СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МИКРОЧАСТИЦ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЛИОФИЛЬНОЙ СУШКИ Российский патент 2024 года по МПК F26B5/06 C08J9/28 

Область техники

Разработка относится к области биотехнологии и медицины, а именно к созданию высокопористых полимерных частиц, используемых в регенеративной медицине, тканевой инженерии и хирургии, а также в качестве назальных или трансдермальных форм доставки лекарств или в качестве кровоостанавливающих средств.

Уровень техники

Ввиду высоких требований к используемым сегодня изделиям в регенеративной медицине и тканевой инженерии существует потребность в разработке новых материалов. Помимо биосовместимости и биорезорбируемости материалы должны обладать подходящей структурой и соответствовать механическим свойствам прилежащих тканей. Для замещения мягких тканей, плавной доставке лекарственных средств хорошо подходят природные и синтетические гидрогели, которые обеспечивают хороший контакт, способность к заполнению дефектов произвольной формы и диффузию низкомолекулярных соединений. Однако в ряде случаях низкие значения модуля упругости гидрогелей не позволяют их использовать в нативной форме. Пористые полимерные микрочастицы могут быть использованы в качестве наполнителя для гидрогелей, существенно изменяю как структуру, так и увеличивая прочность гелей, что открывает новые возможности в данной области. Кроме этого, пористые полимерные частицы могут быть использованы индивидуально, например, в качестве кровоостанавливающих средств.

В патенте US 5654008 был раскрыт способ получения биодеградируемых, биосовместимых микрочастиц, включающих биодеградируемый, биосовместимый связывающий полимер и биологически активное вещество. Для растворения используют смесь двух нетоксичных растворителей, свободных от галогенизированных углеводородов. Эту смесь растворителей диспергируют в водном растворе для образования эмульсии, которую затем добавляют в водную экстракционную среду, с помощью которой контролируется скорость экстракции каждого растворителя. После чего образуются биодеградируемые, биосовместимые микрочастицы, содержащие биологически активное вещество.

В патенте RU 2786452 C1 был описан способ получения микрочастиц биоразлагаемого полимера, несущих стероидное лекарственное средство, включающие стадии: 1) получения раствора стероидного лекарственного средства и биоразлагаемого полимера в массовом соотношении от 1:99 до 3:7; 2) Распыления раствора в раствор углеводорода С5-10, который поддерживают при температуре ниже точки плавления органического растворителя, с образованием микрочастиц 3) добавления микрочастиц в водный раствор соли для растворения и удаления органического растворителя; 4) обессоливание микрочастиц. Описанное изобретение обеспечивает получение микрочастиц, несущих стероидное лекарственное средство, с длительным высвобождением, которые обладают превосходной биосовместимостью, биоразлагаемостью, пористостью и механической прочностью.

В патенте RU 2737742 раскрыто изобретение, относящаяся к пористым микрочастицам биоразлагаемого полимера, предназначенным в качестве наполнителя для средств используемых против морщин. Пористые микрочастицы характеризуются сферическим профилем, диаметром частиц в диапазоне от 10 до 50 мкм, порами, имеющими диаметр в диапазоне от 0,1 до 10 мкм, и коэффициентом пористости в диапазоне от 10 до 20%. В качестве порообразователя использовали тетрадакан и технику элюирования органического растворителя в водную фазу. Описан также полимерный наполнитель для улучшения состояния при морщинах, включающий пористые микрочастицы биоразлагаемого полимера и один или несколько биосовместимых носителей.

