DE69900776T2

DE69900776T2 - Einkapselungsysteme mit organischem kern und mineraler umhüllung enthaltend aluminiumhydroxycarbonat und verfahren zur herstellung

Info

Publication number: DE69900776T2
Application number: DE69900776T
Authority: DE
Inventors: Dominique Dupuis
Original assignee: Rhodia Chimie SAS; Rhone Poulenc Chimie SA
Current assignee: Rhodia Chimie SAS
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2002-08-14
Anticipated expiration: 2019-02-10
Also published as: WO1999040902A1; EP1052978A1; DE69900776D1; US6616947B1; FR2774906B1; AU2428599A; FR2774906A1; EP1052978B1

Description

Die Erfindung betrifft ein neues Einkapselungssystem, das eine Oberfläche besitzt, die im Wesentlichen anorganisch und für den Schutz und/oder die kontrollierte Abgabe einer oder mehrerer organischer Verbindungen geeignet ist.
Bei den Einkapselungssystemen, die bereits für den Einschluß organischer Substanzen zur Verfügung stehen, lassen sich zwei Haupttypen unterscheiden:
- ein erstes System, das als ein Behältersystem vorliegt, worin das einzukapselnde Mittel von einer herkömmlichen Haut mit polymerem Charakter festgehalten wird; diese organischen Kapseln werden durch eine Grenzflächenreakation erhalten, und sie sind im Allgemeinen weit größer als ein Mikrometer, und
- ein zweites System, das ein Matrixsystem ist, wobei das einzukapselnde Mittel in einem (polymeren) organischen Netz oder einer anorganischen Substanz (speziell Siliciumdioxid) dispergiert ist; beispielhaft für dieses System sind insbesondere
Pflanzenschutzformulierungen für die kontrollierte Abgabe von Insektiziden mit Siliciumdioxidmikrokapseln (Zairyo gijutsu, 5, Nr. 5, 231-236 (1987)) zu nennen; diese Mikrokapseln von einigen Mikrometern werden durch Ausfällen eines Alkalisilicats in Gegenwart einer Wasser-in-Öl-Emulsion hergestellt, wobei die Teilchen anschließend calciniert werden; die spezifische Oberfläche der Mikrokapseln ist sehr groß (200 bis 400 m²/g), und der Wirkstoff wird durch Adsorption an das Pulver mit einem relativ niedrigen Anteil von etwa 10% eingeführt.
Deshalb liegt der Erfindung insbesondere als Aufgabe zugrunde, ein neues Einkapselungssystem bereitzustellen, das gegenüber den oben genannten Systemen besonders vorteilhaft ist.
Die erfindungsgemäß erhaltene Einkapselung hat den ersten Vorteil, dass sie die eingekapselten Wirkstoffe durch biologisch oder mit der Umwelt verträgliche Kapseln vor der Aggressivität der chemischen Umgebung schützt. Vor allem hat sie den Vorteil, dass sie deren Abgabe entweder durch Diffusion oder durch Auflösung der Umhüllung wegen der Wirkung einer pH-Wert-Änderung ermöglicht.
Insbesondere wird bei dem beanspruchten Einkapselungssystem die Eigenschaft von Aluminiumhydroxycarbonat genutzt, sich erst ab einem pH-Wert von unter 5 solubilisieren zu lassen. Dadurch wird in einem Wirtsmilieu mit einem pH-Wert von über 5 eine wirksame Einkapselung der organisch solubilisierbaren Verbindungen sichergestellt, die es umhüllt. Aluminiumhydroxycarbonat hat außerdem den Vorteil, eine kationische Ladung zu besitzen, die in Abhängigkeit vom pH-Wert der Ausfällung verändert werden kann. Es erweist sich daher als möglich, die Ladungswechselwirkungen zwischen dem Kern, der das Einkapselungssystem bildet, und seiner Umhüllung zu modifizieren. Dies stellt einen Vorteil dar, was die Beschränkung der Agglomeration der Teilchen des · Einkapselungssystems und die Qualität der Beschichtung betrifft.
Die Einkapselung der Wirkstoffe wird erfindungsgemäß durchgeführt, indem Aluminiumhydroxycarbonat, das ganz oder teilweise die anorganische Umhüllung der Kapsel bildet, in situ in Gegenwart des/der einzukapselnden Wirkstoffs/Wirkstoffe ausgefällt wird.
Das Problem, das sich insbesondere stellte und erfindungsgemäß gelöst worden ist, betrifft die Bildung einer Kapsel mit einer Umhüllung, die aus Aluminiumhydroxycarbonat aufgebaut ist und daher anorganischen Charakter hat, um einen im Wesentlichen organischen Kern. Dabei war es wichtig, ein grenzflächenaktives System zu finden, das effizient ist, um gegebenenfalls die Formulierung des im Kern der Kapsel vorhandenen Wirkstoffs als solche zu stabilisieren und vor allem die Haftung zwischen dem Kern mit organischem Charakter und der Umhüllung auf der Basis von Aluminiumhydroxycarbonat mit anorganischem Charakter zu ermöglichen.
