Результат интеллектуальной деятельности: Способ получения нанокапсул антибиотиков тетрациклинового ряда в альгинате натрия

Изобретение относится к области нанотехнологии, медицины, фармакологии и ветеринарной медицины.

Ранее были известны способы получения микрокапсул лекарственных препаратов. Так, в пат. 2092155, МПК A61K 047/02, A61K 009/16, опубликован 10.10.1997, Российская Федерация, предложен метод микрокапсулирования лекарственных средств, основанный на применении специального оборудования с использованием облучения ультрафиолетовыми лучами.

Недостатками данного способа являются длительность процесса и применение ультрафиолетового излучения, что может оказывать влияние на процесс образования микрокапсул.

В пат. 2095055, МПК A61K 9/52, A61K 9/16, A61K 9/10, Российская Федерация, опубликован 10.11.1997, предложен способ получения твердых непористых микросфер, включающий расплавление фармацевтически неактивного вещества-носителя, диспергирование фармацевтически активного вещества в расплаве в инертной атмосфере, распыление полученной дисперсии в виде тумана в замораживающей камере под давлением, в инертной атмосфере, при температуре от -15 до -50°C и разделение полученных микросфер на фракции по размерам. Суспензия, предназначенная для введения путем парентеральной инъекции, содержит эффективное количество указанных микросфер, распределенных в фармацевтически приемлемом жидком векторе, причем фармацевтически активное вещество микросферы нерастворимо в указанной жидкой среде.

Недостатки предложенного способа: сложность и длительность процесса, применение специального оборудования.

В пат. 2076765, МПК B01D 9/02, Российская Федерация, опубликован 10.04.1997, предложен способ получения дисперсных частиц растворимых соединений в микрокапсулах посредством кристаллизации из раствора, отличающийся тем, что раствор диспергируют в инертной матрице, охлаждают и, изменяя температуру, получают дисперсные частицы.

Недостатком данного способа является сложность исполнения: получение микрокапсул путем диспергирования с последующим изменением температур, что замедляет процесс.

В пат. 2101010, МПК A61K 9/52, A61K 9/50, A61K 9/22, A61K 9/20, A61K 31/19, Российская Федерация, опубликован 10.01.1998, предложена жевательная форма лекарственного препарата со вкусовой маскировкой, обладающая свойствами контролируемого высвобождения лекарственного препарата, содержит микрокапсулы размером 100-800 мкм в диаметре и состоит из фармацевтического ядра с кристаллическим ибупрофеном и полимерного покрытия, включающего пластификатор, достаточно эластичного, чтобы противостоять жеванию. Полимерное покрытие представляет собой сополимер на основе метакриловой кислоты.

Недостатки изобретения: использование сополимера на основе метакриловой кислоты, так как данные полимерные покрытия способны вызывать раковые опухоли; получение микрокапсул методом суспензионной полимеризации; сложность исполнения; длительность процесса.

В статье «Разраработка микрокапсулированных и гелеобразных продуктов и материалов для различных отраслей промышленности», Российский химический журнал, 2001, т. XLV, №5-6, с. 125-135, описан способ получения микрокапсул лекарственных препаратов методом газофазной полимеризации, так как авторы статьи считают непригодным метод химической коацервации из водных сред для микрокапсулирования лекарственных препаратов вследствие того, что большинство из них являются водорастворимыми. Процесс микрокапсулирования по методу газофазной полимеризации с использованием n-ксилилена включает следующие основные стадии: испарение димера n-ксилилена (170°C), термическое разложение его в пиролизной печи (650°C при остаточном давлении 0,5 мм рт.ст.), перенос продуктов реакции в «холодную» камеру полимеризации (20°C, остаточное давление 0,1 мм рт.ст.), осаждение и полимеризацию на поверхности защищаемого объекта. Камера полимеризации выполнена в виде вращающегося барабана, оптимальная скорость для покрытия порошка 30 об/мин. Толщина оболочки регулируется временем нанесения покрытия. Этот метод пригоден для капсулирования любых твердых веществ (за исключением склонных к интенсивной сублимации). Получаемый поли-n-ксилилен высококристаллический полимер, отличающийся высокой ориентацией и плотной упаковкой, обеспечивает конформное покрытие.

