PL240556B1 - Nanokapsuła oraz sposób jej wytwarzania do równoczesnego przenoszenia związku lipofilowego i hydrofilowego oraz jej zastosowanie - Google Patents
Nanokapsuła oraz sposób jej wytwarzania do równoczesnego przenoszenia związku lipofilowego i hydrofilowego oraz jej zastosowanie Download PDFInfo
- Publication number
- PL240556B1 PL240556B1 PLPLPLPLPLPLPLPLPL426702A PLPLPLPLPLPLPLPL426702A PL240556B1 PL 240556 B1 PL240556 B1 PL 240556B1 PL PLPLPLPLPLPLPLPL426702 A PLPLPLPLPLPLPLPLPL426702 A PL PLPLPLPLPLPLPLPL426702A PL PLPLPLPLPLPLPL426702 A PLPLPLPLPLPLPLPL426702 A PL PLPLPLPLPLPLPL426702A PL 240556 B1 PL240556 B1 PL 240556B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- oil
- emulsion
- water
- capsule
- phase
- Prior art date
Links
- 150000002433 hydrophilic molecules Chemical class 0.000 title claims description 23
- 150000002634 lipophilic molecules Chemical class 0.000 title claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 239000002088 nanocapsule Substances 0.000 title claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 96
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 44
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 38
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 37
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 36
- 229920002674 hyaluronan Polymers 0.000 claims description 35
- 229960003160 hyaluronic acid Drugs 0.000 claims description 30
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 26
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 24
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 17
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 16
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 claims description 15
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 15
- 238000000527 sonication Methods 0.000 claims description 15
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 14
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 13
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 13
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 11
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 claims description 10
- -1 rhodamine isothiocyanate Chemical class 0.000 claims description 10
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 claims description 9
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 claims description 9
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 claims description 9
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 claims description 9
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 claims description 8
- 229940088679 drug related substance Drugs 0.000 claims description 8
- 150000003722 vitamin derivatives Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 7
- DEGAKNSWVGKMLS-UHFFFAOYSA-N calcein Chemical compound O1C(=O)C2=CC=CC=C2C21C1=CC(CN(CC(O)=O)CC(O)=O)=C(O)C=C1OC1=C2C=C(CN(CC(O)=O)CC(=O)O)C(O)=C1 DEGAKNSWVGKMLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229960002378 oftasceine Drugs 0.000 claims description 7
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 7
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 5
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 4
- 239000010478 argan oil Substances 0.000 claims description 4
- XUGNVMKQXJXZCD-UHFFFAOYSA-N isopropyl palmitate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC(C)C XUGNVMKQXJXZCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000944 linseed oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000021388 linseed oil Nutrition 0.000 claims description 4
- VOFUROIFQGPCGE-UHFFFAOYSA-N nile red Chemical compound C1=CC=C2C3=NC4=CC=C(N(CC)CC)C=C4OC3=CC(=O)C2=C1 VOFUROIFQGPCGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 4
- 239000008307 w/o/w-emulsion Substances 0.000 claims description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 claims description 3
- YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N sodium;(2s,3s,4s,5r,6r)-6-[(2s,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2-[(2s,3s,4r,5r,6r)-6-[(2r,3r,4r,5s,6r)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2- Chemical class [Na+].CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 YWIVKILSMZOHHF-QJZPQSOGSA-N 0.000 claims description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002285 corn oil Substances 0.000 claims description 2
- 235000005687 corn oil Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 239000010685 fatty oil Substances 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims 1
- 239000001044 red dye Substances 0.000 claims 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 claims 1
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical group O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N (2S,3S,4S,5R,6R)-6-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-Acetamido-2-[(2S,3S,4R,5R,6R)-6-[(2R,3R,4R,5S,6R)-3-acetamido-2,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-2-carboxy-4,5-dihydroxyoxan-3-yl]oxy-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-4-yl]oxy-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical class CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H]([C@@H](O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-DNGZLQJQSA-N 0.000 description 7
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 7
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 6
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 6
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N hyaluronan Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@H](O)O[C@H](CO)[C@@H](O)C1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]2[C@@H](C(O[C@H]3[C@@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O3)C(O)=O)O)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)NC(C)=O)[C@@H](C(O)=O)O1 KIUKXJAPPMFGSW-MNSSHETKSA-N 0.000 description 5
- 229940099552 hyaluronan Drugs 0.000 description 5
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 4
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N sodium tungstate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][W]([O-])(=O)=O XMVONEAAOPAGAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WCDDVEOXEIYWFB-VXORFPGASA-N (2s,3s,4r,5r,6r)-3-[(2s,3r,5s,6r)-3-acetamido-5-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-4,5,6-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid Chemical compound CC(=O)N[C@@H]1C[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](C(O)=O)O[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1O WCDDVEOXEIYWFB-VXORFPGASA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 3
- 229940014041 hyaluronate Drugs 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 3
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 2
- 238000004624 confocal microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000000604 cryogenic transmission electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N ethanol;hydrate Chemical compound O.CCO IDGUHHHQCWSQLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003010 ionic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 2
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 2
- PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N rhodamine B Chemical group [Cl-].C=12C=CC(=[N+](CC)CC)C=C2OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=1C1=CC=CC=C1C(O)=O PYWVYCXTNDRMGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- JGVWCANSWKRBCS-UHFFFAOYSA-N tetramethylrhodamine thiocyanate Chemical compound [Cl-].C=12C=CC(N(C)C)=CC2=[O+]C2=CC(N(C)C)=CC=C2C=1C1=CC=C(SC#N)C=C1C(O)=O JGVWCANSWKRBCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102000010400 1-phosphatidylinositol-3-kinase activity proteins Human genes 0.000 description 1
- 206010059866 Drug resistance Diseases 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 239000002616 MRI contrast agent Substances 0.000 description 1
- 108091007960 PI3Ks Proteins 0.000 description 1
- 229930012538 Paclitaxel Natural products 0.000 description 1
- 102000013530 TOR Serine-Threonine Kinases Human genes 0.000 description 1
- 108010065917 TOR Serine-Threonine Kinases Proteins 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000259 anti-tumor effect Effects 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002648 combination therapy Methods 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 125000000298 cyclopropenyl group Chemical class [H]C1=C([H])C1([H])* 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 239000000890 drug combination Substances 0.000 description 1
- 238000007876 drug discovery Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 210000004051 gastric juice Anatomy 0.000 description 1
- 239000005556 hormone Substances 0.000 description 1
- 229940088597 hormone Drugs 0.000 description 1
- 239000000416 hydrocolloid Substances 0.000 description 1
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 210000004698 lymphocyte Anatomy 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229960001592 paclitaxel Drugs 0.000 description 1
- 238000003921 particle size analysis Methods 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 229920000447 polyanionic polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000004804 polysaccharides Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- ZAHRKKWIAAJSAO-UHFFFAOYSA-N rapamycin Natural products COCC(O)C(=C/C(C)C(=O)CC(OC(=O)C1CCCCN1C(=O)C(=O)C2(O)OC(CC(OC)C(=CC=CC=CC(C)CC(C)C(=O)C)C)CCC2C)C(C)CC3CCC(O)C(C3)OC)C ZAHRKKWIAAJSAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- QFJCIRLUMZQUOT-HPLJOQBZSA-N sirolimus Chemical compound C1C[C@@H](O)[C@H](OC)C[C@@H]1C[C@@H](C)[C@H]1OC(=O)[C@@H]2CCCCN2C(=O)C(=O)[C@](O)(O2)[C@H](C)CC[C@H]2C[C@H](OC)/C(C)=C/C=C/C=C/[C@@H](C)C[C@@H](C)C(=O)[C@H](OC)[C@H](O)/C(C)=C/[C@@H](C)C(=O)C1 QFJCIRLUMZQUOT-HPLJOQBZSA-N 0.000 description 1
- 229960002930 sirolimus Drugs 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- RCINICONZNJXQF-MZXODVADSA-N taxol Chemical compound O([C@@H]1[C@@]2(C[C@@H](C(C)=C(C2(C)C)[C@H](C([C@]2(C)[C@@H](O)C[C@H]3OC[C@]3([C@H]21)OC(C)=O)=O)OC(=O)C)OC(=O)[C@H](O)[C@@H](NC(=O)C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)O)C(=O)C1=CC=CC=C1 RCINICONZNJXQF-MZXODVADSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 239000003981 vehicle Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 1
Description
PL 240 556 B1
Opis wynalazku
Dziedzina techniki
Przedmiotem wynalazku są biokompatybilne polisacharydowe układy typu „kapsuła w kapsule” oraz sposób ich wytwarzania, które są złożone z kapsuły o rdzeniu olejowym i średnicy nieprzekraczającej 1 μm, w którym umieszczone są kapsuły o rdzeniach wodnych, umożliwiające efektywną enkapsulację związków o charakterze zarówno lipofilowym (w rdzeniu olejowym), jak i hydrofilowych (w rdzeniu wodnym) i wysoką stabilnością w wodnej zawiesinie oraz sposób ich wytwarzania i stabilizacji za pomocą modyfikowanych hydrofobowo polisacharydów z grupami jonowymi w strukturze. Ponadto przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie tych układów do przenoszenia związków lipofilowych i związków hydrofilowych.
Stan techniki
Potrzeba równoczesnego dostarczania związków hydrofobowych i hydrofilowych wiąże się często z synergistycznym działaniem kombinacji substancji aktywnych (Chou TC (2006) Theoretical basis, experimental design, and computerized simulation of synergism and antagonism in drug combination studies. Pharmacol Rev 58: 621-681; Zimmermann GR, Lehar J, Keith CT (2007) Multi-target therapeutics: when the whole is greater than the sum of the parts. Drug discovery today 12: 34-42.) lub możliwością równoczesnego i kolokalizowanego podawania terapeutyków i substancji wspomagających diagnostykę (teranostyka) (Liu G, Deng J, Liu F, Wang Z, Peerc D, Zhao Y, Hierarchical theranostic nanomedicine: MRI contrast agents as a physical vehicle anchor for high drug loading and triggered ondemand delivery, J. Mater. Chem. B, 2018,6, 1995-2003). Dotyczy to w szczególności dostarczania leków, witamin, hormonów, pestycydów, substancji kontrastujących w obrazowaniu rezonansowo -magnetycznym, itp. W przypadku stosowania leków jest to szczególnie ważne przy terapiach skomplikowanych chorób takich jak nowotwory (Blanco E et al. Colocalized delivery of rapamycin and paclitaxel to tumors enhances synergistic targeting of the PI3K/Akt/mTOR pathway. Mol Ther. 2014 Jul; 22(7): 1310-1319.), czy też przezwyciężaniu lekooporności drobnoustrojów, grzybów (Levy SB, Marshall B (2004) Antibacterial resistance worldwide: causes, challenges and responses. Nature medicine 10: S122-129; Fitzgerald JB, Schoeberl B, Nielsen UB, Sorger PK (2006) Systems biology and combination therapy in the quest for clinical efficacy. Nature chemical biology 2: 458-466).
Podawane substancje aktywne o różnej hydrofilowości zwykle różnią się farmakokinetyką, co utrudnia występowanie efektów synergistycznych w organizmie, nawet przy równoczesnym podaniu mieszaniny tych substancji. Rozwiązaniem tego problemu może być podawanie takich substancji w jednym nośniku o rozmiarach submikrometrycznych, który umożliwi dostarczenie obu (lub wielu) substancji jednocześnie w danym miejscu (kolokalizacja). Takimi nośnikami mogą być układy typu podwójnych emulsji woda-olej-woda, które strukturalnie można też opisać jako kapsuły z wodnym rdzeniem umieszczone w kapsuła z olejowym rdzeniem, jak w niniejszym wynalazku.
W przypadku związków hydrofilowych istotny jest także efekt ochronny realizowany poprzez odizolowanie substancji od środowiska zewnętrznego, które może działać na nią destrukcyjnie (np. sok żołądkowy o niskim pH, limfocyty odpowiedzialne za odpowiedź immunologiczną organizmu). Dotyczy to w szczególności doustnego podawania białek i peptydów (Abdul Muheem, Faiyaz Shakeel, Mohammad Asadullah, Jahangir, Mohammed Anwar, Neha Mallick, Gaurav Kumar Jain, Musarrat HusainWarsi, Farhan Jalees Ahmad, A review on the strategies for oral delivery of proteins and peptides and their clinical perspectives, Saudi Pharmaceutical Journal 2016, 24, 413-428).
Przedstawiony wynalazek oparty na wytworzeniu podwójnej emulsji typu woda-olej-woda (W/O/W) stabilizowanej hydrofobizowaną pochodną kwasu hialuronowego, bez konieczności użycia dodatkowych emulsyfikatorów, pełni rolę nośnika, który rozwiązuje problem z jednoczesnym podaniem substancji aktywnych o różnej hydrofilowości oraz z ochroną wrażliwych substancji hydrofilowych przed agresywnym środowiskiem zewnętrznym.
W patencie polskim numer P.413155 ujawniono stabilne układy emulsyjne O/W o budowie typu rdzeń-powłoka stabilizowane za pomocą modyfikowanych polisacharydów zdolne do efektywnej enkapsulacji związków hydrofobowych.