В патенте США №6377198, в котором описывают пористый каркас, имеющий непрерывную полимерную фазу с высоко взаимосвязанным многомодальным распределением крупных и мелких пор круглой формы. Более крупные поры, должны обеспечивать открытое пространство для прорастания нативной ткани в толщу частиц, при этом более мелкие поры, как утверждается, образуют каналы между более крупными порами для улучшения контакта от клетки к клетке, проникновения питательных веществ, удаления метаболических отходов и поверхностного структурирования для способствования направленному росту клеток. Однако, описанные частицы получают сложными технологическими стадиями: образование однородного раствора базового полимера в смеси растворителей (например, 1,4-диоксана и воды); добавление макропористого буферного материала (например, NaCl) в раствор; резкое охлаждение капель раствора для отверждения базового полимера в форме частиц; извлечение частиц из устройства и затем промывка макропористого буферного материала от частиц.

В патенте RU 2630135 был раскрыт способ получения полимерных микрочастиц, содержащих матричный полимерный материал непрерывной фазы и полимерные добавки из термопластичных полимеров, благодаря которым образуются нано- и микропоры. Пористая структура микрочастиц может быть образована без необходимости в сложных методиках и химических составах растворителей, традиционно применяемых для образования пористых микрочастиц. Микрочастицы характеризуются многомодальным распределением пор по размеру, что может обеспечить ряд различных преимуществ в зависимости от конкретного применения.

Наиболее близким к настоящему изобретению относится патент RU 2159148. В патенте описан способ формирования микрочастиц материала из микрокапелек раствора в производстве медикаментозных средств. Микрокапельки материала и растворителя подают в секцию замораживания. Эта секция содержит сжиженный газ, под действием которого происходит замораживание. Замороженные микрокапельки приводят в контакт с нерастворяющей жидкостью в секции экстракции. Экстрагируют растворитель в нерастворяющую жидкость с формированием тем самым микрочастиц.

Раскрытие изобретения

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание высокопористых полимерных микрочастиц для дальнейшего их использования в различных областях биомедицины.

Технический результат, на которое направлено изобретение, заключается в разработке универсального способа получения пористых полимерных микрочастиц с применением лиофильной сушки.

Для достижения технического результаты был предложен способ получения пористых полимерных микрочастиц с применением лиофильной сушки включающий стадию приготовления полимерного раствора в том числе суспензий твердых частиц используя в качестве растворителей воду и неконцентрированные водные растворы кислот и щелочей или буферные водные растворы или 1,4-диоксан, диметилсульфоксид, при этом к навеске полимерного материала 0,5 масс% до 2 масс% сухого вещества от конечного раствора приливают от 98 до 99,5 масс. % растворителя, с последующим смешиванием на магнитной мешалке не менее 48 часов при комнатной температуре и скорости от 100 до 300 об/мин, стадию формирования аэрозоля с последующей шоковой заморозкой включающую залив полимерного раствора или суспензии в резервуар пневматического распылителя с последующим распылении при давлении 3 Бар в металлическую емкостью, наполненную жидким азотом на 2/3 объема при расстоянии от сопла распылителя до поверхности жидкого азота 30±5 см. и угле распыления 45±5°, основную часть жидкого азота испаряют при комнатной температуре, после частицы переносят в предварительно охлажденный до -195°С полипропиленовый стакан и оставляют в морозильной камере при температуре - 24°С в течении 24 часов до полного испарения азота, стадию высушивание замороженной суспензии включающую удаление растворителя из пор посредством сублимационной сушки с дальнейшей до сушкой сушильном шкафу при комнатной температуре.

В предпочтительных вариантах:

в качестве жидкой фазы на этапе приготовления раствора добавляют лекарственные и биологически активные растворимые формы не более 20 масс. % от сухого вещества.

в качестве твердых частиц, используют нано- или микрочастицы до 10 мкм полимеры или сополимеры, нерастворимые в выбранном растворителе, не более 20 масс. % от сухого вещества.

Совокупность приведенных выше существенных признаков приводит к тому, что:

Получаемые данной методикой частицы имеют преимущественно сферическую форму и характерный размер от 10 до 1000 мкм, обладают сверхразветвленной системой взаимопроникающих пор. Общая пористость достигает 99 об. %.