Die Verwendung eines nichtionischen Tensids, das aus mindestens einem hydrophilen Segment und mindestens einem hydrophoben Segment aufgebaut ist, erlaubt die Erfüllung dieser doppelten Anforderung auf zufriedenstellende Weise.
Demzufolge hat die Erfindung als ersten Gegenstand ein Einkapselungssystem, das einen organischen Kern und eine anorganische Umhüllung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
- der Kern ganz oder teilweise aus mindestens einem organischen Wirkstoff und
- die anorganische Umhüllung ganz oder teilweise aus Aluminiumhydroxycarbonat besteht, und dass
- die Kohäsion des Einkapselungssystems mittels mindestens eines Tensids herbeigeführt wird, das nichtionisch ist und mindestens ein hydrophobes und mindestens ein hydrophiles Segment umfasst.
Erfindungsgemäß umfasst die Definition "Tensid mit hydrophobem/hydrophoben Segmenten und hydrophilem/hydrophilen Segmenten" alle Tenside, die entweder Einheiten oder Ketten mit hydrophilem oder hydrophobem Charakter besitzen.
Beispielhaft für diese Tenside sind insbesondere folgende Verbindungen zu nennen:
- polyalkoxylierte Fettalkohole wie polyethoxylierte Fettalkohole,
- Polyoxyalkylenalkylphenole wie Di- oder Tristyrylphenole,
- Polyvinylalkylether oder Polyvinylalkohole und
- Blockcopolymere wie Polystyrol/Polyethylenoxid.
Was den Polymerisationsgrad des Polyalkylenoxidsegments betrifft, das bei einigen obigen Verbindungen vorhanden ist, so beträgt er im Allgemeinen 2 bis 50 mol und besonders bevorzugt zwischen 3 und 25 mol.
Das Tensid besitzt vorzugsweise außerdem einen HLB-Wert (Hydrophil-Lipophil-Wert), der geeignet ist, die Emulsion oder Dispersion des/der eingekapselten organischen Wirkstoffs/Wirkstoffe zu stabilisieren. Im Allgemeinen beträgt dieser HLB-Wert mehr als 6 und vorzugsweise mehr als 10.
Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße nichtionische Tensid aus polyalkoxylierten Alkoholen, Tristyrylphenolen und Blockcopolymeren ausgewählt. Beispielhaft für erfindungsgemäß geeignete Blockcopolymere ist insbesondere das von der Goldschmidt AG unter der Bezeichnung UPSE 1030® vertriebene Polystyrol-Polyethylenoxid-Copolymer zu nennen.
Von den polyalkoxylierten Fettalkoholen ist der unter der Bezeichnung Emulgapur LM755® vertriebene polyethoylierte Alkohol zu nennen, der ebenfalls erfindungsgemäß zufriedenstellende Ergebnissen liefert.
Im. Allgemeinen ist das nichtionische Tensid in einer Menge im beanspruchten Einkapselungssystem vorhanden, die ausreicht, für dessen Kohäsion zu sorgen. Vorzugsweise ist es mit einem Anteil von etwa 1 bis 3 Gew.-% der organischen Komponenten vorhanden.
Was den eingekapselten Wirkstoff betrifft, so kann er in das Einkapselungssystem als solcher, d. h. in nativer Form, d. h. fest oder flüssig, eingebaut sein.
Ebenfalls kann vorgesehen werden, ihn in Form einer wässrigen Emulsion einzubauen. In diesem speziellen Fall liegt er als diskontinuierliche Phase vor. Diese wässrige Emulsion kann insbesondere durch Einbau des reinen Wirkstoffs oder des Wirkstoffs, der zuvor in einem geeigneten Öl, beispielsweise einem Siliconöl, gelöst worden ist, erhalten werden.
Weiterhin ist es möglich, den Wirkstoff in Form einer wässrigen Dispersion einzubauen.
Im Allgemeinen kann der Wirkstoff, der als solcher oder zuvor in einem Öl gelöst vorliegt, mit bis zu 70 Gew.-% der wässrigen Phase dispergiert oder emulgiert werden.
In beiden Fällen wird der organische Wirkstoff vorzugsweise vor der Einkapselung in der wässrigen Phase stabilisiert.
Wie weiter oben erwähnt, kann der Wirkstoff in der wässrigen Dispersion oder Emulsion durch das erfindungsgemäße nichtionische Tensid stabilisiert werden. Es kann jedoch auch vorgesehen werden, in die Dispersion oder Emulsion ein oder mehrere andere Tenside einzubauen.
Diese anhängenden Tenside, die insbesondere zum Dispergieren, Emulgieren, Solubilisieren und/oder Stabilisieren der verschiedenen einzukapselnden Verbindungen nützlich sind, können anionische, nichtionische, kationische, zwitterionische oder amphotere Tenside sein.
Beispielhaft für diese Verbindungen sind insbesondere zu nennen:
- anionische Tenside wie Alkylestersulfonate, Alkylsulfate, Alkylamidsulfate und Salze gesättigter oder ungesättigter Fettsäuren,
- nichtionische Tenside wie Polyoxyalkylenalkylphenole, Glucosamide, Glucamide, Glycerinamide, N-Alkylaminderivate, C&sub8;- bis C&sub2;&sub2;-polyoxyalkylenierte aliphatische Alkohole, Produkte, die aus der Kondensation von Ethylenoxid mit einer hydrophoben Verbindung oder von Propylenoxid mit Propylenglykol resultieren, Aminoxide, Alkylpolyglycoside und deren Polyoxyalkylenderivate, C&sub8;- bis C&sub2;&sub0;-Fettsäureamide, Fettsäuren, Amide, Amine und ethyoxylierte Amidoamine und
- amphotere und zwitterionische Tenside wie diejenigen vom Betain-Typ wie Betaine, Sulfobetaine, Amidoalkylbetaine, Alkylsultaine, Kondensationsprodukte von Fettsäuren mit Proteinhydroxylaten, Cocoamphoacetate, Cocoamphodiacetate, Alkylamphopropionate oder -dipropionate und amphotere Derivate der Polyalkylamine.
Was den Charakter der organischen Verbindungen betrifft, die in der Lage sind, erfindungsgemäß eingekapselt zu werden, so kann es sich um Verbindungen von therapeutischem Interesse wie Vitamine, Verbindungen, die auf dem Gebiet des Pflanzenschutzes nützlich sind, wie Insektizide oder auch Mittel, die für eine kosmetische Verwendung vorgesehen sind, beispielsweise Parfüme und UV-Filter, handeln.
Was insbesondere das Aluminiumhydroxycarbonat betrifft, so bildet es ganz oder teilweise die Umhüllung des beanspruchten Einkapselungssystems.
Es kann vorgesehen werden, an es in der anorganischen Umhüllung mindestens ein Metalloxid und/oder einen Vorläufer eines Metalloxids anzulagern.
Gemäß dieser Ausführungsform ist der organische Kern mit mindestens zwei aufeinander folgenden, voneinander verschiedenen anorganischen Schichten umhüllt, wovon eine auf der Basis von Aluminiumhydroxycarbonat und die andere auf der Basis von mindestens einem Metalloxid und/oder Verläufer eines Metalloxids ist. In diesem speziellen Fall wird/werden die Metalloxidschicht/en vorzugsweise auf die Aluminiumhydroxycarbonatschicht aufgebracht.
Die Verbindung von mindestens einem Metalloxid mit dem Aluminiumhydroxycarbonat hat den Vorteil, die Diffusion der Wirkstoffe durch die anorganische Umhüllung hindurch zu optimieren. Dieser Vorteil beruht auf einer Optimierung der Porosität und/oder Sensibilität der Umhüllung mit dem pH-Wert.
Das Metalloxid, das in der Lage ist, in die anorganische Umhüllung des Einkapselungssystems eingebaut zu werden, kann aus den Oxiden oder Oxidvorläufern des Siliciums, Titans, Zirconiums, Zinks, Magnesiums, Yttriums und Cers und deren Gemischen ausgewählt werden.
Als Metalloxide, die erfindungsgemäß besonders geeignet sind, sind die anorganischen Oxide zu nennen, die vorzugsweise aus Silicium-, Zirconium- und Ceroxid und deren. Gemischen ausgewählt werden.
Insbesondere handelt es sich um Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und ein Silicoaluminat oder eines ihrer Gemische.
Die Größe der Teilchen des beanspruchten Einkapselungssystems kann etwa einige zehn Mikrometer betragen. Vorzugsweise beträgt sie etwa 0,1 bis 10 um.
Da erfindungsgemäße Einkapselungssystem hat im Allgemeinen ein Massenverhältnis von anorganischer Füllung/organischer Füllung von kleiner als oder gleich
Die Erfindung hat weiterhin zum Gegenstand ein Verfahren zur Herstellung eines Einkapselungssystems, das einen organischen Kern, der ganz oder teilweise aus mindestens einem organischen Wirkstoff besteht, und eine anorganische Umhüllung, die ganz oder teilweise aus Aluminiumhydroxycarbonat besteht, besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass es
- die Ausfällung von Aluminiumhydroxycarbonat in Gegenwart mindestens eines nichtionischen Tensids, das mindestens ein hydrophobes Segment und mindestens ein hydrophiles Segment besitzt, und mindestens eines organischen Wirkstoffs in situ im wässrigen Medium bei einem pH-Wert von über 5 unter Rühren,
- die Gewinnung der so gebildeten wässrigen Dispersion und gegebenenfalls
- ihre Formulierung in einer trockenen Form
umfasst.
Dabei entspricht das nichtionische Tensid der weiter oben innerhalb der speziellen Beschreibung des beanspruchten Einkapselungssystems vorgeschlagenen Definition.