Z międzynarodowego patentu nr WO 2016/179251 znane są stabilne emulsje zdolne do enkapsulacji lotnych związków chemicznych, np. pochodnych cyklopropenu. Podwójna emulsja typu woda -olej-woda zawiera emulsyfikator i surfaktant zapewniający jej stabilność.
PL 240 556 Β1
Stabilne podwójne emulsje opisane zostały w amerykańskim patencie US 2010/0233221. Zawierają one co najmniej dwa emulsyfikatory o różnych masach molowych zapewniające stabilizację emulsji woda w oleju oraz podwójnej emulsji.
Znane z międzynarodowego patentu WO 2018/077977 są podwójne emulsje zawierające usieciowane kwasy tłuszczowe jako warstwę wewnętrzną służące do enkapsulacji hydrofilowych związków stosowanych w kosmetyce. Emulsje wykazują stabilność przez minimum 3 miesiące.
Z międzynarodowego patentu nr WO 2017/199008 znane są podwójne emulsje zawierające emulsyfikatory i wodną fazę wewnętrzną zawierającą polimery ulegające sieciowaniu w podwyższonej temperaturze co prowadzi do otrzymania układów typu hydrożel-olej-woda. Otrzymane układy są zdolne do przenoszenia substancji aktywnych (leków i komórek) inkorporowanych w cząstkach hydrokoloidalnych.
Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie nowych układów emulsyjnych (nanokapsuła w nanokapsule) typu woda-olej-woda. Nowe układy jako formy farmaceutyczne mogłyby zawierać substancje czynne przeciwnowotworowe lub białka.
Szczegółowy opis wynalazku:
Istotą niniejszego wynalazku są biozgodne układy typu podwójnej emulsji woda-olej-woda zdolne do jednoczesnego przenoszenia związków lipofilowych (w fazie olejowej) i hydrofilowych (w wewnętrznej fazie wodnej). Stabilizacja układu nie wymaga stosowania małocząsteczkowych związków powierzchniowo czynnych (surfaktantów), jest bowiem zapewniona przez hydrofobowo zmodyfikowany kwas hialuronowy.
Wytworzone otoczki stabilizujące kapsuły z olejowym rdzeniem, jak i kapsuły z wodnym rdzeniem (kapsuła wewnętrzna) składają się z modyfikowanego hydrofobowo hialuronianu sodu, Hy-C12, o wzo-
gdzie p jest liczbą całkowitą równą 5, a stosunek liczba m/(m+n) wynosi od 0,001 do 0,4.
Wytworzenie układu o budowie nanokapsuła w nanokapsule jest procesem dwuetapowym; pierwszy etap to otrzymanie odwróconej emulsji typu woda w oleju przez zmieszanie fazy wodnej stanowiącej roztwór dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego o stężeniu 1-10 g/L w soli fizjologicznej, tj. chlorku sodu o stężeniu 0,15 mol/dm3 z nietoksycznym olejem stanowiącym ok. 99% objętościowych mieszaniny. Drugi etap to opłaszczenie wytworzonych kropli wodnych zawieszonych w ciągłej fazie olejowej, powłoką z hialuronianu, co prowadzi do powstania układu typu woda-olej-woda. Co istotne, powstający w pierwszym etapie układ woda w oleju jest niestabilny, wymaga zastosowanie drugiego etapu w celu uzyskania stabilnego układu koloidalnego. Podwójna emulsja wykazuje stabilność w czasie minimum 2 miesięcy.
Dla uzyskania stabilnej w czasie emulsji istotne jest ustalenie balansu pomiędzy hydrofilowymi i hydrofobowymi fragmentami cząsteczki. Przeprowadzone badania wykazały, że najlepsze właściwości wykazuje układ stabilizowany przez kwas hialuronowy modyfikowany dodecylowymi łańcuchami bocznymi. Korzystnie, aby stopień podstawienia w łańcuchu polisacharydu nie przekraczał 5%. Zbyt duża zawartość bocznych łańcuchów hydrofobowych może bowiem ograniczyć rozpuszczalność polimeru w wodzie.
Dla uzyskania dobrej stabilności układu istotne jest także stosowanie polisacharydów obdarzonych trwałym ładunkiem elektrostatycznym. Korzystnie, aby zawartość grup jonowych w polisacharydzie była większa niż 20%, korzystniej jeśli jest większa niż 40%, zaś najkorzystniej aby przekraczała 60%. Obecność grup karboksylowych sprawia, że kwas hialuronowy to naturalnie występujący polianion, który zapewnia stabilizację układu typu nanokapsuła w nanokapsule.
PL 240 556 Β1
Konieczne jest stosowanie sonikacji (lub intensywnego mieszania) w celu uzyskania zarówno odwróconej emulsji typu woda-olej jak i podwójnej emulsji (woda-olej-woda), przy czym korzystnie aby sonikacja trwała 15-60 minut w temperaturze wyższej niż 18°C, ale nieprzekraczającej 40°C. Najkorzystniej, aby sonikacja trwała 60 min dla uzyskania odwróconej emulsji i 30 min dla uzyskania podwójnej emulsji i była prowadzona w temperaturze 25-30°C.
Do wytwarzania podwójnej emulsji stosowane są wodne roztwory hydrofobowo zmodyfikowanych polisacharydów jonowych o stężeniu 1-10 g/L i sile jonowej z zakresu 0,01-0,15. Korzystnie jest stosować roztwór kwasu hialuronowego o stężeniu 2 g/L rozpuszczony w roztworze chlorku sodu o stężeniu 0,15 mol/dm3.
Otrzymane układy typu nanokapsuła w nanokapsule charakteryzują się szerokim spektrum zastosowań, pozwalają bowiem na jednoczesne załadowanie związków hydrofobowych (do fazy olejowej) oraz hydrofilowych (do wewnętrznej fazy wodnej). Możliwość enkapsulacji barwników fluorescencyjnych zapewnia obrazowanie otrzymanych układów. Jednoczesne zastosowanie barwników hydrofilowych i hydrofobowych umożliwia obrazowanie geometrii kapsuł. Możliwe jest także zastosowanie znakowanych fluorescencyjnie pochodnych kwasu hialuronowego. Korzystnie jest stosować barwniki różniące się charakterystyką spektralną, korzystniej wzbudzane różnymi laserami i emitujące promieniowanie w różnych kanałach emisji konfokalnego mikroskopu fluorescencyjnego. Najkorzystniej stosować kwas hialuronowy modyfikowany izotiocyjanianem rodaminy oraz izotiocyjanianem fluoresceiny.
