DE69301150T2

DE69301150T2 - Herstellung und anwendung von auf basis von cyclodextrin dispergierbaren kolloidalen vesikulär-systemen, in form von nanokapseln

Info

Publication number: DE69301150T2
Application number: DE69301150T
Authority: DE
Inventors: Jean-Philippe Devissaguet; Dominique Duchene; Hatem Fessi; Francis Puisieux; Mohamed Skiba; Denis Wouessidjewe
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1993-06-16
Publication date: 1996-09-05
Anticipated expiration: 2013-06-17
Also published as: WO1993025194A1; FR2692167B1; ATE132037T1; FR2692167A1; EP0646002A1; JPH07507783A; ES2083291T3; EP0646002B1; DE69301150D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung und die Anwendung eines neuen kolloidalen, nanovesikulären, dispergierbaren Systems auf der Grundlage von Cyclodextrin in Form von sphärischen Teilchen des Vesikel-Typs mit einer Teilchengröße von 100 bis 900 nm (Nanokapseln), die ein aktives Molekül enthalten.
Nanovesikel-Systeme, die Nanokapseln umfassen und aus einem festen oder flüssigen zentralen Kern, der von einer ununterbrochenen unlöslichen Membran umgeben ist, gebildet sind, wurden bereits in der Literatur beschrieben. Die Bestandteile der Membran können synthetische Makromoleküle (Polymere), natürliche Makromoleküle (Proteine) oder Lipide (Liposome) sein.
Polymerteilchen mit Submikrongröße sind bereits bekannt, insbesondere aus den Patentschriften BE-A-808 034, BE-A-839 748, BE-A-869 107, FR-A- 2 504 408, FR-A-2 515 960 und EP-A-0 274 961.
Nach den BE-A-808 034 und -839 748 werden die Submikronteilchen durch mizelläre Polymerisation eines Monomers, wie eines Acrylsäurederivats, gebildet. In ähnlicher Weise beschreiben die BE-A-869 107, die FR-A-2 504 408 und die FR-A-2 515 960 die Herstellung von durch Polymerisation eines Alkylcyanacrylat erhaltenen, biologisch abbaubaren Nanokapseln, die eine biologisch aktive Substanz enthalten. Die Methode wendet eine Polymerisation in der Lösung an und ist daher auf die Anwendung einer begrenzten Zahl von Polymeren beschränkt, die insbesondere durch Vinyladdition erhalten werden, und eignet sich nicht für natürliche oder halbsynthetische Polymere. Darüber hinaus ist es schwierig, das Molekulargewicht der Bestandteile der Nanokapseln zu steuern und es ist insbesondere im Hinblick auf die biologische Anwendung erforderlich, restliche Monomere und Oligomere und gegebenenfalls im Überschuß vorhandene Polymerisationsreagenzien (Initiator und Katalysator) sowie oberflächenaktive Mittel, wenn sie in hoher Konzentration verwendet werden und nicht biologisch verträgllch sind, zu beseitigen. Andererseits ist die Reinigung der Nanokapsein aufgrund ihrer Tellchengröße nicht immer möglich.
Die Herstellung von Nanokapseln aus Proteinen, insbesondere Gelatine, wurde ebenfalls bereits beschrieben. So erhielten Krause et coll. (Pharm. Research (1985), 239) ausgehend von einer Emulsion von Chloroform in einer kontinuierlichen wäßrigen Phase (Albuminlösung) Gelatine-Nanokapseln mit einem lipophilen Inhalt (Chloroform). Die Nanokapseln werden anschließend mit Glutaraldehyd gehärtet, dessen Überschuß mit Natriummetabisulfit zerstört werden muß, das seinerseits entfernt werden muß. Darüber hinaus scheint die Stabilität des Chloroforms in der Nanokapsel durch das Verdampfen beschränkt, so daß das Lösungsmittel aus den Nanokapseln entweichen kann, wobei jedoch das anfänglich in Lösung in dem Chloroform vorliegende lipophile Produkt zurückbleibt.
Die EP-A-0 274 961 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Nanokapsein mit einer eine Substanz enthaltenden Polymerwandung mit Hilfe eines Desolvatationsverfahrens, das darin besteht, zwei Lösungsmittelphasen zu vermischen, von denen die eine ein Nichtlösungsmittel für die Substanz ist, Jedoch in dem anderen Lösungsmittel löslich ist.
