ES2350748T3 - Preparados que comprenden polímeros hiperramificados. - Google Patents
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Abstract
Preparado en forma de partículas que comprende al menos una sustancia de peso molecular bajo con un peso molecular comprendido en el intervalo de 15 g/mol a 1000 g/mol y al menos un polímero hiperramificado, caracterizado porque las partículas tienen un tamaño comprendido en el intervalo de 1 μm a 1000 μm, la sustancia de peso molecular bajo está incluida en una vaina, que contiene polímero hiperramificado, y el polímero hiperramificado contiene un núcleo hidrófilo con unidades poliéster y grupos extremos hidrófobos, donde el polímero hiperramificado tiene un peso molecular mayor o igual que 6000 g/mol y un número de hidroxilo en el intervalo de 0 a 200 mg KOH/g, estando comprendido el grado de ramificación en el intervalo de 20 a 70% y el polímero hiperramificado tiene una temperatura de fusión de al menos 30ºC.
Description
Preparados que comprenden polímeros
hiperramificados.
La presente invención se refiere a preparados
que comprenden al menos una sustancia de peso molecular bajo y al
menos un polímero hiperramificado.
Preparados de polímeros hiperramificados así
como sustancias de peso molecular bajo se conocen en sí mismos. Por
regla general se emplean preparados de este tipo a fin de conseguir
una acción retardada de la sustancia de peso molecular bajo.
Adicionalmente, los preparados de este tipo exhiben numerosas
propiedades positivas.
Polímeros hiperramificados se describen en
muchos lugares. Por ejemplo, se exponen polímeros de este tipo en
la publicación EP-A 0 630 389. En este documento se
describen particularmente poliésteres hiperramificados, que pueden
emplearse en resinas acrílicas, resinas poliéster saturadas y
resinas poliéster insaturadas, resinas epoxi, resinas fenólicas,
resinas de poliuretano o materiales dentales. Una utilización de
estos polímeros como material vehículo, a fin de liberar de modo
retardado sustancias de peso molecular bajo, no se describe en este
documento.
Adicionalmente, se exponen polímeros
hiperramificados en WO 97/06825. Los polímeros hiperramificados
descritos en este documento son en muchos casos poliamidas, que
pueden emplearse en una multiplicidad de aplicaciones. En este caso
es esencial que la molécula iniciadora sea un compuesto aromático,
que puede transformarse en un paso de proceso simple en un polímero
hiperramificado. Los polímeros hiperramificados así obtenidos pueden
emplearse en una multiplicidad de aplicaciones. A ellas pertenecen
particularmente materiales plásticos para la construcción, fibras,
hojas, materias plásticas para la producción de botellas, vehículos
para medicamentos, así como membranas y soportes para
catalizadores.
La producción de polímeros hiperramificados se
describe adicionalmente en J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1992 (páginas
2459-2469), donde el polímero hiperramificado se
produce en un proceso de varios pasos.
En Macromolecules 1993, 26, páginas
4617-4623 se expone la producción de un poliéster
aromático hiperramificado con grupos terminales fenol y acetato. La
síntesis se basa en una condensación en fusión de monómeros
A_{2}B, por ejemplo cloruro de
3,5(bistrimetilsiloxi)benzoílo y ácido
3,5-diacetoxibenzoico.
US 5041516 publica un proceso de varios pasos
para la producción de poliésteres a partir de monómeros alifáticos y
aromáticos.
Adicionalmente, se ha publicado la producción de
poliésteres a partir de monómeros aromáticos y alifáticos en US
5.136.014. Además, la memoria descriptiva de patente US 5.183.862
describe la producción de poliésteres hiperramificados a partir de
monómeros alifáticos y aromáticos.
Adicionalmente, el documento US 5.196.502 expone
la producción de poliésteres hiperramificados aromáticos con
utilización de ácidos diacetoxibenzoicos y ácidos
monoacetoxidibenzoicos.
El documento US 5.225.522 publica poliésteres
multi-ramificados con grupos alifáticos y aromáticos
así como procesos para su producción.
Adicionalmente, la publicación US 5.227.462
describe poliésteres hiperramificados, que pueden contener grupos
tanto alifáticos como aromáticos.
Composiciones para la producción de tintas que
contienen polímeros hiperramificados se publican en US
5.266.106.
La producción de partículas de polímero
funcionalizadas superficialmente, se describe en US 5.306.561.
El documento US 5.362.843 publica un proceso
para la producción de macromoléculas hiperramificadas.
El documento US 5.418.301 publica un proceso
para la producción de macromoléculas dendríticas.
Adicionalmente, el documento WO 98/30604
describe composiciones que pueden comprender polímeros
hiperramificados así como compuestos metálicos. En este caso se
exponen particularmente poliamidoaminas y poliésteres.
Adicionalmente, en WO 2004/072153 se expone la
utilización de polímeros hiperramificados como vehículo para
medicamentos, donde se dice que la molécula vehículo facilita una
liberación retardada así como un transporte de los medicamentos a
las células. En relación con esto se exponen dendrímeros modificados
particularmente, que exhiben grupos nitrogenados.
Adicionalmente, la publicación WO 00/065024
describe polímeros con celdas para encapsulación de moléculas
hidrófobas. En este caso se combinan una multiplicidad de restos
hidrófobos con un núcleo de poliol, transformándose a continuación
el polímero obtenido mediante óxidos de polialquileno, a fin de
obtener un polímero soluble en agua.
Adicionalmente, la publicación WO 2005/034909
describe composiciones que comprenden un polímero hiperramificado,
que está acoplado a un resto biológicamente activo.
Además, la publicación WO 03/037383 describe
preparados que comprenden polímeros hiperramificados. Como polímeros
hiperramificados se exponen particularmente poliamidoaminas o
polipropilenaminas.
Adicionalmente se describen polímeros
hiperramificados en la publicación WO 00/06267, exponiéndose como
polímeros hiperramificados particularmente polieterimidas.
Adicionalmente se exponen preparados, que
comprenden polímeros dendríticos y principios activos farmacéuticos,
en WO 03/033027, donde el dendrímero comprende grupos
catiónicos.
a) Adicionalmente, la utilización de polímeros
hiperramificados para la liberación selectiva de principios activos
ha sido descrita por Zou et al. Macromol. Biosci. 5 (2005)
662-668. En este caso, los polímeros
hiperramificados están provistos de grupos iónicos. El peso
molecular de los polímeros hiperramificados utilizados es aprox.
5500 g/mol, sin que se indique temperatura alguna de fusión del
polímero hiperramificado.
b) Adicionalmente, se describen en las
publicaciones US 6.379.683 o EP 1.034.839 B1 nanocápsulas, que
contienen polímeros hiperramificados. Los polímeros hiperramificados
exhiben un peso molecular de aprox. 4800 g/mol.
Adicionalmente, se describen en WO 97/14404
composiciones que comprenden dendrímeros. Sin embargo, estos
dendrímeros no sirven para la encapsulación de sustancias. En WO
97/14404 no se describen preparados en el sentido de la presente
invención.
Composiciones que contienen poliésteres
dendríticos se exponen en US 6.284.233. Sin embargo, los poliésteres
dendríticos no sirven para la encapsulación de sustancias. En US
6.284.233 no se describen preparados en el sentido de la presente
invención.
La utilización de polímeros dendríticos con
funcionalidad hidroxilo en composiciones cosméticas se describe en
WO 01/17485. Sin embargo, estas composiciones no contienen preparado
alguno en el sentido de la presente invención.
La disertación de S. Suttiruengwong "Silica
Aerogels and Hyperbranched Polymers as Drug Delivery Systems",
Erlangern 2005, describe sistemas encapsulados que pueden contener
polímeros hiperramificados. Sin embargo, los polímeros descritos
tienen un peso molecular de 4600 g/mol como máximo, sin que se
especifique dato alguno acerca de la temperatura de fusión del
polímero hiperramificado.
La publicación DE 10 2004 026 904 describe
poliésteres hiperramificados, que son adecuados particularmente
como ingrediente de tintas de impresión. Sin embargo, estos
poliésteres hiperramificados no sirven para la encapsulación de
sustancias. En DE 10 2004 026 904 no se describen preparados en el
sentido de la presente invención.
La publicación US 6.525.170 describe también
poliésteres hiperramificados. Sin embargo, los poliésteres de los
ejemplos contienen un núcleo hidrófobo. Adicionalmente, los
polímeros tienen un peso molecular de aprox. 1400 g/mol antes de
las diversas transformaciones, sin que se describan explícitamente
las propiedades de los polímeros obtenidos después de la
modificación. Adicionalmente, faltan datos en cuanto a las
temperaturas de transición vítrea o puntos de fusión de los
polímeros obtenidos.
Adicionalmente, el documento US 2002/0002242
publica polímeros hiperramificados, que se emplean para la
modificación de propiedades de superficies. En este caso el núcleo
de estos polímeros puede ser hidrófobo, exhibiendo los polímeros
globalmente propiedades anfifílicas. Estos polímeros no sirven para
la encapsulación de sustancias de peso molecular bajo. No se
describen preparados en el sentido de la presente invención.
La publicación US 2003/0114553 describe
composiciones dentales, que pueden contener polímeros en estrella.
Sin embargo, no se expone ningún polímero hiperramificado con un
núcleo hidrófilo y grupos terminales hidrófobos. No se describen
tampoco preparados para la liberación retardada de compuestos de
peso molecular bajo.
Además, el documento US 2004/016394 describe
composiciones cosméticas, que pueden contener polímeros
hiperramificados. Sin embargo, las propiedades de estos polímeros
hiperramificados, particularmente el peso molecular, el grado de
ramificación, el número de hidroxilo o el punto de fusión no se
mencionan explícitamente.
Adicionalmente se exponen polímeros
hiperramificados en WO 93/17060. Sin embargo, estos polímeros no se
describen en relación con la liberación controlada de compuestos de
peso molecular bajo. No se exponen preparados en el sentido de la
presente invención.
La publicación WO 2006/031388 publica polímeros
dendríticos, que pueden emplearse particularmente en aplicaciones
ortopédicas. Sin embargo, se exponen muchos polímeros diferentes,
sin que ninguno de los polímeros expuestos explícitamente exhiba la
totalidad de las propiedades de los polímeros hiperramificados a
emplear en este caso. Así, faltan particularmente datos en cuanto
al punto de fusión de los polímeros. Adicionalmente, no se describe
polímero hiperramificado alguno con un núcleo hidrófilo y grupos
terminales hidrófobos, que exhiba un peso molecular de al menos 6000
g/mol.
El documento WO 2006/031358 publica polímeros
dendríticos, que pueden emplearse particularmente en aplicaciones
oftálmicas. Sin embargo, se exponen gran número de polímeros
diferentes, sin que ninguno de los polímeros expuestos
explícitamente exhiba todas las propiedades de los polímeros
hiperramificados a emplear en este caso. Así faltan particularmente
datos en cuanto al punto de fusión de los polímeros. Adicionalmente
no se describe polímero hiperramificado alguno con un núcleo
hidrófilo y grupos terminales hidrófobos, que tenga un peso
molecular de al menos 6000 g/mol.
Por consiguiente, debe quedar constancia de que
se ha descrito una multitud de preparados, que comprenden polímeros
hiperramificados así como compuestos de peso molecular bajo. Sin
embargo, persiste el empeño duradero de proporcionar preparados lo
más ventajosos posible.
Habida cuenta del estado de la técnica indicado
y expuesto aquí, estaba dentro del objetivo de la presente invención
proporcionar preparados que exhiba un perfil de propiedades
excelentes.
Particularmente, los preparados correspondientes
a la invención deberían liberar la sustancia de peso molecular bajo
en un medio seleccionado en la mayor medida posible a lo largo de un
periodo de tiempo prolongado, debiendo ser la liberación lo más
constante posible.
Según un aspecto adicional, la liberación de las
sustancias de peso molecular bajo debería poder controlarse lo más
sencilla y fiablemente posible.
Ulteriormente, era objetivo de la presente
invención proporcionar preparados que tienen un contenido
particularmente alto de la sustancia de peso molecular bajo.
Adicionalmente, el preparado debería exhibir una
estabilidad particularmente alta, a fin de que las sustancias de
peso molecular bajo particularmente sensibles puedan almacenarse
durante un periodo de tiempo particularmente prolongado, sin que
las propiedades de la sustancia de peso molecular bajo se alteren
esencialmente. En este contexto, los preparados deberían exhibir
una estabilidad particularmente alta al cizallamiento, a fin de que
sea posible una transformación de los preparados sencilla y sin
problemas.
Estas finalidades y otras, que no se han
mencionado explícitamente, pero que pueden deducirse como evidentes
a partir de las ideas aquí expuestas, o que se infieren lógicamente
de éstas, son resueltas por los preparados descritos en la
reivindicación 1. Modificaciones adecuadas de estos preparados se
ponen bajo protección en las reivindicaciones secundarias referidas
a la reivindicación 1.
Así, gracias a un polímero hiperramificado que
comprende un núcleo hidrófilo con unidades poliéster así como grupos
terminales hidrófobos,
donde el polímero hiperramificado tiene un peso
molecular mayor que o igual a 6.000 g/mol y un número de hidroxilo
comprendido en el intervalo de 0 a 200 mg KOH/g, cuyo grado de
ramificación está comprendido en el intervalo de 20 a 70% y el
polímero hiperramificado tiene una temperatura de fusión de al menos
30ºC, se consigue proporcionar, de manera no previsible sin más,
preparados que comprenden al menos una sustancia de peso molecular
bajo y al menos un polímero hiperramificado, que exhiben un perfil
de propiedades mejorado.
Gracias a las medidas correspondientes a la
invención pueden obtenerse una o más de las ventajas siguientes:
Según un aspecto particular, los preparados
correspondientes a la invención liberan la sustancia de peso
molecular bajo en una multiplicidad de medios a lo largo de un
periodo de tiempo particularmente largo.
Según otra forma de realización de la presente
invención, la liberación de la sustancia de peso molecular bajo
puede tener lugar después de un periodo de tiempo de almacenamiento
largo en un periodo breve.
En ambas formas de realización, la liberación
puede estar controlada por parámetros externos, por ejemplo
temperatura, pH, frecuencia de radiación y clase del medio que
circunda el preparado.
Adicionalmente, el preparado expuesto en el
presente caso hace posible una conservación particularmente estable
de sustancias sensibles de peso molecular bajo. Por consiguiente,
las sustancias pueden almacenarse de modo seguro y sencillo,
pudiendo reducirse en muchos casos un riesgo de incendio y/o
explosión.
Además, pueden conservarse sustancias
químicamente activas, particularmente oxidantes, sin que estas
sustancias sean activas en el medio.
Además, los preparados correspondientes a la
invención son sorprendentemente estables, por lo que éstos pueden
conservarse durante un periodo de tiempo prolongado, sin que tenga
lugar degradación. Por lo demás, los preparados pueden
transformarse, debido a su alta estabilidad al cizallamiento,
fácilmente y de manera favorable en costes.
Adicionalmente, los preparados correspondientes
a la invención, dependiendo de la sustancia de peso molecular bajo,
son inofensivos desde el punto de vista sanitario.
Por otra parte, los preparados correspondientes
a la invención pueden contener una proporción particularmente alta
de la sustancia de peso molecular bajo.
Debido a la estructura altamente ramificada del
polímero y la posibilidad de ajustar las propiedades de solubilidad
del polímero mediante el número de grupos hidrófobos, puede en
contraposición con el estado de la técnica, conseguirse un mejor
control sobre la cantidad de sustancia de peso molecular bajo que se
libera por unidad de tiempo.
La concentración de carga en el preparado
correspondiente a la invención de la sustancia de peso molecular
bajo por g de polímero vehículo puede, debido a la estructura
hiperramificada del polímero y la posibilidad de ajustar las
propiedades de solubilidad del polímero por el número de grupos
hidrófobos, ajustarse específicamente para su aplicación. En este
contexto pueden alcanzarse incluso concentraciones de carga que son
claramente superiores a las concentraciones de carga de la técnica
anterior (más de 20% en peso de sustancia de peso molecular bajo
referido al sistema binario constituido por polímero y sustancia de
peso molecular bajo).
Inesperadamente, se ha encontrado que en caso de
los polímeros vehículo hiperramificados los procesos de
encapsulación pueden funcionar con cantidades claramente reducidas
de disolventes o gases comprimidos. El polímero hiperramificado
puede comportarse por tanto por sí mismo como
disolvente/dispersante. Las concentraciones de disolvente/gas
reducidas de este modo conducen en comparación con la técnica
anterior a procesos más seguros, dado que los polímeros
hiperramificados no pueden formar vapores explosivos de ningún tipo
como otros disolventes de la técnica anterior.
Los preparados correspondientes a la invención
comprenden un polímero hiperramificado con un núcleo hidrófilo.
