DE69828513T2

DE69828513T2 - Verfahren zur herstellung von nanokapseln des vesikulären typs

Info

Publication number: DE69828513T2
Application number: DE69828513T
Authority: DE
Inventors: David Quintanar; Hatem Fessi; Eric Doelker; Eric Allemann
Original assignee: Universite Claude Bernard Lyon 1
Current assignee: Universite Claude Bernard Lyon 1
Priority date: 1997-07-24
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2018-07-22
Also published as: FR2766368A1; JP2001510790A; DE69828513D1; FR2766368B1; EP1003488B1; ATE286388T1; WO1999004766A1; CA2297760A1; EP1003488A1; BR9815562A; AU8866198A; US6884438B1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Das technische Gebiet der vorliegenden Erfindung ist das Gebiet von Nanopartikeln, die insbesondere zur Einkapselung von Wirkstoffen medikamentöser, kosmetischer, dietätischer, phytosanitärer oder anderer Natur bestimmt sind. Es handelt sich somit, mit anderen Worten, um kolloidale Systeme, die insbesondere Wirkstoffe transportieren. Solche kolloidalen Systeme bewahren diese Wirkstoffe und können deren kontrollierte und/oder verlängerte Freisetzung im Bereich ihrer Wirkungsstelle ermöglichen. Diese Systeme können auch dazu dienen, den Geschmack zu verschleiern und/oder die Toxizität von bestimmten Wirkstoffen zu verringern.
Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung von Nanokapseln, die geeignet sind, mindestens einen Wirkstoff zu enthalten, wobei diese Nanokapseln Bläschen sind, deren Hülle aus mindestens einem makromolekularen Stoff besteht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner durch dieses Verfahren erhaltene Nanokapseln, die kolloidalen Suspensionen, welche diese Nanokapseln enthalten, sowie Zusammensetzungen, beispielsweise therapeutische Zusammensetzungen, welche die Nanokapseln in kolloidaler oder nicht-kolloidaler Suspension enthalten.
STAND DER TECHNIK
Es werden drei Familien von submikroskopischen Vektoren unterschieden, die den Transport von Wirkstoffen ermöglichen, nämlich:
Liposome, Nanokugeln und Nanokapseln.
Liposome sind submikrone Bläschen, deren Wand aus einer oder mehreren Blättchen besteht, die jeweils eine Doppelschicht auf der Basis von Phospholipiden enthalten. Liposome weisen insbesondere folgende Nachteile auf:

a) physische Instabilität,
b) chemische Instabilität der konstitutiven Phospholipide (z. B. Hydrolysen oder Bildung von Peroxiden),
c) schlechte Reproduzierbarkeit von Charge zu Charge,
d) Verlust des Wirkstoffes.

Nanokugeln entsprechen matrizenartigen Strukturen, die aus festen Kugeln gebildet werden, in denen der Wirkstoff gefangen und/oder aufgelöst ist.
Nanokapseln sind Bläschen, die eine im allgemeinen makromolekulare Hülle aufweisen. Der oder die Wirkstoff(e) kann/können im Kern enthalten sein, der durch die Hülle begrenzt wird und/oder kann bzw. können auf der Hülle der Bläschen adsorbiert werden.
Es gibt eine reiche wissenschaftliche Literatur in Bezug auf die Charakterisierung und Herstellung dieser Vektoren aus kolloidalen Nanopartikeln zum Transport von Wirkstoffen.
Beispielhaft für die Familie von Nanokugeln kann die US-amerikanische Patentschrift Nr. 5 118 528 angeführt werden, welche matrizenartige Nanopartikel auf der Basis von Polymeren beschreibt, die gemäß einer Technik erhalten werden, bei welcher:

– einerseits ein filmbildender Stoff, der aus einem Milchsäurepolymer besteht, in Aceton (Phase I) aufgelöst wird,
– und andererseits ein größeres Volumen einer zweiten flüssigen Phase (Phase II) hergestellt wird, die im Wesentlichen aus einer unlöslichen Substanz des filmbildenden Stoffes besteht, wobei diese unlösliche Substanz beispielsweise Wasser ist.

Spannungsaktive Stoffe können zur Phase I hinzugefügt werden, welche das Polymer enthält, und/oder zur wässerigen Phase II. Sie bestehen zum Beispiel aus einem Polypropylenglykol und einem nicht-ionischen spannungsaktiven Stoff, der in die wässerige Phase II hinzugefügt wird. Gemäß diesem Verfahren werden die Phasen I und II unter magnetischem Bewegen mit 100 Umdrehungen/Minute zusammengebracht. Das gebildete Gemisch ist opalisierend, was auf die Bildung von Nanopartikeln oder kugelförmigen Bläschen aus Milchsäurepolymeren mit einem Durchmesser von ungefähr 200 Nanometern hinweist. Das Aceton wird aus dieser kolloidalen Nanopartikelsuspension durch Vakuumabziehen eliminiert. Es kann auch das Wasser durch Ultrafilterung und Trocknung eliminiert werden, um ein Nanokugelpulver zu erzeugen. Ergänzend zu dem Wasser oder statt des Wassers in der Phase II kann ein Alkohol, beispielsweise Ethanol, verwendet werden.
Die matrizenartigen Nanokugeln sind nicht gänzlich zufriedenstellend, insbesondere in Bezug auf folgende Punkte:

a) schwache Leistung,
b) erfordern große Volumina an Lösungsmittel,
c) Schwierigkeiten bei der Kontrolle der Partikelgröße.

Es ist auch möglich, matrizenartige Nanokugeln dadurch herzustellen, daß eine Technik zum Extrahieren des Lösungsmittels des Polymers angewendet wird, aus dem die Nanokugeln bestehen. Diese Technik beruht auf der Wiederherstellung der Mischbarkeit des Lösungsmittels des Polymers in dem Lösungsmittel, welches die homogene kontinuierliche Phase der kolloidalen Suspension bildet. Dabei handelt es sich um die Aussalzungstechnik „salting out". Diese Technik wird insbesondere in der US-Patentschrift Nr. 4 968 350 beschrieben. Das in dieser Patentschrift beschriebene Verfahren besteht darin, eine erste konzentrierte wässerige Lösung I eines Feststoffes vom Typ Elektrolyt (zum Beispiel MgCl₂) zuzubereiten, zu der eine ausreichende Menge eines schützenden Kolloids (zum Beispiel Polyvinylalkohol) derart hinzugefügt wird, daß eine viskose Lösung oder ein Gel entsteht. Ferner wird eine zweite Lösung II auf der Basis eines nicht wasserlöslichen Polymers ausgeführt, welches den Stoff bildet, aus dem die Nanokugeln bestehen. Dieses Polymer ist zum Beispiel Zelluloseacetat oder Zelluloseacetophthalat. Das verwendete Lösungsmittel ist Aceton. Danach werden die zwei Lösungen I und II miteinander unter Bewegen derart vermischt, daß eine Emulsion der Lösung II von dem Polymer in dem wässerigen Gel des Polyvinylalkohols + MgCl₂ erhalten wird. Die Nanokugeln werden dank des Extrahierens des Acetons der heterogenen Polymers der Phase I zur wässerigen kontinuierlichen Phase II hin erhalten. Dieser Transfer wird durch die Zugabe von Wasser in die Emulsion erreicht, wodurch die Wiederherstellung von physikalisch-chemischen Bedingungen hervorgerufen wird, welche erlauben, daß das Aceton und das Wasser mischbar sind. Die MgCl₂-Konzentration wird auf unterhalb einer Grenzkonzentration reduziert. Gemäß einer Ausführungsform ist keine Substanz vom Typ MgCl₂ vorgesehen, welche das Aceton in der Polymer-Lösung II unlöslich macht. In diesem Fall wird letztere direkt im Hydrokolloid emulgiert. Die organischen Salze und Lösungsmittel können durch Filterung mit Tangentialfluß eliminiert werden, um die Nanokapseln in Form einer wässerigen kolloidalen Dispersion oder in Form von Pulver durch Zentrifugation/Trocknen der Dispersion zu erhalten.
Die Nanokugeln, die durch „salting out" erhalten werden, weisen natürlich Nachteile auf, die mit dieser Art von Nanopartikeln in Zusammenhang stehen, die als Vektoren von Wirkstoffen verwendet werden. Dabei handelt es sich unter anderem um:

a) die Verwendung großer Mengen von Aceton und Salzen,
b) lange Reinigungsschritte,
c) mögliche Unverträglichkeit zwischen dem Salz und bestimmten bioaktiven Verbindungen,
d) große Mengen an Restpolyvinylalkohol, was für eine intravenöse Verabreichung nicht akzeptabel ist.

Die Nanokapseln haben im Vergleich zu den Nanokugeln und den Liposomen den Vorteil, daß sie einen besseren Schutz der aufgenommenen oder eingekapselten Wirkstoffe sowie eine bessere Kontrolle ihrer Freisetzung in vivo ermöglichen. Ferner ermöglichen sie die Aufnahme von großen Mengen ölartiger Wirkstoffe.
Unter den herkömmlichen Techniken zur Herstellung von Nanokapseln nimmt die Schnittstellenpolymerisierung einen besonderen Platz ein. Diese Technik ist eine Polymerisierung von Monomeren an der Schnittstelle einer Wasser-in-Öl-Emulsion oder Öl-in-Wasser-Emulsion. Das Polymer entwickelt sich, indem es eine Wand um die Kügelchen der heterogenen Phase herum bildet, was schließlich zu einer Hülle führt, welche die heterogene Phase einkapselt, die den Wirkstoff enthält oder nicht. Somit wird eine Vielzahl an Bläschen in Suspension in der kontinuierlichen Phase erzeugt.
Klassischer Weise sind Polymere zum Umhüllen der Nanokapseln Acryl-, Methacryl- oder Alkylcyano(meth)acrylpolymere. Die US-Patentschrift Nr. 4 329 332 offenbart die Herstellung von Nanokapseln durch Einführen des Alkylcyanoacrylatmonomers in eine wässerige Lösung eines, vorzugsweise nicht-ionischen, spannungsaktiven Stoffes, wie zum Beispiel Polyhydroxyethylsorbitanmonolaurat. Das Medium wird im Anschluß einer heftigen Bewegung ausgesetzt, so daß sich eine micellare Lösung bildet. Der pH-Wert dieser Lösung wird mit Hilfe einer physiologisch akzeptablen Säure auf 2 – 3 eingestellt. Die Zugabe des eventuellen Wirkstoffes erfolgt durch Auflösung in der reaktiven wässerigen Phase. Die erhaltenen Nanokapseln weisen eine Größe von ungefähr 200 Nanometern auf. Außerdem ist anzumerken, daß der sauere pH-Wert der wässerigen Phase für eine bestimmte Anzahl an Wirkstoffen schädlich sein kann. Die Nanokapseln gemäß der Patentschrift weisen ferner den Nachteil auf, daß sie Monomere zum Einsatz bringen, die im Zustand von Resten potentiell toxisch sind. Diese Nanokapseln haben zudem den Nachteil, daß zwischen dem Polymer und bestimmten Wirkstoffen eine chemische Reaktion möglich ist.
Die Patentanmeldung PCT WO 94/15 590 beschreibt Nanokapseln, deren umhüllendes Polymer aus einem Alkyl-2-cyanopolyacrylat (Alkyl = 4-Teroctylphenyl-, 2'-Carboxyethyl-, Hexadecyl-,) besteht. Gemäß diesem Verfahren werden hydrophile Alkylcyanoacrylatmonomere (Cyanoacrylsäureester mit Polyethylenglykol) oder Lipophile (Hexadecyl-2-cyanoacrylat) verwendet und es werden mono- oder biphasische Systeme angewendet. Bei den monophasischen Systemen stellt der Wirkstoff selbst die dispergierte Phase dar, welche als Träger für die Polymerisierung dient, die zu den Nanokapseln führt. Bei den biphasischen Systemen, bei denen zwei miteinander nicht mischbare Flüssigkeiten verwendet werden, ist der Wirkstoff in einer der Phasen enthalten, wobei die Gesamtheit die dispergierte Phase der Emulsion bildet, die Sitz der Schnittstellenpolymerisierung ist.
Die Anmeldung PCT WO 94 17789 offenbart insbesondere Nanokapseln, die durch Schnittstellenpolymerisierung in einem biphasischen System erhalten werden.
Die US-Patentschrift Nr. 5 500 224 offenbart eine pharmazeutische Zusammensetzung, die kolloidale Suspensionen von Nanokapseln enthält, die durch Schnittstellenpolymerisierung von N-Butyl-2-cyanoacrylat auf Mizellen hergestellt werden, welche einen essigsauren Säurepuffer pH-Wert 4,3 und einen spannungsaktiven Stoff vom Typ Natriumlaurylsulfat enthalten. Die kontinuierliche Ölphase besteht aus Mygliol (Fettsäuretriglycerid mit C₈-C₁₀), das um Sorbitanmonooleat (SPAN 80) ergänzt wird.
Die erhaltenen Nanokapseln weisen einen Durchmesser in der Größenordnung von 250 Nanometern auf. Der Wirkstoff ist in der dispergierten wässerigen Phase enthalten, welche den Kern der Nanokapseln bildet.
Die Schnittstellenpolymerisierung ermöglicht auch die Herstellung der Nanokugeln.
Die durch Schnittstellenpolymerisierung erhaltenen Nanopartikel weisen eine bestimmte Anzahl an Nachteilen auf, von denen im folgenden einige angeführt werden.
In bestimmten Fällen verwendet diese Technik organische Lösungsmittel, die aufgrund ihrer hohen Toxizität pharmazeutisch schwerwiegend sind. Es ist daher unvermeidlich, die Nanokapseln zu reinigen, indem diese unerwünschten Lösungsmittel entfernt werden. Dadurch wird das Verfahren erheblich erschwert und die Herstellungskosten erhöhen sich deutlich.
Darüber hinaus kann diese Technik die Verwendung von Makromolekülen vom Typ Albumin- oder Dextranserum erfordern, welche den schwerwiegenden Nachteil aufweisen, daß sie immunogen ist.
Zudem sind Alkylcyanoacrylate umhüllende Polymere, deren Biokompatibilität noch zu wünschen übrig läßt. Ferner ist die Toxizität der Monomere, die für die Herstellung dieser Polymere verwendet werden, sicher, genauso wie jene der Produkte, die nach dem biologischen Abbau erhalten werden.
Außerdem unterliegt die Technik der Schnittstellenpolymerisierung relativ starken Zwängen und ist somit insbesondere in Bezug auf die Polymerisierungsbedingungen teuer.
Der Vollständigkeit halber wird auch auf die Patentschrift FR 2 084 199 verwiesen, welche den Erhalt von Mikrokapseln, und nicht Nanokapseln, mit Hilfe der Technik „salting out" beschreibt. Es handelt sich somit, gemäß jener Patentschrift, um die Herstellung von kugelförmigen Mikrokörnchen, die frei abfließen, fest sind und eine polymere Matrize aufweisen, welche flüssige oder feste Partikel von eingekapselten Substanzen umhüllt. Dieses Verfahren umfaßt folgende Schritte:

a- Herstellung einer Lösung des Einkapselungspolymers (Ethylzellulose) in einem Lösungsmittel (n-Butanol), das zu maximal 15 Gew% in Wasser bei 20 °C löslich ist;
b- Auflösung oder Dispersion eines festen oder flüssigen, zu umhüllenden Stoffes, beispielsweise Paraffinöl, in der Lösung a;
c- Dispersion der Lösung oder der erhaltenen Emulsion (organische Phase A) in einer wäßrigen Flüssigkeit (wässerige Phase B = Wasser gesättigt mit n-Butanol), die nicht mit dem organischen Lösungsmittel mischbar ist;
d- langsame Migration und unter der Kontrolle des organischen Lösungsmittels (n-Butanol) der organischen Phase A in die wässerige Phase B, so daß das aufgelöste Polymer auf der Oberfläche der dispergierten Partikel in B abgelegt wird, wobei die Migration durch Aufnahme von Wasser in das Medium erfolgt;
e- Trennung und eventuelle Trocknung der verfestigten Partikel, das heißt des Körnchengemischs.

Die erhaltenen Bläschen sind Mikrokapseln mit einem Durchmesser zwischen 80 und 500 μ. Dabei handelt es sich um Bläschen, die aus einem Kern auf der Basis von Paraffinöl bestehen, das mit Zelluloseethyl umhüllt ist. Es ist klar, daß das Lösungsmittel n-Butanol in diesem Verfahren in reiner Form und nicht in Form einer Wasserlösung im n-Butanol verwendet wird. Ferner unterliegt dieses Verfahren insofern Zwängen, als daß es die Auswahl eines Lösungsmittels erforderlich macht, dessen Löslichkeit in Wasser bei 20 °C nicht über 15 Gew% hinausgeht.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Beim Stand der Technik besteht eine der wesentlichen Aufgaben der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung von Nanokapseln bereitzustellen, welche mit Wirkstoffen gefüllt sind oder nicht und durch Bläschen gebildet werden, deren Hülle aus mindestens einem Polymer besteht, wobei die Nanokapseln wie folgt sein müssen:

– in flüssiger Phase, zum Beispiel wässeriger Phase, in kolloidaler Form dispergierbar,
– frei von toxischen Produkten,
– bestehend aus biokompatiblen und eventuell biologisch abbaubaren Substanzen,
– in kolloidaler Suspension stabil,
– einen guten Schutz des eventuell eingekapselten Wirkstoffes ermöglichen sowie eine verlängerte und/oder kontrollierte Freisetzung desselben in vivo,
– auf einfache und wirtschaftliche Weise erhalten werden können.

Eine weitere wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Nanokapseln des oben genannten Typs bereitzustellen, das ferner einfach und auf industrieller Ebene rentabel ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Nanokapseln des oben genannten Typs bereitzustellen, welches es ermöglicht, auf verläßliche und reproduzierbare Weise Partikel mit einer Größe von weniger als 1 μm zu erhalten.
Eine weitere wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Nanokapseln des oben genannten Typs bereitzustellen, welches keine langwierigen und teuren Reinigungsschritte erfordert.
Eine weitere wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Nanokapseln des oben genannten Typs bereitzustellen, welches die Einkapselung einer großen Bandbreite an Wirkstoffen hydrophiler oder lipophiler Natur ermöglicht.
Nachdem sie sich all diese Aufgaben gestellt hatte, gelang es der Antragstellerin, in völlig überraschender und unerwarteter Weise ans Licht zu bringen, daß es möglich ist, Nanokapseln herzustellen,

– indem zwei Phasen, die keine Ölphasen und miteinander nicht mischbar sind, und eine dritte Phase, die eine Ölphase ist, verwendet werden,
– indem eine Öl-in-Wasser-Emulsion ausgeführt wird, deren dispergierte Ölphase das umhüllende Polymer enthält;
– und indem das Lösungsmittel des umhüllenden Polymers extrahiert wird, das in der lipophilen dispergierten Phase enthalten ist, so daß die Bedingungen der kontinuierlichen Phase derart sind, daß das Lösungsmittel des umhüllenden Polymers mindestens teilweise wieder in der kontinuierlichen Phase mischbar wird.

Dank dieser Gegebenheiten konnte die Anmelderin nach zahlreichen Arbeiten und Tests mit Erstaunen feststellen, daß die Verfestigung des Polymers an der Schnittstelle der Emulsion erfolgte und sich so entwickelte, daß die Wände der Nanokapseln gebildet wurden, welche die heterogene Phase einschließen.
Daraus ergibt sich, daß unter anderem die anfangs gestellten Aufgaben durch die vorliegende Erfindung erfüllt werden konnten, welche ein Verfahren zur Herstellung von Nanokapseln (NK) betrifft, die geeignet sind, mindestens einen Wirkstoff (WS) zu enthalten, wobei diese Nanokapseln Bläschen von einer mittleren Größe von weniger als 1000 nm sind und deren Hülle aus mindestens einem Polymer (PE) besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen daraus besteht, daß:

-1- mindestens drei flüssige Substanzen (S₁, S₂, S₃), mindestens ein umhüllendes Polymer (PE) und eventuell ein oder mehrerer Wirkstoffe (WS) bereitgestellt werden, wobei diese Substanzen so ausgewählt sind, daß: – S₁ ein organisches Lösungs-/Dispergierungsmittel ist, das mindestens teilweise mit S₂ und S₃ mischbar ist und als Lösungs- und/oder Dispergierungsmittel von PE und dem eventuellen WS dient, – S₂ eine unlösliche Substanz von PE und nicht mit S₃ mischbar ist, – S₃ eine Flüssigkeit ist, vorzugsweise eine unlösliche Ölphase von PE und löslich/dispergierend vom eventuellen WS; wobei S₃ außerdem dazu bestimmt ist, sich am Aufbau des Kerns der NK zu beteiligen;
-2- eine erste flüssige homogene Phase I ausgeführt wird, bestehend aus einer Lösung von PE, S₃ und eventuell von WS in S₁; wobei S₁ mittels einer Lösung von S₂ in S₁, vorzugsweise gesättigt mit S₂, zugeführt wird;
-3- eine zweite flüssige homogene Phase II zubereitet wird, die mindestens das Lösungsmittel S₂ enthält und in der S₁ emulgiert werden kann,
-4- die Phasen I und II zusammengebracht werden, indem ihnen eventuell mindestens ein stabilisierender spannungsaktiver Stoff hinzugefügt wird,
-5- das in Schritt 4 erhaltene Gemisch emulgiert wird, um eine Emulsion von I in II herzustellen,
-6- Lösungsmittel S₂ zur Emulsion I/II hinzugefügt wird, um in der homogenen Phase II solche Bedingungen zu schaffen, daß S₁ mindestens teilweise mit S₂ mischbar ist und so die Verteilung von S₁ der Phase I in die Phase II zu ermöglichen, um schließlich die NK in Suspension in einer neuen kontinuierlichen Phase III zu erhalten,
-7- S₁ und/oder S₂ eventuell ganz oder teilweise eliminiert wird.

