CZ302699B6 - Zpusob výroby nanokapslí pripravených na bázi nanovláken - Google Patents
Zpusob výroby nanokapslí pripravených na bázi nanovláken Download PDFInfo
- Publication number
- CZ302699B6 CZ302699B6 CZ20090496A CZ2009496A CZ302699B6 CZ 302699 B6 CZ302699 B6 CZ 302699B6 CZ 20090496 A CZ20090496 A CZ 20090496A CZ 2009496 A CZ2009496 A CZ 2009496A CZ 302699 B6 CZ302699 B6 CZ 302699B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- nanofibres
- nanocapsules
- nanofibers
- peptides
- electrospinning
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 77
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 title abstract description 32
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 3
- 239000002088 nanocapsule Substances 0.000 claims abstract description 64
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims description 32
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 31
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 24
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 claims description 23
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 claims description 22
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 claims description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 14
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 13
- 108091008102 DNA aptamers Proteins 0.000 claims description 12
- 108091008103 RNA aptamers Proteins 0.000 claims description 12
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 claims description 12
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 11
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 11
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- 230000009291 secondary effect Effects 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 claims description 10
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 29
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 26
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 20
- 239000002502 liposome Substances 0.000 description 19
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 19
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 16
- 239000000599 controlled substance Substances 0.000 description 15
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 15
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 10
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 10
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 10
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 6
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 4
- CGIGDMFJXJATDK-UHFFFAOYSA-N indomethacin Chemical compound CC1=C(CC(O)=O)C2=CC(OC)=CC=C2N1C(=O)C1=CC=C(Cl)C=C1 CGIGDMFJXJATDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 3
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 2
- 229960000905 indomethacin Drugs 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 2
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 238000012695 Interfacial polymerization Methods 0.000 description 1
- 229920002396 Polyurea Polymers 0.000 description 1
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000427 antigen Substances 0.000 description 1
- 108091007433 antigens Proteins 0.000 description 1
- 102000036639 antigens Human genes 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008499 blood brain barrier function Effects 0.000 description 1
- 210000001218 blood-brain barrier Anatomy 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000013270 controlled release Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 210000002165 glioblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 210000000987 immune system Anatomy 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 230000006320 pegylation Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 1
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 1
- 229920005643 polyisobutyl cyanoacrylate Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011552 rat model Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Abstract
Zpusob výroby nanokapslí, který zahrnuje kontrolované rozmelnení nanovláken, predevším nanovláken jádro - plášt, aniž by došlo k destrukci nanovláken. Následuje uzavrení segmentu nanovláken do uzavrených struktur - nanokapslí, které ve dvou dimenzích mají rozmerové parametry nanovláken, tedy rozmer rádu jednotek a až stovek nanometru a ve tretím rozmeru mají velikost mikrometrickou.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká přípravy a výroby kompozitních nanomateriálů, tak zvaných nanokapslí, které mohou s sebou nést a distribuovat jak in vitro, tak i in vivo látky, zejména pak bioaktivní.
Dosavadní stav techniky
Pro distribuci bioaktivních látek pro lékařské a veterinární účely se dosud zkoušela rada systémů. Vzhledem k rozměrům buněk v řádech mikrometrů je však zásadní pro distribuci bioaktivních látek využívat systémů, jejichž rozměry jsou s buňkami srovnatelné či spíše ještě menší. Jako nosiče v rozměrech nanometrů pro bioaktivní látky se dosud využívalo především liposomů a nanočástic, jejichž rozměry tomuto požadavku vyhovují.
Liposomy jsou membránové útvary tvořené amfifilními látkami v polárním prostředí. Nej častěji se jedná o lipidy avšak stále širší aplikaci mají i povrchově aktivní látky a amfifiliú peptidy. Liposomálních nosičových systémů je popsána celá řada od jednoduchých liposomových systémů, přes stabilizované liposomy, asociované s Polyethylenglykolem, což prodlužuje jejich retenci v organizmu, imunoliposomy - liposomy s vázanými antigeny nebo protilátkami, nabité lipozomy, pH senzitivní liposomy, či termosenzitivní nosičové systémy. Přes obrovské mnohaleté úsilí se dosud nepodařilo naplnit původní optimistická očekávání o širokém použití liposomů pro řízené dodávám léčiv. Největším problémem se ukázala jejich nízká retence v organismu a rychlá degradace imunitním systémem. Velkou nevýhodou je i jejich křehkost a tendence k destrukci, například změnou iontové síly.
