PL182989B1

PL182989B1 - Kulista mikrokapsułka, sposób wytwarzania kulistych mikrokapsułek, kompozycja iniekcyjna i sposób wytwarzania środka kontrastowego

Info

Publication number: PL182989B1
Application number: PL95315585A
Authority: PL
Inventors: Michel Schneider; Philippe Bussat
Original assignee: Bracco Research Sa
Priority date: 1994-11-22
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 2002-05-31
Also published as: CA2178602A1; ZA959941B; US6333021B1; AU709240B2; JP4202414B2; WO1996015815A1; CZ291178B6; FI120081B; CA2178602C; NO962843L; FI962917A0; DE69535203D1; AU3814495A; NO315692B1; FI962917A7; IL116081A0; US6403057B1; HUT74912A; EP0755270A1; HU226896B1

Abstract

1 . Kulista mikrokapsulka w postaci ciala stalego, o przecietnej wielkosci od ulamka mikrometra do 1000 mikrometrów, majaca biode gradowalna, lipidowa membrane o grubosci od 50 do 500 nm, kapsulkujaca powietrze lub rdzen gazowy, znamienna tym, ze membrana sklada sie z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stalych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di- i triglicerydów oraz ich mieszanin. II.Sposób wytwarzania kulistych mikrokapsulek w postaci ciala stalego o przecietnej wielkosci od ulamka mikrometra do 1000 mikrometrów, majacych biodegradowalna, lipidowa membrane, o grubosci od 50 do 500 nm, kapsulkujaca powietrze lub rdzen gazowy, charakteryzujacych sie tym, ze membrana sklada sie z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stalych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di- i triglicerydów oraz ich mieszanin, znamienny tym, ze: a) rozpuszcza sie biodegradowalny lipid w rozpuszczalniku organicznym lub mieszaninie rozpuszczalników, b) miesza sie z faza wodna, c) emulguje sie mieszanine do wytworzenia emulsji typu olej w wodzie, d) dodaje sie srodek redyspergujacy, e) zamraza sie, f) liofilizuje sie do wytworzenia proszku skladajacego sie z pólkulistych lub kulistych mikrokapsulek, g) dysperguje sie proszek w wodnym nosniku, h) oddziela sie przez dekantacje mikrokapsulki zawierajace powietrze lub gaz, od mikrokapsulek zle uksztaltowanych i 1) uzyskane mikrokapsulki suszy sie 19. Kompozycja iniekcyjna z kulistych mikrokapsulek w postaci ciala stalego przecietnej wielkosci od ulamka mikrometra do 1000 mikrometrów, majacych biodegradowalna, lipidowa membrane, o grubosci 50 do 500 nm, kapsulkujaca powietrze lub rdzen gazowy, znamienna tym, ze zawiera kuliste mikrokapsulki w postaci ciala stalego, których membrana sklada sie z jednego lub kilku biodegrado- walnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stalych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di- i triglicerydów oraz ich mieszanin oraz farmaceutycznie akceptowalny ciekly nosnik z zazwyczaj stosowanymi dodatkami i stabilizatorami. 29. Sposób wytwarzania srodka kontrastowego, polegajacy na zawieszaniu w odpowiednim rozpuszczalniku kulistych mikro- kapsulek w postaci ciala stalego o przecietnej wielkosci od ulamka mikrometra do 1000 mikrometrów, majacych biodegradowalna, lipidowa membrane, o grubosci 50 do 500 nm, kapsulkujaca powietrze lub rdzen gazowy, znam ienny tym, ze zawiesza sie kuliste mikrokapsulki w postaci ciala stalego, których membrana sklada sie z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stalych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di-i triglicerydów oraz ich mieszanin w fazie do- puszczalnego farmaceutycznie nosnika. PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kulista mikrokapsułka w postaci ciała stałego, o przeciętnej wielkości od ułamka mikrometra do 1000 mikrometrów, mająca biodegradowalną, lipidową membranę, o grubości od 50 do 500 nm, kapsułkującą powietrze lub rdzeń gazowy, charakteryzującą się tym, że membrana składa się z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stałych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di- i triglicerydów oraz ich mieszanin. Korzystnie, kapsułkująca membrana lipidowa jest co najmniej częściowo krystaliczna lub półkrystaliczna. Może ona zawierać ponadto do 75% wag. biodegradowalnych polimerów, a korzystnie, do 10% wag. biodegradowalnych polimerów. Korzystna wielkość mikrokapsułki jest taka, że jej przeciętna średnica wynosi 0,1 pm - 100 pm.

Mikrokapsułka według wynalazku, korzystnie może być porowata i posiadać pory o wielkości 20 do 2000 nm.

W korzystnym wykonaniu wynalazku, mikrokapsułka zawiera biodegradowalny polimer występujący w ilości do 50% wag., korzystnie, do 20% wag., a zwłaszcza 5-10% wag. Polimer ten można wybierać spośród kwasów poliaminowych, polimlekowych i poliglikolidów i ich kopolimerów, kopolimerów laktydów i laktonów, polipeptydów, poliortoestrów, polidioksanonu, ροΐΐ-β-aminoketonów, polifosfazenów, polibezwodników, polihydroksymaślanów i polialkilo-(cyjano)-akrylanów.

Mikrokapsułka według wynalazku może dodatkowo zawierać środek powierzchniowo czynny, wybrany spośród kopolimerów blokowych polioksyetylen-polioksypropylen i fosfolipidów.

Membrana mikrokapsułki może dodatkowo zawierać również terapeutyczną lipofilową substancję aktywną. Taka terapeutyczna lipofilową substancja aktywna zwykle korzystnie wybierana jest spośród witaminy E, prednisolonu, palmitynianu chloramfenikolu i salbutamolu.

Kolejnym przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kulistych mikrokapsułek w postaci ciała stałego o przeciętnej wielkości od ułamka mikrometra do 1000 mikrometrów, mająca biodegradowałną, lipidową membranę o grubości 50 do 500 nm, kapsułkującą powietrze lub rdzeń gazowy, charakteryzujących się tym, że membrana składa się z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stałych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di- i triglicerydów oraz ich mieszanin, polegający na tym, że rozpuszcza się biodegradowalny lipid w rozpuszczalniku organicznym lub mieszaninie rozpuszczalników, następnie miesza się z fazą wodną, po czym emulguje się mieszaninę do wytworzenia emulsji typu olej w wodzie, dodaje się środek redyspergujący, zamraża się, liofilizuje się do wytworzenia proszku składającego się z półkulistych lub kulistych mikrokap

182 989 sułek, dysperguje się proszek w wodnym nośniku, oddziela się przez dekantację mi-krokapsułki zawierające powietrze lub gaz, od mikrokapsułek źle ukształtowanych i uzyskane mikrokapsułki suszy się.

W korzystnym wykonaniu wynalazku w etapie rozpuszczania lipidu można dodatkowo rozpuszczać biodegradowalny polimer.

Korzystnie po wytworzeniu emulsji typu olej w wodzie, odparowuje się część rozpuszczalnika organicznego. W następnym korzystnym wykonaniu jako mieszaninę rozpuszczalników stosuje się mieszaninę rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych w wodzie rozpuszczalników organicznych, a nierozpuszczalne w wodzie rozpuszczalniki organiczne można wybierać spośród alkanów, cykloalkanów, węglowodorów aromatycznych, eterów i węglowodorów halogenowanych.

Również korzystnie rozpuszczalnik wybiera się spośród toluenu, ksylenu, cyklooktanu, cykloheksanu, chloroformu, tetrachlorometanu, difiuorotetrachloroetanu, eteru dibutylowego, eteru diizopropylowego, ketonu izobutylometylowego i ich mieszanin.

Korzystnym środkiem powierzchniowo czynnym w sposobie według wynalazku mogą być blokowe kopolimery polioksyetylen-polioksypropylen i fosfolipid.

Korzystną odmianę sposobu według wynalazku uzyskuje się, gdy lipofilową substancję czynną dodaje się do roztworu lipidów przed wymieszaniem z fazą wodną.

Przedmiotem wynalazku jest ponadto kompozycja iniekcyjna z kulistych mikrokapsułek w postaci ciała stałego przeciętnej wielkości od ułamka mikrometra do 1000 mikrometrów, mających biodegradowalną, lipidową membranę o grubości od 50 do 500 nm, kapsułkującą powietrze lub rdzeń gazowy, charakteryzująca się tym, że zawiera kuliste mikrokapsułki w postaci ciała stałego, których membrana składa się z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stałych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di- i triglicerydów oraz ich mieszanin oraz farmaceutycznie akceptowalny ciekły nośnik z zazwyczaj stosowanymi dodatkami i stabilizatorami.

