УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИИ Российский патент 2016 года по МПК B01F3/08 B01F5/06 

Область изобретения

Изобретение относится к устройству для приготовления эмульсии, способу применения данного устройства и композиции, выполненной по способу изобретения. В частности, раскрытое устройство представляет собой колонну, имеющую разделители для распределения наполнителя и направления потока текучей среды через колонну для получения эмульсионного продукта.

Уровень техники

Капсулирование фармацевтических препаратов в биосовместимые, биоразрушаемые полимерные микрочастицы, может пролонгировать сохранение уровней терапевтических препаратов относительно ввода самого препарата. Замедленное высвобождение может быть пролонгировано до нескольких месяцев, в зависимости от состава и капсулированной активной молекулы. Для пролонгации существования в местоположении, препарат может быть выполнен внутри матрицы в виде медленно высвобождающегося состава. При последующем введении препарат далее высвобождается через диффузию, через эрозию матрицы. Капсулирование внутри биосовместимых, биоразрушаемых полиэстеров, таких, как, например, сополимеры из лактида и гликолида, применяли для разделения небольших молекулярных терапевтических средств, изменяющихся от нерастворимых стероидов до небольших пептидов. В настоящее время на рынке существует более десятка полимерных составов на базе лактида/гликолида, большинство которых представлено в виде микрочастиц.

Кроме того, патент США №6,706,289, приведенный здесь в полном объеме по ссылке, раскрывает составы с регулируемым высвобождением из биологически активных молекул, которые связаны с растворяющимися в воде полимерами, такими, как полиэтилен-гликоль, и способы их производства. Составы основаны на твердых микрочастицах, полученных сочетанием биоразрушаемых полимеров, таких, как полимолочная кислота (PLA), полигликолиевая кислота (PGA) и сополимеры из них.

Было представлено несколько технологий для производства микрочастиц, содержащих биологические и химические реагенты, с помощью технологии производства, базирующейся на эмульсионной основе. В общем, способы имеют первую фазу, состоящую из органического растворителя, полимера и биологического или химического реагента, растворенного, или диспергированного в первом растворителе. Вторая фаза содержит воду и стабилизирующий реагент и, по желанию, первый растворитель. Первая и вторая фазы эмульгируют и, после образования эмульсии из эмульсии удаляют первый растворитель, получая отвержденные микрочастицы.

По одной технологии, два несмешивающихся раствора добавляют в слой наполнителя из сферических шариков внутри колонны с эмульсией. Идеально, два раствора имеют общую массовую скорость потока, которая создает условия ламинарного течения. Поток растворов повторно разделяют и вновь объединяют, чтобы создать однородные объемы текучей среды, которые содержат часть каждого несмешиваемого раствора. Меньшая часть отделяется в мелкие сферические капли в виде диспергированной фазы в большей части (непрерывная фаза). Повторное разделение и воссоединение является критичным для формирования гомогената.

Когда вышеупомянутую технологию приспосабливают к большему масштабу, происходит параметрическое увеличение потенциальной длины пути, который должен быть пройден каждым элементом текучей среды. Данные увеличения длины пути приводят к увеличению времени пребывания элементов текучей среды в колонне с эмульсией наполнителя. Увеличения времени пребывания, в свою очередь, могут оказать воздействие на физические свойства конечного эмульсионного продукта.

Другой проблемой, которая встает во время увеличения масштаба колонны с эмульсией наполнителя, является формирование предпочтительных каналов для перемещения текучей среды внутри слоя наполнителя. Формирование предпочтительных каналов приводит к "виртуальным колоннам", через которые течение увеличено по отношению к значению скорости течения, и "статичным областям", где течение снижено по отношению к значению скорости течения. Присутствие таких "виртуальных колонн" и "статичных областей" оказывает воздействие на число случаев гомогенизации и на другие параметры формирования эмульсии.

Таким образом, для формирования микрочастиц на основе эмульсии, необходимы легко изменяемое в масштабе устройство и способы, которые обеспечивают узкое, репродуцируемое распределение по размеру частиц, пригодных для применения, как в больших, так и в малых объемах. В частности, есть необходимость сослаться на известный опыт, на колонну, которая выполнена для поддержания совместимой длины пути и предотвращения формирования предпочтительных каналов в слое наполнителя во время увеличения масштаба эмульсионного процесса.

Сущность изобретения

Здесь раскрыты колонны для получения наполнителя, который позволяет текучей среде течь по колонне. Колонны имеют периферию, которая ограничивает внутреннюю полость, находящуюся в коммуникационной связи текучей средой с входами и выходами колонны. В одном варианте вход колонны принимает по меньшей мере одну текучую среду. В другом варианте колонна включает в себя по меньшей мере один разделитель, расположенный внутри внутренней полости. В другом варианте каждый разделитель продолжается вдоль по меньшей мере части продольной длины внутренней полости колонны. По дополнительному объекту, разделители выполнены для разделения наполнителя и направления потока текучей среды по колонне. Также описаны способы приготовления эмульсий, применяющие раскрытые колонны.

Дополнительные преимущества будут установлены далее в следующем разделе описания, и, отчасти, будут очевидны из описания, или могут быть познаны из рассмотренных ниже практических объектов. Рассмотренные ниже преимущества, будут реализованы и представлены посредством элементов и сочетаний, конкретно установленных в прилагаемой формуле изобретения. Понятно, что как последующее общее описание, так и последующее подробное описание, являются примерными и только разъясняющими, а не ограничивающими.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи, которые введены и составляют часть данного описания, иллюстрируют некоторые варианты, описанные в дальнейшем.

Фиг.1А является видом в перспективе колонны, имеющей внутреннюю полость, продольную ось, вход и выход, в описанном здесь виде. Фиг.1B является видом сверху колонны фиг.1А.

Фиг.2А является видом в перспективе примерной колонны, имеющей разделители в описанном здесь виде. Фиг.2В является видом сверху во внутреннюю полость колонны фиг.2А. Фиг.2С является закрытым, с частичным вырезом, видом разделителя фиг.2А.

Фиг.3А является видом в перспективе примерной колонны, имеющей разделители в описанном здесь виде. Фиг.3В является видом сверху по внутреннюю полость колонны фиг.3А.

Фиг.4А является видом в перспективе примерной колонны, имеющей разделители в описанном здесь виде. Фиг.4B является видом сверху во внутреннюю полость колонны фиг.4а.

Фиг.5А является видом в перспективе примерной колонны, имеющей цилиндрические разделители в описанном здесь виде. Фиг.5B является видом сверху во внутреннюю полость колонны фиг.5А.

Фиг.6 является схематичной диаграммой примерного устройства с фильтрующим слоем в описанном здесь виде.

Подробное описание изобретения

Данное изобретение может быть легче понято со ссылкой на следующее подробное описание, примеры, формулу изобретения и их предыдущее, и последующее описание. Однако, перед тем, как раскрываются и описываются данные композиции, артикли, устройства и/или способы, следует понимать, что данное изобретение не должно ограничиваться раскрытыми конкретными композициями, артикли, системы, и/или способы, если не указано иначе, конечно, как таковые, могут изменяться. Следует также понимать, что использованная здесь терминология, предусмотрена только с целью описания конкретных объектов и не рассматривается в качестве ограничения.

Последующее описание изобретения обеспечено для предоставления возможности усвоения изобретения в его известных сегодня вариантах осуществления. Поэтому, специалистам в данной области техники будет понятно и очевидно, что в различные варианты описанного здесь изобретения могут быть внесены многие изменения, с получением, в то же время, дополнительных полезных результатов. Также очевидно, что некоторые из желаемых преимуществ данного изобретения могут быть получены выбором некоторых из признаков данного изобретения без использования других признаков. Соответственно, те, кто работают в данной области, узнают, что многие модификации и добавления к данному изобретению являются возможными и могут быть даже желательными, при определенных обстоятельствах, и являются частью данного изобретения. Таким образом, последующее описание представлено в качестве иллюстрации принципов данного изобретения, а не его ограничения.

Перед тем, как данные микрочастицы, сополимеры, полимерные примеси, составы, композиции и/или способы будут раскрыты и описаны, должно быть ясно, что описанные здесь объекты, не ограничиваются конкретными составами, синтетическими способами, или применениями, но могут, как таковые, конечно, изменяться. Также должно быть понятно, что используемая здесь терминология служит только для цели описания конкретных объектов и, если не отмечено особо, не предусматривает ограничения.

В данной спецификации и в последующей формуле изобретения будет выполнено обращение к ряду терминов, которые определены со следующими смысловыми значениями:

По всему данному описанию, если контекст не требует иного, слово "содержать", или вариации, такие как "содержит" или "содержащий", следует понимать, как подразумевающее включение заявленного единого целого, или этапа, или группы единых целых, или этапов, но не исключение любого другого целого, или этапа, или группы единых целых, или этапов.

Необходимо отметить, что используемые в описании и прилагаемой формуле формы единственного числа включают в себя множественные объекты ссылки, если контекст четко не указывает иначе. Таким образом, например, ссылка на "фармацевтический наполнитель" включает в себя смеси из двух, или более таких наполнителей, и подобное.

