Способ получения инъекционного имплантата для подкожного или внутрикожного введения без остаточного растворителя на поверхности полимера Российский патент 2024 года по МПК A61L27/14 A61K9/14 A61K47/30 

Изобретение относится к медицине, а именно к восстановительной или пластической хирургии и эстетической дерматологии.

Изобретение относится к способу получения имплантата для подкожного или внутрикожного введения без остаточного растворителя на поверхности полимера, предназначенного для использования в восстановительной или пластической хирургии человека и в эстетической дерматологии, для заполнения морщин, морщинок, кожных углублений, угревых рубцов и других шрамов, а также в одонтостоматологии для заполнения десен.

Обычные способы филлинга (введения имплантата), используемые для устранения дефектов кожи, разделяют на две группы: дермальный филлинг и подкожный филлинг. Все компоненты имплантата/филлера, используемые в указанных способах, как правило, содержат биологические синтетические материалы или гетерологичные белки.

Парафин впервые использовали в качестве материала для филлинга в 19 веке. Однако он вызывал очень много побочных эффектов, и эффект филлинга с его помощью оказался неудовлетворительным.

Впоследствии был разработан способ с использованием экзогенных белков в качестве материала для филлинга. В частности, было обнаружено, что средство для филлинга с использованием бычьего коллагена приводит к быстрому наступлению терапевтического эффекта. Однако проблема состояла в том, что при однократной имплантации коллаген постепенно всасывался обратно в кожу после 3-6 месяцев. Бычий коллаген поступил на рынок под торговым названием Зидерм I, II и III, в котором содержание коллагена находится в диапазоне от 35 мг/мл до 65 мг/мл. Однако обнаружено, что Зидерм не дает удовлетворительных результатов, так как антитела к бычьему коллагену образуются у 90% пациентов после лечения Зидермом.

Для разрешения этих проблем разработан инъецируемый коллаген, поперечно-сшитый глутаральдегидом, его реализуют под торговым названием Зипласт. Указанный белок не вызывает никаких аллергических реакций, но его вязкость слишком велика для получения хороших терапевтических эффектов.

Поэтому разработка новых эффективных способов получения имплантата/филлера для подкожного или внутрикожного введения - актуальная проблема современной восстановительной или пластической хирургии и эстетической дерматологии.

Из патента РФ RU 2214283 C2 известно техническое решение, описывающее процесс химического образования микросфер: PLA растворяют в органическом растворителе (этилацетате). Этот раствор диспергируют в воде, содержащей полиоксиэтиленсорбитанмоноолеата. Умеренное перемешивание на мешалке типа Vortex продолжают вплоть до испарения растворителя и образования микросфер со средним диаметром 40-80 мкм. Образовавшиеся микросферы рекуперируют путем осаждения, фильтрования и высушивания. Затем их вводят в гель, состоящий из воды и CMC (0,5 мас.%) или НРМС (1 мас. %). После умеренного перемешивания осуществляют распределение.

Однако, описанное техническое решение не раскрывает остаточное содержание органического растворителя на поверхности полимерных частиц, что серьезным образом может повлиять на профиль безопасности в практическом применении.

Остаточные органические растворители - летучие растворители, которые используются или образуются на любой стадии производства фармацевтических субстанций, вспомогательных веществ или лекарственного препарата и полностью не удаляются после завершения технологического процесса.

Контролю на содержание органических растворителей подлежат фармацевтические субстанции и вспомогательные вещества, а также лекарственные препараты независимо от способа применения, если при их получении или очистке используются органические растворители, или они могут образоваться в процессе производства.

Таблица 1. Предельное содержание хлороформа и дихлорметилена

Растворитель Предельное содержание, мг/сут Предельное содержание, ppm Хлороформ 0,6 60 Дихлорметилен 6,0 600

Авторы настоящего изобретения внедрили существенные технологические дополнения: неожиданно было обнаружено, что процесс созревания полимерных частиц, отмывки полимерных частиц от органического растворителя и экстракцию органического растворителя целесообразно проводить непрерывно, разделив этапы температурными режимами, скоростью эмульгирования с добавлением процесса воздушного барботирования раствора.