Hidrófilo significa que el núcleo es capaz de absorber una cantidad
elevada de agua. Según un aspecto preferido de la presente
invención, el núcleo hidrófilo es soluble en agua. Preferiblemente,
la solubilidad en agua a 90ºC es al menos 10% en peso, de modo
particularmente preferido al menos 20% en peso. Esta magnitud se
mide basándose en el polímero hiperramificado antes de la
hidrofobización, es decir sobre el núcleo hidrófilo como tal. La
medida puede realizarse según el método denominado del matraz, en el
cual se mide la solubilidad en agua de la sustancia pura.
En este método, la sustancia (los materiales
sólidos tienen que pulverizarse) se disuelve en agua a una
temperatura que es ligeramente superior a la temperatura de la
prueba. Cuando se alcanza la saturación, la solución se enfría y se
mantiene a la temperatura de la prueba. Se agita la solución hasta
que se alcanza el equilibrio. En una alternativa, la medida puede
realizarse directamente a la temperatura de la prueba, cuando por la
toma de muestras respectiva se asegura que se ha alcanzado el
equilibrio de saturación. En tal caso, la concentración de la
sustancia de prueba en la solución acuosa, que no debe contener
partícula alguna de sustancia no disuelta, se determina con un
método de análisis apropiado.
El núcleo hidrófilo exhibe preferiblemente un
número de hidroxilo medido antes de la hidrofobización comprendido
en el intervalo de 400 a 600 mg KOH/g, de modo particularmente
preferido en el intervalo de 450 a 550 mg KOH/g. Esta propiedad se
mide según ASTM E222. En este caso, el polímero se hace reaccionar
con una cantidad definida de anhídrido acético. El anhídrido
acético no transformado se hidroliza con agua. A continuación se
titula la mezcla con NaOH. El número de hidroxilo se obtiene a
partir de la diferencia entre una muestra de comparación y el valor
medido para el polímero. En este caso debe tenerse en cuenta el
número de grupos ácidos del polímero.
El polímero hiperramificado correspondiente a la
invención exhibe un núcleo que comprende unidades poliéster.
Polímeros hiperramificados con unidades poliéster se describen
particularmente en EP 0 630 389. Por regla general, en la mayoría
de los casos el núcleo hidrófilo es una unidad central que se deriva
de una molécula iniciadora con al menos 2, preferiblemente al menos
3 grupos hidroxi, y las unidades repetitivas se derivan de monómeros
que contienen al menos un grupo carbonilo y al menos dos grupos
hidroxi.
Los polímeros globulares altamente ramificados,
se designan también en la bibliografía técnica como "polímeros
dendríticos". Estos polímeros dendríticos sintetizados a partir
de monómeros multifuncionales pueden clasificarse en dos categorías
diferentes, los "dendrímeros" y los "polímeros
hiperramificados". Los dendrímeros poseen una estructura de
generación muy regular, con simetría radial. Los mismos suministran
polímeros globulares mono-dispersos, dado que, - en
comparación con los polímeros hiperramificados - se producen en
síntesis multietápicas con un gasto de síntesis alto. En este caso
la estructura se caracteriza por tres áreas diferentes: - el núcleo
polifuncional, que constituye el centro de simetría, - diferentes
capas con simetría radial bien definidas de una unidad repetitiva
(generación) y - los grupos terminales. Los polímeros
hiperramificados son, en contraposición a los dendrímeros,
polidispersos y, en lo que respecta a su ramificación y estructura
irregulares. Además de las unidades dendríticas y lineales, existen
también - en contraposición a los dendrímeros - en los polímeros
hiperramificados unidades lineales.
En lo que respecta a las diversas posibilidades
para la síntesis de dendrímeros y polímeros hiperramificados, se
remite a
a) Fréchet J.M.J., Tomalia D.A., Dendrimers and
Other Dendritic Polymers, John Wiley & Sons, Ltd., West Sussex,
UK 2001 así como
b) Jikei M., Kakimoto M., Hyperbranched
polymers: a promising new class of materials, Prog. Polym. Sci., 26
(2001) 1233-1285 y/o
c) Gao C., Yan D., Hyperbranched Polymers: from
synthesis to applications, Prog. Polym. Sci., 29 (2004)
183-275
que se incorporan por la presente como
referencias y son aplicables como parte de la publicación de la
presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Los polímeros hiperramificados y altamente
ramificados descritos en estas publicaciones son también polímeros
vehículo preferidos en el sentido de la presente invención. En
relación con esto se prefiere que los polímeros hiperramificados
posean al menos 3 unidades repetitivas por molécula, preferiblemente
al menos 10 unidades repetitivas por molécula, y de modo
adicionalmente preferido al menos 100 unidades repetitivas por
molécula, de modo adicionalmente preferido al menos 200 unidades
repetitivas y de modo adicionalmente preferido al menos 400
unidades repetitivas, que exhiben en cada caso al menos tres,
preferiblemente al menos cuatro posibilidades de enlace, donde al
menos tres de estas unidades repetitivas, de modo particularmente
preferido al menos 10 y de modo adicionalmente preferido al menos
20 en cada caso a al menos tres, preferiblemente a al menos cuatro
posibilidades de enlace están unidas con al menos tres,
preferiblemente al menos cuatro unidades repetitivas
adicionales.
En muchos casos, los polímeros hiperramificados
exhiben como máximo 10.000, preferiblemente como máximo 5000 y de
modo particularmente preferido como máximo 2500 unidades
repetitivas.
En una forma de realización preferida, el
polímero altamente ramificado exhibe al menos tres unidades
repetitivas, que exhiben respectivamente al menos 3 posibilidades
de unión posibles, donde al menos tres de estas unidades repetitivas
exhiben al menos dos posibilidades de enlace posibles.
En este caso, bajo el concepto "unidad
repetitiva" se entiende preferiblemente una estructura que se
repite en todos los casos dentro de la molécula hiperramificada.
Bajo el concepto "posibilidad de enlace" se entiende
preferiblemente aquella estructura funcional dentro de una unidad
repetitiva con la cual es posible una unión a otra unidad
repetitiva. Referido a los ejemplos que se presentan anteriormente
de un dendrímero o de un polímero hiperramificado, la unidad
repetitiva es una estructura que contiene en cada caso tres
posibilidades de unión (X, Y, Z):
El enlace de las unidades de combinación
individuales entre sí puede tener lugar por polimerización de
condensación, por polimerización radical, por polimerización
aniónica, por polimerización catiónica, por polimerización con
transferencia de grupos, por polimerización coordinativa o por
polimerización con apertura de anillo.
Los conceptos molécula iniciadora, así como
unidad repetitiva son universalmente conocidos por los expertos.
Así, los polímeros hiperramificados a emplear según la invención
pueden obtenerse por policondensación, donde a partir de un alcohol
polivalente se transforman en primer lugar los grupos ácido
carboxílico de los monómeros. En este caso se forman grupos éster.
Dado que los monómeros contienen al menos dos grupos hidroxi, la
macromolécula exhibe después de cada transformación más grupos
hidroxilo que antes de la transformación.
Preferiblemente, la molécula iniciadora es un
poliol alifático, que contiene preferiblemente 3, 4, 5, 6, 7 u 8, de
modo particularmente preferible 3, 4 ó 5 grupos hidroxi.
De modo particularmente preferido, la molécula
iniciadora se selecciona de ditrimetilolpropano, ditrimetiloletano,
dipentaeritrita, pentaeritrita, pentaeritrita alcoxilada,
trimetiloletano, trimetilolpropano, trimetilolpropano alcoxilado,
glicerina, neopentilalcohol, dimetilolpropano y/o
1,3-dioxano-5,5-dimetanol.
Según un aspecto particular de la presente
invención, las unidades repetitivas se derivan de monómeros con un
grupo carboxilo y al menos dos grupos hidroxi. A estos monómeros
preferidos pertenecen particularmente ácido dimetilpropiónico,
ácido
\alpha,\alpha-bis(hidroximetil)butírico,
ácido
\alpha,\alpha,\alpha-tris(hidroximetil)acético,
ácido
\alpha,\alpha-bis(hidroximetil)valérico,
ácido
\alpha,\alpha-bis(hidroxi)propiónico
y/o ácido 3,5-dihidroxibenzoico.
De modo muy particularmente preferido, el núcleo
hidrófilo se obtiene por polimerización de ácido
dimetilolpropiónico, empleándose como molécula iniciadora de modo
particularmente preferido ditrimetilolpropano, trimetilolpropano,
pentaeritrita etoxilada, pentaeritrita o glicerina.
Según una forma de realización preferida, el
núcleo hidrófilo tiene preferiblemente un peso molecular de al
menos 1500 g/mol, preferiblemente al menos 2500 g/mol. Esta magnitud
se refiere al valor medio ponderado de peso molecular (Mw), que
puede medirse por cromatografía con permeación de gel, realizándose
la medida se realiza en DMF y empleándose como referencia
polietilenglicoles (véase entre otros Burgath et al. en
Macromol. Chem. Phys., 201 (2000) 782-791). En este
caso se emplea una curva de calibración, que se ha obtenido con
utilización de estándares de poliestireno como patrón. Esta magnitud
representa por tanto un valor de medida aparente.
Preferiblemente, el núcleo hidrófilo puede
exhibir una temperatura de transición vítrea que está comprendida
en el intervalo de -40 a 60ºC, de modo particularmente preferido 0 a
50ºC y de modo muy particularmente preferido 10 a 40ºC. La
temperatura de transición vítrea puede determinarse por el
procedimiento DSC, pudiendo utilizarse una tasa de calentamiento de
3ºC/min (pico de DNA tan \delta; Netzsch DMA 242, flexión de 3
puntos, 1 Hz, 3ºC/min).
La hidrofobización de la superficie se obtiene
por regla general como último paso de reacción por transformación de
al menos una parte de los grupos hidroxilo libres, preferiblemente
con un ácido carboxílico de cadena larga.
Preferiblemente, el grado de funcionalización de
la molécula de núcleo hiperramificada con grupos terminales
hidrófobos, preferiblemente con unidades fundamentales que contienen
ácidos grasos, es al menos 30%, de modo particularmente preferible
al menos 40%. Según un aspecto adicional de la presente invención,
el grado de funcionalización de la molécula de núcleo
hiperramificada con grupos terminales hidrófobos, preferiblemente
con unidades fundamentales que contienen ácidos grasos, está
comprendido en el intervalo de 30 a 100%, preferiblemente en el
intervalo de 35 a 95%, de modo particularmente preferido en el
intervalo de 40 a 90% y de modo muy particularmente preferido en el
intervalo de 45 a 85%.
El grado de funcionalización se refiere a la
proporción de grupos hidroxilo que se transforman por la
hidrofobización. Por consiguiente, el grado de funcionalización o
el grado de esterificación con ácidos grasos puede determinarse por
la medida del número de hidroxilo para la molécula de núcleo
hiperramificada antes de la reacción de hidrofobización, y después
de la reacción de hidrofobización.
Además del núcleo hidrófilo, el polímero
hiperramificado exhibe grupos terminales hidrófobos. En este
contexto, el concepto grupos terminales hidrófobos significa que al
menos una parte de los extremos de la cadena del polímero
hiperramificado exhibe grupos hidrófobos. En este contexto puede
suponerse que debido a ello se obtiene una superficie al menos
parcialmente hidrofobizada.
El concepto hidrófobo es conocido en sí mismo
por los expertos, donde los grupos que se encuentran al menos en una
porción de los extremos de los polímeros hiperramificados,
considerados en sí mismos, exhiben una solubilidad en agua
reducida.
Según un aspecto particular, la superficie está
hidrofobizada por grupos que se derivan de ácidos carboxílicos que
contienen al menos 6, preferiblemente al menos 12 átomos de carbono.
Los ácidos carboxílicos exhiben preferiblemente como máximo 40,
preferiblemente como máximo 32 átomos de carbono, de modo
particularmente preferible como máximo 20 átomos de carbono y de
modo muy particularmente preferible como máximo 18 átomos de
carbono. En este contexto, los grupos pueden derivarse de ácidos
grasos saturados y/o insaturados. Preferiblemente, la proporción de
los ácidos carboxílicos con 12 a 18 átomos de carbono es al menos
30% en peso, de modo particularmente preferible al menos 50% en
peso y de modo muy particularmente preferible al menos 60% en peso,
referida al peso de los ácidos carboxílicos empleados para la
hidrofobización.
A ellos pertenecen particularmente ácidos
grasos, que están contenidos en la semilla de lino, la soja y/o el
taloil. Son particularmente apropiados ácidos grasos que contienen
una pequeña proporción de enlaces dobles, por ejemplo ácido
hexadecenoico, particularmente ácido palmitoleico, y ácido
octadecenoico, particularmente ácido oleico.
Los ácidos carboxílicos preferidos tienen en
este contexto un punto de fusión de al menos 35ºC, preferiblemente
al menos 40ºC y de modo particularmente preferible al menos 60ºC.
Por consiguiente se emplean preferiblemente ácidos carboxílicos
saturados lineales. A ellos pertenecen particularmente ácido
octanoico, ácido decanoico, ácido dodecanoico, ácido
tetradecanoico, ácido hexadecanoico, ácido heptadecanoico, ácido
octadecanoico, ácido eicosanoico, ácido docosanoico y ácido
tetracosanoico. Se prefieren particularmente ácidos grasos saturados
con 16 a 22 átomos de carbono, de modo particularmente preferido 16
a 18 átomos de carbono.
El polímero vehículo hiperramificado (después de
la hidrofobización) exhibe un peso molecular de al menos 6000
g/mol, de modo particularmente preferido al menos 7500 g/mol.
Preferiblemente, el peso molecular es como máximo 30.000 g/mol, de
modo particularmente preferido como máximo 25.000 g/mol. Esta
magnitud se refiere al valor medio ponderal del peso molecular
(Mw), que puede determinarse por cromatografía por permeación de
gel, realizándose la medida en DMF y empleándose como referencia
polietilenglicoles (véase entre otros Burgath et al. en
Macromol. Chem. Phys., 201 (2000) 782-791). En este
caso se emplea una curva de calibración, que se ha obtenido por
utilización de estándares de poliestireno. Esta magnitud representa
por tanto un valor de medida aparente.
La polidispersidad Mw/Mn de los polímeros
hiperramificados preferidos está comprendida preferiblemente en el
intervalo de 1,01 a 6,0, de modo particularmente preferido en el
intervalo de 1,10 a 5,0 y de modo muy particularmente preferido en
el intervalo de 1,2 a 3,0, pudiendo obtenerse también el valor medio
numérico del peso molecular (Mn) por GPC.
\newpage
La relación en peso de núcleo hidrófilo a los
grupos terminales hidrófobos puede estar comprendida preferiblemente
en el intervalo de 10:1 a 1:10, de modo particularmente preferible
1:1 a 1:2,5. Esta relación se obtiene a partir del valor medio
ponderado del núcleo hidrófilo y el valor medio ponderado del
polímero hiperramificado.
La viscosidad del polímero hiperramificado está
comprendida preferiblemente en el intervalo de 50 mPas a 5,00 Pas,
de modo particularmente preferido en el intervalo de 70 mPas a 3,00
Pas, pudiendo determinarse esta magnitud por viscosimetría
rotatoria a 110ºC y 30 s^{-1} entre dos planchas de 20 mm.
El número de acidez del polímero hiperramificado
está comprendido preferiblemente en el intervalo de 0 a 20 mg
KOH/g, de modo particularmente preferible en el intervalo de 1 a 15
mg KOH/g y de modo muy particularmente preferible en el intervalo
de 6 a 10 mg KOH/g. Esta propiedad puede medirse por titulación con
NaOH (véase DIN 53402).
Adicionalmente, el polímero hiperramificado
exhibe después de la hidrofobización un número de hidroxilo
comprendido en el intervalo de 0 a 200 mg KOH/g, preferiblemente en
el intervalo de 1 a 150 mg KOH/g y de modo muy particularmente
preferido en el intervalo de 10 a 140 mg KOH/g. Esta propiedad se
mide según ASTM E222. En este contexto, el polímero se hace
reaccionar con una cantidad definida de anhídrido acético. El
anhídrido acético no transformado se hidroliza con agua. A
continuación se titula la mezcla con NaOH. El número de hidroxilo se
obtiene a partir de la diferencia entre una muestra de comparación
y el valor encontrado para el polímero.
En este caso debe tenerse en cuenta que el
número de grupos ácidos del polímero. Éste puede obtenerse por el
número de acidez, que puede determinarse por el proceso descrito
anteriormente.
c) El grado de ramificación del polímero
hiperramificado está comprendido en el intervalo de 20 a 70%,
preferiblemente 25 a 60%. El grado de ramificación depende de los
componentes empleados para la producción del polímero,
particularmente del núcleo hidrófilo, así como de las condiciones
de reacción. El grado de ramificación puede determinarse según Frey
et al., describiéndose este proceso en D. Hölter, A. Burgath,
H. Frey, Acta Polymer, 1997, 48, 30 und H. Magnusson, E. Malmström,
A. Hult, M. Joansson, Polymer 2002, 43, 301.
El polímero hiperramificado exhibe una
temperatura de fusión de al menos 30ºC, de modo particularmente
preferible al menos 35ºC y de modo muy particularmente preferible
al menos 40ºC. Según un aspecto particular de la presente
invención, el punto de fusión del polímero hiperramificado puede ser
preferiblemente como máximo 65ºC, de modo particularmente
preferible como máximo 60ºC, de modo especialmente preferible como
máximo 57ºC y de modo muy especialmente preferible como máximo
55ºC. La temperatura de fusión puede determinarse por Calorimetría
de Barrido Diferencial (DSC), p. ej. con el aparato Mettler DSC 27
HP y con una tasa de calentamiento de 10ºC/min.