Kompozitní nanočástice představují další variantu nosičů, jejichž velikost odpovídá představám o velikosti pro řízené dodávání léčiv. Nanočástic byla připravena celá řada. Bernardi, A. Bemardil, ACCV Zilberstein, E. Jáger, MM Campos, FB Morrone, JB Calixto, AR Pohlmaim, SS Guterres and AMO Battastinil: Effects of indomethacin-loaded nanocapsules in experimental model of inflammation in rats British Journal of Pharmacology (2009) 158, 1104-1111, v roce 2009 připravil nanokapsle složené z polykaprolaktonu s obsahem indometacínu. Při přípravě použil meziplošné nanášení - interfacial deposition. Pozitivní účinek takto připraveného nosiče ověřil jak in vitro při potlačování růstu glioblastů, tak i in vivo na modelu potkana. Alternativním způsobem byly nanokapsle připravené z polyisobutylkyanoakrylátu s olej ovitým vnitřkem využívaným na enkapsulaci hydrofobních léčiv. Coumarie, Fabienne Coumariea, Moniques Che'ronb, Madeleine Bernarda and Christine Vauthiera: Evidence for restrictive parameters in formulation of insutin-loaded nanocapsules European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 57 (2004) 171-179, v roce 2004 připravil nanokapsle meziplošnou polymerizací - interfacial polymerization. Dalšími materiály, ze kterých byly připravené nanokapsle jsou polyuretany a polyamidy připravené Montasserem, I. Montasser, S. Briancon and H. Festi: The effect of monomere on the formulation of polymeric nanocapsules based on polyureas and polyamides International Journal of Pharmaceutics 335 (2007) 176-179, v roce 2006 a směs chitosan - Polyethylenglykol, ze které připravil nanokapsle Prego v roce 2006, C. Prego, D. Torres, E. Femandez-Megia, R. Novoa-Carballal, E. Quiňoá, M. J. Alfonso: Chitosan-PEG nanocapsules as new carries for oral peptide delivery Effect of chitosan pegylation degrese Journal of Controlled Release 111 (2006) 299-308.
Obecným problémem nanočástic je především jejich poměrně omezené množství materiálů, ze kterých lze nanočástice připravit, a především nebezpečí jejich průniku hematoencefalickou bariérou.
-1 CZ 302699 B6
Kromě koaxiálního elektrospinningu lze plněná nanovlákna připravit i alternativní technikou s využitím přeplavovacího elektrostatického zvlákňování což je podstatou patentové přihlášky PV 2009 -425. o názvu: „Způsob a zařízení k výrobě nanovláken přeplavovacím elektrostatickým zvlákňováním“. Nevýhodou tohoto systému při tvorbě plněných nanovláken je gradient poklesu tlaku plněné látky pri tvorbě plněných nanovláken.
Podstata vynálezu
S využitím metody koaxiálního elektrostatického zvlákňování, Core-shell elektrospinning, či přeplavovacího elektrostatického zvlákňování v kombinaci s multikanálovým vstřikováním, která je součástí tohoto vynálezu, připravit nanovlákenné struktury typu jádro - plášť.
Tyto struktury dále naplnit různými polymery či jinými látkami a dál rozdělit na mikroskopické nebo submikroskopické struktury takzvané nanokapsle, což je podstatou tohoto vynálezu.
Typické zařízení, které lze použít pro výrobu vláken typu jádro - plášť je jehlové zařízení pro elektrostatické zvlákňování, jehož zvlákňovací elektroda sestává ze dvou koaxiálních kapilár, které jsou nezávisle plněny dvěma různými kapalinami / polymerními roztoky.
Dále je možné použít i alternativních metod tvorby koaxiálních nanovláken spojujících hladinové a jehlové zvlákňování, které jsou předmětem patentové přihlášky PV 2009-425, o názvu: „Způsob a zařízení k výrobě nanovláken přeplavovacím elektrostatickým zvlákňováním“ respektive jeho modifikace dle zmíněného vynálezu.
Podstatou tohoto vynálezu je kontrolované rozmělnění nanovláken především nanovláken typu jádro - plášť, aniž by došlo k destrukci struktury nanovláken. Nanovlákna, která jsou mechanicky velmi málo odolná a plastická, lze jen obtížně opracovávat.
Další podstatou tohoto vynálezu je i uzavření segmentů nanovláken do uzavřených struktur nanokapslí, které ve dvou dimenzích mají rozměrové parametry nanovláken, tedy rozměr řádu jednotek nanometrů až stovek nanometrů a v třetím rozměru mají velikost mikrometrickou či submikrometrickou.
Další podstatou tohoto vynálezu je i příprava nenaplněných otevřených nanokapslí, jejich velikostní roztřídění a naplnění. Takto utvořené struktury budou naplněny bioaktivními látkami, lze je použít například pro řízené dodávání léčiv. Výhodou tohoto přístupu oproti dosud používaným technikám je výrazně větší výběr materiálů, ze kterých lze nanokapsle připravit a dále řízení a výběr velikostí nanokapslí, což umožní regulovat řadu biologických jevů, například průchod haemato-encefa let ickou bariérou. Výhodou je i fyzikální či chemické modulování vnějšího povrchu, což umožňuje řízené dodávání léčiv.
