沖洗、之後烘箱乾燥來清潔反應器室。然後重新組裝系統並抽空。進一步清潔係由使空氣電漿在0.2毫巴壓力及50 W功率下運行30分鐘組成。
接下來，將經拋光矽(100)晶圓(MEMC Electronics Materials，在50/50丙-2-醇/環己烷溶劑混合物中超音波清潔)或非編織聚丙烯布(Corovin GmbH)插入反應器中央，且將室向下泵送回基礎壓力。在此階段，以0.2毫巴之壓力引入4-乙烯基苄基氯單體蒸氣並保持5分鐘，隨後點火放電。官能團保持之最佳條件對應於40 W之峰值功率以及 100 μs之工作循環接通時間及4 ms之工作循環休止時間。使沈積進行10分鐘以產生150±5 nm厚層。在電漿熄滅後，使前體蒸氣再繼續通過該系統3分鐘，並隨後將室向下抽空回基礎壓力。
用β-環糊精(Fluka Chemicals)對經脈衝電漿沈積之聚(4-乙烯基苄基氯)層實施表面衍生化需要將經塗佈基板浸沒於存於25 μM氫氧化鈉中之各種β-環糊精溶液(5-40 μM)中。此產生一系列表面填充密度。在室溫(約20℃)下培育72小時後，在高純度水、乙醇及丙-2-醇中充分沖洗試樣，以去除任何未結合之β-環糊精並將任何未使用之烷氧基再轉化回一級醇基團。
藉由浸沒於75 mM乙醇香草醛溶液中達最多72小時時間來製備客體香草醛(4-羥基-3-甲氧基苯甲醛，Aldrich)分子與表面衍生化β-環糊精之間之包含複合物。隨後用乙醇及丙-2-醇洗滌，之後在烘箱中在35℃下乾燥60分鐘，去除任何未結合之客體分子。
使用nkd-6000分光光度計(Aquila Instruments有限公司)實施膜厚度量測。採用改良Levenberg-Marquardt方法將所得透射-反射曲線(350-1000 nm波長範圍)擬合至用於介電材料之科西模型(Cauchy model)[48]。在裝配有非單色Mg Kα X射線源(1253.6 eV)及以恆定分析儀能量模式(CAE，通過能量=20 eV)操作之半球形分析儀的VG ESCALAB儀器上對各層進行X射線光電子光譜(XPS)分析。假設線性背景及相等半高全寬(fwhm)Gaussian組份峰使用Marquardt 極小化軟體來擬合XPS核心能級光譜[49]。使用自化學標準物測定之儀器敏感性(乘法)因子C(1s)：O(1s)：Cl(2p)=1.00：0.45：0.38來計算元素濃度。將下伏基板中不存在任何Si(2p)信號視為指示超過XPS取樣深度(2-5 nm)之厚度下的無針孔層覆蓋[50、51]。
在每一反應階段使用裝配有在700-4000 cm-1波數範圍內操作之經液氮冷卻之MCT檢測器的Perkin-Elmer Spectrum One分光計對各層實施傅立葉變換紅外(Fourier transform infrared,FTIR)分析。使用可變角配件(Specac公司)實施反射-吸收(RAIRS)量測，利用所安裝KRS-5偏振器將該配件設定為66°以去除s-偏振分量。所有光譜均經由5000次掃描以4 cm-1之解析度取平均值。
在即時客體-主體相互作用之後，使0.2毫巴壓力下之香草醛蒸氣暴露於已經脈衝電漿沈積之聚(4-乙烯基苄基氯)(經20 μM β-環糊精官能化及未經20 μM β-環糊精官能化二者)塗佈之石英晶體檢測器(Varian 985-7013型，使用5 MHz AT-切割石英13 mm直徑晶體)並保持345秒。在暴露期間每5秒且在之後經60秒獲得質量讀數。
2結果 2.1 β-環糊精之表面固定
對脈衝電漿沈積之聚(4-乙烯基苄基氯)層之XPS分析證實在表面上存在碳及氯(參見下表1)。在與β-環糊精反應後，出現O(1s)峰且伴隨Cl(2p)峰之衰減。
吾人發現，可藉由改變反應條件來控制經系連β-環糊精筒之表面填充密度。圖2顯示在與β-環糊精反應後，聚合物層之表面處之XPS氯濃度(% Cl)隨溶液濃度而變化：可發現，20 μM及更高之β-環糊精溶液濃度產生表面飽和，而較低稀釋產生次單層覆蓋。
表1及圖2一起顯示，在較高ß-環糊精溶液濃度下，經沈積聚合物層中可用表面氯基團中之至少66%經衍生化。
圖3顯示自脈衝電漿沈積之聚(4-乙烯基苄基氯)層獲得之紅外光譜。跡線(a)係用於聚合物層(P p =40 W；t on=100 μs；t off=4 ms；10分鐘)；(b)係用於與20 μM β-環糊精溶液反應之聚合物層(P p =40 W；t on=100 μs；t off=4 ms；10分鐘)；且(c)係用於β-環糊精。