Istotą wynalazku jest wieloprzedziałowy układ typu „kapsuła w kapsule” w formie podwójnej emulsji typu woda-olej-woda do równoczesnego przenoszenia związków hydrofilowych oraz lipofilowych, który posiada jednocześnie:
a) ciekły rdzeń olejowy do przenoszenia związku lipofilowego zawierający olej wybrany z grupy obejmującej: kwas oleinowy, palmitynian izopropylu, kwasy tłuszczowe, ekstrakty i oleje pochodzenia naturalnego, zwłaszcza olej kukurydziany, olej lniany, olej sojowy, olej arganowy, lub ich mieszaniny, korzystnie kwas oleinowy,
b) umieszczoną w olejowym rdzeniu kapsułę lub wiele kapsuł z rdzeniem wodnym do przenoszenia związku hydrofilowego,
c) otoczkę stabilizującą zarówno dla kapsuły z olejowym rdzeniem, jak i wewnętrznej z wodnym rdzeniem, składającą się z modyfikowanego hydrofobowo polisacharydu dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego,
d) średnicę zewnętrznej kapsuły poniżej 1 pm i jest stabilna w roztworze wodnym.
Korzystnie w modyfikowanym hydrofobowo polisacharydzie stopień podstawienia hydrofobowych łańcuchów bocznych wynosi od 0,1 do 40%.
Korzystnie wytworzone otoczki stabilizujące kapsuły z olejowym rdzeniem, jak i kapsuły z wodnym rdzeniem (kapsuła wewnętrzna) składają się z modyfikowanego hydrofobowo hialuronianu sodu, Hy-C12, o wzorze:
gdzie p jest liczbą całkowitą równą 5, a stosunek liczb m/(m+n) wynosi od 0,001 do 0,4.
Korzystnie przenoszonym związkiem lipofilowym może być barwnik fluorescencyjny, rozpuszczalna w tłuszczach witamina lub hydrofobowa substancja lecznicza, a przenoszonym związkiem hydrofilowym może być barwnik fluorescencyjny, rozpuszczalna w wodzie witamina, białko, hydrofilowa substancja lecznicza.
Sposób otrzymywania układu typu „kapsuła w kapsule” do jednoczesnego przenoszenia związku lipofilowego i hydrofilowego, obejmuje następujące etapy:
a) miesza się fazę wodną z fazą olejową, przy czym stosunek objętościowy fazy wodnej i olejowej wynosi od 1:10 do 1:10000, korzystnie około 1:100,
PL 240 556 B1
b) z powstałej mieszaniny uzyskuje się emulsję typu woda w oleju, W/O, (kapsuły z wodnym rdzeniem) poprzez oddziaływanie ultradźwiękami (sonikację) lub oddziaływanie mechaniczne, korzystnie mieszanie lub wytrząsanie,
c) powstałą emulsję W/O miesza się z fazą wodną przy czym stosunek objętościowy fazy emulsji W/O i fazy wodnej 1:10 do 1:10000, korzystnie około 1:100,
d) z powstałej mieszaniny uzyskuje się emulsję typu W/O/W (układ typu „kapsuła w kapsule”) poprzez oddziaływanie ultradźwiękami (sonikację) lub oddziaływanie mechaniczne, korzystnie mieszanie lub wytrząsanie, przy czym jako fazę wodną stosuje się roztwór wodny modyfikowanego hydrofobowo polisacharydu, dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego o pH w zakresie 2-12, stężeniu 0,1-30 g/L i sile jonowej 0,001-3 mol/dm3, natomiast faza olejowa zawiera olej wybrany z grupy obejmującej: kwas oleinowy, palmitynian izopropylu, kwasy tłuszczowe, oleje pochodzenia naturalnego, zwłaszcza olej lniany, olej sojowy, olej arganowy, lub ich mieszaniny, korzystnie kwas oleinowy, przy czym proces prowadzi się bez stosowania małocząsteczkowych surfaktantów.
Korzystnie sonikację prowadzi się przez od 15 do 120 minut w temperaturze od 4°C do 40°C, korzystnie od 30 do 60 minut w temperaturze od 20 do 35°C, zwłaszcza przez 60 minut w temperaturze pokojowej dla otrzymania emulsji typu W/O i 30 minut w temperaturze pokojowej dla otrzymania emulsji typu W/O/W.
Korzystnie sonikację impulsową prowadzi się o czasie impulsu dwukrotnie krótszym niż czas przerwy między kolejnymi impulsami.
Korzystnie enkapsulowany związek lipofilowy zawarty jest w rdzeniu olejowym, a enkapsulowany związek hydrofilowy w rdzeniu wodnym kapsuł.
Istotą wynalazku jest również zastosowanie wieloprzedziałowego układu zdefiniowanego powyżej do przenoszenia związków lipofilowych i związków hydrofilowych.
Korzystnie, związkiem lipofilowym może być barwnik fluorescencyjny, rozpuszczalna w tłuszczach witamina lub hydrofobowa substancja lecznicza, a związkiem hydrofilowym może być barwnik fluorescencyjny, rozpuszczalna w wodzie witamina, białko, hydrofilowa substancja lecznicza.
Zaletą opracowanego wynalazku jest możliwość uzyskania biozgodnej i stabilnej nanoformulacji zdolnej do jednoczesnego transportu związków hydrofilowych i lipofilowych w oddzielonych przestrzennie kompartmentach podwójnej nanokapsuły. Zabezpiecza to enkapsulowane związki przed degradacją, przedwczesnym uwolnieniem z nośnika oraz zbyt szybką eliminacją z układu, np. krwioobiegu. Znacznie rozszerza to zakres stosowalności opisanych układów, które cechują się dodatkowo prostotą preparatyki i niskimi nakładami finansowymi.
Nanokapsuła do równoczesnego przenoszenia związku lipofilowego i hydrofilowego oznacza wieloprzedziałowy układ typu „kapsuła w kapsule” w formie podwójnej emulsji typu woda-olej-woda do równoczesnego przenoszenia związków hydrofilowych oraz lipofilowych.
Opis tabel i rysunków:
Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładach oraz rysunkach, których wykaz zamieszczono poniżej:
Fi g. 1 - przedstawia odwróconą emulsję otrzymaną przez zmieszanie preemulsji zawierającej wodę z kwasem oleinowym i wodno-etanolowego roztworu dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego (stosunek objętościowy woda:alkohol równy 2:3). Strzałkami zaznaczono duże pęcherzyki, które powstały w trakcie emulsyfikacji).
Fi g. 2 - przedstawia pęcherzyki powstałe w trakcie otrzymywania odwróconej emulsji powstałej przez zmieszanie preemulsji zawierającej wodę z kwasem oleinowym i wodno-etanolowego roztworu dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego (stosunek objętościowy woda:alkohol równy 1:2).