Структура частиц устойчива при нормальных условиях. Дальнейшие исследования показали перспективы их применения, как индивидуально, например, в роли кровеостанавливающих средств, так и в качестве наполнителей для гидрогелей. Такой подход позволяет увеличить модуль упругости гидрогелей и замедлить высвобождение биоактивных молекул, тем самым заметно расширив сферу применения таких материалов на практике.

Краткое описание чертежей

Описание последовательности действий для создания пористых микрочастиц представлены на следующих схемах.

На фиг. 1 - Блок-схема этапов получения высокопористых микрочастиц

На фиг. 2 - Схема стадии формирования аэрозоля с последующей шоковой заморозкой, состоящая из:

- криованны со сжиженным азотом;

- пневмораспылителя

- необходимые параметры (расстояние, угол)

Осуществление и пример реализации изобретения

Способ получения пористых полимерных микрочастиц, включает следующие стадии:

- Приготовление полимерного раствора, в том числе суспензий твердых частиц в полимерном растворе.

- Формирование аэрозоля с последующей шоковой заморозкой над криованной;

- Высушивание замороженной суспензии в лиофильной камере;

- Контроль характеристик материала

Блок-схема этапов получения высокопористых микрочастиц приведена на фигуре 1.

Приготовление полимерного раствора, в том числе суспензий твердых частиц в полимерном растворе

Подходящие растворители для получения частиц данным способом: вода и неконцентрированные водные растворы кислот и щелочей, буферные водные растворы, 1,4-диоксан, диметилсульфоксид (ДМСО).

Подходящие полимерные соединения для получения частиц данным способом: полиэфиры (полилактид, полигликолевая кислота, поликапролактон, поливалеролактон, полилактид-со-гликолид, поли(гидроксилбутилат, поли(гидроксивалерат), полигидроксиалканоат, полиэтиленгликоль), природные протеины (коллаген, желатин, фиброин шелка, кератин, спидроин), природные полисахариды (хитозан, гиалуроновая кислота, альгиновые кислоты и их соли, ацетат целлюлозы) и их сополимеры.

Некоторые полимерные соединения могут быть химически модифицированы (химически сшиты) специальными агентами, добавляемыми перед формованием частиц для придания устойчивости к растворению в условиях биологической среды. В качестве таких соединений, по меньшей мере, могут быть использованы, но не ограничиваются ими: глутаровый альдегид, генипин, соли кальция, β-глицерофосфаты.

В качестве жидкой фазы на этапе приготовления раствора могут быть добавлены лекарственные и биологически активные растворимые формы но не более 20 масс. % от сухого вещества.

В качестве твердых частиц, при получении композиционных пористых микрочастиц, могут быть выбраны нано- или микрочастицы (до 10 мкм) различной морфологии: полимеры или сополимеры, нерастворимые в выбранном растворителе, минеральные наполнители (гидроксиапатит, трикальций фосфат), лекарственные и биологически активные нерастворимые формы и другие не более 20 масс. % от сухого вещества.

Заранее рассчитанную навеску полимерного материала взвешивают на весах и добавляют в стеклянную закрывающуюся тару из расчета от 0,5 масс% до 2 масс% сухого вещества от конечного раствора. При необходимости добавляют лекарственные формы или твердые частицы наполнителя с массовой концентрацией от сухого остатка полимерного соединения от 0 до 20%. Далее приливают заранее рассчитанное количество выбранного растворителя (от 98 до 99,5 масс. %). Суспензии оставляют на магнитной мешалке не менее 48 часов при комнатной температуре и скорости от 100 до 300 об/мин до полного растворения полимера и ресуспендирования наполнителя.