光譜分配如下[53]：1263 cm-1鹵化物官能團(CH2搖擺模式(wag mode)，對於CH2-Cl而言)、1446 cm-1聚合物骨架CH2剪切伸縮以及1495 cm-1及1603 cm-1下之對位取代之苯基環伸縮。另外，與前體相比，不存在1629 cm-1下之乙烯基雙鍵伸縮與已經受聚合之單體一致。
用β-環糊精對脈衝電漿沈積之聚(4-乙烯基苄基氯)層實施衍生化使得出現754 cm-1、1045 cm-1、1085 cm-1及1160 cm-1下之若干新紅外譜帶[54]，其均與β-環糊精相關。注意到，在威廉森醚合成反應後，1263 cm-1下之聚(4-乙烯基苄基氯)CH2-Cl吸光度之強度相對於1446 cm-1下之聚合物骨架峰已顯著下降。在表面系連後檢測到之任何殘餘CH2-Cl基團對應於表面處之未反應CH2-Cl基團(對於順利結合而言，並非所有β-環糊精筒上之一級羥基中心均需要附著至表面)或其位於脈衝電漿沈積之聚(4-乙烯基苄基氯)層之表面下區域內。同樣，藉由以3250 cm-1為中心之寬譜帶明顯看出與β-環糊精筒相關之O-H伸縮。
2.2香料釋放
圖4顯示以下之紅外光譜：(a)用20 μM β-環糊精溶液衍生化之聚合物層；(b)香草醛；及(c)在暴露至75 mM香草醛溶液後之經衍生化聚合物層。
可發現，與β-環糊精衍生化脈衝電漿沈積之聚(4-乙烯基苄基氯)層形成之香草醛主體-客體包含複合物產生兩個新的出現於1665 cm-1(醛C=O伸縮)及1587 cm-1(苯環C=C伸縮)處之突出紅外吸光度[55]，此分別係含於香草醛分子結構中之醛及芳香族基團之特徵。
使用石英晶體微量天平量測來即時追蹤表面結合之β-環糊精筒對蒸氣相香草醛分子之捕獲。結果顯示於圖5中。跡線(a)係在使香草醛暴露至脈衝電漿沈積之聚(4-乙烯基苄基氯)層(P p =40 W；t on=100 μs；t off=4 ms；10分鐘)期間產生，而跡線(b)代表使香草醛暴露至20 μM β-環糊精衍生化脈衝電漿聚(4-乙烯基苄基氯)層(P p =40 W；t on=100 μs； t off=4 ms；10分鐘)。
在表面系連之β-環糊精筒暴露至香草醛後，藉由石英晶體微量天平檢測之質量快速增加，在約55秒後達到飽和。終止香草醛進料、之後抽空，產生與真空中β-環糊精筒之香草醛分子損失相關聯之質量讀數下降。可使用1.77 nm2之β-環糊精表面積涵蓋區來計算5.65×1013分子cm-2之理論單層覆蓋度[56]，其中筒垂直於表面對準以促進主體-客體分子相互作用(參見圖1)。石英晶體微量天平量測產生約4.54×1013香草醛分子cm-2，此等於環糊精筒之約80%表面覆蓋。第二次暴露至香草醛進料記錄其總體包含複合物形成能力下降2%以下，藉此例示表面錨定β-環糊精之再裝填性質。
使用未經衍生化之脈衝電漿聚(4-乙烯基苄基氯)層之對照實驗展示與香草醛探針分子之最小相互作用，其中檢測到在抽空後損失之小幅質量上升(圖5中之跡線(a))。
當與塗佈至非編織聚丙烯布試樣上之未經衍生化之脈衝電漿聚(4-乙烯基苄基氯)層之對照比較時，使用日常基板(非編織聚丙烯布)之進一步例示顯示隨時間保持香草醛之高負載量(如藉由溶劑萃取所量測)。結果顯示於圖6中，該圖繪示自沈積至非編織聚丙烯布上之脈衝電漿聚(4-乙烯基苄基氯)層(經β-環糊精(CD)官能化及未經β-環糊精官能化二者)(P p =40 W；t on =100 μs；t off =4 ms；10分鐘)釋放香草醛之速率。使用溶劑萃取物之UV-Vis光譜來量測釋放速率。
自圖6可發現，儘管初始負載相當，但對照試樣之釋放速率(在2週後為82%且在8週後為99%)比β-環糊精官能化表面(在2週後為5%且在8週後為35%)快得多。
實例2 1實驗
在(a)若干熟知精油(薰衣草、檀木、茉莉、迷迭香、檸檬及香草，The Body Shop有限公司)與(b)非編織聚丙烯布上之20 μM β-環糊精官能化脈衝電漿沈積之聚(4-乙烯基苄基氯)之間製備包含複合物，如實例1中所製備。藉由使經官能化聚合物塗佈之布暴露至75 mM相關油之乙醇溶液達72小時來製備該等複合物。隨後用乙醇及丙-2-醇洗滌，之後在35℃下乾燥60分鐘，去除任何未結合之客體分子。藉由用乙醇/水(50：50 v/v)混合物萃取12小時、之後在276 nm之波長下以規則時間間隔進行UV-vis吸收光譜量測(所有所研究精油之吸收最大值)來計算精油客體分子負載濃度。
藉由感覺測試來評估新裝填包含複合物之香氣活性，該等測試需要將官能化非編織聚丙烯佈置於儲存於室溫下之隔室中。以規律性間隔嗅(即聞)該等複合物以檢測氣味。比較自該等包含複合物與對照試樣釋放之芳香劑濃度，該等對照試樣包含非編織聚丙烯布上之未經衍生化之脈衝電漿沈積之聚(4-乙烯基苄基氯)層。兩組香氣嗅聞評價係由若干個體根據單盲實驗條件進行[52]，其中在進行氣味強度評估之前正確地鑑別每一隔室之氣味。