Задачей настоящего изобретения является создание нового способа получения имплантата/филлера для подкожного или внутрикожного введения.

Кроме того, из патента RU 2214283 C2 известно: «микросферы или микрочастицы суспендируют в геле. Они должны иметь диаметр более 5 мкм, и предпочтительно более 20 мкм, чтобы их не абсорбировали макрофаги. Они должны иметь диаметр менее 150 мкм, и предпочтительно менее 40 мкм, чтобы, с одной стороны, их можно было вводить путем инъекции с помощью тонкой иглы, и, с другой стороны, не создавать гранулезных скоплений под пальцем»

Следует отметить, что все описанные методы химического получения полимерных частиц охарактеризованы только средним значением размерного ряда частиц, это значит, что в размерном ряду могут находиться как частицы менее 5 мкм, так и частицы более 150 мкм.

При работе над заявленным техническим решением, авторами дано более подробное описание получаемого размерного ряда частиц, так как важно понимать, что наличие частиц менее 5 мкм способствуют инициации макрофагального захвата частиц с последующей активацией процессов их лизиса (распада), что значительно влияет на срок и скорость процесса деградации полимера в организме.

Наличие частиц более 150 мкм создают проблемы для инъекционного пути введения, так как могут закупоривать просвет тонкой иглы.

Важно отметить, что размер частиц очень важен в отношении проходимости через внутренний диаметр иглы (канюли), но не менее важна геометрия самих полимерных частиц. На рис.2 представлены фотографии а и b, на которых представлены получаемые полимерные частицы в обычных условиях, при которых получаются полимерные частицы неправильной формы с выраженными неровностями краев, это влияет на их поведение в суспензии. Такие частицы цепляют друг друга и в просвете иглы могут образовывать конгломераты, состоящие из мелких частиц, сцепленных между собой, в результате чего забивается просвет иглы. Если бы частицы были правильной сферической формы, то такого сцепляющего эффекта не было бы и суспензия свободно внутри себя распределяла полимерные частицы при прохождении через иглу.

Скопление полимерных частиц более 100 мкм создает эффект гранулезного скопления при пальпации.

Предпочтительный диапазон полимерных частиц лежит в интервале от 20 до 40 мкм. Для частиц сферической формы предпочтительный интервал может быть от 20 до 100 мкм.

При этом полимерные частицы должны содержать регламентированный остаточный органический растворитель на поверхности. Предпочтительные полимерные частицы не должны содержать растворитель.

Техническим результатом изобретения является расширение арсенала имплантатов для подкожного или внутрикожного введения, с отсутствием остаточного растворителя на поверхности полимера и получением частиц в интервале от 20 до 40 мкм либо частиц сферической формы в интервале от 20 до 100 мкм.

Для достижения поставленных задач, авторами в работе было выделено три этапа:

1 этап - формирование полимерных частиц

Особенность этого этапа - это условия, при которых должно происходить формирование: по мере экстракции органического растворителя из системы происходит затвердевание полимера. Чем выше скорость экстракции растворителя, тем выше скорость затвердевания полимера.

Регуляция скорости экстракции растворителя достигается за счет температуры, должна быть в диапазоне от 0 до 3 градусов и скорости диспергирования при 700 об/мин.На рис.1. представлено распределение частиц по размерам:

1а - микросферы, полученные при скорости диспергирования от 400 до 600 об/мин;

1b - микросферы, полученные при скорости диспергирования от 600 до 800 об/мин;

1с - полученные при скорости диспергирования от 800 до 1000 об/мин.

Так при скорости мешалки в диапазоне от 400 до 600 об/ минут (рис.1, 1а), среднее значение объемного распределения частиц по размеру составляет 69,29 мкм, при котором:

d₁₀ - размер, определяющий границу, ниже которой находиться 10% частиц = 36,48 мкм

d₅₀ (median) - размер, определяющий границу, ниже которой находится 50% частиц = 67,51 мкм

d₉₀ - размер, определяющий границу, ниже которой находится 90% частиц = 108,2

Большое количество полимерных частиц размером выше 100 мкм могут создавать эффект гранулезного скопления при пальпации.