Korzystnie kompozycja ta zawiera mikrokapsułki, których membrana jest co najmniej częściowo krystaliczna lub półkrystaliczna. Również korzystnie membrana mikrokapsułki zawiera ponadto do 75% wag. biodegradowalnych polimerów, a korzystnie, do 10% wag. biodegradowalnych polimerów.

Przeciętna średnica mikrokapsułek może wynosić wynosi 0,1 pm - 100 pm, możliwe jest także wykonanie kompozycji zawierającej mikrokapsułki, które są porowate i mają pory o wielkości 20 do 2000 nm.

Kompozycja korzystnie zawiera mikrokapsułki w których biodegradowalny polimer występuje w ilości do 50% wag., korzystnie, do 20% wag., a zwłaszcza 5-10% wag.

Wyżej wspomniany biodegradowalny polimer korzystnie wybiera się spośród kwasów poliaminowych, polimlekowych i poliglikolidów i ich kopolimerów, kopolimerów laktydów i laktonów, polipeptydów, poliortoestrów, polidioksanonu, ροΐΐ-β-aminoketonów, polifbsfazenów, polibezwodników, polihydroksymaślanów i polialkilo-(cyjano)-akrylanów.

Kompozycja zawiera mikrokapsułki których membrana dodatkowo może zawierać środek powierzchniowo czynny, wybrany spośród kopolimerów blokowych polioksyetylenpolioksypropylen i fosfolipidów, ewentualnie zawiera mikrokapsułki, których membrana dodatkowo zawiera terapeutyczną lipofilową substancję aktywną. Taką terapeutyczną lipofilową substancją aktywną wybiera się spośród witaminy E, prednisolonu, palmitynianu chloramfenikolu i salbutamolu.

Przedmiotem wynalazku jest też sposób wytwarzania środka kontrastowego, polegający na zawieszaniu w odpowiednim rozpuszczalniku kulistych mikrokapsułek w postaci ciała stałego przeciętnej wielkości od ułamka mikrometra do 1000 mikrometrów, mających biodegradowalną, lipidową membranę o grubości 50 do 500 nm, kapsułkującą powietrze lub rdzeń gazowy, polegający na tym, że zawiesza się kuliste mikrokapsułki w postaci ciała stałego, których membrana składa się z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stałych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di-i triglicerydów oraz ich mieszanin w fazie dopuszczalnego farmaceutycznie nośnika.

182 989

Figura 1 przedstawia fotografię SEM mikrokapsułek według niniejszego wynalazku, wytworzonych z tirpahnitynianu glicerylu.

Figura 2 przedstawia fotografię SEM osadu tirpahnitynianu glicerylu, otrzymanego przez odparowanie rozpuszczalnika organicznego .

Na figurze 3 przedstawiono graficznie zmiany echogeniczności mikrokapsułek w zależności od grubości ścianki.

Na figurze 4 przedstawiono graficznie zmiany w tłumieniu echograficznych sygnałów w zależności od grubości ścianki i stężenia.

Wynalazek opiera się na nieoczekiwanym odkryciu, że można otrzymać szczególnie przydatne mikrokapsułki w postaci ciała stałego o przeciętnej wielkości od ułamka mikrometra do 1000 mikrometrów, jeśli jeden lub kilka, stałych w temperaturze pokojowej, biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie lipidów zastosuje się do kapsułkowania rdzenia, który zawiera powietrze lub gaz. Przydatne, biodegradowalne lipidy, są to stałe, nierozpuszczalne w wodzie mono-, di- lub triglicerydy.

Najlepsze wyniki, jeśli chodzi o wydajność mikrokapsułek i ich ogólne własności, uzyskano z triglicerydami, takimi jak tripalmitynian, tristearynian lub mieszaniny wyżej wzmiankowanych triglicerydów. Niższe wydajności i mikrokapsułki o lekkiej tendencji do aglomeracji otrzymano przy stosowaniu diglicerydów. Najniższe wydajności mikrokapsułek uzyskano z zastosowaniem monoglicerydów. Zachowania takie nie są jasne, tym niemniej, uważa się, że stopień hydrofobowości może być racją, która tłumaczy fakt, że najlepsze mikrokapsułki lub mikrobalony otrzymuje się z materiałów o niskim poziomie hydrofobowości i że ze spadkiem stopnia hydrofobowości lub wzrostem powierzchniowej aktywności, ilość i jakość otrzymywanych mikrokapsułek spada. Jest to zapewne racja, dla której w doświadczeniach z mieszaninami mono-, di- i triglicerydów (np. z mieszaniną mono-, di- i tripalmitynianu), wydajność w sposób ciągły poprawia się w miarę wzrostu ilości triglicerydu. Im większy udział bardziej hydrofobowego triglicerydu (lipidu), tym lepsza wydajność mikrobalonów i łatwiejszy proces produkcji.

Biodegradowalne, nierozpuszczalne w wodzie lipidy mogą mieć, ewentualnie, domieszkę biodegradowalnych polimerów, w ilości do 75% wag. Ilość biodegradowalnych polimerów jest mieszaninami mono-, di- i triglicerydów (np. z mieszaniną mono-, di- i tripalmitynianu), wydajność w sposób ciągły poprawia się w miarę wzrostu ilości triglicerydu. Im większy udział bardziej hydrofobowego triglicerydu (lipidu), tym lepsza wydajność mikrobalonów i łatwiejszy proces produkcji.

Biodegradowalne, nierozpuszczalne w wodzie lipidy mogą mieć, ewentualnie, domieszkę biodegradowalnych polimerów, w ilości do 75% wag. Ilość biodegradowalnych polimerów jest ograniczona do 75% wag., ponieważ w sposób nieoczekiwany stwierdzono, że biodegradowalność mieszanin gliceryd/polimer, nie jest liniową funkcją kompozycji, tzn., biodegradowalność nie zmienia się wprost proporcjonalnie do ilości polimeru w mieszaninie, ale jest bardziej określana lub zależna od biodegradowalności glicerydów niż polimerów. Dzieje się tak dopóty, dopóki ilość glicerydów jest równa lub większa od 25% wag., jako, że mieszanina zawierająca 25% wag. lub więcej glicerydu ma biodegradowalność bliższą lipidom niż polimerom. Tym niemniej, mieszanina zawierająca 75% wag. lub więcej polimeru ma biodegradowalność bliższą tej, którą mają czyste polimery. Oznacza to, że mieszanina o zawartości glicerydów mniejszej niż 25% będzie się zachowywała, jeśli chodzi o biodegradowalność, prawie jak czysty polmer. Tym niemniej, jeśli ilość lipidów dochodzi do 25%, charakter mieszaniny zmienia się i dalszy wzrost ilości lipidów ma większy wpływ na biodegradowalność mieszaniny, narzucając lipidową szybkość biodegradacji polimerom, tzn. czyni mieszaninę bardziej biodegradowalną niż należałoby lub możną by było oczekiwać, biorąc pod uwagę ilość polimeru. Dowodzi to w sposób oczywisty, że biodegradowalność mieszaniny nie jest prostą sumą poszczególnych biodegradowalności, ale jest uwarunkowana składnikiem występującym w nadmiarze, jednakże w taki sposób, że wpływ glicerydów jest dominujący. W przypadku kompozycji z większą niż 75% wag. zawartością polimeru, biodegradowalność szybko zbliża się do tej, którą ma czysty polimer.