Формирование аэрозоля с последующей шоковой заморозкой

Приготовленный полимерный раствор или суспензию заливают в резервуар пневматического распылителя. Далее раствор распыляют при давлении 3 Бар в заранее подготовленную металлическую емкостью для улавливания частиц аэрозоля, наполненную жидким азотом на 2/3 объема. Расстояние от сопла распылителя до поверхности жидкого азота составляет ~ 30±5 см, угол распыления 45±5°. Образовавшиеся капли (частицы золя) подвергаются шоковой заморозке при контакте с жидким азотом, образуя преимущественно сферические полимерные частицы с закристаллизованным растворителем в структуре. В процессе заморозки происходит микрофазное разделение растворитель-полимер и формируется пористая структура будущих частиц. Далее частицы оседают на дно емкости, основную часть жидкого азота испаряют при комнатной температуре, а частицы переносят в предварительно охлажденный до -195°С полипропиленовый стакан и оставляют в морозильной камере при температуре - 24°С в течении 24 часов до полного испарения азота.

Высушивание замороженной суспензии в лиофильной камере

Растворитель из пор удаляют методом сублимационной сушки. Полипропиленовые стаканы с замороженными частицами переносят на заранее охлажденную при -24°С подложку лиофильной камеры. Далее подложку с образцом помещают в лиофильную установку и сублимируют растворитель из частиц в течение 3 суток с глубиной вакуума 0.250 мбар (режим «Основной сушки» («Main drying»)) с последующим досушиванием в течение 5 часов при давлении 0.030 мбар (режим «Финальной сушки» («Final drying»)). Температура конденсатора на протяжении всего процесса сушки должна составлять от - 60 до -120°С. После завершения процесса сублимации полученные частицы извлекают из лиофильной установки и сушат в вакуумном сушильном шкафу при комнатной температуре в течение суток для удаления остаточных паров растворителя.

Контроль характеристик материала

Контроль характеристик материала осуществляют согласно техническим требованиям на выпускаемую продукцию.

Заявляемое техническое решение заключается в том, что: Получают полимерный раствор в водном или органическом растворителе, с концентрацией не более 2 масс. %. При необходимости добавляют наполнитель, для получения суспензии твердых частиц, или сшиватель для фиксации полимерной структуры после лиофилизации. Далее раствор распыляют при помощи метода аэрозольного распыления в ванну со сжиженным азотом для формирования структуры частиц, как показано на рис. 2. После чего растворитель лиофильно удаляют.

Приведенные ниже примеры иллюстрируют варианты заявленного изобретения, но не ограничивают его.

Пример 1.

2 г гранул полилактида марки 4032D (Ingeo, Nature Works) с молекулярной массой 200 кДа растворяют в 98 г 1,4-диоксана в стеклянной таре при постоянном перемешивании. После полного растворения гранул, раствор переливают в резервуар пневмораспылителя, и распыляют в криованну под углом 45°, как показано на фигуре 2. Далее замороженные частицы собирают при помощи предварительно замороженного при температуре -196°С выпуклого шпателя в пластиковые одноразовые контейнеры для сбора биоматериала объемом 100 мл. Контейнеры предварительно охлаждают сжиженным азотом, для предотвращения плавления частиц. После сбора частиц контейнеры закрывают перфорированным слоем фольги и термостатируют при температуре -24°С, до полного удаления газообразного азота не менее 24 часов. После контейнеры переносят в камеру лиофильной установки на заранее охлажденную подложку лиофильной камеры и сублимируют растворитель из частиц в течение 3 суток с глубиной вакуума 0.250 мбар (режим «Основной сушки» («Main drying»)) с последующим досушиванием в течение 5 часов при давлении 0.030 мбар (режим «Финальной сушки» («Final drying»)). Температура конденсатора на протяжении всего процесса сушки составляет -74°С. После завершения процесса сублимации полученные частицы извлекают из лиофильной установки и сушат в вакуумном сушильном шкафу при комнатной температуре в течение суток для удаления остаточных паров растворителя.

Пример 2.