Die Ausfällung des Aluminiumhydroxycarbonats wird durch In-Berührung-Bringen einer wässrigen Lösung von Natriumaluminatcarbonat mit einer von Aluminiumchlorid durchgeführt.
Diese Stufe der in-situ-Ausfällung wird selbstverständlich bei einem pH-Wert durchgeführt, der geeignet ist, zu einer Ausfällung des Aluminiumhydroxycarbonats zu führen. Demzufolge muß dieser pH-Wert höher als 5 sein. Vorzugsweise beträgt er 6 bis 8. Gegebenenfalls kann es sich als notwendig erweisen, den pH-Wert in dieser Ausfällungsstufe erneut einzustellen.
Die in-situ-Ausfällung des Aluminiumhydroxycarbonats wird unter Rühren durchgeführt. Sie wird vorzugsweise bei Umgebungstemperatur durchgeführt. Die Temperatur kann jedoch auch zwischen 25 und 70ºC variieren.
Der organische Wirkstoff ist beim Ausfällen des Aluminiumhydroxycarbonats in situ entweder in seiner nativen Form oder in Form einer Emulsion oder einer wässrigen Dispersion vorhanden.
Dabei sind wässrige Emulsion und Dispersion des Wirkstoffs wie weiter oben definiert.
Vorzugsweise werden die anorganische und die organische Füllung mit einem Massenverhältnis von kleiner als oder gleich 1 eingesetzt.
Was den Charakter der verschiedenen Komponenten und insbesondere das nichtionische Tensid sowie ihre jeweiligen Mengen, die innerhalb des beanspruchten Verfahrens eingehalten werden, betrifft, so wird sich auf die weiter oben bei der Beschreibung des erfindungsgemäßen Einkapselungssystems erläuterten Einzelheiten bezogen.
Weiterhin kann vorgesehen werden, die nach der zweiten Stufe des beanspruchten Verfahrens erhaltene wässrige Dispersion einer erneuten Stufe der Ausfällung eines Metalloxids und/oder Vorläufers eines anhängenden Metalloxids in situ zu unterwerfen. Dabei kann es sich insbesondere um ein weiter oben genanntes Oxid und/oder einen weiter oben genannten Vorläufer handeln. Vorzugsweise ist dieses Metalloxid Siliciumdioxid.
Gemäß dieser Abwandlung des beanspruchten Verfahrens wird ein Einkapselungssystem erhalten, das eine anorganische Umhüllung umfasst, die aus zwei aufeinander folgenden, voneinander verschiedenen anorganischen Schichten aufgebaut ist, wobei die innere Schicht auf der Basis von Aluminiumhydroxycarbonat ist und die äußere Schicht aus mindestens einem Metalloxid und/oder Vorläufer eines Metalloxids besteht.
Die Formulierung der wässrigen Dispersionen, die nach dem beanspruchten Verfahren erhalten werden, in einer trockenen Form kann durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren mit der Einschränkung durchgeführt werden, dass durch dieses die Stabilität des/der eingekapselten Wirkstoffs/Wirkstoffe nicht beeinträchtigt wird.
Wie weiter oben diskutiert, sind das beanspruchte Einkapselungssystem und dasjenige, das gemäß dem beanspruchten Verfahren erhalten werden kann, besonders vorteilhaft für den Schutz und die kontrollierte Abgabe der organisch solubilisierbaren Wirkstoffe, die sie enthalten.
Diese Abgabe kann entweder durch Diffusion durch die Poren des Einkapselungssystems hindurch, durch Auflösung des Einkapselungssystems unter dem Einfluss der Senkung des pH-Werts auf einen Wert von unter 5 in einem dieses System enthaltenden äußeren Milieu oder herkömmlicherweise durch Zerbrechen dieses Einkapselungssystems realisiert werden.
Die zweite Art der Abgabe ist auf industriellen Gebieten wie dem der Pharmazie oder dem Pflanzenschutz besonders vorteilhaft. Sie erlaubt, die Stabilität der Formulierung bei einem pH-Wert von über 5 sicherzustellen und durch diesen die Diffusion des Wirkstoffs entweder an einer Stelle, die festgelegt und durch einen pH-Wert von unter 5 charakterisiert ist, wie im Magen, wofür beispielsweise therapeutische Anwendungen vorgesehen sind, oder zu einem bestimmten Zeitpunkt durch Einstellung des pH-Werts des Wirtsmilieus auf einen Wert von unter 5 wie zum Zeitpunkt des Einsatzes der entsprechenden Pflänzenschutzformulierung zu verändern. Die Erfindung hat auch die Verwendung eines wie definiert oder erfindungsgemäß erhaltenen Einkapselungssystems für den Schutz und/oder die kontrollierte Abgabe von organisch solubilisierbarem/solubilisierbaren Wirkstoffen zum Gegenstand.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Einkapselung einer Polydimethylsiloxan-(PDMS-)Emulsion durch eine Aluminiumhydroxycarbonatumhüllung

