制造充气微胶囊的多步法的制作方法

专利名称：制造充气微胶囊的多步法的制作方法
技术领域：
本发明涉及制造充气微胶囊的多步法，其中单独进行成壳物质的聚合以及微胶囊的构建。根据本发明方法制造的微胶囊具有芯-壳结构，而且其特征是具有特定的粒径分布。基于它们的性质，本发明的微胶囊可作为由毛细管中通过的超声用造影剂。
本发明基于以下定义微胶囊是几微米大小而且由气态芯和具有不同厚度的固态壳组成的颗粒。所述芯也可包含小比例的液体，而制造过程是在这些液体中进行的。
搅拌是使液体与液体、固体或者气态物质混合，其方式是搅拌介质中的气相比例小于1％。
分散是使液体与液体、固体或者气态物质混合，其方式是气相物质在分散介质中的比例大于1％，优选大于10％。
分散体是胶体(粒径小于500纳米)或者粗分散(粒径大于500纳米)的多相体系。
初级分散体是由通过单体聚合反应而制得的聚合物颗粒组成的胶体分散体。
自加气是通过气体的运动或者通过产生动态流体低压而在液体中输入气体。
外加气是主动向液体中输入气体。
浮集是由于微胶囊与分散介质之间的密度差微胶囊向加速力(由于重力g产生的加速，径向加速a)相反方向移动。
浮集物质是浮集后充气微胶囊的乳化层。
液压填充是与没有气体上清物的完全填充相同。
在心回波描记法(也称为超声心动描记法)中，可推断心瓣膜的形态和移动顺序以及血流方向、速率和质量。在该诊断过程中，是使用超声来进行，其相互作用显示为彩色码(Doppler法)。因为没有复杂性、应用简单，超声诊断已广泛应用于医学中。
使用造影剂可大大提高结果的质量。
作为造影剂，在医疗超声诊断中通常使用包含或者释放气体的物质，这是因为用它们所产生的密度以及阻抗差异比液体或固体与血液之间的更有效。
用包含精细分散的气泡的溶液观察心回波作用在文献中早已经是众所周知的(1)。因为这些不稳定的气泡仅有非常短的使用期，以此方法制得的溶液作为医疗超声诊断用的造影剂是不合适的。
在第4,276,885号美国专利中，公开了一种制造气泡的方法，该气泡在聚集前用明胶膜保护(2)。这些微泡优选是通过使用毛细管向凝胶物质(例如明胶)中注射所希望的气体来制造的。这些微泡的储存仅在低温下是可能的，但在活体使用前升至体温。原则上不包括加热灭菌，因为在该情况下微泡会象无菌过滤那样被毁坏。
在欧洲专利EP 0 052 575B1中，公开了以生理耐受性好的固体聚集物为基础的超声造影剂，所述固体聚集物在给药后将气泡释放在血液中(3)。所释放的气泡未经稳定，而且不能穿过肺部而保存下来，使得在静脉给药后，仅心脏右半部的造影是可能的。
在欧洲专利EP 0 122 624和EP 0 123 235中，描述了由微颗粒和气泡组成的超声造影剂(4、5)。与EP 0 052 575 B1相反，用表面活性物质对气泡进行稳定。从肺部穿过是可能的，因此这些造影剂使整个心脏体积的造影都是可能的。但是，这两个制造方法都非常昂贵。
根据欧洲专利EP 0 324 938 B1，在蛋白溶液中用超声制造微泡，并由于局部的温度升高，蛋白部分变性使气泡被包含在其中，随后稳定在该溶液中，由此制造包封微泡(6)。然而，建议使用人血清白蛋白(HAS)涉及相当大的过敏风险。
在欧洲专利EP 0 398 935 B1中描述了用作超声造影剂的微颗粒，该颗粒的壳物质由可生物降解的合成聚合物材料组成。在此情况下，作为壳物质，所有溶于水不混溶性溶剂或者溶剂混合物而且在可能添加其他溶剂后在水中乳化的聚合物系列都是合适。根据(7)，呋喃、戊烷和丙酮等可用作溶剂。在其一个实施方案中，溶解于上述溶剂之一的单体在包含气泡的水溶液中立即聚合。在所有上述方法中，必须使用有机溶剂是相当不利的，这是因为在制造过程中必须完全除去有机溶剂。