"Необязательный" и "при необходимости" означает, что последовательно описанное событие, или обстоятельство, может или не может произойти, и что описание включает в себя варианты, где событие имеет место, и варианты, где событие не происходит.

Пределы могут выражаться здесь как в виде "от около" одного конкретного значения, так и/или "до около" другого конкретного значения. Когда предел выражен так, то другой вариант находится от одного конкретного значения и/или до другого конкретного значения. Аналогично, когда значения выражены как приближения, при использовании ранее упомянутого "около", понятно, что конкретное значение образует другой вариант. Далее понятно, что конечные точки каждого из пределов являются существенными, как в отношении к другой конечной точке, так и независимыми от другой конечной точки.

Термин "биоразрушаемый" относится к полимерам, которые растворяются, или распадаются в организме за период времени, который является приемлемым в данной терапевтической ситуации. Это время, как правило, составляет меньше пяти лет, а обычно менее одного года, после воздействия физиологического pH и температуры, поскольку pH изменяется от около 6 и до около 9, а температура изменяется от около 25°C до около 38°C.

Термин "устройство с наполнителем" относится к любому баку, содержащему наполнитель, способный к созданию эмульсии при контакте с двумя несмешивающимися текучими средами.

Термин "активное вещество" относится к любому биологическому или химическому компоненту.

Термин "микрочастицы" относится к частицам, имеющим диаметр, как правило, менее 1,00 мм, более типично, между 1,0 и 250 мк (микрон). Микрочастицы данного изобретения включают в себя, но не ограничиваются этим, микросферы, микрокапсулы, микрогубки, микрогранулы и, в общем, частицы с внутренней структурой, содержащей матрицу вещества, и формообразующий наполнитель. Микрочастицы могут также включать в себя наночастицы.

Термин "наночастицы" относится к частицам, имеющим диаметр, как правило, между около 20 нанометров (нм) и около 2,0 микрон, более типично, между около 10 нм и около 1,0 микрона.

"Введение" является препаратом, предусмотренным для парентерального введения. Введения включают в себя, но не ограничиваются этим, жидкие препараты, которые являются лекарственными субстанциями, или растворами, или суспензиями из них.

Термин "контролируемое высвобождение" относится к управлению скоростью и/или количеством биологически активных молекул, выпускаемых в соответствии с рецептурой доставки лекарственного препарата по изобретению. Кинетика контролируемого высвобождения может быть непрерывной, прерывистой, переменной, линейной или нелинейной. Это может быть осуществлено применением одного, или более видов полимерных композиций, вводом лекарств, включением формообразующих наполнителей, или интенсификаторов разложения, или других модификаторов, вводимых отдельно, или в сочетании, или последовательно, для достижения желаемого эффекта. "Контролируемое высвобождение" микрочастиц включает в себя, но не ограничивается этим, замедленное высвобождение микрочастиц и отсроченное высвобождение микрочастиц.

Термин "замедленное высвобождение" относится к высвобождению биологически активного компонента в теле непрерывно, в течение длительного промежутка времени. Рецептуры замедленного высвобождения обладают способностью обеспечивать субъект биологически активным компонентом на период времени, превышающий тот, который достигается при обычном струйном введении биологически активного компонента. Замедленное высвобождение микрочастиц может, предпочтительно, снижать частоту приема биологически активного компонента.

Биологически активный компонент, биоактивный компонент, биологически активная составляющая, или биологически активная молекула, может быть любой субстанцией, которая может воздействовать на любые физические или биологические свойства биологического организма, включая в себя, но не ограничивая этим, вирусы, бактерии, грибы, растения, животных и людей. Биологически активные молекулы могут включать в себя любую субстанцию, предусмотренную для диагностики, курсового лечения, терапии или профилактики заболевания людей, или других животных организмов, или иначе, улучшения физического и психического состояния людей или животных.

Под "лечением" подразумевается медицинское лечение пациента с намерением, что результатом будет излечение, улучшение состояния, статического равновесия, или профилактика болезни, патологического состояния, или расстройства. Данный термин включает в себя активное лечение, т.е., лечение, направленное, конкретно, на положительную динамику болезни, патологическое состояние, или расстройство, а также включает в себя каузальное лечение, т.е., лечение, направленное на устранение причины заболевания, патологического состояния, или расстройства. В дополнение, данный термин включает в себя паллиативное лечение, т.е., лечение, направленное скорее на купирование симптомов, чем на излечение болезни, патологического состояния, или расстройства; профилактическое лечение, т.е., лечение, направленное на профилактику заболевания, патологического состояния, или расстройства; и поддерживающее лечение, т.е., лечение, применяемое в дополнение к другой конкретной терапии, направленное на положительную динамику болезни, патологического состояния, или расстройства. Термин "лечение" включает в себя также симптоматическое лечение, т.е., лечение, направленное на конституциональные симптомы болезни, патологического состояния, или расстройства.

Термин "пригодность к применению в шприце" относится к вытяжке или выдаче микрочастиц через иглу без существенной агрегации частиц, или закупоривания иглы.

"Субъект" используется здесь по отношению к любой задаче введения. Субъектом может быть позвоночное, например, млекопитающее. Таким образом, субъектом может быть человек. Термин не указывает конкретный возраст или пол. Таким образом, охвату подлежат взрослые и новорожденные субъекты, а также плоды, как мужские, так и женские. "Пациент" относится к субъекту, пораженному болезнью или расстройством, и включает в себя субъекты в виде человека и животного.

Раскрытыми являются составы, композиции и компоненты, которые могут быть применены самостоятельно, могут быть применены в сочетании, и/или могут быть применены при приготовлении с помощью заявленных устройства и способов. Здесь раскрыты эти и другие материалы, и понятно, что, когда раскрываются сочетания, подклассы, взаимосвязи, группы, и проч., из данных материалов, при этом, конкретная ссылка на каждое различное отдельное и совместное сочетания и перестановка данных составов не может быть раскрыта в прямой форме, каждая конкретно рассмотрена и описана здесь. Например, если ряд разных полимеров и компонентов рассмотрен и обсужден здесь, то каждый, и каждое возможное сочетание, перестановка полимера и компонента, рассмотрен конкретно, если особо не указано иное. Таким образом, если раскрыт класс молекул А, В и С, также как и класс молекул D, Е и F, и раскрыт пример сочетания молекулы A-D, тогда, даже если каждый не описан отдельно, каждый рассмотрен отдельно и совместно. Таким образом, в данном примере, каждое из сочетаний А-Е, A-F, B-D, В-Е, B-F, C-D, С-Е и C-F рассмотрены конкретно, и должны быть рассмотрены раскрытыми из раскрытия А, В, и С; D, Е и F; и сочетания A-D примера. Аналогично, любой подкласс, или сочетание из них также конкретно рассмотрено и раскрыто. Таким образом, подгруппа из А-Е, B-F и С-Е рассмотрены конкретно, и должны быть рассмотрены раскрытыми из раскрытия А, В, и С; D, Е, и F; и сочетания A-D примера. Данная концепция распространяется на все объекты данного раскрытия, включающего в себя, но не ограничиваемого этим, этапы способов приготовления и применения раскрытых композиций. Таким образом, если имеется множество дополнительных этапов, которые могут быть выполнены, понятно, что каждый из этих дополнительных этапов может быть выполнен с любым конкретным вариантом осуществления, или сочетанием вариантов осуществления раскрытых способов, и что каждое такое сочетание особо рассматривается и должно быть рассмотрено раскрытым.

В общих чертах объекта изобретения, со ссылкой на фиг.1А и 1B раскрыта колонна 10 для приема наполнителя 40. По одному объекту колонна 10 может иметь продольную ось 12 и периферию 14, ограничивающую внутреннюю полость 16. По другому объекту внутренняя полость 16 может иметь продольную ось 13. Предполагается, что наполнитель 40 может быть выполнен для разрешения течения текучей среды через колонну 10 по продольной оси 12. Дополнительно предполагается, что отверстия, образованные внутри наполнителя 40 внутри внутренней полости 16, могут функционировать в качестве каналов, которые многократно встречаются, когда текучая среда течет по колонне 10.

В одном варианте предполагается, что колонна 10 может быть баком любой формы, который пригоден для наполнения наполнителем 40. Например, предполагается, что поперечное сечение колонны 10 может быть, по существу, прямоугольным, квадратным, круглым или циркульным. В одном примерном варианте, показанном на фиг.1А и 1B, внутренняя полость 16 колонны 10 может иметь диаметр 17, и колонна может быть, по существу, цилиндрической. В другом варианте, продольная длина 13 внутренней полости 16 колонны 10 может изменяться от около 1 см до около 100 см. Еще в одном варианте, продольная длина 13 внутренней емкости 16 колонны 10 может изменяться от около 5 см до около 20 см.

В дополнительном варианте, колонна 10 может содержать вход 18 в коммуникационной связи текучей средой с внутренней полостью 16. В данном варианте вход 18 может быть выполнен для приема по меньшей мере одной текучей среды. В дополнительном варианте, колонна 10 может содержать выход 20 в коммуникационной связи текучей средой с внутренней полостью 16. В одном примерном варианте, и показанном на фиг.1А, выход 20 может быть удален от входа 18 вдоль продольной оси 12 колонны 10.