La solubilidad en agua del polímero
hiperramificado después de la hidrofobización es preferiblemente
como máximo 10% en peso, de modo particularmente preferible como
máximo 7% en peso y de modo muy particularmente preferible como
máximo 5% en peso, medida según el método del matraz indicado
anteriormente a 40ºC.
Adicionalmente, los polímeros hiperramificados
particularmente preferidos exhiben en el caso de mezcladura con
agua a una temperatura de 60ºC o inferior, preferiblemente de 50ºC o
inferior y de modo particularmente preferido aprox. 48ºC
exclusivamente equilibrios líquido-líquido, pero no
exhiben en ningún caso equilibrios sólido-líquido o
equilibrios sólido-líquido-líquido,
donde para la determinación de esta propiedad se utiliza una mezcla
de 50% en peso de agua y 50% en peso del polímero hiperramificado.
La medida puede realizarse por experimentos de filtración,
filtrándose la mezcla a través de un filtro con un tamaño de poro
apropiado, que es preferiblemente 20 \mum o menor. En presencia
de equilibrios sólido-líquido o equilibrios
sólido-líquido-líquido, quedan
rezagados en el filtro los componentes sólidos de los equilibrios,
mientras que en el caso de los equilibrios
líquido-líquido no se observa residuo alguno. Esta
propiedad puede controlarse entre otras cosas por el grado de
funcionalización y por los ácidos carboxílicos empleados para la
hidrofobización. En caso de que los polímeros hiperramificados
posean un pequeño grado de funcionalización y/o ácidos carboxílicos
de cadena corta, estos polímeros presentan en las condiciones
empleadas indicadas anteriormente por regla general exclusivamente
equilibrios líquido-líquido, pero no presentan
equilibrio sólido-líquido alguno.
Preferiblemente, el polímero hiperramificado
está constituido esencialmente por hidrógeno, oxígeno y carbono. El
concepto esencialmente significa que están contenidos otros
elementos hasta 10% en peso como máximo, de modo particularmente
preferible como máximo 5% en peso en el polímero
hiperramificado.
Según un aspecto particular de la presente
invención, el polímero hiperramificado puede degradarse
enzimáticamente. Esto puede lograrse por ejemplo de tal modo que el
núcleo hidrófilo y/o la envoltura hidrófoba comprenden grupos éster
orgánicos degradables enzimáticamente.
Los polímeros o preparados hiperramificados
preferidos según la presente invención exhiben una degradación
enzimática al cabo de 3 días o menos, preferiblemente dos día so
menos y de modo particularmente preferible de un día o menos. En
este contexto, los preparados se degradan con una enzima apropiada,
particularmente una lipasa, por ejemplo Lipomod 34P (Biocatalyst
Lmt., Reino Unido), midiéndose el tiempo hasta que se ha liberado
el 50% en peso del principio activo. Por ejemplo, pueden estudiarse
preparados con un grado de carga de 10 a 20% en peso, donde
preferiblemente pueden estar suspendidos 0,22 g con partículas de
polímero cargadas con el principio activo en 15 ml de tampón de
fosfato (pH 5,01) o en 15 ml de solución de la enzima Lipomod 34P
(Biocatalyst Lmt., Reino Unido) en el mismo tampón (la concentración
del Lipomod 34P era 0,5 mg/ml). Las muestras pueden estar
contenidas en un baño de agua a 37ºC sin mezcladura. En intervalos
de tiempo regulares, por ejemplo 5 horas, pueden tomarse muestras
de aprox. 2 ml, pudiendo analizarse la concentración del principio
activo con procesos apropiados, por ejemplo HPLC (Cromatografía
Líquida de Alta Presión). En este contexto, se tiene en cuenta la
liberación de una muestra de comparación, que no contiene enzima
alguna, a fin de excluir los problemas de estabilidad al
almacenamiento en las condiciones de medida elegidas, con lo que se
obtiene el valor indicado anteriormente por la diferencia entre la
muestra medida y la muestra de comparación.
La producción de estos polímeros
hiperramificados se expone particularmente en EP 630 389. Por regla
general puede hacerse reaccionar una molécula iniciadora con al
menos un compuesto que contiene al menos dos grupos hidroxilo y al
menos un grupo ácido carboxílico. Con ello se obtiene un núcleo
hidrófilo, que puede hacerse reaccionar con al menos un compuesto
hidrófobo, por ejemplo un ácido carboxílico de cadena larga.
Por lo general, la reacción se realiza a una
temperatura comprendida en el intervalo de 0ºC a 300ºC,
preferiblemente 100ºC a 250ºC, pudiendo acelerarse la reacción por
catalizadores de esterificación conocidos. A estos catalizadores
pertenecen por ejemplo ácidos de Lewis y de Brönstedt,
particularmente ácido p-toluenosulfónico, ácido
metanosulfónico, ácido trifluoroacético, BF_{3}, AlCl_{3} y
SnCl_{4}; compuestos de titanio, particularmente titanato de
tetrabutilo; cinc en polvo y/o estaño en polvo.
Preferiblemente, el agua liberada durante la
esterificación se separa de la mezcla de reacción.
Además de un polímero hiperramificado, los
preparados correspondientes a la invención contienen al menos una
sustancia de peso molecular bajo. En este caso, la sustancia de peso
molecular bajo está combinada preferiblemente de manera no
covalente con el polímero hiperramificado. Esto puede realizarse por
ejemplo por interacciones iónicas o polares o por fuerzas de
Van-der-Waals.
Debido a la interacción del polímero
hiperramificado y la sustancia de peso molecular bajo puede
diferenciarse el preparado de la presente invención de una mezcla
convencional de estos componentes.
Esta interacción puede determinarse de manera
conocida. Dependiendo de la sustancia de peso molecular bajo, son
apropiados para ello numerosos métodos espectroscópicos. Por ejemplo
pueden observarse cambios parciales en el espectro infrarrojo.
Adicionalmente, los preparados correspondientes
a la invención pueden exhibir frente a una mezcla convencional una
liberación retardada de la sustancia de peso molecular bajo en un
medio, que es diferente de la sustancia de peso molecular bajo del
preparado. La liberación retardada puede medirse según el proceso
descrito por Smirnova, I.; Suttiruengwong, S.; Arlt, W.
"Feasibility study of hydrophilic and hydrophobic silica aerogels
as drug delivery systems"; Journal of
Non-Crystalline Solids (2004)
54-60.
Por regla general la diferencia de tiempo para
obtener una concentración idéntica de la sustancia de peso molecular
bajo en el medio en el que se libera la sustancia de peso molecular
bajo, es al menos 1 minuto, preferiblemente al menos 5 minutos. En
este contexto, dicha diferencia de tiempo se refiere a la medida de
un preparado de la presente invención y la medida de una mezcla
convencional de estos componentes en condiciones idénticas de una
liberación retardada. Liberación retardada significa que las
condiciones no se seleccionan de tal manera que el preparado libere
la sustancia de peso molecular bajo lo más rápidamente posible.
Estas condiciones son familiares para los expertos por conocimiento
de esta solicitud. Los valores de la mezcla convencional pueden
determinarse también por adición separada de los componentes.
Según una forma particular de realización, el
preparado se encuentra encapsulado, siendo conocido por los
expertos el concepto "encapsulación". En el preparado
encapsulado, la sustancia de peso molecular bajo puede estar
incluida por ejemplo en una vaina que comprende el polímero
hiperramificado. Esto puede realizarse por ejemplo por una
encapsulación en matriz y/o una encapsulación
núcleo-vaina.
Según un aspecto particular de la presente
invención, el preparado de la presente invención puede estar
presente en forma de partículas. En este contexto, estas partículas
exhiben preferiblemente un tamaño comprendido en el intervalo de 1
a 1000 \mum, de modo particularmente preferido 10 a 500
\mum.
La forma de las partículas no es crítica en sí
misma, pudiendo tener sin embargo preferiblemente las partículas una
forma esférica.
El concepto esférico significa en el contexto de
la presente invención que las partículas tienen preferiblemente un
aspecto en forma de bolitas, siendo evidente para los expertos que,
debido a los métodos de producción, pueden estar contenidas también
partículas con otra forma, o que la forma de las partículas puede
desviarse de la forma ideal de bola.
\newpage
Por consiguiente, el concepto esférico significa
que la relación de la dimensión máxima de las partículas a la
dimensión mínima es como máximo 4, preferiblemente como máximo 2,
midiéndose estas dimensiones en todos los casos a través del centro
de gravedad de las partículas. Preferiblemente, al menos 70%, de
modo particularmente preferible al menos 90%, referido al número de
partículas, son esféricas.
El tamaño de partícula puede determinarse por
métodos generalmente conocidos. En este caso pueden emplearse por
ejemplo imágenes microscópicas, que pueden evaluarse visualmente y/o
con ayuda de computadoras.
Adicionalmente, las micropartículas preferidas
exhiben una distribución de tamaños de partícula particularmente
estrecha. Así, preferiblemente al menos 80% en peso de las
partículas están comprendidas dentro de un intervalo de tamaños de
200 \mum como máximo, preferiblemente 100 \mum como máximo, y de
modo particularmente preferido 50 \mum como máximo.
Según un aspecto particular de la presente
invención, preferiblemente el 90% de las partículas tienen un tamaño
comprendido en el intervalo de 1 a 1000 \mum, de modo
particularmente preferido 3 a 800 \mum, de modo especialmente
preferido 7 a 700 \mum y de modo muy especialmente preferido 10 a
500 \mum.
Los preparados de la presente invención pueden
presentar una estabilidad al cizallamiento extraordinaria, que en
muchos casos puede verse influida por la elección del polímero
hiperramificado y las condiciones del proceso durante la producción
de los preparados. Preferiblemente, los preparados exhiben una
estabilidad al cizallamiento de 1 minuto o más, preferiblemente 5
minutos o más, determinándose esta estabilidad por una carga que
corresponde a un agitador ULTRA-TURRAX a 15.000
revoluciones por minuto, preferiblemente 20.000 revoluciones por
minuto. Por regla general se produce en este caso una dispersión,
por ejemplo en un Pharmaöl (Paraffin Oil WINOG 100 Pharma de Univar
GmbH), donde la dispersión puede contener por ejemplo 10% en peso
del preparado. Las partículas se ensayan antes y después de la
medida de la estabilidad, que puede investigarse por ejemplo con un
agitador ULTRA-TURRAX a 15.000 revoluciones por
minuto, preferiblemente 20.000 revoluciones por minuto,
microscópicamente, evaluándose la forma, el tamaño y la distribución
de las partículas. Se asigna estabilidad al cizallamiento en las
condiciones mencionadas anteriormente en el caso de que no puedan
observarse esencialmente alteraciones de ningún tipo.
La estabilidad al almacenamiento de los
preparados correspondientes a la invención es en muchos casos
asimismo sorprendentemente alta, dependiendo ésta de la clase y
composición del medio, en caso de que los preparados se almacenen
en forma de dispersiones o emulsiones, y/o de las temperaturas de
almacenamiento. En las condiciones de almacenamiento preferidas,
los preparados preferidos pueden almacenarse durante un periodo de
tiempo largo, por ejemplo 10 días o más, preferiblemente 30 días o
más y de modo particularmente preferible 90 días o más. Esta
magnitud puede medirse por la liberación del principio activo en un
medio o la degradación de la sustancia de peso molecular bajo. En
este contexto, dichos datos se refieren al periodo de tiempo hasta
que se ha liberado como máximo 10% de la sustancia de peso
molecular bajo en un medio, en el cual preparado puede estar
almacenado el preparado, o el tiempo hasta que se ha degradado como
máximo 10% de la sustancia de peso molecular bajo, por ejemplo por
oxidación.
La sustancia de peso molecular bajo exhibe
preferiblemente un peso molecular comprendido en el intervalo de 15
g/mol a 1000 g/mol, de modo particularmente preferible 30 g/mol a
800 g/mol, y de modo muy particularmente preferible 60 g/mol a 500
g/mol.
La sustancia de peso molecular bajo puede
seleccionarse dentro de un intervalo amplio. Al mismo pertenecen
particularmente compuestos que contienen un grupo peróxido,
aminoácidos, catalizadores, colorantes y/o pigmentos, vitaminas,
monómeros, saborizantes y/o aromatizantes, componentes
biológicamente activos, particularmente un medicamento,
iniciadores, persulfatos, siliconas, agentes tensioactivos, sílices,
silanos, enzimas y coenzimas, disolventes, cargas, reticuladores
reactivos, detergentes, tintes para el cabello, aditivos para
hormigón o extractos de plantas.
Sorprendentemente, los preparados de la presente
invención hacen posible que compuestos químicos particularmente
lábiles, por ejemplo iniciadores y/o persulfatos puedan almacenarse
y transportarse en condiciones seguras, siendo las condiciones de
almacenamiento y transporte esencialmente menos exigentes que las de
soluciones o polvos de estas sustancias. De este modo puede
reducirse sensiblemente el riesgo de explosiones o inflamación.
A los componentes biológicamente activos
preferidos pertenecen particularmente péptidos, vitaminas y
precursores de vitaminas, grasas y ácidos grasos, aminoácidos y
precursores de aminoácidos, por ejemplo creatina, azúcares y
derivados de azúcares, nucleótidos, ácidos nucleicos así como
precursores y derivados de los mismos, por ejemplo oligómeros de DNA
y RNA.
A las vitaminas pertenecen particularmente
vitamina A, vitaminas del Complejo B, por ejemplo vitamina B1,
vitamina B2, vitamina B3 (ácido fólico) y vitamina B12, vitamina C
(ácido ascórbico), vitaminas del complejo D, particularmente
7-deshidrocolesterol, lumisterol, calciferol,
ergocalciferol, colecalciferol,
22,23-dihidroergocalciferol y sitocalciferol,
vitamina E (tocoferol) y vitamina K (filoquinona, menaquinona).
A los aminoácidos preferidos pertenecen
particularmente DL-metionina,
L-lisina, L-treonina,
L-triptófano y L-leucina.
Adicionalmente, los preparados correspondientes
a la invención pueden contener como sustancia de peso molecular
bajo particularmente agentes saborizantes, agentes aromatizantes,
extractos naturales, compuestos intensificadores del sabor,
aromatizantes idénticos a los naturales, así como aditivos
alimentarios modificados con enzimas.
A los perfumes pertenecen particularmente
cetonas, aldehídos, compuestos que contienen azufre, ésteres de
ácidos carboxílicos, alcoholes y/o extractos naturales.
A las cetonas a emplear preferiblemente
pertenecen, por ejemplo, acetona, acetofenona,
2,6-dimetil-4-heptanona,
3-decen-2-ona,
metilamilcetona, metiletilcetona, metilheptilcetona,
metilnonilcetona,
4-metil-2-pentanona,
metilpropilcetona,
1-metil-4-isopropenil-6-ciclohexen-2-ona
(D,L-carvona) y/o propiofenona.
A los aldehídos a emplear preferiblemente
pertenecen particularmente acetaldehído, butiraldehído, aldehído
cinámico, decanal, dodecanal, heptanal, hexanal, isobutiraldehído,
E-2-decenal,
E-2-dodecanal,
E-2-hexanal,
E-2-nonenal,
E-2-octenal,
2,4-decadienal, 2,4-dodecadienal,
2,4-heptadienal, 2,4-nonadienal y/o
2,4-octadienal.
A los compuestos que contienen azufre a emplear
preferiblemente pertenecen entre otros sulfuros, como por ejemplo
disulfuro de dimetilo, trisulfuro de dimetilo, disulfuro de
difenilo, disulfuro de dipropilo, trisulfuro de dipropilo, sulfuro
de etilmetilo, disulfuro de isopropilo, disulfuro de metilpropilo,
trisulfuro de metilpropilo, 2-tiofuroato de metilo,
4-metiltio-2-butanona,
3-metiltio-1-hexilacetato,
y
4-(metiltio)4-metil-2-pentanona;
ácidos tiocarboxílicos y derivados de ácidos
tiocarboxílicos, particularmente tioésteres, como por ejemplo
3-(metiltio)butirato de etilo, tioacetato de etilo,
3-(metiltio)propionato de metilo, tiobenzoato de metilo,
tiobutirato de metilo, tiohexanoato de metilo,
tio-isovalerato de metilo, y tioacetato de
n-propilo;
mercaptanos, particularmente hexilmercaptano,
isoamilmercaptano, isobutilmercaptano y/o
tiocetonas, por ejemplo tiomentona.