Další podstatou tohoto vynálezu je velikostní roztřídění již naplněných nanovláken.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1
Nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu nebo jinou dostupnou alternativní metodou například s využitím přeplavovacího spinneru, nebo technologií NanospiderTM, a podobně. Povrch nanovláken může být fyzikálně nebo chemicky upraven a to například protilátkou, DNA/RNA aptamery, sacharidy, peptidy apod. a to tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům pro řízené dodávání léčiv. Bioaktivní látka bude dodána v průběhu tvorby nano. 9 .
vláken. Následně budou nanovlákna hluboce zmražena, například v tekutém dusíku či jiným způsobem v závislosti na polymeru či materiálu, který tvoří vnější obal, typicky pod bod gelového přechodu. Následně za této teploty budou nanovlákna mechanicky rozdrcena například mletím či jiným mechanickým způsobem. Poté budou nově vytvořené struktury na svých koncích uzavřeny tak, aby udržely svůj obsah. Typickým příkladem je uzavření konců nanokapslí přenesením do dostatečně vysoké teploty nebo sterilizací a to plasmou, etylénoxidem, gamma a UV zářením případně dalšími vhodnými sterilizačními metodami. Zmíněné techniky umožní spojení polymerních obalů konců krátkých vlákenných úseků. K uzavření může dojít i mechanicky, jako druhotný účinek kryogenního mletí a drcení. Poté následuje zchlazení.
Příklad 2
Nanokapsle dle příkladu 1 jsou obaleny v roztoku polymeru. Nanokapsle budou obaleny amfífilními lipidy — liposomový obal, amfifilními peptidy a polysacharidy.
Příklad 3
Struktury vytvořené dle příkladu 1 a příkladu 2 jsou smíchány s vhodným pufrem či vodným roztokem a velikostně separovány sedimentačními a chronografíckými metodami, čímž lze získat velikostně homogenní frakce. V případě použití elektricky nabitého polymeru se při separaci uplatní elektroforetické techniky. Tento separační krok může být proveden i v dřívější fází přípravy, kdykoliv po rozdělení nanovláken.
Příklad 4
Nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu nebo jinou dostupnou alternativní metodou například s využitím přeplavovacího spinneru, nebo technologii NanospiderTM, a podobně. Nanovlákna budou hluboce zmražena, například v tekutém dusíku či jiným způsobem v závislosti na polymeru či materiálu, který tvoří vnější obal typicky pod bod gelového přechodu. Za této teploty budou nanovlákna mechanicky rozdrcena například mletím či jiným mechanickým způsobem. Vzniklé útvary se přenesou do pufru a povrch nanovláken může být fyzikálně nebo chemicky upraven, například protilátkou, DNA/RNA aptamery, apod. a to tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům pro řízené dodávání léčiv. Další látka, například bioaktivní, bude dodána následně ve formě roztoku, ve kterém budou nanovlákna inkubována. Po dosaženi dostatečné penetrace látky do nanovláken budou nově vytvořené struktury na svých koncích uzavřeny tak, aby udržely svůj obsah. Typickým příkladem je uzavření konců nanokapslí přenesením do dostatečně vysoké teploty nebo sterilizací a to plasmou, etylénoxidem, gamma a UV zářením případně dalšími vhodnými sterilizačními metodami. Zmíněné techniky umožní spojení polymerních obalů konců krátkých vlákenných úseků. K. uzavření může dojít i mechanicky, jako druhotný účinek kryogenního mletí a drcení. Poté následuje zchlazení.
Příklad 5
Nanokapsle dle příkladu 4 jsou obaleny v roztoku polymeru. Nanokapsle budou obaleny amfifilními lipidy - liposomový obal, amfifilními peptidy a polysacharidy.
Příklad 6
Struktury vytvořené dle příkladu 4 a příkladu 5 jsou smíchány s vhodným pufrem Či vodným roztokem a velikostně separovány sedimentačními a chromatografickými metodami, Čímž lze získat
- j CZ 302699 B6 velikostně homogenní frakce. V případě použití elektricky nabitého polymeru se při separaci uplatní elektroforetické techniky. Tento separační krok může být proveden i v dřívější fázi přípravy, kdykoliv po rozdělení nanovláken.
Příklad 7
Nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu s pohyblivým kolektorem nebo rotujícím kolektorem, nebo jinou alternativní metodou koaxiálního spinningu, jako je využití speciálního strukturovaného kolektoru, elektrospinning, elektrospinning z tyčky, elektrospinning z válečku, NanospiderTM a podobně. Povrch nanovláken může být dále fyzikálně nebo chemicky upraven a to například protilátkou, DNA/RNA aptamery, sacharidy, peptidy a podobně a to tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům pro řízené dodávání léčiv. Bioaktivní látka bude dodána v průběhu tvorby nanovláken. Nanovlákna pak budou lyofilizována nebo přebytek vody odstraněn jinou dostupnou, alternativní metodou. Takto vzniklá nanovlákna, především paralelně orientovaná nanovlákna vytvořená metodou koaxiálního spinningu s laterálně pohyblivým kolektorem, budou nanesena na vhodnou podložku a řezána optickým - laserovým paprskem. Alternativně je možné použít jako podložku i optickou mřížku. Poté budou nově vytvořené struktury na svých koncích uzavřeny tak, aby udržely svůj obsah. Typickým příkladem je uzavření konců nanokapslí přenesením do dostatečně vysoké teploty nebo sterilizaci a to plasmou, etylénoxidem, gamma a UV zářením případně dalšími vhodnými sterilizačními metodami. Zmíněné techniky umožní spojení polymemích obalů konců krátkých vláken ných úseků. K uzavření může dojít i mechanicky, jako druhotný účinek kryogenního mletí a drcení. Poté následuje zchlazení.