В другом варианте, и по ссылке на фиг.2А-5B, колонна 10 может содержать по меньшей мере один разделитель 50, расположенный внутри внутренней полости 16. В данном варианте, предполагается, что каждый разделитель 50 по меньшей мере одного разделителя, может продолжаться вдоль по меньшей мере части продольной длины 13 внутренней полости 16. В дополнительном варианте по меньшей мере один разделитель 50 может быть выполнен для разделения наполнителя 40 и направления течения текучей среды через внутреннюю полость 16 колонны 10. Предполагается, что по меньшей мере один разделитель 50 может быть выполнен для ограничения образования предпочтительных путей прохода и статических площадей внутри наполнителя 40 и, тем самым, поддерживать ламинарное течение через внутреннюю полость 16 колонны 10. Дополнительно предполагается, что по меньшей мере один разделитель 50 может быть масштабирован соответствующим образом в колонне 10, для обеспечения аналогичных преимуществ независимо от размеров колонны.

В дополнительном варианте по меньшей мере один разделитель 50 может быть, при желании, удален от входа 18 колонны. В последующем варианте по меньшей мере один разделитель 50 может быть, при желании, удален от выхода 20 колонны. Еще в одном желательном варианте по меньшей мере один разделитель 50 может быть разнесен как с входом 18, так и с выходом 20 колонны.

По желанию, в одном варианте по меньшей мере один разделитель 50 может быть, к тому же, прикреплен к периферии 14 колонны 10. Альтернативно, в другом варианте, колонна 10 может дополнительно содержать входной фильтр, прикрепленный входу колонны, и выходной фильтр, прикрепленный к выходу колонны, и по меньшей мере один разделитель может быть прикреплен, к тому же по меньшей мере к входному фильтру и выходному фильтру.

В дополнительном варианте по меньшей мере один разделитель 50 может содержать множество разделителей. В данном варианте предполагается, что множество разделителей 50 может содержать два, три, четыре, пять, шесть, семь, восемь, девять, десять, одиннадцать, двенадцать, и более разделителей. В одном варианте, представленном на фиг.2А-4B, предполагается, что каждый разделитель из множества разделителей может продолжаться вовнутрь от периферии 14 колонны 10, или проксимально к ней, по существу, ортогонально к продольной оси 12 колонны. В дополнительном варианте по меньшей мере два разделителя 50 из множества разделителей могут пересекаться внутри внутренней полости 16 колонны 10. В данном варианте предполагается, что все из множества разделителей 50 могут пересекаться внутри внутренней полости 16 колонны 10. В одном примерном варианте, представленном на фиг.4А-4B, множество разделителей 50 могут продолжаться, по существу, спирально вдоль продольной оси 13 внутренней полости 16 колонны 10.

Предполагается, что по меньшей мере один разделитель 50 может содержать материалы, которые являются аналогичными, или идентичными материалам колонны 10. Дополнительно предполагается, что по меньшей мере один разделитель 50 может содержать материалы, которые аналогичны, или идентичны материалам наполнителя 40. В некоторых вариантах колонна 10 и наполнитель 40 могут содержать разные материалы. Тем не менее, также предполагается, что колонна 10 и наполнитель 40 могут содержать аналогичные или идентичные материалы.

В различных вариантах, и как представлено на фиг.2С, каждый разделитель 50 по меньшей мере из одного разделителя может иметь продольную длину 52, ширину 54 и толщину 56. В одном примерном варианте, как показано на фиг.1B, предполагается, что периферия 14 колонны 10 может иметь толщину 11, а толщина периферии колонны может быть, по существу, равна толщине 56 каждого разделителя 50 по меньшей мере из одного разделителя. В другом примерном варианте, отношение продольной длины 52 каждого разделителя 50 к продольной длине 13 внутренней полости 16 колонны 10 может изменяться от около 0,1:1,0 до около 1,0:1,0, включая в себя 0,2:1,0, 0,3:1,0, 0,4:1,0, 0,5:1,0, 0,6:1,0, 0,7:1,0, 0,8:1,0, 0,9:1,0, и все отношения между ними. В последующем примерном варианте, отношение ширины 54 каждого разделителя 50 к диаметру 17 внутренней полости 16 колонны 10 может изменяться от около 0,1:1,0 до около 1,0:1,0, включая в себя 0,2:1,0, 0,3:1,0, 0,4:1,0, 0,5:1,0, 0,6:1,0, 0,7:1,0, 0,8:1,0, 0,9:1,0, и все отношения между ними.

В одном примерном, но не ограниченном этим варианте, множество разделителей 50 может содержать по меньшей мере один разделитель, продолжающийся, по существу, вдоль полной продольной длины 13 внутренней полости 16 колонны 10. В данном варианте, предполагается, что множество разделителей 50 может дополнительно содержать по меньшей мере один разделитель, продолжающийся только вдоль участка продольной длины 13 внутренней полости 16 колонны 10. В другом примерном и не ограниченном этим варианте, множество разделителей 50 может расположено в шахматном порядке вдоль продольной длины 13 внутренней полости 16 колонны 10.

В дополнительном варианте, как показано на фиг.5А-5B, когда колонна 10 является, по существу, цилиндрической по меньшей мере один разделитель 50 может содержать по меньшей мере один цилиндрический разделитель 50, имеющий продольную ось и диаметр 58. В данном варианте, диаметр 58 каждого цилиндрического разделителя 50 по меньшей мере одного цилиндрического разделителя, может быть меньше диаметра 17 внутренней полости 16 колонны 10. Предполагается, что каждый цилиндрический разделитель 50 может быть закреплен внутри внутренней полости так, что продольная ось цилиндрического разделителя, по существу, выровнена с продольной осью 12 колонны 10. Дополнительно предполагается, что продольная ось по меньшей мере одного цилиндрического разделителя 50 может совпадать с продольной осью 12 колонны 10, и быть общей с ней.

В одном примерном варианте, и со ссылкой на фиг.5А и 5B по меньшей мере один цилиндрически разделитель 50 может содержать множество цилиндрических разделителей, имеющих ступенчато уменьшающиеся диаметры. В данном варианте, множество цилиндрических разделителей 50 может быть закреплено внутри внутренней полости 16 так, что цилиндрические разделители радиально разнесены друг от друга относительно продольной оси 12 колонны.

В другом примерном варианте, как показано в нем, предполагается, что по меньшей мере один разделитель 50 может содержать по меньшей мере один разделитель, продолжающийся вовнутрь от периферии 15 колонны 10.

В одном варианте, наполнитель 40 может содержать по меньшей мере одно из металла, керамики, пластика и стекла. В другом варианте, наполнитель 40 может быть выполнен в виде, одного из традиционных сфер, шариков, гранул, крошек, волокон, губок и подушечек. В одном примерном варианте, наполнитель 40 может быть материалом из стекла и инертного металла, такого, как нержавеющая сталь. В другом примерном варианте, наполнитель 40 может быть материалом из шариков боросиликатного стекла и шариков нержавеющей стали. В дополнительном варианте, когда наполнитель 40 содержит шарики, шарики могут иметь диаметр, изменяющийся от около 20 микрон до около 2,000 микрон. Еще в одном варианте, шарики могут иметь диаметр, изменяющийся от около 50 микрон до около 1,000 микром. Еще в одном варианте, шарики могут иметь диаметр, изменяющийся от около 300 микрон до около 800 микрон.

При работе, раскрытые колонны могут эксплуатироваться по способу приготовления эмульсии. В одном варианте, способ содержит этап, на котором располагают наполнитель внутри колонны. В другом варианте, способ содержит этап, на котором через вход колонны вводят множество текучих сред. В данном варианте, предполагается, что множество текучих сред могут объединяться внутри внутренней полости, для образования эмульсионного продукта. В дополнительном варианте, способ содержит этап, на котором эмульсионный продукт отбирают через выход колонны. Используемый здесь термин "эмульсионный продукт" относится к любой эмульсии, получаемой из смеси множества текучих сред, включая эмульсии, содержащие непрерывную фазу, которая окружает дисперсную фазу, содержащую активные компоненты. В примерном, не ограничивающем варианте, эмульсионный продукт может содержать растворенный активный компонент в дисперсной фазе. В другом примерном, не ограничивающем варианте, эмульсионный продукт может содержать взвешенный активный компонент в дисперсной фазе. В дополнительном примерном, не ограничивающем варианте, эмульсионный продукт может содержать дисперсный активный компонент в дисперсной фазе. В одном варианте предполагается, что эмульсионный продукт может содержать микросуспензию, включающую в себя активный компонент.

В примерных вариантах, предполагается, что множество текучих сред может содержать первую и вторую фазу. Первая и вторая фазы множества текучих сред могут быть любыми двумя текучими средами, которые не смешиваются одна с другой. В одном варианте, предполагается, что первая фаза может служить в качестве дисперсной фазы, в то время как вторая фаза может служить в качестве непрерывной фазы, которая окружает первую фазу. Если при приготовлении микрочастиц применяют третью фазу, то результирующий продукт из первой и второй фаз объединяют с третьей фазой. В данном случае, продукт от объединения первой и второй фаз и третьей фазы может быть любыми двумя текучими средами, которые не смешиваются одна с другой.

