Способ получения нанокапсул витамина D3
3
METHOD OF PRODUCING VITAMIN D NANOCAPSULES

Изобретение относится к нанотехнологии, а именно получение 7 нанокапсул из наноэмульсии, используемых в качестве носителей активных веществ в фармацевтических композициях и может быть практически применено в фармацевтической промышленности и ветеринарии.
Известны следующие патенты близкие к данному изобретению.
В пат. RU 2 494 729 С2 Липосомальный фармацевтический препарат и способ его изготовления, опубликованный 10.10.2013 Российская Федерация, описывается липосомальный препарат, который может также содержать дополнительные вспомогательные вещества, в частности вспомогательные вещества для дальнейшего изменения характеристик поверхности липосомы, чтобы наделить липосому большими функциональными возможностями в организме. Подобные вспомогательные вещества включают, например, - липиды и тому подобные вещества, модифицированные гидрофильными полимерами. В качестве фосфолипидного бислоя используются вещества с температурой плавления выше, чем температура тела, так что температура фазового сдвига липосомы выше, чем температура тела. При температуре фазового сдвига текучесть мембраны увеличится, а лекарственное средство, инкапсулированное в липосому, будет иметь максимальную скорость выведения. Таким образом, текучесть мембраны оказывает непосредственное воздействие на стабильность липосомы.
В данном изобретении будет использовано ПАВ твин - 80 (полисорбат - 80) с температурой кипения 55-60°С, который растворяется в масляной фазе.
В пат.RU 2 680 096 С2 Липосомальные препараты, опубликованный 15.02.2019 Российская Федерация, получение липосомы ограничено исключительно смешиванием липида с водным раствором. Эти виды липосом существуют в состоянии самой низкой энергии, в котором может существовать липид, находясь в водном растворе, и воспроизводимость этого липосомального препарата не составляет проблем. Выше критических концентраций (около 20% масс/об) в водном растворе начнут образовываться нелипосомальные структуры. Эти липосомы существуют в их состоянии самой низкой энергии и представляют собой термодинамически стабильные, самоформирующиеся липосомы.
В данном изобретении концентрация липидной составляющей не будет превышать 5% масс/об в водном растворе, что сделает систему термодинамически стабильной.
В пат. RU 2491917 C2 Наноэмульсия, опубликованной 10.09.2013, описана технология получения наноэмульсии, которая содержит водный компонент и носитель, включающий липофильный компонент и ПАВ. Способ получения наноэмульсии заключается в смешивании компонентов с помощью контейнера и миксера, оптимизированные для получения очень быстро гомогенизирующейся смеси компонентов (за секунды), избегая образования пены.
Таким образом, способ получения эмульсии в данном изобретении кроме высокоэффективной гомогенизации, требует применения устройств с большими усилиями сдвига, таких как ультразвуковые устройства или гомогенизаторы высокого давления.
Известна технология получения наноэмульсии типа вода в масле с биологически активными веществами (Патент РФ RU 2535022 C2 опубл. 10.12.2014), которая содержит 35-80% гидрофобной фазы, 1-15% гидрофильной фазы, поверхностно-активное вещество. Наноэмульсия типа вода в масле приготовленная по данной пропорции фаз обладает хорошей стойкостью при хранении.
Известна также наноэмульсия с биологически активными веществами (Патент РФ №2362544, A61K 9/10, A61K 9/107, публ. 2008 г.), прозрачная или слегка опалесцирующая наноэмульсия типа вода в масле для орального, трансдермального применения для использования в офтальмологической практике с биологически активными соединениями, характеризующаяся тем, что содержит 35-80% гидрофобной фазы, 17-43% поверхностно-активного вещества, 3-7% сорастворителя и 1-15% водной фазы. В качестве гидрофобной фазы используют смеси моно-, ди- и триглицеридов с моно- и диэфирами насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, поверхностно-активное вещество выбирают из группы неионогенных поверхностно-активных веществ - сорбитанов в смеси со вспомогательным поверхностно-активным веществом (из группы полигидроксиалканов или одноатомных спиртов).
В пат. 2359662 МПK А61K 009/56, A61J 003/07, В01J 013/02, A23L 001/00 опубликован 27.06.2009 Российская Федерация предложен способ получения микрокапсул хлорида натрия с использованием распылительного охлаждения в распылительной градирне Niro при следующих условиях: температура воздуха на входе 10°С, температура воздуха на выходе 28°С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 оборотов/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°С, температура воздуха на выходе 28°С, скорость вращения распыляющего барабана 10000 оборотов/мин).
В пат. 2173140 МПК А61K 009/50, А61K 009/127 Российская Федерация опубликован 10.09.2001 предложен способ получения кремнийорганолипидных микрокапсул с использованием роторно-кавитационной установки, обладающей высокими сдвиговыми усилиями и мощными гидроакустическими явлениями звукового и ультразвукового диапазона для диспергирования.