Das Dokument FR-A-2 551 072 beschreibt die Herstellung von Mikrokapsein mit verzögerter Wirkstofffreisetzung.
Die vorliegende Erfindung schlägt nun vor, als Grundmaterial modifizierte Cyclodextrine einzusetzen, die durch Acylierung von natürlichen Cyclodextrinen hergestellt worden sind. Sie besitzen den Vorteil, biologisch abbaubar zu sein, ihre Verabreichung wird von einer Freisetzung des Wirkstoffs gefolgt und es ist möglich, durch Anwendung von modifizierten Cyclodextrinen, die sich voneinander über die Art der Alkylkette der verwendeten Acylgruppe unterscheiden, eine in geeigneter Weise programmierte biologische Abbaubarkelt zu erzielen.
Solche modifizierten Cyclodextrine und ihre Herstellung sind insbesondere von Ping Zhang, Chang-Chun Ling, A.W. Coleman, H. Parrot-Lopez und H. Galons in Tetr. Lett. 32 Nr. 24 (1991), S. 2769-70, beschrieben.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung eines disperglerbaren kolloidalen Systems auf der Grundlage von Cyclodextrin in Form von Nanokapseln, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
1) eine flüssige Phase aus einer Lösung von mit Acylgruppen modifiziertem Cyclodextrin und einem Öl in einem organischen Lösungsmittel oder einer Mischung von organischen Lösungsmitteln, welches bzw. welche gegebenenfalls ein oberflächenaktives Mittel enthält und mit einem aktiven Molekül versetzt werden kann, herstellt,
2) eine zweite flüssige Phase, die im wesentlichen aus Wasser oder einer wäßrigen Mischung, die gegebenenfalls ein oberflächenaktives Mittel enthält und mit einem aktiven Molekül versetzt werden kann, gebildet ist, herstellt und
3) unter mäßiger Bewegung eine der beiden unter (1) oder (2) erhaltenen flüssigen Phasen zu der anderen Phase gibt in der Weise, daß man augenblicklich eine kolloidale Suspension von Nanokapseln erhält, deren Wandung aus modifiziertem Cyclo-dextrin gebildet ist und deren Innenraum aus dem Öl gebildet ist. das gegebenenfalls ein aktives Molekül enthält.
Gewünschtenfalls entfernt man das gesamte oder einen Teil des Lösungsmittels oder der Lösungsmittelmischung und des Wassers oder der wäßrigen Mischung, so daß man eine kolloidale Suspension mit der gewünschten Konzentration von Nanokapseln oder ein Nanokapselpulver erhält.
Das erfindungsgemäß verwendete modifizierte Cyclodextrin ist insbesondere in Cyclodextrin, dessen Hydroxylgruppen, vorzugsweise die sekundären Hydroxylgruppen, einer jeder sie bildenden Glucoseeinheit mit einer aliphatischen oder aromatischen Acylgruppe verestert ist und durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen substituiert sein können, wie ein Beta-Cyclodextrin, das mit einer Alkanoylgruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, insbesondere 6 bis 14 Kohlenstoffatomen, acyliert ist. Diese Produkte sind von Ping Zhang et coll., loc. cit., beschrieben worden.
Das aktive Molekül kann ein Arznelmittelwirkstoff, ein biologisches Reagens, ein kosmetisches Prinzip oder ein chemisches Produkt sein. Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Nanokapseln aus modifiziertem Cyclodextrin, die Öl (das als solches verwendet werden kann) oder zusätzlich dieses aktive Molekül enthalten.
Das organische Lösungsmittel in der Phase (1) kann ein Alkohol, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol etc., oder ein Keton, wie Aceton, sein.
