[0001] La présente invention concerne un procédé de microencapsulation d'un principe actif
par coacervation, utilisé notamment pour préparer des formes galéniques à libération
prolongée.
[0002] Les techniques de microencapsulation sont classiquement utilisées pour séparer des
substances chimiques incompatibles, convertir des liquides en poudres, améliorer la
biodisponibilité de principes actifs, masquer le goût ou l'odeur désagréable de certains
composés et préparer des formes galéniques à libération prolongée.
[0003] Les formes galéniques à libération prolongée sont susceptibles d'être administrées
par voie sous-cutanée ou intramusculaire, et de se retrouver directement dans le flux
sanguin ou à proximité de l'organe à traiter si bien que les polymères biodégradables
sont souvent choisis pour entrer dans leur composition.
[0004] Les systèmes à libération prolongée à base de polymères biodégradables peuvent être
administrés par la voie parentérale, sans retrait par intervention chirurgicale, puisque
les polymères biodégradables se transforment dans l'organisme en métabolites éliminés
par les voies naturelles. Le principe actif est libéré, suivant une cinétique modulée
par la diffusion du principe actif et le processus de dégradation du polymère. De
plus, l'observance du patient est améliorée du fait d'une administration moins fréquente.
[0005] Parmi les polymères biodégradables d'emploi fréquent dans l'encapsulation de principes
actifs figurent les poly(α-hydroxy-acides), notamment les polymères d'acide lactique
(PLA) et les polymères d'acides lactique et glycolique (PLAGA), la poly-ε-caprolactone,
les polyorthoesters comme Chronomer® et Alzamer®, les polyanhydrides, notamment le
copolymère d'acide sébacique et de (carboxyphénoxy)propane, les polypeptides et les
polymères naturels biodégradables, comme l'albumine, la sérum albumine bovine, le
collagène et le chitosane.
[0006] Il existe deux grands types de techniques de microencapsuiation :
- les techniques sans solvant, comme le spray-congealing, l'extrusion (coextrusion/sphéronisation),
la gélification, le prilling et la précipitation de solutions supercritiques (RESS),
et
- les techniques avec solvants, comme la nébulisation, la coacervation, l'émulsion-évaporation,
l'émulsion-extraction, avec leurs variantes à partir d'émulsions doubles eau/huile/eau.
[0007] Le contact prolongé des formes galéniques à libération prolongée avec un milieu aqueux
justifie l'emploi de polymères à caractère plus ou moins hydrophobe, donc principalement
solubles dans un milieu organique. Les polymères biodégradables à la base de systèmes
à libération contrôlée sont cependant faiblement solubles dans les solvants de faible
toxicité potentielle (solvants de classe 3 selon la norme ICH).
[0008] C'est pourquoi, les techniques classiques de microencapsultation (coacervation, émulsion-évaporation)
emploient essentiellement des solvants chlorés comme le dichlorométhane (solvant de
classe 2 selon la norme ICH, i.e. solvant à limiter) comme solvant du polymère. Or
c'est un solvant chloré connu pour sa neurotoxicité. Le taux résiduel de dichlorométhane
autorisé dans le produit fini est de 600 ppm selon la norme ICH4.
[0009] Quelle que soit la technique de microencapsulation employée, les microparticules
obtenues renferment des quantités de solvants résiduelles. Il apparaît donc nécessaire
de développer de nouvelles méthodes de microencapsulation ne faisant pas appel aux
solvants chlorés. Deux solutions majeures se présentent pour résoudre ce problème.
[0010] Une solution permettant de réaliser l'encapsulation sans solvants chlorés repose
sur des méthodes ne mettant en oeuvre aucun solvant, mais certains polymères ne peuvent
pas être mis en oeuvre selon ces méthodes. En outre, les propriétés des particules
obtenues par ces méthodes ne correspondent pas forcément aux exigences d'un traitement
à long terme.
[0011] Une autre solution consiste à substituer les solvants chlorés par des solvants non
toxiques. Les méthodes de microencapsulation qui utilisent des solvants chlorés ont
été largement étudiées et les facteurs de variation sont connus. Cependant, la substitution
des solvants chlorés par des solvants non chlorés modifient les interactions physico-chimiques
entre les différents composants de la formulation. Le comportement des polymères biodégradables
dans les solvants de substitution est très différent de celui dans les solvants chlorés.
Ainsi, le poly(L-lactide) et le poly(D,L-lactide) sont insolubles dans l'acétate d'éthyle
ou l'acétone et aucun polymère n'est soluble dans l'alcool éthylique, qui est pourtant
un solvant de prédilection puisqu'il est faiblement toxique.
[0012] La présente invention propose un procédé de microencapsulation par coacervation qui
n'utilise aucun solvant chloré. Plus précisément l'invention concerne un procédé de
coacervation par ajout de non-solvant. La coacervation par ajout de non-solvant requiert
l'usage de trois solvants miscibles ; un de ces trois solvants est solvant du polymère
et les deux autres sont non-solvants du polymère.
[0013] Le principe de la coacervation repose sur la désolvatation ménagée d'un polymère
dissous dans un solvant organique contenant un principe actif généralement sous forme
particulaire, induit par addition d'un non-solvant ou agent de coacervation du polymère.
La solubilité du polymère dans le solvant organique est abaissée et il se forme deux
phases non miscibles : le coacervat se dépose progressivement à la surface du principe
actif. L'ajout d'un durcisseur permet la formation d'un film continu de polymère autour
du principe actif.
[0014] Les particules de principe actif peuvent être liquides ou solides. Le principe actif
peut également être initialement dissous dans le solvant du polymère. Il reprécipite
alors sous forme particulaire lorsque l'on ajoute l'agent de coacervation, ou peut
former une solution solide homogène dans les particules de polymère issues de la coacervation.
[0015] L'étude des interactions polymère/solvant/agent de coacervation, pour chaque association,
permet de réaliser un diagramme de phases de façon à définir le rapport idéal polymère/solvant/agent
de coacervation nécessaire à une encapsulation efficace. Cependant, il est difficile
de prédire l'encapsulation d'un principe actif, car les propriétés interfaciales,
en rapport avec les interactions moléculaires entre le polymère, le solvant et l'agent
de coacervation, changent constamment avec la composition du coacervat (Thomassin
C., Merlcle H.P., Gander B.A., Physico-chemical parameters goveming protein microencapsulation
into biodegradable polyester by coacervation, Int. J. Pharm, 1997, 147, 173-186).
[0016] Le problème majeur de la technique de coacervation est l'agglomération possible de
particules. Pour tenter de le résoudre, des auteurs ont proposé de réduire la température
du système, essentiellement à l'étape de durcissement. Les parois sont alors suffisamment
solides pour éviter l'adhésion. Des solutions telles que l'emploi de chloro-fluoro-carbones
(CFC) ou l'abaissement de la température ne sont pas transposables à l'échelle industrielle.
En revanche, l'emploi d'huile de silicone est capable de stabiliser le système grâce,
à sa viscosité (Ruiz J.M., Tissier B., Benoit J.P., Microencapsulation of peptide
: a study of the phase séparation of poly(D,L-lactic acid-co-glycolic acid)copolymers
50/50 by silicone oil, Int. J. Pharm., 1989, 49, 69-77).