Недостатком данного способа является применение специального оборудования - роторно-кавитационной установки, которая обладает ультразвуковым действием, что оказывает влияние на образование микрокапсул и при этом может вызывать побочные реакции в связи с тем, что ультразвук разрушающе действует на полимеры белковой природы, поэтому предложенный способ применим при работе с полимерами синтетического происхождения.
4
Наиболее близким к предлагаемому нами методу является способ, предложенный в пат. RU 2 703 269 C1 Способ получения нанокапсул витамина В опубликован 16.10.2019 предложен способ получения нанокапсул путем сушки при комнатной температуре наноэмульсии, содержащую гидрофильную и гидрофобную фазы и в обязательном порядке ПАВ.
Недостатком данного метода получения нанокапсул является использование представителя ароматических перфторированных фторорганических соединений - фторбензола.
Недостатками известных наноэмульсий являются невысокая стойкость при хранении, возможные аллергические реакции из-за присутствия химических компонентов, а также высокая стоимость и необходимость строгого контроля вследствие использования сырья синтетического происхождения.
3
3
Техническая задача - получение стабилизированной наноэмульсии витамина D с последующим получением нанокапсул витамина D с высоким биологическим потенциалом.
3
3
Решение технической задачи достигается способом получения нанокапсул витамина D, отличающийся тем, что в качестве оболочки нанокапсул используется твин-80, а в качестве ядра - витамин D при получении нанокапсул путем механической фрагментации масляной фазы в водной фазе в присутствии ПАВа. Очень маленький размер масляных частиц часто достигается посредством, по меньшей мере, одного пропускания через гомогенизатор высокого давления или ультразвуковое устройство.
Отличительной особенностью предлагаемого метода является получение нанокапсул высокоэффективным физическим методом с использованием ультрагомогенизатора IKA T 18 digital ULTRA-TURRAX и оборотах вала 2000 об/мин, время экспозиции 5 минут.
3
Предварительно готовят масляный концентрат по следующей технологии: в химический стакан, закрытый фольгой, в токе азота внесли 86,5 г С8/С10 триглицерида и 1 г витамина Е (токоферола ацетат). При перемешивании без нагрева и в токе азота добавили 12,5 г витамина D(40 млн МЕ/г). Перемешивали в токе азота до полного растворения и в токе азота перенесли в банку темного стекла, предварительно продутую азотом. Перед закрытием банки произвели дополнительную продувку азотом в течение 2 минут.
3
3
3
Способ получения нанокапсул витамина D в среде твин-80 характеризуется тем, что в качестве оболочки используется твин-80, а в качестве ядра - витамин D, при массовом соотношении ядро: оболочка 2:1. В химический стакан с подогретой до 50-60°C водой очищенной добавляют 5 г приготовленной заранее по обозначенной технологии масляного концентрата витамина D, 3 г 2-гидрокси-β-циклодекстрина, 2 г воска эмульсионного (предварительно расплавленного) и твин-80 5 г. Наноэмульсию получают путем перемешивания компонентов при комнатной температуре в химическом стакане с использованием ультрагомогенизатора IKA T 18 digital ULTRA-TURRAX и оборотах вала 2000 об/мин, время экспозиции 5 минут и 3 разных режима воздействия:
1) магнитная мешалка c подогревом MR Hei-Standard (Heldolph Instruments, Germany), время экспозиции 5 минут;
2) центрифуга - High speed centrifuge (MECHANIKA PRECYZYJNA, Poland) 5000 об/мин, время экспозиции 5 минут;
3) ванна ультразвуковая УЗВ-7/100-МП-РЭЛТЕК УХЛ 4 ТУ 3444-005-26285789-2006, время экспозиции 5 минут.
Полученную наноэмульсию сушат на лиофильной сушилке Zirbus VaCo2 при следующих условиях.
На первом этапе сублимационной сушки образцы наноэмульсии замораживают до низкой температуры (-60°С) и в открытой таре помещают в рабочую камеру устройства на 2 часа. Рабочая камера лиофильной сушки соединяется с низкотемпературным отделением, называемым конденсором, в котором поддерживается низкая температура, при этом температура в конденсоре всегда ниже, чем в камере для лиофилизации.
На втором этапе сушки происходит непосредственное удаление льда или кристаллов растворителя из замороженного раствора. Для чего во всей системе создается высокий вакуум. За счет разности парциального давления паров воды происходит перемораживание воды в конденсоре, т.е. вода из замороженного раствора, минуя жидкое состояние, намораживается на змеевике конденсора. Удаление остаточной влаги в течение 1,5 часа.
3
Результатом предлагаемого метода являются получение нанокапсул витамина D.
3
ПРИМЕР 1. Получение нанокапсул D, соотношение ядро: оболочка 1:1
3
5 г масляного концентрата витамина D добавляют в подогретую до 50°С воду очищенную в присутствии 5 г твин-80, 3 г 2-гидрокси-β-циклодекстрина, 2 г воска эмульсионного (предварительно расплавленного). Полученную эмульсию подвергали воздействию ультрагомогенизатора IKA T 18 digital ULTRA-TURRAX, режим 2000 об/мин, продолжительность 5 минут и магнитной мешалки c подогревом MR Hei-Standard (Heldolph Instruments, Germany), время экспозиции 5 мин. Далее наноэмульсию сушат на лиофильной сушилке Zirbus VaCo 2 по вышеизложенной технологии.