Das Öl kann ein pflanzliches Öl oder ein Mineralöl sein oder Irgendeine andere ölige Substanz, beispielsweise Olivenöl, Benzylbenzoat, Isopropylmyristat, Fettsäureglyceride (beispielsweise ein Miglyol ), ein Blütenöl oder dergleichen sein. Das Verhältnis von Öl zu modifiziertem Cyclodextrin liegt vorzugsweise zwischen 1/1 und 100/1 (Vol./Gew.).
Wasser oder eine wäßrige Mischung (salzhaltiges, angesäuertes, basisches Wasser etc....) ist das Nicht-Lösungsmittel in der Phase (2).
Das Verfahren kann bei unterschiedlichen Temperaturen (welche die Durchführung wenig beeinflussen) durchgeführt werden, insbesondere zwischen 0ºC und der Siedetemperatur der Lösungsmittel.
Das Phase (1)/Phase (2)-Volumenverhältnis kann vorzugsweise von 0,1 bis 1 variieren.
Das (die) oberflächenaktive(n) Mittel ist (sind) insbesondere in einer Menge von 0. 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 2 Gew.-%, der in der Stufe 3) erhaltenen kolloidalen Suspension enthalten.
Unter mäßiger Bewegung versteht man eine Bewegung, die dazu ausreicht, die Mischung der Phasen (1) und (2) zu homogenisieren, beispielsweise mit Hilfe eines mit 50 bis 500 min&supmin;¹, beispielsweise 100 min&supmin;¹, betriebenen Magnetstabs. Sie ist für geringe Mengen des Produkts nicht unerläßlich.
Schließlich kann die kolloidale Suspension der Nanokapseln gewünschtenfalls eingeengt, sterilisiert, gepuffert (beispielsweise auf einen physiologischen pH-Wert) und gefriergetrocknet werden.
Die Erfindung ermöglicht die Herstellung von Cyclodextrin-Nanokapseln mit in Abhängigkeit von den Verfahrensbedingungen Teilchengrößen von 100 bis 900 nm und insbesondere von 100 bis 500 nm.
Die erfindungsgemäßen Nanokapseln besitzen im Gegensatz zu den ausschließlich aus Polymeren gebildeten Nanokapseln den Vorteil, einen deutlich erhöhten Anteil des eingearbeiteten Materials zu ermöglichen. Dies ist eine Folge der Möglichkeit einer doppelten Beschickung, an erster Stelle eine Beschickung der Kapsel und an zweiter Stelle eine Beschickung des Hohlraums des Cyclodextrins, vorausgesetzt, daß das aufgenommene Molekül eine in bezug auf den Hohlraum geeignete Konformation besitzt.
Darüber hinaus besitzt für die Nanokapseln der vorliegenden Erfindung die Herstellung den Vorteil der Reversibilität, indem man die Nanokapseln lösen und ausgehend von der in dieser Weise erhaltenen Lösung gemäß der Arbeitsweise die Nanokapseln wieder bilden kann.
Die nach der Erfindung erhaltenen Nanokapseln zeigen sich bei der Untersuchung mit dem Transmissionselektronenmikroskop nach der Kryofraktur in Form von sphärischen Kapseln.
Die äußere Hülle der Nanokapseln, die ein Öl oder eine in einem Öl dispergierte aktive Substanz enthält, erscheint in Form einer Wandung mit sehr gleichmäßiger Dicke im Bereich von einigen nm. Die Wandung ist nicht durch Polymerisation gebildet.
Der Einkapselungsgrad ist im Fall von lipophilen Produkten stets sehr hoch; so ermöglichen 200 mg des modifizierten Cyclodextrins beispielsweise die Einkapselung von 3 ml Benzylbenzoat oder 230 mg Progesteron und 0,6 ml des als Träger verwendeten Öls.
Die in den organischen Lösungsmitteln unlöslichen und in Wasser löslichen Substanzen können ebenfalls eingekapselt werden. Es genügt, daß sie eine gewisse Affinität für die lipophile Phase besitzen, wobei das Verfahren zur Herstellung der Nanokapseln analog ist. Es genügt, die aktive Substanz in der wäßrigen Phase zu lösen. Der Einkapselungsgrad hängt von dem Verteilungskoeffizienten der aktiven Substanz und ihrer Lipophilität ab.
Die ein Öl enthaltenden erfindungsgemäßen Nanokapseln sind beim Behandeln im Autoklaven während mehr als 15 Minuten bei 120ºC stabil.
Die erfindungsgemäßen Nanokapseln sind auch beim Ultrazentrifugieren stabil. Nach einem Ultrazentrifugieren während 2 Stunden und 30 Minuten bei 220.000 g kann der Hauptteil der Nanokapseln ohne weiteres wieder in Wasser redispergiert werden.
