Способ получения нанокапсул аминогликозидных антибиотиков в геллановой камеди
METHOD FOR PREPARATION OF NANOCAPSULES OF AMINOGLYCOSIDE ANTIBIOTICS IN GELLAN GUM

Изобретение относится к области нанотехнологии, медицины, фармакологии и ветеринарии.
Ранее были известны способы получения микрокапсул. Так, в пат. РФ 2092155, МПК A61K 047/02, A61K 009/16, опубл. 10.10.1997 предложен метод микрокапсулирования лекарственных средств, основанный на применении специального оборудования с использованием облучения ультрафиолетовыми лучами.
Недостатками данного способа являются длительность процесса и применение ультрафиолетового излучения, что может оказывать влияние на процесс образования микрокапсул.
В пат. РФ 2095055, МПК A61K 9/52, A61K 9/16, A61K 9/10, опубл. 10.11.1997 предложен способ получения твердых непористых микросфер включающий расплавление фармацевтически неактивного вещества-носителя, диспергирование фармацевтически активного вещества в расплаве в инертной атмосфере, распыление полученной дисперсии в виде тумана в замораживающей камере под давлением, в инертной атмосфере, при температуре от - 15 до - 50°C и разделение полученных микросфер на фракции по размерам. Суспензия, предназначенная для введения путем парентеральной инъекции, содержит эффективное количество указанных микросфер, распределенных в фармацевтически приемлемом жидком векторе, причем фармацевтически активное вещество микросферы нерастворимо в указанной жидкой среде.
Недостатки предложенного способа: сложность и длительность процесса, применение специального оборудования.
В пат. РФ 2076765, МПК B01D 9/02, опубл. 10.04.1997 предложен способ получения дисперсных частиц растворимых соединений в микрокапсулах посредством кристаллизации из раствора, отличающийся тем, что раствор диспергируют в инертной матрице, охлаждают и, изменяя температуру, получают дисперсные частицы.
Недостатком данного способа является сложность исполнения: получение микрокапсул путем диспергирования с последующим изменением температур, что замедляет процесс.
В пат. РФ 2159037, МПК A01N 25/28, A01N 25/30 Российская Федерация, опубл. 20.11.2000 предложен способ получения микрокапсул реакцией полимеризации на границе раздела фаз, содержащих твердый агрохимический материал 0,1-55 мас. %, суспендированный в перемешивающейся с водой органической жидкости, 0,01-10 мас. % неионного диспергатора, активного на границе раздела фаз и не действующего как эмульгатор.
Недостатки предложенного метода: сложность, длительность, использование высокосдвигового смесителя.
В статье «Разраработка микрокапсулированных и гелеобразных продуктов и материалов для различных отраслей промышленности», Российский химический журнал, 2001, т. XLV, №5-6, с. 125-135 описан способ получения микрокапсул лекарственных препаратов методом газофазной полимеризации, так как авторы статьи считают непригодным метод химической коацервации из водных сред для микрокапсулирования лекарственных препаратов вследствие того, что большинство из них являются водорастворимыми. Процесс микрокапсулирования по методу газофазной полимеризации с использованием n-ксилилена включает следующие основные стадии: испарение димера n-ксилилена (170°C), термическое разложение его в пиролизной печи (650°C при остаточном давлении 0,5 мм рт.ст.), перенос продуктов реакции в «холодную» камеру полимеризации (20°C, остаточное давление 0,1 мм рт. ст.), осаждение и полимеризация на поверхности защищаемого объекта. Камера полимеризации выполнена в виде вращающегося барабана, оптимальная скорость для покрытия порошка 30 об/мин. Толщина оболочки регулируется временем нанесения покрытия. Этот метод пригоден для капсулирования любых твердых веществ (за исключением склонных к интенсивной сублимации). Получаемый поли-n-ксилилен - высококристаллический полимер, отличающийся высокой ориентацией и плотной упаковкой, обеспечивает конформное покрытие.
Недостатками предложенного способа являются сложность и длительность процесса, использование метода газофазной полимеризации, что делает способ неприменимым для получения микрокапсул лекарственных препаратов в полимерах белковой природы вследствие денатурации белков при высоких температурах.
В пат. РФ 2359662, МПК A61K 009/56, A61J 003/07, B01J 013/02, A23L 001/00, опубл. 27.06.2009 предложен способ получения микрокапсул с использованием распылительного охлаждения в распылительной градирне Niro при следующих условиях: температура воздуха на входе 10°C, температура воздуха на выходе 28°C, скорость вращения распыляющего барабана 10000 об/мин. Микрокапсулы по изобретению обладают улучшенной стабильностью и обеспечивают регулируемое и/или пролонгированное высвобождение активного ингредиента.
Недостатками предложенного способа являются длительность процесса и применение специального оборудования, комплекс определенных условий (температура воздуха на входе 10°C, температура воздуха на выходе 28°C, скорость вращения распыляющего барабана 10000 об/мин).