[0017] La technique de coacervation, malgré des taux élevés de solvants résiduels reste
une technique de choix pour l'encapsulation de principes actifs fragiles, et surtout
de principes actifs hydrosolubles, en milieu non aqueux.
[0018] Le choix des associations solvant/agent de coacervation/durcisseur est guidé par
divers critères :
- le solvant doit solubiliser le polymère ; on préfère qu'il ne solubilise pas le principe
actif, bien que le procédé reste toujours utilisable avec un principe actif soluble
dans le solvant du polymère.
- l'agent de coacervation doit être miscible au solvant du polymère. il ne doit pas
être solvant du polymère, car sinon cela reviendrait à un simple transfert du polymère
du solvant vers l'agent de coacervation. De plus, il ne doit pas solubiliser le principe
actif pour limiter les pertes d'encapsulation.
- le durcisseur doit être partiellement miscible au solvant du polymère pour en faciliter
l'extraction. Il ne doit solubiliser, ni le polymère, ni le principe actif, car sinon
le rendement d'encapsulation serait fortement diminué.
[0019] Dans l'art antérieur, la technique de coacervation fait appel au dichlorométhane
ou au chloroforme comme solvant du polymère, à une huile silicone comme agent de coacervation,
et à l'heptane comme durcisseur.
[0020] La présente invention concerne un procédé de microencapsulation d'un principe actif
par coacervation qui consiste en
- la désolvatation ménagée ou coacervation d'un polymère dissous dans un solvant organique
contenant ledit principe actif, ladite coacervation étant induite par addition d'un
non-solvant et se traduisant par le dépôt du polymère à la surface dudit principe
actif, puis
- le durcissement du dépôt de polymère par ajout d'un agent durcisseur, ledit durcissement
se traduisant par la formation d'un film continu enrobant ledit principe actif,
caractérisé en ce que
- le solvant du polymère est un solvant organique non chloré de point d'ébullition compris
entre 30°C et 240 °C et de permittivité diélectrique relative et comprise entre 4
et 60, avantageusement choisi parmi l'acétate d'éthyle, la N-méthylpyrrolidone, la
méthyléthylcétone, l'acide acétique, le propylène carbonate et leurs mélanges,
- le non-solvant est un alcool ou une cétone comprenant 2 à 5 atomes, et préférentiellement
2 ou 3 atomes de carbone, en particulier l'éthanol (ε=24), le propan-2-ol (ε=18),
le propane-1,2-diol (ε entre 18 et 24) et le glycérol (ε=40), ou la méthyléthylcétone
(ε= 18),
- l'agent durcisseur est choisi parmi l'eau, les alcools comprenant 1 à 4 atomes de
carbone à condition que l'agent durcisseur soit un alcool différent du non-solvant,
et leurs mélanges.
[0021] Bien que la N-méthylpyrrolidone soit de classe 2 comme le dichlorométhane, sa concentration
limite est nettement plus élevée (4840 ppm contre 600 ppm pour le dichlorométhane).
[0022] De façon avantageuse, le non-solvant et le durcisseur sont respectivement choisis
parmi les couples suivants : propane-1,2-diol et propan-2-ol, glycérol et propane-1,2-diol,
glycérol et propan-2-ol, propan-2-ol et propane-1,2-diol.
[0023] Selon un mode de réalisation préféré, le polymère est un polymère biodégradable dont
la masse moléculaire en poids (Mw) est comprise entre 10 000 et 90 000 g/mole, de
préférence entre 15 000 et 50 000 g/mole, dont l'indice de polydispersité (Ip) est
comprise entre 1 et 3,5, de préférence entre 1,5 et 2,5.
[0024] On indiquera ci-après un certain nombre d'autres caractéristiques additionnelles
pour illustrer divers modes de mises en oeuvre préférentielles de l'invention.
[0025] Selon ces caractéristiques additionnelles, le polymère est un polymère d'acide lactique
(PLA) ou un copolymère d'acides lactique et glycolique (PLAGA).
[0026] Le polymère est un PLAGA tel que Mw est comprise entre 15 000 et 20 000 g/mole, de
préférence égal à 17 500, Ip est compris entre 1 et 2, de préférence égale à 1,6,
et le pourcentage d'acide glycolique est inférieur à 30%, de préférence égal à 25
%.
[0027] La concentration en polymère dans le solvant est comprise entre 1 et 10% (p/v), de
préférence de l'ordre de 4% (p/v).
[0028] Le rapport volumique non-solvant/solvant est compris entre 1/2 et 1/1.
[0029] La température de coacervation est inférieure à la température de transition vitreuse
du polymère, de préférence inférieure ou égale à 25°C, de préférence inférieure à
4°C, de préférence encore inférieure ou égale à -4°C.
[0030] Le non-solvant est ajouté par doses successives de 200µl à 1ml.
[0031] La coacervation est réalisée sous agitation, par exemple sous agitation magnétique,
à une vitesse comprise entre 200 et 1000t/min.
[0032] L'agent durcisseur contient en outre un agent tensioactif, la concentration dudit
agent tensioactif dans l'agent durcisseur étant comprise entre 0,1 et 10% (v/v) en
particulier entre 0,5 et 10% (v/v).
[0033] L'agent tensioactif est un ester de sorbitan, par exempte le Tween® 80, ou l'alcool
polyvinylique.
[0034] Le rapport volumique agent durcisseur/solvant est compris entre 5/1 et 180/1, et
de préférence entre 15/1 et 120/1.
[0035] Le durcissement des microsphères est réalisé sous agitation, par exemple magnétique
à une vitesse comprise entre 500 et 1500 t/min.
[0036] La température de durcissement est inférieure ou égaie à 25°C, de préférence inférieure
à 4°C, de préférence encore inférieure ou égale à 0,5°C.
[0037] Le durcisseur est ajouté en plusieurs fois, de préférence en quatre fois au minimum.
[0038] Le durcissement dure entre 2 et 4 heures.
[0039] Les microparticules obtenues à la suite du durcissement sont filtrées sur système
Millipore®, par centrifugation ou sur papier plissé.
[0040] Lorsque le principe actif forme une dispersion dans la solution de polymère, le solvant
et le non-solvant ont une viscosité suffisamment élevée pour stabiliser le principe
actif.
[0041] La granulométrie du principe actif est comprise entre 1 et 50 microns, et préférentiellement
entre 5 µm et 30 µm.
[0042] Selon un mode de réalisation préféré, le solvant est la N-méthylpyrrolidone, le non-solvant
est l'éthanol, et le durcisseur est l'eau.
[0043] Selon un autre mode de réalisation préféré, le solvant est l'acétate d'éthyle, le
non-solvant est le propan-2-ol, et le durcisseur est l'eau. Le polymère est un PLAGA
75 :25 tel que Mw est comprise entre 15 000 et 20 000, de préférence égal à 17 500,
Ip est compris entre 1 et 2, de préférence égal à 1,6.
[0044] Selon un troisième mode préféré de réalisation, le solvant est l'acide acétique,
le durcisseur est l'eau, et le polymère est un PLAGA 50 :50.
[0045] Dans le cadre de la présente invention, lorsque le principe actif est insoluble dans
le solvant du polymère, on réalise soit une suspension, soit une émulsion.