2結果
此實例進一步證實本發明β-環糊精官能化基板之穩健性及一般適用性。
經10個月時間監測精油自非編織聚丙烯布之釋放速率。結果顯示於圖7中，其繪示6種沈積至非編織聚丙烯上之β-環糊精衍生化聚合物層上之油的相對負載。標記精油：(1)薰衣草；(2)檀木；(3)茉莉；(4)迷迭香；(5)檸檬；及(6)香草。對於每種油而言，直條依序對應於在開放實驗室(20℃)中儲存0個月、2個月、4個月、6個月、8個月及10個月。
自圖7可發現，精油負載以受控方式減少，在10個月後達到約81%±4%釋放。相反，對照實驗，其中將相同精油加載至非編織聚丙烯布上之未經衍生化之脈衝電漿沈積聚(4-乙烯基苄基氯)層上，指示2週後之約82%±6%釋放及2個月後之99%±1%釋放。
下表2顯示利用該等加載精油之β-環糊精衍生化聚合物層所實施人類感覺評估之結果。反映自測試基板發出之氣味強度的結果指示持續240天(約8個月)嗅到氣味。
相對之下，未經衍生化之對照聚合物層(亦沈積至非編織聚丙烯布上)在14天後未展示氣味。在每一後續280天試驗期內，再裝填β-環糊精衍生化試樣不使人類反應惡化。
對實例1及2之討論
該等實例證實，β-環糊精筒與脈衝電漿沈積聚(4-乙烯基苄基氯)表面之系連可藉由經由威廉森醚合成反應形成醚連接來達成[57]。在存在氫氧化鈉時，β-環糊精上之一級羥基容易經受至烷氧基團之原位轉化，隨後其能夠經由含於聚合物膜內之氯中心之親核取代形成醚連接(參見圖1及3)。
藉由石英晶體微量天平量測所推斷β-環糊精筒之高表面填充密度(80%單層覆蓋)指示β-環糊精筒經適宜定向以同時接受並釋放客體分子。此可能係下伏聚合連接層之總體固有立體撓性之結果，此可允許較大範圍之表面定向以幫助使主體-客體包含複合物形成最大化。
據報導，先前旨在利用化學吸附β-環糊精筒(例如使用諸如三嗪氯化物、環氧氯丙烷或聚羧酸等連接劑化學「固定」至天然織物之β-環糊精)之嘗試[63]展示在介於1個月與6個月之間之時間內的不穩定香料持久性[1、5、58]。相 比之下，已發現，即使超過10個月時間，本發明表面系連之β-環糊精筒亦可更佳地控制揮發性香料分子釋放(參見圖6及7)。
所有精油均含有親脂性(脂肪型)烷烴區段[59]，其與膽固醇(脂質結合分子)一樣能夠在β-環糊精空腔內部形成包含複合物[60、61]。朝向複合物形成之驅動力係因水分子之破壞及損失使高焓極性-非極性相互作用(例如非極性環糊精空腔與在環糊精內初始溶劑化之極性水分子之間)替換為非極性-非極性相互作用(在客體與環糊精空腔之間)[1]。當水分子隨時間而介入客體與主體之間之非極性-非極性相互作用時，隨後發生客體分子之緩慢釋放[62]，藉此導致客體分子之揮發。
加載有活性物質之本發明基板承載環糊精官能化聚合物，例如彼等在實例1及2中產生者，該等基板可具有寬範圍之潛在應用。僅舉例而言，可將β-環糊精納入鞋墊中以幫助去除汗，從而抑制微生物生長及惡臭[1、5、63]：環糊精可根據本發明支撐於基板上，且用香料加載，從而允許逐漸釋放香料，此與汗之去除一致。其他產品(例如織物及自其製得之物品)可以相似方式提供「智能型」雙機制香料釋放，其中藉由惡臭小分子替換大客體香料分子以輔助遮蔽惡嗅味。此等產品可有效保持達若干個月，且若需要可用香料「再裝填」以用於隨後再使用，例如在清潔過程期間。
此外，藉由組合電漿化學官能化之固有優點(基板獨立 性，不存在溶劑及低材料耗損)與容易再裝填系連環糊精筒之能力，本發明可向將來涉及受控分子釋放之更多應用提供潛力。
參考文獻
[1]Szejtli,J.J.Mater.Chem.1997,7,575。
[2]Buschmann,H.J.；Knittek,D.；Schollermeyer,E.J.J.Incl.Phenom.Macro.2001,40,169。
[3]Peppas,N.A.；Brannon-Peppas,L.J.Cont.Rel.1996,40,245。
[4]Pena,B.；Casals,M.；Torras,C.；Gumi,T.；Garcia-Valls,R.Ind.Eng.Chem.Res.2009,48,1562。
[5]Guan,J.；Chakrapani,A.；Hansford,D.J.Chem.Mater.2005,17,6227。
[6]Nguyen,P.M.；Zacharia,N.S.；Verploegen,E.；Hammond,P.T.Chem.Mater.2007,19,5524。