Die oben angegebenen Ergebnisse lassen sich nicht durch die Anwesenheit einer das eingekapselte Material umgebenden Wandung und durch eine vollständige Einkapselung des aktiven Prinzips erklären.
Die in den erfindungsgemäßen Nanokapseln enthaltene aktive Substanz kann beispielsweise ein Arzneimittel für die Humanmedizin oder die Veterinärmedizin sein oder ein Produkt für die Diagnose. Als Arzneimittelmolekül kann man insbesondere chemische Produkte nennen, die pharmakologische Eigenschaften besitzen, beispielsweise antimitotische oder antineoplasische Substanzen, wie Methotrexat, Actinomycin D, Adriamycin, Daunorubicin, Bleomycin und Vincristin, oder antibiotische Substanzen, wie die Penicilline, die Cephalosporine und die Nalidixinsäure, die Antibiotika des Typs Aminoglycosid und jene der Familie der Virginiamycine, und Hormonsubstanzen, insbesondere Steroidhormone. Diese Arzneimittelmoleküle können insbesondere chemische Verbindungen mit hohem Molekulargewicht sein, wie Insulin und Heparin, und der Begriff "Arzneimittelmolekül" umfaßt ebenfalls biologische Produkte, wie die Antigene, die Enzyme, die Proteine, die Viren oder Virusbestandteile, Bakterien oder Zellen. Die erfindungsgemäßen Nanokapseln können weiterhin ein Produkt für Diagnosezwecke, wie beispielsweise Fluoreszein und radioaktives Human-Seralbumin enthalten. Die erfindungsgemäßen Nanokapseln können weiterhin ein Produkt für diagnostische Zwecke enthalten, insbesondere strahlungsundurchlässige lipophile Produkte, wie iodierte Öle.
Die erfindungsgemäßen Nanokapseln können in der Human- oder Veterinärmedizin als Arzneimittelvektoren verwendet werden, die zusammen mit oder ohne geeignete Trägermaterlalien auf oralem, subkutanem. intradermalem, Intramuskulärem oder intravenösem Wege verabreicht werden können, wobei ihre Diffusion in die Gewebe sie besonders interessant macht für die Behandlung auf allgemeinem Wege.
Theorie der Einkapselung: In dem Lösungsmittel, beispielsweise in absolutem Ethanol, bilden die ölige Substanz und das Cyclodextrin eine echte Lösung. Das modifizierte Cyclodextrin besitzt aufgrund seiner besonderen Struktur oberflächenaktive Eigenschaften. Das Öl ist vollständig lipophil. Das wichtige Stadium der Herstellung ist die langsame Injektion der das Öl und das Cyclodextrin enthaltenden Lösung in die wäßrige Phase. Der absolute Alkohol besitzt eine Stadium der Herstellung ist die langsame Injektion der das Öl und das Cyclodextrin enthaltenden Lösung in die wäßrige Phase. Der absolute Alkohol besitzt eine erhebliche Affinität für Wasser und vermischt sich im Augenblick des Kontakts schnell mit diesem unter Freisetzung einer bestimmtenwärmemenge (die auch als Mischungswärme bezeichnet wird). Die ölige Substanz fällt aus unter Bildung von kleinen Teilchen in der Nanometer-Größenordnung. In diesem Augenblick orientieren sich die Cyclodextrinmoleküle aufgrund ihrer Polarität unter Bildung eines Films. welcher die Öl-Nanoteilchen vollständig umhüllt. In Gegenwart von Wasser wird der Film aus den hydrophilen Köpfen der Cyclodextrinmoleküle gebildet, die durch Wasserstoffbindungen an der Oberfläche der Nanoteilchen stabilisiert werden. Die Rolle des verwendeten oberflächenaktiven Mittels ist mehr oder weniger wichtig. Es ist möglich, Nanokapseln in Wasser ohne oberflächenaktives Mittel zu bilden. Die in dieser Weise erhaltenennanokapseln agglomerieren sich jedoch, wenn eine Konzentrierung interessant ist, schnel lunter Bildung von schwer wieder zu dispergierenden Aggregaten.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispieleweiter erläutert.