Das Verfahren gemäß der Erfindung dreht sich um die Auswahl des Lösungsmittels/Dispergierungsmittels S₁ und der unlöslichen Substanz S₂ sowie um die teilweise Mischbarkeit von S₁ und S₂.
Eine weitere Grundlage der vorliegenden Erfindung betrifft die Ausführung einer Emulsion,

– deren dispergierte Phase das umhüllende Polymer, das Lösungsmittel/Dispergierungsmittel S₁, den eventuellen WS und das Öl S₃ enthält,
– deren kontinuierliche Phase vorwiegend S₂ enthält, wobei die Bedingungen derart sind, daß S₁ nicht mehr in S₂ löslich ist.

Das Verfahren der Erfindung basiert auch auf dem Umstand, daß die Nichtmischbarkeit von S₁ in S₂ nach der Ausführung der Emulsion beendet wird, so daß S₁ von der dispergierten Phase zur kontinuierlichen Phase hin extrahiert und somit die Verfestigung des umhüllenden Polymers und in der Folge die Bildung der Nanokapseln ermöglicht wird. Danach gilt es nur mehr, S₁ und Teile oder die Gesamtheit von S₂ zu eliminieren.
Schließlich begünstigt die bevorzugte Eigenschaft der gegenseitigen Sättigung der Lösungsmittel S₁, S₂ in Schritt 2 – entgegen jeglicher Erwartung – das Erhalten der Nanopartikel mit einer mittleren Größe von weniger als einem Mikron.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Ein solches Verfahren läßt sich bequem umsetzen. Es führt zu Nanokapseln von mittlerer Größe von weniger als 1000 Nanometern, vorzugsweise weniger als 500 Nanometern. Die Stabilität in kolloidaler Suspension dieser Nanokapseln hat sich bewahrheitet. Sie verleiht dem Wirkstoff, den die Nanokapseln entweder in ihrem Kern oder durch Adsorption auf ihrer Wand einkapseln können, einen Schutz bei der Lagerung sowie zum Zeitpunkt des Transports zur Wirkungsstelle. Diese Nanopartikel sind in der Tat durchaus geeignet, als kolloidales Vektorisierungssystem von Wirkstoffen, insbesondere Pharmazeutika, verwendet zu werden. Diese Nanokapseln sind weder im Zustand des Endproduktes noch im methodologischen Zustand aufgrund der Stoffe und Vorrichtungen, die für deren Erhalt verwendet werden, toxisch.
Die Tatsache, daß ein Öl, eine Emulsion vom Typ Öl-in-Wasser verwendet werden, und die Verfestigung der Polymerschale durch eine Extraktion von Lösungsmittel beruhend auf der Schaffung von Bedingungen zur Solubilisierung oder Mischbarkeit in der kontinuierlichen, nicht öligen Phase, sind durchweg neuartige Elemente, welche das Verdienst und den erfinderischen Charakter des hierin dargelegten Verfahrens darstellen.
Die erfinderische Tätigkeit wird noch durch den Umstand verstärkt, daß es keineswegs vorhersehbar war, daß sich das Polymer an der Schnittstelle gemäß einer parietalen Struktur verfestigt. Die Verfestigung hätte zum Beispiel in der Masse der heterogenen Phase, die vorzugsweise eine Ölphase ist, erfolgen können.
Die Begriffe der Löslichkeit und Mischbarkeit, auf die im Rahmen der vorliegenden Beschreibung beispielhaft und nicht einschränkend Bezug genommen wird, werden insbesondere im Kapitel 14, Seite 340 und folgende des Werks PHARMACOPEE GMP erläutert.
Im folgenden wird Schritt 1 des Verfahrens gemäß der Erfindung detaillierter beschrieben, der darin besteht, die Rohstoffe S₁, S₂, S₃, PE und eventuell WS auszuwählen.
Im Schritt 2 wird eine erste homogene flüssige Phase I hergestellt, indem das umhüllende Polymer PE und die Flüssigkeit S₃, vorzugsweise eine ölige Flüssigkeit, und eventuell der Wirkstoff WS im Lösungsmittel S₁ aufgelöst werden.
Gemäß der Erfindung kann letzteres in reinem Zustand verwendet werden oder aus einer Lösung der unlöslichen Substanz S₂ in S₁ bestehen.
In einem solchen Fall wird bevorzugt (ohne daß dies einschränkende Wirkung hat), daß diese Lösung von S₂ in S₁ mit S₂ gesättigt ist. Dies macht den Schritt 3 der Emulgierung der Phase I in der Phase II einfacher, weil die Latenzzeit unterdrückt wird, welche durch das Herbeiführen der Sättigung von S₂ in S₁ verursacht wird. Die gegenseitige Sättigung der Lösungsmittel begünstigt das Emulgierungsverfahren.
In der Praxis wird dieser Schritt 2 auf herkömmliche Weise in Behältern ausgeführt, die vorzugsweise mit Rührmitteln versehen sind. Dieser Schritt erfolgt vorteilhafter Weise bei Umgebungstemperatur und unter atmosphärischem Druck.
Der Schritt 3 des Verfahrens gemäß der Erfindung ist jener Schritt, in dessen Verlauf die zweite homogene flüssige Phase II zubereitet wird. Diese Phase II ist dadurch gekennzeichnet, daß sie das Lösungsmittel S₂ enthält und daß sie ein Medium bildet, in dem S₁ und im allgemeinen die Phase I emulgiert werden können.
Gemäß einer Ausführungsform 3' dieses Schritts 3 wird eine Phase II zubereitet, die ausschließlich S₂ enthält oder aus einer Lösung von S₁ in S₂ besteht, wobei S₁ nicht gesättigt ist. In einem solchen Fall wird dafür gesorgt, daß im Schritt 5 die Mengen der Phase I und II (Gesamtvolumen von S₁ und S₂) in Verhältnissen ausgeführt werden, die so gewählt sind, daß eine Emulsion von I in II entsteht. In dieser Ausführungsform 3' muß daher zuerst die Phase I, die mit der Phase II vermischt ist, S₁ in S₂ zur Sättigung führen, bevor die Emulsion I/II entsteht. Das streckt den Schritt 3 entsprechend, wie im oben erwähnten Fall, wo die Phase I nicht durch eine nicht-gesättigte Lösung von S₂ in S₁ gebildet wird.
In einer Variante 3'' des Schritts 3 wird eine Phase II auf der Basis von S₂ zubereitet, die folgendes enthält:

-a- entweder S₁ in Sättigung
-b- oder mindestens eine Substanz A, die bewirken kann, daß S₁ nicht mit S₂ mischbar ist
-c- oder die Kombination von a und b.