Fi g. 3 - przedstawia odwróconą emulsję otrzymaną przez zmieszanie preemulsji zawierającej wodę z kwasem oleinowym i wodnego roztworu dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego po 1 (a) i 5 dniach (b) od wytworzenia.
Fig. 4 - przedstawia rozkład rozmiarów cząstek odwróconej emulsji otrzymanej przez zmieszanie preemulsji zawierającej wodę z kwasem oleinowym i wodnego roztworu dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego (układ w dniu emulsyfikacji).
PL 240 556 B1
Fig. 5 - przedstawia rozkład rozmiarów cząstek odwróconej emulsji otrzymanej przez zmieszanie preemulsji zawierającej wodę z kwasem oleinowym i wodnego roztworu dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego (5 dni po emulsyfikacji).
Fig. 6 - przedstawia mikrofotografię cryo-TEM cząstki odwróconej emulsji (W/O) otrzymanej przez zmieszanie preemulsji zawierającej wodę z kwasem oleinowym i wodnego ro ztworu dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego zawierającej wolframian(VI) sodu.
Fig. 7 - przedstawia rozkład rozmiarów cząstek podwójnej emulsji otrzymanej przez zmieszanie 0,4% objętościowego odwróconej emulsji zwierającej dodecylową pochodną kwasu hialuronowego znakowanego FITC z wodnym roztworem hialuronianu znakowanego RhBITC (układ w dniu emulsyfikacji).
Fig. 8 - przedstawia rozkład rozmiarów cząstek podwójnej emulsji otrzymanej przez zmieszanie 0,4% objętościowego odwróconej emulsji zwierającej dodecylową pochodną kwasu hialuronowego znakowanego FITC z wodnym roztworem hialuronianu znakowanego RhBITC (układ po 7 dniach od emulsyfikacji).
Fig. 9 - przedstawia zdjęcia z mikroskopu konfokalnego układu podwójnej emulsji otrzymanej przez zmieszanie 0,4% objętościowego odwróconej emulsji zwierającej dodecylową pochodną kwasu hialuronowego znakowanego FITC z wodnym roztworem hialuronianu znakowanego RhBITC - obserwacja w zbiorczym kanale (a) i w kanale FITC (b) (podziałka 5 μm).
Fig. 10 - przedstawia mikrofotografię cryo-TEM cząstki podwójnej emulsji otrzymanej przez otrzymanej przez zmieszanie 0,4% objętościowego odwróconej emulsji zwierającej dodecylową pochodną kwasu hialuronowego znakowanego FITC i rozpuszczony wolframian(VI) sodu z wodnym roztworem hialuronianu znakowanego RhBITC.
Fig. 11 - przedstawia rozkład rozmiarów cząstek podwójnej emulsji zawierającej kalceinę w wewnętrznej fazie wodnej.
Fig. 12 - przedstawia zdjęcia układu podwójnej emulsji z mikroskopu konfokalnego - obserwacja w zbiorczym kanale - nakładanie sygnału od kalceiny i rodaminy, którą zmodyfikowany był hialuronian (podziałka 10 μm).
Fig. 13 - przedstawia rozkład rozmiarów cząstek podwójnej emulsji otrzymanej przez zmieszanie 0,1% objętościowego odwróconej emulsji zwierającej dodecylową pochodną kwasu hialuronowego znakowanego FITC (stosunek objętościowy fazy wodnej i olejowej 1:30) z wodnym roztworem hialuronianu znakowanego RhBITC.
Fig. 14 - przedstawia zdjęcia z mikroskopu konfokalnego podwójnej emulsji otrzymanej przez zmieszanie 0,1% objętościowego odwróconej emulsji zwierającej dodecylową pochodną kwasu hialuronowego znakowanego FITC (stosunek objętościowy fazy wodnej i olejowej 1:30) z wodnym roztworem hialuronianu znakowanego RhBITC. Obserwacja w kanale zbiorczym (a), w kanale FITC (b) oraz kanale TRITC (c) (podziałka 10 μm).
Fig. 15 - przedstawia rozkład rozmiarów cząstek podwójnej emulsji w czasie 11 tygodni od otrzymania układu typu W/O/W.
Fig. 16 - przedstawia zestawienie wartości potencjałów dzeta i odchyleń standardowych (SD) mierzonych w dniu otrzymania układu podwójnej emulsji oraz po kolejnych 7, 14, 21, 28, 43, 59 i 79 dniach.
Fig. 17 - przedstawia zdjęcia układu podwójnej emulsji z mikroskopu konfokalnego - obserwacja w zbiorczym kanale, tydzień 3 (górny panel) oraz tydzień 4 (dolny panel) (podziałka 5 μm).
Fig. 18 - przedstawia rozkład rozmiarów cząstek podwójnej emulsji zawierającej kalceinę w wewnętrznej fazie wodnej i czerwień Nilu w fazie olejowej.
Fig. 19 - przedstawia zdjęcia układu podwójnej emulsji zawierającej kalceinę w fazie wodnej i czerwień Nilu w fazie olejowej uzyskane za pomocą mikroskopu konfokalnego - obserwacja w kanale TRITC (a, czerwień Nilu), FITC (b, kalceina) i kanale zbiorczym (c) (podziałka 5 μm).
PL 240 556 B1
Wynalazek ilustrują następujące przykłady wykonania, nie stanowiące jego ograniczenia.
P r z y k ł a d I
Otrzymywanie odwróconej emulsji typu woda w oleju
Celem uzyskania odwróconej emulsji (typu W-O) zastosowano mieszaninę wodno-etanolową dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego. Obecność lotnego rozpuszczalnika organicznego miała umożliwić uzyskanie przez łańcuchy polimerowe rozwiniętej konformacji (celem umożliwienia powstania odwróconej emulsji). Rozpuszczalnik miał być następnie odparowany.
Przygotowano roztwór dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego (stopień podstawienia hydrofobowych łańcuchów bocznych wynosi od 4,5%) w soli fizjologicznej (stężenie ok 7,5 g/L). Roztwór o odczynie obojętnym zadano następnie etanolem i uzyskano mieszaninę o stosunku objętościowym równym 2:3.
Równocześnie przygotowano preemulsję przez zmieszanie kwasu oleinowego i wodnego roztworu chlorku sodu (c=0,15 mol/dm3) w stosunku objętościowym 100:1. Układ wytrząsano przez 10 minut na wytrząsarce typu vortex oraz sonikowano przez 30 minut w łaźni ultradźwiękowej (tryb impulsowy, 1 s ultradźwięków, 2 s przerwy) w temperaturze pokojowej. Sonikacja doprowadziła do powstania mlecznobiałej emulsji.