Příklad 8
Nanokapsle dle příkladu 7 jsou obaleny v roztoku polymeru. Nanokapsle jsou obaleny amfifilními lipidy - liposomový obal, amfifilními peptidy a polysacharidy.
Příklad 9
Struktury vytvořené dle příkladu 7 a příkladu 8 jsou smíchány s vhodným pufrem či vodným roztokem a velikostně separovány sedimentačními a chromatografickým i metodami, čímž lze získat velikostně homogenní frakce. V případě použití elektricky nabitého polymeru se při separaci uplatní elektroforetické techniky. Tento separační krok může být proveden i v dřívější fázi přípravy kdykoliv po rozdělení nanovláken.
Příklad 10
Nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu s pohyblivým kolektorem nebo rotujícím kolektorem, nebo jinou alternativní metodou koaxiálního spinningu, jako je využití speciálního strukturovaného kolektoru, elektrospinning, elektrospinning z tyčky, elektrospinning z válečku, NanospiderTM a podobně. Nanovlákna pak budou lyofilizována nebo přebytek vody odstraněn lyofilizací nebo jiným dostupným alternativním přístupem. Vzniklá nanovlákna, především paralelně orientovaná nanovlákna vytvořená metodou koaxiálního spinningu s laterálně pohyblivým kolektorem, nebo rotujícím kolektorem budou nanesena na vhodnou podložku a řezána optickým - laserovým paprskem. Alternativně je možné použít jako podložku i optickou mřížku. Vzniklé útvary se přenesou do pufru a povrch nanovláken může být fyzikálně nebo chemicky upraven a to například protilátkou, DNA/RNA aptamery, sacharidy, peptidy podobně a to tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům pro řízené dodávání léčiv. Další látka, například bioaktivní, bude dodána následně ve formě roztoku, ve kterém budou nanovlákna inkubována. Po dosažení dostatečné penetrace látky do nanovláken budou nově vytvořené struktury na svých
-4CZ 302699 B6 koncích uzavřeny tak, aby udržely svůj obsah. Typickým příkladem je uzavření konců nanokapslí přenesením do dostatečně vysoké teploty nebo sterilizaci a to plasmou, etylénoxidem, gamma a UV zářením případně dalšími vhodnými sterilizaěními metodami. Zmíněné techniky umožní spojení polymemích obalů konců krátkých vlákenných úseků. K uzavření může dojít i mechanic5 ky, jako druhotný účinek kryogenního mletí a drcení. Poté následuje zchlazení.
Příklad 11 ío Nanokapsle dle příkladu 10 budou obaleny v roztoku polymeru. Nanokapsle jsou obaleny amfifilními lipidy - liposomový obal, amfifílními peptidy a polysacharidy.
Příklad 12 15
Struktury vytvořené dle příkladu 10 a příkladu 11 jsou smíchány s vhodným pufrem či vodným roztokem a velikostně separovány sedimentačními a chromatografie kým i metodami, čímž lze získat velikostně homogenní frakce. V případě použití elektricky nabitého polymeru se při separaci uplatní elektroforetické techniky. Tento separační krok může být r*roveden i v dřívější fázi
2o přípravy kdykoliv po rozdělení nanovláken.
Příklad 13
Nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu s laterálně pohyblivým kolektorem nebo rotujícím kolektorem, nebo jinou alternativní metodou koaxiálního spinningu, jako je využití speciálního strukturovaného kolektoru, elektrospinning, elektrospinning z tyčky, elektrospinning z válečku, NanospiderTM a podobně. Povrch nanovláken může být fyzikálně nebo chemicky upraven a to například protilátkou, DNA/RNA aptamery, sacharidy, peptidy a podobně jo a to tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům pro řízené dodávání léčiv. Bioaktivní látka bude dodána v průběhu tvorby nanovláken. Nanovlákna pak budou lyofilizována nebo přebytek vody odstraněn jiným dostupným alternativním přístupem. Vzniklá nanovlákna, především paralelně orientovaná nanovlákna vytvořená metodou koaxiálního spinningu s laterálně pohyblivým kolektorem nebo rotujícím kolektorem, budou zalita do vhodného gelu a řezána s použitím mik35 rotomu či jiné podobné alternativní metody. Poté budou nově vytvořené struktury na svých koncích uzavřeny tak, aby udržely svůj obsah. Typickým příkladem je uzavření konců nanokapslí přenesením do dostatečně vysoké teploty nebo sterilizaci a to plasmou, etylénoxidem, gamma a UV zářením případně dalšími vhodnými steriíizačními metodami. Zmíněné techniky umožní spojení polymemích obalů konců krátkých vlákenných úseků. K uzavření může dojít i mechanicko ky, jako druhotný účinek kryogenního mletí a drcení. Poté následuje zchlazení.