При скорости мешалки 600 до 800 об/мин (рис.1, 1b), среднее значение объемного распределения частиц по размеру составляет 48,86 мкм при котором:

d₁₀ - размер, определяющий границу, ниже которой находиться 10% частиц = 12,4 мкм

d₅₀ (median) - размер, определяющий границу, ниже которой находится 50% частиц = 45,24 мкм

d₉₀ - размер, определяющий границу, ниже которой находится 90% частиц = 88,59

Частицы распределены в предпочтительном диапазоне, при этом нет частиц менее 5 мкм и более 100 мкм.

При скорости мешалки в диапазоне от 800 до 1000 об/мин (рис.1, 1с), среднее значение объемного распределения частиц по размеру составляет 14,83 мкм при котором:

d₁₀ - размер, определяющий границу, ниже которой находиться 10% частиц = 4,5 мкм

d₅₀ (median) - размер, определяющий границу, ниже которой находится 50% частиц = 13,8 мкм

d₉₀ - размер, определяющий границу, ниже которой находится 90% частиц = 23,99

Наличие частиц менее 5 мкм могут способствовать ускоренному процессу деградации полимера за счет адсорбции частиц макрофагами.

На этой стадии частицы формируют размерный ряд. Но при этом частицы не имеют правильной формы за счет того, что из-за не сформированности они могут склеиваться между собой, образовывая глыбы.

Поэтому авторами была внедрена 2 стадия - созревание. Постепенная экстракции растворителя позволяет полимеру проходить преобразование из жидкого в твердое состояние, через промежуточный этап - мягкое состояние. В мягком состоянии при определенных условиях полимер способен принять правильную сферическую форму.

Процесс барабиторования создает турбуленцию перпендикулярно направленного потока, благодаря которому происходит интенсивное преобразование частиц в микросферы и не позволяет частицам сплющиваться у стен реактора за счет центробежных сил.На рис.2 представлены фотографии, полученные с помощью микроскопа Olympus CX31 (Япония): a, b - пример получения полимерных микросфер PLA (при увеличении в 100 и 400 раз соответственно) полученные без барботирования; c, d - пример получения полимерных микросфер PLA (при увеличении в 100 и 400 раз соответственно) с барботированием.

На рис.2, а видно, что частицы не имеют четких контур, на рис.2, b видно, что некоторые частицы между собой склеились

На рис.2, c видно, что все частицы имеют правильную сферическую форму и на рис.2, d частицы, разделенные между собой.

3 этап - это отмывка полимерных частиц от органического растворителя.

Процесс происходит при нагревании раствора до 35С. При этом процесс барботирования ускоряет экстракцию органического растворителя. Что позволяет экстрагировать органический растворитель из системы до значений, при которых аналитический метод перестает этот растворитель детектировать.

Описанный метод получения частиц подходи для полимеров:

• Поликапролактоны (и в особенности поли-ε-капролактоны),

• Полилактиды (полимеры молочной кислоты L и DL формы),

• Полигликолиды (полимеры гликолевой кислоты или PGA)

• Сополимеры молочной кислоты с гликолевой кислотой или PLAGA).

На рис. 3 продемонстрирован результат хроматографического контроля остаточного растворителя прибором «Кристалл 2000М» (Россия) с использованием реактивов: N,N-диметилформамид (Fluka, кат. № 72438 или аналогичного качества), дихлорметилен (Fluka, кат. № 04778 или аналогичного качества).

Хроматограф, оснащенный пламенно-ионизационным детектором и кварцевой капиллярной колонкой размером 60 м х 0,32 мм, с неподвижной фазой типа CP Select 624 CB, толщина слоя неподвижной фазы 1,8 мкм.