В данных вариантах, предполагается, что первая фаза может содержать растворитель и активный компонент. Растворителями для первой фазы могут быть любые органические растворители, или растворители на водной основе. Примеры растворителей включают в себя, но неограниченны этим, воду, метиленхлорид, хлороформ, этилацетат, бензиловый спирт, диэтилкарбонат, метилэтиленгликоль и смеси из вышеупомянутого. В примерном варианте растворителем является этилацетат или метиленхлорид. В одном варианте, первая фаза может содержать раствор из биоразрушаемого полимера и биологического, или химического компонента в виде раствора, или суспензии. Альтернативно, предполагается, что биологический, или химический компонент может быть растворен, или взвешен во второй фазе.

Дополнительно предполагается, что вторая фаза может содержать растворитель. Растворителем для второй фазы может быть любая органическая текучая среда, или текучая среда на водной основе, которая не смешивается с первой фазой. Примеры включают в себя, но не ограничены этим, раствор на основе воды, органический растворитель, и подобное. В одном примерном варианте, вторая фаза может содержать воду, стабилизатор эмульсии и, желательно, растворитель. В другом примерном варианте, вторая фаза может содержать воду, один, или более биологических или химических компонентов и, по желанию, водорастворимый полимер. Еще в одном примерном варианте, вторая фаза может содержать второй органический растворитель, один, или более биологических, или химических компонентов, и полимер.

Еще дополнительно полагается, что, когда в объеме раскрытых способов применяют третью фазу, то третья фаза может содержать растворитель. В одном варианте растворителем третьей фазы может быть любой органический растворитель, или вода.

В одном варианте растворители первой фазы и второй фазы могут быть выбраны из группы, состоящей из метиленхлорида, хлороформа, этилацетата, бензилового спирта, диэтилкарбоната, метилэтиленкетона и воды.

Активными компонентами изобретения может быть любой биологический или химический компонент. Примеры биологически активных компонентов включают в себя, но не ограничены этим, антитела, пептиды, простые белки, энзимы, гибридные белки, порфирины, нуклеиновые кислоты, нуклеозиды, олигонуклеотиды, антисмысловые олигонуклеотиды, РНК, ДНК, малая интерферирующая РНК, РНК-интерференция, аптамеры и низкомолекулярные лекарственные препараты. Другие биологически активные компоненты включают в себя, но не ограничены этим, красители, липиды, клетки и вирусы. Биологическими компонентами, для применения в изобретении, может быть любой компонент, способный, будучи введенным, оказывать воздействие на животное или человека. В одном варианте, они могут включать в себя, но не ограничиваться этим, органическую молекулу, неорганическую молекулу, противомикробные вещества, цитотоксические вещества, гипотензивные вещества, противогрибковые компоненты, успокоительные компоненты, противовоспалительные компоненты, противоопухолевые компоненты, антитубулиновые компоненты, нейролептики, антитела, протеины, пептиды, антидиабетические компоненты, иммуностимуляторы, иммуносупрессивные компоненты, антибиотики, антивирусные компоненты, антиконвульсанты, антигистаминные препараты, сердечнососудистые компоненты, антикоагулянтные препараты, гормоны, противомалярийные препараты, анальгетики, нуклеиновые кислоты, стероиды, аптамеры, показатели свертываемости крови, гемопоэтические факторы роста, цитокины, интерлейкины, колониестимулирующие факторы, факторы роста, аналоги фактора роста, фрагменты из этого, и подобное. В другом варианте, биологические компоненты включают в себя пегилированные биоактивные компоненты. В дополнительном варианте, биологически активная молекула объединена в длинноцепной нетоксичный, гидрофильный, гидрофобный или амфифильный полимер. В дополнительном варианте биоактивный компонент, такой как инсулин, объединен в полиэтиленгликоль.

Примерными химическими компонентами может быть любой синтетический или натуральный компонент, включающий в себя, но не ограниченный этим, например, антиоксиданты, усилители проницаемости, растворители, соли, косметические вещества, пищевые добавки, текстильные химикаты, агрохимикаты, пластификаторы, стабилизаторы, пигменты, замутнители, адгезивы, пестициды, ароматизирующие вещества, антифоулянты, красители, масла, чернила, катализаторы, детергенты, лечебные компоненты, вкусоароматические добавки, пищевые продукты, масла, гербициды, металлы, краски, фотографические вещества, пластификаторы, биоциды, пигменты, пластификаторы, пропелленты, растворители, стабилизаторы, полимерные добавки и подобное.

Таким образом, предполагается, что активный компонент первой фазы может быть выбран из группы, состоящей из антиоксидантов, усилителей проницаемости, растворителей, солей, косметических компонентов, пищевых добавок, текстильных химикатов, агрохимикатов, пластификаторов, стабилизаторов, пигментов, замутнителей, адгезивов, пестицидов, ароматизирующих компонентов, антифоулянтов, красителей, солей, масел, чернил, косметических компонентов, катализаторов, детергентов, лечебных компонентов, вкусоароматических добавок, пищевых продуктов, активаторов, гербицидов, металлов, красок, фотографических компонентов, биоцидов, пигментов, пластификаторов, пропеллентов, растворителей, стабилизаторов, полимерных добавок, органической молекулы, неорганической молекулы, противомикробных компонентов, цитотоксических компонентов, гипотензивных компонентов, противогрибковых компонентов, нейролептиков, антител, протеинов, пептидов, антидиабетических компонентов, иммуностимуляторов, иммуносупрессантов, антибиотиков, антивирусных компонентов, антиконвульсантов, антигистаминных компонентов, сердечнососудистых компонентов, антикоагулянтов, гормонов, противомалярийных компонентов, анальгетиков, анестезирующих компонентов, нуклеиновых кислот, стероидов, аптамеров, гормонов, стероидов, показателей свертываемости крови, гемопоэтических факторов роста, цитокинов, интерлейкинов, колониестимулируюпщх факторов, факторов роста, аналогов факторов роста и фрагментов из упомянутого. В одном варианте, предполагается, что эмульсионный продукт может содержать микросуспензию, включающую в себя, как описано здесь, микрочастицы. Дополнительно предполагается, что в данном варианте микросуспензия эмульсионного продукта может содержать активный компонент первой фазы.

В дополнительном варианте вторая фаза может дополнительно содержать стабилизатор эмульсии. По желанию, предполагается, что первая фаза может содержать стабилизатор эмульсии. Предполагается, что стабилизатор эмульсии может быть выбран из группы, состоящей из поливиниловый спирт, полисорбат, белок, и поливинилпирролидон, В одном объекте концентрация стабилизатора эмульсии может изменяться от около 0% до около 20% любой, или как первой фазы, так и второй фазы. В другом объекте концентрация стабилизатора эмульсии может изменяться от около 0,5% до около 5% любой, или как первой фазы, так и второй фазы.

В дополнительном варианте по меньшей мере первая фаза и вторая фаза могут содержать полимер, например, и без ограничения, такой как биоразрушаемый полимер. В данном варианте, предполагается, что полимер может быть выбран из группы, состоящей из поли(d,1-молочной кислоты), поли(1-молочной кислоты), поли(гликолевой кислоты), сополимера d,1-лактида и гликолида (PLGA), поли(капролактона), сложных поли(ортоэфиров), поли(ацеталей), поли(гидроксибутирата). В примерных вариантах, когда полимером является PLGA, предполагается, что полимер может иметь отношение мономеров лактидтликолид, изменяющееся от около 40:60 до около 100:0. В одном варианте предполагается, что полимер может иметь отношение мономеров лактид : гликолид, изменяющееся от около 45:55 до около 100:0. В другом варианте полимер может содержать блоксополимеры из гидрофильных и гидрофобных полимеров. В дополнительном варианте, предполагается, что характеристическая вязкость полимера может изменяться от около 0,1 до около 2,0 дл/г. Еще в одном варианте предполагается, что характеристическая вязкость полимера может изменяться от около 0,1 до около 1,0 дл/г, включая в себя, например, и без ограничения, 0,15 дл/г, 0,30 дл/г, 0,60 дл/г и 0,90 дл/г. Еще в одном последующем варианте, предполагается, что концентрация полимера в первой и/или второй фазе может изменяться по весу (м/м) от около 1% до около 50%. Еще в одном варианте предполагается, что концентрация полимера в первой и/или второй фазе может изменяться по весу от около 5% до около 20%.

Более конкретные описания примерных способов приготовления эмульсий приведены ниже. В одном варианте, способ приготовления эмульсии для производства микрочастиц включает в себя этапы, на которых: (1) формируют первую фазу, в основном, содержащую органический растворитель, полимер, и один, или более биологически активных компонентов и/или химических веществ; (2) формируют вторую фазу, в основном, содержащую воду и второй растворитель, стабилизатор эмульсии и, по желанию, растворитель; и (3) пропускают первую и вторую фазы через колонну, для образования эмульсии типа "масло в воде".