[7]Berthier,D.L.；Scmidt,I.；Fieber,W.；Schatz,C.；Furrer,A.；Wong,K.；Lecommandoux,S.B.Langmuir 2010,26,7953。
[8]Numanolu,U.；Sen,T.；Tarimci,N.；Kartal,M.；Koo,O.M.；Onyüksel,H.AAPS Pharm.Sci.Tech.2007,8,E85。
[9]Destribats,M.；Schmitt,V.；Backov,R.Langmuir 2010,26,1734。
[10]Morinaga,H.；Morikawa,H.；Wang,Y.；Sudo,A.； Endo,T.Macromolecules 2009,42,2229。
[11]Li,S.；Purdy,W.C.Chem.Rev.1992,92,1457。
[12]Szejtli,J.Cyclodextrin Technology；Kluwer Academic：Dordrecht,The Netherlands,1988。
[13]Lach,J.L.；Chin,T.-F.J.Pharm.Sci.1980,19,344。
[14]Park,C.；Kim,H.；Kim,S.；Kim,C.J.Am.Chem.Soc.2009,131,16614。
[15]Ding,J.；Qin,W.J.Am.Chem.Soc.2009,131,14640。
[16]Layre,A.；Volet,G.；Wintgens,V.；Amiel,C.Biomacromolecules 2009,10,3283。
[17]Leleivre,F.；Gareil,P.；Jardy,A.Anal.Chem.1997,69,385。
[18]Ward,T.J.Anal.Chem.2006,78,3947。
[19]Kano,K.；Kitagashi,H.；Tamura,S.；Yamada,A.J.Am.Chem.Soc.2004,126,15210。
[20]Du,L.；Liao,S.；Khatib,H.A.；Stoddart,J.F.；Zink,J.I.J.Am.Chem.Soc.2009,131,15136。
[21]Schlenk,H.；Sand,D.M.J.Am.Chem.Soc.1961,83,2312。
[22]Cooper,A.；Nutley,M.A.；Camilleri,P.Anal.Chem.1998,70,5024。
[23]Spies,M.A.；Schowen,R.L.J.Am.Chem.Soc.2002,124,14049。
[24]Siegel,B.；Eberlein,D.；Rifkin,D.；Davis,K.A.J.Am.Chem.Soc.1979,101,775。
[25]Hedges,A.R.Chem.Rev.1998,98,2035。
[26]Uekama,K.；Hirayama,F.；Irie,T.Chem.Rev.1998,98,2045。
[27]Odashima,K.；Kotato,M.；Sugaware,M.；Umezawa,Y.Anal.Chem.1993,65,927。
[28]Lednev,I.K.；Petty,M.C.Adv.Mater.1996,8,615。
[29]Auletta,T.；Dordi,B.；Mulder,A.；Sartori,A.；Onclin,S.；Bruinink,C.M.；Peter,M.；Nijhuis,C.A.；Beijleveld,H.；Schonherr,H.；Vancso,G.J.；Casnati,A.；Ungaro,R.；Ravoo,B.J.；Huskens,J.；Reinhoudt,D.N.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,369。
[30]Crespo-Biel,O.；Dordi,B.；Reinhoudt,D.N.；Huskens,J.J.Am.Chem.Soc.2005,127,7594。
[31]Liu,J.；Mendoza,S.；Roman,E.；Lynn,M.；Xu,R.；Kaifer,A.J.Am.Chem.Soc.1999,121,4304。
[32]Michalke,A.；Janshoff,A.；Steinem,C.；Henke,C.；Steiber,M.；Galla,H.-J.Anal.Chem.1999,71,2528。