BEISPIEL 1

Herstellung von Nanokapseln aus mit 6 Kohlenstoffatomen modifiziertem Cyclodextrin
Man verwendet ein Beta-Cyclodextrin, dessensekundäre OH-Gruppen der sie bildenden Glucoseeinheiten mit Hexanoylgruppenverestert worden sind und welches nach Ping Zhang et coll. hergestellt worden ist.

Phase 1

Mit 6 C modifiziertes Beta-Cyclodextrin 50 mg
Aceton 50 ml
Benzylbenzoat 0,5 ml

Phase 2

Pluronil F68 62,5 mg
Entmineralisiertes oder destilliertes Wasser 25 ml
Man gibt die Phase 1 unter Rühren mit Hilfe eines Magnetrührers zu der Phase 2. Das Medium wird sofort trüb durch Bildung von Nanokapseln aus dem modifizierten Cyclodextrin. Die mit Hilfe eines Laserstrahl-Diffraktometers (Nanosizer von Coultronics) gemessene durchschnittlicheteilchengröße der Nanokapseln beträgt 300 nm mit einem mittleren Dispersionsindex von 0,08.
Die Suspension kann gewünschtenfalls unter vermindertem Druck auf ein gewünschtes Volumen, beispielsweise 5 ml oder mehr oder weniger, eingeengt werden.
Nach einer längeren Aufbewahrungszeit (14 Monate) bleibt das Aussehen der Nanokapseln.

BEISPIEL 2: (Variante des Beispiels 1)

Man arbeitet nach der Verfahrenswelse des Beispiels 1, gibt jedoch die wäßrige Phase zu der Acetonphase. Die erhaltenen Nanokapseln besitzen die gleichen Eigenschaften wie die von Beispiel 1.

BEISPIEL 3: (Variante des Beispiels 1)

Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, gibt jedoch die Acetonphase ohne Rühren des Mediums zu der wäßrigen Phase. Die erhaltenen Nanokapseln besitzen eine Teilchengröße von 300 nm mit einem mittleren Dispersionindex von 0,5.

BEISPIEL 4: (Variante des Beispiels 1)

Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, jedoch ohne Zugabe eines oberflächenaktiven Mittels zu der wäßrigen Phase. Die Nanokapseln besitzen eine Teilchengröße von 500 nm mit einem mittleren Dispersionsindex von 0,6.

BEISPIEL 5

Sterile Herstellung von Nanokapseln aus mit 6 Kohlenstoffatomen modifiziertem Cyclodextrin
Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, sterilisiert jedoch die Suspension während 15 Minuten bei 120ºC im Autoklaven. Die mittlere Teilchengröße der Teilchen ist nach der Sterilisation praktisch unverändert.

BEISPIEL 6

Herstellung von gefriergetrockneten Nanokapseln aus mit 6 Kohlenstoffatomen modifiziertem Cyclodextrin
Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, bewirkt jedoch eine Gefriertrocknung der Suspension. Die Zugabe eines Gefrierschutzmittels (Maltose, Trehalose, etc.) ist nicht unerläßlich. Die unmittelbar nach dem Gefriertrocknen gemessene durchschnittliche Teilchengröße der Teilchen bleibt unverändert.

BEISPIEL 7:

Herstellung von Nanokapseln aus mit 12 Kohlenstoffatomen modifiziertem Cyclodextrin
Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, ersetzt jedoch das mit 6 Kohlenstoffatomen modifizierte Cyclodextrin durch ein mit 12 Kohlenstoffatomen modifiziertes Cyclodextrin, d. h. mit Cyclodextrin. das mit Dodecanoylgruppen acyliert worden ist und von P. Zhang et coll. hergestellt worden ist. Die durchschnittliche Teilchengröße der Nanokapseln beträgt 300 nm bei einem mittleren Dispersionsindex von 0,1.
Die Nanokapseln können im Autoklaven sterilisiert und gefriergetrocknet werden wie jene mit 6 Kohlenstoffatomen.