182 989

Otrzymane według niniejszego wynalazku puste mikrokapsułki o przeciętnej wielkości pomiędzy 1 pm a 1000 pm składające się z glicerydu, wytwarza się przez rozdyspergowanie w wodnej fazie nośnika, mieszaniny jednego lub kilku stałych składników powłoki mikrokapsułki rozpuszczonych w organicznym rozpuszczalniku, tak aby wytworzyć emulsję typu olej w wodzie. Wodna faza emulsji może zawierać skuteczną ilość środków powierzchniowo czynnych, które są stosowane do stabilizowania emulsji. Stosuje się środki powierzchniowo czynne, takie jak alkohol poliwinylowy (PVA), blokowe kopolimery polioksyetylenpolioksypropylen, fosfolipidy, takie jak kwas fosfatydowy, fosfatydylocholiną fosfatydyloetanoloaminą fosfatydyloseryną fosfatydyloglicerol, fosfatydyloinozytoł i ich mieszaniny, etery sorbitanu, estry sorbitanu, estry polioksyetylenosorbitanu, etoksylenowane nasycone glicerydy i glicerydy kwasów tłuszczowych lub poliglicerydy, itd, ale korzystne są blokowe kopolimery polioksyetylen-polioksypropylen (np. Pluronic® lub Synperonic®) i fosfolipidy. Obecność środków powierzchniowo czynnych jest obowiązkowa tylko wówczas, kiedy ważna jest wielkość końcowego produktu lub rozkład wielkości cząstek. Jeśli mikrokapsułki mają być stosowane w preparatach doustnych, nie ma potrzeby dodawania żadnego środka powierzchniowo czynnego (stabilizatora), ponieważ końcowa wielkość cząstek nie ma praktycznie znaczenia. Tym nie mniej, jeśli preparat ma być stosowany pozajelitowe, obecność środka powierzchniowo czynnego w fazie wodnej jest ważna. Przed zamrożeniem w temperaturze poniżej -30°C, dodaje się do emulsji drobnych kropel roztworu organicznego w fazie wodnej, pewną ilość środka redyspergującego. Następnie, zamrożoną emulsję poddaje się działaniu zmniejszonego ciśnienia w celu wywołania liofilizacji, tzn. usunięcia przez sublimację rozpuszczalnika organicznego z kropelek i wody z fazy nośnika. Uważa się, że podczas tego stosunkowo wolnego usuwania rozpuszczalnika, składniki membrany przemieszczają się na zewnątrz w kierunku obrzeża kropelek, aż dojdą do granicy zamarzniętej wody, gdzie ich dalszy ruch jest utrudniony z powodu tworzenia osadu o molekularnej gęstości na granicy faz rozpuszczalnik/lód, który może przybierać semikrystaliczną strukturę na powierzchni pomiędzy rozpuszczalnikiem a lodem, tzn. na granicy faz rozpuszczalnik- lód. W ten sposób składniki membrany gromadząc się, tworzą co najmniej częściowo nie amorficzną gęstą strukturę o znacznej mocy i zmniejszonej porowatości, co może wyjaśniać wyjątkowo korzystne własności mikrokapsułek według niniejszego wynalazku.

Można stosować jakikolwiek, odpowiedni środek redyspergujący, jednakże korzystne są środki redyspergujące wybrane z grupy obejmującej albuminę, żelatynę, pirolidon poliwinylowy (PVP), alkohol poliwinylowy(PVA), glikol polietylenowy (PEG) i blokowe kopolimery polioksyetylen-polioksypropylen (np. Pluronic® lub Synperonic®) . Środki redyspergujące, które są dodawane aby zapobiegać aglomeracji cząstek, są szczególnie przydatne, kiedy mikrokapsułki mają postać nie ulegających koalescencji, suchych i natychmiast dyspergujących proszków.

W przypadku, kiedy są wytwarzane w celu długiego przechowywania lub z hydrofobowych triglicerydów, takich jak tripalmitynian lub tristearynian glicerydu, preparaty mikrokapsułek według niniejszego wynalazku, zawierają dodatkowo jeden lub kilka środków redyspergujących.

Porowatość pustych mikrokapsułek, wytworzonych zgodnie z wynalazkiem, jest zazwyczaj bardzo małą a niekiedy mikrokapsułki nie mają w ogóle porów. Wygląda na to, że porowatość jest funkcją stężenia lipidu lub grubości ścianki mikrokapsułki. Jeśli mikrokapsułki według niniejszego wynalazku są porowate, to mają wielkość porów w zakresie od 20 do 2000 nm.

Jak to już wyżej wzmiankowano, jeśli mikrokapsułki według niniejszego wynalazku są wytwarzane z mieszaniny jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie lipidów z biodegradowalnymi polimerami, można stosować do 75% wag. polimeru. Mikrokapsułki wytworzone z biodegradowalnych lipidów, w zależności od sposobu podawanią pozostają w organizmie od jednej do kilku godzin, podczas gdy biodegradowalne polimery mogą pozostawać w organizmie, kilka dni lub kilka tygodni. I stąd, mikrokapsułki o kontrolowanym okresie półtrwania po podaniu, mogą być preparowane poprzez odpowiednie dobranie proporcji lipidów i biodegradowalnych polimerów. Dokładna ilość polimeru będzie żale

182 989 żała od rodzaju zastosowania i będzie bezpośrednio związana z wymaganym stopniem biodegradacji. Na przykład, w przypadku pewnych zastosowań o przedłużonym czasie uwalniania, ilość biodegradowalnego polimeru może wynosić pomiędzy 30% a 60% wag., a w pewnych przypadkach może dochodzić do 75% wag. Jednakże, jeśli mikrokapsułki według niniejszego wynalazku są stosowane do badań echograficznych narządów i tkanek, w zależności od pożądanej szybkości uwalniania z organizmu, ilość biodegradowalnego polimeru, może wynosić 1-50% wag., korzystnie 0,5-10% wag. lub tylko 0,1% wag. Oczywiście, w przypadku pewnych zastosowań, takich jak badanie wątroby lub śledziony lub echokardiografii, badanie może być przeprowadzone z wodną zawiesiną mikrokapsułek (mikrobalonów) zawierającą mikrokapsułki wykonane z samego tylko glicerydu, np. samego tristearynianu i samego tripalmitynianu glicerylu lub mieszanych triglicerydów, jak gliceryd dipalmitoilomonooleinowy lub mieszanin gliceryd/kwas tłuszczowy/sterol.

Mikrokapsułki stosowane w echografii, zazwyczaj mają stosunkowo cienkie ścianki, np. szczególnie korzystne są te o grubości 50-500 nm, jako że biodegradacja jest bardzo szybka, tzn., że usuwanie lipidowej powłoki z organizmu następuje w stosunkowo krótkim okresie czasu, np. maksymalnie w ciągu 24 godzin. Spośród znanych mikrobalonów jest to duża szybkość, również w kategoriach odpowiedzi organizmu, ultradźwiękowe środki kontrastowe według niniejszego wynalazku, mogą być porównane z kontrastowymi środkami składającymi się z wodnych zawiesin mikropęcherzyków gazu, w których mikropęcherzyki są związane przez powierzchnię międzyfazową ciecz/gaz, tzn., nie mają żadnego rzeczywistego materiału powłoki. W tego typu zawiesinach, powierzchnia międzyfazową gaz/ciecz jest stabilizowana za pomocą środków powierzchniowo czynnych, zazwyczaj fosfolipidów, zdyspergowanych w ciekłym nośniku. Jak z tego wynika, mikrokapsułki według niniejszego wynalazku, stanowią wyjątkowe środki kontrastowe z mikrobalonami o przydatnym i kontrolowanym cyklu życia”, w których mikrobalony mają wymaganą stabilność, aby dotrzeć do określonego miejsca organizmu i wystarczającą biodegradowalność, aby po zakończonym badaniu echograficznym były szybko usuwane z organizmu.

Jeśli mikrokapsułki wytwarza się z mieszaniny jednego lub kilku nierozpuszczalnych w wodzie lipidów z biodegradowalnym polimerem, polimer ten wybiera się spośród; częściowo zestryfikowanych poliaminokwasów, kwasu polimlekowego i poliglikolowego i ich kopolimerów, kopolimerów laktydów i laktonów, polipeptydów, poliortoestrów, kwasu poliglutaminowego, kwasu aminobursztynowego i ich kopolimerów, ροΐΐ-β-aminoketonów, polifosfonianów, polibezwodników, polihydroksy-maślanów, poliamidów, polidioksanonu, poli(DL-laktyd-co-5kaprolaktonu), poli(DL-laktyd-co-5-walerolaktonu) i polialkilo-(cyjano)akrylanów, jednak korzystne są polimleczany i poliglikolidy i ich kopolimery. Jeśli pożądane jest nadanie pewnych szczególnych własności polimerów danej kompozycji, na przykład, bioadhezyjności, można wtedy zastosować inne, nie-biodegradowalne polimery, takie jak octan etylenowinylowy, kwas poliakrylowy, itd., pojedynczo lub jako domieszkę do wyżej wspomnianych polimerów biodegradowalnych.