Charakterisierung der Emulsion (Polydimethylsiloxan)

Emulsion aus einem durch einen ethoxylierten Alkohol (Emulgapur LM 755®) stabilisierten Siliconöl (MIRASIL DM 500 000®), Natriumdodecylsulfat, SDS, und Rhéozan®.
TS 44%
Viskosität 1180 mPa·s
Größe 2,6 Mikrometer Vermittelt mit einem SYMPATEC®
pH-Wett 5,6

Ausgangsstoffe

- Aluminiumchloridlösung (SPCA)
Dichte 1,52
Al&sub2;O&sub3;-Gehalt 21, 5 bis 24%
Na&sub2;O-Gehalt 17 bis 19%
- Natriumaluminatlösung (SPCA)
Dichte 1,5
Aluminiumoxid 24%
Natriumoxid 19%
- Natriumcarbonat (Prolabo)
Rectapur® 99% Na&sub2;CO&sub3;

Gesamtzusammensetzung des Reaktionsmediums

Emulsion 50 g
Wasser 443,5 g
Aluminatcarbonatlösung 43,5 g
Aluminiumchloridlösung 32 g
Die Aluminatcarbonatlösung war vorher hergestellt worden aus:
Natriumaluminatlösung 81,75 g
gereinigtem Wasser 144,8 g
Natriumcarbonat 60,0 g.

Arbeitsvorschrift

In einen mit einem. Rührer versehenen Reaktor werden bei 25ºC 443,5 g Wasser und 50 g Emulsion gefüllt. Der pH-Wert wird durch. Zugabe von einigen Tropfen Aluminatcarbonat auf 6,5 eingestellt. Nach Stabilisierung des pH-Wertes auf 6,5 werden gleichzeitig die Natriumaluminatlösung (Durchsatz: 2 ml/min) und die Aluminiumchloridlösung (Durchsatz: 1,2 ml/min) zugegeben. Einige Minuten nach Beginn der Zugabe der Reagenzien flockt die Suspension aus, wonach die Dispersion durch Ultraschall erneut suspendiert wird. Die Dispersion wird in einen mit einem Rührer versehenen Reaktor umgefüllt, wonach die Zugabe der Reagenzien bis zur Vollständigkeit fortgesetzt wird.
Nach der Ausfällung ist die erhaltene Dispersion stabil. Die Teilchen werden durch Zentrifugieren gewaschen und erneut im wässrigen Medium dispergiert. Für die Einkapselung ist charakteristisch, dass kein Produkt austritt.
Die erhaltene Dispersion besitzt bei einem pH-Wert von 6 ein Zetapotential von +20 mV, demgegenüber besitzt die Ausgangsemulsion ein Zetapotential von -15 mV.
Die Ladungsumkehr nach der Einkapselung zeigt deutlich, dass eine Kapsel auf der Basis von Aluminiumhydroxycarbonat erhalten worden ist.