[33]Cho,S.Y.；Allcock,H.R.Macromolecules 2009,42,4484。
[34]Arkas,M.；Allabashi,R.；Tsiourvas,D.；Mattausch,E.；Perfler,R.；Environ.Sci.Technol.2006,40,2771。
[35]Schofield,W.C.E.；McGettrick,J.D.；Badyal,J.P.S.J.Phys.Chem.B.2006,110,17161。
[36]Ryan,M.E.；Hynes,A.M.；Badyal,J.P.S.Chem.Mater.1996,8,37。
[37]Hutton,S.J.；Crowther,J.M.；Badyal,J.P.S.Chem.Mater.2000,12,2282。
[38]Tarducci,C.；Schofield,W.C.E.；Brewer,S.A.；Willis,C.；Badyal,J.P.S.Chem.Mater.2001,13,1800。
[39]Tarducci,C.；Kinmond,E.J.；Brewer,S.A.；Willis,C.；Badyal,J.P.S.Chem.Mater.2000,12,1884。
[40]Rinsch,C.L.；Chen,X.L.；Panchalingam,V.；Eberhart,R.C.；Wang,J.H.；Timmons,R.B.Langmuir 1996,12,2995。
[41]Tarducci,C.；Brewer,S.A.；Willis,C.；Badyal,J.P.S.Chem.Commun.2005,3,406。
[42]Schofield,W.C.E.；McGettrick,J.D.；Bradley,T.J.；Przyborski,S.；Badyal,J.P.S.J.Am.Chem.Soc.2006,128,2280。
[43]Harris,L.G.；Schofield,W.C.E.；Doores,K.J.；Davis,B.G.；Badyal,J.P.S.J.Am.Chem.Soc.2009,131,7755。
[44]Coulson,S.R.；Woodward,I.S.；Brewer,S.A.；Willis,C.；Badyal,J.P.S.Chem.Mater.2000,12,2031。
[45]Limb,S.J.；Gleason,K.K.；Edell,D.J.；Gleason,E.F.J.Vac.Sci.Technol.A 1997,15,1814。
[46]Wang,J.H.；Chen,J.J.；Timmons,R.B.Chem.Mater.1996,8,2212。
[47]Mitchell,T.A.；Bode,J.W.J.Am.Chem.Soc.2009,131,18057。
[48]Wierman,K.W.,Hilfiker,J.N.；Woollam,J.A.Phys.Rev.B 1997,55,3093。
[49]Conny,J.M.；Powell,C.J.Surf.Interface Anal.2000,29,856。
[50]Briggs,D.；Seah,M.P.Practical Surface Analysis,第1卷：Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy；John Wiley：Chichester,UK,1990。
[51]Prutton,M.Surface Physics；Oxford University Press：New York,1985；第23頁。
[52]Blank,R.M.The American Economic Review 1991,81,1041。
[53]Lin-Vien,D.；Colthrup,N.B.；Fateley,W.G.；Grasselli,J.G.The Handbook of Infrared and Raman Characteristic Frequencies of Organic Molecules；Academic Press：New York,1991。
[54]Egyed,O.Vib.Spectrosc.1990,1,225。
[55]Aubert,P.H.；Audebert,P.；Roche,M.；Capdevielle,P.；Maumy,M.；Ricart,G.Chem.Mater.2001,13, 2233。
[56]Yasuda,S.；Shigekawa,H.；Suzuki,I.；Nakamura,T.；Matsumoto,M.；Komiyami,M.Appl.Phys.Lett.2000,76,643。