Mikrokapsułki otrzymane według wynalazku mogą być wykorzystane do przenoszenia terapeutycznie aktywnych substancji i w takim przypadku, substancja aktywna może być zawarta w membranie lub w rdzeniu. Substancje lipofilowe są szczególnie przydatne do stosowania w lipidowym lub lipidowo-polimerowym materiale membrany. Ilość lipofilowego materiału aktywnego zawartego w membranie, będzie zależała od jego charakteru i ciężaru cząsteczkowego, jednak bardzo wysoki stosunek substancja aktywna/lipid, uzyskano, gdy zastosowano jako substancję lipofilową związki takie jak witamina E, prednisolon, palmitynian chloramfenikolu i salbutamol. Zasadniczo, w mikrokapsułkach według niniejszego wynalazku, można stosować każdą biologicznie czynną substancję. Takie substancje obejmują, ale nie ograniczają się do nich, związki antybakteryjne, takie jak gentamycyna, związki antywirusowe, takie jak ryfampacyna, związki przeciwgrzybiczne, takie jak amfoterycyna B, związek przeciw pasożytom, taki jak pochodne antymonu, związek przeciwnowotworowy taki jak mito-mycyna C, doksorubicyna i cisplatyna, środki antykoncepcyjne takie jak norgestrel, steroidy, takie jak spironolakton, estradiol, glukokortikoidy, takie jak prednisolon, związki fluoroscencyjne takie jak karboksyfluorosceina, przeciwzapalne, takie jak kwas salicylowy

182 989 i ibuprofen, uśmierzające ból, takie jak bupiwakaina, lidokaina, etc. Szczególnie dobre wyniki otrzymano przy stosowaniu mikrokapsułek do podawania związków przeciwbakteryjnych przeciwnowotworowych.

Doświadczenia wykazały, że stosując mikrokapsułki według wynalazku jako środki do przenoszenia substancji aktywnych, można osiągnąć różne efekty zmieniając stężenie lipidu lub mieszaniny lipid/polimer w materiale wyjściowym. Ustalono, że mikrokapsułki o relatywnie cienkich ścianach i wysokim stosunku substancja aktywna/lipid lub lipid/polimer tzn., o wysokim stężeniu składnika aktywnego, wywołują wstrząs w otaczającej tkance. Szczególna zaleta mikrokapsułek według wynalazku wynika z faktu, że wstrząs może być kontrolowany, przez zmianę stosunku ilościowego lub grubości ścianki, przy jednoczesnym utrzymaniu stężenia substancji aktywnej na stałym poziomie, co w efekcie wytwarza system o przedłużonym uwalnianiu. System z kolei, może być całkowicie zaadoptowany do substancji przenoszonej, zaleconego leczenia, a nawet fizjologicznego stanu pacjenta. Specjaliści docenią, że ogromne możliwości, które stwarza system według niniejszego wynalazku nie mają sobie równych.

Dodatkową zaletą mikrokapsułek według niniejszego wynalazku, jest możliwość i łatwość wytwarzania tzw. kapsułek unoszących się. Ostatnio wprowadzone unoszące się kapsułki, pomyślane były dla doustnego podawania leków, które, korzystnie, uwalniają się w trakcie unoszenia się kapsułki w sokach żołądkowych. Typowe zastosowanie dla tego typu kapsułek, to doustne podawanie leków. Ze względu na to, że mikrokapsułki według niniejszego wynalazku posiadają rdzeń wypełniony gazem, stanowią one idealny materiał do tworzenia systemów, w których podawanie substancji aktywnej wymaga warunków „unoszenia. Mikrokapsułki takie, zapewniają działanie unoszące, niezależnie od tego czy są pakowane jako proszek w dużych kapsułkach polimerycznych czy też w postaci tabletek.

Iniekcyjne kompozycje, składające się z zawiesiny skutecznej ilości mikrokapsułek w farmaceutycznie dopuszczalnym, ciekłym nośniku z zazwyczaj stosowanymi dodatkami i stabilizatorami, stanowią również część wynalazku.

Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania stałych mikrokapsułek, polegającego na rozpuszczeniu jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie, stałych w temperaturze pokojowej lipidów i ewentualnie biodegradowalnego polimeru, w rozpuszczalniku organicznym lub w mieszaninie rozpuszczalników, zmieszaniu z fazą wodną, zemulgowaniu mieszaniny, tak aby wytworzyć emulsję typu olej-w-wodzie, dodaniu środka redyspergującego, zamrożeniu mieszaniny, zliofilizowaniu w obecności powietrza lub gazu, tak aby otrzymać proszek zawierający powietrze lub gaz wypełniający półkuliste lub kuliste mikrokapsułki, zdyspergowaniu proszku w nośniku wodnym, oddzieleniu przez dekantację mikrokapsułek zawierających powietrze lub gaz od mikrokapsułek źle ukształtowanych, a następnie osuszeniu mikrokapsułek.

W zależności od dokładnego składu membrany, jak w przypadku stosowania mieszanin z biodegradowalnymi polimerami, powyższy sposób może być modyfikowany tak, aby obejmował dodatkowo odparowywanie rozpuszczalnika organicznego. W takim przypadku można wówczas odparować rozpuszczalnik po utworzeniu emulsji typu olej w wodzie. Jeśli mikrokapsułki zawierają rozpuszczalną w tłuszczach, fizjologicznie aktywną substancję, to substancję tę dodaje się do roztworu organicznego materiału tworzącego membranę przed jej zetknięciem z fazą wodną.

Rozpuszczalniki organiczne, stosowane do przygotowania roztworów lipidowych mogą być użyte pojedynczo lub w mieszaninach. W przypadku mieszanin, w zależności od rodzaju i ilości biodegradowalnego polimeru, mieszanina może zawierać rozpuszczalniki organiczne mieszające się z wodą i takie, które nie mieszają się z wodą, Rozpuszczalniki organiczne, które nie rozpuszczają się w wodzie, wybiera się spośród alkanów, cykloalkanów, węglowodorów aromatycznych, eterów i węglowodorów halogenowanych. Bardziej dokładnie, rozpuszczalnik może być wybrany spośród toluenu, ksylenu, cyklooktanu, cykloheksanu, chloroformu, tetrachlorometanu, dwufluoroczterochloroetanu, eteru dibutylowego, eteru diizopropylowego, ketonu izobutylometylowego i ich mieszanin.

182 989

Można stosować jakikolwiek rozpuszczalnik mieszający się z wodą, ale korzystnie, tetrahydofuran (THF). Aby ułatwić proces, fazę wodną można nasycić THF tuż przed zmieszaniem z roztworem organicznym. Oczywiście, faza wodna może zawierać dodatkowo różne ilości jonowych lub niejonowych środków powierzchniowo czynnych, które służą jako stabilizatory emulsji. Jeśli po utworzeniu emulsji typu olej w wodzie jest ona szybko zamrażaną, wtedy może nie być konieczne stosowanie środków powierzchniowo czynnych.

Każdy ze znanych środków powierzchniowo czynnych może być zastosowany, ale korzystnie, kopolimery blokowe polioksyetylen/polioksypropylen i fosfolipidy.

Mikrokapsułki według niniejszego wynalazku, mogą być wypełniane kilkoma substancjami aktywnymi w tym samym czasie. Jak już wspomniano, kapsułka może zawierać składnik fizjologicznie aktywny w membranie, ale może także zawierać substancję aktywną w samym rdzeniu. Z substancji aktywnych zawartych w rdzeniu rozpatruje się substancję takie jak: insulina, peptydy, polipeptydy, immunomodulatoiy, hormony, enzymy i ich inhibitory, heparyna, białka krwi, nukleotydy, sacharydy, morfina, proksyfilina, jonowe i niejonowe, jodowane środki kontrastowe obejmujące jopamidol, jomeprol i im podobne, MRI środki kontrastowe takie jak kompleksy gadolinowe z różnymi czynnikami kompleksu jącymi obejmującymi Gd-BOPTA, Gd-DTPA, Gd-EDTA etc., jednakże, korzystnie, insulina i jomeprol. Jeśli rdzeń jest wypełniony powietrzem lub gazem, a membrana utworzona jest z czystego lipidu lub mieszaniny lipidów zawierających do 75% wagowych polimerów biodegradowalnych, mi-krokapsułki według wynalazku są odpowiednie do zastosowania w badaniach echograficznych narządów ciała człowieka lub zwierzęcia. Oczywiście, dokładny skład mikrokapsułki w tym wypadku będzie zależeć od wymaganego usuwania mikrokapsułki z organizmu. Kontrastowe środki echograficzne wytwarza się łatwo przez roztworzenie mikrokapsułek według wynalazku w odpowiednim nośniku wodnym, fizjologicznie dopuszczalnym, jak na przykład buforowany lub niebuforowany roztwór soli fizjologicznej (0,9% wodne NaCl; Bufor 10 mM tris-HCl) lub 5% wodny roztwór mannitu lub dekstrozy lub 2,6% wodny roztwór gliceryny. Jeśli rozważa się wytwarzanie iniekcyjnych, terapeutycznie skutecznych kompozycji, zawierających mikrokapsułki według wynalazku, to wytwarza się zawiesinę mikrokapsułek przenoszących składniki aktywne w zazwyczaj stosowanym, fizjologicznie dopuszczalnym nośniku, zawierającym typowe dodatki i stabilizatory.