[0046] Pour préparer la suspension, le principe actif est broyé au mortier puis mis en suspension
dans le solvant. La suspension peut être homogénéisée sous agitation magnétique :
la coacervation est alors aussi réalisée sous agitation magnétique. La suspension
peut également être homogénéisée sous agitation mécanique, à vitesse variable (agitateur
à hélice, Heidolph RGL500, Prolabo, Paris, France) ou à l'aide d'un Ultra-Turrax®
T25 (Prolabo, Paris, France). Dans ces deux derniers cas, la coacervation est alors
réalisée sous agitation mécanique.
[0047] La dispersion du principe actif dans la solution de polymère peut également être
classiquement réalisée sous agitation par ultrasons.
[0048] Ainsi, le principe actif peut être dispersé sous ultrasons pour former une dispersion
dans la solution de polymère, et la coacervation peut être réalisée sous agitation
douce, de préférence de type magnétique ou mécanique.
[0049] Lorsque le principe actif est hydrosoluble, pour préparer l'émulsion, le principe
actif est dissous dans l'eau, puis une émulsion eau/solvant du polymère est réalisée
sous agitation mécanique. La coacervation se fait ensuite sous agitation mécanique.
[0050] Lorsque le principe actif est soluble dans le solvant du polymère, la coacenration
est réalisée sous agitation mécanique.
[0051] Dans le cadre de la présente invention, le polymère est un polymère biodégradable
d'emploi fréquent dans l'encapsulation de principes actifs, de préférence un PLA ou
un PLAGA, de préférence encore un PLAGA de masse molaire en poids (Mw) comprise entre
10 000 et 90 000, de masse molaire en nombre (Mn) comprise entre 4 0000 et 40 000,
d'indice de polydispersité (Ip) compris entre 1 et 3,5 et dont la proportion de glycolide
est comprise entre 10 et 60%. On préférera les polymères de masse molaire en poids
élevée supérieure ou égale à 15 000 g/mole car ils permettent d'augmenter le rendement
de fabrication en augmentant le volume de la phase de coacervat. On préférera également
les polymères dont l'indice de polydispersité est faible (Ip ≤ 2,6), car les fractions
de bas poids moléculaire restent en solution et entraînent une baisse de rendement,
ou provoquent l'agglomération des microparticules en se collant à leur surface.
[0052] Le PLAGA est par exemple le Resomer® RG 502 (Boehringer Ingelheim, Mw=14 300 g/mole),
Mn 6 900 g/mole, Ip 2,5, 50 % de glycolide), le Resome® RG 756 (Mw 89 800 g/mole,
Mn=35 200 g/mole, Ip 2,6, 25 % de glycolide), le Resomer® RG 858 (Mw=87 000 g/mole,
Mn=22 000 g/mole, Ip 3,9, 15 % de glycolide), le Phusiline foumi par Phusis (Mw=17
500 g/mole, Mn =10 940 g/mole, Ip=1,6, 25 % de glycolide).
[0053] La concentration en polymère dans le solvant doit être suffisante pour augmenter
la viscosité du milieu, ce qui permet de stabiliser les gouttelettes de coacervat
dispersées et de limiter leur agrégation, d'une part, et de diminuer la formation
de microparticules de petite taille, d'autre part.
[0054] La concentration en polymère est de préférence comprise entre 1 et 10 % (p/v), de
préférence encore égale à environ 4 % (p/v).
[0055] Les viscosités du solvant et du non-solvant doivent être suffisantes pour stabiliser
les gouttelettes de coacervat.
[0056] Le volume de non-solvant à ajouter est défini de manière à porter le système dans
la fenêtre de stabilité et obtenir un coacervat stable. Cependant, le volume de non-solvant
dépend également de la concentration des cristaux de principe actif en suspension
dans la solution organique de polymère.
[0057] L'addition d'un excès de non-solvant permet d'accélérer le durcissement de la paroi
des microparticules, de prévenir leur agglomération et d'améliorer l'extraction du
solvant.
[0058] La vitesse d'addition du non-solvant est suffisamment basse pour éviter la formation
d'un grand nombre de microparticules trop petites, i.e. de taille comprise entre 1
et 2 µm. En outre, plus la séparation de phase est lente, plus la distribution granulométrique
des microparticules est uniforme et plus la surface des microparticules est lisse.
L'ajout de non-solvant se fait de préférence graduellement par doses de 200 µl à 1
ml, en observant au moins une minute entre chaque dose.
[0059] Une diminution de la vitesse d'agitation pendant l'étape de coacervation augmente
la taille des gouttelettes de coacervat puis des microparticutes finales. Mais en
dessous d'une vitesse limite, variable en fonction des systèmes, la cinétique de dépôt
du coacervat est trop lente et/ou les gouttelettes de coacervat sont trop grosses
et ne sont pas assez stables. Une agitation mécanique ou magnétique comprise entre
200 t/min et 1000 t/min donne souvent de bons résultats.
[0060] La température est le paramètre essentiel de la coacervation ; elle doit être inférieure
à la température de transition vitreuse du polymère. Plus elle est basse, plus le
milieu est visqueux et moins les microparticules ont tendance à s'agréger.
[0061] Le durcisseur idéal ne doit solubiliser ni le principe actif, ni le polymère. Il
doit extraire facilement le solvant du polymère. Le durcisseur employé est de l'eau
éventuellement additionnée de tensioactif ou d'un alcool. L'eau permet avantageusement
d'extraire facilement le solvant du polymère. Elle présente, en outre, l'avantage
d'être de faible coût, de ne pas nécessiter de retraitement des effluents. Cependant,
l'eau n'est pas le durcisseur idéal, dans le cas de principes actifs hydrosolubles
car tout contact prolongé est responsable de la diffusion du principe actif qui se
traduit par un faible taux d'encapsulation.
[0062] Lorsque le principe actif encapsulé est hydrophile pendant le durcissement, il est
rapidement dissous par l'eau qui pénètre dans les microparticules, et peut diffuser
en retour hors des particules. En travaillant à basse température, on diminue les
phénomènes de diffusion, donc les fuites de principe actif vers la phase aqueuse,
et on améliore le rendement d'encapsulation.
[0063] D'autres possibilités peuvent être envisagées pour réduire la diffusion du principe
actif ; comme la saturation de la phase externe par un électrolyte ou le principe
actif lui-même, s'il est de faible coût, et l'association de l'eau à un autre solvant,
qui présente une forte affinité pour le solvant du polymère afin de l'extraire des
microsphères. Ainsi, on réduit le volume d'eau employé et le contact avec l'eau est
atténué.
[0064] Le tensioactif ou l'alcool permettent de limiter l'agrégation des microparticules
entre elles afin de former une dispersion homogène. Ils ont été sélectionnés en fonction
de leur innocuité. Les tensioactifs sont choisis parmi ceux fréquemment utilisés dans
les formulations destinées à la voie injectable tels que les esters de sorbitan polyoxyéthylénés,
comme le Tween® 80 (Polysorbate 80) et le Tween® 20 (Polysorbate 20) (tensioactifs
hydrophiles).
[0065] Le Montanox® 80 (monooléate de sorbitan polyoxyéthyléné) est un émulsifiant hydrophile,
qui peut entrer dans la composition d'une émulsion de type Huile/Eau.
[0066] Le Montane® 80 (oléate de sorbitane) est son équivalent dans la gamme des tensioactifs
lipophiles. Le Solutol® HS 15 (hydroxystéarate de polyéthylène glycol 660) est un
tensioactif non ionique, à caractère hydrophile utilisé dans les solutions injectables.