В пат. JP WO/2009/148058, МПК B01J 13/04, A23L 1/00, A61K 35/20, A61K 45/00, A61K 47/08), A61K 47/26, A61K 47/32, A61K 47/34, A61K 47/36, A61K 9/50, B01J 2/04, B01J 2/06, опубл. 10.12.2009 описан процесс получения микрокапсул, применимый для промышленного производства, в которых высокое содержание гидрофильного биологически активного вещества, заключенного в оболочку. Предлагаемые микрокапсулы могут быть использованы в пищевой, фармацевтической и в других областях промышленности. В процесс производства применяются диспергирующие композиции, состоящие из гидрофильных биологически активных веществ и ПАВ в твердом жире. Температура не ниже, чем температура плавления твердого жира.
Недостатками данного способа являются сложность и длительность процесса получения микрокапсул.
В пат. ES WO/2010/076360, МПК B01J 13/00; A61K 9/14; A61K 9/10; A61K 9/12, опубл. 08.07.2010 предложен новый способ получения твердых микро- и наночастиц с однородной структурой с размером частиц менее 10 мкм, где обработанные твердые соединения имеют естественное кристаллическое, аморфное, полиморфное и другие состояния, связанные с исходным соединением. Метод позволяет получить твердые микро- и наночастицы с существенно сфероидальной морфологи.
Недостатком предложенного способа является сложность процесса, а отсюда низкий выход конечного продукта.
В пат. EP WO/2011/003805, МПК B01J 13/18; B65D 83/14; C08G 18/00, опубл. 13.01.2011 описан способ получения микрокапсул, которые подходят для использования в композициях, образующих герметики, пены, покрытия или клеи.
Недостатком предложенного способа является применение центрифугирования для отделения от технологической жидкости, длительность процесса, а также применение данного способа не в фармацевтической промышленности.
В пат. US 20110223314, МПК B05D 7/0020060101 B05D 007/00, B05C 3/0220060101 B05C 003/02; B05C 11/0020060101 B05C 011/00; B05D 1/1820060101 B05D 001/18; B05D 3/0220060101 B05D 003/02; B05D 3/0620060101 B05D 003/06 от 10.03.2011 описан способ получения микрокапсул методом суспензионной полимеризации, относящийся к группе химических методов с применением нового устройства и ультрафиолетового облучения.
Недостатком данного способа являются сложность и длительность процесса, применение специального оборудования, использование ультрафиолетового облучения.
В пат. US WO/2011/150138, МПК C11D 3/37; B01J 13/08; C11D 17/00, опубл. 01.12.2011 описан способ получения микрокапсул твердых растворимых в воде агентов методом полимеризации.
Недостатками данного способа являются сложность исполнения и длительность процесса.
В пат. EP WO/2012/007438, МПК A61K 8/11; A61Q 13/00; B01J 13/16; B01J 13/18, опубл. 19.01.2012 описан способ получения частиц со средним диаметром менее 50 микрон, состоящих по крайней мере из одной оболочки, методом ступенчатой полимеризации с участием мономера изоцианата. По крайней мере одна оболочка образована цепной реакцией полимеризации роста (желательно свободно-радикальной полимеризации), которая не связана с изоцианатом. Изобретение также относится к способу получения таких частиц, в которых оболочка формируется до цепного роста полимеризации при температуре, при которой цепная реакция роста подавляется. Изобретение также обеспечивает полностью сформулированные продукты, предпочтительно жидкости и гели, которые содержат указанные частицы.
Недостатками предложенного способа являются сложность и длительность процесса, получение микрокапсул химическим методом ступенчатой полимеризации. Получаемые данным способом частицы имеют достаточно большой размер - 50 мкм.
Наиболее близким методом является способ, предложенный в пат. РФ 2134967, МПК A01N 53/00, A01N 25/28, опубл. 27.08.1999. В воде диспергируют раствор смеси природных липидов и пиретроидного инсектицида в весовом отношении 2-4:1 в органическом растворителе, что приводит к упрощению способа микрокапсулирования.
Недостатком метода является диспергирование в водной среде, что делает предложенный способ неприменимым для получения микрокапсул водорастворимых препаратов в водорастворимых полимерах.
Техническая задача - упрощение и ускорение процесса получения нанокапсул водорастворимых аминогликозидных антибиотиков в альгинате натрия, уменьшение потерь при получении нанокапсул (увеличение выхода по массе).
Решение технической задачи достигается способом получения нанокапсул аминогликозидных антибиотиков, характеризующимся тем, что в качестве оболочки нанокапсул используется геллановая камедь, а также получением нанокапсул физико-химическим способом осаждения нерастворителем с использованием осадителя - метиленхлорида.