Następujące przykłady ilustrują wynalazek:

Przykład I

Różne ilości tripalmitynianu (patrz tabela) rozpuszcza się w czterochlorku węgla (0,6 ml) i otrzymane roztwory emulguję się w wódzię destylowanej (40 ml) zawierającej 0,1% SYNPERONIC F108(ICI), używając homogenizatora POLYTRON (10000 obr/min, 1 min). Przeciętna średnica otrzymanych kropli wynosiła 4 pm, co oznaczono przy użyciu spektrometu z korelacją fotonu (Malvem Master Sizer).

Tę emulsję dodaje się do 500 ml naczynia szklanego, zawierającego 250 mg albuminy serum wołu (Sigma), rozpuszczonej w 10 ml wody destylowanej. Po zmieszaniu, otrzymany roztwór gwałtownie schładza się do temperatury - 40° C i liofilizuje (CHRIST). Po liofilizacji, z pastylki wytwarza się ponownie zawiesinę w 12 ml wody destylowanej. Mikrokapsułki zawierające powietrze unoszą się do powierzchni, podczas gdy resztki, połamane powłoki, etc. pozostają w roztworze lub opadają na dno pojemnika. Z otrzymanych, unoszących się kapsułek wytwarza się zawiesinę w 0,9% NaCl i analizuje próbki mikrokapsułek przy pomocy Elektronowej Mikroskopii Skaningowej (SEM). Obserwowano kuliste mikrokapsułki o przeciętnej średnicy 4μτη, a w niektórych przypadkach z dającymi się zauważyć porami (patrz fig. 1). Porowate mikrokapsułki występowały często przy stężeniu tripalmitynianu około 50 mg lub niższym. Przy wyższych stężeniach tripalmitynianu tzn., więcej niż 50 mg na powierzchni mikrokapsułek obserwowano płatki tripalmitynianu. W celu określenia przeciętnej grubości ścianki, umieszczano kilka mikrokapsułek pomiędzy dwiema płytkami szklanymi i gnieciono je. Następnie, oznaczano grubość przy pomocy SEM.

182 989

Tabela 1

Dodany tripal-mitynian (mg)	Przybliżona grubość ścianki (nm)	Ilość utworzonych mikrokapsułek (107m1)
10		0,1
30	70	6,0
50	70-100	26
75	160	48
100	300	89
200	300-500	80

Jak wynika z tabeli 1, ze wzrostem ilości tripalmitynianu grubość ścianki mikrokapsułki wzrasta i wraz z tym, wzrasta także wydajność nienaruszonych (t.j. unoszących się) mi-krokapsułek.

Jeżeli powtarza się powyższy przykład, lecz zamiast liofilizacji otrzymaną emulsję umieszcza się w wyparce rotacyjnej, a rozpuszczalnik organiczny jest powoli odparowywany, to otrzymany osad stałych cząstek tripalmitynianu będzie w formie przypominającej kryształy.

Przykład Π

Powtórzono doświadczenia z Przykładu I, z zastosowaniem innych biodegradowalnych lipidów i/lub rozpuszczalników. Unoszące się mikrokapsułki otrzymano z triglicerydów (triarachidowy, tristearynowy, tripalmitynowy, trimirystnowy trilaurynianowy), mieszanych triglicęrydów (gliceryd dwustearynomonooleinowy), diglicerydów (dipalmitynian), kwasów tłuszczowych (kwas palmitynowy, kwas stearynowy), estrów cholesterolu (palmitynian cholesterolu), i wosków (takich jak palmitynian mirycylowy). Można także zastosować handlowe preparaty lipidowe takie jak: uwodorniony olej roślinny (Lutrilab) lub nasycone glicerydy poliglikozylowe (Gelucire, Gatte-fosse. France). Z rozpuszczalników, które nie mieszają się z wodą, dobre wyniki dają następujące: toluen, ksylen, cyklooktan, cykloheksan, chloroform, dwufluoroczterochloroetan, eter dibutylowy, eter diizopropylowy, keton izobutylometylowy. Do czynników redyspergujących, o szczególnie dobrym działaniu należą; albumina serum wołu, alkohol poliwinylowy, glikol polietylenowy, a kopolimery blokowe oksyetylen/oksypropylen (poloksamery, Pluronic® lub Synperonic®) są szczególnie efektywne.

Przykład ΙΠ

Powtórzono Przykład I, zastępując czterochlorek węgla mieszaniną rozpuszczalnika mieszającego się z wodą i nie mieszającego się z wodą, takiego jak cyklooktan (0,6 ml) i tetrahydrofuran THF (30 ml). W tych warunkach, mieszanie mechaniczne (1000 obr./min.), było wystarczające do wytworzenia trwałej emulsji, bez użycia homogenizatora. Przed liofilizacją większość THF usunięto przez odparowanie w temperaturze 15°C (30 min., 15 mm Hg) w wyparce obrotowej. Unoszące się mikrokapsułki otrzymano stosując dipalmitynian-, tristearynian- i tripalmitynian glicerylu, kwas palmitynowy i kwas stearynowy.

Dobre wydajności mikrokapsułek unoszących się, otrzymano również, stosując mieszaniny lipidów np. tripalmitynianu glicerylu z 5-40% wag. jednego z następujących lipidów: triundekanianu glicerylu, cholesterolu, kwasu palmitynowego, kwasu sebacynowego, monopalmitynianu i dipalmitynianu glicerylu.

Przykład IV

Stosując procedurę opisaną w Przykładzie III, wytwarzano mikrokapsułki z połączenia lipidów i polimerów biodegradowalnych np.: kwas polimlekowy-co-glikolowy (RESOMER R207 z Boeh-ringer Ingelheim, Niemcy), polifosfazen, estry kwasu poliglutaminowego. Pomiary biodegradowalności mikrokapsułek otrzymanych z czystych glicerydów wykazały, że mikrokapsułki nie zawierające polimeru były całkowicie rozłożone w ciągu 24 godz. Jakkolwiek była różnica w biodegradowalności między różnymi glicerydami (dipalmitynian glicerylu, tripalmitynian i tristearynian glicerylu), to różnica ta była mała w porównaniu z wynikami otrzymanymi dla mieszanin glicerydów z polimerami biodegradowalnymi.

182 989

Mikrokapsułki otrzymano jak opisano w Przykładzie ΠΙ, przy różnych stosunkach tripalmitynianu glicerylu do estrów kwasu poliglutaminowego. Stosowany polimer estryfikowano alkoholem izoamylowym (stopień estryfikacji 65%) i znaczono śladową ilością etanolu ¹⁴C (Du Pont-NEN). Kapsułki otrzymane z czystego tripalmitynianu glicerylu znaczono tripalmitynianem glicerylu z atomem ¹⁴C (Amersham). Przeciętna średnica kapsułek wynosiła pomiędzy 3,5 a 4,5 pm. Wytwarzano zawiesinę mikrokapsułek w solance i wstrzykiwano dożylnie myszom (6 χ 10⁹ mikrokapsułek/kg). Myszy, w grupach po trzy, uśmiercano po 3 dniach (72 godz.), po 28 dniach (672 godz. ) i 90 dniach (2160 godz.). Ze względu na to, że mikrokapsułki w pierwszym rzędzie dostają się do wątroby, ich biodegradowalność określano przez zmierzenie całkowitej radioaktywności wątroby. Wyniki (patrz Tabela Π) wskazują, że we wszystkich przypadkach główny wychwyt wstrzykniętej radioaktywności przez wątrobę następuje po 3 dniach. W przypadku kapsułek ze 100% tripalmitynianu glicerylu, po 3 dniach kapsułki były strawione, a produkty degradacji usunięte. Z drugiej strony, kapsułki zawierające polimer były degradowane znacznie wolniej. Kapsułki zawierające 75 lub 50% tripalmitynianu glicerylu są trawione głównie po 28 dniach, podczas gdy kapsułki zawierające 25% tripalmitynianu glicerylu zachowują się prawie jak mikrokapsułki z czystego polimeru. Podobne wyniki otrzymano z mikrokapsułkami tristearynian glicerylu/kwas polimlekowy-coglikolowy.