[57]Zhang,C.；Lilley,S.J.；Ainsworth,D.；Staunton,E.；Andreev,Y.G.；Slawin,A.M.Z.；Bruce,P.G.Chem.Mater.2008,20,4039。
[58]D'Souza,V.T.；Lipkowitz,K.B.Chem.Rev.1998,98,1741。
[59]Paili,A.Int.J.Essent.Oil Therapeut.2008,2,60。
[60]Spizzirr,U.G.；Peppas,N.A.Chem.Mater.2005,17,6719。
[61]Sellergren,B.；Wieschemeyer,J.；Boos,K.；Seidel,D.Chem.Mater.1998,10,4037。
[62]Rekharsky,M.V.；Inoue,Y.Chem.Rev.1998,98,1875。
[63]Szejtli,J.Starch 2003,55,191。
1‧‧‧ß-環糊精筒
2‧‧‧基板
3‧‧‧中間聚合物層
4‧‧‧側鏈苄基氯基團
5‧‧‧醚連接
圖1示意性顯示本發明之方法；圖2係顯示上文實例1中在使表面聚合物層與β-環糊精溶液反應後，聚合物表面氯濃度與β-環糊精溶液濃度之變化的圖(藉由X射線光電子光譜)；圖3及4顯示實例1中所用及所產生之材料的紅外光譜；圖5顯示在使香草醛暴露於實例1中產生之環糊精衍生化 聚合物層及未經衍生化之聚合物層期間進行之石英晶體微量天平量測；圖6顯示自實例1中產生之環糊精衍生化聚合物層及未經衍生化之聚合物層釋放香草醛的速率；且圖7顯示實例2中產生之衍生化聚合物層之精油負載及其在隨後儲存期間之變化率。
1‧‧‧ß-環糊精筒
2‧‧‧基板
3‧‧‧中間聚合物層
4‧‧‧側鏈苄基氯基團
5‧‧‧醚連接

Claims (15)

  1. 一種活性物質之遞送系統，該系統包含上面加載有該活性物質以供隨後釋放之基板，其中：(i)該基板已在其表面之至少一部分上使用電漿沈積經聚合物塗佈；(ii)該活性物質係作為客體分子存在於環糊精包含複合物內；且(iii)該環糊精包含複合物係經由在該環糊精上之羥基與該聚合物上之官能團之間形成之化學連接結合至該聚合物。
  2. 如請求項1之遞送系統，其中該化學連接係在該環糊精上之一級羥基與該聚合物上之官能團之間形成。
  3. 如請求項1或2之遞送系統，其中該化學連接係醚連接。
  4. 如前述請求項中任一項之遞送系統，其中已藉由脈衝電漿沈積將該聚合物施加至該基板上。
  5. 如前述請求項中任一項之遞送系統，其中該聚合物包含能夠與環糊精羥基或其親核性衍生物反應之烷基化基團，特定而言一級烷基或芳基-烷基鹵化物。
  6. 如前述請求項中任一項之遞送系統，其中該活性物質包含香料、親脂性物質或具有一或多個親脂性取代基之物質。
  7. 如前述請求項中任一項之遞送系統，其中該環糊精係ß-環糊精。
  8. 一種製備官能化基板之方法，該基板上面可加載有活性 物質以供隨後釋放，該方法包含：(i)提供基板，其已在其表面之至少一部分上使用電漿沈積經聚合物塗佈；及(ii)使該聚合物與環糊精反應，以在該環糊精上之羥基與該聚合物上之官能團之間產生化學連接。
  9. 如請求項8之方法，其中該反應步驟(ii)係SN2親核取代反應，特定而言係威廉森醚合成反應(Williamson ether synthesis reaction)。
  10. 如請求項8或9之方法，其亦包含在該反應步驟(ii)之前使用電漿沈積將該聚合物施加至該基板。
  11. 一種官能化基板，其係用作如請求項1至7中任一項之遞送系統之一部分及/或其已使用如請求項8至10中任一項之方法製備得，該基板已在其表面之至少一部分上使用電漿沈積經聚合物塗佈，且其中該聚合物係經由在環糊精上之羥基與該聚合物上之官能團之間形成之化學連接結合至該環糊精分子。
  12. 一種自含有第一活性物質之第一環境捕獲該第一活性物質之方法，該方法包含將如請求項11之官能化基板引入該第一環境中，及使該第一活性物質作為客體分子進入環糊精分子中。
  13. 一種製備活性物質遞送系統之方法，該方法包含將活性物質加載至如請求項11之官能化基板上，以產生附著至該聚合物之含有活性物質之環糊精包含複合物。
  14. 一種產品，其係自以下物質形成或納入以下物質：(a)如 請求項1至7中任一項之遞送系統，(b)如請求項11之官能化基板，及/或(c)已使用如請求項8至10、12或13中任一項之方法產生之官能化基板(視情況加載有活性物質)。