Процесс экстракции органического растворителя при постоянном перемешивании с помощью верхнеприводной мешалки при 200 об/мин, расходе подаваемого воздуха 150 л/ч. и при нагревании до 35°С

Посредством компрессора осуществляют барботирование системы чистым воздуха. Отвод воздуха осуществляют через горловину в крышке реактора, снабженную фильтром, предотвращающим попадание механической примеси в реактор.

Таблица 2. Режимы формирования микрочастиц

Этап Период, ч Скорость мешалки, об/мин Температурный режим, ⁰С Процесс барботирования Формирования размерности частиц 4 700 0-3 нет Созревания частиц 10 700 0-3 150 л/ч Отмывка частиц от органического растворителя 2 200 3-7 150 л/ч Экстракция органического растворителя 1 200 10-35 150 л/ч

После процесса формирования полимерных частиц, органический растворитель с поверхности полимера более эффективно переходит в воду при температуре до +10°С, а процесс барботирования улучшает экстракцию органического растворителя из воды при последующем нагревании воды до +35°С воды, такая технология позволили полностью избавиться от остаточного растворителя с поверхности полимера.

Пример 1. Получение инъекционного имплантата/филлера для подкожного или внутрикожного введения

В пенициллиновый флакон емкостью 20 мл вносят 1,0 г поли-L-лактида и 10 мл хлористого метилена, плотно закрывают пластиковой пробкой и перемешивают до полного растворения.

Далее, в стеклянный стакан емкостью 100 мл вносят 0,3 г поливинилового спирта и 38,9 мл воды очищенной. Полученную смесь перемешивают при нагревании (80 °С) на магнитной мешалке с подогревом до полного растворения ПВС, затем в полученный раствор вносят 0,8 г метилцеллюлозы. Выключают нагрев и при перемешивании выдерживают до получения однородного прозрачного раствора. Полученный раствор охлаждают до 2÷8 °С.

Раствор полимера капиллярным методом вводят в дисперсионную среду при перемешивании с помощью верхнеприводной мешалки при 700 об/мин и оставляют перемешиваться в течение 2-3 мин.

В реактор, представляющий собой стеклянный аппарат объемом 1 л, снабженный крышкой, охлаждающей рубашкой, пропеллерной мешалкой и нижним сливом, подают 0,9 л воды очищенной. Затем включают мешалку, подают в рубашку реактора хладагент и охлаждают воду до температуры 7÷10 °С.

Затем полученную дисперсию подают в реактор, заполненный охлажденной водой. Посредством компрессора осуществляют барботирование системы чистым воздуха. Процесс формирования частиц проводят при постоянном перемешивании с помощью верхнеприводной мешалки при 200 об/мин и расходе подаваемого воздуха 150 л/ч. Отвод воздуха осуществляют через горловину в крышке реактора, снабженную фильтром, предотвращающим попадание механической примеси в реактор. Дисперсию выдерживают при перемешивании и температуре от 7 до 25 °С в соответствии с таблицей 3.

Таблица 3. Температурные режимы формирования микрочастиц

Продолжительность стадии, ч Изменение температуры воды в реакторе, ⁰С 4 7 °С 10 10 °С 2 15 °С 1 25 °С

После завершения процесса «созревания» микрочастиц выключают мешалку и разливают полученную суспензию в полипропиленовые емкости для центрифугирования, которые укупоривают крышками. Суспензию концентрируют центрифугированием при 4500 об/мин в течение 30 минут.

Сконцентрированную суспензию полимерных микрочастиц переносят в реактор 0,9 л предварительно нагретой до 35°С воды. Полученную дисперсию при необходимости доводят водой до 1 л, выдерживают при перемешивании (200 об/мин) и барботировании чистым воздухом (70 л/ч) в течение 1 часа.

Выключают мешалку, разливают полученную суспензию в полипропиленовые емкости для центрифугирования и концентрируют посредством центрифуги. Процесс центрифугирования осуществляют при 4500 об/мин в течение 30 минут.

Процедуру промывки повторяют.