Příklad 14
Nanokapsle dle příkladu 13 jsou obaleny v roztoku polymeru. Nanokapsle jsou obaleny amfifílními lipidy — liposomový obal, amfifílními peptidy a polysacharidy.
Příklad 15
Struktury vytvořené dle příkladu 13 a příkladu 14 jsou smíchány s vhodným pufrem či vodným roztokem a velikostně separovány sedimentačními a chromatografickými metodami, čímž lze získat velikostně homogenní frakce. V případe použití elektricky nabitého polymeru se při separaci uplatní elektroforetické techniky. Tento separační krok může být proveden i v dřívější fázi přípravy kdykoliv po rozdělení nanovláken.
-5 CZ 302699 Β6
Příklad 16
Nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu s laterálně pohyblivým kolektorem nebo rotujícím kolektorem, nebo jinou alternativní metodou koaxiálního spinningu, jako je využití speciálního strukturovaného kolektoru, elektrospinning, elektrospinning z tyčky, elektrospinning z válečku, NanospiderTM a podobně. Nanovlákna pak budou lyofilizována nebo přebytek vody odstraněn lyofilizací nebo jiným alternativním přístupem. Vzniklá nanovlákna, především paralelně orientovaná nanovlákna vytvořená metodou koaxiálního spinningu s laterálně pohyblivým kolektorem nebo rotujícím kolektorem, budou zalita do vhodného gelu a řezána s použitím mikrotomu či jiné podobné alternativní metody. Poté bude gel rozpuštěn a vymyt dialyzačními nebo jinou alternativní metodou a povrch nanovláken může být fyzikálně nebo chemicky upraven (například protilátkou, DNA/RNA aptamery, sacharidy, peptidy apod.) tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům pro řízené dodávání léčiv. Další látka, například bioaktivní, bude dodána následně ve formě roztoku, ve kterém budou nanovlákna inkubována. Po dosažení dostatečné penetrace látky do nanovláken budou nově vytvořené struktury na svých koncích uzavřeny tak, aby udržely svůj obsah. Typickým příkladem je uzavření konců nanokapslí přenesením do dostatečně vysoké teploty nebo sterilizaci a to plasmou, etylénoxidem, gamma a UV zářením případně dalšími vhodnými sterilizačními metodami. Zmíněné techniky umožní spojení polymerních obalů konců krátkých vlákenných úseků. K uzavření může dojít i mechanicky, jako druhotný účinek kryogenntho mletí a drcení. Poté následuje zchlazení.
Příklad 17
Nanokapsle dle příkladu 16 jsou obaleny v roztoku polymeru. Nanokapsle jsou obaleny amfifilními lipidy - liposomový obal, amfifilními peptidy a polysacharidy.
Příklad 18
Struktury vytvořené dle příkladu 16 a příkladu 17 jsou smíchány s vhodným pufrem či vodným roztokem a velikostně separovány sedimentačními a chromatografickými metodami, čímž lze získat velikostně homogenní frakce. U elektricky nabitých nanokapslí se můžou při separaci uplatnit elektroforetické techniky. Tento separační krok může být proveden i v dřívější fázi přípravy kdykoliv po rozdělení nanovláken.
Příklad 19
Nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu s laterálně pohyblivým kolektorem nebo rotujícím kolektorem, nebo jinou alternativní metodou koaxiálního spinningu, jako je využití speciálního strukturovaného kolektoru, elektrospinning, elektrospinning z tyčky, elektrospinning z válečku, NanospiderTM a podobně. Povrch nanovláken může být fyzikálně nebo chemicky upraven a to například protilátkou, DNA/RNA aptamery, sacharidy, peptidy a podobně a to tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům pro řízené dodávání léčiv. Bioaktivní látka bude dodána v průběhu tvorby nanovláken. Nanovlákna pak budou lyofilizována nebo přebytek vody odstraněn jiným alternativním přístupem. Vzniklá nanovlákna, především paralelně orientovaná nanovlákna vytvořená metodou koaxiálního spinningu s laterálně pohyblivým kolektorem nebo rotujícím kolektorem, bude nanesena na masku neboli vhodnou podložku s podélnými vrypy, jejichž vzdálenost odpovídá délce nanokapslí - podélnému rozměru nosiče. Takto připravený preparát bude vystaven fyzikálnímu působení mezi jinými například teplotnímu vlivu, nebo dále chemickému působení mezi jinými například film rozpouštědla a to tak, aby došlo k materiálovému narušení polymeru, ze kterého je konstruováno nanovlákny a to v místech vrypů. Vzniklé útvary se přenesou do pufru a povrch nanovláken může být fyzikálně nebo
-6CZ 302699 B6 chemicky upraven například protilátkou, DNA/RNA aptamery, sacharidy, peptidy podobně a to tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům pro řízené dodávání léčiv. Poté budou nově vytvořené struktury na svých koncích uzavřeny tak, aby udržely svůj obsah. Typickým příkladem je uzavření konců nanokapslí přenesením do dostatečně vysoké teploty nebo sterilizaci a to plasmou, etylénoxidem, gamma a UV zářením případně dalšími vhodnými sterilizačními metodami. Zmíněné techniky umožní spojení polymemích obalů konců krátkých vlákenných úseků. K. uzavření může dojít i mechanicky, jako druhotný účinek kryogenního mletí a drcení. Poté následuje zchlazení.