BEISPIEL 8:

Herstellung von Nanokapseln aus mit 14 Kohlenstoffatomen modifiziertem Cyclodextrin
Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 unter Ersatz des mit 6 Kohlenstoffatomen modifizierten Cyclodextrins durch ein mit 14 Kohlenstoffatomen modifiziertes Cyclodextrin, d. h. ein mit Tetradecanoylgruppen acyliertes Material. Die durchschnittliche Teilchengröße der Nanokapseln beträgt 110 nm bei einem mittleren Dispersionsindex von 0,1.
Die Nanokapseln aus mit 14 Kohlenstoffatomen modifiziertem Cyclodextrin können im Autoklaven oder anderweitig sterilisiert und gefriergetrocknet werden wie jene, die mit 6 Kohlenstoffatomen modifiziert worden sind.

BEISPIEL 9:

Stabilität der Cyclodextrin-Nanokapseln in Gegenwart von variablen Ionenstärken
Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1.
Nach dem Konzentrieren der Suspension der Cyclodextrin-Nanokapseln bis auf ein Volumen von 10 ml gibt man progressiv wachsende Mengen von Natriumchlorid zu. Die Suspension der Nanokapseln ist vollständig stabil, wenn die Konzentration an Natriumchlorid mit dem Blut isotonisch ist und bleibt es bis zu einer Konzentration, die 3-mal so hoch ist wie die isotonische Konzentration.

BEISPIEL 10:

Stabilität der Cyclodextrin-Nanokapseln in Gegenwart eines sauren oder basischen Mediums
Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1.
Nach der Konzentration der Suspension der Cyclodextrin-Nanokapseln bis auf ein Volumen von 10 ml gibt man progressiv wachsende Mengen Chlorwasserstoffsäure (1N) oder Natriumhydroxidlösung (1N) zu. Die Suspension der Nanokapseln ist vollständig stabil.

BEISPIEL 11:

Stabilität der Cyclodextrin-Nanokapseln gegenüber der Temperatur Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1.
Nach der Konzentration der Suspension der Cyclodextrin-Nanokapseln bis auf ein Volumen von 10 ml bringt man jeden Ansatz auf 4ºC, 25ºC und 40ºC.
Die Suspensionen bleiben im Verlaufe der Zeit stabil und zeigen auch nach einer Aufbewahrungsdauer von 14 Monaten weder eine irreversible Sedimentation noch eine Veränderung der Teilchengröße der Nanokapseln.

BEISPIEL 12:

Herstellung der Nanokapseln in Gegenwart eines Salzes

Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, versetzt jedoch die wäßrige Phase mit 90 mg Natriumchlorid. Nach dem Einengen der Suspension der Nanokapseln auf ein Volumen von 10 ml, was aufgrund der Anwesenheit des Natriumchlorids einer isotonie mit Blut entspricht, besitzen die Nanokapseln eine mittlere Teilchengröße von 320 nm bei einem mittleren Dispersionindex von 1.
Die Suspension bleibt während der Zeit stabil und zeigt auch nach einer Aufbewahrungsdauer von 14 Monaten weder eine irreversible Sedimentation noch eine Veränderung der Teilchengröße der Nanokapseln.

BEISPIEL 13:

Zugabe eines Nicht-Lösungsmittels zu der Lösungsmittelphase
Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, löst jedoch das Cyclodextrin in einer Aceton/Wasser-Mischung (90/10, Vol./Vol.) anstelle von in reinem Aceton. Die Anwesenheit eines geringen Anteils eines Nicht-Lösungsmittels für Cyclodextrin in einem Lösungsmittel führt zu Nanokapseln, deren durchschnittliche Teilchengröße 380 nm beträgt bei einem mittleren Dispersionindex von 0,5.

BEISPIEL 14:

Stabilität der Cyclodextrin-Nanokapseln gegenüber Ultraschall
Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1. Nach dem Einengen der Suspension der Cyclodextrin-Nanokapseln bis auf ein Volumen von 10 ml bringt man die Suspension der Cyclodextrin-Nanokapseln während 3 Stunden in ein Ultraschallbad ein.
Die Suspension bleibt während dieser Zeit stabil und zeigt auch nach einer Aufbewahrungsdauer von 14 Monaten weder eine irreversible Sedimentation noch eine Veränderung der Teilchengröße der Nanokapseln.