3
ПРИМЕР 2. Получение нанокапсул D, соотношение ядро: оболочка 2:1
3
5 г масляного концентрата витамина D добавляют в подогретую до 50°С воду очищенную в присутствии 5 г твин-80, 3 г 2-гидрокси-β-циклодекстрина, 2 г воска эмульсионного (предварительно расплавленного). Полученную эмульсию подвергали воздействию ультрагомогенизатора IKA T 18 digital ULTRA-TURRAX, режим 2000 об/мин, продолжительность 5 минут и центрифуги - High speed centrifuge (MECHANIKA PRECYZYJNA, Poland) 5000 об/мин, время экспозиции 5 минут.Далее наноэмульсию сушат на лиофильной сушилке Zirbus VaCo 2 по вышеизложенной технологии.
3
ПРИМЕР 3. Получение нанокапсул D, соотношение ядро: оболочка 3:1
3
5 г масляного концентрата витамина D добавляют в подогретую до 50°С воду очищенную в присутствии 5 г твин-80, 3 г 2-гидрокси-β-циклодекстрина, 2 г воска эмульсионного (предварительно расплавленного). Полученную эмульсию подвергали воздействию ультрагомогенизатора IKA T 18 digital ULTRA-TURRAX, режим 2000 об/мин, продолжительность 5 минут и ванны ультразвуковой УЗВ-7/100-МП-РЭЛТЕК УХЛ 4 ТУ 3444-005-26285789-2006, время экспозиции 5 минут. Далее наноэмульсию сушат на лиофильной сушилке Zirbus VaCo 2 по вышеизложенной технологии.
На фиг.1 показана гистограмма распределения среднего гидродинамического радиуса в анализируемом образце после воздействия магнитной мешалки c подогревом MR Hei-Standard (Heldolph Instruments, Germany), время экспозиции 5 мин.
На фиг.2 показана гистограмма распределения среднего гидродинамического радиуса в анализируемом образце после воздействия центрифуги - High speed centrifuge (MECHANIKA PRECYZYJNA, Poland) 5000 об/мин, время экспозиции 5 минут.
На фиг.3 показана гистограмма распределения среднего гидродинамического радиуса в анализируемом образце после воздействия ванны ультразвуковой УЗВ-7/100-МП-РЭЛТЕК УХЛ 4 ТУ 3444-005-26285789-2006, время экспозиции 5 минут.
Перед определением размера частиц каждый образец был разбавлен в 2 раза дистиллированной водой, размер частиц определяли методом фотонно-корреляционной спектроскопии на установке Photocor Complex (производство ООО «Антек-97», Россия). Компьютерную обработку данных осуществляли с применением программного обеспечения DynaLS.
Формула изобретения
3
3
3
Способ получения нанокапсул витамина D в среде твин-80 характеризуется тем, что в качестве оболочки используется твин-80, а в качестве ядра - витамин D, при массовом соотношении ядро:оболочка 1:1, или 2:1, или 3:1. В химический стакан с подогретой до 50°C водой очищенной добавляют 5 г приготовленной заранее по обозначенной технологии масляного концентрата витамина D, 3 г 2-гидрокси-β-циклодекстрина, 2 г воска эмульсионного (предварительно расплавленного) и твин-80 5 г. Наноэмульсию получают путем смешивания компонентов при комнатной температуре при перемешивании в химическом стакане с использованием ультаргомогенизатора и оборотах вала 2000 об/мин, время экспозиции 5 минут и 3 разных режима воздействия:
1) перемешивание с помощью магнитной мешалки c подогревом MR, время экспозиции 5 минут;
2) центрифугирование при скорости 5000 об/мин, время экспозиции 5 минут;
3) озвучивание в ультразвуковой ванной: мощность источника ультарзвука 100 Вт, время экспозиции 5 минут.
Полученную наноэмульсию сушат на лиофильной сушилке при следующих условиях.
На первом этапе сублимационной сушки образцы наноэмульсии замораживают до низкой температуры (-60°С) и в открытой таре помещают в рабочую камеру устройства на 2 часа. Рабочая камера лиофильной сушки соединяется с низкотемпературным отделением, называемым конденсором, в котором поддерживается низкая температура, при этом температура в конденсоре всегда ниже, чем в камере для лиофилизации.
На втором этапе сушки происходит непосредственное удаление льда или кристаллов растворителя из замороженного раствора. Для чего во всей системе создается высокий вакуум. За счет разности парциального давления паров воды происходит перемораживание воды в конденсоре, т.е. вода из замороженного раствора, минуя жидкое состояние, намораживается на змеевике конденсора. Удаление остаточной влаги в течение 1,5 часа.
3
Результатом предлагаемого метода являются получение нанокапсул витамина D.