Недостатками предложенного способа являются сложность и длительность процесса, использование метода газофазной полимеризации, что делает способ неприменимым для получения микрокапсул лекарственных препаратов в полимерах белковой природы вследствие денатурации белков при высоких температурах.

В статье «Разработка микро- и наносистем доставки лекарственных средств», Российский химический журнал, 2008, т. LII, №1, с. 48-57, представлен метод получения микрокапсул с включенными белками, который существенно не снижает их биологической активности, осуществляемый процессом межфазного сшивания растворимого крахмала или гидроксиэтилкрахмала и бычьего сывороточного альбумина (БСА) с помощью терефталоил хлорида. Ингибитор протеиназ-апротинин, либо нативный, либо с защищенным активным центром, был микрокапсулирован при его введении в состав водной фазы. Сплющенная форма лиофилизованных частиц свидетельствует о получении микрокапсул или частиц резервуарного типа. Приготовленные таким образом микрокапсулы не повреждались после лиофилизации и легко восстанавливали свою сферическую форму после регидратации в буферной среде. Величина pH водной фазы являлась определяющей при получении прочных микрокапсул с высоким выходом.

Недостатком предложенного способа получения микрокапсул является сложность процесса, а отсюда плавающий выход целевых капсул.

В пат. 2359662, МПК A61K 009/56, A61J 003/07, B01J 013/02, A23L 001/00, опубликован 27.06.2009, Российская Федерация, предложен способ получения микрокапсул с использованием распылительного охлаждения в распылительной градирне Niro при следующих условиях: температура воздуха на входе 10°C, температура воздуха на выходе 28°C, скорость вращения распыляющего барабана 10000 оборотов/мин. Микрокапсулы по изобретению обладают улучшенной стабильностью и обеспечивают регулируемое и/или пролонгированное высвобождение активного ингредиента.

Недостатками предложенного способа являются длительность процесса и применение специального оборудования, комплекс определенных условий (температура воздуха на входе 10°C, температура воздуха на выходе 28°C, скорость вращения распыляющего барабана 10000 оборотов/мин).

В пат. WO/2010/076360 ES, МПК B01J 13/00; A61K 9/14; A61K 9/10; A61K 9/12, опубликован 08.07.2010, предложен новый способ получения твердых микро- и наночастиц с однородной структурой с размером частиц менее 10 мкм, где обработанные твердые соединения имеют естественное кристаллическое, аморфное, полиморфное и другие состояния, связанные с исходным соединением. Метод позволяет получить твердые микро- и наночастиц с существенно сфероидальной морфологи.

Недостатком предложенного способа является сложность и длительность процесса.

В пат. WO/2010/119041 ЕР, МПК A23L 1/00, опубликован 21.10.2010, предложен способ получения микрошариков, содержащих активный компонент, инкапсулированный в гель-матрице сывороточного протеина, включающего денатурированный белок, сыворотку и активные компоненты. Изобретение относится к способу получения микрошариков, которые содержат такие компоненты, как пробиотические бактерии. Способ получения микрошариков включает стадию производства микрошариков в соответствии с методом изобретения и последующее отверждение микрошариков в растворе анионный полисахарид с pH 4,6 и ниже в течение не менее 10, 30, 60, 90, 120, 180 минут. Примеры подходящих анионных полисахаридов: пектины, альгинаты, каррагинаны. В идеале сывороточный протеин является теплоденатурирующим, хотя и другие методы денатурации также применимы, например денатурация индуцированным давлением. В предпочтительном варианте сывороточный белок денатурирует при температуре от 75°C до 80°C, надлежащим образом в течение от 30 минут до 50 минут. Как правило, сывороточный протеин перемешивают при тепловой денатурации. Соответственно, концентрация сывороточного белка составляет от 5 до 15%, предпочтительно от 7 до 12%, а в идеале от 9 до 11% (вес/объем). Как правило, продукт подлежит фильтрации, которая осуществляется через множество фильтров с постепенным снижением размера пор. В идеале фильтр тонкой очистки имеет субмикронные размеры пор, например от 0,1 до 0,9 микрон. Предпочтительным способом получения микрошариков является способ с применением вибрационных инкапсуляторов (Inotech, Швейцария) и машин производства Nisco Engineering AG. Как правило, форсунки имеют отверстия 100 и 600 мкм, а в идеале около 150 микрон.