Příklad 20
Nanokapsle dle příkladu 19 jsou obaleny v roztoku polymeru. Nanokapsle jsou obaleny amfifilními lipidy — liposomový obal, amfifilními peptidy a póly sacharidy.
Příklad 21
Struktury vytvořené dle příkladu 19 a příkladu 20 jsou smíchány s vhodným pufrem Či vodným roztokem a velikostně separovány sedimentačními a chromatografickými metodami, čímž lze získat velikostně homogenní frakce. U elektricky nabitých nanokapslí se můžou při separaci uplatnit elektroforetické techniky. Tento separační krok může být proveden i v dřívější fázi přípravy kdykoliv po rozdělení nanovláken.
Příklad 22
Nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu především s laterálně pohyblivým kolektorem nebo rotujícím kolektorem, nebo jinou alternativní metodou koaxiálního spinningu, jako je využití speciálního strukturovaného kolektoru, elektrospinníng, elektrospinning z tyčky, elektrospinning z válečku, NanospiderTM a podobně. Nanovlákna pak budou lyofilizována nebo přebytek vody odstraněn lyofilizací nebo jiným alternativním přístupem. Vzniklá nanovlákna, především paralelně orientovaná nanovlákna vytvořená metodou koaxiálního spinningu s laterálně pohyblivým kolektorem nebo rotujícím kolektorem, bude nanesena na masku neboli vhodnou podložku s podélnými vrypy, jejichž vzdálenost odpovídá délce nanokapslí - podélnému rozměru nosiče. Takto připravený preparát bude vystaven fyzikálnímu působení mezi jinými například teplotnímu vlivu, nebo dále chemickému působení mezi jinými například film rozpouštědla a to tak, aby došlo k materiálovému narušení polymeru, ze kterého je konstruováno nanovlákny a to v místech vrypů. Vzniklé nanostruktury budou vymyty pufrem a další látka, například bioaktivní, bude dodána následně ve formě roztoku, ve kterém budou nanokapsle inkubovány. Po dosažení dostatečné penetrace látky do nanokapslí budou nově vytvořené struktury na svých koncích uzavřeny tak, aby udržely svůj obsah. Typickým příkladem je uzavření konců nanokapslí přenesením do dostatečně vysoké teploty nebo sterilizací a to plasmou, etylénoxidem, gamma a UV zářením případně dalšími vhodnými sterilizačními metodami. Zmíněné techniky umožní spojení polymemích obalů konců krátkých vlákenných úseků. K uzavření může dojít i mechanicky, jako druhotný účinek kryogenního mletí a drcení. Poté následuje zchlazení.
Příklad 23
Nanokapsle dle příkladu 22 jsou obaleny v roztoku polymeru. Nanokapsle jsou obaleny amfifilními lipidy (liposomový obal), amfifilními peptidy a póly sacharidy.
-7 CZ 302699 B6
Příklad 24
Struktury vytvořené dle příkladu 22 a příkladu 23 jsou smíchány s vhodným pufrem či vodným roztokem a velikostně separovány sedimentačními a chromatografiekými metodami, čímž lze získat velikostně homogenní frakce, U elektricky nabitých nanokapslí se můžou při separaci uplatnit elektroforetické techniky. Tento separační krok může být proveden i v dřívější fázi přípravy kdykoliv po rozdělení nanovláken.
Příklad 25
Nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu nebo jinou alternativní metodou například s využitím přeplavovacího spinneru, nebo technologií NanospiderTM a podobně. Povrch nanovláken může být fyzikálně nebo chemicky upraven například protilátkou, DNA/RNA aptamery, sacharidy, peptidy a podobně a to tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům pro řízené dodávání léčiv. Bioaktivní látka bude dodána v průběhu tvorby nanovláken. Následně budou nanovlákna hluboce zmražena, například v tekutém dusíku ěi jiným způsobem v závislosti na polymeru ěi materiálu, který tvoří vnější obal, typicky pod bod gelového přechodu. Následně za této teploty budou nanovlákna rozdrcena homogenizací. Poté budou nově vytvořené struktury na svých koncích uzavřeny tak, aby udržely svůj obsah. Typickým příkladem je uzavření konců nanokapslí přenesením do dostatečně vysoké teploty nebo sterilizaci a to plasmou, etylénoxidem, gamma a UV zářením případně dalšími vhodnými steří lizačními metodami. Zmíněné techniky umožní spojení polymerních obalů konců krátkých vlákenných úseků. K uzavření může dojít i mechanicky, jako druhotný účinek kryogenního mletí a drcení. Poté následuje zchlazení.
Příklad 26
Nanokapsle dle příkladu 25 jsou obaleny v roztoku polymeru. Nanokapsle jsou obaleny amfifílními lipidy - liposomový obal, amfifilními peptidy a polysacharidy.