[0067] Le Synperonic® PE/F 68 (Poloxamer 188) est un copolymère-bloc de polyoxyéthylène
et de polyoxypropylène.
[0068] Enfin, l'alcool polyvinylique, a été employé sous deux grades différents : le Mowiol®
4/88 et le Rhodoviol®4/125.
[0069] Le volume de durcisseur relève d'un compromis. Il doit être suffisant pour éliminer
rapidement le solvant des microsphères, mais il devra limiter la diffusion du principe
actif hors des microsphères. Le volume est défini d'après les critères de solubilité
du solvant dans la phase externe, de manière à ce que la concentration finale du solvant
dans le durcisseur soit inférieure à la concentration à saturation de la phase externe
en solvant. En éliminant rapidement le solvant, la diffusion du principe actif est
empêchée par la formation d'une barrière de polymère. De plus, les microsphères seront
durcies ce qui évite l'agrégation.
[0070] L'augmentation du volume du durcisseur, faite de façon progressive par ajouts à intervalles
réguliers, permet de mieux extraire le solvant des microparticules.
[0071] Le rapport du volume du durcisseur au volume du solvant est compris entre 5/1 et
180/1, et de préférence entre 15/1 et 120/1.
[0072] Les associations utilisant l'acide acétique ou la N-méthylpyrrolidone comme solvant
du polymère nécessitent peu d'agent durcisseur pour donner des microsphères solides,
si bien que le rapport du volume du durcisseur au volume du solvant est avantageusement
de l'ordre de 5/1 dans ce cas.
[0073] La méthode de séchage des microparticules est fonction de la rigidité des microsphères,
de la taille et des volumes à traiter.
[0074] La tendance des microparticules à s'agréger après séchage dépend de leur taux d'hydratation
et des quantités de solvant résiduelles.
[0075] Si un séchage à l'air libre est insuffisant, la mise sous vide et/ou l'augmentation
de la température permettent de la compléter, à condition que les microparticules
soient résistantes au vide. Il faut cependant s'assurer que la vitesse et la température
de séchage ne soient pas trop élevées pour éviter l'agglomération des microparticules.
[0076] Dans le cas des associations utilisant l'acétate d'éthyle comme solvant du polynère,
se pose le problème du choix de la méthode de séparation des microsphères. En effet,
les microsphères sont encore gorgées de solvant après une agitation d'une heure dans
le durcisseur. Une filtration sur un système Millipore®, à travers un filtre de porosité
0,5 µm donne lieu à un gâteau solide difficilement redispersable. De plus, le filtre
est très vite colmaté par les microsphères encore déformables. La séparation par centrifugation
sur un aliquot de la solution n'a pas donné le résultat espéré. Là encore, les microsphères
s'agrègent et forment un culot, non redispersable, même à une vitesse de centrifugation
peu élevée. Une autre technique de filtration utilisant un filtre en papier plissé,
s'avère être une solution. Ce procédé présente l'avantage d'une surface de filtration
importante et se réalise à pression atmosphérique. Cependant, les microsphères les
plus petites ont tendance également à s'adsorber dans les pores et colmatent le filtre
au fur et à mesure. Il est également difficile de récupérer la totalité des microsphères.
Quant au séchage, il est assuré par un courant d'air comprimé, puis les microsphères
sont laissées à l'air ambiant.
[0077] Selon un mode de réalisation de l'invention, le solvant du polymère est l'acétate
d'éthyle, le non-solvant est le propan-2-ol, et le durcisseur est un mélange eau/tensioactif,
éventuellement un mélange eau/tensioactif/alcool.
[0078] Dans ce mode de réalisation, le polymère est de préférence un PLAGA 75 : 25. La concentration
en polymère est comprise entre 1 et 5 % (p/v), de préférence égaie à environ 4 % (p/v).
La coacervation est menée à température ambiante, de préférence à une température
inférieure à 4°C, de préférence encore inférieure à égale à - 4°C, sous agitation
mécanique, de préférence à 300 t/min.
[0079] La concentration en tensioactif est comprise entre 1 et 10 % (v/v). Le tensioactif
est le Tween® 80. Lorsqu'un alcool est associé à de l'eau, on fixe la concentration
en tensioactif entre 1 et 10 % environ et la concentration en alcool entre 2,5 et
5 % environ. L'alcool est avantageusement le propan-2-ol ou le propane-1,2-diol. La
solution aqueuse de durcisseur est ajoutée en au moins quatre fois. Le durcissement
dure au moins 2h30 et au plus 4 heures, il est effectué à température ambiante, de
préférence à une température inférieure à 4°C, de préférence encore à 0,5°C, sous
agitation mécanique (500 t/min).
[0080] Le rapport volumique non-solvant /solvant est égal à 1/2.
[0081] Le rapport volumique durcisseur/solvant est égal à 120/1.
[0082] Plus la température de durcissement est basse, plus la durée de durcissement sera
diminuée. Ainsi, lorsque la température est inférieure à 4°C, une durée de 4 heures
suffit. La durée est abaissée à 2h30 quand la température est de 0,5°C.
[0083] Selon un autre mode de réalisation, le solvant est la N-méthylpyrrolidone, le non-solvant
est l'éthanol et le durcisseur est un mélange eau/tensioactif. La concentration en
polymère est comprise entre 4 et 10 % (p/v). La coacervation et le durcissement sont
conduits à température ambiante, sous agitation magnétique. La concentration en tensioactif
est comprise entre 0,5 et 10 % (v/v). La durée de durcissement est comprise entre
2 et 4 heures. Le rapport volumique durcisseur/solvant est égal à 40/1. Le polymère
est de préférence le Résomer RG® 502 ou le résomer RG® 756.
[0084] La présente invention est illustrée par les exemples suivants sans en limiter la
portée.
Exemple 1 : Evaluation des associations polymère/solvant/agent de coacervation/durcisseur.
[0085] Dans cette étude, les poly(α-hydroxy-acides) ont été évalués. Trois copolymères d'acide
lactique et glycolique, dont les proportions de L-, D-lactides et glycolides sont
variables, ont été employés. Il s'agit des polymères suivants, fournis par Boehringer
Ingelheim :
- le Resomer® RG 502 (Mw=14300g/mole, Mn=6900g/mole), qui comporte 25 % de L-lactide,
25 % de D-lactide et 50 % de glycolide,
- le Resomer® RG 756 (Mw=89800g/mole, Mn=35200g/mole), qui renferme 37,5 % de L-lactide,
37,5 % de D-lactide et 25 % de glycolide,
- le Resomer® RG 858 (Mw=87000 g/mole, Mn=22000 g/mole), qui possède 42,5 % de L-lactide,
42,5 % de D-lactide et 15 % de glycolide.
[0086] Au vu des solvants respectifs des polymères, les solvants les moins toxiques ont
été sélectionnés. Ils appartiennent aux solvants de classe 2 ou 3, définis par la
classification des lignes directrices de l'ICH.
[0087] La miscibilité des couples solvant/non-solvant des trois polymères étudiés a été
ensuite déterminée. De la même manière, les non-solvants des polymères ont été choisis
pour leur faible toxicité.
[0088] Le criblage des associations solvant/non-solvant/durcisseur est réalisé dans des
flacons à scintillation, sur de faibles volumes de solutions organiques de polymères
à 1 ou 4 (pour la N-méthylpyrrolidone et le PLAGA 50 : 50 exclusivement) % (m/v),
5 ml de solution organique de polymère sont placés dans un flacon à scintillation.