  15. 一種如請求項1至7中任一項之遞送系統、如請求項11之官能化基板或如請求項8至10、12或13中任一項之方法的用途，其係用於控制(特定而言延長)自基板釋放活性物質之目的。
TW101116055A 2011-05-05 2012-05-04 產物 TW201311965A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB201107494A GB201107494D0 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Product
GBGB1112404.7A GB201112404D0 (en) 2011-07-19 2011-07-19 Method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201311965A true TW201311965A (zh) 2013-03-16

Family

ID=46172801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101116055A TW201311965A (zh) 2011-05-05 2012-05-04 產物

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2707535A2 (zh)
CN (1) CN103814169A (zh)
GB (1) GB2490782B (zh)
TW (1) TW201311965A (zh)
WO (1) WO2012150459A2 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113777100B (zh) * 2021-08-27 2022-11-01 厦门大学 一种基于主客体作用的定量物质控释系统及方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19849464A1 (de) * 1997-04-30 2000-04-27 Schering Ag Wirkstofffreisetzende Stents, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zur Restenoseprophylaxe
US6613703B1 (en) * 2000-04-27 2003-09-02 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Thermoplastic nonwoven web chemically reacted with a cyclodextrin compound
GB0212848D0 (en) 2002-06-01 2002-07-17 Surface Innovations Ltd Introduction of liquid/solid slurry into an exciting medium
US20070161308A1 (en) * 2006-01-12 2007-07-12 North Carolina State University Atmospheric pressure plasma-aided antimicrobial finishes of textiles
WO2010021973A2 (en) 2008-08-17 2010-02-25 Massachusetts Institute Of Technology Controlled delivery of bioactive agents from decomposable films

Also Published As

Publication number Publication date
GB201207822D0 (en) 2012-06-13
CN103814169A (zh) 2014-05-21
EP2707535A2 (en) 2014-03-19
GB2490782B (en) 2013-12-04
GB2490782A (en) 2012-11-14
WO2012150459A2 (en) 2012-11-08