BEISPIEL 15:

Herstellung von Nanokapseln in Gegenwart eines hydrophilen Wirkstoffs Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, gibt jedoch 10 mg Doxorubicin zu der wäßrigen Phase. In der Phase 2 verwendet man Ethanol und 0,5 ml Benzylbenzoat. Die erhaltenen Nanokapseln besitzen eine durchschnittliche Teilchengröße von 300 nm und einen mittleren Dispersionindex von 1. Nach dem Ultrazentrifugieren und der Bestimmung des Doxorubicins in der dispergierenden Phase ergibt sich, daß die in die Nanokapseln eingearbeitete Menge des Wirkstoffs 60 % der ursprünglichen Menge darstellt.

BEISPIEL 16:

Herstellung von Nanokapseln in Gegenwart eines lipophilen Wirkstoffs Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, gibt jedoch 30 mg Indometacin und 0,3 ml Benzylbenzoat zu der Acetonphase. Die erhaltenen Nanokapseln besitzen eine durchschnittliche Teilchengröße von 320 nm und einen Dispersionsindex von 0,5. Nach dem Ultrazentrifugieren und der Bestimmung des Indometacins in der dlspergierenden Phase ergibt sich, daß die Menge des in die Nanokapseln eingearbeiteten Wirkstoffs 90 % der Ausgangsmenge beträgt.

BEISPIEL 17:

Herstellung von Progesteron enthaltenden Nanokapseln
Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, gibt jedoch 230 mg Progesteron und 0,6 ml Benzylbenzoat zu der Phase 1. Die erhaltenen Nanokapseln besitzen eine durchschnittliche Teilchengröße von 120 nm und einen Dispersionsindex von 0,2. Nach dem Ultrazentrifugieren und dem Bestimmen des Progesterons in der dispergierendcn Phase ergibt sich die in die Nanokapseln eingearbeitete Menge des Wirkstoffs zu 90 % der Ausgangsmenge.

BEISPIEL 18:

Herstellung von einen lipophilen Farbstoff, Sudan III, enthaltenden Nanokapseln
Man arbeitet nach der Verfahrensweise des Beispiels 1, gibt jedoch 5 mg Sudan III zu der Phase 1. Eine geringe Menge wird ausgefällt und verbleibt auf dem Filter. Die erhaltenen Nanokapseln besitzen eine durchschnittliche Teilchengröße von 130 nm und einen Dispersionsindex von 0,2.
Die nach der vorliegenden Erfindung erhaltenen Nanokapseln können auf einer Vielzahl von technischen Gebieten angewandt werden.
Als "Vektoren" für Wirkstoffe in der Human- und Tiertherapie ermöglichen die Nanokapseln:
Das Erreichen neuer Wirkbereiche, insbesondere intrazellulärer Bereiche. beispielsweise intralysosomialer Bereiche;
die Anwendung neuer Verabreichungswege für bekannte Wirkstoffe durch Erhöhen der Stabilität und/oder der Absorption der Wirkstoffe oder durch die Darstellbarkeit von injizierbaren Formen, die auf intravaskulärem Wege die Verabreichung von unlöslichen Wirkstoffen ermöglichen;
die Modifizierung der Gewebeverteilung der Wirkstoffe durch ein gezielteres Erreichen der günstigen Wirkstellen und/oder ein Vermeiden von Bereichen unerwünschter oder toxischer Effekte (Verbesserung des therapeutischen Index).
In der Pharmazie ermöglichen die kolloidalen Cyclodextrin-Dispersionen insbesondere:
Die Realisierung von injizierbaren Formen von unlöslichen Arzneimitteln und
die Stabilisierung eines Arzneimittelwirkstoffs etc.
Im Bereich der Phytopharmazie ermöglichen die Nanokapseln den Transport von Insektiziden, Pestiziden etc. Ihre Teilchengröße kann das Erzielen einer stärkeren Wirkung ermöglichen durch eine bessere Penetration durch die Oberhaut. Die geringe Viskosität der Dispersion ermöglicht eine sehr leichte Zerstäubung in Form von Tröpfchen sehr geringer Teilchengröße und größere Wirksamkeit, da bessere Bedeckung.
In der Kosmetik können die Cyclodextrin-Nanokapseln dazu verwendet werden, gegen Radikale gerichtete Produkte oder andere Produkte auf der Haut zu transportieren.
Im Bereich von Farben, Lacken und der Oberflächenbehandlung im allgemeinen ermöglichen die Nanokapseln den Transport von Pigmenten, Reagenzien. Beizmitteln in Form einer wäßrigen Dispersion mit sehr geringer Viskosität, die leicht zu versprühen oder zu zerstäuben und anzuwenden ist und die erforderlichenfalls viskos oder auch klebrig gemacht werden kann (durch Suspendieren der Nanokügelchen in einem geeigneten Träger). Die geringe Teilchengröße der Nanokügelchen führt zu einer sehr großen Feinheit der Abscheidung und einer sehr hohen Homogenität, beispielsweise der Pigmentierung.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Nanokapseln können im Bereich der Druckindustrie und der Reprographie, zur Oberflächenbehandlung von Textilien und Fasern oder dergleichen, in der Photographie, der Schmiermitteltechnik und der Landwirtschaft eingesetzt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines dispergierbaren kolloidalen Systems auf der Grundlage von Cyclodextrin in Form von Nanokapseln, dadurch gekennzeichnet, daß man