В другом варианте способ приготовления эмульсии включает в себя этапы, на которых: (1) формируют первую фазу, в основном, содержащую органический растворитель и стабилизатор эмульсии; (2) формируют вторую фазу, в основном, содержащую воду, в качестве второго растворителя, один, или более биологически активных компонентов и/или химических веществ, и водорастворимый полимер; и (3) пропускают первую и вторую фазы через колонну, для образования эмульсии типа "масло в воде".

В третьем варианте изобретение обеспечивает способы приготовления эмульсий: (1) формированием первой фазы, содержащей органический растворитель и, по желанию, стабилизатор эмульсии; (2) формированием второй фазы, содержащей второй органический растворитель, один, или более биологически активных компонентов и/или химических веществ, и полимер; и (3) пропусканием первой и второй фаз через колонну, для образования органической эмульсии.

Еще в одном варианте изобретение обеспечивает способы приготовления эмульсий: (1) формированием первой фазы, в основном, содержащей воду, один, или более биологически активных компонентов и/или химических веществ, и стабилизатор эмульсии; (2) формированием второй фазы, в основном, содержащей органический растворитель и полимер; (3) формированием третьей фазы, в основном, содержащей воду и, по желанию, содержащей стабилизатор; (4) пропусканием первой и второй фаз через первую колонну, для образования эмульсии типа "масло в воде"; и (5) пропусканием первой эмульсии и третьей фазы через вторую колонну, для формирования эмульсии типа "масло в воде".

Предполагается, что применение раскрытой колонны для получения эмульсии обеспечивает однородные капли и результирующее распределение размера микрочастиц, а также условия, соответствующие для многих химических или биологических компонентов. Кроме того, предполагается, что устройство и способы по изобретению могут легко получать масштабируемые результаты. Дополнительно предполагается, что требуемые порции микрочастиц, произведенные в лаборатории в небольшом масштабе, могут быть легко воспроизведены в большем производственном масштабе применением одного и того же наполнителя в колонне большего диаметра. Таким образом, предполагается, что колонна допускает недорогое и эффективное масштабирование процесса производства, как только желаемые микрочастицы получены в небольшом масштабе в лаборатории.

В примерном варианте, способы изобретения обеспечивают непрерывный процесс приготовления эмульсии для производства микрочастиц в широком диапазоне скоростей течения и объемах. В некоторых вариантах, способы включают в себя процесс производства микрочастиц с заранее заданным распределением по размеру. В альтернативных вариантах, способы обеспечивают непрерывный процесс производства микрочастиц при очень низких скоростях течения.

Колонны и способы применения колонн для производства микрочастиц не зависят от турбулентного течения. Наоборот, способы производства микрочастиц по данному изобретению работают при ламинарных скоростях течения. Предполагается, что применением раскрытых способов могут быть произведены микрочастицы с узким и повторяющимся точным распределением размеров частиц. Дополнительно, предполагается, что микрочастицы могут быть произведены в мелком масштабе и легко подняты до промышленного масштаба всего лишь увеличением диаметра колонны.

Применением раскрытых способов эмульсии могут быть получены, когда две текучие среды, или фазы (обычно, масло и вода) протекают через отверстия внутри наполнителя. Когда две фазы проходят через слой наполнителя, они многократно пересекают путь одна другой, и непрерывная фаза (обычно, вода) разделяет прерывистую фазу (обычно, масло) на капли, создавая, таким образом, эмульсию. После того, как дискретные капли достигли определенного размера, они не будут уменьшены далее как-либо, даже если они, при этом, текут через наполнитель. Раскрытые способы обеспечивают в условиях ламинарного течения формирование эмульсии точно заданного размера.

По существу, уникальная динамика наполнителя допускает непрерывное производство микрочастиц при очень низких скоростях течения. Данные низкие скорости течения обеспечивают устойчивое производство высококачественных микрочастиц в порциях в пределах 0,1 г, тем самым, поддерживают стабильное распределение размера частиц. Дополнительно, данная уникальная динамика течения обеспечивает также масштабируемость размерных порций от лаборатории до производства.

Раскрытые колонны и способы применения колонн обеспечивают основанный на эмульсии процесс приготовления микрочастиц, который является нечувствительным к скоростям течения внутри области ламинарного течения. В отличие от основанных на смешивании турбулентных процессов, при работе внутри области ламинарного течения, способы по изобретению являются нечувствительными к изменениям скоростей течения. Скорость течения, для применения изобретения, может быть любой скоростью ламинарного течения. В одном примерном варианте скорость течения текучих сред через колонну может изменяться от около 10 мл/мин до около 50 мл/мин. В другом примерном объекте скорость течения текучих сред через колонну может изменяться от около 20 мл/мин до около 5 л/мин.

Раскрытые колонны и способы применения колонн обеспечивают основанный на эмульсии процесс для приготовления микрочастиц, который является масштабируемым для размерных порций от лаборатории до производства. Типичная порция может демонстрировать 10,000-кратную масштабируемость. В конкретной порции размер порции может быть выбран из одного, или более, размера, но не ограничен этим, 0,1 г, 1 г, 10 г, 50 г, 100 г, 250 г, 0,5 кг, 1 кг, 1 кг, 5 кг, 10 кг, 15 кг, 20 кг, 25 кг, 30 кг и т.п. Один способ увеличения масштаба порции микрочастиц представляет собой увеличение диаметра бака. Такое увеличение будет функционировать на увеличение объема эмульсии через бак, таким образом, непосредственно увеличивая размер произведенной порции.

Раскрытые колонны и способы применения колонн обеспечивают основанный на эмульсии процесс для приготовления микрочастиц, который обеспечивает жесткий контроль распределения размеров частиц. Распределение размеров частиц может регулироваться изменением размера наполнителя, формы и типа; перестановкой входного или выходного корпусов; изменением физических свойств первой, второй и третьей фаз; изменением длины или диаметра/ширины колонны и т.п. Например, конечный размер микрочастиц может быть задан размером наполнителя, таким, как диаметр стеклянной бусины. Дополнительно, предполагается, что длина колонны может непосредственно оказывать влияние на распределение размеров частиц.

Предполагается, что фазы могут быть введены в колонну любым способом. В одном варианте фазы вводятся по трубкам, или трубам, и могут нагнетаться, подаваться газом под давлением, или другим источником давления, подаваться под собственным весом, затягиваться вакуумом, находящимся в коммуникационной связи с входом колонны. Жидкие фазы могут переноситься по трубкам, содержащим нержавеющую сталь, стекло, или пластик, предназначенным для работы с растворителями и применяемыми температурами. Фазы текучей среды могут находиться при температуре окружающей среды, или востребованной температуре для конкретной текучей среды, между приблизительно замерзанием и приблизительно кипением. Предполагается, что раскрытая колонна и способы применения раскрытой колонны могут быть применены при любом давлении, соответствующем применяемому оборудованию. Дополнительно предполагается, что давление может регулироваться до давления, необходимого для преодоления сопротивления наполнителя и обеспечения скорости течения в области ламинарного течения колонны.

Микрочастицы, содержащие биологический или химический компонент, собираются из эмульсионного продукта устройства с наполнителем экстрагированием растворителем. Данные технологии известны в технике. Экстрагирование растворителем может быть выполнено, но не ограничено этим, способами сушки распылением в водном или другом жидкостном бассейне, сублимационной сушкой, выпариванием и т.д.

В различных вариантах, представленных на фиг.6, раскрытая колонна 10 может быть применена как часть устройства с наполнителем. В одном примерном варианте устройство с наполнителем может содержать один или более баков-накопителей или питающих баков для содержания первой и второй фаз. Баки-накопители, или питающие баки могут быть заключены в рубашку, или оборудованы иначе, для обеспечения управления температурой первой и второй фаз. Труба может проходить из каждого бака-накопителя, или питающих баков, через насос и позже объединяться с трубой от других баков-накопителей, или питающих баков, проксимальных входу 18 колонны 10. Кроме того, предполагается, что устройство с наполнителем может включать в себя насосы, или другое средство перемещения фаз в колонну 10, и по ней. В некоторых вариантах фазы могут вытекать из баков-накопителей, или питающих баков, в колонну 10 без насосов, просто за счет гравитации, под давлением, или вакуумом с другого конца устройства с наполнителем, и т.д. Трубы могут дополнительно включать в себя подключение измерителей расхода, управления с обратной связью, программирования расхода через программируемый логический контроль и т.д.

Предполагается, что раскрытые способы являются функциональными при любой температуре в рабочем диапазоне оборудования, растворителей и активных компонентов. Факторы, которые определяют соответствующую температуру для конкретного процесса, включают в себя оптимальную температуру для двух фаз, подлежащих транспортировке через колонну. Если применяют третью фазу, предполагается, что температура первой колонны может быть той же самой, что и температура второй колонны, или отличаться от нее. Дополнительно предполагается, что две фазы поддерживаются при желаемой вязкости. Дополнительно, растворимость полимера и активной молекулы может потребовать повышения температуры, чтобы получить окончательный раствор. Температура может быть дополнительно достигнута граничной областью устойчивости любых биологических или химических компонентов, присутствующих в различных фазах. В различных вариантах, типичные рабочие температуры могут изменяться от около 0 до 50°C. В одном варианте типичные рабочие температуры могут изменяться от около 10 до около 40°C. В другом варианте типичные рабочие температуры могут изменяться от 15 до около 30°C. Еще в одном варианте типичные рабочие температуры могут изменяться от около 10 до 25°C.