Příklad 27
Struktury vytvořené dle příkladu 25 a příkladu 26 jsou smíchány s vhodným pufrem či vodným roztokem a velikostně separovány sedimentačními a chromatografiekými metodami, čímž lze získat velikostně homogenní frakce. U elektricky nabitých nanokapslí se můžou při separaci uplatnit elektroforetické techniky. Tento separační krok může být proveden i v dřívější fázi přípravy kdykoliv po rozdělení nanovláken.
Příklad 28
Nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu nebo jinou alternativní metodou výroby nanovláken, například technologií NanospiderTM a podobně. Nanovlákna jsou hluboce zmražena, například v tekutém dusíku či jiným způsobem v závislosti na polymeru či materiálu, který tvoří vnější obal, typicky pod bod gelového přechodu. Za této teploty budou nanovlákna rozdrcena homogenizací. Vzniklé útvary se přenesou do pufru a povrch nanovláken může být fyzikálně nebo chemicky upraven a to například protilátkou, DNA/RNA aptamery, podobně a to tak, aby vyhovoval specifickým požadavkům pro řízené dodávání léčiv. Další látka, například bioaktivní, bude dodána následně ve formě roztoku, ve kterém budou nanovlákna inkubována. Po dosažení dostatečné penetrace látky do nanovláken budou nově vytvořené struktury na svých koncích uzavřeny tak, aby udržely svůj obsah. Typickým příkladem je uzavření konců nanokapslí přenesením do dostatečně vysoké teploty nebo sterilizaci a to plasmou, etylénoxidem, gamma a
-8CZ 302699 B6
UV zářením případně dalšími vhodnými sterilizačními metodami. Zmíněné techniky umožní spojení polymemích obalů konců krátkých vlákenných úseků. K uzavření může dojít i mechanicky, jako druhotný účinek kryogenního mletí a drcení. Poté následuje zchlazení.
Příklad 29
Nanokapsle dle příkladu 28 jsou obaleny v roztoku polymeru. Nanokapsle jsou obaleny amfífilními lipidy — liposomový obal, amfifilními peptidy a polysacharidy.
Příklad 30
Struktury vytvořené dle příkladu 28 a příkladu 29 jsou smíchány s vhodným pufrem či vodným i 5 roztokem a velikostně separovány sedimentačními a chromatografický mi metodami, čímž lze získat velikostně homogenní frakce. U elektricky nabitých nanokapslí se můžou při separaci uplatnit elektroforetické techniky. Tento separační krok může být proveden i v dřívější fázi přípravy kdykoliv po rozdělení nanovláken.
Příklad 31
Při výrobě nanovláken ajejich separování do nanokapslí dle příkladů 1 až 30 je také využit alternativní přístupu tvorby plněných nanovláken s využitím přepravovacího elektrostatického zvlák25 ňování dle patentové přihlášky PV 2009—425, o názvu: „Způsob a zařízení k výrobě nanovláken přeplavovacím elektrostatickým zvlákňováním“, ve kterém je přepadová dutá trubka s otvory nahrazena přepadovou hranou, kde místo otvorů v duté trubce je série trysek napojených na centrální píst. V přepadové hraně je série trysek, které jsou multikanálově plněny z centrálního pístu čímž je zajištěn stálý a definovaný tlak ve všech otvorech. V důsledku toho jsou také vytvořena jo homogenně plněná nanovlákna.
Průmyslová využitelnost
Podle vynálezu je možná produkce, příprava a výroba trojrozměrných nanovlákenných struktur mikrometrových, submikrometrových a nanometrových rozměrů, takzvaných nanokapslí. Nanokapsle lze použít ve všech oblastech, ve kterých lze využít liposomy nebo nanočástice. Mezi jinými jde o oblast řízeného dodávání léčiv in vivo, kde účinná látka je umístěna například v jádru nanokapsle. V jiném případě je tato účinná látka připevněna vnějšně. Nanokapsle je možné použít pro vnitřní i pro vnější distribuci bioaktivních látek. Pro jejich vnější použití lze využít jejich adhezní vlastnosti a aplikovat například jako element při krytí ran nebo pro distribuci bioaktivních látek pro kožní použití. Vnitřní aplikace nanokapslí je možná jak perorálně, tak i injekčně či ve formě sprejů, roztoků a podobně. Nanokapsle vyrobené podle vynálezu jsou také vhodné pro aplikace in vivo pro tkáňové inženýrství, například v podobě nosičů z biologicky od bouráte 1 ných materiálů pro pěstování živých tkání s předem určenými vlastnostmi a použitím.
Claims (3)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby nanokapslí připravených na bázi nanovláken, vyznačuj ící se tím, že nanovlákna jsou vyrobena metodou koaxiálního spinningu a povrch nanovláken je fyzikálně, nebo chemicky upraven bioaktivní látkou ze skupiny DNA/RNA aptamery, sacharidy, peptidy a to tak, že bioaktivní látka je dodána v průběhu tvorby nanovláken, následně jsou nanovlákna hluboce zmražena v tekutém dusíku pod teplotu gelového přechodu, a za této teploty mechanicky rozdrcena, takto nově vytvořené struktury jsou na svých koncích uzavřeny plazmou, etylenoxidem, gamma a UV zářením, nebo mechanicky jako druhotný účinek kryogenního mletí a drcení tak, aby udržely svůj obsah.