使用描述于欧洲专利EP 0 458 745中的技术，可制造宽范围尺寸的充气微球(8)。为此，首先在水中使成形聚合物在有机溶剂中的溶液乳化，然后稀释，由此固化精细分散的聚合物溶液滴。所包含的溶剂必须在额外的步骤中除去，而该步骤是昂贵的。在该方法中有利的是通过选择表面活性剂或者转速直接影响所制造的微胶囊的尺寸。但是在此情况下，该方法包括了不同的给药形式，如具体需要从肺部通过的小颗粒的静脉注射、以及具有相应较大颗粒的口服给药。然而，无溶剂地合成充气微颗粒按照这种方式也是不可能的。
在欧洲专利EP 0 535 387 B1中公开了通过喷雾干燥制造产生回波(echogenic)的微颗粒的方法，其中最具特征的是凹形表面部分(9)。另外，该专利还描述了使用有机溶剂合成各种壳聚合物。喷雾干燥成形聚合物的有机溶液，由此得到产生回波的微颗粒。该方法的缺陷也在于使用了有机溶剂，而且喷雾干燥在无菌条件下是非常昂贵的。
欧洲专利EP 0 644 777 B1描述了一种经过优化的方法，通过该方法可显著提高EP 0 327 490中描述的微胶囊的超声活性(10)。超声活性的增加(具有特定的频率和更小的振幅)是通过空气芯的直径来实现的，所述空气芯在恒定的颗粒直径情况下已被增大。虽然由此产生的壁厚较小，颗粒仍能够从心肺系统中通过并保存下来。
该经优化的方法具有以下特征在酸性、气体饱和的水溶液中分散并聚合单体，而且在此情况下立即进行微胶囊的构建。以此方式，在制造过程中可以不依赖于有机溶剂来制造微胶囊。
但是，该方法在由实验室规模向工业规模进行规模扩大时产生问题，这是因为向反应介质中输入能量很大程度上取决于转速以及搅拌或分散元件的直径。其后果是，在反应器内的分散工具或者剪切梯度条件下，能量与空气输入的敏感比例在局部不能容易地扩大规模。在分散工具处引入大量的空气，由此可观察到形成显著的泡沫，使得不可能足以达到根据需要进行单体聚合反应及壳形成的程度。
本发明的目的是提供产生回波的微胶囊的制造方法，其没有任何一种如上所述的缺陷，即—微胶囊的制造在无菌条件下必须是简单的而且可以重复，—聚合物的合成以及微胶囊的制造在不使用有机溶剂的情况下必须是可行的，—扩大规模必须是可能的，同时保持方法可控制，而且方法监控必须容易，—用本发明方法方法制造的微胶囊作为超声造影剂具有最佳的性质特性(明确的粒径或者粒径分布，可定性且可定量地重复的超声造影剂)，—即使在临界气候条件下，微胶囊仍具有长的使用期。
该目的是通过本发明实现的。
现已发现不仅新形成的初级胶乳颗粒在聚合反应期间形成微胶囊，而且还足以令人惊奇的是，通过合适的方法控制，用完全聚合或者预聚合的聚合物分散体也可形成微胶囊。该制造方法的选择将相对较为复杂的总制造方法分出更小的步骤。因此，总的制造方法可以更好地受到控制。
因此，本发明的主题涉及制造充气微胶囊的多步法，其中在第一步中进行壳形成物质的聚合反应，然后在空间和/或时间上单独的步骤中通过构建法进行微胶囊的形成。所以可单独地进行聚合反应和微胶囊形成的步骤。
单体的聚合反应是在搅拌条件下于通常为酸性的水溶液中进行，所述搅拌条件使得搅拌介质中的气相比例小于1％。这些一般是中等条件，其特征是在开口反应器中，能量输入低于5W/dm3，而Reynolds数(Re＝n·d2/v)小于50000。如果聚合反应是在例如液压填充的封闭体系中进行，根据需要的聚合反应也可在很大不同的操作点进行。任何情况下，即使轻微的程度，也可检测到涡流形成。