Beispiel 2

Einkapselung von RETINOL 10 cm (Vitamin A) durch eine Aluminiumhydroxycarbonatumhüllung

Ausgangsstoffe

Retinol 10 CM® (Vitamin A: 10% in Öl) Tensid (Emulsion) Polystyrol-Polyethylenoxid-Blockcopolymer (UPSE 1030®, vertrieben von der Goldschmidt AG)
- Aluminiumchloridlösung (SPCA)
Dichte 1,52
Al&sub2;O&sub3;-Gehalt 21, 5 bis 24,5%
Na&sub2;O-Gehalt 17 bis 19%
- Natriumaluminatlösung (SPCA)
Dichte 1,5
Aluminiumoxid 24
Natriumoxid 19
- Natriumcarbonat (Prolabo) Rectapur® 99% Na&sub2;CO&sub3;
- Natriumdodecylsulfat (Aldrich) 98% SDS

Herstellung der Aluminatcarbonatlösung

Aluminatlösung 20,75 g
gereinigtes Wasser 37 g
Natriumcarbonat 15 g
Das Gemisch wird 30 Minuten lang gerührt, es wird dann durchsichtig, und einsatzfertig.

Herstellung der Emulsion

RETINOL 10 cm® 20 g (10% Gew./Wasser)
USPE 1030® 1, 2 g
gereinigtes Wasser 178,8 g.
Die zwei vorhandenen Phasen werden durch einen Ultraturax® emulgiert. Die Tröpfchengröße beträgt 2 Mikrometer. Der pH-Wert der Emulsion beträgt 4 bis 5.

Gesamtzusammensetzung des Reaktionsmediums

Emulsion 200 g
Wasser 200 g
SDS 0,1 g
Aluminatcarbonatlösung 72,75 g
Aluminiumchloridlösung 50 g.

Arbeitsvorschrift

In einen mit einem Rührer (300 U/min) versehenen doppelwandigen Reaktor werden bei 25ºC 200 g gereinigtes Wasser, das 0,1 g SDS enthält, und 200 g Emulsion gefüllt. Der pH-Wert wird durch Zugabe von einigen Tropfen Aluminatcarbonat auf 6,4 eingestellt. Nach Stabilisierung des pH-Wertes auf 6,4 werden gleichzeitig die Aluminatcarbonatlösung (Durchsatz: 2,3 ml/min) und die AlCl&sub3;-Lösung mit einem variablen Durchsatz, der die Regulierung des pH-Wertes auf 6,4 erlaubt, zugegeben. Die Zugabe der Reagenzien wird bis zur Vollständigkeit (bei normalem Rühren) fortgesetzt.
Nach der Ausfällung ist die erhaltene Dispersion stabil. Die Teilchen werden durch Zentrifugieren gewaschen und erneut im wässrigen Medium dispergiert. Nach sechs Wochen werden keine Ölspuren an der Oberfläche festgestellt. Die endgültige Teilchengröße beträgt etwa 10 Mikrometer; die Trockensubstanz der Dispersion macht 11,73% aus.

Beispiel 3

Einkapselung von Vitamin A durch Aluminiumhydroxycarbonat und Siliciumdioxid

Die erste Stufe, die in der Einkapselung von Vitamin A durch. Ausfällung von Aluminiumhydroxycarbonat besteht, ist wie im Beispiel 2 beschrieben. Die Einkapselung durch Siliciumdioxid erfolgt mit dem Produkt des Beispiels 2.

Ausgangsstoffe

- Retinol, eingekapselt in Aluminiumhydroxycarbonat (Al&sub2;O&sub3;, 50% Öl), hergestellt in Beispiel 2 und mit der Zusammensetzung:
Al&sub2;O&sub3;, ausgedrückt in 3,67%
Retinol 10 cm® 7,33% (Vitamin A, 0,73%)
- Natriumsilicat Prolabo Rectapur®
Dichte 1,33
Rm 3,33
SiO&sub2; 26%
- NaOH 1 mol/l
- H&sub2;SO&sub4; 30 g/l

Herstellung der Natriumsilicatlösung

Silicat 23 g
gereinigtes Wasser 92 g

Gesamtzusammensetzung des Reaktionsmediums

Dispersion v. Beisp. 2 162 g (Trockensubst. 11,73%)
gereinigtes Wasser 432 g
verdünntes Silicat 115 g
NaOH, 1 mol/l 52 g
H&sub2;SO&sub4; 30 g/l 60 g.