Do preemulsji stopniowo przez 5 min wkraplano wodno-etanolowy roztwór dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego. Całość sonikowano przez 30 min w trybie impulsowym w otwartej buteleczce celem odparowania etanolu.
Rozkłady rozmiarów zmierzone z wykorzystaniem dynamicznego rozpraszania światła (DLS) wskazują na uzyskanie układu zawierającego wiele frakcji cząstek. Potencjał dzeta (ξ) stanowiący o stabilności układu był niemożliwy do mierzenia (bardzo niestabilne pomiary). Ponadto w buteleczce widoczne były sferyczne pęcherzyki o średnicach przekraczających 1 mm (Fig. 1).
P r z y k ł a d II
Otrzymywanie odwróconej emulsji typu woda w oleju po zmniejszeniu zawartości fazy wodnej w mieszaninie wodno-etanolowe
Przygotowano preemulsję jak w przykładzie I. Dodawano do niej stopniowo wodno-etanolowy roztwór dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego, z tą różnicą, że stosunek objętościowy fazy wodnej i etanolu wynosił 1:2.
Układ sonikowano w podwyższonej temperaturze w celu odparowania etanolu (ok. 34°C). Początkowo w oleju widoczna była biała zawiesina, która po wprowadzeniu układu do kuwety do pomiarów metodą DLS przekształcała się w pęcherzyki o średnicach przekraczających 1 mm (Fig. 2).
Po pomiarze rozmiarów w aparacie do DLS w kuwecie obserwowano 2 duże krople wody. Potencjału dzeta nie udało się zmierzyć.
Na podstawie wyników zaprezentowanych w przykładzie I i II wnioskowano o negatywnym wpływie etanolu na powstawanie emulsji; kolejnym kroku wyeliminowano alkohol z układu.
P r z y k ł a d III
Otrzymywanie odwróconej emulsji typu woda w oleju po wyeliminowaniu alkoholu z układu
Odwróconą emulsję typu woda w oleju przygotowano przez zmieszanie roztworu dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego (c = 4,7 g/L) w soli fizjologicznej (cNaCl = 0,15 mol/dm3) z kwasem oleinowym w stosunku objętościowym 1:100. Układ wytrząsano i sonikowano analogicznie jak w przykładzie I, przy czym sonikacja trwała 1 godzinę.
Otrzymano mlecznobiałą emulsję, a jej stabilność mierzono w dniu otrzymania oraz 5 dni od emulsyfikacji. Badania DLS wskazały na wysoką stabilność wyjściowego układu (ξ = -33 ± 21,7 mV). Rozmiary cząstek charakteryzowały się wąskim rozkładem. Po 5 dniach rozkład opisujący wielkość cząstek uległ przesunięciu w stronę mniejszych cząstek, pojawiło się także drugie niewielkie maksimum. Po 5 dniach zmętnienie próbki znacząco zmalało (Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5). Połączenie obserwacji wizualnej z danymi DLS pozwoliło wysnuć wniosek o zmniejszeniu zawartości cząstek po upływie 5 dni, co sugeruje otrzymanie układu składającego się z elementów stabilnych i takich ulegających destabilizacji. Ze względu na aplikacyjność taka sytuacja nie jest korzystna, prowadzi bowiem do strat materiału i powstawaniu układu o niekontrolowanym składzie. Z tego względu w kolejnym etapie układ odwróconej emulsji od razu poddawano kolejnym krokom prowadzącym do powstania podwójnej emulsji.
PL 240 556 B1
P r z y k ł a d IV
Obrazowanie odwróconej emulsji techniką krioskopowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej
Przygotowano odwróconą emulsję zgodnie z opisem przedstawionym w przykładzie III, przy czym wewnętrzna faza wodna zawierała wolframian(VI) sodu celem wzmocnienia kontrastu podczas obrazowania. Po dwóch dniach poddano ją obrazowaniu techniką transmisyjnej mikroskopii elektronowej z przystawką krioskopową. Analiza otrzymanych obrazów potwierdza powstanie sferycznych cząstek o średnicy ok. 250 nm (Fig. 6).
P r z y k ł a d V
Otrzymywanie podwójnej emulsji
Otrzymano odwróconą emulsję jak w przykładzie III z tym, że użyto dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego znakowanego izotiocyjanianem fluoresceiny (FITC) o stężeniu 2 g/L, zaś sonikacja trwała 30 minut.
Podwójną emulsję otrzymano przez zmieszanie odwróconej emulsji stanowiącej 0,4% objętościowego mieszaniny z dodecylową pochodną kwasu hialuronowego znakowanego izotiocyjanianem rodaminy (RhBITC) o stężeniu 1 g/L w soli fizjologicznej. Układ wytrząsano przez 10 minut na wytrząsarce typu vortex, a następnie sonikowano w temperaturze pokojowej przez 30 minut zgodnie z parametrami opisanymi w przykładzie I. Analiza rozkładów wielkości cząstek z pomiarów DLS wskazuje na obecność cząstek o średnicy 500-600 nm, zaś pomiar potencjału dzeta potwierdza stabilność otrzymanego układu (ξ = -44,6 ± 3,33 mV). Po 7 dniach obserwacji nie stwierdzono istotnych zmian rozmiarów cząstek, nie zaobserwowano także istotnej zmiany wartości potencjału dzeta (ξ = -44,6 ± 3,08 mV) (Fig. 7, Fig. 8).
P r z y k ł a d VI
Obrazowanie podwójnej emulsji techniką mikroskopii konfokalnej
Znakowane polisacharydy zostały użyte w celu obrazowania struktur otrzymanych w przykładzie V z użyciem mikroskopu konfokalnego. Charakterystyka spektralna pozwala na wzbudzenie obu barwników laserami o różnej długości fali (488 nm i 561 nm), a także obserwacje emisji w innych kanałach mikroskopu. Potwierdzono, że nie dochodzi do wzbudzenia FITC laserem odpowiadającemu RhB (i odwrotnie), nie obserwowano również sygnału RhB w kanale FITC, ani sygnału FITC w kanale odpowiadającym emisji rodaminy. Zastosowanie do pierwszej emulsji typu W-O pochodnej zawierającej FITC, oraz pochodnej zawierającej RhBITC w drugim etapie, do wytwarzania podwójnej emulsji pozwoliło na zobrazowanie otrzymanych struktur i potwierdzenie ich morfologii.
Zdjęcia z mikroskopu konfokalnego (obiektyw 100x, lasery 488 nm i 561 nm) potwierdzają powstanie okładu „warstwowego” - obserwacja sygnału ze wszystkich kanałów i z kanału charakterystycznego dla FITC (Fig. 9).