Analiza wyników wykazuje, że biodegradowalność nie jest liniową funkcją składu, to znaczy, że biodegradowalność nie zwiększa się ani nie zmniejsza w bezpośredniej proporcji do ilości mniej biodegradowalnego składnika (polimer), lecz jest zdominowana lub określona bardziej przez biodegradowalność glicerydów niż polimerów. Ma to miejsce szczególnie przy zawartościach 100%- 25% glicerydów lub pomiędzy 0-75% wagowych biodegradowalnego polimeru.

Tabela 2

Tripalmitynian/ kwas poliglut. % wag.	% wstrzykniętej dawki w wątrobie po czasie 1 godz. 72 godz. 672 godz. 2160 godz.
100/0*	38	2	0	0
87.5/12.5	52	18	3	0
75/25	67	70	11	1
50/50	76	76	31	4
25/75	71	73	57	18
0/100	73	75	65	15

♦Kapsułki znaczone tripalmitynianem ¹⁴C. We wszystkich innych przypadkach był znaczony polimer.

Oznacza to, że glicerydy w ilości ponad 25% mają większy wpływ na biodegradowalność mieszaniny, niż nadana przez nie ich biodegradowalność polimerom, co czyni mieszaninę bardziej biodegradowalną niż można by oczekiwać tego rozważając ich indywidualne ilości. Wykazano zatem wyraźnie, że biodegradowalność mieszaniny nie jest prostą sumą indywidualnych biodegradowalności, lecz zależy od czynnika obecnego w nadmiarze, jednak w taki sposób, że wpływ ten przesunięty jest w kierunku biodegradowalności glicerydów. Dla kompozycji zawierających więcej niż 75% wagowych polimeru biodegradowalność szybko zbliża się do wartości dla czystego polimeru.

Przykład V

Mikrokapsułki zawierające diazepam (7-chloro-l,3-l-methyl-5-phenyl-2H-l,4-benzodiazepin -2-on, Valium , Roche) przygotowano zgodnie z procedurą Przykładu I, z zastosowaniem 15 mg diazepamu i 85 mg tripalmitynianu glicerylu. Po utworzeniu emulsji, na drodze mieszania mechanicznego, w środowisku wodnym zawierającym 0,1% alkoholu poliwinylowego (PVA), preparat schłodzono do temperatury -40°C i liofilizowano. Z otrzymanego osadu ponownie wytwarzano zawiesinę w wodzie, w celu odzyskania tylko unoszących się kapsułek. Unoszące się kapsułki

182 989 (wypełnione powietrzem) zebrano i wysuszono. Wydajność, licząc na odzyskany diazepam wynosiła 42%. Kapsułki miały duży zakres wymiarowy od 5 pm do ponad 100 pm. In vitro „unoszące się kapsułki” uwalniały lek stopniowo i regularnie w środowisku wodnym w czasie 12 godzin. Z powyższych danych wynika, że można oczekiwać, że zawierające lek, unoszące się kapsułki, wytworzone sposobem według niniejszego wynalazku, po podaniu doustnym, pozostaną w żołądku przez dłuższy okres czasu ( np. 9 godzin ), uwalniając wolno i w sposób stały zawarty w nich lek. Dla porównania zwykła, nie unoszącą się tabletka, zawierająca wolny lek rozpuszcza się natychmiast, co daje w efekcie „przedawkowanie” leku. Jednakże, jeśli jej rozpuszczanie jest spowolnione, to jest ona usuwana z żołądka w normalnym czasie tzn. na ogół w ciągu 2 godzin po podaniu. Dlatego też mikrokapsułki według niniejszego wynalazku są korzystniejsze w stosunku do normalnych lub nie-unoszących się mikrokapsułek lub cząstek.

Przykład VI

Mikrokapsułki przygotowano zgodnie z procedurą Przykładu I, z zastosowaniem z jednej strony 5 mg tetrakainy (forma zasadowa, SIGMA ) i 30 mg tristearynianu glicerylu, a z drugiej strony 5 mg tetrakainy i 50 mg tristearynianu glicerylu. W obu preparatach otrzymano mikrokapsułki o podobnym przeciętnym wymiarze (średnica) 4,5 pm, lecz o różnej grubości ścianki. W preparacie z 30 mg tristearynianu glicerylu tworzą się „cienkościenne” mikrokapsułki (60-70 nm), a w preparacie z 50 mg tristearynianu glicerylu tworzą się „grubościenne” mikrokapsułki (80-100 nm). Wydajność zatrzymanej tetrakainy wynosiła odpowiednio 30% i 50%. Własności uwalniania leku przez cienkościenne i grubościenne mikrokapsułki były porównywalne. Z jednakowych ilości cienkościennych i grubościen-nych mikrokapsułek wytworzono zawiesinę w 10 ml 0,9% NaCl. Próbki były następnie wprowadzone do worków dializacyjnych (MW cięcie 15'000) i worki umieszczono w 40 ml 0,9% NaCl. Równe ilości dializatu (100 μΐ) zbierano po różnym czasie mieszania z 1 ml wodnego THF(60%) i mierzono uwalnianie tetrakainy w czasie za pomocą spektrofotometru UV przy długości fali 307 nm. Cienkościenne mikrokapsułki wykazywały bardzo szybkie uwalnianie, ponieważ 75% zatrzymanego leku w kapsułce było uwolnione po 8 godzinach, podczas gdy w przypadku kapsułek grubościennych tylko 53% leku uwolniło się po 8 godzinach. Ta 22% różnica (lub spowolnienie) w uwalnianiu leku dla mikrokapsułek, przy tak małej różnicy w grubości ścianki, wskazuje, że można uzyskać dużą rozpiętość w uwalnianiu leku przez dalsze zmiany w grubościach ścianek mikrokapsułek. W ten sposób, sterując grubością ścianki, można regulować i dostosowaywać uwalnianie leku do pożądanej wartości.

Przykład VII

Przykład I powtórzono, włączając dodatkowo różne leki do biodegradowalnego lipidu. Szczególnie dobre wyniki otrzymano z witaminą E, prednisolonem, palmitynianem chloramfenikolu, norgestrelem i salbutamolem.

Przykład VIII

Potencjalne stosowanie mikrokapsułek otrzymanych w Przykładzie I, jako środków kontrastowych w echografii, było ocenione przez pomiar współczynnika rozpraszania wstecznego przy 7 MHz zawiesin zawierających 7xl0⁵ mikrokapsułek na ml.

Jak wynika z Tabeli 3 i Fig.3, im cieńsza ścianka mikrokapsułki (tzn. mikrokapsułki z niską zawartością tripalmitynianu glicerylu), tym wyższa echogeniczność.

Tabela 3

Dodany trójpalmitynian glicerylu (mg)	Współczynnik rozpraszania wstecznego (cm'¹ . sr ')
40	0,013
75	0,009
100	0,0041
200	0,0033

182 989

Ze wzrostem grubości ścianki np. z 60 nm (C40 na fig. 3) do 160 nm (C75 na fig. 3) i dalej do 300nm (Cl00 na fig.3), otrzymanej ze 100 mg tripalmitynianu glicerylu lub więcej (C200 na fig.3), echogeniczność zmniejsza się. Przy stężeniach wyższych niż 100 mg i grubości ścianki około 90 nm, staje się bardzo niska, co wskazuje na to, że ścianki mikrokapsułki stają się zbyt sztywne dla skutecznej i wydajnej odpowiedzi na zmiany wywołane przez wibracje ultradźwiękowe. Staje się to bardziej oczywiste, kiedy tłumienie sygnału echograficznego wykreśli się jako funkcję grubości ścianki mikrokapsułki i stężenia mikrokapsułek w zawiesinie (patrz fig 4). Z wykresu wynika, że tłumienie sygnału jest liniową funkcją grubości ścianki i że przez zmniejszenie grubości ścianek mikrokapsułek o 50%, tłumienie sygnału echograficznego zwiększa się dwukrotnie.

Przykład IX

100 mg suchych mikrokapsułek o grubości ścianki pomiędzy 50 nm a 100 nm wytworzono zgodnie z procedurą Przykładu I. 3 mg kapsułek zdyspergowano w 2 ml roztworu soli fizjologicznej. Zawiesina dawała silny sygnał echograficzny w arterii nerkowej przez dwie godziny w aparacie pulsującym i kolorowym Dopplera po dożylnym wstrzyknięciu królikowi.