A los ésteres de ácidos carboxílicos a emplear
preferiblemente pertenecen entre otros acetato de amilo, acetato de
isoamilo, acetato de etilo, p-anisato de etilo,
formiato de etilo, hexanoato de etilo, octanoato de etilo, ésteres
de ácido butírico, acetato de n-hexilo, crotonato de
n-hexilo, isovalerato de hexilo, butirato de
isoamilo, hexanoato de isoamilo, butirato de isobutilo, propionato
de isobutilo, benzoato de metilo, acetato de
2-metilbutilo, cinamato de metilo, decanoato de
metilo, isovalerato de metilo, octanoato de metilo, propionato de
metilo, acetato de nerilo, isobutirato de nerilo, acetato de
n-octilo, acetato de fenetilo, isobutirato de
fenetilo, isovalerato de fenetilo, propionato de fenetilo, acetato
de fenilpropilo, hexanoato de fenilpropilo, acetato de
n-propilo, formiato de n-propilo,
y/o isobutirato de n-propilo.
A los alcoholes a emplear preferiblemente
pertenecen en particular alcohol anísico, alcohol bencílico,
1-butanol, 1-hexanol, alcohol
isoamílico, alcohol isobutílico, nerol, etanol, alcohol fenetílico,
propanol, 2-heptanol, 2-octanol,
3-octanol, 2-nonanol y/o
3-hexanol.
A los extractos naturales pertenecen
particularmente extractos de plátano, extractos de fresa, extractos
de cacao, extractos de vainilla, extractos de café, extractos de
té, extractos de nuez, extractos de ron, extractos de frutos
cítricos, extractos de almendra, extractos de manzana y extractos de
especias. Estos extractos pueden obtenerse en muchos casos
comercialmente. A ellos pertenecen particularmente Cocoa Absolute
14620, Cocoa LC 10167, Cocoa P 11197, Cocoa U88; todos los cuales
pueden obtenerse de Degussa AG. Extractos naturales son en este
contexto extractos que se pueden obtener de fuentes naturales o que
exhiben propiedades que son análogas a estos extractos.
Según un aspecto adicional de la presente
invención, pueden emplearse extractos naturales como sustancia de
peso molecular bajo. Extractos naturales son extractos que se
obtienen a partir de materiales naturales. A los extractos
naturales preferidos pertenecen composiciones que se obtienen por
extracción de piña, manzana, plátano, cerveza, pera, fresa, frutos
cítricos, frambuesa, grosella, café, esencia de café, cereza, mango,
esencia de naranja, fruto de la pasión, ron, guinda, endrina, y/o
malta pura de whisky.
Además, los preparados correspondientes a la
invención pueden contener aditivos naturales y sintéticos, como
aditivos alimentarios, particularmente
2-acetil-3,5(6)-dimetil-pirazina,
2-acetil-pirazina,
2-acetil-tiazol,
2,3-dietil-5-metil-pirazina,
2,3-dietil-pirazina,
2,3-dimetil-pirazina,
2,5-dimetil-pirazina,
2,6-dimetil-pirazina,
2-etil-3,5-dimetil-pirazina,
2-etilfurano,
2-etil-3-metil-pirazina,
2-etil-5(6)-metil-pirazina,
3-etilpiridina,
2-metoxi-3-isobutil-pirazina,
2-metoxi-3(5),(6)-metil-pirazina,
2-metoxi-pirazina,
2-metil-pirazina,
2-pentilfurano,
2,3,5-trimetil-pirazina y/o el
Compuesto 1036 (un sustituto de esencia de coñac conocido
generalmente).
Adicionalmente, los preparados correspondientes
a la invención pueden contener aditivos dietéticos modificados con
enzimas (Enzyme Modified Diary Ingredients; EMDI). Estos aditivos
pueden obtenerse para una multiplicidad de alimentos, por ejemplo
como saborizantes de queso bajo la designación comercial CPF® Cheese
Paste Flavors, NCF® Powder Cheese Flavors, BCF® Liquid Blue Cheese
Flavors, FDF® Liquid. Cheese Flavors. Adicionalmente están
disponibles EMDI como materiales con sabor de mantequilla, por
ejemplo LBO® Butterfat/Cremepaste Flavors; NBF® Powdered Butterfat
Flavors; FDF®/DMF® Liquid Butter Flavors. A los compuestos
preferidos con un grupo peróxido pertenecen particularmente
H_{2}O_{2}, persulfatos y/o peróxidos orgánicos.
A los monómeros pertenecen particularmente
olefinas, por ejemplo 1-buteno,
1-hexeno, norborneno;
halogenuros de vinilo, como por ejemplo cloruro
de vinilo, fluoruro de vinilo, cloruro de vinilideno y fluoruro de
vinilideno;
ésteres vinílicos, como acetato de vinilo;
estireno, estirenos sustituidos con un
sustituyente alquilo en la cadena lateral, como p. ej.
\alpha-metilestireno y
\alpha-etilestireno, estirenos sustituidos con un
sustituyente alquilo en el anillo, como viniltolueno y
p-metilestireno, estirenos halogenados, como por
ejemplo monocloroestirenos, dicloroestirenos, tribromoestirenos y
tetrabromoestirenos;
compuestos vinílicos heterocíclicos, como
2-vinilpiridina, 3-vinilpiridina,
2-metil-5-vinilpiridina,
3-etil-4-vinilpiridina,
2,3-dimetil-5-vinilpiridina,
vinilpirimidina, vinilpiperidina, 9-vinilcarbazol,
3-vinilcarbazol, 4-vinilcarbazol,
1-vinilimidazol,
2-metil-1-vinilimidazol,
N-vinilpirrolidona,
2-vinilpirrolidona,
N-vinilpirrolidina,
3-vinilpirrolidina,
N-vinilcaprolactama,
N-vinilbutirolactama, viniloxolano, vinilfurano,
viniltiofeno, viniltiolano, viniltiazol y viniltiazol hidrogenado,
viniloxazol y viniloxazol hidrogenado; vinil- e isopreniléteres;
ácido maleico y derivados de ácido maleico, como por ejemplo mono-
y diésteres del ácido maleico, anhídrido maleico, anhídrido
metilmaleico, maleimida, metilmaleimida; ácido fumárico y derivados
de ácido fumárico, como por ejemplo mono- y diésteres del ácido
fumárico;
dienos, como por ejemplo divinilbenceno;
así como acrilatos y metacrilatos, que se
designan en lo sucesivo como (met)acrilatos.
\vskip1.000000\baselineskip
Éstos comprenden por ejemplo
(met)acrilatos, que se derivan de
alcoholes saturados, como (met)acrilato de metilo,
(met)acrilato de etilo, (met)acrilato de
n-propilo, (met)acrilato de isopropilo,
(met)acrilato de n-butilo,
(met)acrilato de terc-butilo,
(met)acrilato de pentilo, (met)acrilato de hexilo,
(met)acrilato de 2-etilhexilo,
(met)acrilato de heptilo, (met)acrilato de
2-terc-butiletilo,
(met)acrilato de octilo, (met)acrilato de
3-iso-propilheptilo,
(met)acrilato de nonilo, (met)acrilato de decilo,
(met)acrilato de undecilo, (met)acrilato de
5-metilundecilo, (met)acrilato de dodecilo,
(met)acrilato de 2-metildodecilo,
(met)acrilato de tridecilo, (met)acrilato de
5-metiltridecilo, (met)acrilato de
tetradecilo, (met)acrilato de pentadecilo,
(met)acrilato de hexadecilo, (met)acrilato de
2-metilhexadecilo, (met)acrilato de
heptadecilo, (met)acrilato de
5-iso-propilheptadecilo,
(met)acrilato de
4-terc-butiloctadecilo,
(met)acrilato de 5-etiloctadecilo,
(met)acrilato de
3-iso-propiloctadecilo,
(met)acrilato de octadecilo, (met)acrilato de
nonadecilo, (met)acrilato de eicosilo, (met)acrilato
de cetileicosilo, (met)acrilato de estearileicosilo,
(met)acrilato de docosilo y/o (met)acrilato de
eicosiltetratriacontilo;
(met)acrilatos de cicloalquilo, como
(met)acrilato de ciclopentilo, (met)acrilato de
3-vinilciclohexilo, (met)acrilato de
ciclohexilo, (met)acrilato de bornilo;
(met)acrilatos que se derivan de
alcoholes insaturados, como (met)acrilato de
2-propinilo, (met)acrilato de alilo,
(met)acrilato de vinilo y/o (met)acrilato de
oleílo;
(met)acrilatos de arilo, como metacrilato
de bencilo o metacrilato de fenilo, donde los restos arilo pueden
estar en cada caso insustituidos o contener hasta 4
sustituyentes;
metacrilatos de alcoholes halogenados, como
metacrilato de 2,3-dibromopropilo,
metacrilato de
4-bromofenilo,
(met)acrilato de
1,3-dicloro-2-propilo,
metacrilato de 2-bromoetilo,
metacrilato de 2-yodoetilo,
metacrilato de clorometilo.
\vskip1.000000\baselineskip
Adicionalmente, pueden emplearse sustancias de
peso molecular bajo preferidas del intervalo de los detergentes y
aditivos, que se emplean en agentes para lavado del cabello y tintes
del cabello, por ejemplo acetaminofeno, alcohol lanolínico
acetilado, Achillea Millefolium, Aesculus Hippocastanum, Agave
Rigida, Aloe Barbadensis, alúmina, clorhidrato de aluminio,
formiato de aluminio, hidróxido de aluminio, hidróxido de magnesio,
estearatos, particularmente estearato de aluminio y estearato de
magnesio, silicato de aluminio, triestearato de aluminio,
aminometilpropanol, amoniaco, bicarbonato de amonio, sulfato de
amonio, tioglicolato de amonio, tiolactato de amonio, amodimeticona,
Anthemis nobilis y Arachis hypogaea.
\newpage
A los catalizadores preferidos pertenecen
particularmente catalizadores que contienen metales que se emplean
en hidrogenación o hidrogenación (sic), por ejemplo para el
endurecimiento de ácidos grasos, hidrogenación de nitrilos y
polioles, hidrogenación de resinas, compuestos aromáticos y aceites
blancos; hidrogenación selectiva de acetilenos y dienos, así como
hidrogenación selectiva de AMS a cumeno.
Adicionalmente, pertenecen a ellos catalizadores
que se emplean para la oxidación, por ejemplo para la oxidación
selectiva a fin de producir óxido de etileno y monómeros de acetato
de vinilo; purificación de gases residuales de procesos, por
ejemplo para la eliminación de CO y VOCs; purificación de gases
residuales que contienen hidrocarburos halogenados; así como los
catalizadores para la purificación de gases industriales.
Estos catalizadores contienen por regla general
metales, por ejemplo níquel, cobalto, cobre, molibdeno, cromo,
hierro, así como metales del grupo del platino, por ejemplo rodio,
paladio y platino. Catalizadores de este tipo son conocidos en sí
mismos y pueden obtenerse comercialmente en muchos casos. A ellos
pertenecen particularmente productos bajo la designación comercial
catASium® así como cataXium®, de Degussa.
Ejemplos de estos catalizadores son entre
otros
(-)-2,3-bis[(2R,5R)-2,5-dimetilfosfolanil]anhídrido
maleico-(1,5-ciclooctadien)rodio(I)-tetrafluoroborato
(catASium® M(R)Rh);
(catASium® M(R)Rh);
(-)-2,3-bis[(2R,5%
(sic))-2,5-dimetilfosfolanil]ácido
maleico-N-metilimida-(1,5-ciclooctadien-rodio(I)-tetrafluoroborato
(catASium® MN(R)Rh);
(+)-2,3-bis[(2S,5S)-2,5-dimetilfosfolanil]anhídrido
maleico-(1,5-ciclooctadien)rodio(I)-tetra-fluoroborato
(catASium® M(S)Rh);
(catASium® M(S)Rh);
(+)-2,3-bis[(2S,5S)-2,5-dimetilfosfolanil]ácido
maleico-N-metilimida-(1,5-ciclooctadien-rodio-(I)-tetrafluoro-
borato (catASium® MN(S)Rh);
borato (catASium® MN(S)Rh);
(+)-(3R,4R)-bis(difenilfosfino)-1-bencilpirrolidin-(catASium®
D(R));
(+)-(3R,4R)-bis(difenilfosfino)-1-bencilpirrolidin-(1,5-ciclooctadien)-rodio(I)tetrafluoroborato
(catASium® D(R)Rh);
butildi-1-adamantilfosfina
(cataCXium® A);
bencildi-1-adamantilfosfina
(cataCXium® ABn);
trans-di(mu-acetato)bis[o-(di-o-tolilfosfino)bencil]dipaladio(II)
(cataCXium® C);
N-fenil-2-(diciclohexilfosfino)pirrol
(cataCXium® PCy);
N-fenil-2-(di-t-butilfosfino)pirrol
(cataCXium® PtB);
1-(metoxifenil)-(diciclohexilfosfino)pirrol
(cataCXium® POMeCy);
1-(2,4,6-trimetilfenil)-2-(diciclohexilfosfino)imidazol
(cataCXium® PICy).
\vskip1.000000\baselineskip
En relación con los catalizadores, los
preparados correspondientes a la invención hacen posible una
inalterabilidad larga y estable de éstos, así como una manipulación
particularmente sencilla. Adicionalmente, los catalizadores pueden
liberarse a lo largo de un periodo de tiempo particularmente
prolongado en la mezcla de reacción.
Las sustancias de peso molecular bajo descritas
anteriormente pueden emplearse individualmente o como mezcla de
dos, tres o más. En este contexto, las mezclas pueden contener
sustancias de peso molecular bajo de la misma clase o de clases
diferentes. Así, por ejemplo, una combinación puede comprender como
sustancia de peso molecular bajo una mezcla que contiene una
vitamina y un agente saborizante.
Para la producción de los preparados
correspondientes a la invención, pueden combinarse entre sí los
compuestos de peso molecular bajo y los polímeros hiperramificados.
Para ello son apropiados diversos métodos, particularmente
coacervación, procesos RESS, GAS y/o PGSS, así como procesos que
utilizan toberas coaxiales, secado por pulverización, recubrimiento
en lecho fluidizado y microencapsulación.
Según procesos preferidos, se utiliza un gas
comprimido o se forman al menos dos fases líquidas, conteniendo
ambas fases la sustancia de peso molecular bajo, y conteniendo al
menos una fase líquida un polímero hiperra-
mificado.
mificado.
\newpage
En el caso del proceso RESS (Rapid Expansion of
Supercritical Solution), se expande súbitamente una mezcla que
comprende un fluido supercrítico y una sustancia disuelta en el
mismo. Una exposición más detallada de este proceso con
documentación adicional se expone en Gamse et al., Chemie
Ingenieur Technik 77 (2005), No. 6, páginas 669 a 679.
En el caso del proceso GAS, se añade a una
solución diluida de una sustancia de peso molecular bajo en
presencia de polímeros hiperramificados un agente de precipitación
gaseoso o supercrítico. Preferiblemente, este proceso puede
conducirse también de manera continua. Estos procesos han sido
expuestos particularmente por Gamse et al., Chemie Ingenieur
Technik 77 (2005), No. 6, páginas 669 a 679 y Tom, J.W.; Lim, G.B.;
Debendetti, P.G.; Prod'homme, R.K. Supercritical Fluid Engineering
Science, Washington DC 1993: Brennecke, J.F.; Kiran, E.; American
Chemical Society: 1993.
En el caso del proceso PGSS, se añade un gas
comprimido a una solución o una masa fundida. La mezcla saturada de
gas se expande a continuación con una tobera, formándose partículas
sólidas. Los procesos PGSS han sido descritos entre otros por Gamse
et al., Chemie Ingenieur Technik 77 (2005), No. 6, páginas
669 a 679; Pérez de Diego, Y. Production of Controlled Drug
Delivery Microparticles using Supercritical CO2, 004; y
Shariati, A.; Peters, C.J. Recent developments in particle design
using supercritical fluids. Current Opinion in Solid State &
Materials Science 2003, 7 (4-5),
371-383.
Adicionalmente, el preparado correspondiente a
la invención puede obtenerse preferiblemente por el proceso PCA
(Precipitation with Compressed Fluid Antisolvent), en el cual una
solución disolvente/sólido se pulveriza en una cámara de alta
presión, y el contacto entre las fases tiene lugar en la cámara de
pulverización entre las gotitas finas y el fluido supercrítico, con
lo que se forman las partículas finas (vgl. Gamse et al.,
Chemie Ingenieur Technik 77 (2005), No. 6, páginas 669 a 679).
Además, los preparados según la presente
invención pueden producirse preferiblemente por el proceso SEDS
(Solution Enhanced Dispersion by Supercritical Fluids). En el
proceso SEDS, se obtiene asimismo una corriente líquida, que
contiene la sustancia de peso molecular bajo y el polímero
hiperramificado. Esta corriente líquida se pone ya en la tobera en
contacto con el fluido supercrítico. Por esta variante del proceso
pueden obtenerse partículas particularmente pequeñas (vgl. Gamse
et al., Chemie Ingenieur Technik 77 (2005), No. 6, páginas
669 a 679).
Adicionalmente, los preparados correspondientes
a la invención pueden obtenerse o transformarse por el proceso CPF.