2 г гранул поликапролактона марки PC 12 (corbion) с молекулярной массой 100 кДа растворяют в 98 г 1,4-диоксана в стеклянной таре при постоянном перемешивании. После полного растворения гранул, раствор переливают в резервуар пневмораспылителя, и распыляют в криованну под углом 45°, как показано на фигуре 2. Далее замороженные частицы собирают при помощи предварительно замороженного при температуре -196°С выпуклого шпателя в пластиковые одноразовые контейнеры для сбора биоматериала объемом 100 мл. Контейнеры предварительно охлаждают сжиженным азотом, для предотвращения плавления частиц. После сбора частиц контейнеры закрывают перфорированным слоем фольги и термостатируют при температуре -24°С, до полного удаления газообразного азота не менее 24 часов. После контейнеры переносят в камеру лиофильной установки на заранее охлажденную подложку лиофильной камеры и сублимируют растворитель из частиц в течение 3 суток с глубиной вакуума 0.250 мбар (режим «Основной сушки» («Main drying»)) с последующим досушиванием в течение 5 часов при давлении 0.030 мбар (режим «Финальной сушки» («Final drying»)). Температура конденсатора на протяжении всего процесса сушки составляет -74°С. После завершения процесса сублимации полученные частицы извлекают из лиофильной установки и сушат в вакуумном сушильном шкафу при комнатной температуре в течение суток для удаления остаточных паров растворителя.

Пример 3.

1 г порошка хитозана Primex ChitoClear HQG 10 (43000) с молекулярной массой 80 кДа растворяют в 99 г 1 масс. % раствора уксусной кислоты в стеклянной таре при постоянном перемешивании. После полного растворения порошка, раствор переливают в резервуар пневмораспылителя, и распыляют в криованну под углом 45°, как показано на фигуре 2. Далее замороженные частицы собирают при помощи предварительно замороженного при температуре -196°С выпуклого шпателя в пластиковые одноразовые контейнеры для сбора биоматериала объемом 100 мл. Контейнеры предварительно охлаждают сжиженным азотом, для предотвращения плавления частиц. После сбора частиц контейнеры закрывают перфорированным слоем фольги и термостатируют при температуре -24°С, до полного удаления газообразного азота (не менее 24 часов). После контейнеры переносят в камеру лиофильной установки на заранее охлажденную подложку лиофильной камеры и сублимируют растворитель из частиц в течение 3 суток с глубиной вакуума 0.250 мбар (режим «Основной сушки» («Main drying»)) с последующим досушиванием в течение 5 часов при давлении 0.030 мбар (режим «Финальной сушки» («Final drying»)). Температура конденсатора на протяжении всего процесса сушки составляет -74°С. После завершения процесса сублимации полученные частицы извлекают из лиофильной установки и сушат в вакуумном сушильном шкафу при комнатной температуре в течение суток для удаления остаточных паров растворителя.

Пример 4.

1 г стерильного порошка хитозана Primex ChitoClear HQG 10 (43000) с молекулярной массой 80 кДа растворяют в 99 г стерильного 1 масс. % раствора уксусной кислоты в стеклянной таре при постоянном перемешивании. После полного растворения порошка, к раствору добавляют rhBMP-2 с концентрацией от 1 до 20 масс. % от сухого остатка полимера. Далее раствор переливают в резервуар пневмораспылителя, и распыляют (в ламинарном боксе) в криованну под углом 45°, как показано на фигуре 2. Далее замороженные частицы собирают при помощи предварительно замороженного при температуре -196°С выпуклого шпателя в охлажденные круглодонные закрывающиеся колбы для сушки стерильных материалов. После сбора частиц контейнеры закрывают и термостатируют при температуре -24°С, до полного удаления газообразного азота (не менее 24 часов). После колбы подключают к камере лиофильной установки и сублимируют растворитель из частиц в течение 3 суток с глубиной вакуума 0.250 мбар (режим «Основной сушки» («Main drying»)) с последующим досушиванием в течение 5 часов при давлении 0.030 мбар (режим «Финальной сушки» («Final drying»)). Температура конденсатора на протяжении всего процесса сушки составляет -74°С. После завершения процесса сублимации колбы отсоединяют от лиофильной установки и переносят в ламинарный бокс для извлечения частиц.