On ajoute ensuite l'agent de coacervation jusqu'à obtenir un trouble, persistant à
l'agitation, qui est caractéristique de la formation de coacervat. Le coacervat est
observé à cette étape en microscopie optique. Puis 1 ml de ce mélange est versé dans
10 ml d'une solution aqueuse de tensioactif. On observe par microscopie optique la
présence ou non de microsphères.
a) Essais de coacervation avec le PLAGA 50 : 50 (Resomer® RG 502)
[0089] Les solvants dans lesquels le PLAGA 50 : 50 est soluble sont l'acétate d'éthyle,
l'acétone, l'acétonitrile, l'acide acétique, le diméthylacétamide, le diméthylformamide,
le lactate d'éthyle, la N-méthylpyrrolidone et le propylène carbonate. Le PLAGA 50
: 50 est insoluble dans le toluène, le propan-2-ol, le glycérol, le dioctyladipate,
le propane-1,2-diol, le xylène, le diéthylcarbonate et la méthyléthylcétone.
[0090] Les associations pour lesquelles on observe la formation d'un coacervat et de microsphères
sont les suivants :
- acétate d'éthyle/propan-2-ol/eau + Tween® 80,
- acide acétique/propane-1,2-diol ou propan-2-ol /eau + Tween® 80,
- N-méthylpyn-olidone/éthanol/eau + Tween® 80 ou propan-2-ol,
- N-méthylpyrrolidone/méthyléthylcétone ou propan-2-ol/eau + Tween®80.
- Propylène carbonate/propan-2-ol/ eau éventuellement avec Tween® 80, éthanol ou NaCl.
[0091] L'acide acétique peut être employé comme solvant du polymère et donner lieu à la
formation de coacervat et de microsphères bien individualisées, à condition d'utiliser
l'eau comme durcisseur. Effectivement, il se forme des gouttelettes de coacervat dans
l'association, acide acétique/propan-2-ol mais en présence de méthyléthylcétone ou
propane-1,2-diol comme durcisseurs, les gouttelettes de coacervat ne conservent pas
leur forme sphérique et il se forme des amas de polymères.
[0092] L'association acétate d'éthyle/propan-2-ol/eau + Tween® 80 donne de bons résultats
ainsi que l'association N-méthylpyrrolidone/éthanol/eau + Tween® 80. Cette étude a
été complétée par la recherche de durcisseurs. Le propane-1,2-diol et le propan-2-ol
s'avèrent être de bons candidats. Cependant, on peut noter une capacité d'extraction
du solvant moindre avec le propane-1,2-diol qu'en présence de propan-2-ol.
[0093] Le propylène carbonate est un solvant intéressant par sa faible toxicité mais aussi
par sa solubilité partielle dans l'eau. L'association propylène carbonate/propan-2-ol
permet de s'affranchir de l'eau grâce à la possibilité de remplacer la phase externe
par un solvant ou du moins, limiter la diffusion du principe actif, par ajout d'un
électrolyte dans la phase externe ou par mélange d'eau et d'un solvant.
b) Essais de coacervation avec le PLAGA 75 : 25 (Resomer® RG 756)
[0094] Les solvants dans lesquels le PLAGA 75 : 25 est soluble sont l'acétate d'éthyle,
l'acétone, l'acétonitrile, l'acide acétique, le diméthylacétamide, le diméthylformamide,
l'éther diéthylique, la méthyléthylcétone, et la N-méthylpyrrolidone.
[0095] Le PLAGA 75: 25 est insoluble dans le toluène, le propan-2-ol, le glycérol, le propane-1,2-diol,
le propylène carbonate, le dioctyladipate et le triéthylcitrate.
[0096] Les deux solvants donnant les meilleurs résultats sont l'acide acétique et l'acétate
d'éthyle. Les études se sont donc focalisées sur l'évaluation des associations acide
acétique/glycérol et acide acétique/propane-1,2-diol ainsi que les couples acétate
d'éthyle/propan-2-ol et acétate d'éthyle/propane-1,2-diol.
[0097] Les associations pour lesquelles on observe la formation de microsphères individualisées
sont :
- acétate d'éthyle/propane-1,2-diol/eau + Tween® 80 ou propan-2-ol,
- acide acétique/glycérol ou propane-1,2-diol/eau + Tween® 80.
c) Essais de coacervation avec le PLAGA 85 : 15 (Resomer® RG 858)
[0098] Les solvants dans lesquels le PLAGA 85 : 15 est soluble sont l'acétate d'éthyle,
l'acétone, l'acétonitrile, l'acide acétique, la diméthylformamide, l'éthanolamine,
l'éthylènediamine, la méthyléthylcétone, la N-méthylpyrrolidone, le toluène et le
triéthylcitrate. Le PLAGA 85 : 15 est insoluble dans le propan-2-ol, le glycérol,
le propane-1,2-diol, le dioctyladipate et le xylène.
[0099] Les associations pour lesquelles on observe la formation de coacervat et de microsphères
sont :
- acétate d'éthyle/propan-2-ol ou propane-1,2-diol/eau + Tween® 80,
- acétate d'éthyle/propan-2-ol/propane-1,2-diol,
- acétate d'éthyle/propane-1,2-diol/propan-2-ol,
- acide acétique/glycérol (eau + Tween® 80) ou propane-1,2-diol ou propan-2-ol,
- acide acétique ou méthyléthylcétone/propane-1,2-diol/eau + Tween® 80,
- acide acétique/propan-2-ol/propane-1,2-diol,
- N-méthylpyrrolidone ou méthyléthylcétone/propan-2-ol/eau + Tween® 80,
- méthyléthylcétone/propane-1,2-diol/propan-2-ol.
Exemple 2 : Réalisation de microsphères non chargées en principe actif en faisant varier les
paramètres de la coacervation.
[0100] Dans un premier temps les conditions opératoires sont établies pour la préparation
de microsphères sans principe actif, afin de réaliser des particules de la taille
désirée. L'influence de différents facteurs comme le volume d'agent de coacervation
ajouté, le volume de durcisseur, le type et la vitesse d'agitation, et la méthode
de collecte des microsphères est étudiée.
[0101] Le polymère est dissous dans 50 ml de solvant organique (Bécher n° 1) pour donner
une solution à 1 % (p/v). La concentration en polymère est portée à 4 % (p/v) quand
le solvant est la N-méthylpyrrolidone. Sous agitation, on ajoute l'agent de coacervation
jusqu'à l'obtention d'un coacervat stable et visible. Puis le mélange est versé dans
une solution de durcisseur additionnée d'un tensjoactif (Bécher n° 2), sous agitation.
Les microsphères sont ensuite récupérées par filtration. Les associations testées
sont celles sélectionnées dans l'exemple 1.
a) avec le PLAGA 50 : 50 (Resomer® RG 502).
[0102] Les différents protocoles correspondant à chacune des associations retenues sont
récapitulés dans le tableau 1.

b) Application au PLAGA 75 : 25 (Resomer® RG 756).
[0103] Des microsphères sont obtenues dans les conditions décrites dans le tableau 2 avec
l'acétate d'éthyle comme solvant. Apparaissent trois possibilités d'agitation pour
l'association acétate d'éthyle/propane-1,2- diol/eau + Montanox® 80 ou Tween® 80 :
l'agitation par les ultrasons, l'agitation mécanique à pales et l'agitation magnétique.