In dieser Variante dienen die Untervarianten a, b, c dazu, die Bildung der Emulsion zu verbessern und bestenfalls der Emulsion zu ermöglichen, unmittelbar nach dem Mischen der Phasen I und II einzutreten.
Auf jeden Fall wird gemäß der Erfindung die Vorgangsweise bevorzugt, der zufolge zum Zeitpunkt des Mischens der Phasen I und II das Lösungsmittel S₁ und die unlösliche Substanz S₂ nur teilweise miteinander mischbar sind.
In der Praxis wird vorzugsweise in der Phase I eine gesättigte Lösung von S₁ in S₂ und in der Phase II eine gesättigte Lösung von S₂ in S₁ verwendet.
Schritt 3 erfolgt idealer Weise mit denselben materiellen Mitteln und unter denselben Temperatur- und Druckbedingungen wie Schritt 2. Dasselbe gilt im Übrigen auch für Schritt 4 und 5 des Zusammenführens und der Emulgierung der Phasen I und II.
Gemäß einer vorteilhaften Anordnung der Erfindung wird das Emulgieren 5 unter heftigem Bewegen ausgeführt, vorzugsweise mit Hilfe von mechanischen Mitteln, die im Bereich von ≥1500 U/Min, vorzugsweise ≥ 5000 U/Min und insbesondere im Bereich zwischen 7000 und 10000 U/Min funktionieren.
Als Beispiel für eine Emulgiervorrichtung, die sich für das Verfahren der Erfindung eignet, kann ein mechanisches Schraubenrührwerk oder ein Homogenisator (ultra-Turrax^®) angeführt werden.
Die Bildung der Nanokapseln NK durch Verfestigung des Polymers PE an der Schnittstelle der Emulsion I in II erfolgt bei Schritt 6. Bei diesem Schritt geht es darum, daß S₁ mit S₂ mischbar wird.
Vorzugsweise wird dies dadurch erreicht, daß die Emulsion I/II mit Hilfe des Lösungsmittels S₂ ergänzt wird.
Gemäß einer Variante, die für den Fall vorgesehen werden kann, daß in der Phase II eine Substanz A bereitgestellt wird, die geeignet ist, zu bewirken, daß S₁ mit S₂ nicht mischbar wird, ist es möglich, die Bildung von NK durch Verdünnung der externen Phase mit Hilfe von Wasser vorzusehen und A durch ein geeignetes Mittel (zum Beispiel Filterung mit Tangentialfluß) zu eliminieren.
Sobald der Transfer von S₁ in die homogene Phase II ausgeführt ist, wird in Schritt 7 die ganze oder teilweise Eliminierung von S₁ und/oder S₂ ausgeführt. Vorteilhafter Weise wird S₁ durch jegliches geeignete Mittel eliminiert, beispielsweise durch mehr oder weniger starkes Vakuumabziehen, durch Verdampfen, Destillieren oder jegliches anderes Fraktionierungsmittel.
Nach der Eliminierung von S₁ der Phase II wird eine kolloidale Suspension aus Nanokapseln NK in S₂ erhalten. Diese Suspension kann durch Eliminieren und/oder Zugabe von S₂ mehr oder weniger konzentriert sein.
Die Mittel, die für das Eliminieren von S₂ verwendet werden, können dieselben sein wie jene, die für das Abziehen von S₁ verwendet werden. In der Praxis kann zum Beispiel die Suspension durch Filterung mit Tangentialfluß derart gereinigt werden, daß die Nanokapseln NK gesammelt werden, die in der Folge getrocknet werden können, so daß sie in trockener und fester Form erzeugt werden. Es ist zudem durchaus vorstellbar, eine Zerstäubung oder eine Gefriertrocknung (in Gegenwart eines Kryoschutzmittels oder in Abwesenheit eines solchen) der Nanokapseln NK in Suspension durchzuführen.
Die Nanokapseln NK sind vollkommen charakterisiert und verfügen über eine stabile und gut definierte Struktur. Sobald sie gebildet sind, verleihen sie der Suspension ein weißes, milchiges Aussehen mit durchweg aufschlußreichem und spezifischem bläulichem Widerschein.
Diese Nanokapseln weisen auch spezifische Dichten und Absitzgeschwindigkeiten auf, welche es ermöglichen, sie von anderen Nanopartikeln zu unterscheiden, wie den Nanokugeln, die in den Nanoemulsionen enthalten sind.
Die Stabilität der kolloidalen Suspension gemäß der Erfindung beträgt mindestens ein Jahr.
Vorteilhafterweise liegt die Temperatur für die Durchführung des Verfahrens zwischen 4 und 45 °C, vorzugsweise zwischen 15 und 25 °C.
Gemäß einer bevorzugten Anordnung der Erfindung werden die Verhältnisse für S₁, S₂, S₃ und PE derart gewählt, daß die Größe der NK unter 1000 nm liegt, wobei die Verhältnisse vorteilhafter Weise wie folgt sind (ausgedrückt in % in Bezug auf S₁):

– PE zwischen 0,1 und 100, vorzugsweise zwischen 0,5 und 20 Trockengewicht/Volumen,
– S₂ zwischen 51 und 1000, vorzugsweise zwischen 100 und 500 V/V,
– S₃ zwischen 0,1 und 10, vorzugsweise zwischen 0,1 und 5,0 V/V.

Auf jeden Fall wird dafür gesorgt, daß in mengenmäßiger Hinsicht das Verhältnis von S₂ so gering wie möglich ist, damit eine konzentrierte Nanokapselsuspension bereitgestellt werden kann. Dasselbe gilt für die Mengen an S₁, die verwendet werden, um das Eliminieren von letzterem zu erleichtern.
Die Nanokapseln NK, die durch das Verfahren gemäß der Erfindung erzeugt werden, weisen vorteilhafter Weise eine kontrollierte Größe von weniger als 1000 Nanometern auf, vorzugsweise von weniger als 500 Nanometern und insbesondere von zwischen 50 und 350 Nanometern.
In Bezug auf die Produkte, die im Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden, werden untenstehend – ohne daß dies einschränkenden Charakter hätte – die Gruppen der Substanzen S₁, S₂, PE und WS angeführt, die vorzugsweise ausgewählt werden.
Das Lösungsmittel S₁ wird vorteilhafter Weise aus der Familie der Alkohole, Phenole, Cetone, Karbonsäureester und deren Gemischen ausgewählt.
Genauer gesagt wird S₁ insbesondere aus der Gruppe folgender Produkte ausgewählt: Ethylacetat, Benzylalkohol, Propylenkarbonat, Butanol, Butanon und deren Gemische.
Die unlösliche Substanz S₂ ist vorteilhafter Weise eine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch, das Wasser und/oder mindestens einen Alkohol enthält. Somit wird S₂ insbesondere aus der Gruppe folgender Produkte ausgewählt: Wasser, Alkohol – z. B. Ethanol, Propylenglykol oder Glyzerin – und deren Gemische.
Die vorzugsweise ölige Flüssigkeit S₃ wird aus der Familie der Pflanzen oder Mineralöle, Neutralöle, ätherischen Öle, Fettsäuren, Karbonsäureester, Terpene, Vitamine und deren Gemischen ausgewählt.
Vorteilhafter Weise werden folgende Ölprodukte ausgewählt: Mygliol^® 810, 812 und 840 (Dynamit Nobel, Deutschland), lipophiles Labrafac^®, Lauroglykol (Gattefossé, Frankreich) Mineralöl, Olivenöl, Sesamöl, Maisöl, Baumwollöl, Erdnußöl, Benzylbenzoat, Isopropylmyristat, ätherisches Lavendelöl, ätherisches Bouquetöl, Vitamin E, Clofibrat usw.
Was die umhüllenden Polymere PE anbelangt, erfolgt die Auswahl aus den natürlichen und synthetischen biokompatiblen Homo- und/oder Copolymeren. Es kann sich zum Beispiel um die Polymilchsäure D oder L und DL, Copolymere von Milchsäure und Glykolsäure, Poly-ε-Caprolacton, Polypropiolacton, Polybutylrolacton, Polypivalacton, Zellulosebutyratacetat, Ethylzellulose, Hydroxymethylpropylzellulosephthalat, Schellack, Polyvinylacetophthal, Zelluloseacetophthalat, Acrylate und Acrylpolymere (Eudragit^®, Röhm Pharma, Deutschland), Polymere, die von zyklischen Estern der Hydroxybuttersäure, Hydroxyisobuttersäure, Hydroxymethylvalersäure, Phenylmilchsäure, Hydroxyethylbuttersäure erhalten werden, Benzylpolybetamalat, Alkylpolycyanocrylate, Polyethylenvinylacetat und deren Gemische handeln.
Gemäß der Erfindung wird das PE aus der Gruppe folgender Polymere ausgewählt:

– (Co)polymere von α-Kohlenwasserstoffsäure(n), vorzugsweise Milchsäure und/oder Glykolsäure,
– (Co)polymer von (Meth)acrylsäure und/oder Methacrylat,
– Poly-ε-Caprolacton,
– Zellulose und deren Derivate,
– Blockpolymer von α-Kohlenwasserstoffsäure und Poly(ethylenoxid),
– Cyanocrylaten,
– und Copolymeren und/oder Gemischen davon.

Die Wirkstoffe WS, die geeignet sind, in die Nanokapseln NK eingekapselt zu werden, die gemäß der Erfindung erzeugt werden, können unterschiedlich sein.
Bei der Wahl des Wirkstoffes sind die Löslichkeit und/oder seine Neigung zur Dispersion im Lösungsmittel S₁ zu beachten. Allgemein gesagt kann es sich zum Beispiel um Wirkstoffe handeln, die in der Allergologie, Anästhesiologie, Kanzerologie, Kardiologie und Angiologie, Dermatologie, Endokrinologie, Gastroenterologie, Gynäkologie, Hämatologie, Häpatologie, Immunologie, Infektrologie, Neurologie, Ophthalmologie, Parasitologie, Pneumologie, Rheumatologie, Stomatologie, Toxikologie oder als Analgetika oder Entzündungshemmer verwendet werden.
Vorzugsweise wird der Wirkstoff aus der Gruppe folgender Produkte ausgewählt: Indometacin, Hormone – vorzugsweise Progesteron-Estradiol-, Chlorambucil, S₃, Vitamine (vorzugsweise Vitamin E und K), Cyclosporin A, Ibuprofen, Pronaolol, Valproinsäure, Clofibrat und deren Gemische.
In Bezug auf die stabilisierenden spannungsaktiven Stoffe, die für Schritt 4 des Verfahrens gemäß der Erfindung geeignet sind, werden diese vorzugsweise gemäß der Erfindung aus ionischen oder nicht-ionischen spannungsaktiven Stoffen ausgewählt. Genauer gesagt können zum Beispiel Polyvinylalkohole ausgewählt werden, beispielsweise Mowiol^® 4-88 (Hoechst, Frankfurt, Deutschland); Poloxamere, beispielsweise Pluronics^® F-68 und F-127 (BASF, Wyandotte, EU); Gallensalze, beispielsweise Natriumglycocolat und Karbonsäuresalze, beispielsweise Natriumoleat.
Die Vorteile des Verfahrens gemäß der Erfindung sind zahlreich. Unter anderem sind dies:

– Verläßlichkeit,
– hohe Leistung,
– Reproduzierbarkeit,
– einfache Übertragung auf industrielle Anwendungen,
– Verwendung von herkömmlichen, nicht komplizierten Geräten (insbesondere sind keine Hochdruckhomogenisatoren oder Ultraschallvorrichtungen notwendig),
– Verwendung von Lösungsmitteln, Stabilisatoren und Zusatzstoffen, die nicht toxisch sind und vom Organismus gut vertragen werden,
– Kontrolle der Größe der erhaltenen Nanokapseln NK.

Gemäß einem anderen dieser Aspekte betrifft die vorliegende Erfindung auch die Nanokapseln NK per se, so wie diese durch das oben definierte oder durch jedes andere Verfahren erhalten werden, das zum selben oder zu einem ähnlichen Ergebnis führt.
Insbesondere betrifft die Erfindung Nanokapseln NK von einer Größe von weniger als 1000 Nanometern, vorzugsweise weniger als 500 Nanometern, deren Wand aus mindestens einem Polymer PE besteht, so wie oben dargestellt, und das spurenweise oder nicht Substanzen S₁ und/oder S₂ und/oder S₃ und eventuell einen Wirkstoff WS enthält; wobei diese Substanzen so sind wie oben definiert.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine kolloidale Suspension von Nanokapseln NK, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie ausgehend vom Produkt erhalten wird, das aus Schritt 6 des Verfahrens hervorgeht, so wie oben definiert, und/oder indem die Nanokapseln NK, die am Ende von Schritt 7 des Verfahrens erhalten werden, in einer unlöslichen Substanz von PE redispergiert werden.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer therapeutischen Zusammensetzung, welche die NK enthält, die mit dem WS gefüllt sind und durch das oben beschriebene Verfahren oder ein Verfahren erhalten werden, das zum selben Produkt führt.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehend angeführten Beispiele besser verstanden werden. Aus diesen Beispielen werden alle Vorteile und die Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der Erfindung hervorgehen. Ferner umfassen diese Beispiele die Charakterisierung und Evaluierung der Eigenschaften der Nanokapseln NK gemäß der vorliegenden Erfindung.
Zur Vervollständigung der Illustration, die mit Hilfe der Beispiele erfolgt, wird im Anhang eine einzige 1 bereitgestellt, welche eine Rasterelektronenmikroskop-Fotografie der Nanokapseln gemäß der Erfindung zeigt – Vergrößerung: x 14000.
BEISPIELE
BEISPIEL 1: ZUBEREITUNG VON NANOKAPSELN AUS BIOLOGISCH ABBAUBAREM POLYMER, DAS EINE ORGANISCHE FLÜSSIGKEIT ENTHÄLT
Einerseits werden 200 mg Polymer PE aus Milchsäure D, L (MEDISORB^® 100 DL) und 0,5 ml Triglyceride von Caprilyque/Caprinsäuren – Öl S₃ – (Mygliol^® 812) in 20 ml Ethylacetat S₁, gesättigt mit Wasser = S₂ (Phase I) aufgelöst.
Andererseits werden 2 g Polyvinylalkohol (Mowiol^® 4-88), ein spannungsaktiver Stoff, in 40 ml gereinigtem, mit Ethylacetat S₁ (Phase II) gesättigtem Wasser (S₂) aufgelöst. Die Phase I auf der Basis von S₁, gesättigt mit S₂ (Ethylacetat + Wasser), wird in der wässerigen Phase II (S₂) unter heftigem Rühren (ungefähr 8000 U/Min.) sechs Minuten lang emulgiert. 200 ml Wasser = S₂ werden der Emulsion unter Rühren hinzugefügt, um die Verteilung des Ethylacetats zur wässerigen Phase II hin zu ermöglichen. Das Gemisch (Phase III) wird milchig weiß mit blauem Widerschein, aufgrund der Bildung der Nanokapseln NK, deren Wand aus PE besteht.
Das Ethylacetat S₁ wird unter reduziertem Druck (Vakuum der Wasserstrahlpumpe) eliminiert und die Suspension durch Eliminierung des Wassers S₂ unter denselben Bedingungen bis zum gewünschten Volumen konzentriert.
Die Größe der Nanokapseln NC, die in einem Laserstrahldiffraktometer (Nanosizer^® der Firma Coultronics) gemessen wird, liegt bei 329 nm mit einem Dispersionsindex von 2. Die Existenz der Nanokapseln NK wurde einerseits durch Cryofraktur der Nanokapseln und Beobachtung mittels Rasterelektronenmikroskop (1) und andererseits durch den Vergleich der Absitzgeschwindigkeit unter Ultrazentrifugation der Nanokapseln gemäß der Erfindung und mit Vergleichs-Nanoemulsionen oder Vergleichs-Nanokugeln bestätigt, die durch dasselbe Verfahren hergestellt wurden, nur daß für die Nanoemulsionen in der Zubereitung kein Polymer PE und bei den Nanokugeln in der Zubereitung kein Öl S₃ enthalten ist. In der Tat unterscheidet sich die Absitzgeschwindigkeit der Nanoemulsionen, Nanokugeln und Nanokapseln aufgrund der unterschiedlichen Zusammensetzungen und infolge ihrer Dichte. Man kann die Dichte dieser Systeme durch isopycnische Zentrifugation (auf einem Dichtegradienten von kolloidaler Kieselerde (Percoll^®, Pharmacia, LKB, Schweden) messen. Die Zentrifugation wurde bei 4 °C und 1500 g über einen Zeitraum von 3 Stunden durchgeführt. Bekannte Dichtemarkerröhren (Sephadex^®, Pharmacia) wurden für die Berechnung der Dichte der Systeme verwendet. Nach der Zentrifugation wird die Dichte durch die Entfernung (h) zwischen dem Meniskus der Dispersion und der Bande gemessen, welches die Nanopartikel enthält.
Ergebnisse:
Nanoemulsionen:
Es gibt keine Sedimentation (h = 0).
Wenn man berücksichtigt, daß die Dichte von Mygliol^® 812 bei 0,9438 g/cm³ liegt (mit einem Pycnometer berechnet), ist es logisch, daß das in der Nanoemulsion enthaltene Öl dazu neigt, zu schwimmen.
Nanokugeln:

Sedimentation (h = 55,12 mm).
Berechnete Dichte = 1,1405 g/cm³.

Die starke Sedimentation zeigt die feste matrizenartige Zusammensetzung der Partikel.
Nanokapseln:

Sedimentation (h = 14,98 mm).
Berechnete Dichte = 1,0357 g/cm³.

Diese Sedimentation weist auf einen Zwischenzustand zwischen einer Nanoemulsion und Nanokugeln hin.
Das weist darauf hin, daß das Polymer und das Öl Teil der Partikel sind.
Die Tatsache, daß es nur eine Bande gibt, bestätigt die Bläschenstruktur, in der das Öl den Kern bildet.
BEISPIEL 2: ZUBEREITUNG VON NANOKAPSELN, DIE KOSMETISCHE ÖLE ENTHALTEN
Es wird so wie in Beispiel 1 angeführt vorgegangen, nur daß Mygliol^® 812 durch ein Mineralöl in der Phase I von Ethylacetat/Wasser ersetzt wird.
Die Nanokapseln NK weisen eine Größe von 303 nm mit einem Dispersionsindex von 2 auf.
BEISPIEL 3: ZUBEREITUNG VON NANOKAPSELN, DIE EINE ESSENZ ENTHALTEN
Es wird so wie in Beispiel 1 angeführt vorgegangen, nur daß Mygliol^® 812 durch 0,1 ml ätherisches Lavendelöl im Bereich der Phase I von Ethylacetat ersetzt wird. Die Nanokapseln NK weisen eine Größe von 304 nm mit einem Dispersionsindex von 2 auf.
BEISPIEL 4: ZUBEREITUNG VON NANOKAPSELN, DIE EINEN LIPOPHILEN FARBSTOFF ENTHALTEN
Es wird so wie in Beispiel 1 angeführt vorgegangen, nur daß 5 mg Soudan III in die Phase I von Ethylacetat hinzugefügt werden.
Die Nanokapseln weisen eine Größe von 340 nm mit einem Dispersionsindex von 2 auf. Die Suspension der Nanokapseln wird in der Folge bei 20000 U/Min. 40 Minuten lang zentrifugiert. Die Ablagerung wird unter Vakuum im Trockenapparat getrocknet. Ungefähr 30 mg des trockenen Produktes werden in 50 m Chloroform aufgelöst. Die Absorbanz der Lösung wird bei 518 nm unter Bezugnahme auf eine Kalibrationskurve gemessen. Der Prozentsatz von eingekapseltem Soudan III (in Bezug auf den Prozentsatz des anfänglichen Gehalts) liegt bei 100,8 %.
BEISPIEL 5: ZUBEREITUNG VON NANOKAPSELN MIT EINEM POLYMER, DESSEN LÖSLICHKEIT VOM PH-WERT ABHÄNGIG IST
Es wird so wie in Beispiel 1 angeführt vorgegangen, nur daß das Polymer PE und das Lösungsmittel S₁ durch Eudragit^® E (Acrylpolymer, löslich bei gastrischem pH-Wert) bzw. Propylenkarbonat ersetzt werden.
Die Nanokapseln NK weisen eine Größe von 239 nm mit einem Dispersionsindex von 3 auf.
BEISPIEL 6: ZUBEREITUNG VON NANOKAPSELN MIT EINEM POLYMER, DESSEN LÖSLICHKEIT VOM PH-WERT ABHÄNGIG IST UND DAS EINEN LIPOPHILEN FARBSTOFF ENTHÄLT
Es wird so wie in Beispiel 4 angeführt vorgegangen, nur daß das Polymer PE und das Lösungsmittel S₁ durch Eudragit^® E bzw. durch Benzylalkohol ersetzt werden. Die Nanokapseln weisen eine Größe von 287 nm mit einem Dispersionsindex von 2 auf. Der Prozentsatz von eingekapseltem Soudan III nach tangentialer Filterung (Minitan^®-Vorrichtung) liegt bei 92,4 %.
BEISPIEL 7: ZUBEREITUNG VON NANOKAPSELN, DIE EINEN FESTEN WIRKSTOFF ENTHALTEN
Es wird so wie in Beispiel 1 angeführt vorgegangen, nur daß 20 mg Indometacin in die Phase I von Ethylacetat hinzugefügt werden. S₁ sättigt mit Wasser S₂.
Die Nanokapseln weisen eine Größe von 314 nm mit einem Dispersionsindex von 2 auf.
Die Suspension wird wie in Beispiel 4 zentrifugiert und getrocknet. Ungefähr 30 mg des trockenen Produktes werden in 20 ml Chloroform aufgelöst. Nach einer geeigneten Verdünnung mit Chloroform wird die Absorbanz bei 248 nm unter Bezugnahme auf eine Kalibrationskurve gemessen. Der Prozentsatz von eingekapseltem Indometacin liegt bei 94,4 %.
BEISPIEL 8: ZUBEREITUNG VON NANOKAPSELN, DIE EINEN FLÜSSIGEN WIRKSTOFF ENTHALTEN
Es wird so wie in Beispiel 1 angeführt vorgegangen, nur daß das Öl S₃ (Mygliol) durch Clofibrat S₃ ersetzt wird. Die Nanokapseln weisen eine Größe von 317 nm mit einem Dispersionsindex von 2 auf.
Die Suspension wird wie in Beispiel 4 zentrifugiert und getrocknet. Ungefähr 25 mg des trockenen Materials werden in 20 ml Chloroform aufgelöst. Die Absorbanz wird in der Folge bei 280 nm unter Bezugnahme auf eine Kalibrationskurve gemessen. Der Prozentsatz an eingekapseltem Clofibrat liegt bei 95,3 %.
BEISPIEL 9: ZUBEREITUNG VON NANOKAPSELN, DIE EINEN KOSMETISCHEN WIRKSTOFF ENTHALTEN
Es wird so wie in Beispiel 1 angeführt vorgegangen, nur daß das Öl durch Vitamin E ersetzt wird, um S₃ zu bilden. Die Nanopartikel weisen eine Größe von 322 nm mit einem Dispersionsindex von 2 auf.
Die Suspension wird wie in Beispiel 4 zentrifugiert und getrocknet.