Недостатками данного способа являются применение специального оборудования (вибрационных инкапсуляторов (Inotech, Швейцария)), получение микрокапсул посредством денатурации белка, сложность выделения полученных денным способом микрокапсул - фильтрация с применением множества фильтров, что делает процесс длительным.

В пат. 20110223314, МПК B05D 7/00 20060101 B05D 007/00, В05С 3/02 20060101 В05С 003/02; В05С 11/00 20060101 В05С 011/00; B05D 1/18 20060101 B05D 001/18; B05D 3/02 20060101 B05D 003/02; B05D 3/06 20060101 B05D 003/06 от 10.03.2011 US описан способ получения микрокапсул методом суспензионной полимеризации, относящийся к группе химических методов с применением нового устройства и ультрафиолетового облучения.

Недостатками данного способа являются сложность и длительность процесса, применение специального оборудования, использование ультрафиолетового облучения.

В пат. WO/2011/160733 ЕР, МПК B01J 13/16, опубликован 29.12.2011, описан способ получения микрокапсул, которые содержат оболочки и ядра нерастворимых в воде материалов. Водный раствор защитного коллоида и раствор смеси по меньшей мере двух структурно различных бифункциональных диизоцианатов (А) и (В), нерастворимых в воде, собираются вместе до образования эмульсии, затем добавляется к смеси бифункциональных аминов и нагревается до температуры не менее 60°C до формирования микрокапсул.

Недостатками предложенного способа являются сложность, длительность процесса, использование в качестве оболочек микрокапсул полимеров синтетического происхождения и их смесей.

Наиболее близким методом является способ, предложенный в пат. 2134967, МПК A01N 53/00, A01N 25/28, опубликован 27.08.1999, Российская Федерация. В воде диспергируют раствор смеси природных липидов и пиретроидного инсектицида в весовом отношении 2-4:1 в органическом растворителе, что приводит к упрощению способа микрокапсулирования.

Недостатком метода является диспергирование в водной среде, что делает предложенный способ неприменимым для получения микрокапсул водорастворимых препаратов в водорастворимых полимерах.

Техническая задача - упрощение и ускорение процесса получения нанокапсул антибиотиков тетрациклинового ряда в альгинате натрия, уменьшение потерь при получении нанокапсул (увеличение выхода по массе).

Решение технической задачи достигается способом получения нанокапсул антибиотиков тетрациклинового ряда, отличающимся тем, что в качестве оболочки нанокапсул используется альгинат натрия, а также получение нанокапсул физико-химическим способом осаждения нерастворителем с использованием осадителя - четыреххлористого углерода.

Отличительной особенностью предлагаемого метода является использование в качестве оболочки нанокапсул антибиотиков тетрациклического ряда альгината натрия, а также получение нанокапсул физико-химическим способом осаждения нерастворителем с использованием осадителя - четыреххлористого углерода.

Результатом предлагаемого метода являются получение нанокапсул антибиотиков тетрациклического ряда в альгинате натрия при 25°C в течение 15 минут. Выход нанокапсул составляет 100%.

На рис. 1 и в табл. 1 представлено распределение частиц по размерам в образце нанокапсул доксициклина в альгинате натрия (соотношение ядро:оболочка 1:3).

На рис. 2 и в табл. 2 представлено распределение частиц по размерам в образце нанокапсул доксициклина в альгинате натрия (соотношение ядро:оболочка 1:1).

ПРИМЕР 1. Получение нанокапсул тетрациклина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 1:3

В суспензию 0,6 г альгината натрия в петролейном эфире и 0,01 г препарата Е472с (сложный эфир глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты, причем лимонная кислота как трехосновная может быть этерифицирована другими глицеридами и как оксокислота - другими жирными кислотами. Свободные кислотные группы могут быть нейтрализованы натрием) в качестве поверхностно-активного вещества небольшими порциями добавляют 0,2 г порошка тетрациклина. Затем по каплям добавляют 5 мл четыреххлористого углерода. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат.

Получено 0,8 г белого порошка. Выход составил 100%.