1) eine flüssige Phase aus einer Lösung von mit Acylgruppen modifiziertem Cyclodextrin und einem Öl in einem organischen Lösungsmittel oder einer Mischung von organischen Lösungsmitteln, ausgewählt aus Methanol, Ethanol, Isopropanol und Aceton, welches bzw. welche gegebenenfalls ein oberflächenaktives Mittel enthält und mit einem aktiven Molekül versetzt werden kann, herstellt,

2) eine zweite flüssige Phase aus Wasser oder einer wäßrigen Mischung, die gegebenenfalls ein oberflächenaktives Mittel enthält und mit einem aktiven Molekül versetzt werden kann, herstellt und

3) unter mäßiger Bewegung, d. h. ausreichender Bewegung zur Homogenisierung der Mischung eine der beiden unter (1) oder (2) erhaltenen flüssigen Phasen zu der anderen Phase gibt in der Weise, daß man augenblicklich eine kolloidale Suspension von Nanokapseln erhält, deren Wandung aus modifiziertem Cyclodextrin gebildet ist und deren Innenraum aus einem Öl gebildet ist, das gegebenenfalls ein aktives Molekül enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das gesamte oder einen Teil des Lösungsmittels oder der Lösungsmittelmischung und des Wassers oder der wäßrigen Mischung entfernt, so daß man eine kolloidale Suspension mit der gewünschten Konzentration von Nanokapseln oder ein Nanokapselpulver erhält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel der Phase (1) aus Alkoholen und Ketonen oder Mischungen davon ausgewählt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte Cyclodextrin ein mit Alkanoylgruppen mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen verestertes Beta-Cyclodextrin ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das modifizierte Cyclodextrin ein mit Aikanoylgruppen mit 6 bis 14 Kohlenstoffatomen verestertes Beta-Cyclodextrin ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Molekül ein Arzneimittelwirkstoff oder ein Arzneimittelvorläufer zur Verwendung beim Menschen oder beim Tier, ein biologisches Reagens oder ein kosmetischer Wirkstoff, ein Virus, ein Virusbestandteil, ein Bakterium oder eine Zelle, ein Antigen, ein Allergen oder Enzym ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Phase (1)/Phase /(2)-Volumenverhältnis 0,1 bis 1 beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit des Wassers durch Gefriertrocknen entfernt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das (die) oberflächenaktive(n) Mittel in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 2 Gew. -% in der in der Stufe 3 erhaltenen kolloidalen Suspension vorhanden ist (sind).

10. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 9 erhaltenen Nanokapseln aus modifiziertem Cyclodextrin als Vektoren für medikamentöse oder kosmetische Wirkstoffe.

11. Verwendung der nach einem der Ansprüche 1 bis 9 erhaltenen Nanokapseln aus modifiziertem Cyclodextrin als Vektor für chemische Produkte.