Arbeitsvorschrift

In einen mit 300 U/min gerührten doppelwandigen Reaktor werden bei 25ºC 162 g der Dispersion von Beispiel 2 und 432 g gereinigtes Wasser gefüllt. Der pH-Wert wird durch Zugabe von 18 g 1 m Natronlauge auf 9 eingestellt. Bei pH 9 werden gleichzeitig das verdünnte Silicat mit 3 ml/min. die 1 m Natronlauge und die Schwefelsäure, 30 g/l, mit einem auf 1 ml/min (für die Säure) festgelegten Durchsatz zugegeben. Die Zufuhr der basischen Komponenten wird derart geregelt, dass der pH-Wert während der Zugabe der Reagenzien konstant bleibt.
Nach vollständiger Zugabe der Reagenzien wird das Gemisch eine Stunde lang bei Umgebungstemperatur gerührt.
Anschließend wird durch 30minütiges Zentrifugieren bei 4 500 U/min aufgetrennt und erneut im wässrigen Medium dispergiert.
Der Überstand weist keine Ölspuren aut. Das Phänomen des Produktdurchtritts wird daher nicht unterstützt.
Nach Trocknung bei 40ºC können die Teilchen in Pulverform gewonnen werden.

Beispiel 4

Einkapselung von Parfüm in Aluminiumhydroxycarbonat

Ausgangsstoffe

- Parfümkonzentrat
- Siliconöl Rhône-Poulenc 47V20®
- Tensid: Polystyrol-Polyethylenoxid-Blockcopolymer (UPSE 1030®, vertrieben von der Goldschmidt AG)
- Natriumaluminatlösung (SPCA)
Dichte 1,5
Aluminiumoxid 24%
Natriumoxid 19%
- Natriumcarbonat (Prolabo) Rectapur® 99
- Natriumdodecylsulfat (Aldrich) 98%

Herstellung von Aluminatcarbonat

siehe Beispiel 2

Herstellung der Emulsion

Parfüm 2 g
Öl 47V20 18 g
Tensid 1,2 g
gereinigtes Wasser 178,8 g
Wegen der Arbeitsvorschrift siehe Beispiel 2.

Gesamtzusammensetzung des Gemischs

Emulsion 200 g
gereinigtes Wasser 200 g
SDS 0,1 g
Aluminatcarbonat 72,75 g
AlCl&sub3; 50 g.

Arbeitsvorschrift

In einen mit 300 U/min gerührten doppelwandigen Reaktor werden bei Umgebungstemperatur 200 g Emulsion und 200 g gereinigtes Wasser, das 0,1 g SDS enthält, gefüllt. Der pH-Wert wird mit einigen Tropfen Aluminatcarbonat auf 6,4 eingestellt. Nach Stabilisierung des pH-Wertes werden gleichzeitig Aluminatcarbonat mit 2,3 ml/min und AlCl&sub3; bei konstantem pH-Wert (6,4) zugegeben. Nach vollständiger Zugabe der Reagenzien wird das Gemisch bei Umgebungstemperatur und unter Rühren eine Stunde lang stehen gelassen.
Die fertige Suspension ist stabil, und durch 30minütiges Zentrifugieren bei 4 500 U/min wird die Mutterlauge abgetrennt. Der erhaltene Kuchen wird erneut in gereinigtem Wasser dispergiert.

Claims

1. . Einkapselungssystem, das einen organischen Kern und eine anorganische Umhüllung umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Kern ganz oder teilweise aus mindestens einem organischen Wirkstoff besteht und

- die anorganische Umhüllung ganz oder teilweise aus Aluminiumhydroxycarbonat besteht und dass

- die Kohäsion des Einkapselungssystems mittels mindestens eines Tensids herbeigeführt wird, das nichtionisch ist und mindestens ein hydrophobes und mindestens ein hydrophiles Segment umfasst.

2. System flach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtionische Tensid aus

- polyalkoxylierten Fettalkoholen wie den polyethoxylierten Fettalkoholen,

- Polyoxyalkylenalkylphenolen wie Di- oder Tristyrylphenolen,

- Polyvinylalkylethern oder Polyvinylalkoholen und

- Blockcopolymeren wie Polystyrol/Polyethylenoxid

ausgewählt ist.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymerisationsgrad des Polyalkylenoxidsegments 2 bis 50 mol beträgt.

4. System nach einem der Ansprüche. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtionische Tensid aus polyalkoxylierten Alkoholen, Tristyrylphenolen und Blockcopolymeren ausgewählt ist.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet" dass das nichtionische Tensid einen HLB-Wert von über 6 besitzt.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet" dass das nichtionische Tensid im Einkapselungssystem mit etwa 1 bis 3 Gew.-% der organischen Bestandteile vorhanden ist.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff in seiner nativen Form in den Kern des Systems eingebaut ist.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der organische Wirkstoff in Form einer Emulsion oder einer wässrigen Dispersion eingebaut ist.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Emulsion den Wirkstoff in einem Siliconöl solubilisiert enthält.

10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff bis zu 70 Gew.-% der wässrigen Phase dispergiert oder emulgiert ist.

11. . System nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff in der wässrigen Phase mit mindestens einem anhängenden Tensid stabilisiert ist.