Предполагается, что микрочастицы, полученные раскрытыми способами, могут быть использованы для любой цели. В одном варианте их вводят пациенту. В одном варианте предполагается, что они могут быть введены пациентам в одной, или множественных дозах. Дополнительно предполагается, что микрочастицы могут быть также введены в форме единичной дозы, которая функционирует с последующим высвобождением биологического, или химического компонента в течение длительного периода времени, устраняя необходимость множественных введений.

Дополнительно предполагается, что микрочастицы, полученные раскрытыми способами, могут храниться, как сухой материал. В случае введения пациенту, перед данным применением, сухие микрочастицы могут быть суспендированы в лекарственный наполнитель. Далее, по получении суспензии, микрочастицы могут быть введены пациенту, или использованы иначе.

Как применяется здесь, впрыскиваемая среда («разбавитель», «впрыскиваемая среда», «впрыскиваемый раствор», «фармацевтическая жидкая среда», «суспензионная среда», «эксципиент», «носитель») представляет собой водосодержащую, или не содержащую воду, жидкость для суспендирования и введения микрочастиц. Водосодержащие лекарственные наполнители содержат воду и по меньшей мере одно из буферного раствора, солей, неионных тоничных соединений, усилителей вязкости, стабилизаторов, противомикробных соединений, и сурфактантов. В одном варианте микрочастицы могут быть суспендированы в лекарственном растворе наполнителя, содержащем додецилсульфат натрия (SDS), полисорбат 20 (Tween 20), или маннит. В одном примерном варианте лекарственным наполнителем может быть карбоксиметилцеллюлоза натрия, 0,5-2,5%, в воде. В другом примерном варианте лекарстенным наполнителем может быть карбоксиметилцеллюлоза натрия, 0-1,5% (по весу), Tween-80 или Tween-20 (0-0,5% (по весу), хлористый натрий (NaCl), 0-330 ммоль, фосфат натрия, 0-10 ммоль, в воде, pH 5-9. В другом варианте предполагается, что микрочастицы могут быть суспендированы в лекарственном растворе наполнителя, содержащем 0,5% SDS. В дополнительном варианте предполагается, что лекарственный наполнитель может содержать Tween-20, 0,2%, в воде.

Предполагается, что микрочастицы могут изменяться в размере, изменяясь от субмикронных до миллиметровых диаметров. Размер микрочастиц, отчасти, определяется размером и формой отдельных частиц наполнителя внутри колонны. Крупные и не соответствующие наполнители, в общем, пакуются друг с другом менее близко, чем более мелкие частицы наполнителя, и образуют большие зазоры для протекающих через них текучих сред. Таким образом, предполагается, что большие зазоры в наполнителе создают более крупные микрочастицы, а меньшие зазоры в наполнителе создают более мелкие микрочастицы. Дополнительно предполагается, что диаметры микрочастиц, полученных раскрытыми способами, могут изменяться от около 1 мк до около 200 мк, облегчая, тем самым, введение пациенту через иглу шприца. В другом варианте, диаметры микрочастиц, полученных раскрытыми способами, могут изменяться от около 10 мк до около 100 мк. В дополнительном варианте диаметры микрочастиц, полученных раскрытыми способами, могут быть менее 90 мк. В примерном варианте диаметры микрочастиц, полученных раскрытыми способами, могут изменяться от около 25 мк до около 125 мк. В другом примерном варианте диаметры микрочастиц могут изменяться от около 25 мк до около 80 мк. В дополнительном варианте микрочастицы, полученные раскрытыми способами, могут иметь средний диаметр, изменяющийся от около 25 мк до около 80 мк. Еще в одном варианте микрочастицы могут иметь средний диаметр, изменяющийся от около 10 мк до около 50 мк. В одном примерном варианте диаметры микрочастиц, полученных раскрытыми способами, могут быть меньше или равны до около 75% внутреннего диаметра иглы, подлежащей к использованию для инъекции микрочастиц пациенту. В другом варианте диаметры микрочастиц могут быть меньше или равны до около 50% внутреннего диаметра иглы. Еще в одном варианте диаметры микрочастиц могут быть меньше или равны до около 35% внутреннего диаметра иглы. Еще в одном варианте диаметры микрочастиц могут быть меньше или равны до около 25% внутреннего диаметра иглы. Еще в одном варианте диаметры микрочастиц могут быть меньше или равны до 10% внутреннего диаметра иглы.

Для медицинских приложений предполагается, что диаметр микрочастиц, полученных раскрытыми способами, может изменяться от около 1 мк до около 200 мк. В другом варианте предполагается, что диаметр микрочастиц может изменяться от около 1 мк до около 100 мк. Еще в одном варианте предполагается, что диаметр микрочастиц может изменяться от около 10 мк до около 50 мк. Распределение размеров микрочастиц может быть замерено несколькими способами, включающими в себя, но неограниченные этим, дифракцию лазерного света, растровую электронную микроскопию, оптическую микроскопию и обычные способы электрического зонного считывания. Результаты могут быть выражены в виде среднего значения (математическое ожидание или мода), устанавливаются среднее квадратическое отклонение или половина центрального доверительного интервала, диаметры частиц которых ниже 10%, 50% и 90% (d₁₀, d₅₀, d₉₀), и фракционное распределение микрочастиц внутри данного диапазона, среди других. Дополнительно, данные могут быть выражены в виде показателей, средневзвешенных по объему или средневзвешенных по количеству. Для текущего описания были использованы измерения дифракции лазерного света, использованы средневзвешенные данные по объему, средняя величина выражена в виде математического ожидания, а для описания распределения частиц по размеру использовали d₁₀, d₅₀, d₉₀ и т.д., а также фракционное распределение внутри диапазона.

Предполагается, что применение раскрытых колонн для получения микрочастиц может обеспечить узкое распределение размеров, сконцентрированное около желаемого значения диаметра, с основной массой частиц, содержащихся в желаемом диапазоне. Во время последних этапов приготовления микрочастиц обычно применяют фильтрацию, чтобы удалить частицы с диаметром ниже или выше желаемых границ. При традиционном приготовлении микрочастиц, включающем в себя турбулентное смешивание, распределение частиц по размерам является широким, и выход продукта в узком диапазоне может оказаться экономически слишком низким, так что широкий диапазон частиц по размерам является необходимым. Применением раскрытых колонн, работающих, как описано, предполагается, что могут быть получены узкие распределения частиц по размерам, а окончательной фильтрацией (гель-фильтрацией), по достижению желаемой границы диаметров, можно получить высокий выход микрочастиц. Дополнительно предполагается, что узкое распределение частиц по размерам, полученное применением раскрытых колонн, может привести к более эффективному введению микрочастиц через небольшие иглы.

В некоторых вариантах диаметры микрочастиц, приготовленных применением раскрытых способов, могут изменяться от около 1 мк до около 6 мк. В других вариантах диаметры микрочастиц, приготовленных применением раскрытых способов, могут изменяться от около 10 мк до около 25 мк. Еще в других вариантах диаметры микрочастиц, приготовленных применением раскрытых способов, могут изменяться от около 25 мк до около 80 мк. В примерных вариантах микрочастицы могут иметь средний диаметр менее около 45 мк. Еще в одном варианте микрочастицы имеют средний диаметр около 30 мк. В дополнительном варианте диаметр микрочастиц может изменяться от около 10 мк до около 30 мк. Еще в одном варианте больше около 80% микрочастиц может иметь диаметр, изменяющийся от около 25 до около 63 мк. Еще в одном варианте более около 90% микрочастиц может иметь диаметр, изменяющийся от около 25 мк до около 63 мк.

В одном варианте, предполагается, что микрочастицы могут быть соответствующего размера и морфологии, для обеспечения выдачи через иглу, имеющую небольшой внутренний диаметр, например, иглу 25-го калибра, или уже. Микрочастицы упомянуты здесь, как "пригодные для введения с помощью шприца", если они могут быть набраны и введены через иглу без существенной агрегации микрочастиц, или закупорки иглы. В одном примерном варианте микрочастицы пригодны для введения с помощью шприца через иглу 25-го калибра, или уже. Микрочастицы упомянуты здесь, как "впрыскиваемые", если они могут быть единообразно введены пациенту в требуемое место через иглу. В одном примерном варианте микрочастицы впрыскиваются через иглу 25-го калибра, или уже.