WO2012150459A3 (en) 2013-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schofield et al. Cyclodextrin-functionalized hierarchical porous architectures for high-throughput capture and release of organic pollutants from wastewater
JP5687900B2 (ja) 芳香を放つ家庭用製品、並びに芳香剤の完全性を維持しかつ芳香の存続期間を延長するための方法
KR101196045B1 (ko) 방향제-복합체 형성 물질로서 사이클로덱스트린을 포함하는 퍼스날 케어 제품
TW295608B (zh)
EP0728021B2 (fr) Dispositif parfumant pour le parfumage et l'assainissement d'air ambiant
US9198875B2 (en) Controlled delivery of bioactive agents from decomposable films
JP2009524509A5 (zh)
Cusola et al. Cyclodextrin functionalization of several cellulosic substrates for prolonged release of antibacterial agents
Mogal et al. Tuning model drug release and soft-tissue bioadhesion of polyester films by plasma post-treatment
Perez-Roldan et al. Processing of plasma-modified and polymer-grafted hydrophilic PET surfaces, and study of their aging and bioadhesive properties
EP3290087B1 (en) Spray compositions, sprayable products, and methods of treating a surface with the same
TW201311965A (zh) 產物
Schwinté et al. Anti-inflammatory effect of active nanofibrous polymeric membrane bearing nanocontainers of atorvastatin complexes
Asadian et al. Acrylic acid plasma polymerization and post-plasma ethylene diamine grafting for enhanced bone marrow mesenchymal stem cell behaviour on polycaprolactone nanofibers
Xue et al. Controllable fragrance release mediated by spontaneous hydrogen bonding with POSS–thiourea derivatives
US20140315780A1 (en) Product
KR102076265B1 (ko) 고도 분지된 사이클릭 덱스트린 및 식물 추출물을 포함하는 탈취제 조성물
JP2020527354A (ja) コア材料として液体媒体を含むカプセルを有するタバコ製品用のフィルター要素
US20090247446A1 (en) Fragrant Medium Dispensing System
JP5394629B2 (ja) 噴霧用消臭・芳香剤及びその製造方法ならびに噴霧式消臭・芳香器
JP5046496B2 (ja) 脱臭材
JP6672041B2 (ja) 消臭効果付疎水性素材
WO2019147643A1 (en) Water dispersible fragranced films and use thereof
WO2003006079A1 (en) Coupling of modified cyclodextrins to fibers
Gatti et al. Functionalization of 3D polylactic acid sponge using atmospheric pressure cold plasma