En el proceso CPF (Concentrated Powder Form) no se produce
alteración alguna del tamaño de partícula. El objetivo de este
proceso es conseguir una concentración alta de un líquido en un
sólido. Los líquidos pueden ponerse en contacto en este caso con un
gas apropiado, por ejemplo CO_{2} en un mezclador estático antes
de la pulverización, o disolverse en sustancias muy viscosas, con lo
cual puede conseguirse una reducción drástica de la viscosidad. Las
gotitas finísimas de líquido producidas por medio de una tobera
chocan contra el sólido dosificado paralelamente y se adhieren a
éste, con lo que pueden formarse aglomerados, que contienen
proporciones elevadas de líquido. Adicionalmente, el sólido puede
estar impregnado a fondo con este líquido (vgl. Gamse et al.,
Chemie Ingenieur Technik 77 (2005), No. 6, páginas 669 a 679).
En los procesos descritos anteriormente, que
operan con alta presión, particularmente los procesos RESS, GAS y/o
PGSS, la encapsulación puede realizarse ventajosamente a
temperaturas comprendidas en un intervalo de -20ºC a 250ºC,
preferiblemente 0ºC a 180ºC y de modo particularmente preferido 10ºC
a 150ºC. La presión en estos procesos puede variar dentro de un
intervalo amplio, pudiendo realizarse estos procesos de alta presión
preferiblemente en un intervalo de 0,5 bares a 400 bares, de modo
particularmente preferido 1 bar a 200 bares y de modo muy
particularmente preferido 1 bar a 100 bares.
En el caso de los procesos de alta presión, la
concentración del componente de bajo peso molecular en el polímero
hiperramificado está comprendida preferiblemente en el intervalo de
0,5% en peso a 95% en peso, de modo particularmente preferible 1%
en peso a 80% en peso y de modo muy particularmente preferible 5% en
peso a 50% en peso.
En el caso de la coacervación, las partículas se
forman por precipitación a partir de una solución de polímero
hiperramificado y sustancia de peso molecular bajo.
Se distingue en general entre coacervación
simple y compleja, así como entre separación de fases acuosa y
orgánica (R. Arshady, "Microspheres and microcapsules - A survey
of manufacturing techniques, Part III: Coacervation", Polymer
Engineering and Science 30 (1990) 905 y sigs.). En la coacervación
simple se emplea un componente coloidal, v.g. gelatina, empleándose
en la coacervación compleja dos componentes coloidales cargados con
carga opuesta, v.g. gelatina y goma arábiga. El principio de la
coacervación está basado en que p. ej. una solución acuosa de
gelatina se transforma por adición de etanol en un sistema bifásico,
que se compone de una fase rica en gelatina (coacervato) y una fase
pobre en gelatina. Esto es muy análogo a un fraccionamiento del
polímero, pero en este caso se forman, con incorporación de fuerzas
de cizallamiento, micropartículas con un tamaño medio de
2-5000 micrómetros.
La producción de microcápsulas por coacervación
puede subdividirse a menudo en tres pasos: (1) obtención (de tres)
fases no miscibles, (2) separación del coloide como vaina de la
cápsula y (3) solidificación de la vaina de la cápsula.
Las tres fases no miscibles comprenden un medio
externo, un material de núcleo y un material de vaina de la
cápsula. El material de vaina de la cápsula está disuelto en el
medio externo y el material de núcleo está dispersado en el mismo.
Por incorporación de un estímulo externo (temperatura, pH,
electrólitos) el material de vaina de la cápsula se vuelve
insoluble en el medio externo y se deposita en la superficie límite
para dar un material de núcleo dispersado. Después de filtración,
la vaina de la cápsula se endurece finalmente por aporte de calor,
reticulación o eliminación del disolvente, o se seca por
pulverización o liofilización.
Preferiblemente, la coacervación se realiza a
temperaturas comprendidas en el intervalo de -20ºC a 150ºC, de modo
particularmente preferible 0ºC hasta 100ºc y de modo muy
particularmente preferible 10ºC hasta 90ºC.
La presión durante la cual tiene lugar la
coacervación no está sujeta a ninguna limitación particular. En
muchos casos, la coacervación puede realizarse a una presión
comprendida en el intervalo de 10 mbares a 10 bares, preferiblemente
200 mbares a 5 bares y de modo particularmente preferido 500 mbares
a 3 bares.
Preferiblemente, la concentración del componente
de peso molecular bajo en el polímero vehículo hiperramificado puede
estar comprendida en el intervalo de 0,5% en peso a 95% en peso, de
modo particularmente preferido 1% en peso a 80% en peso y de modo
muy particularmente preferido 5% en peso a 50% en peso, sin que ello
deba considerarse en este caso como una limitación.
Este proceso ha sido descrito entre otros
por
R. Arshady, "Microspheres and microcapsules -
A survey of manufacturing techniques, Part III: Coacervation",
Polymer Engineering and Science 30 (1990) 905 y sigs.;
Jain, R.A. The manufacturing techniques of
various drug loaded biodegradable
poly(lactide-co-glycolide)
(PLGA) devices. Biomaterials 2000, 21 (23),
2475-2490;
Jung, J.; Perrut, M. Particle design using
supercritical fluids: Literature and patent survey. Journal of
Supercritical Fluids 2001, 20 (3), 179-219;
y
Subramaniam, B.; Rajewski, R.A.; Snavely, K.
Pharmaceutical processing with supercritical carbon dioxide. Journal
of Pharmaceutical Sciences 1997, 86 (8),
885-890.
\vskip1.000000\baselineskip
El secado por pulverización es un proceso
susceptible de realización continua para secado de soluciones,
suspensiones o composiciones pastosas. Este proceso es muy
conocido, pudiendo adquirirse comercialmente plantas para la
realización del proceso. Por regla general, el material a secar se
incorpora mediante una tobera (que funciona por presión de líquido
o aire comprimido o gas inerte) o discos de pulverización rotatorios
(4000-50.000 rpm) en una corriente de aire caliente
(dependiendo las temperaturas del aparato, hasta 220º), que seca el
mismo en fracciones de 1 segundo para dar un polvo fino. El aire
caliente puede pasar en la misma dirección de la corriente de
pulverización o en sentido contrario a la corriente de pulverización
(proceso en paralelo o en contracorriente), dependiendo del tipo de
construcción o de la finalidad de utilización. El dispositivo de
pulverización se encuentra en la parte superior de una torre de
pulverización, y el material seco que desciende se separa en su
mayor parte por un separador de ciclón de la corriente de aire y
puede retirarse.
Bajo microencapsulación se entiende la inclusión
de al menos una sustancia (principio activo) con ayuda de al menos
una segunda (material de vaina). En muchos casos, la primera no
puede emplearse directamente por diferentes motivos (solubilidad,
reactividad, estabilidad, etc.), o deben realizarse acciones
determinadas por la microencapsulación (p. ej. curvas de liberación
para liberación controlada, características de protección
individuales, etc.).
En la práctica existen una serie de enfoques
para la microencapsulación, que acaban esencialmente en dos métodos,
a saber, la encapsulación en matriz y la encapsulación
núcleo-vaina.
Para ambos métodos pueden obtenerse soluciones
comerciales. Para ello se utilizan por regla general formulaciones y
procesos adaptados individualmente a los principios activos. Un
suministrador comercial de estas soluciones es BRACE GmbH,
Alzenau.
Según un aspecto preferido de la presente
invención, los preparados correspondientes a la invención pueden
obtenerse por un proceso que comprende los pasos siguientes:
preparación de una masa fundida de polímero que
comprende al menos un polímero hiperramificado y al menos una
sustancia de peso molecular bajo,
introducción de la masa fundida de polímero en
una segunda fase líquida, en la cual el polímero hiperramificado es
difícilmente soluble, teniendo la segunda fase líquida una
temperatura de solidificación que es inferior a la temperatura de
solidificación del polímero hiperramificado,
\newpage
dispersión de la masa fundida de polímero en la
segunda fase líquida a una temperatura que es mayor o igual que la
temperatura de solidificación del polímero hiperramificado, y
solidificación de la masa fundida de polímero
dispersada en la segunda fase líquida.
\vskip1.000000\baselineskip
Según el proceso preferido, se produce una masa
fundida de polímero. El concepto masa fundida de polímero designa
un estado capaz de fluir de una composición, que comprende al menos
un polímero hiperramificado y al menos una sustancia de peso
molecular bajo. Preferiblemente, la viscosidad de la masa fundida de
polímero está comprendida en el intervalo de 50 mPa*s a 5000 Pa*s,
de modo particularmente preferido en el intervalo de 100 mPa*s a
1000 Pa*s, pudiendo determinarse esta magnitud por viscosimetría
rotatoria. El estado susceptible de fluir depende en este caso,
entre otras cosas, de la temperatura. Preferiblemente, los
intervalos de viscosidad de la masa fundida de polímero
anteriormente mencionados se miden a una temperatura comprendida en
el intervalo de 10 a 200ºC, de modo particularmente preferible en
el intervalo de 50 a 150ºC. Según un aspecto particular de la
presente invención, la viscosidad de la masa fundida del polímero
puede estar comprendida en el intervalo de 100 mPa*s a 1000 Pa*s,
pudiendo medirse esta magnitud por viscosimetría rotatoria a 110ºC y
30 s^{-1} entre dos planchas
de 20 mm.
de 20 mm.
La sustancia de peso molecular bajo se
distribuye con preferencia finamente en la masa fundida de polímero.
Para este fin pueden emplearse dispositivos conocidos, como por
ejemplo dispositivos de agitación, que comprenden una caldera de
agitación con agitadores de hélice, de discos, de discos dentados,
de áncora, de espiral, de paletas, de cuchillas, de paletas
oblicuas, de paletas cruzadas, de tornillo, MIG, INTERMIG,
ULTRA-TURRAX, de tornillo sin fin, de cinta, de
dedo, de cesto, de rodete, así como dispersores y homogeneizadores,
que pueden trabajar entre otras cosas con ultrasonidos. Los
dispositivos pueden exhibir por regla general al menos un eje, en
el cual pueden estar montados a su vez preferiblemente 1 a 5
elementos de agitación.
De este modo puede formarse por ejemplo una
solución, una suspensión o una dispersión, pudiendo alcanzar como
máximo el tamaño de partícula de la fase dispersa presente
preferiblemente 5.000 \mum, de modo particularmente preferido
como máximo 1000 \mum, en caso de que la sustancia de peso
molecular bajo se encuentre en forma de partículas.
Los parámetros necesarios para ello dependen de
los dispositivos descritos anteriormente. Preferiblemente, la
velocidad de agitación puede estar comprendida en el intervalo de 10
a 25.0000 revoluciones por minuto, de modo particularmente
preferible en el intervalo de 20 a 10.000 revoluciones por
minuto.
La temperatura a la que se produce la masa
fundida de polímero, puede estar comprendida asimismo dentro de un
amplio intervalo, dependiendo éste entre otras cosas de la
temperatura de solidificación del polímero hiperramificado.
Preferiblemente, la temperatura está comprendida en el intervalo de
-20ºC a 250ºC, de modo particularmente preferible en el intervalo
de 0ºC a 200ºC. Según un aspecto particular de la presente
invención, la temperatura durante la producción de la masa fundida
de polímero se selecciona de 10ºC hasta 200ºC, de modo
particularmente preferido en el intervalo de 15ºC a 150ºC por
encima de la temperatura de solidificación del polímero
hiperramificado. La presión empleada durante la producción de la
masa fundida de polímero no es crítica tampoco, dependiendo ésta en
dichos casos de la clase de la sustancia de peso molecular bajo y de
la temperatura de solidificación del polímero hiperramificado. Por
ejemplo, la presión puede seleccionarse dentro del intervalo de 0,1
mbares a 200 bares, preferiblemente en el intervalo de 10 mbares a
100 bares.
Según un aspecto particular de la presente
invención, preferiblemente no se añade a la masa fundida de polímero
disolvente alguno, particularmente ningún disolvente orgánico, no
conteniendo de modo particularmente preferido las masas fundidas de
polímero disolvente alguno. Como disolvente orgánico se entiende en
este contexto una sustancia, en la cual es soluble el polímero
hiperramificado, y que tiene que separarse durante el proceso de
producción, dado que este compuesto no debe estar contenido en los
preparados. En este contexto, debe entenderse que muchas de las
sustancias de peso molecular bajo expuestas anteriormente pueden
tener propiedades de disolvente. Sin embargo, estas sustancias son
un componente deseado de los preparados, por lo que estos compuestos
no representan disolvente alguno en el marco de la presente
invención. Por tanto, no es necesaria la utilización de disolventes
para la realización del proceso. Por otra parte, algunas sustancias
de peso molecular bajo se suministran en forma disuelta, no siendo
críticos en general los disolventes utilizados en este caso para la
utilización de la sustancia de peso molecular bajo, por lo que éstos
son por ejemplo inofensivos desde el punto de vista sanitario, en
caso de que la sustancia de peso molecular bajo sea biológicamente
activa. Los adyuvantes de este tipo no tienen que separarse
necesariamente antes de la producción de la masa fundida de
polímero. En muchos casos estas sustancias adyuvantes pueden
incorporarse en la masa fundida de polímero.
La masa fundida de polímero descrita
anteriormente se conduce según la invención a una segunda fase
líquida, en la cual el polímero hiperramificado es difícilmente
soluble y que tiene una temperatura de solidificación inferior a la
temperatura de solidificación del polímero hiperramificado.
El concepto "difícilmente soluble"
significa que la solubilidad del polímero hiperramificado en la
segunda fase líquida debe ser lo más pequeña posible. La
solubilidad es en muchos casos dependiente de la temperatura. Por
consiguiente, las condiciones de dispersión pueden seleccionarse en
muchos casos de tal modo que una proporción lo más pequeña posible
del polímero hiperramificado se disuelva en la segunda fase líquida.
Preferiblemente, el polímero hiperramificado tiene una solubilidad
a la temperatura de dispersión según el método del matraz de 20% en
peso como máximo, preferiblemente 10% en peso como máximo en la
segunda fase líquida.
La segunda fase líquida tiene una temperatura de
solidificación inferior a la temperatura de solidificación del
polímero hiperramificado. Por regla general, esta temperatura se
deduce de la temperatura de fusión o de la temperatura de
transición vítrea del constituyente principal de la segunda fase
líquida, pudiendo producirse disminuciones del punto de
solidificación por medio de adyuvantes o aditivos, o por utilización
de mezclas de materiales. Esta magnitud puede obtenerse a partir de
medidas DSC, mencionándose los puntos de fusión o puntos de
solidificación de los constituyentes habituales principales de la
segunda fase líquida en obras de consulta.
Preferiblemente, la segunda fase líquida
comprende sustancias inofensivas desde el punto de vista sanitario,
que exhiben de modo particularmente preferido una aprobación según
el Registro de Aditivos Alimentarios de la Comunidad según la
regulación (EC) No. 1831/2003, Rev. 4 Status: publicada el 29 de
mayo de 2006 (FDA).
En el caso de la utilización de polímeros
hiperramificados hidrófobos, se emplea en la segunda fase líquida
preferiblemente al menos una sustancia hidrófila como constituyente
principal. A las sustancias hidrófilas, que pueden estar contenidas
como constituyente principal en la segunda fase líquida, pertenecen
particularmente agua y alcoholes con 1 a 7, preferiblemente 1 a 4
átomos de carbono, particularmente metanol, etanol, propanol y/o
butanol.
La segunda fase líquida puede contener además
del constituyente principal adyuvantes adicionales, particularmente
dispersantes y estabilizadores. Estos adyuvantes son conocidos por
los expertos, contrarrestando los dispersantes una agregación de
las partículas. A ellos pertenecen particularmente emulsionantes,
coloides protectores y agentes tensioactivos, que pueden emplearse
en cada caso dependiendo de los polímeros hiperramificados
empleados, la sustancia de peso molecular bajo y el constituyente
principal de la segunda fase líquida. A los agentes tensioactivos
preferidos pertenecen particularmente agentes tensioactivos
aniónicos, como lauriletersulfato, agentes tensioactivos catiónicos
y agentes tensioactivos no iónicos, como por ejemplo
poli(alcoholes vinílicos) y alcoholes grasos etoxilados.
Pueden emplearse estabilizadores para una multiplicidad de
aplicaciones, obteniendo o estabilizando estos adyuvantes obtienen
un estado deseado inestable. A ellos pertenecen particularmente
agentes de impedimento de la sedimentación, como pectinas y/o
carragenano.
Preferiblemente, la segunda fase líquida
comprende 60 a 100% en peso del constituyente principal, por ejemplo
las sustancias hidrófilas expuestas anteriormente, como agua o
alcoholes con hasta 4 átomos de carbono. Adicionalmente, la segunda
fase líquida puede contener 0 a 40% en peso de sustancias
adyuvantes, particularmente 0 a 20% en peso de emulsionantes y 0 a
20% de estabilizadores.
La masa fundida de polímero incorporada en la
segunda fase líquida se dispersa a una temperatura que es mayor o
igual que la temperatura de solidificación del polímero
hiperramificado.