В одном варианте, в частности, приспособленном для медицинских целей, микрочастицы могут быть пригодны для введения с помощью шприца через иглу, имеющую по меньшей мере 25-й калибр, и имеющую номинальный внутренний диаметр 0,0095 дюйма (241 мк) или меньше. В другом варианте микрочастицы могут быть пригодны для введения с помощью шприца через иглу, имеющую по меньшей мере 27-й калибр и имеющий внутренний диаметр 0,0075 дюйма (190 мк), или меньше. В дополнительном варианте микрочастицы могут быть пригодны для введения с помощью шприца через иглу, имеющую по меньшей мере 29-й калибр, и имеющую номинальный внутренний диаметр 0,0065 дюйма (165 мк), или меньше. В дополнительном варианте микрочастицы могут быть пригодны для введения с помощью шприца через иглу, имеющую по меньшей мере 30-й калибр, и имеющую номинальный внутренний диаметр 0,0055 дюйма (140 мк), или меньше. В примерном варианте, будучи взвешенными в лекарственном наполнителе в концентрации, изменяющейся от около 50 мг/мл до около 600 мг/мл, микрочастицы могут быть пригодны для введения с помощью шприца через иглу, имеющую 25, 27, 29 или 30-й калибр. В другом примерном варианте, будучи взвешенными в лекарственном наполнителе в концентрации, изменяющейся от около 50 мг/мл до около 200 мг/мл, микрочастицы могут быть пригодны для введения с помощью шприца через иглу, имеющую 25, 27, 29 или 30-й калибр. В дополнительном примерном варианте, будучи взвешенными в лекарственном наполнителе в концентрации, изменяющейся от около 100 мг/мл до около 600 мг/мл, микрочастицы могут быть пригодны для введения с помощью шприца через иглу, имеющую 25-й или 27-й калибр

В одном варианте предполагается, что микрочастицы, полученные раскрытыми способами, могут течь, свободно без образования агрегаций и могут быть полностью суспендированы в лекарственном наполнителе, для введения. Предполагается, что свободно текущие и/или неагломерированные порошки являются предпочтительными, поскольку они катятся, по существу, без трения, и могут быть легко помещены в контейнеры и/или суспендированы, или встроены в раствор, пригодный для введения. Текучесть микрочастиц может быть измерена любым подходящим средством, например, прибором для определения сдвига (Jenike Shear Tester, Jenike & Johansos, Ink., Westford, Mass.), который измеряет прочность на прямой сдвиг порошков и других сыпучих материалов; вертикальную нагрузку прикладывают к закрытой ячейке, применяя грузики и держатель грузиков; и горизонтально поперек основания перемещают сдвиговое кольцо ячейки с замеренным и зарегистрированным требуемым усилием. Другие аппараты для измерения текучести включают в себя порошковый вискозиметр (Freeman Technology, Worcestershire, UK), который измеряет усилие закрученного лезвия вдоль винтовой траектории через порошковый образец, тем самым, устанавливая требуемую скорость течения и схему течения. Могут быть также измерены, с помощью лавинного процесса, критическое отверстие и угол внутреннего трения.

Предполагается, что микрочастицы, полученные применением раскрытых способов, могут иметь загрузку активной зоны, достаточную для выхода биологически активного компонента, чтобы поддерживать терапевтически эффективные уровни биологически активного компонента на замедленные периоды. В примерных вариантах, микрочастицы могут иметь загрузку активной зоны, изменяющуюся от около 2,5% до около 90%, по весу, биологически активного компонента. В одном варианте микрочастицы могут иметь загрузку активной зоны больше, или равную, около 5%, по весу, биологически активного компонента. В другом варианте микрочастицы могут иметь загрузку активной зоны больше, или равную, около 10%, по весу, биологически активного компонента. В дополнительном варианте микрочастицы могут иметь загрузку активной зоны больше, или равную, около 15%, по весу, биологически активного компонента. В дополнительном варианте, микрочастицы могут иметь загрузку активной зоны больше, или равную, около 20%, по весу, биологически активного компонента. Еще в одном варианте, микрочастицы могут иметь загрузку активной зоны больше, или равную, около 30%, по весу, биологически активного компонента.

В примерных вариантах предполагается, что микрочастицы, полученные раскрытыми способами, могут быть выполнены с возможностью высвобождения биологически активного компонента за период по меньшей мере от около 1 месяца до около 12 месяцев. В одном варианте, микрочастицы могут быть выполнены с высвобождением биоактивного компонента за период по меньшей мере от около 3 месяцев до около 6 месяцев. В другом варианте микрочастицы могут быть выполнены с возможностью высвобождения биоактивного компонента за период по меньшей мере от около 1 недели, до около 3 месяцев.

Хорошо известно в данной области, что биоразрушаемые полимерные композиции могут быть изменены, в смысле воздействия, по продолжительности замедленного высвобождения данной композиции. Например, PLGA с соотношением "лактид : гликолид" 45:55, и характеристической вязкостью 0,15 дл/г, может высвобождать лекарство за период от одной до двух недель. Высокое содержание гликолида и низкий молекулярный вес, отраженные в сравнительно низкой величине характеристической вязкости, приводят к быстрому гидролизу полиэфирных цепочек с последующим высвобождением лекарства. С другой стороны, PLGA с соотношением лактид : клиголид 85:15, с характеристической вязкостью 0,91, отражающееся в молекулярном весе более 100,000 дальтон, обеспечивает значительно более длинный профиль высвобождения лекарства, который может быть более 6 месяцев.

В одном варианте предполагается, что микрочастицы, полученные раскрытыми способами, могут иметь высокую эффективность капсулирования. Дополнительно предполагается, что микрочастицы могут иметь эффективность капсулирования больше, или равную, около 80%. В другом варианте микрочастицы могут иметь эффективность капсулирования больше, или равную, около 90%. Еще в одном варианте микрочастицы могут иметь эффективность капсулирования больше, или равную, около 95%. Еще в одном варианте микрочастицы могут иметь эффективность капсулирования около 100%.

В другом варианте предполагается, что микрочастицы, полученные раскрытыми способами, могут иметь любую соответствующую структуру. В одном варианте микрочастицы могут быть твердыми. В дополнительном варианте микрочастицы могут быть гладкими, или непористыми. В следующем варианте микрочастицы могут быть гомогенными, или монолитными. Еще в одном дополнительном варианте предполагается, что микрочастицы могут иметь структуру, допускающую высокую загрузку активной зоны, высокую эффективность капсулирования, низкий разрыв, замедленное высвобождение и пригодность к применению в шприце.

Предполагается, что микрочастицы, полученные применением раскрытых способов, могут быть введены пациенту при необходимости лечения парентеральным введением, назальным, ингаляционным, пероральным, вагинальным или другим средством доставки. В одном варианте раскрытые способы могут быть применены для доставки биологически активного компонента в любое желаемое место, включающее в себя, но не ограниченное этим, внутримышечные, внутрикожные, подкожные, подглазничные, интраокулярные, интравитреальные, внутриушные, интратимпональные, интратекальные, внутриполостные, перитуморальные, внутриопухолевые, интраспинальные, эпидуральные, внутричерепные и внутрисердечные места пациента.

Предполагается, что микрочастицы, полученные раскрытыми способами, могут высвобождать биологически активный компонент любым соответствующим средством, для обеспечения управляемого высвобождения биологически активного компонента. Дополнительно предполагается, что микрочастицы могут высвобождать биологически активный компонент эрозией в потоке, диффузией, или их сочетанием. Еще дополнительно предполагается, что микрочастицы могут быть легко суспендирируемыми и пригодными к применению в шприце, причем также выполнены с возможностью обеспечения повышенного срока действия, повышенной стабильности, сниженного разрыва и контролируемого, пролонгированного или замедленного высвобождения в живом организме.

По желанию, для обеспечения рецептур, которые имеют необходимую пригодность к применению в шприце, может быть применен сурфактант. В одном примерном варианте сурфактант может быть применен для обеспечения устойчивой эмульсии во время раскрытого здесь процесса формирования микрочастиц. В другом варианте сурфактант может быть применен для предотвращения агломерации во время высушивания микрочастиц. В дополнительном варианте сурфактант может быть применен для предотвращения агломерации внутри лекарственного наполнителя во время процесса выдачи микрочастиц. Предполагается, что сурфактанты могут обеспечить однородность характеристик микрочастиц выполнением тонкого слоя материала вокруг микрочастиц, который помогает избежать агрегации. Дополнительно предполагается, что для этих целей может быть применен соответствующий сурфактант. Соответствующие сурфактанты включают в себя, но неограничены этим, катионноактивные, анионактивные и неионные соединения, такие, как поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлоза (CMC), лецитин, желатин, поливинилпирролидон, полиоксиэтиленовый эфир сорбита и жирной кислоты (Tween 80, Tween 60, Tween 20), додецилсульфат натрия (SDS) и подобные.

В одном примерном варианте, микрочастицы могут быть сформированы применением эмульсии, содержащей поливиниловый спирт. В частности, микрочастицы могут быть сформированы применением эмульсии, содержащей 1,0% поливинилового спирта. В различных вариантах концентрацию сурфактанта в способе обработки устанавливают, по количеству, достаточной для обеспечения устойчивости эмульсии.

В другом примерном варианте микрочастицы могут быть лиофилизированы в растворе, содержащем SDS, Tween 20, или манните. В одном конкретном варианте микрочастицы могут быть лиофилизированы в растворе, содержащем 7,8% SDS.