Полученную суспензию разливают в емкости (лотки из нержавеющей стали) для лиофильной сушки. Помещают в установку для лиофильной сушки и лиофилизируют. Процесс лиофилизации проводят в течение 46 часов. Условия сушки представлены в таблице 4.

Таблица 4. Условия лиофилизации полимерных микрочастиц

№ этапа 1 2 3 4 5 6 Температура, °С -40 -20 -10 0 10 20 Время, ч 2 8 8 9 9 10 Вакуум - + + + + +

В стеклянный стакан емкостью 100 мл вносят 0,2 г карбоксиметилцеллюлозы натрия и 48,47 мл воды для инъекций. Полученную смесь перемешивают при нагревании (80°С) на магнитной мешалке с подогревом до полного растворения NaКМЦ, затем в полученный раствор вносят 1,275 г маннитола и 0,053 г Твин 20. Выключают нагрев и при перемешивании выдерживают до получения однородного прозрачного раствора. Полученный раствор охлаждают до 2÷8°С.

Точную навеску лиофилизата 0,9 г вносят в стеклянный стакан емкостью 100 мл, добавляют 30 мл полученной жидкой дисперсионной среды и перемешивают с помощью верхнеприводной мешалки при 200 об/мин в течение 20-30 мин.

Полученную суспензию разливают во флаконы коричневые из стекла 1-го гидролитического класса, на флаконы надевают резиновые пробки для лиофильной сушки. Флаконы помещают в установку для лиофильной сушки и лиофилизируют. Процесс лиофилизации проводят в течение 46 часов. Полученный лиофилизированный порошок микрочастиц укупоривают в установке лиофильной сушки.

Проводят газовую стерилизацию лиофилизата полимерных микрочастиц.

Затем на флаконы надевают алюминиевые колпачки, производят обкатку колпачков и герметизацию лиофилизата. Флаконы маркируют.

Настоящее изобретение относится к способу получения инъекционного имплантата для подкожного или внутрикожного введения, состоящего из полимерных частиц правильной сферической формы с предпочтительным размерным интервалом от 20 до 100 мкм, без остаточного растворителя на поверхности полимера, заключающемуся во введении капиллярным методом поли-L-лактида в дихлорметилене, после предварительного смешивания до однородного раствора, в толщу дисперсионной среды, содержащей поливиниловый спирт, при температуре дисперсионной среды в диапазоне от +0 до +3°С и при перемешивании с помощью мешалки при оборотах 700 об/мин, с последующим созреванием частиц при постоянном перемешивании с добавлением процесса барботирования перпендикулярно направленному потоку чистого воздуха 150 л/ч, с последующим процессом отмывки частиц от остаточного растворителя с поверхности полимера при нагревании до 35°С, перемешивании при оборотах 200 об/мин и расходе подаваемого воздуха 150 л/ч. Настоящее изобретение обеспечивает получение имплантатов для подкожного или внутрикожного введения, с отсутствием остаточного растворителя на поверхности полимера и получением частиц в интервале от 20 до 40 мкм либо частиц сферической формы в интервале от 20 до 100 мкм. 7 ил., 4 табл., 1 пр.

Способ получения инъекционного имплантата для подкожного или внутрикожного введения, состоящего из полимерных частиц правильной сферической формы с предпочтительным размерным интервалом от 20 до 100 мкм, без остаточного растворителя на поверхности полимера, заключающийся во введении капиллярным методом поли-L-лактида в дихлорметилене, после предварительного смешивания до однородного раствора, в толщу дисперсионной среды, содержащей поливиниловый спирт, при температуре дисперсионной среды в диапазоне от +0 до +3°С и при перемешивании с помощью мешалки при оборотах 700 об/мин, с последующим созреванием частиц при постоянном перемешивании с добавлением процесса барботирования перпендикулярно направленному потоку чистого воздуха 150 л/ч, с последующим процессом отмывки частиц от остаточного растворителя с поверхности полимера при нагревании до 35°С, перемешивании при оборотах 200 об/мин и расходе подаваемого воздуха 150 л/ч.