La temperatura de solidificación del polímero
hiperramificado designa en el marco de la presente invención la
temperatura a la cual se solidifica el polímero hiperramificado, de
tal modo que las partículas de polímero ya no se aglomeran a esta
temperatura sin influencias externas para formar aglomerados más
gruesos. Dependiendo de la constitución y las propiedades de
cristalización, la temperatura de solidificación puede venir dada
por ejemplo por la temperatura de transición vítrea o la temperatura
de fusión del polímero hiperramificado, que puede determinarse por
ejemplo por el proceso DSC (Differential Scanning Calorimetry;
Calorimetría Diferencial Dinámica).
En este caso, debe tenerse en cuenta que los
polímeros parcialmente cristalinos pueden exhibir no sólo una
temperatura de transición vítrea sino también una temperatura de
fusión, siendo decisiva en este caso la temperatura a la cual las
partículas no exhiben aglomeración alguna. En caso de que la
superficie sea esencialmente cristalina, entonces es decisivo en
muchos casos el punto de fusión de estos constituyentes.
En este contexto, dispersión significa que la
masa fundida de polímero que comprende al menos una sustancia de
peso molecular bajo está finamente distribuida en la segunda fase
líquida continua. La dispersión puede realizarse en este caso con
aparatos y dispositivos conocidos, como por ejemplo dispositivos de
agitación, que comprenden una caldera de agitación con agitadores
de hélice, de discos, de discos dentados, de áncora, de espiral, de
paletas, de cuchillas, de paletas oblicuas, de paletas cruzadas, de
tornillo, MIG, INTERMIG, ULTRA-TURRAX, de tornillo
sin fin, de cinta, de dedo, de cesto, de rodete, así como
dispersores y homogeneizadores, que pueden operar entre otras cosas
con ultrasonidos. Los dispositivos pueden contener por regla general
al menos un eje, en el cual pueden estar montados a su vez
preferiblemente 1 a 5 elementos de agitación.
La duración y el aporte de energía del
dispersante dependen en este contexto del tamaño de partícula y de
la distribución de tamaños de partícula deseados. Por consiguiente,
la duración del dispersante puede seleccionarse dentro de un
intervalo amplio. Preferiblemente, la dispersión se realiza durante
un periodo de tiempo comprendido en el intervalo de 1 segundo a 5
horas, de modo particularmente preferido en el intervalo de 10
segundos a 2 horas.
Según un aspecto adicional, la masa fundida de
polímero puede comprender preferiblemente 10 a 99,99% en peso, de
modo particularmente preferido 50 a 99,00% en peso y de modo muy
particularmente preferido 70 a 90% en peso de polímero
hiperramificado. Adicionalmente, la masa fundida de polímero puede
comprender preferiblemente 0,01% en peso a 90% en peso,
preferiblemente 1% en peso a 50% en peso y de modo muy
particularmente preferido 10% en peso a 30% en peso de sustancia de
peso molecular bajo.
Según un aspecto particular de la presente
invención, el Número de Newton puede estar comprendido durante la
dispersión preferiblemente en el intervalo de 0,1 a 1000, de modo
particularmente preferido en el intervalo de 0,4 a 800.
Dependiendo de una forma de realización
particular del proceso correspondiente a la invención, el Número de
Reynolds durante la dispersión está comprendido preferiblemente en
el intervalo de 1 a 10^{7}, de modo particularmente preferido en
el intervalo de 10 a 10^{6}.
Los parámetros necesarios para ello dependen de
los dispositivos descritos anteriormente. Preferiblemente, la
velocidad de agitación puede estar comprendida en el intervalo de 10
a 25.000 revoluciones por minuto, de modo particularmente preferido
en el intervalo de 20 a 10.000 revoluciones por minuto.
En este contexto el Número de Newton empleado o
la velocidad de agitación dependen del tamaño de partícula y de la
distribución de tamaños de partícula deseados. Cuanto más energía se
aporte y sea más prolongado el tiempo de dispersión, pueden
obtenerse tamaños de partícula tanto menores. Una distribución
estrecha de tamaños de partícula puede obtenerse asimismo por una
alta energía de dispersión y un tiempo de dispersión prolongado.
Por otra parte, los tiempos de dispersión prolongados y las energías
de dispersión elevadas están en muchos casos ligados a cortes
adicionales.
La temperatura a la cual se dispersa la masa
fundida de polímero en la segunda fase líquida puede asimismo estar
comprendida dentro de un intervalo amplio, siendo éste dependiente
entre otras cosas de la temperatura de solidificación del polímero
pre-ramificado. Preferiblemente, la temperatura está
comprendida en el intervalo de -20ºC a 250ºC, de modo
particularmente preferido en el intervalo de 0 a 200ºC. La presión
empleada en la dispersión de la masa fundida de polímero no es
crítica tampoco, dependiendo ésta en muchos casos del tipo de la
sustancia de peso molecular bajo y de la temperatura de
solidificación del polímero hiperramificado. Por ejemplo, la
presión puede seleccionarse en el intervalo de 10 mbares a 200
bares, preferiblemente en el intervalo de 100 mbares a
100 bares.
100 bares.
La temperatura durante la dispersión es mayor o
igual que la temperatura de solidificación del polímero
hiperramificado. Preferiblemente, la temperatura de dispersión está
comprendida entre 1ºC y 200ºC, de modo particularmente preferible
5ºC a 150ºC y de modo muy particularmente preferible 10 a 50ºC por
encima de la temperatura de solidificación del polímero
hiperramificado.
La relación en peso de masa fundida de polímero
a segunda fase líquida puede estar comprendida dentro de un
intervalo amplio. Preferiblemente, esta relación está comprendida en
el intervalo de 1:1 a 1:1000, de modo particularmente preferible
1:1,5 a 1:500.
Durante la dispersión, la composición puede
contener por ejemplo 50 a 99% en peso, preferiblemente 70 a 98% en
peso de segunda fase líquida y 1 a 50% en peso, preferiblemente 2 a
30% en peso de masa fundida de polímero.
Una vez que la masa fundida de polímero está
dispersada en la segunda fase líquida, la masa fundida de polímero
dispersada se solidifica. La solidificación puede tener lugar por
métodos conocidos, por ejemplo por adición de sales a una
temperatura ligeramente superior a la temperatura de solidificación
o por enfriamiento. Preferiblemente, la solidificación de la masa
fundida de polímero se produce por enfriamiento de la segunda fase
líquida a una temperatura inferior a la temperatura de
solidificación del polímero hiperramificado.
El tipo de enfriamiento depende entre otras
cosas del tamaño de partícula y la distribución de tamaños de
partícula deseados. Un enfriamiento rápido puede conducir entre
otras cosas a una distribución de tamaños de partícula
particularmente uniforme y partículas pequeñas, dado que puede
evitarse una agregación. En este caso la formación de agregados es
menor para un volumen de enfriamiento grande.
Adicionalmente, la distribución de tamaños de
partícula y el tamaño de las partículas pueden verse influidos por
adyuvantes, como por ejemplo dispersantes y emulsionantes. Estos
aditivos pueden añadirse por ejemplo en la segunda fase, pudiendo
realizarse una aditivación de la superficie de las partículas
formadas. Esta aditivación puede reducir también una agregación de
las micropartículas durante el secado o durante el
almacenamiento.
Dependiendo de la aplicación, la composición así
obtenida puede transformarse adicionalmente de modo inmediato, sin
que se realice una purificación, concentración o separación. Según
una forma de realización particular, el presente proceso puede
comprender el paso de separación de las micropartículas formadas en
la segunda fase
líquida.
líquida.
La separación puede realizarse por procesos
conocidos, particularmente por filtración, centrifugación,
sedimentación, separación magnética, flotación, tamizado o
decantación, pudiendo emplearse los procesos individualmente o en
combinación. En este caso, los compuestos de la segunda fase líquida
pueden separarse esencialmente por completo, de tal modo que se
obtengan micropartículas secas o las partículas pueden concentrarse,
en cuyo caso están contenidas todavía cantidades relativamente
grandes de compuestos de la segunda fase líquida del producto
final. Preferiblemente, el producto final puede contener al menos
80% en peso de micropartículas, de modo particularmente preferido al
menos 95% en peso de micropartículas.
Los dispositivos que pueden utilizarse para la
separación o concentración de las micropartículas, denominados en
lo sucesivo también separadores, son generalmente conocidos. Así
pueden emplearse, entre otros, centrífugas, decantadores,
separadores de fuerza centrífuga, filtros, por ejemplo filtros de
gravedad, filtros de aspiración (filtros de vacío), filtros de
presión, filtros de aspiración-presión,
filtros-prensa, filtros de
tambor-vacío, filtros de cinta, filtros de discos,
filtros planos, filtros-prensa de cámara,
filtros-prensa de marco, filtros de cartucho,
filtros de hojas, placas filtrantes de membrana y/o prensas de cinta
tamizadora.
La temperatura durante la separación o
concentración puede estar comprendida asimismo dentro de un
intervalo amplio, dependiendo ésta entre otras cosas de la
temperatura de solidificación del polímero hiperramificado. A fin
de evitar una agregación de las partículas, la temperatura
seleccionada debería ser inferior a la temperatura de
solidificación del polímero hiperramificado. Preferiblemente, la
temperatura está comprendida en el intervalo de -20ºC a 250ºC, de
modo particularmente preferible en el intervalo de -10ºC a 100ºC. La
presión empleada durante la separación o concentración no es
crítica tampoco, dependiendo ésta en muchos casos del tipo de la
sustancia de peso molecular bajo y de la temperatura de
solidificación del polímero hiperramificado. Por ejemplo, la
presión puede seleccionarse dentro del intervalo de 10 mbares a 200
bares, preferiblemente dentro del intervalo de 100 mbares a 100
bares.
Después de la separación, las partículas
obtenidas pueden lavarse. A este fin, las partículas pueden tratarse
con un líquido de lavado, con objeto de separar de las partículas
los restos de aditivos y/o de la sustancia de peso molecular bajo
que se encuentran en la superficie de las partículas. Por
consiguiente, las partículas, particularmente los polímeros
hiperramificados no deberían ser solubles en el líquido de lavado.
Por otro lado, la sustancia a separar, por ejemplo la sustancia de
peso molecular bajo, debería exhibir una solubilidad lo mayor
posible. Entre los líquidos hidrófilos de lavado preferidos se
encuentran particularmente agua y/o alcoholes con 1 a 7,
preferiblemente 1 a 4 átomos de carbono, particularmente metanol,
etanol, propanol y/o butanol. Estos líquidos pueden emplearse
también en forma de mezclas de dos, tres o más líquidos.
La temperatura durante el lavado puede
encontrarse también dentro de un intervalo amplio, dependiendo éste
entre otras cosas de la temperatura de solidificación del polímero
hiperramificado. A fin de evitar una agregación de las partículas,
la temperatura seleccionada debería ser inferior a la temperatura de
solidificación del polímero hiperramificado. Preferiblemente, la
temperatura está comprendida dentro del intervalo de -20ºC a 250ºC,
de modo particularmente preferido en el intervalo de -10ºC a 100ºC.
La presión empleada durante el lavado no es crítica tampoco, siendo
ésta dependiente en muchos casos de la clase de la sustancia de peso
molecular bajo y de la temperatura de solidificación del polímero
hiperramificado. Por ejemplo, la presión durante el lavado puede
seleccionarse dentro del intervalo de 10 mbares a 200 bares,
preferiblemente en el intervalo de 100 mbares a 100 bares.
Los dispositivos que pueden utilizarse para el
lavado de las partículas son conocidos por regla general. Así,
pueden emplearse por ejemplo dispositivos que comprenden un depósito
mezclador y un separador. Los depósitos mezcladores comprenden
preferiblemente los aparatos y dispositivos descritos anteriormente
para la dispersión. Adicionalmente, los depósitos mezcladores
pueden estar provistos de termorregulación. Por consiguiente, estos
depósitos mezcladores pueden incluir elementos calentadores o
enfriadores.
En un paso ulterior, las micropartículas
obtenidas pueden secarse. Los dispositivos que pueden utilizarse
para el secado de las micropartículas son generalmente conocidos.
Así, pueden emplearse entre otros secadores de tambor, secadores
oscilantes, secadores de plato, secadores de tornillo sin fin,
secadores de paletas, secadores de cilindros, secadores de
rodillos, liofilizadores, secadores de lecho fluidizado, secadores
de pulverización, secadores de suspensión, molinos secadores,
secadores de rejilla, secadores de túnel, secadores de vacío y/o
secadores vacío-contacto.
La temperatura durante el secado puede estar
comprendida asimismo dentro de un intervalo amplio, dependiendo
éste entre otras cosas de la temperatura de solidificación del
polímero hiperramificado. A fin de evitar una agregación de las
partículas, la temperatura seleccionada debería ser inferior a la
temperatura de solidificación del polímero hiperramificado.
Preferiblemente, la temperatura durante el secado está comprendida
en el intervalo de -20ºC a 150ºC, de modo particularmente
preferible en el intervalo de -10ºC a 100ºC. La presión empleada
durante el secado no es crítica tampoco, dependiendo ésta en muchos
casos de la clase de la sustancia de peso molecular bajo y de la
temperatura de solidificación del polímero hiperramificado. Por
ejemplo, la presión puede estar comprendida en el intervalo de 0,1
mbar a 10 bares, preferiblemente en el intervalo de 0,2 mbares a 2
bares.
El proceso descrito anteriormente puede
realizarse con instalaciones sencillas, que pueden estar
constituidas por componentes conocidos en sí mismos. Instalaciones
apropiadas comprenden preferiblemente al menos dos depósitos
mezcladores y un separador, donde los depósitos mezcladores están
unidos entre sí por al menos una conducción y el segundo depósito
mezclador está unido al separador. La segunda fase retirada en el
separador puede devolverse de nuevo por una conducción de reciclo a
un depósito mezclador.
Según una forma de realización preferida, en la
tubería comprendida entre el primer depósito mezclador, en el cual
se produce la masa fundida de polímero y el segundo depósito
mezclador, en el cual se dispersa la masa fundida de polímero en la
segunda fase líquida, puede estar provista una bomba, que es
adecuada para líquidos muy viscosos. Entre las bombas preferidas se
encuentran particularmente bombas de tornillo, por ejemplo bombas
de tornillo con 1, 2 ó 3 tornillos, compresores de tornillo, bombas
de paletas, bombas de émbolos giratorios, bombas rotatorias, bombas
de pistón, bombas de pistón rotatorio y/o bombas de
peristálticas.
Según un aspecto particular de la presente
invención, la instalación contiene preferiblemente al menos tres
depósitos mezcladores, donde al menos dos depósitos mezcladores
están unidos por conducciones con al menos un depósito mezclador.
En este caso al menos un depósito mezclador sirve para la producción
de la masa fundida de polímero, al menos un depósito mezclador para
la producción de la segunda fase líquida y al menos un depósito
mezclador para la dispersión de la masa fundida de polímero en la
segunda fase líquida. La masa fundida de polímero y la segunda fase
líquida pueden producirse en depósitos mezcladores separados
adicionales por cargas o continuamente, a fin de garantizar una
producción continua de micropartículas.
Preferiblemente, la instalación puede contener
al menos un secador, que está unido al separador. Adicionalmente, la
instalación puede comprender preferiblemente un dispositivo para
lavado de las partículas.
La solidificación de la masa fundida de polímero
en la dispersión puede realizarse en la instalación por medio de
diversas medidas. Por ejemplo, puede enfriarse en el depósito
mezclador, en el cual se ha preparado la dispersión. Esto puede
realizarse por ejemplo por un enfriamiento externo o por adición de
líquidos que tienen preferiblemente la misma composición o una
composición análoga a la de la segunda fase líquida. Preferiblemente
puede emplearse también para ello un transportador de calor o
cambiador de calor, una válvula de mezcla o un depósito mezclador
adicional.
La instalación puede comprender bombas, que
pueden servir por ejemplo para el transporte de líquidos o para la
obtención de sobrepresión o presión subatmosférica. Las bombas
apropiadas dependen de la finalidad respectiva. A las bombas
preferidas pertenecen por ejemplo bombas impelentes, como por
ejemplo elevadores de agua, transportadores de tornillo sin fin,
bombas de fuelle, bombas de pistón, bombas de pistón rotatorias,
bombas de engranajes con engranajes externos/internos, bombas de
membrana, bombas de distribuidor giratorio, bombas centrífugas,
bombas peristálticas, bombas de correa dentadas, bombas de husillo
helicoidal excéntrico, bombas de tornillo y compresores de tornillo,
y/o arietes hidráulicos;
bombas hidráulicas, como por ejemplo bombas
centrífugas, bombas axiales, bombas diagonales y/o bombas
radiales;
bombas de burbuja, bombas de chorro de agua,
bombas de chorro de vapor, sifones de choque (arietes hidráulicos),
bombas de caballete (bombas de sondeos);
bombas de vacío, como por ejemplo bombas
impelentes, bombas con fluido de arrastre, bombas moleculares,
bombas turbomoleculares, bombas criogénicas, bombas de sorción, y
bombas de difusión de aceite.