Пример 5.

1 г порошка хитозана Primex ChitoClear HQG 10 (43000) с молекулярной массой 80 кДа растворяют в 99 г 1 масс. % раствора уксусной кислоты в стеклянной таре при постоянном перемешивании. Далее по каплям при постоянном перемешивании добавляют 1 мл 5 масс. % предварительно разбавленного глутарового альдегида и перемешивают не менее 5 и не более 10 минут. Далее раствор переливают в резервуар пневмораспылителя, и распыляют в криованну под углом 45°, как показано на фигуре 2. Далее замороженные частицы собирают при помощи предварительно замороженного при температуре -196°С выпуклого шпателя в пластиковые одноразовые контейнеры для сбора биоматериала объемом 100 мл. Контейнеры предварительно охлаждают сжиженным азотом, для предотвращения плавления частиц. После сбора частиц контейнеры закрывают перфорированным слоем фольги и термостатируют при температуре -24°С, до полного удаления газообразного азота (не менее 24 часов). После контейнеры переносят в камеру лиофильной установки на заранее охлажденную подложку лиофильной камеры и сублимируют растворитель из частиц в течение 3 суток с глубиной вакуума 0.250 мбар (режим «Основной сушки» («Main drying»)) с последующим досушиванием в течение 5 часов при давлении 0.030 мбар (режим «Финальной сушки» («Final drying»)). Температура конденсатора на протяжении всего процесса сушки составляет -74°С. После завершения процесса сублимации полученные частицы извлекают из лиофильной установки и сушат в вакуумном сушильном шкафу при комнатной температуре в течение суток для удаления остаточных паров растворителя.

Пример 6.

1 г порошка хитозана Primex ChitoClear HQG 10 (43000) с молекулярной массой 80 кДа растворяют в 99 г 1 масс. % раствора уксусной кислоты в стеклянной таре при постоянном перемешивании. Далее добавляют 70 мг порошка генипина и перемешивают не менее 5 и не более 10 минут. Далее раствор переливают в резервуар пневмораспылителя, и распыляют в криованну под углом 45°, как показано на фигуре 2. Далее замороженные частицы собирают при помощи предварительно замороженного при температуре -196°С выпуклого шпателя в пластиковые одноразовые контейнеры для сбора биоматериала объемом 100 мл. Контейнеры предварительно охлаждают сжиженным азотом, для предотвращения плавления частиц. После сбора частиц контейнеры закрывают перфорированным слоем фольги и термостатируют при температуре -24°С, до полного удаления газообразного азота (не менее 24 часов). После контейнеры переносят в камеру лиофильной установки на заранее охлажденную подложку лиофильной камеры и сублимируют растворитель из частиц в течение 3 суток с глубиной вакуума 0.250 мбар (режим «Основной сушки» («Main drying»)) с последующим досушиванием в течение 5 часов при давлении 0.030 мбар (режим «Финальной сушки» («Final drying»)). Температура конденсатора на протяжении всего процесса сушки составляет -74°С. После завершения процесса сублимации полученные частицы извлекают из лиофильной установки и сушат в вакуумном сушильном шкафу при комнатной температуре в течение суток для удаления остаточных паров растворителя.

Пример 7.