- 2. Způsob podle nároku 1. vyznačující se tím, že nanokapsle jsou obaleny v roztoku polymeru, amťiftlními lipidy nebo amfiftlními peptidy a polysacharidy.
- 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že bioaktivní látky ze skupiny DNA/RNA aptamery, sacharidy, peptidy jsou dodány následně ve formě roztoku, ve kterém jsou nanovlákna inkubována.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090496A CZ302699B6 (cs) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Zpusob výroby nanokapslí pripravených na bázi nanovláken |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20090496A CZ302699B6 (cs) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Zpusob výroby nanokapslí pripravených na bázi nanovláken |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2009496A3 CZ2009496A3 (cs) | 2010-12-22 |
| CZ302699B6 true CZ302699B6 (cs) | 2011-09-07 |
Family
ID=43352907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20090496A CZ302699B6 (cs) | 2009-07-27 | 2009-07-27 | Zpusob výroby nanokapslí pripravených na bázi nanovláken |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ302699B6 (cs) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0103839A2 (de) * | 1982-09-18 | 1984-03-28 | Jens Drefahl | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Dachaufbaues |
| JPH0558882A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-09 | Yoshiaki Kawashima | ナノカプセルの製造法 |
| CZ20011646A3 (cs) * | 1998-11-17 | 2001-09-12 | Novosom Gmbh | Nanokapsle a způsob jejich výroby |
| CZ294274B6 (cs) * | 2003-09-08 | 2004-11-10 | Technická univerzita v Liberci | Způsob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním a zařízení k provádění způsobu |
-
2009
- 2009-07-27 CZ CZ20090496A patent/CZ302699B6/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0103839A2 (de) * | 1982-09-18 | 1984-03-28 | Jens Drefahl | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Dachaufbaues |
| JPH0558882A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-09 | Yoshiaki Kawashima | ナノカプセルの製造法 |
| CZ20011646A3 (cs) * | 1998-11-17 | 2001-09-12 | Novosom Gmbh | Nanokapsle a způsob jejich výroby |
| CZ294274B6 (cs) * | 2003-09-08 | 2004-11-10 | Technická univerzita v Liberci | Způsob výroby nanovláken z polymerního roztoku elektrostatickým zvlákňováním a zařízení k provádění způsobu |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2009496A3 (cs) | 2010-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xue et al. | Electrospinning and electrospun nanofibers: Methods, materials, and applications | |
| Yang et al. | From nano to micro to macro: Electrospun hierarchically structured polymeric fibers for biomedical applications | |
| Abid et al. | Current applications of electrospun polymeric nanofibers in cancer therapy | |
| Yeo et al. | Anisotropically aligned cell‐laden nanofibrous bundle fabricated via cell electrospinning to regenerate skeletal muscle tissue | |
| Boda et al. | Electrospraying electrospun nanofiber segments into injectable microspheres for potential cell delivery | |
| Chen et al. | Superabsorbent 3D scaffold based on electrospun nanofibers for cartilage tissue engineering | |
| Huang et al. | Nerve guidance conduits from aligned nanofibers: improvement of nerve regeneration through longitudinal nanogrooves on a fiber surface | |
| Huang et al. | Encapsulating drugs in biodegradable ultrafine fibers through co‐axial electrospinning | |
| Greiner et al. | Biohybrid nanosystems with polymer nanofibers and nanotubes | |
| Torres-Giner | Electrospun nanofibers for food packaging applications | |
| Lu et al. | Techniques for fabrication and construction of three-dimensional scaffolds for tissue engineering | |
| Yan et al. | Controlled release of dual drugs from emulsion electrospun nanofibrous mats | |
| Kim et al. | Chitosan fibrous 3D networks prepared by freeze drying | |
| Wang et al. | Electrospun composite nanofibers containing nanoparticles for the programmable release of dual drugs | |
| Osanloo et al. | Developed methods for the preparation of electrospun nanofibers containing plant-derived oil or essential oil: a systematic review | |
| US20130312638A1 (en) | Systems, devices and methods for the fabrication of polymeric fibers | |
| Eom et al. | Hydrogel-assisted electrospinning for fabrication of a 3D complex tailored nanofiber macrostructure | |
| Unnithan et al. | Electrospinning of polymers for tissue engineering | |
| Buzgo et al. | Needleless emulsion electrospinning for the regulated delivery of susceptible proteins | |
| Liu et al. | Progress in electrospun fibers for manipulating cell behaviors | |
| Huang et al. | Polymer complex fiber: Property, functionality, and applications | |
| Wang et al. | Co-printing of vertical axis aligned micron-scaled filaments via simultaneous dual needle electrohydrodynamic printing | |
| Syed et al. | A review on current trends and future prospectives of electrospun biopolymeric nanofibers for biomedical applications | |
| Roth | Urologic tissue engineering in pediatrics: from nanostructures to bladders | |
| Cheng et al. | Development of new smart materials and spinning systems inspired by natural silks and their applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230727 |