Instalaciones de este tipo se ilustran a modo de
ejemplo en las figuras subsiguientes descritas con mayor
detalle.
La Figura 1 describe una primera forma de
realización de una instalación para la ejecución del proceso de la
presente invención.
En la Figura 1, se muestra una primera forma de
realización de una instalación para la ejecución del proceso de la
presente invención. Esta instalación puede exhibir por ejemplo una,
dos o más alimentaciones 1 ó 2, por ejemplo tuberías o tornillos
sin fin de alimentación, a través de los cuales se alimentan el uno
o más polímeros hiperramificados y/o una o más sustancias de peso
molecular bajo a un primer depósito mezclador 3. En el depósito
mezclador 3, las sustancias alimentadas pueden transformarse en una
masa fundida de polímero, que comprende al menos un polímero
hiperramificado y al menos una sustancia de peso molecular bajo. En
el depósito mezclador 3 pueden distribuirse finamente los
componentes unos en otros. De este modo puede producirse por
ejemplo una solución, una dispersión o una suspensión. En muchos
casos el polímero hiperramificado forma la fase matriz, en la cual
está distribuida la sustancia de peso molecular bajo. Para ello
pueden emplearse los dispositivos descritos anteriormente.
La masa fundida de polímero obtenida en el
depósito mezclador 3 puede transportarse por ejemplo con una bomba 4
pasando por la conducción 5, por ejemplo una tubería, al depósito
mezclador 6.
El depósito mezclador 6 puede presentar una,
dos, tres, cuatro o más conducciones adicionales 7, 8, 9, 10, por
ejemplo tuberías u órganos transportadores de alimentación, como
tornillos o bombas, a través de los cuales pueden añadirse por
ejemplo estabilizadores, emulsionantes, agua caliente y/o agua fría.
En la descripción de la figura presente se emplea a modo de ejemplo
agua como segunda fase líquida. Sin embargo, es evidente para el
experto que puede emplearse asimismo cualquier otro compuesto
descrito anteriormente como constituyente principal de la segunda
fase líquida en lugar de o junto con agua. El agua sirve por tanto
exclusivamente como ejemplo para los compuestos descritos
anteriormente, que pueden sustituirse convenientemente por las otras
sustancias.
Las conducciones de alimentación 7, 8, 9, 10
pueden desembocar todas ellas en el depósito mezclador 6.
Adicionalmente, estas conducciones de alimentación pueden reunirse
también antes de la entrada en el depósito mezclador 6.
Antes de la alimentación de la masa fundida de
polímero en el depósito mezclador 6, puede producirse por ejemplo
en las tuberías 7, 8, y 9 una solución que comprende como
constituyente principal por ejemplo agua o etanol así como
adyuvantes, por ejemplo estabilizadores y emulsionantes. Esta
solución puede calentarse a una temperatura superior a la
temperatura de solidificación del polímero hiperramificado.
Adicionalmente, los componentes alimentados pueden poseer ya una
temperatura conveniente.
Después de la producción de una solución
correspondiente en el depósito mezclador 6, la masa fundida de
polímero producida en el depósito mezclador 3 puede alimentarse al
depósito mezclador 6. En el depósito mezclador 6, la masa fundida
de polímero se dispersa en la solución descrita anteriormente. Para
ello, el depósito mezclador 6 dispone de dispositivos para
dispersión conocidos. Para ello pueden emplearse los dispositivos
descritos anteriormente.
Después que se han obtenido por la dispersión el
tamaño y la distribución de tamaños de las gotitas deseados, la
masa fundida de polímero presente dispersada en la segunda fase
líquida, por ejemplo agua, puede solidificarse. Para ello puede
introducirse por ejemplo agua fría en el depósito mezclador 6 por
una conducción 10. Adicionalmente, el depósito mezclador 6 puede
enfriarse por medio de un fluido refrigerante, que se hace pasar por
medio de un transportador de calor o una doble envoltura.
Las partículas así obtenidas pueden separarse de
la segunda fase líquida. Para ello, la composición obtenida en el
depósito mezclador 6, que contiene las micropartículas
solidificadas, puede conducirse por ejemplo con una bomba 11 a
través de la tubería 12 al separador 13. El separador 13 sirve para
la separación o concentración ulterior de las micropartículas
contenidas en la segunda fase líquida, pudiendo emplearse para ello
cualquiera de los dispositivos indicados anteriormente. En este
caso se separan en el separador las micropartículas de la segunda
fase líquida, pudiendo ser suficiente en muchos casos una
concentración ulterior. La segunda fase líquida separada, que puede
contener por ejemplo agua, emulsionantes y estabilizadores, puede
hacerse pasar a través de una conducción de reciclo 14, por ejemplo
una tubería, al depósito mezclador 6.
Las micropartículas separadas pueden enviarse al
secador 17 por ejemplo con una bomba 15 a través de la concentración
de alimentación 16, por ejemplo, una tubería. En el secador 17
pueden eliminarse los restos de la segunda fase líquida, por ejemplo
agua. Las micropartículas secas pueden retirarse del secador por la
tubería 18.
Las temperaturas durante la carga pueden estar
comprendidas dentro de un intervalo amplio. Preferiblemente, la
carga se realiza a una temperatura en el intervalo de -10º a 150ºC,
de modo particularmente preferido 0ºC a 80ºC.
Los preparados correspondientes a la invención
pueden contener una proporción sorprendentemente alta de la
sustancia de peso molecular bajo. Según un aspecto particular de la
presente invención, la relación en peso de polímero hiperramificado
a sustancia de peso molecular bajo puede estar comprendida en el
intervalo de 40:1 a 0,5:1, de modo particularmente preferible en el
intervalo de 20:1 a 2:1. El grado de carga puede preferiblemente
estar comprendido en un intervalo de 1% a 99%, de modo
particularmente preferido 5% a 90% y muy particularmente 10 a 30%,
viniendo dado el grado de carga por la relación en peso de la
sustancia de peso molecular bajo al peso total del preparado.
Las sustancias de peso molecular bajo pueden
liberarse de la combinación correspondiente a la invención o del
preparado correspondiente a la invención de cualquier manera
deseada. Por ejemplo puede emplearse una degradación enzimática
para liberar la sustancia de peso molecular bajo. De este modo, el
tiempo de liberación puede controlarse por la tasa de
degradación.
Adicionalmente, la liberación puede controlarse
por un cambio del valor de pH, temperatura, pH, frecuencia de
radiación y tipo de medio.
El tipo de medio puede modificarse por ejemplo
mediante la adición de disolventes.
Como disolventes para la variación del medio
pueden emplearse entre otros agua, alcoholes como etanol o
isopropanol, CO_{2} comprimido, propano comprimido,
tetrahidrofurano, tolueno, acetona, peróxido de benzoílo, soluciones
acuosas de HCl, hexano, ácido acético, etanodiol, diclorometano,
dicloroetano o líquidos iónicos.
Dependiendo del grado de funcionalización del
polímero hiperramificado y del medio en el que debe liberarse la
sustancia de peso molecular bajo, pueden añadirse por tanto los
disolventes más diversos, a fin de obtener una liberación lo más
retardada posible o lo más rápida posible. En caso de realizarse la
liberación de las sustancias de peso molecular bajo encapsuladas en
medios polares, la liberación es tanto más lenta cuanto más grupos
OH del poliéster de núcleo hiperramificado estén
esterificados/funcionalizados con ácidos grasos. Este efecto puede
favorecerse por adición de disolventes adecuados.
Adicionalmente, la liberación del principio
activo puede controlarse por el espesor de la vaina de polímero de
soporte, que rodea la sustancia de peso molecular bajo o el
principio activo, y/o por el grado de funcionalización/grado de
hidrofobización o el número de hidroxilo del polímero
hiperramificado.
El tiempo de liberación es tanto mayor cuanto
más gruesa es la vaina de polímero de soporte. El espesor de la
vaina de polímero de soporte puede aumentarse particularmente por
aumento de la concentración de polímero en la mezcla de partida
(constituida por al menos un polímero hiperramificado y una
sustancia de peso molecular bajo). En este contexto puede tener
influencia el tipo de proceso de encapsulación sobre esta magnitud,
pudiendo seleccionar el experto por simples ensayos de rutina el
proceso más apropiado para la finalidad deseada de entre los
mencionados anteriormente.
Sorprendentemente, se ha encontrado que en el
caso de los polímeros de soporte hiperramificados la concentración
en la mezcla de partida (constituida por disolvente + polímero de
soporte + sustancia de peso molecular bajo) puede elevarse por
encima de las concentraciones habituales en la técnica anterior de
10% en peso hasta una concentración de polímero de 70% en peso. La
concentración de polímero finalmente deseada es decisiva, junto con
el control de la temperatura o la modificación del valor de pH o el
poder de disolución del disolvente en cuanto al espesor de la vaina
de polímero y por consiguiente en cuanto al tiempo de
liberación.
Además del espesor de la vaina de polímero de
soporte, el grado de funcionalización o el número de hidroxilo
deciden en cuanto al tiempo de liberación. En caso de que la
liberación de la sustancia de peso molecular bajo encapsulada se
realice en medios polares, la liberación es tanto más lenta cuanto
más grupos OH del poliéster de núcleo hiperramificado estén
esterificados/funcionalizados con ácidos grasos.
Los preparados de la presente invención pueden
emplearse en numerosas aplicaciones. Por ejemplo, los preparados
pueden emplearse como endurecedores, como agentes de reticulación,
como catalizadores, como antiespumantes, como dispersantes, como
aditivos con acción antimicrobiana o antifúngica, como aditivos para
aumento de la resistencia al rayado de superficies, como aditivos
en revestimientos o adhesivos, como mejoradores de la fluidez y/o
como s para hormigón. Adicionalmente, los preparados pueden
utilizarse en cosméticos, en medicamentos, en desodorantes, en
agentes nutrientes, en piensos, en bebidas, en revestimientos de
paredes o suelos, en materiales para juntas, en empaquetaduras y/o
en sistemas de barnices.
Según un aspecto particular de la presente
invención, el preparado comprende preferiblemente sólo pequeñas
cantidades de creatina, ácido fólico o tocoferol, en caso de que se
empleen exclusivamente estos materiales como sustancia de peso
molecular bajo. De modo particularmente preferido, la cantidad de
queratina, ácido fólico o tocoferol está limitada a 10% en peso, de
modo particularmente preferible 5% en peso, referida al peso del
preparado, en caso de que el preparado no contenga ninguna sustancia
adicional de peso molecular bajo. No obstante, se prefieren
preparados que contienen combinaciones de creatina, ácido fólico y/o
tocoferol entre sí o con sustancias de peso molecular bajo
adicionales, pudiendo contener estos preparados más de 10% en peso
de creatina, ácido fólico o tocoferol.
A continuación se ilustra con mayor detalle la
presente invención por medio de ejemplos, sin que ello deba
considerarse como una limitación.
\vskip1.000000\baselineskip
Con utilización de la instalación representada
en la Figura 1 se produjo un preparado correspondiente a la
invención, que comprendía DL-metionina y un
poliéster hiperramificado.
El poliéster hiperramificado empleado se obtuvo
por hidrofobización de un poliéster hiperramificado hidrófilo, que
tenía un valor medio ponderado de peso molecular Mw de 3500 g/mol,
una temperatura vítrea de aproximadamente 35ºC y un número de
hidroxilo de aproximadamente 490 mg KOH/g (disponible comercialmente
de la firma Perstorp® bajo la designación Boltorn H30®). La
hidrofobización se realizó por esterificación del polímero hidrófilo
con una mezcla de ácido eicosanoico y ácido behénico (relación
expresada en peso de ácido eicosanoico a ácido behénico = 2 a 3),
donde 90% de los grupos hidroxilo del polímero hidrófilo habían
reaccionado. El peso molecular Mw era 10.500 g/mol. Otras
particularidades para la producción del polímero hidrófilo así como
para la esterificación pueden extraerse de los documentos
EP-B1-0630389 o WO 93/01760.
Para la producción del preparado se dispersaron
20% en peso del aminoácido DL-metionina
(CAS:59-51-8; disponible
comercialmente de la firma Degussa® AG; molido, tamaño de partícula
d90 en el intervalo de 1 \mum a 100 \mum) en el polímero
fundido a una temperatura de aproximadamente 95ºC con un agitador
espiral a 200 revoluciones por minuto en un primer depósito
mezclador durante 5 minutos.
En un depósito mezclador adicional se cargó
inicialmente una mezcla de agentes tensioactivos constituida por 1%
en peso de poli(alcohol vinílico) (M = 6000 g/mol,
Polisciences®, Warrington, EE.UU.) y 0,1% en peso de un alcohol
graso etoxilado (Tego® Alkanol L4 de la firma Degussa® AG) en agua a
70ºC con agitación.
A continuación, la masa fundida de polímero
producida en el primer depósito mezclador, que comprendía además del
polímero la sustancia de peso molecular bajo, se transfirió desde el
primer depósito mezclador bajo agitación continua con un agitador
ULTRA-TURRAX a 2000 revoluciones por minuto al
segundo depósito mezclador a 70ºC.
Después de un tiempo de residencia de 0,5 a 10
minutos y un enfriamiento de la composición contenida en el segundo
depósito mezclador a una temperatura, que era 15ºC inferior a la
temperatura de fusión del polímero, se formaron partículas. Con una
bomba peristáltica se envió la suspensión a una centrífuga, en la
cual se separaron las partículas del principio activo a 25ºC de la
fase continua. A continuación, las partículas del principio activo
se secaron en un secador de vacío a 25ºC y 10 mbares durante 100
h.
Estas partículas presentaban una distribución de
tamaños de partícula de 200 \mum < d_{90,part\text{í}cula}
< 300 \mum. Las partículas estaban exentas de disolventes
indeseables y estaban constituidas por el poliéster hiperramificado
modificado con ácidos grasos y aprox. 12% en peso de
DL-metionina, referido a la masa de la
partícula.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió esencialmente el Ejemplo 1,
empleándose sin embargo un poliéster hiperramificado, que se había
obtenido por hidrofobización de Boltorn H30® con una mezcla de ácido
esteárico y ácido palmítico (relación expresada en peso de ácido
esteárico a ácido palmítico = 2 a 1), donde el 50% de los grupos
hidroxilo del polímero hidrófilo se habían transformado. El peso
molecular M_{w} era 7500 g/mol.
Las partículas obtenidas presentaban una
distribución de tamaños de partícula de 150 \mum <
d_{90,part\text{í}cula} < 300 \mum. Las partículas estaban
exentas de disolventes indeseables y estaban constituidas por el
poliéster hiperramificado modificado con ácidos grasos y aprox. 16%
en peso de DL-metionina, referido a la masa de la
partícula.
Se ensayaron la estabilidad al almacenamiento,
la estabilidad al cizallamiento y la degradabilidad enzimática de
las micropartículas obtenidas.
La determinación de la estabilidad al
almacenamiento se realizó por almacenamiento de las micropartículas
secas en un recipiente de vidrio, realizándose el almacenamiento a
la temperatura ambiente en una atmósfera que contenía oxígeno
(aire). Después de un tiempo de almacenamiento de 6 meses, el
contenido de metionina determinado cromatográficamente por HPLC era
al menos 98% del valor inicial.
Para el ensayo de la estabilidad al
cizallamiento, se produjo una dispersión de las micropartículas
obtenidas en un Pharmaöl (aceite de parafina WINOG 100 Pharma de
Univar GmbH). Para ello se transformaron las partículas en un
Pharmaöl estándar (aceite de parafina WINOG 100 Pharma de la firma
Univar® GmbH) con un agitador ULTRA-TURRAX, que se
hizo girar durante 1 minuto a 20.000 rpm. Una comparación de la
imagen microscópica de las partículas del principio activo antes y
después de la transformación en el Pharmaöl estándar indicó que no
se apreciaba alteración alguna de la integridad de las partículas y
que, por consiguiente, podía mantenerse el efecto protector para el
principio biológicamente activo DL-metionina.
La liberación enzimática del principio activo
contenido en las micropartículas se realizó con una lipasa. Para
ello se suspendieron 0,22 g de micropartículas en 15 ml de solución
de la enzima Lipomod 34P (Biocatalyst Lmt., Reino Unido) en tampón
de fosfato (pH 5,01) (la concentración de Lipomod 34P era 0,5
mg/ml). La muestra se guardó en un baño de agua a 37ºC sin
mezcladura. A intervalos regulares de tiempo se tomó una muestra de
2 ml. La concentración del principio activo se analizó
cromatográficamente por HPLC. Después de 24 horas se había liberado
aproximadamente el 70% de la metionina encapsulada. Por el
contrario, en la solución tampón exenta de enzima se había liberado
menos del 20% de la metionina encapsulada al cabo de 24 horas.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió esencialmente el Ejemplo 2, excepto
que se empleó L-leucina (CAS:
61-90-5; disponible comercialmente
de la firma Degussa® AG; tamaño de partícula d90 en el intervalo de
1 \mum a 10 \mum) en lugar de DL-metionina. En
este caso, la masa fundida de polímero se produjo a una temperatura
de aproximadamente 85ºC. Adicionalmente, el agitador
ULTRA-TURRAX se hizo funcionar durante el paso de la
masa fundida de polímero a la segunda fase líquida a 3000
revoluciones por minuto.