1 г порошка хитозана Primex ChitoClear HQG 10 (43000) с молекулярной массой 80 кДа растворяют в 99 г 2 масс. % раствора уксусной кислоты в стеклянной таре при постоянном перемешивании. Далее добавляют нитрат серебра (ACS Reagent, ≥99.0%, Honeywell Fluka) в соотношении 1/0,10; 1/0,21; 1/0,52 и 1/1,04 и термостатируют растворы при 60°С в темном месте для формирования наночастиц. Затем растворы переливают в резервуар пневмораспылителя, и распыляют в криованну под углом 45°, как показано на фигуре 2. Далее замороженные частицы собирают при помощи предварительно замороженного при температуре -196°С выпуклого шпателя в пластиковые одноразовые контейнеры для сбора биоматериала объемом 100 мл. Контейнеры предварительно охлаждают сжиженным азотом, для предотвращения плавления частиц. После сбора частиц контейнеры закрывают перфорированным слоем фольги и термостатируют при температуре -24°С, до полного удаления газообразного азота (не менее 24 часов). После контейнеры переносят в камеру лиофильной установки на заранее охлажденную подложку лиофильной камеры и сублимируют растворитель из частиц в течение 3 суток с глубиной вакуума 0.250 мбар (режим «Основной сушки» («Main drying»)) с последующим досушиванием в течение 5 часов при давлении 0.030 мбар (режим «Финальной сушки» («Final drying»)). Температура конденсатора на протяжении всего процесса сушки составляет -74°С. После завершения процесса сублимации полученные частицы извлекают из лиофильной установки и сушат в вакуумном сушильном шкафу при комнатной температуре в течение суток для удаления остаточных паров растворителя.

Пример 8.

1 г порошка хитозана Primex ChitoClear HQG 10 (43000) с молекулярной массой 80 кДа растворяют в 99 г 2 масс. % раствора уксусной кислоты в стеклянной таре при постоянном перемешивании. Далее добавляют 0,01, 0,05 или 0,10 г наночастиц целлюлозы и перемешивают до полного диспергирования и получения суспензии. Далее растворы озвучивают в ультразвуковой ванне в течение 15 минут и переливают в резервуар пневмораспылителя. Потом суспензии распыляют в криованну под углом 45°, как показано на фигуре 2. Далее замороженные частицы собирают при помощи предварительно замороженного при температуре -196°С выпуклого шпателя в пластиковые одноразовые контейнеры для сбора биоматериала объемом 100 мл. Контейнеры предварительно охлаждают сжиженным азотом, для предотвращения плавления частиц. После сбора частиц контейнеры закрывают перфорированным слоем фольги и термостатируют при температуре -24°С, до полного удаления газообразного азота (не менее 24 часов). После контейнеры переносят в камеру лиофильной установки на заранее охлажденную подложку лиофильной камеры и сублимируют растворитель из частиц в течение 3 суток с глубиной вакуума 0.250 мбар (режим «Основной сушки» («Main drying»)) с последующим досушиванием в течение 5 часов при давлении 0.030 мбар (режим «Финальной сушки» («Final drying»)). Температура конденсатора на протяжении всего процесса сушки составляет -74°С. После завершения процесса сублимации полученные частицы извлекают из лиофильной установки и сушат в вакуумном сушильном шкафу при комнатной температуре в течение суток для удаления остаточных паров растворителя.

Пример 9.

2 г порошка ацетата целлюлозы (Sigma Aldrich) с молекулярной массой 50 кДа растворяют в 98 г 1,4-диоксана в стеклянной таре при постоянном перемешивании. После полного растворения порошка, раствор переливают в резервуар пневмораспылителя, и распыляют в криованну под углом 45°, как показано на фигуре 2. Далее замороженные частицы собирают при помощи предварительно замороженного при температуре -196°С выпуклого шпателя в пластиковые одноразовые контейнеры для сбора биоматериала объемом 100 мл. Контейнеры предварительно охлаждают сжиженным азотом, для предотвращения плавления частиц. После сбора частиц контейнеры закрывают перфорированным слоем фольги и термостатируют при температуре -24°С, до полного удаления газообразного азота не менее 24 часов. После контейнеры переносят в камеру лиофильной установки на заранее охлажденную подложку лиофильной камеры и сублимируют растворитель из частиц в течение 3 суток с глубиной вакуума 0.250 мбар (режим «Основной сушки» («Main drying»)) с последующим досушиванием в течение 5 часов при давлении 0.030 мбар (режим «Финальной сушки» («Final drying»)). Температура конденсатора на протяжении всего процесса сушки составляет -74°С. После завершения процесса сублимации полученные частицы извлекают из лиофильной установки и сушат в вакуумном сушильном шкафу при комнатной температуре в течение суток для удаления остаточных паров растворителя.