ПРИМЕР 2. Получение нанокапсул тетрациклина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 1:1

В суспензию 0,5 г альгината натрия в петролейном эфире и 0,01 г препарата в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 0,5 г порошка тетрациклина. Затем по каплям добавляют 5 мл четыреххлористого углерода. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат.

Получено 1 г белого порошка. Выход составил 100%.

ПРИМЕР 3. Получение нанокапсул тетрациклина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 1:5

В суспензию 1,5 г альгината натрия в петролейном эфире и 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 0,3 г порошка тетрациклина. Затем по каплям добавляют 5 мл четыреххлористого углерода. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат.

Получено 1,8 г белого порошка. Выход составил 100%.

ПРИМЕР 4. Получение нанокапсул тетрациклина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 5:1

В суспензию 0,1 г альгината натрия в петролейном эфире и 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 0,5 г порошка тетрациклина. Затем по каплям добавляют 5 мл четыреххлористого углерода. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат.

Получено 2 г белого порошка. Выход составил 100%.

ПРИМЕР 5. Получение нанокапсул доксициклина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 1:3

В суспензию 1,5 г альгината натрия в петролейном эфире и 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 0,5 г порошка доксициклина. Затем по каплям добавляют 5 мл четыреххлористого углерода. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат.

Получено 2 г порошка. Выход составил 100%.

ПРИМЕР 6. Получение нанокапсул доксициклина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 1:1

В суспензию 0,5 г альгината натрия в петролейном эфире и 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 0,5 г порошка доксициклина. Затем по каплям добавляют 5 мл четыреххлористого углерода. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат.

Получено 1 г порошка. Выход составил 100%.

ПРИМЕР 7. Получение нанокапсул доксициклина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 1:5

В суспензию 1,5 г альгината натрия в петролейном эфире и 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 0,3 г порошка доксициклина. Затем по каплям добавляют 5 мл четыреххлористого углерода. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат.

Получено 1,8 г порошка. Выход составил 100%.

ПРИМЕР 8. Получение нанокапсул доксициклина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 5:1

В суспензию 0,2 г альгината натрия в петролейном эфире и 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 1,0 г порошка доксициклина. Затем по каплям добавляют 5 мл четыреххлористого углерода. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат. Получено 1,2 г порошка. Выход составил 100%.

ПРИМЕР 9. Получение нанокапсул миноциклина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 1:3

В суспензию 1,5 г альгината натрия в петролейном эфире и 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 0,5 г порошка миноциклина. Затем по каплям добавляют 5 мл четыреххлористого углерода. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат.

Получено 2 г порошка. Выход составил 100%.

ПРИМЕР 10. Получение нанокапсул миноциклина в альгинате натрия, соотношение ядро:оболочка 1:1

В суспензию 0,5 г альгината натрия в петролейном эфире и 0,01 г препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества добавляют 0,5 г порошка миноциклина. Затем по каплям добавляют 5 мл четыреххлористого углерода. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают и сушат.

Получено 1 г белого порошка. Выход составил 100%.

ПРИМЕР 11. Определение размеров нанокапсул методом NTA

Измерения проводили на мультипараметрическом анализаторе наночастиц Nanosight LM0 производства Nanosight Ltd (Великобритания) в конфигурации HS-BF (высокочувствительная видеокамера Andor Luca, полупроводниковый лазер с длиной волны 405 нм и мощностью 45 мВт). Прибор основан на методе анализа траекторий наночастиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA), описанном bASTM E2834.

Оптимальным разведением для разведения было выбрано 1:100. Для измерения были выбраны параметры прибора: Camera Level = 16, Detection Threshold = 10 (multi), Min Track Length : Auto, Min Expected Size : Auto, длительность единичного измерения 215s, использование шприцевого насоса.

Получены нанокапсулы антибиотиков в альгинате натрия физико-химическим методом осаждения нерастворителем с использованием ацетонитрила в качестве нерастворителя. Процесс прост в исполнении и длится в течение 15 минут.

Предложенная методика пригодна для фармацевтической промышленности вследствие минимальных потерь, быстроты, простоты получения и выделения нанокапсул антибиотиков в альгинате натрия.