P r z y k ł a d VII
Obrazowanie podwójnej emulsji techniką krioskopowej transmisyjnej mikroskopii elektronowej
Przygotowano podwójną emulsję zgodnie z opisem przedstawionym w przykładzie V, przy czym wewnętrzna faza wodna zawierała wolframian(VI) sodu celem wzmocnienia kontrastu podczas obrazowania. Po dwóch dniach próbkę analizowano z wykorzystaniem transmisyjnego mikroskopu elektronowego z przystawką krioskopową. Analiza otrzymanych obrazów potwierdza powstanie sferycznych cząstek o budowie warstwowej o średnicy ok. 600 nm (Fig. 10).
P r z y k ł a d VIII
Enkapsulacja hydrofilowego barwnika w wewnętrznej fazie wodnej
Otrzymano podwójną emulsję analogicznie jak w przykładzie V, przy czym do przygotowania odwróconej emulsji użyto wodnego roztworu dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego o stężeniu 4,5 g/L w soli fizjologicznej zmieszanego z roztworem kalceiny (ckalc= 2 g/L) w stosunku objętościowym 3:1. Analiza rozmiarów cząstek przeprowadzona na podstawie wyników z pomiarów DLS potwierdza powstanie stabilnej formulacji (ξ = -32,5 ± 6,58 mV) zawierającej cząstki o średnicach hydrodynamicznych ok. 600 nm (Fig. 11). Stwierdzono brak wpływu enkapsulowanej substancji na właściwości fizykochemiczne układu koloidalnego.
Claims (10)
- PL 240 556 B1Zdjęcia z mikroskopu konfokalnego (obserwacja we wszystkich kanałach) potwierdzają powstanie układu typu nanokapsuła w nanokapsule o czym świadczy obecność sygnału w obu kanałach, który nakłada się na siebie w obrębie obserwowanych cząstek (Fig. 12).P r z y k ł a d IXOptymalizacja składu podwójnej emulsjiCelem optymalizacji rozmiarów i składu otrzymanego układu zmieniono stosunek objętościowy fazy wodnej i olejowej w odwróconej emulsji, którą otrzymano analogicznie jak w przykładzie VIII, przy czym stosunek objętościowy fazy olejowej do wodnej wynosił 30:1. Podwójną emulsję otrzymano przez zmieszanie odwróconej emulsji i dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego znakowanego izotiocyjanianem rodaminy o stężeniu 1 g/L. Zawartość odwróconej emulsji w mieszaninie wynosiła 0,1% objętościowego. Sonikację prowadzono analogicznie jak w przykładzie V.Otrzymano układ charakteryzujący się wąskim rozkładem rozmiarów cząstek (Fig. 13) o wysokiej stabilności mierzonej wielkością potencjału dzeta (ξ = -31,0 ± 2,32 mV).Obserwacja w mikroskopie konfokalnym (obiektyw 100x, lasery 488 nm i 561 nm) potwierdza powstanie układu typu nanokapsuła w nanokapsule (Fig. 14).P r z y k ł a d XStabilność długoterminowa podwójnej emulsjiBadania stabilności podwójnej emulsji typu woda-olej-woda z użyciem dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego prowadzono przez 11 tygodni. W wyznaczonych punktach czasowych badano parametry układu z wykorzystaniem dynamicznego rozpraszania światła oraz obrazowano za pomocą mikroskopu konfokalnego. Kapsuły otrzymano analogicznie jak w przykładzie IX.Otrzymano układ charakteryzujący się monomodalnym rozkładem wielkości cząstek (Fig. 15) o wysokiej stabilności mierzonej wartością potencjału dzeta (ξ = -37,2 ± 1,4 mV) (Fig. 16). W czasie prowadzenia badań stabilności układu zaobserwowano nieznaczne przesunięcie maksimum rozkładu wielkości w stronę większych cząstek. Stabilność określana miarą potencjału dzeta układu nie uległa pogorszeniu po 11 tygodniach obserwacji. Obserwacja układu pod mikroskopem konfokalnym potwierdza uzyskanie układów typu „kapsuła w kapsule” (nałożony sygnał z obu kanałów fluorescencji) (Fig. 17).P r z y k ł a d XIOtrzymanie i obrazowanie podwójnej emulsji zawierającej rozpuszczone barwniki fluorescencyjneOtrzymano odwróconą emulsję przez zmieszanie kwasu oleinowego z roztworem dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego w soli fizjologicznej analogicznie jak w przykładzie IX, przy czym w fazie olejowej rozpuszczony był barwnik czerwień Nilu (c = 0,85 g/L), zaś w fazie wodnej kalceina (c = 0,17 g/L). Podwójną emulsję otrzymano analogicznie jak w przykładzie IX.Otrzymano cząstki o średnicy hydrodynamicznej zbliżonej co do wartości jak dla cząstek otrzymanych w przykładzie X (Fig. 18). W rozkładzie wielkości pojawił się zaznaczony udział od cząstek o średnicy ok. 700 nm.Obrazowanie za pomocą mikroskopu konfokalnego potwierdziło powstanie układy typu nanokapsuła w nanokapsule (nałożony sygnał z obu kanałów fluorescencji) (Fig. 19).Zastrzeżenia patentowe1. Wieloprzedziałowy układ typu „kapsuła w kapsule” w formie podwójnej emulsji typu woda-olej-woda do równoczesnego przenoszenia związków hydrofilowych oraz lipofilowych znamienny tym, że posiada jednocześnie:a) ciekły rdzeń olejowy do przenoszenia związku lipofilowego zawierający olej wybrany z grupy obejmującej: kwas oleinowy, palmitynian izopropylu, kwasy tłuszczowe, ekstrakty i oleje pochodzenia naturalnego, zwłaszcza olej kukurydziany, olej lniany, olej sojowy, olej arganowy, lub ich mieszaniny, korzystnie kwas oleinowy,b) umieszczoną w olejowym rdzeniu kapsułę lub wiele kapsuł z rdzeniem wodnym do przenoszenia związku hydrofilowego,PL 240 556 Β1c) otoczkę stabilizującą zarówno dla kapsuły z olejowym rdzeniem, jak i wewnętrznej z wodnym rdzeniem, składającą się z modyfikowanego hydrofobowo polisacharydu, dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego,d) średnicę zewnętrznej kapsuły poniżej 1 pm i jest stabilna w roztworze wodnym.
- 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że w modyfikowanym hydrofobowo polisacharydzie stopień podstawienia hydrofobowych łańcuchów bocznych wynosi od 0,1 do 40%.
- 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wytworzone otoczki stabilizujące kapsuły z olejowym rdzeniem, jak i kapsuły z wodnym rdzeniem (kapsuła wewnętrzna) składają się z modyfikowanego hydrofobowo hialuronianu sodu, Hy-C12, o wzorze:gdzie p jest liczba całkowitą równą 5, a stosunek liczb m/(m+n) wynosi od 0,001 do 0,4.