Il n'y a pas de différences notables dans la morphologie ou la taille des microsphères
qui puissent justifier le choix de l'une de ces méthodes.

Exemple 3 : Réalisation de microsphères chargées en 5-fluorouracile (5-FU) comme principe actif.
[0104] Les essais sont réalisés avec les associations de l'exemple 1 a) et b) qui ont conduit
à l'observation d'un coacervat.
a) Influence du principe actif sur la coacervation.
[0105] Le principe actif à faible concentration (5 % en poids) forme avec la solution de
polymère une dispersion homogène. La stabilité de la dispersion dépend des solvants
; ainsi la N-méthylpyrrolidone, qui est un solvant visqueux, conduit à une meilleure
stabilité de la dispersion et les pertes en antimitotique par décantation ou adsorption
sur les parois des béchers sont diminuées.
[0106] L'emploi de propane-1,2-diol comme agent de coacervation stabilise davantage le système
en augmentant la viscosité du milieu.
b) Rendement de production.
[0107] Il varie de 15 à 100 % suivant les associations. Les associations utilisant l'acétate
d'éthyle comme solvant du polymère donnent les meilleurs rendements, proches de 100
%.
c) Taux et rendement d'encapsulation.
[0108] Lorsque l'on augmente les charges théoriques en principe actif, le rendement d'encapsulation
est très faible.
[0109] Un passage aux ultrasons permet d'individualiser les particules de principe actif.
Lorsque l'on travaille avec de faibles concentrations, la dispersion est homogène
et on atteint des rendements d'encapsulation de 70 %.
Exemple 4: Etude de l'association N-méthylpyrrolidone/éthanol/eau + tensioactif.
[0110] Parmi les polymères testés solubles dans la N-méthylpyrrolidone, on retiendra :
- Résomer® RG 502 (Boehringer Ingelheim), qui est un D,L-PLAGA 50 :50,
- Résomer® RG 756 (Boehringer Ingelheim) et Phusiline (Saint-Ismier) qui sont des D,L-PLAGA
75 : 25,
[0111] La formulation initiale des microparticules utilise une solution organique de polymère
à 4 ou 10 % (p/v) pour un volume de solvant de 5 ml. La coacervation est réalisée
sous agitation magnétique. Le non-solvant du polymère est ajouté à l'aide d'une micropipette,
ml par ml. Dès l'apparition d'un trouble de la solution, un échantillon est prélevé
et observé en microscopie optique. Une minute après l'apparition du trouble, le milieu
de coacervation est versé goutte à goutte dans 200 ml de durcisseur (eau + Tween®
80 ou PVA). Le durcissement des microparticules est réalisé sous agitation mécantique.
Une nouvelle observation en microscopie optique des microparticules est effectuée
pendant le durcissement. Puis les microparticules sont filtrées sous vide, ou à pression
atmosphérique sur papier filtre en cas d'impossibilité de filtration sous vide (colmatage
quasi-immédiat du filtre ou durée de filtration trop importante). Enfin, les microparticules
sont observées juste après filtration et après lyophilisation.
[0112] Les microparticules obtenues avec l'association NMP/éthanol/eau + tensioactif sont,
en microscopie optique, sphériques, lisses et régulières, quel que soit le stade de
la formulation et quel que soit le type de polymère.
[0113] Pour tous les lots réalisés, la filtration après durcissement a été réalisée sur
papier filtre et à pression atmosphérique. La taille des microparticules est comprise
entre 30 et 50 µm. De nombreuses microparticules d'environ 5 µm de diamètre sont aussi
observées.
• Influence du type de polymère et de sa concentration.
[0114] Les microparticules obtenues présentent toutes le même aspect en microscopie optique.
[0115] Les meilleurs rendements sont obtenus avec Resomer® RG 502 et Resomer® RG 756 dans
les conditions suivantes (tableau 3).

• Influence de la nature du durcisseur et du temps de durcissement.
[0116] Le type de durcisseur (eau, eau + Tween® 80, ou eau + PVA), pour le même polymère
PLAGA 50 : 50 (RG 502) et à température ambiante, n'influe ni sur la filtration ni
sur le rendement de fabrication des microparticules qui- reste compris entre 17,5
et 23,8 %.
[0117] Le temps de durcissement, pour le même polymère PLAGA 50 : 50 (RG 502), permet d'augmenter
le rendement de fabrication d'environ 10 %, à température ambiante.
• Influence de la température
a) Pendant le durcissement
[0118] Un durcissement à une température inférieure à 4°C a permis de doubler le rendement
de fabrication des microparticules, pour le PLAGA 50 : 50 (RG 502) : 35,9 contre 17,5
%.
b) Pendant la coacervation
[0119] Les manipulations réalisées entièrement à une température inférieure à 4°C ont un
rendement de fabrication de 10,5 % maximum.
[0120] L'association N-méthylpyrrolidone/éthanol/eau + tensioactif conduit à la formation
de microparticules présentant un aspect satisfaisant en microscopie optique.
Exemple 5 : Microsphères chargées avec la progestérone ou le budésonide.
[0121] La progestérone et le budésonide sont des principes actifs hydrophobes solubles dans
l'acétate d'éthyle.
[0122] On utilise l'association acétate d'éthyle/propan-2-ol/eau + Tween® 80, et le D,L-PLAGA
75 : 25 (Phusis, Saint-Ismier) comme polymère.
[0123] Les rendements de fabrication sont tous supérieurs à 90 %.
[0124] Les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau 4.

[0125] Les taux et rendements d'encapsulation des principes actifs figurent dans le tableau
suivant et sont calculés comme suit :
[0126] Ils permettent de calculer le rendement d'encapsulation R :
| Taux et rendements d'encapsulation de la progestérone et du budésonide avec le PLAGA
75 : 25 (Phusis) |
| Lot |
Taux Théorique |
Taux expérimental |
Rendement d'encapsulation |
Taux d'humidité résiduelle |
| 1 (progestérone) |
12,4% |
8,2% |
66.1% |
11,9% |
| 2 (progestérone) |
13,1 % |
9,5 % |
72,5 % |
- |
| 3 (budésonide) |
13,3 % |
8,0 % |
60,1 % |
- |
| 4 (budésonide) |
13,0 % |
8,8 % |
67,7 % |
16,4 % |
L'association acétate d'éthyle/propan-2-ol/eau + tensioactif conduit à la formation
de microparticules présentant un aspect satisfaisant en microscopie optique. En revanche,
les microparticules obtenues avec ce couple solvant/non-solvant sont plus fragiles
et sont séchées à l'air libre, donc à température ambiante et à pression atmosphérique,
pour ne pas être agglomérées de façon irréversible. Les rendements de fabrication
sont proches de 100 %. L'agrégation est le principal problème rencontré avec cette
association solvant/non-solvant/durcisseur. Elle peut être réduite en jouant sur différents
paramètres de la formulation. La température à laquelle est effectuée la coacervation
est notamment un facteur essentiel : abaissée à - 4°C, elle permet de figer le polymère
et de rigidifier les microparticules qui, ainsi, s'individualisent et ne se collent
plus entre elles.