Ungefähr 20 mg des trockenen Produktes werden in 20 ml Chloroform aufgelöst. Die Absorbanz wird in der Folge bei 297 nm unter Bezugnahme auf eine Kalibrationskurve gemessen. Der Prozentsatz an eingekapseltem Vitamin E liegt bei 92,2 %.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Nanokapseln (NK), die geeignet sind mindestens einen Wirkstoff (WS) zu enthalten, wobei diese Nanokapseln Bläschen von einer mittleren Größe von weniger als 1000 nm sind und deren Hülle aus mindestens einem Polymer (PE) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen daraus besteht, daß: -1- mindestens drei flüssige Substanzen (S₁, S₂, S₃), mindestens ein umhüllendes Polymer (PE) und eventuell ein oder mehrere Wirkstoffe (WS) bereitgestellt werden, wobei diese Substanzen so ausgewählt sind, daß: – S₁ ein organisches Lösungs-/Dispergierungsmittel ist, das mindestens teilweise mischbar mit S₂ und S₃ ist und als Lösungs- und/oder Dispergierungsmittel von PE und dem eventuellen WS dient, – S₂ eine unlösliche Substanz von PE und nicht mischbar mit S₃ ist, – S₃ eine Flüssigkeit ist, vorzugsweise eine unlösliche Ölphase von PE und löslich/dispergierend vom eventuellen WS; wobei S₃ außerdem dafür bestimmt ist, sich am Aufbau des Kerns der NK zu beteiligen; -2- eine erste flüssige homogene Phase I ausgeführt wird, bestehend aus einer Lösung von PE, S₃ und eventuell von WS in S₁ ausgeführt wird; wobei S₁ mittels einer Lösung von S₂ in S₁, vorzugsweise gesättigt mit S₂, -3- eine zweite flüssige homogene Phase II zubereitet wird, die mindestens das Lösungsmittel S₂ enthält und in der S₁ emulgiert werden kann, -4- die Phasen I und II zusammengebracht werden, indem ihnen eventuell mindestens ein stabilisierender spannungsaktiver Stoff hinzugefügt wird, -5- das in Schritt 4 erhaltene Gemisch emulgiert wird, um eine Emulsion von I in II herzustellen, -6- Lösungsmittel S₂ zur Emulsion I/II hinzugefügt wird, um in der homogenen Phase II solche Bedingungen zu schaffen, daß S₁ zumindest teilweise mit S₂ mischbar ist und so die Verteilung von S₁ der Phase I in die Phase II zu ermöglichen, um schließlich die NK in Suspension in einer neuen kontinuierlichen Phase III zu erhalten, -7- S₁ und/oder S₂ eventuell ganz oder teilweise eliminiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt 3 eine Phase II zubereitet wird, die ausschließlich S₂ enthält oder aus einer Lösung von S₁ in S₂ besteht, wobei S₁ nicht gesättigt ist, und dadurch, daß in Schritt 5 Mengen der Phasen I und II (Gesamtvolumen von S₁ und S₂) in Verhältnissen ausgeführt werden, die so gewählt sind, daß eine Emulsion von I in II entsteht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt 3 eine Phase II auf der Basis von S₂ zubereitet wird, die folgendes enthält: -a- entweder S₁ in Sättigung -b- oder mindestens eine Substanz A, die bewirken kann, daß S₁ nicht mischbar mit S₂ ist -c- oder die Kombination von a und b.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Schritt 5 die Emulgierung durch mechanisches Bewegen im Bereich von ≥ 1500 U/Min. durchgeführt ist.
Verfahren zumindest nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Schritt 7 (fakultativ), d.h., die ganze oder teilweise Eliminierung von S₁ und/oder S₂ durch Verdampfung und/oder tangentiale Filterung, und/oder (Ultra)zentrifugation und/oder Zerstäubung, und/oder Vakuumabziehen ausgeführt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verhältnisse von S₁, S₂, S₃ und PE so gewählt sind, daß die Größe der NK unter 1000 nm beträgt, wobei diese Verhältnisse vorzugsweise die folgenden sind (ausgedrückt in % in Bezug auf S₁): – PE zwischen 0,1 und 100, vorzugsweise zwischen 0,5 und 20 Trockengewicht/Volumen, – S₂ zwischen 51 und 1000, vorzugsweise zwischen 100 und 500 V/V, – S₃ zwischen 0,1 und 10, vorzugsweise zwischen 0,1 und 5,0 V/V.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Auswahl getroffen ist: – S₁ aus der Gruppe folgender Produkte: Ethylacetat, Benzylalkohol, Propylenkarbonat, Butanol, Butanon und deren Gemische; – S₂ aus der Gruppe folgender Produkte: Wasser, Alkohol – z.B. Ethanol, Propylenglykol oder Glyzerin – und deren Gemische; – S₃ aus der Gruppe folgender Ölprodukte: Mygliol^® 819, 812 und 840 (Dynamit Nobel, Deutschland), lipophiles Labrafac^®, Lauroglycol (Gattefossé, Frankreich), Mineralöl, Olivenöl, Sesamöl, Maisöl, Baumwollöl, Erdnußöl, Benzylbenzoat, Isopropylmyristat, ätherisches Lavendelöl, ätherisches Bouquetöl, Vitamin E, Clofibrat; – PE aus der Gruppe folgender Produkte: – (Co)polymeren von α-Kohlenwasserstoffsäure(n), vorzugsweise Milchsäure und/oder Glykolsäure, – (Co)polymer von (Meth)acrylsäure und/oder Methacrylat, – Poly-ϵ-Caprolacton, – Zellulose und deren Derivate, – Blockpolymer von α-Kohlenwasserstoffsäure und Poly(ethylenoxid), – Cyanocrylaten, – und Copolymeren und/oder Gemischen davon; – WS aus der Gruppe folgender Produkte: Indometacin, Hormone, vorzugsweise Progesteron-Estradiol, Chlorambucil, S₃, Vitamine (vorzugsweise Vitamin E und K), Cyclosporin A, Ibuprofen, Propanolol, Valproinsäure, Clofibrat und deren Gemische.