- 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że przenoszonym związkiem lipofilowym może być barwnik fluorescencyjny, rozpuszczalna w tłuszczach witamina lub hydrofobowa substancja lecznicza, a przenoszonym związkiem hydrofilowym może być barwnik fluorescencyjny, rozpuszczalna w wodzie witamina, białko, hydrofilowa substancja lecznicza.
- 5. Sposób otrzymywania układu typu „kapsuła w kapsule” do jednoczesnego przenoszenia związku lipofilowego i hydrofilowego, znamienny tym, że obejmuje następujące etapy:a) miesza się fazę wodną z fazą olejową, przy czym stosunek objętościowy fazy wodnej i olejowej wynosi od 1:10 do 1:10000, korzystnie około 1:100,b) z powstałej mieszaniny uzyskuje się emulsję typu woda w oleju, W/O, (kapsuły z wodnym rdzeniem) poprzez oddziaływanie ultradźwiękami (sonikację) lub oddziaływanie mechaniczne, korzystnie mieszanie lub wytrząsanie,c) powstałą emulsję W/O miesza się z fazą wodną przy czym stosunek objętościowy fazy emulsji W/O i fazy wodnej 1:10 do 1:10000, korzystnie około 1:100,d) z powstałej mieszaniny uzyskuje się emulsję typu W/O/W (układ typu „kapsuła w kapsule”) poprzez oddziaływanie ultradźwiękami (sonikację) lub oddziaływanie mechaniczne, korzystnie mieszanie lub wytrząsanie, przy czym jako fazę wodną stosuje się roztwór wodny modyfikowanego hydrofobowo polisacharydu dodecylowej pochodnej kwasu hialuronowego, o pH w zakresie 2-12, stężeniu 0,1-30 g/L i sile jonowej 0,001-3 mol/dm3, natomiast faza olejowa zawiera olej wybrany z grupy obejmującej: kwas oleinowy, palmitynian izopropylu, kwasy tłuszczowe, oleje pochodzenia naturalnego, zwłaszcza olej lniany, olej sojowy, olej arganowy, lub ich mieszaniny, korzystnie kwas oleinowy, przy czym proces prowadzi się bez stosowania małocząsteczkowych surfaktantów.
- 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że sonikację prowadzi się przez od 15 do 120 minut w temperaturze od 4°C do 40°C, korzystnie od 30 do 60 minut w temperaturze od 20 do 35°C, zwłaszcza przez 60 minut w temperaturze pokojowej dla otrzymania emulsji typu W/O i 30 minut w temperaturze pokojowej dla otrzymania emulsji typu W/O/W.
- 7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że prowadzi się sonikację impulsową o czasie impulsu dwukrotnie krótszym niż czas przerwy między kolejnymi impulsami.
- 8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że enkapsulowany związek lipofilowy zawartyjest w rdzeniu olejowym, a enkapsulowany związek hydrofilowy w rdzeniu wodnym kapsuł.
- 9. Zastosowanie wieloprzedziałowego układu zdefiniowanego w zastrzeżeniu 1 do przenoszenia związków Iipofiłowych i związków hydrofilowych.
- 10. Zastosowanie według zastrz. 9, znamienny tym, że związkiem lipofilowym może być barwnik fluorescencyjny, rozpuszczalna w tłuszczach witamina lub hydrofobowa substancja lecznicza, a związkiem hydrofilowym może być barwnik fluorescencyjny, rozpuszczalna w wodzie witamina, białko, hydrofilowa substancja lecznicza.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL240556B1 true PL240556B1 (pl) | 2022-04-25 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumar et al. | Nanotechnology as emerging tool for enhancing solubility of poorly water-soluble drugs | |
| US20200345651A1 (en) | Nanocapsule for delivery of lipophilic compound and process of preparation thereof | |
| Khandelia et al. | Gold nanoparticle–protein agglomerates as versatile nanocarriers for drug delivery | |
| Campardelli et al. | A supercritical fluid-based process for the production of fluorescein-loaded liposomes | |
| Lee et al. | Hyaluronic acid-coated solid lipid nanoparticles to overcome drug-resistance in tumor cells | |
| JP2006508126A (ja) | 薬学的製剤のタンパク質安定化されたリポソーム製剤 | |
| Martínez-Muñoz et al. | Nanoprecipitation: Applications for Entrapping Active Molecules | |
| Soomherun et al. | Lipid-polymer hybrid nanoparticles synthesized via lipid-based surface engineering for a robust drug delivery platform | |
| Kumar et al. | Lipid nanocapsule: a novel approach to drug delivery system formulation development | |
| Rehman et al. | Lipid nanocarriers: Formulation, properties, and applications | |
| Üstündağ-Okur et al. | Modification of solid lipid nanoparticles loaded with nebivolol hydrochloride for improvement of oral bioavailability in treatment of hypertension: polyethylene glycol versus chitosan oligosaccharide lactate | |
| He et al. | Core–shell structured gel-nanocarriers for sustained drug release and enhanced antitumor effect | |
| Karabasz et al. | Cytotoxic activity of paclitaxel incorporated into polyelectrolyte nanocapsules | |
| AU2025204717A1 (en) | Multicompartment system of nanocapsule-in-nanocapsule type, for encapsulation of a lipophilic and hydrophilic compound, and the related production method | |
| Yadava et al. | Low temperature, easy scaling up method for development of smart nanostructure hybrid lipid capsules for drug delivery application | |
| Abdolahpour et al. | Development of doxorubicin-loaded nanostructured lipid carriers: preparation, characterization, and in vitro evaluation on MCF-7 cell line | |
| TWI483747B (zh) | 口服式藥物載體及其製備方法 | |
| Sabri et al. | Oral liquid self-nanoemulsion of nebivolol: formulation and in-vitro characterization for dissolution rate enhancement | |
| PL240556B1 (pl) | Nanokapsuła oraz sposób jej wytwarzania do równoczesnego przenoszenia związku lipofilowego i hydrofilowego oraz jej zastosowanie | |
| Cella et al. | Calcium stearate as an effective alternative to poly (vinyl alcohol) in poly-lactic-co-glycolic acid nanoparticles synthesis | |
| Fan et al. | Application of abdominal imaging based on nano drug delivery system for diagnosis and treatment of liver cancer | |
| Shahiwala et al. | Parenteral drug delivery systems | |
| Frézard et al. | Liposome-encapsulated neuropeptides for site-specific microinjection | |
| Kalluri et al. | Nanocapsules: Novel drug delivery system—A review | |
| Laya et al. | Cubosomes |