1. Procédé de microencapsulation d'un principe actif par coacervation qui consiste en
- la désolvatation ménagée ou coacervation d'un polymère dissous dans un solvant organique
contenant ledit principe actif, ladite coacervation étant induite par addition d'un
non-solvant et se traduisant par le dépôt du polymère à la surface du principe actif,
puis
- le durcissement du dépôt de polymère par ajout d'un agent durcisseur, ledit durcissement
se traduisant par la formation d'un film continu enrobant le principe actif,
caractérisé en ce que
- le solvant du polymère est un solvant organique non chloré de point d'ébullition
compris entre 30°C et 240 °C et de permittivité diélectrique relative et comprise
entre 4 et 60, avantageusement choisi parmi l'acétate d'éthyle, la N-méthylpyrrolidone,
la méthyléthylcétone, l'acide acétique, le propylène carbonate et leurs mélanges,
- le non-solvant est un alcool ou une cétone comprenant 2 à 5 atomes, et préférentiellement
2 ou 3 atomes de carbone, en particulier l'éthanol (ε=24), le propan-2-ol (ε=18),
le propane-1,2-diol (ε entre 18 et 24) et le glycérol (ε=40), ou la méthyléthylcétone
(ε= 18),
- l'agent durcisseur est choisi parmi l'eau, les alcools comprenant 1 à 4 atomes de
carbone à condition que l'agent durcisseur soit un alcool différent du non-solvant,
et leurs mélanges.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le non-solvant et le durcisseur sont respectivement choisis parmi les couples suivants
: propane-1,2-diol et propan-2-ol, glycérol et propane-1,2-diol, glycérol et propan-2-ol,
propan-2-ol et propane-1,2-diol.
3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le polymère est un polymère biodégradable dont la masse moléculaire en poids (Mw)
est comprise entre 10 000 et 90 000 g/mole, de préférence entre 15 000 et 50 000 g/mole,
dont l'indice de polydispersité (Ip) est compris entre 1 et 3,5, de préférence entre
1,5 et 2,5.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le polymère est un polymère d'acide lactique (PLA) ou un polymère d'acides lactique
et glycolique (PLAGA).
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le polymère est un PLAGA tel que Mw est comprise entra 15 000 et 25 000, de préférence
égal à 17 500, Ip est compris entre 1 et 2, de préférence égal à 1,6, et le pourcentage
d'acide glycolique est inférieur à 30%, de préférence égal à 25%.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la concentration en polymère dans le solvant est comprise entre 1 et 10% (p/v), de
préférence de l'ordre de 4% (p/v).
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport volumique non-solvant/solvant est compris entre 1/2 et 1/1.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de coacervation est inférieure à la température de transition vitreuse
du polymère, de préférence inférieure ou inférieure ou égale à 25°C, de préférence
inférieure à 4°C, de préférence encore égale à -4°C.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'agent durcisseur contient en outre un agent tensioactif, la concentration dudit
agent tensioactif dans l'agent durcisseur étant comprise entre 0,1 et 10% (v/v).
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisés en ce que l'agent tensioactif est un ester de sorbitane, par exemple le Polysorbate 80, ou
l'alcool polyvinylique.
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport volumique agent durcisseur/solvant est compris entre 5/1 et 180/1, et
de préférence entre 15/1 et 120/1.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le durcissement des microsphères est réalisé sous agitation à une vitesse comprise
entre 500 et 1500 t/min.
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de durcissement est inférieure ou égale à 25°C, de préférence inférieure
à 4°C, de préférence encore inférieure ou égale à 0,5°C.
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lorsque le principe actif forme une dispersion dans la solution de polymère, le solvant
et le non-solvant ont une viscosité suffisamment élevée pour stabiliser le principe
actif.
15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le principe actif est dispersé sous ultra-sons pour former une dispersion dans la
solution de polymère, et la coacervation est réalisée sous agitation douce, de préférence
de type magnétique ou mécanique.
16. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la granulométrie du principe actif est comprise entre 1 et 50 micromètres, et préférentiellement
entre 5 µm et 30 µm.
17. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le solvant est la N-méthylpyrrolidone, le non-solvant est l'éthanol, et le durcisseur
est l'eau.
18. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le solvant est l'acétate d'éthyle.
19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que le solvant est l'acétate d'éthyle, le non-solvant est le propan-2-ol, et le durcisseur
est l'eau.
20. Procédé selon la revendication 18 ou 19, caractérisé en ce que le polymère est un PLAGA 75 :25 tel que Mw est comprise entre 15 000 et 20 000, de
préférence égal à 17 500, Ip est compris entre 1 et 2, de préférence égal à 1,6.
21. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le solvant est l'acide acétique, le durcisseur est l'eau, et le polymère est un PLAGA
50 : 50.
1. Process for microencapsulating an active principle by coacervation, which consists
of
- the controlled desolvation or coacervation of a polymer dissolved in an organic
solvent containing the said active principle, the said coacervation being induced
by addition of a nonsolvent and being reflected by the deposition of the polymer at
the surface of the active principle, and then
- the curing of the polymer deposit by addition of a curing agent, the said curing
being reflected by the formation of a continuous film coating the said active principle,
characterized in that
- the solvent for the polymer is a nonchlorinated organic solvent with a boiling point
of between 30°C and 240°C and a relative dielectric permittivity of between 4 and
60, advantageously chosen from ethyl acetate, N-methylpyrrolidone, methyl ethyl ketone,
acetic acid and propylene carbonate, and mixtures thereof,
- the nonsolvent is an alcohol or a ketone containing 2 to 5 carbon atoms and preferably
2 or 3 carbon atoms, in particular ethanol (ε=24), 2-propanol (ε=18), 1,2-propanediol
(ε between 18 and 24) and glycerol (ε=40), or methyl ethyl ketone (ε=18),
- the curing agent is chosen from water, alcohols containing 1 to 4 carbon atoms,
on condition that the curing agent is an alcohol that is different than the nonsolvent,
and mixtures thereof.
2. Process according to Claim 1, characterized in that the nonsolvent and the curing agent are chosen, respectively, from the following
pairs: 1,2-propanediol and 2-propanol, glycerol and 1,2-propanediol, glycerol and
2-propanol, 2-propanol and 1,2-propanediol.
3. Process according to Claims 1 and 2, characterized in that the polymer is a biodegradable polymer with a weight molecular mass (Mw) of between
10,000 and 90,000 g/mol, preferably between 15,000 and 50,000 g/mol, and with a polydispersity
index (Ip) of between 1 and 3.5 and preferably between 1.5 and 2.5.
4. Process according to Claim 3, characterized in that the polymer is a lactic acid polymer (PLA) or a polymer of lactic acid and of glycolic
acid (PLAGA).
5. Process according to Claim 4, characterized in that the polymer is a PLAGA such that Mw is between 15,000 and 25,000, preferably equal
to 17,500, Ip is between 1 and 2, and preferably equal to 1.6, and the percentage
of glycolic acid is less than 30%, preferably equal to 25%.
6. Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the polymer concentration in the solvent is between 1 and 10% (w/v) and preferably
about 4% (w/v).
7. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the nonsolvent/solvent ratio by volume is between 1/2 and 1/1.
8. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the coacervation temperature is less than the glass transition temperature of the
polymer, preferably less than or less than or equal to 25°C, preferably less than
4°C and more preferably equal to -4°C.
9. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the curing agent also contains a surfactant, the concentration of the said surfactant
in the curing agent being between 0.1 and 10% (v/v).
10. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the surfactant is a sorbitan ester, for example Polysorbate 80 or polyvinyl alcohol.
11. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the curing agent/solvent ratio by volume is between 5/1 and 180/1 and preferably
between 15/1 and 120/1.
12. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the microspheres are cured with stirring at a speed of between 500 and 1500 rpm.
13. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the curing temperature is less than or equal to 25°C, preferably less than 4°C and
more preferably less than or equal to 0.5°C.
14. Process according to one of the preceding claims, characterized in that when the active principle forms a dispersion in the solution for the polymer, the
solvent and the nonsolvent have a viscosity that is high enough to stabilize the active
principle.
15. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the active principle is dispersed by ultrasound to form a dispersion in the polymer
solution, and the coacervation is performed with gentle stirring, preferably of magnetic
or mechanical type.
16. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the particle size of the active principle is between 1 and 50 micrometres and preferably
between 5 µm and 30 µm.
17. Process according to one of the preceding claims, characterized in that the solvent is N-methylpyrrolidone, the nonsolvent is ethanol and the curing agent
is water.
18. Process according to one of Claims 1 to 16, characterized in that the solvent is ethyl acetate.
19. Process according to Claim 18, characterized in that the solvent is ethyl acetate, the nonsolvent is 2-propanol and the curing agent is
water.
20. Process according to Claim 18 or 19, characterized in that the polymer is a 75:25 PLAGA such that the Mw is between 15,000 and 20,000 and preferably
equal to 17,500, and the Ip is between 1 and 2 and preferably equal to 1.6.
21. Process according to one of Claims 1 to 16, characterized in that the solvent is acetic acid, the curing agent is water and the polymer is a 50:50
PLAGA.
1. Verfahren zur Mikroverkapselung eines Wirkstoffs durch Koazervation, welches besteht
in:
- der schonend vorgenommenen Desolvatation (Abtrennung vom Lösemittel) oder Koazervation
eines in einem organischen Lösemittel, das den Wirkstoff enthält, gelösten Polymers,
wobei die Koazervation durch Zugabe eines Nicht-Lösemittels induziert wird und durch
die Ablagerung des Polymers auf der Oberfläche des Wirkstoffs zum Ausdruck kommt,
dann
- der Härtung der Polymerabscheidung durch Zugabe eines Härtungsmittels, wobei die
Härtung durch die Bildung eines kontinuierlichen Films, welcher den Wirkstoff umhüllt,
zum Ausdruck kommt,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Lösemittel des Polymers ein organisches, nichtchloriertes Lösemittel mit einem
Siedepunkt zwischen 30°C und 240°C und einer relativen Dielektrizitätskonstante zwischen
4 und 60 ist, welches vorteilhafterweise unter Ethylacetat, N-Methylpyrrolidon, Methylethylketon,
Essigsäure, Propylencarbonat und deren Mischungen ausgewählt wird,
- das Nicht-Lösemittel ein Alkohol oder ein Keton, welcher bzw. welches 2 bis 5 Kohlenstoffatome
und vorzugsweise 2 oder 3 Kohlenstoffatome umfasst, insbesondere Ethanol (ε = 24),
Propan-2-ol (ε = 18), Propan-1,2-diol (ε zwischen 18 und 24) und Glycerol (ε = 40)
oder Methylethylketon (ε = 18) ist,
- das Härtungsmittel unter Wasser, den 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthaltenden Alkoholen
mit der Maßgabe, dass das Härtungsmittel ein von dem Nicht-Lösemittel verschiedener
Alkohol ist, und deren Mischungen ausgewählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Nicht-Lösemittel und das Härtungsmittel jeweils unter den folgenden Paaren ausgewählt
werden: Propan-1,2-diol und Propan-2-ol, Glycerol und Propan-1,2-diol, Glycerol und
Propan-2-ol, Propan-2-ol und Propan-1,2-diol.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein biologisch abbaubares Polymer ist, dessen auf das Gewicht bezogene
Molekülmasse (Mw) zwischen 10000 und 90000 g/mol, vorzugsweise zwischen 15000 und
50000 g/mol liegt, dessen Polydispersitätsindex (Ip) zwischen 1 und 3,5, vorzugsweise
zwischen 1,5 und 2,5 liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein Milchsäurepolymer (PLA) oder ein Polymer von Milchsäure und Glycolsäure
(PLAGA) ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein PLAGA ist, dessen Mw zwischen 15000 und 25000 liegt, vorzugsweise
17500 beträgt, dessen Ip zwischen 1 und 2 liegt, vorzugsweise 1,6 beträgt, und dessen
Prozentsatz von Glycolsäure unter 30% liegt, vorzugsweise 25% beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerkonzentration in dem Lösemittel zwischen 1 und 10% (Gew./Vol.), vorzugsweise
in der Größenordnung von 4% (Gew./Vol.) liegt.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenverhältnis Nicht-Lösemittel/Lösemittel zwischen 1/2 und 1/1 liegt.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koazervationstemperatur unter der Glasübergangstemperatur des Polymers, vorzugsweise
unter oder unter oder gleich 25°C, vorzugsweise unter 4°C liegt, noch mehr bevorzugt
-4°C beträgt.
9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Härtungsmittel außerdem ein grenzflächenaktives Mittel enthält, wobei die Konzentration
des grenzflächenaktiven Mittels in dem Härtungsmittel zwischen 0,1 und 10% (Vol./Vol.)
liegt.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das grenzflächenaktive Mittel ein Sorbitanester, beispielsweise Polysorbat 80, oder
Polyvinylalkohol ist.
11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenverhältnis Härtungsmittel/Lösemittel zwischen 5/1 und 180/1 und vorzugsweise
zwischen 15/1 und 120/1 liegt.
12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtung der Mikrokugeln unter Rühren mit einer Geschwindigkeit zwischen 500 und
1500 U/min erfolgt.
13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Härtungstemperatur unter oder gleich 25°C, vorzugsweise unter 4°C, noch mehr
bevorzugt unter oder gleich 0,5°C beträgt.
14. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn der Wirkstoff eine Dispersion in der Polymerlösung bildet, das Lösemittel und
das Nicht-Lösemittel eine ausreichend hohe Viskosität haben, um den Wirkstoff zu stabilisieren.
15. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff unter Ultraschall dispergiert wird, um eine Dispersion in der Polymerlösung
zu bilden, und die Koazervation unter sanfter Bewegung, vorzugsweise vom magnetischen
oder mechanischen Typ, ausgeführt wird.
16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrößenverteilung des Wirkstoffs zwischen 1 und 50 Mikrometern und vorzugsweise
zwischen 5 µm und 30 µm liegt.
17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel N-Methylpyrrolidon ist, das Nicht-Lösemittel Ethanol ist und das Härtungsmittel
Wasser ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel Ethylacetat ist.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel Ethylacetat ist, das Nicht-Lösemittel Propan-2-ol ist und das Härtungsmittel
Wasser ist.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer ein solches PLAGA 75:25 ist, dass dessen Mw zwischen 15000 und 20000
liegt, vorzugsweise 17500 beträgt, dessen Ip zwischen 1 und 2 liegt, vorzugsweise
1,6 beträgt.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösemittel Essigsäure ist, das Härtungsmittel Wasser ist und das Polymer ein
PLAGA 50:50 ist.