12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das anhängende Tensid aus

- anionischen Tensiden wie Alkylestersulfonaten, Alkylsulfaten, Alkylamidsulfaten und Salzen gesättigter oder ungesättigter Fettsäuren,

- nichtionischen Tensiden wie Polyoxyalkylenalkylphenolen, Glucosamiden, Glucamiden, Glycerinamiden, N-Alkylaminderivaten, C&sub8;- bis C&sub2;&sub2;-polyoxyalkylenierten aliphatischen Alkoholen, Produkten, die aus der Kondensation von Ethylenoxid mit einer hydrophoben Verbindung oder von Propylenoxid mit Propylenglykol resultieren, Aminoxiden, Alkylpolyglycosiden und deren Polyoxyalkylenderivaten, C&sub8;- bis C&sub2;&sub0;-Fettsäureamiden, Fettsäuren, Amiden, Aminen und ethyoxylierten Amidoaminen und

- amphoteren und zwitterionischen Tensiden wie denjenigen vom Betain-Typ wie Betainen, Sulfobetainen, Amidoalkylbetainen, Alkylsultainen, Kondensationsprodukten von Fettsäuren mit Proteinhydroxylaten, Cocoamphoacetaten, Cocoamphodiacetaten, Alkylamphopropionaten oder

- dipropionaten und amphoteren Derivaten der Polyalkylamine ausgewählt ist.

13. System nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff: eine Verbindung mit therapeutischer, kosmetischer oder Pflanzenschutzwirkung ist.

14. System nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminiumhydroxycarbonat in der anorganischen Umhüllung an mindestens ein Metalloxid und/oder einen Vorläufer eines Metalloxids angelagert ist.

15. System nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische Umhüllung aus mindestens zwei voneinander verschiedenen, aufeinander folgenden anorganischen Schichten besteht, wovon eine auf der Basis von Aluminiumhydroxycarbonat und die andere auf der Basis von mindestens einem Metalloxid und/oder einem Vorläufer eines Metalloxids ist.

16. System nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalloxid aus einem Oxid oder Vorläufer eines Oxids von Silicium, Titan, Zirconium, Zink, Magnesium, Yttrium und Cer und deren Gemischen ausgewählt ist.

17. System nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Teilchengröße von etwa 0,1 bis 10 um besitzt.

18. System nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Massenverhältnis von anorganischer Füllung/organischer Füllung von kleiner als oder gleich 1 besitzt.

19. Verfahren zur Herstellung eines Einkapselungssystems, das einen organischen Kern, der ganz oder teilweise aus mindestens einem organischen Wirkstoff besteht, und eine anorganische Umhüllung, die ganz oder teilweise aus Aluminiumhydroxycarbonat besteht, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es

- die Ausfällung von Aluminiumhydroxycarbonat in Gegenwart mindestens eines nichtionischen Tensids, das mindestens ein hydrophobes Segment und mindestens ein hydrophiles Segment besitzt, und mindestens eines organischen Wirkstoffs in situ im wässrigen Medium bei einem pH-Wert von über 5 unter Rühren,

- die Gewinnung der so gebildeten Dispersion und gegebenenfalls

- ihre Formulierung in einer trockenen Form umfasst.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfällung des Aluminiumhydroxycarbonats durch In-Berührung-Bringen einer wässrigen Lösung von Natriumaluminatcarbonat und Aluminiumchlorid durchgeführt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert 6 bis 8 beträgt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtionische Tensid wie in den Ansprüchen 2 bis 6 definiert ist.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff beim Ausfällen des Aluminiumhydroxycarbonats in situ in seiner nativen Form oder in Form einer Emulsion oder einer wässrigen Dispersion vorhanden ist.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Emulsion oder Dispersion des Wirkstoffs wie in den Ansprüchen 9 bis 13 definiert ist.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff wie im Anspruch 13 definiert ist.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die anorganische und die organische Füllung mit einem Massenverhältnis von kleiner als oder gleich 1 verwendet werden.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die nach der zweiten Stufe erhaltene Dispersion einer erneuten Stufe der Ausfällung eines Metalloxids und/oder Vorläufers eines Metalloxids in situ unterworfen wird.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgefällte Metalloxid Siliciumdioxid ist.

29. Verwendung eines Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder das in der Lage ist, durch das gemäß einem der Ansprüche 19 bis 28 definierte Verfahren erhalten zu werden, für den Schutz und/oder die kontrollierte Abgabe von organisch solubilisierbarem/solubilisierbaren Wirkstoffen, wobei die Verfahren zur therapeutischen Behandlung des menschlichen oder tierischen Körpers ausgeschlossen sind.