Результатом предлагаемого метода является получение нанокапсул аминогликозидных антибиотиков в геллановой камеди в течение 15 минут. Выход нанокапсул составляет 100%.
ПРИМЕР 1. Получение нанокапсул канамицина в соотношении ядро:оболочка 1:3
К 1,5 г геллановой камеди в бутаноле добавляют 0,01 г препарата E472c (сложный эфир глицерина с одной-двумя молекулами пищевых жирных кислот и одной-двумя молекулами лимонной кислоты, причем лимонная кислота, как трехосновная, может быть этерифицирована другими глицеридами и как оксокислота - другими жирными кислотами. Свободные кислотные группы могут быть нейтрализованы натрием) в качестве поверхностно-активного вещества. Полученную смесь ставят на магнитную мешалку и включают перемешивание; 0,5 г порошка канамицина небольшими порциями добавляют в суспензию геллановой камеди в бутаноле. После образования самостоятельной твердой фазы медленно добавляют 5 мл метиленхлорида. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают на фильтре, промывают метиленхлоридом и сушат.
Получено 2 г белого порошка. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 2. Получение нанокапсул канамицина в соотношение ядро:оболочка 1:1
К 0,5 г геллановой камеди в бутаноле добавляют 0,01 г препарата E472c в качестве поверхностно-активного вещества. Полученную смесь ставят на магнитную мешалку и включают перемешивание; 0,5 г порошка канамицина небольшими порциями добавляют в суспензию геллановой камеди в бутаноле. После образования самостоятельной твердой фазы медленно добавляют 5 мл метиленхлорида. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают, промывают метиленхлоридом и сушат.
Получено 1 г белого порошка. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 3. Получение нанокапсул амикацина в соотношении ядро:оболочка 1:1
К 0,5 г геллановой камеди в бутаноле добавляют 0,01 г препарата E472c в качестве поверхностно-активного вещества. Полученную смесь ставят на магнитную мешалку и включают перемешивание; 0,5 г порошка амикацина небольшими порциями добавляют к суспензии геллановой камеди в бутаноле. После образования самостоятельной твердой фазы медленно добавляют 5 мл метиленхлорида. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают, промывают метиленхлоридом и сушат.
Получено 1 г белого порошка. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 4. Получение нанокапсул амикацина в соотношении ядро:оболочка 1:3
К 1,5 г геллановой камеди в бутаноле добавляют 0,01 г препарата E472c в качестве поверхностно-активного вещества. Полученную смесь ставят на магнитную мешалку и включают перемешивание; 0,5 г порошка амикацина небольшими порциями добавляют к суспензии геллановой камеди в бутаноле. После образования самостоятельной твердой фазы медленно добавляют 5 мл метиленхлорида. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают, промывают метиленхлоридом и сушат.
Получено 2 г белого порошка. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 5. Получение нанокапсул сульфата гентамицина в соотношении ядро:оболочка 1:1
К 1,5 г геллановой камеди в бутаноле добавляют 0,01 г препарата E472c в качестве поверхностно-активного вещества. Полученную смесь ставят на магнитную мешалку и включают перемешивание; 1,5 г порошка сульфата гентамицина небольшими порциями добавляют к суспензии геллановой камеди в бутаноле. После образования самостоятельной твердой фазы медленно добавляют 5 мл метиленхлорида. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают, промывают метиленхлоридом и сушат.
Получено 3 г белого порошка. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 6. Получение нанокапсул сульфата гентамицина в соотношении ядро:оболочка 1:3
К 1,5 г геллановой камеди в бутаноле добавляют 0,01 г препарата E472c в качестве поверхностно-активного вещества. Полученную смесь ставят на магнитную мешалку и включают перемешивание; 0,5 г порошка сульфата гентамицина небольшими порциями добавляют к суспензии геллановой камеди в бутаноле. После образования самостоятельной твердой фазы медленно добавляют 5 мл метиленхлорида. Полученную суспензию нанокапсул отфильтровывают, промывают метиленхлоридом и сушат.
Получено 2 г белого порошка. Выход составил 100%.
ПРИМЕР 7 Определение размеров нанокапсул методом NTA (рис. 1 – 3).
Измерения проводили на мультипараметрическом анализаторе наночастиц Nanosight LM0 производства Nanosight Ltd (Великобритания) в конфигурации HS-BF (высокочувствительная видеокамера Andor Luca, полупроводниковый лазер с длиной волны 405 нм и мощностью 45 мВт). Прибор основан на методе анализа траекторий наночастиц (Nanoparticle Tracking Analysis, NTA), описанном bASTM E2834.
Оптимальным разведением для разведения было выбрано 1:100. Для измерения были выбраны параметры прибора: Camera Level=16, Detection Threshold = 10 (multi), Min Track Length:Auto, Min Expected Size: Auto. длительность единичного измерения 215s, использование шприцевого насоса.