Ten sam eksperyment powtórzono z mikrokapsułkami wytworzonymi zgodnie z procedurą Przykładu III, z zastosowaniem mieszaniny 30, 50 i 75% kwasu polimlekowego-coglikolowego. Następnie, wytworzono zawiesinę mikrokapsułek w wodnym roztworze solanki i dożylnie wstrzyknięto królikowi. Odpowiedź echograficzna otrzymana dla trzech próbek była równie efektywna.

Przykład X

Mikrokapsułki cienkościenne wytworzono zgodnie z procedurą Przykładu I, stosując 50 mg tripalmitynianu glicerylu. Mikrokapsułki (około 4 (pm) otrzymane po liofilizacji i dekan-tacji w solance (5 ml, 6 χ 10⁸ mikrokapsułek na ml), wprowadzono do 50% wodnego roztworu jomeprolu (niejonowy, jodowany środek kontrastowy, opracowany przez BRACCO, Włochy) w pojemniku ciśnieniowym. Puste mikrokapsułki napełniono wodnym roztworem środka kontrastowego przez zastosowanie ciśnienia 2-4 χ 10⁵ hPa w ciągu 1 min, w wyniku czego mikrokapsułki zanurzały się. Wypełnione mikrokapsułki były następnie odzyskiwanie przez powolne odwirowywanie, po czym wytwarzano z nich ponownie zawiesinę w małej ilości destylowanej wody zawierającej 10 mg/ml albuminy i suszono. Z otrzymanego proszku raz jeszcze wytwarzano zawiesinę w destylowanej wodzie i odzyskiwano unoszące się mikrokapsułki. Powtarzano tę czynność kilka razy, dopóki cały niezakapsułkowany jomeprol został wyeliminowany. Analizy zatrzymanego jomeprolu dokonywano przez poddanie próbek preparatu działaniu wysokiego ciśnienia (na ogół 4 χ 10⁵ hPa), inkubowanie w ciągu 1 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie pomiarach uwolnionego jomeprolu przy pomocy spektrofotometrii UV. Wyniki wskazują, że ilość zakapsułkowanego jomeprolu wyniosła 0,5-2 mg na mg suchych mikrokapsułek. Znaczne zwiększenie kontrastu wątroby obserwowano przy użyciu tomografii komputerowej po dożylnym wstrzyknięciu szczurowi 0,9% roztworu NaCl zawierającego 40 mg (na suchą masę) mikrokapsułek wypełnionych jomeprolem. Mikrokapsułki wypełnione insuliną otrzymano w podobny sposób i uzyskano nawet większy stopień obciążenia. Przykłady te pokazują, że możliwe jest wypełnienie mikrokapsułek według wynalazku związkami hydrofitowymi.

182 989

FIG. 1

FIG.

182 989

co

FIG.

I- (as *ui9) o6ouzooąsw uąupzspadzoa ^ąuuAzoąodsw

182 989

FIG.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Kulista mikrokapsułka w postaci ciała stałego, o przeciętnej wielkości od ułamka mikrometra do 1000 mikrometrów, mająca biodegradowalną, lipidową membranę o grubości od 50 do 500 nm, kapsułkującą powietrze lub rdzeń gazowy, znamienna tym, że membrana składa się z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stałych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di- i trigliceiydów oraz ich mieszanin.
2. Mikrokapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że membrana jest co najmniej częściowo krystaliczna lub półkrystaliczna.
3. Mikrokapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że membrana zawiera ponadto do 75% wag. biodegradowalnych polimerów, a korzystnie, do 10% wag. biodegradowalnych polimerów.
4. Mikrokapsułka według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienna tym, że przeciętna średnica mikrokapsułek wynosi 0,1 pm -100 pm.
5. Mikrokapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że mikrokapsułki są porowate i mają pory o wielkości 20 do 2000 nm.
6. Mikrokapsułka według zastrz. 3, znamienna tym, że biodegradowalny polimer występuje w ilości do 50% wag., korzystnie, do 20% wag., a zwłaszcza 5-10% wag.
7. Mikrokapsułka według zastrz. 3 albo 6, znamienna tym, że biodegradowalny polimer wybiera się spośród kwasów poliaminowych, polimlekowych i poliglikolidów i ich kopolimerów, kopolimerów laktydów i laktonów, polipeptydów, poliortoestrów, polidioksanonu, poli-P-aminoketonów, polifosfazenów, polibezwodników, polihydroksymaślanów i polialkilo-(cyjano)-akrylanów.
8. Mikrokapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że dodatkowo zawiera środek powierzchniowo czynny, wybrany spośród kopolimerów blokowych polioksyetylenpolioksypropylen i fosfolipidów.
9. Mikrokapsułka według zastrz. 1, znamienna tym, że membrana dodatkowo zawiera terapeutyczną lipofilową substancję aktywną.
10. Mikrokapsułka według zastrz. 9, znamienna tym, że terapeutyczną lipofilową substancją aktywną wybiera się spośród witaminy E, prednisolonu, palmitynianu chloramfenikolu i salbutamolu.
11. Sposób wytwarzania kulistych mikrokapsułek w postaci ciała stałego o przeciętnej wielkości od ułamka mikrometra do 1000 mikrometrów, mających biodegradowalną lipidową membranę, o grubości od 50 do 500 nm, kapsułkującą powietrze lub rdzeń gazowy, charakteryzujących się tym, że membrana składa się z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stałych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di- i triglicerydów oraz ich mieszanin, znamienny tym, że:

a) rozpuszcza się biodegradowalny lipid w rozpuszczalniku organicznym lub mieszaninie rozpuszczalników,

b) miesza się z fazą wodną

c) emulguje się mieszaninę do wytworzenia emulsji typu olej w wodzie,

d) dodaje się środek redyspergujący,

e) zamraża się,

f) liofilizuje się do wytworzenia proszku składającego się z półkulistych lub kulistych mikrokapsułek,

g) dysperguje się proszek w wodnym nośniku,

h) oddziela się przez dekantację mikrokapsułki zawierające powietrze lub gaz, od mikrokapsułek źle ukształtowanych i

i) uzyskane mikrokapsułki suszy się.

182 989
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że w etapie a) rozpuszcza się dodatkowo biodegradowalny polimer.
13. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że po wytworzeniu emulsji typu olej w wodzie, odparowuje się część rozpuszczalnika organicznego.
14. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że jako mieszaninę rozpuszczalników stosuje się mieszaninę rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych w wodzie rozpuszczalników organicznych.
15. Sposób według zastrz. 14, znamienny tym, że nierozpuszczalne w wodzie rozpuszczalniki organiczne wybiera się spośród alkanów, cykloalkanów, węglowodorów aromatycznych, eterów i węglowodorów halogenowanych.
16. Sposób według zastrz. 15, znamienny tym, że rozpuszczalnik wybiera się spośród toluenu, ksylenu, cyklooktanu, cykloheksanu, chloroformu, tetrachlorometanu, difiuorotetrachloroetanu, eteru dibutylowego, eteru diizopropylowego, ketonu izobutylometylowego i ich mieszanin.
17. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że środek powierzchniowo czynny wybiera się spośród blokowych kopolimerów polioksyetylen-polioksypropylen i fosfolipidów.
18. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że lipofilową substancję czynną dodaje się do roztworu lipidów przed wymieszaniem z fazą wodną.
19. Kompozycja iniekcyjna z kulistych mikrokapsułek w postaci ciała stałego przeciętnej wielkości od ułamka mikrometra do 1000 mikrometrów, mających biodegradowalną, lipidową membranę, o grubości 50 do 500 nm, kapsułkującą powietrze lub rdzeń gazowy, znamienna tym, że zawiera kuliste mikrokapsułki w postaci ciała stałego, których membrana składa się z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stałych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di- i triglicerydów oraz ich mieszanin oraz farmaceutycznie akceptowalny ciekły nośnik z zazwyczaj stosowanymi dodatkami i stabilizatorami.
20. Kompozycja według zastrz. 19, znamienna tym, że zawiera mikrokapsułki, których membrana jest co najmniej częściowo krystaliczna lub półkrystaliczna.
21. Kompozycja według zastrz. 20, znamienna tym, że membrana zawiera ponadto do 75% wag. biodegradowalnych polimerów, a korzystnie, do 10% wag. biodegradowalnych polimerów.
22. Kompozycja według zastrz. 19 albo 20, albo 21, znamienna tym, że przeciętna średnica mikrokapsułek wynosi 0,1 pm - 100 pm.
23. Kompozycja według zastrz. 19, znamienna tym, że zawiera mikrokapsułki, które są porowate i mają pory o wielkości 20 do 2000 nm.
24. Kompozycja według zastrz. 21, znamienna tym, że zawiera mikrokapsułki w których biodegradowalny polimer występuje w ilości do 50% wag., korzystnie, do 20% wag., a zwłaszcza 5-10% wag.
25. Kompozycja według zastrz. 21 albo 24, znamienna tym, że biodegradowalny polimer wybiera się spośród kwasów poliaminowych, polimlekowych i poliglikolidów i ich kopolimerów, kopolimerów laktydów i laktonów, polipeptydów, poliortoestrów, polidioksanonu, ροΐΐ-β-aminoketonów, polifosfazenów, polibezwodników, polihydroksymaślanów i polialkilo-(cyjano)-akrylanów.
26. Kompozycja według zastrz. 19, znamienna tym, że zawiera mikrokapsułki których membrana dodatkowo zawiera środek powierzchniowo czynny, wybrany spośród kopolimerów blokowych polioksyetylen-polioksypropylen i fosfolipidów.
27. Kompozycja według zastrz. 19, znamienna tym, że zawiera mikrokapsułki, których membrana dodatkowo zawiera terapeutyczną lipofilową substancję aktywną.
28. Kompozycja według zastrz. 27, znamienna tym, że terapeutyczną lipofilową substancją aktywną wybiera się spośród witaminy E, prednisolonu, palmitynianu chloramfenikolu i salbutamolu.
29. Sposób wytwarzania środka kontrastowego, polegający na zawieszaniu w odpowiednim rozpuszczalniku kulistych mikrokapsułek w postaci ciała stałego o przeciętnej wielkości od ułamka mikrometra do 1000 mikrometrów, mających biodegradowalną lipidową