В дополнительном варианте раскрытые способы могут быть применены для приготовления микрочастиц, содержащих инсулин на основе полиэтиленгликоля (PEGylated insylin). Предполагается, что данные микрочастицы могут обладать взрывным высвобождением в организме и вне организма, менее 5%, лекарственной загрузкой активной зоны более 12%, по весу (м/м) и эффективность капсуляции, более 80%. Дополнительно предполагается, что данные микрочастицы могут иметь средний диаметр менее 45 мк, и более 90% (объемной массы) микрочастиц может иметь диаметр, изменяющийся от около 25 мк до около 63 мк. Еще дополнительно предполагается, что микрочастицы по данному изобретению пригодны для введения пациенту через иглы 25-го, 27-го и 29-го калибров, или уже, при этом уровень инсулиновой плазмы поддерживается от около одной недели до около четырех недель.

Изобретение относится к устройству для приготовления эмульсии, способу применения данного устройства и композиции, выполненной по способу изобретения. Колонна для приема наполнителя имеет, по меньшей мере, один разделитель, расположенный внутри внутренней полости колонны, при этом каждый разделитель продолжается вдоль, по меньшей мере, части продольной длины внутренней полости и выполнен для разделения наполнителя. Изобретение обеспечивает получение ламинарного течения в ходе приготовления эмульсий, содержащих микросуспензии. 2 н. и 28 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Колонна для приема наполнителя, причем колонна имеет продольную ось и периферию, ограничивающую внутреннюю полость, в которой внутренняя полость имеет продольную длину; наполнитель, выполненный с возможностью обеспечения течения текучей среды через колонну вдоль продольной оси, причем колонна содержит:
вход, выполненный с возможностью флюидного сообщения с внутренней полостью, причем вход выполнен для приема, по меньшей мере, одной текучей среды;
выход, выполненный с возможностью флюидного сообщения с внутренней полостью; и,
по меньшей мере, один разделитель, расположенный внутри внутренней полости, причем каждый разделитель, по меньшей мере, из одного разделителя выполнен с возможностью продолжения вдоль, по меньшей мере, части продольной длины внутренней полости, в которой, по меньшей мере, один разделитель выполнен для разделения наполнителя и направления течения текучей среды через внутреннюю полость; и
причем множество разделителей выполнены с возможностью продолжения вовнутрь от или проксимально к периферии колонны; или, по существу, ортогонально к продольной оси колонны; или по существу, спирально вдоль продольной оси внутренней полости колонны.

2. Колонна по п. 1, в которой, по меньшей мере, один разделитель содержит множество разделителей, закрепленных с ним, по периферии колонны.

3. Колонна по п. 2, в которой каждый разделитель из множества разделителей выполнен с возможностью продолжения вовнутрь от периферии колонны, по существу, ортогонально к продольной оси колонны.

4. Колонна по п. 3, в которой, по меньшей мере, два разделителя из множества разделителей выполнены с возможностью пересечения внутри внутренней полости.

5. Колонна по п. 4, в которой все из множества разделителей выполнены с возможностью пересечения внутри внутренней полости.

6. Колонна по п. 3, в которой множество разделителей выполнены с возможностью продолжения, по существу, спирально вдоль продольной длины внутренней полости.

7. Колонна по п. 2, в которой множество разделителей содержит четыре разделителя.

8. Колонна по п. 1, в которой внутренняя полость колонны имеет диаметр, и в которой, по меньшей мере, один разделитель содержит, по меньшей мере, один цилиндрический разделитель, имеющий продольную ось и диаметр, где диаметр каждого цилиндрического разделителя выполнен меньшим диаметра внутренней полости колонны, и в которой каждый цилиндрический разделитель закреплен внутри внутренней полости, так что продольная ось цилиндрического разделителя, по существу, выровнена с продольной осью колонны.

9. Колонна по п. 8, в которой, по меньшей мере, один цилиндрический разделитель содержит множество цилиндрических разделителей, имеющих ступенчато уменьшающиеся диаметры, и в которой множество цилиндрических разделителей закреплены внутри внутренней полости, так что цилиндрические разделители радиально удалены друг от друга относительно продольной оси колонны.

10. Колонна по п. 1, в которой, по меньшей мере, один разделитель выполнен с возможностью продолжения, по существу, вдоль полной продольной длины внутренней полости.

11. Колонна по п. 1, в которой, по меньшей мере, один разделитель удален от входа колонны.

12. Колонна по п. 1, в которой, по меньшей мере, один разделитель удален от выхода колонны.

13. Колонна по п. 1, в которой, по меньшей мере, один разделитель удален как от входа, так и от выхода колонны.

14. Колонна по п. 3, в которой множество разделителей содержит:
по меньшей мере, один разделитель, выполненный с возможностью продолжения, по существу, вдоль полной продольной длины внутренней полости; и
по меньшей мере, один разделитель, выполненный с возможностью продолжения только вдоль части продольной длины внутренней полости.

15. Колонна по п. 3, в которой множество разделителей расположено в шахматном порядке вдоль продольной длины внутренней полости.

16. Способ приготовления эмульсии, причем способ включает следующие стадии:
расположение наполнителя внутри колонны, причем колонна имеет продольную ось и периферию, ограничивающую внутреннюю полость, причем внутренняя полость имеет продольную длину; наполнитель, выполненный с возможностью обеспечения течения текучей среды через колонну вдоль продольной оси, причем колонна содержит:
вход, выполненный с возможностью флюидного сообщения с внутренней полостью;
выход, выполненный с возможностью флюидного сообщения с внутренней полостью; и
по меньшей мере, один разделитель, расположенный внутри внутренней полости, причем каждый разделитель, по меньшей мере, из одного разделителя выполнен с возможностью продолжения вдоль, по меньшей мере, части продольной длины внутренней полости, в которой, по меньшей мере, один разделитель выполнен для разделения наполнителя и направления течения текучей среды через внутреннюю полость;
введение множества текучих сред через вход колонны, причем множество текучих сред объединяют внутри внутренней полости колонны для получения эмульсионного продукта; и
сбор эмульсионного продукта через выход колонны.

17. Способ по п. 16, в котором наполнитель содержит, по меньшей мере, один материал, выбранный из группы, состоящей из металла, керамики, пластика и стекла.

18. Способ по п. 16, в котором наполнитель имеет, по меньшей мере, одну форму, выбранную из группы, состоящей из сфер, шариков, гранул, крошек, волокон, губок и подушечек.

19. Способ по п. 16, в котором множество текучих сред содержит:
первую фазу, содержащую растворитель и активное вещество; и
вторую фазу, содержащую растворитель.

20. Способ по п. 19, в котором растворители первой фазы и второй фазы выбирают из группы, состоящей из метиленхлорида, хлороформа, этилацетата, бензилового спирта, диэтилкарбоната, метилэтилкетона и воды.

21. Способ по п. 19, в котором вторая фаза дополнительно содержит стабилизатор эмульсии, выбранный из группы, состоящей из поливинилового спирта, полисорбата, белка и поливинилпирролидона.

22. Способ по п. 19, в котором активное вещество первой фазы выбирают из группы, состоящей из антиоксидантов, усилителей проницаемости, растворителей, солей, косметических компонентов, пищевых добавок, текстильных химикатов, агрохимикатов, пластификаторов, стабилизаторов, пигментов, замутнителей, адгезивов, пестицидов, ароматизирующих компонентов, антифоулянтов, красителей, масел, чернил, катализаторов, детергентов, отверждающих компонентов, вкусоароматических добавок, пищевых продуктов, топлива, гербицидов, металлов, красок, фотографических компонентов, биоцидов, пропеллентов, полимерных добавок, органической молекулы, неорганической молекулы, противоинфекционных компонентов, цитотоксических компонентов, антигипотензивных препаратов, противогрибковых компонентов, нейролептиков, антител, белков, пептидов, антидиабетических компонентов, иммуностимуляторов, иммуносупрессантов, антибиотиков, антивирусных компонентов, антиконвульсантов, антигистаминных компонентов, сердечнососудистых компонентов, антикоагулянтов, гормонов, противомалярийных компонентов, анальгезирующих компонентов, анестезирующих компонентов, нуклеиновых кислот, стероидов, аптамеров, гормонов, стероидов, факторов свертываемости крови, гемопоэтических факторов, цитокинов, интерлейкинов, колониестимулирующих факторов, факторов роста, аналогов факторов роста и их фрагментов.

23. Способ по п. 19, в котором, по меньшей мере, одна из первой фазы и второй фазы содержит полимер.

24. Способ по п. 23, в котором полимер выбирают из группы, состоящей из поли(d,l-молочной кислоты), поли(l-молочной кислоты), поли(гликолевой кислоты), сополимера d,l-лактида и гликолида (PLGA), поли(капролактона), сложных поли(ортоэфиров), поли(ацеталей), поли(гидроксибутирата).

25. Способ по п. 19, в котором эмульсионный продукт содержит микросуспензию, содержащую активное вещество первой фазы.

26. Способ по п. 16, в котором эмульсионный продукт содержит микросуспензию, содержащую активное вещество.

27. Способ по п. 16, в котором эмульсионный продукт содержит непрерывную фазу, которая окружает диспергированную фазу, содержащую активное вещество.

28. Способ по п. 27, в котором активное вещество растворяют внутри диспергирванной фазы.

29. Способ по п. 27, в котором активное вещество суспендируют внутри диспергирванной фазы.

30. Способ по п. 27, в котором активное вещество диспергируют внутри диспергирванной фазы.