Las partículas obtenidas presentaban una
distribución de tamaños de partícula de 10 \mum <
d_{90,part\text{í}cula} < 50 \mum. Las partículas estaban
exentas de disolventes indeseables y estaban constituidas por el
poliéster hiperramificado modificado con ácidos grasos y aprox. 16%
en peso de L-leucina, referido a la masa de las
partículas.
En el estudio de la estabilidad al
cizallamiento, estas micropartículas presentaban también una alta
estabilidad. Una comparación de la imagen microscópica de las
partículas de principio activo antes y después de la incorporación
en el Pharmaöl estándar indicó que no podía apreciarse alteración
alguna de la integridad de las partículas y por tanto, que el efecto
protector para el principio biológicamente activo
L-leucina podía mantenerse.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió esencialmente el Ejemplo 2, excepto
que se empleó L-lisina (CAS:
56-87-1; molida; 50% en peso;
disponible comercialmente de la firma Degussa® AG; tamaño de
partícula d90 en el intervalo de 1 \mum a 10 \mum) en lugar de
DL-metionina. En este caso, la masa fundida de
polímero se produjo a una temperatura de aproximadamente 85ºC.
Las partículas obtenidas exhibían una
distribución de tamaños de partícula de 150 \mum <
d_{90,part\text{í}cula} < 300 \mum. Las partículas estaban
exentas de disolventes indeseables y estaban constituidas por el
poliéster hiperramificado modificado con ácidos grasos y aprox. 8%
en peso de L-lisina, referido a la masa de las
partículas.
En el estudio de la estabilidad al
cizallamiento, estas micropartículas exhibían asimismo una
estabilidad alta. Una comparación de la imagen microscópica de las
partículas de principio activo antes y después de la incorporación
en el Pharmaöl estándar indicó que no podía apreciarse alteración
alguna de la integridad de las partículas y por tanto, que el efecto
protector para el principio biológicamente activo
L-lisina podía mantenerse.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió esencialmente el Ejemplo 1,
empleándose sin embargo un poliéster hiperramificado, que se había
obtenido por hidrofobización de Boltorn H30® con una mezcla de ácido
esteárico y ácido palmítico (relación expresada en peso de ácido
esteárico a ácido palmítico = 2 a 1), donde el 95% de los grupos
hidroxilo del polímero se habían transformado. El peso molecular
M_{w} era 10.000 g/mol. Además, se empleó
L-triptófano (CAS:
73-22-3; disponible comercialmente
de la firma Degussa® AG); tamaño de partícula d90 en el intervalo
de 1 \mum a 10 \mum) en lugar de DL-metionina
como sustancia de peso molecular bajo. En este caso la masa fundida
de polímero se produjo a una temperatura de aproximadamente 85ºC.
Adicionalmente, el agitador ULTRA-TURRAX se hizo
funcionar durante el paso de la masa fundida de polímero a la
segunda fase líquida a 3000 revoluciones por minuto.
Las partículas obtenidas exhibían una
distribución de tamaños de partícula de 10 \mum <
d_{90,part\text{í}cula} < 60 \mum. Las partículas estaban
exentas de disolventes indeseables y se componían del poliéster
hiperramificado modificado con ácidos grasos y aprox. 16% en peso de
L-triptófano, referido a la masa de las
partículas.
En el estudio de la estabilidad al cizallamiento
estas micropartículas mostraban asimismo una estabilidad alta. Una
comparación de las imágenes microscópicas de las partículas del
principio activo antes y después de la incorporación en el Pharmaöl
estándar, mostró que no podía apreciarse alteración alguna de la
integridad de las partículas y por consiguiente, que el efecto
protector para el principio biológicamente activo
L-triptófano podía mantenerse.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió esencialmente el Ejemplo 5, excepto
que se empleó una solución de extracto de plátano (20% en peso de
extracto de plátano en etanol) en lugar de
L-triptófano. En este caso se disolvió 20% en
volumen de solución de extracto de plátano en el polímero
fundido.
Las partículas obtenidas tenían una distribución
de tamaños de partícula de 10 \mum < d_{90,part\text{í}cula}
< 60 \mum. Las partículas estaban exentas de disolventes
indeseables y estaban constituidas por el poliéster hiperramificado
modificado con ácidos grasos y aprox. 3% p de extracto de plátano,
referido a la masa de las partículas.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió esencialmente el Ejemplo 5, excepto
que se empleó una combinación de solución de extracto de fresa (20%
en peso de extracto de fresa en etanol) y creatina (Creapure, CAS:
50-00-1, molida, disponible
comercialmente de la firma Degussa® AG; tamaño de partícula d90 en
el intervalo de 0 \mum a 10 \mum) en lugar de
L-triptófano. En este caso se disolvieron 5% en
volumen de solución de extracto de fresa y 20% en peso de creatina
en el polímero fundido.
Las partículas obtenidas indicaban una
distribución de tamaños de partícula de 10 \mum <
d_{90,part\text{í}cula} < 60 \mum. Las partículas estaban
exentas de disolventes indeseables y estaban constituidas por el
poliéster hiperramificado modificado con ácidos grasos y aprox.
0,8% en peso de extracto de fresa y 16% en peso de creatina,
referido a la masa de las partículas.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió esencialmente el Ejemplo 5, excepto
que se empleó una combinación de ácido
L(+)-ascórbico (vitamina C, CAS:
50-81-7), molido, disponible
comercialmente de la firma AcrosOrganics®, tamaño de partícula d90
en el intervalo de 0 \mum a 10 \mum y creatina (Creapure, CAS:
50-00-1, molida, disponible
comercialmente de la firma Degussa® AG; tamaño de partícula d90 en
el intervalo de 0 \mum a 10 \mum) en lugar de
L-triptófano. En este caso se dispersaron 10% en
peso de ácido L(+)-ascórbico y 10% en peso de
creatina en el polímero fundido.
Las partículas obtenidas arrojaban una
distribución de tamaños de partícula de 10 \mum <
d_{90,part\text{í}cula} < 50 \mum. Las partículas estaban
exentas de disolventes indeseables y estaban constituidas por el
poliéster hiperramificado modificado con ácidos grasos y aprox. 8%
en peso de ácido L(+)-ascórbico y 8% en peso de
creatina, referido a la masa de las partículas.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió esencialmente el Ejemplo 5, excepto
que se empleó una combinación de solución de aroma de limón (20% en
peso de solución de aroma de limón en etanol) y percarbonato
(percarbonato de sodio para detergentes, disponible comercialmente
de la firma AcrosOrganics®; tamaño de partícula d90 en el intervalo
de 1 \mum a 10 \mum), tamaño de partícula d90 en el intervalo
de 0 \mum a 10 \mum) en lugar de L-triptófano.
En este caso se disolvieron 5% en volumen de solución de aroma de
limón y 20% en peso de percarbonato de sodio en el polímero
fundido. Adicionalmente el agitador ULTRA-TURRAX se
hizo funcionar durante el paso de la masa fundida de polímero a la
segunda fase líquida a 2000 revoluciones por minuto.
Las partículas obtenidas arrojaban una
distribución de tamaños de partícula de 10 \mum <
d_{90,part\text{í}cula} < 60 \mum. Las partículas estaban
exentas de disolventes indeseables y estaban constituidas por el
poliéster hiperramificado modificado con ácidos grasos y aprox.
0,8% en peso de aroma de limón y 16% en peso de percarbonato de
sodio, referido a la masa de las partículas.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió esencialmente el Ejemplo 2, excepto
que se empleó persulfato de amonio (CAS:
7727-54-0; disponible
comercialmente de la firma Degussa® AG; tamaño de partícula d90 en
el intervalo de 1 \mum a 200 \mum) en lugar de
DL-metionina. En este caso, la masa fundida de
polímero se produjo a una temperatura de aproximadamente 70ºC.
Las partículas obtenidas arrojaban una
distribución de tamaños de partícula de 250 \mum <
d_{90,part\text{í}cula} < 400 \mum. Las partículas estaban
exentas de disolventes indeseables y estaban constituidas por el
poliéster hiperramificado modificado con ácidos grasos y aprox. 16%
en peso de persulfato de amonio, referido a la masa de las
partículas.
\vskip1.000000\baselineskip
Se repitió esencialmente el Ejemplo 2,
empleándose sin embargo L-triptófano (CAS:
73-22-3; disponible comercialmente
de la firma Degussa® AG; tamaño de partícula d90 en el intervalo de
1 \mum a 10 \mum) en lugar de DL-metionina. En
este caso, la masa fundida de polímero se produjo a una temperatura
de aproximadamente 85ºC. Adicionalmente, el agitador
ULTRA-TURRAX se mantuvo en operación durante el paso
de la masa fundida de polímero a la segunda fase líquida a 1000
revoluciones por minuto.
Las partículas obtenidas acusaban una
distribución de tamaño de partícula de 300 \mum <
d_{90,part\text{í}cula} < 500 \mum. Las partículas estaban
exentas de disolventes indeseables y estaban constituidas por el
poliéster hiperramificado modificado con ácidos grasos y aprox. 16%
en peso de L-triptófano, referido a la masa de la
partícula. Este ejemplo indica que el tamaño de partícula puede
ajustarse fácilmente por el proceso correspondiente a la invención
a un valor deseado, sin que las partículas gruesas acusen formación
alguna de polvo fino.
Claims (34)
1. Preparado en forma de partículas que
comprende al menos una sustancia de peso molecular bajo con un peso
molecular comprendido en el intervalo de 15 g/mol a 1000 g/mol y al
menos un polímero hiperramificado, caracterizado porque las
partículas tienen un tamaño comprendido en el intervalo de 1 \mum
a 1000 \mum, la sustancia de peso molecular bajo está incluida en
una vaina, que contiene polímero hiperramificado, y el polímero
hiperramificado contiene un núcleo hidrófilo con unidades poliéster
y grupos extremos hidrófobos, donde el polímero hiperramificado
tiene un peso molecular mayor o igual que 6000 g/mol y un número de
hidroxilo en el intervalo de 0 a 200 mg KOH/g, estando comprendido
el grado de ramificación en el intervalo de 20 a 70% y el polímero
hiperramificado tiene una temperatura de fusión de al menos
30ºC.
2. Preparado según la reivindicación 1,
caracterizado porque el polímero hiperramificado tiene un
grado de funcionalización de al menos 30%.
3. Preparado según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el polímero hiperramificado tiene una
solubilidad en agua según el método del matraz a 40ºC de 10% en peso
como máximo.
4. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el núcleo
hidrófilo contiene al menos 90% en peso de unidades repetitivas, que
se derivan de monómeros formadores de poliésteres.
5. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el núcleo
hidrófilo posee una unidad central, que se deriva de una molécula
iniciadora con al menos dos grupos hidroxi, y unidades repetitivas,
que se derivan de monómeros con al menos un grupo carboxilo y al
menos dos grupos hidroxi.
6. Preparado según la reivindicación 5,
caracterizado porque la molécula iniciadora es un poliol
alifático.
7. Preparado según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado porque la molécula iniciadora se selecciona de
ditrimetilolpropano, ditrimetiloletano, dipentaeritrita,
pentaeritrita, pentaeritrita alcoxilada, trimetiloletano,
trimetilolpropano, trimetilolpropano alcoxilado, glicerina,
neopentilalcohol, dimetilolpropano y/o
1,3-dioxano-5,5-dimetanol.
8. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque los monómeros se
seleccionan del grupo constituido por ácido dimetilpropiónico,
ácido
\alpha,\alpha-bis(hidroximetil)butírico,
ácido
\alpha,\alpha,\alpha-tris(hidroximetil)acético,
ácido
\alpha,\alpha-bis(hidroximetil)valérico,
ácido
\alpha,\alpha-bis(hidroxi)propiónico
y/o
ácido 3,5-dihidroxibenzoico.
\vskip1.000000\baselineskip
9. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los grupos
extremos hidrófobos están formados por grupos que se derivan de
ácidos carboxílicos con al menos 10 átomos de carbono.
10. Preparado según la reivindicación 9,
caracterizado porque los ácidos carboxílicos tienen un punto
de fusión de al menos 40ºC.
11. Preparado según la reivindicación 9 ó 10,
caracterizado porque al menos una parte de los ácidos
carboxílicos se selecciona de ácido decanoico, ácido dodecanoico,
ácido tetradecanoico, ácido hexadecanoico, ácido heptadecanoico,
ácido octadecanoico, ácido eicosanoico, ácido docosanoico y ácido
tetracosanoico.
12. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones 9 a 11 anteriores, caracterizado porque al
menos una parte de los grupos extremos hidrófobos están formados por
grupos que se derivan de ácidos carboxílicos que tienen como máximo
18 átomos de carbono.
13. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones 9 a 11 anteriores, caracterizado porque la
proporción de ácidos carboxílicos con 12 a 18 átomos de carbono es
al menos 30% en peso, referida al peso de los ácidos carboxílicos
empleados para la hidrofobización.
14. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el polímero
hiperramificado tiene un número de ácido en el intervalo de 0 a 20
mg KOH/g.
15. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el polímero
hiperramificado tiene una temperatura de fusión de 57ºC como
máximo.
\global\parskip0.900000\baselineskip
16. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el núcleo
hidrófilo tiene un número de hidroxilo, medido antes de la
hidrofobización, comprendido en el intervalo de 400 a 600 mg
KOH/g.
17. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
sustancia de peso molecular bajo es un compuesto con un grupo
peróxido.
18. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
sustancia de peso molecular bajo es un aminoácido.
19. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
sustancia de peso molecular bajo es un catalizador.
20. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
sustancia de peso molecular bajo es un colorante y/o pigmento.
21. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
sustancia de peso molecular bajo es una vitamina.
22. Preparado con al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
sustancia de peso molecular bajo es un monómero.
23. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
sustancia de peso molecular bajo es un saborizante o
aromatizante.
24. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
sustancia de peso molecular bajo es un componente biológicamente
activo, particularmente un medicamento, una vitamina, una enzima,
una coenzima, y/o un extracto de plantas.
25. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
sustancia de peso molecular bajo es un iniciador, una silicona, un
agente tensioactivo, una sílice, un silano, un disolvente, una
carga, un reticulador reactivo, un detergente, un tinte para el
cabello y/o un aditivo para hormigón.
26. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el polímero
hiperramificado es enzimáticamente degradable.
27. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos
80% en peso de las partículas están comprendidas dentro de un
intervalo de tamaños de 100 \mum o menor.
28. Preparado según al menos una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el polímero
hiperramificado exhibe a 48ºC en una mezcla 50%/50% con agua
exclusivamente equilibrios líquido-líquido, pero no
exhibe equilibrio alguno sólido-líquido o
sólido-líquido-líquido.
29. Proceso para la producción de preparados
según al menos una de las reivindicaciones 1 a 28 por mezcladura de
un polímero hiperramificado y al menos una sustancia de peso
molecular bajo.
30. Utilización de un preparado según al menos
una de las reivindicaciones 1 a 28, como agente endurecedor, como
agente de reticulación, como catalizador, como antiespumante, como
dispersante, como aditivo con acción antimicrobiana o antifúngica,
como aditivo para aumento de la resistencia al rayado de
superficies, como aditivo en revestimientos o adhesivos, como
mejorador de la fluidez y/o como aditivo para hormigón.
31. Utilización de un preparado según al menos
una de las reivindicaciones 1 a 28 en cosméticos, en medicamentos,
en desodorantes, en productos alimenticios, en piensos, en bebidas,
en revestimientos para paredes o suelos, en materiales para juntas,
en empaquetaduras y/o en sistemas de barnices.
32. Proceso para la liberación de sustancias de
peso molecular bajo a partir de preparados según al menos una de las
reivindicaciones 1 a 28, caracterizado porque el polímero
hiperramificado se degrada enzimáticamente.
33. Proceso para producción de preparados según
al menos una de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizado
porque se utiliza un gas comprimido o se forman al menos dos fases
líquidas, conteniendo ambas fases la sustancia de peso molecular
bajo y conteniendo al menos una fase líquida un polímero
hiperramificado.
34. Proceso para la producción de preparados
según al menos una de las reivindicaciones 1 a 28, que comprende los
pasos de producción de una masa fundida de polímero que comprende al
menos un polímero hiperramificado y al menos una sustancia de peso
molecular bajo, incorporación de la masa fundida de polímero en una
segunda fase líquida, en la cual el polímero hiperramificado es
difícilmente soluble y que tiene una temperatura de solidificación
inferior a la temperatura de solidificación del polímero
hiperramificado, dispersión de la masa fundida de polímero en la
segunda fase líquida a una temperatura que es mayor o igual que la
temperatura de solidificación del polímero hiperramificado, y
solidificación de la masa fundida de polímero dispersada en la
segunda fase líquida.
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|---|---|---|---|
| DE200510051334 DE102005051334A1 (de) | 2005-10-25 | 2005-10-25 | Präparate umfassend hyperverzweigte Polymere |
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