182 989 membranę, o grubości 50 do 500 nm, kapsułkującą powietrze lub rdzeń gazowy, znamienny tym, że zawiesza się kuliste mikrokapsułki w postaci ciała stałego, których membrana składa się z jednego lub kilku biodegradowalnych, nierozpuszczalnych w wodzie i stałych w temperaturze pokojowej lipidów, wybranych z grupy mono-, di-i triglicerydów oraz ich mieszanin w fazie dopuszczalnego farmaceutycznie nośnika.

* * *

Wynalazek dotyczy kulistej mikrokapsułki, sposobu wytwarzania kulistych mikrokapsułek, kompozycji iniekcyjnej i sposobu wytwarzania środka kontrastowego. Mikrokapsułki te mają przeciętną wielkość od ułamka mikrometra do 1000 mikrometrów, biodegradowalną membranę kapsułkującą powietrze lub wypełniony gazem rdzeń. Opisywane mikrokapsułki mogą nie ulegać koalescencji, mogąbyć suche i błyskawicznie dyspergujące. Mikrokapsułki te mają zastosowanie w przenoszeniu terapeutycznie i/lub diagnostycznie aktywnych substancji. Jako zawiesina w fizjologicznie dopuszczalnym nośniku są przydatne jako środki przenoszące terapeutycznie aktywne substancje i/lub środki kontrastowe w badaniach echograficznych narządów ciała człowieka lub zwierzęcia.

Rozpoznanie korzyści, jakie daje stosowanie środków terapeutycznych i diagnostycznych o kontrolowanym uwalnianiu, zainspirowało wielu badaczy i doprowadziło do rozwinięcia różnych systemów nośnikowych. Systemy te obejmują zakres od takich o kontrolowanym uwalnianiu lub uwalniających się w przedłużonym okresie czasu do systemów, które są specyficznie pomyślane do poszczególnych zastosowań. W zależności od rodzaju i natury substancji aktywnej, rozwinęło się wiele systemów do przenoszenia antybiotyków, witamin, białek, itd. Do kapsułkowania substancji aktywnych znanych jest lub aktualnie stosowanych, wiele różnych nośników, poczynając od alginianu lub agaru i powłok fosfolipidowych lub lipozomowych, do bardzo wyszukanych polimerów. Tym niemniej, wiele spośród znanych systemów jest bądź zbyt specyficznych, to znaczy, przeznaczonych do pojedynczej substancji, bądź co najwyżej pojedynczej klasy substancji, a zatem mało pomocnych, jeśli bierze się pod uwagę różne substancje aktywne. Wiele z tych znanych środków przenoszących nie jest dostatecznie podatnych na modyfikacje ich charakterystyki uwalniania lub biodegradowalności, ponieważ zostały specyficznie wybrane do przenoszenia specyficznych substancji. Jakiekolwiek zmiany w naturze nośnika i/lub substancji aktywnej w stosunku do składnika nieaktywnego, nieuchronnie pociągają za sobą dodatkowe badania.

Ponadto, znane dotychczas systemy nie nadają się do wytwarzania unoszących się mikrocząstek lub tabletek, które mogą przenosić różne składniki aktywne. Nie zapewniają one ani powiązania różnych funkcji, ani włączenia różnych substancji aktywnych do tej samej mikrokapsułki, jak na przykład połączenia terapeutycznie aktywnego składnika zewnętrznej kapsułkującej membrany i diagnostycznie aktywnego składnika w rdzeniu; ani nie zapewniają gotowych do stosowania, biodegradowalnych mikrokapsułek, które można w sposób stanowiący udogodnienie, napełniać odpowiednim lekiem w odpowiedniej ilości.

Z opisu patentowego EP-A-0 458 745 (Sintetica) znane są napełnione powietrzem lub gazem mikrobalony, połączone przez międzyfazowo osadzoną biodegradowalną membranę. Mikrobalony te są przydatne jako środki odbijające dźwięk w echograficznych badaniach jam ciała i strumienia krwi. W celu wytworzenia mikrobalonów, rozpuszcza się błonotwórczy polimer w mieszaninie lotnych rozpuszczalników organicznych i otrzymany roztwór organiczny miesza się z wodną fazą nośnika, aby wytworzyć emulsję typu olej w wodzie. Następnie, emulsję, na przykład, odparowuje się lub desolubilizuje się w taki sposób, aby polimer wytrącił się i osadził, tworząc membranę na granicy kropla wody /roztwór. W kolejnym etapie, usuwa się ewentualnie z mikrobalonów rozpuszczalnik i przez liofilizację zawiesiny, rozpuszczalnik w mikrobalonach jest zastępowany przez powietrze albo gaz. W celu zwiększenia hydrofobowości mikrobalonów wykonanych z biodegradowalnych polimerów, mogą one zawierać do 20% tłuszczów, wosków i węglowodorów o wysokim ciężarze cząsteczkowym.

182 989

Z opisu patentowego US-A-4,684,479 (D'Arrigo) znane są stabilizowane zawiesiny pęcherzyków, przydatne w pomiarach echografii ultradźwiękowej w różnych zastosowaniach, w tym echokardiografii. Zawiesinę wytwarza się przez energiczne wstrząsanie w obecności powietrza (spienianie) mieszanin środków powierzchniowo czynnych z wodą lub olejem mineralnym. Mieszaniny środków powierzchniowo czynnych zawierają (a) monoglicerydy kwasów tłuszczowych, (b) estry kwasów aromatycznych (jak benzoesowego, fenylooctowego, ftalowego, salicylowego itd) ze sterolami (jak cholesterol, ergosterol, lanosterol, fitosterol, itd), (c) składnik z grupy obejmującej sterole, terpeny, kwasy żółciowe i sole metali alkalicznych kwasów żółciowych, i ewentualnie, (d) estry steroli kwasów alifatycznych i (e) związek z grupy obejmującej glicerynę i di-i triglicerydy (na przykład dilaurynian, trilaurynian, dipalmitynian, tripalmitynian, distearynian, tristearynian, dimirystynian, trimirystynian glicerylu i im podobne).

Z opisu patentowego WO-A-93/02712 (Danbiosyst) znane są mikrosfery w postaci ciała stałego lub puste (wypełnione gazem lub parą) mikrokapsułki amylodekstryny, otrzymywane przez wytworzenie powłoki wokół stałego lub ciekłego rdzenia, z rozpuszczalnych w wodzie pochodnych skrobi, a następnie usunięcie rdzenia. Rdzeniem może być lotny olej, jak perfluoro-heksan. Mikrokapsułki mogą być wykonane z podwójnej emulsji typu olęj-woda-olej, którą następnie utwardza się chemicznie lub termicznie. Mikrokapsułki te mogą być stosowane w echokardiografii.