Изобретение относится к области биотехнологии и медицины, а именно к созданию высокопористых полимерных частиц, используемых в регенеративной медицине, тканевой инженерии и хирургии, а также в качестве назальных или трансдермальных форм доставки лекарств, или в качестве кровоостанавливающих средств. Для получения пористых полимерных микрочастиц используют лиофильную сушку. Способ включает несколько стадий: на первой готовят полимерный раствор, используя в качестве растворителей воду и разбавленные растворы кислот и щелочей, или буферные водные растворы или 1,4-диоксан, диметилсульфоксид. При этом к навеске полимерного материала с содержанием от 0,5 до 2 масс. % сухого вещества от конечного количества раствора приливают от 98 до 99,5 масс. % растворителя, перемешивают на магнитной мешалке не менее 48 ч при комнатной температуре и скорости от 100 до 300 об/мин. Затем проводят стадию формирования аэрозоля с последующей шоковой заморозкой, включающей залив полимерного раствора или суспензии в резервуар пневматического распылителя с последующим распылением при давлении 3 бар в металлическую емкостью, наполненную жидким азотом на 2/3 объема. После этого основную часть жидкого азота испаряют при комнатной температуре, частицы переносят в предварительно охлажденный до -195°С полипропиленовый стакан и оставляют в морозильной камере при температуре -24°С в течение 24 ч до полного испарения азота. Последней стадией является высушивание замороженной суспензии, включающее удаление растворителя из пор посредством сублимационной сушки с дальнейшей досушкой в сушильном шкафу при комнатной температуре. Предложенное изобретение позволяет получать пористые полимерные микрочастицы с применением лиофильной сушки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 9 пр.

1. Способ получения пористых полимерных микрочастиц с применением лиофильной сушки, характеризующийся тем, что включает: стадию приготовления полимерного раствора, в том числе суспензий твердых частиц, используя в качестве растворителей воду и неконцентрированные водные растворы кислот и щелочей или буферные водные растворы или 1,4-диоксан, диметилсульфоксид, при этом к навеске полимерного материала от 0,5 до 2 масс. % сухого вещества от конечного раствора приливают от 98 до 99,5 масс. % растворителя, с последующим смешиванием на магнитной мешалке не менее 48 ч при комнатной температуре и скорости от 100 до 300 об/мин, стадию формирования аэрозоля с последующей шоковой заморозкой, включающую залив полимерного раствора или суспензии в резервуар пневматического распылителя с последующим распылении при давлении 3 бар в металлическую емкостью, наполненную жидким азотом на 2/3 объема при расстоянии от сопла распылителя до поверхности жидкого азота 30±5 см и угле распыления 45±5°, основную часть жидкого азота испаряют при комнатной температуре, после частицы переносят в предварительно охлажденный до -195°С полипропиленовый стакан и оставляют в морозильной камере при температуре -24°С в течение 24 ч до полного испарения азота, стадию высушивания замороженной суспензии, включающую удаление растворителя из пор посредством сублимационной сушки с дальнейшей досушкой в сушильном шкафу при комнатной температуре.

2. Способ получения пористых полимерных микрочастиц с применением лиофильной сушки по п. 1, отличающийся тем, что в качестве жидкой фазы на этапе приготовления раствора добавляют лекарственные и биологически активные растворимые формы не более 20 масс. % от сухого вещества.

3. Способ получения пористых полимерных микрочастиц с применением лиофильной сушки по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердых частиц используют нано- или микрочастицы до 10 мкм, полимеры или сополимеры, нерастворимые в выбранном растворителе, не более 20 масс. % от сухого вещества.