作为该步骤的中间产物，得到由胶体聚合物颗粒组成的初级分散体。
由该初级聚合物分散体构建微胶囊是在分散条件下进行的，在该分散条件下气相比例大于1％，优选大于10％。它们一般是具有以下特征的条件能量输入超过5W/dm3，而Reynolds数(Re＝n·d2/v)超过50000。涡流形成是较明显的。胶体聚合物颗粒的直接构建聚集是在该步骤中进行的。
在制备微胶囊中显著的改进在于，各单独步骤可分别在最佳的条件下进行，例如温度、pH、剪切作用等。
因此可选择首先制备壳聚合物的初级分散体，该分散体最佳地适合形成微胶囊，然后在设定成形成微胶囊的最佳条件，在另一个步骤中制造微胶囊。这可有利地在聚合反应后立即进行。
作为单体，可使用丙交酯、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、以及优选的氰基丙烯酸烷基酯。
搅拌或者分散介质可包含一种或多种以下表面活性剂烷基芳基聚(氧乙烯)硫酸碱金属盐、葡聚糖、聚(氧乙烯)、聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)嵌段聚合物、乙氧基化脂肪酸醇(cetomacrogols)、乙氧基化脂肪酸、烷基酚聚(氧乙烯)、烷基酚聚(氧乙烯)与醛的共聚物、脱水山梨醇的部分脂肪酸酯、聚(氧乙烯)脱水山梨醇的部分脂肪酸酯、聚(氧乙烯)的脂肪酸酯、聚(氧乙烯)的脂肪醇醚、蔗糖的脂肪酸酯或者macrogol甘油酯、聚乙烯醇、聚(氧乙烯)-羟基脂肪酸酯、多元醇的macrogols、部分脂肪酸酯。
优选使用一种或多种以下表面活性剂乙氧基化壬基酚、乙氧基化辛基酚、醛与辛基酚聚(氧乙烯)的共聚物、乙氧基化甘油-部分脂肪酸酯、乙氧基化氢化蓖麻油、聚(氧乙烯)-羟基硬脂酸酯、分子量小于20000的聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)嵌段聚合物。
特别优选的表面活性剂是平均具有9-10个乙氧基的对辛基酚-聚(氧乙烯)(＝Octoxynol 9，10)，平均具有30/40个乙氧基的对壬基酚-聚(氧乙烯)(＝如Emulan30/Emulan40)，平均具有28个乙氧基的对壬基酚-聚(氧乙烯)硫酸钠(＝如DisponilAES)，聚(氧乙烯)甘油单硬脂酸酯(如TagatS)，平均聚合度为600-700、水解度为85-90％的聚乙烯醇(＝如Mowiol4-88)，聚(氧乙烯)-660-羟基硬脂酸酯(＝如SolutolHS 15)，甲醛与对辛基酚聚(氧乙烯)的共聚物(＝如TritonWR 1339)，分子量为约12000、聚氧乙烯比例为约70％的聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚合物(＝如LutrolF127)，乙氧基化十六烷基硬脂醇(＝如CremophorA25)，乙氧基化蓖麻油(＝如CremophorEL)。
通常情况下，充气微胶囊的制造可连续、半连续或者间隙进行。对于聚合反应，为小心地彻底混合，可使用一种或多种相同或不同类型的反应器组合，例如搅拌反应器、流动管或者环形搅拌器。
为制造充气微胶囊，所使用的反应器具有合适的分散单元，并且可以选择性地使气体进入反应介质中。
在优选的实施方案中，在聚合反应步骤中，将选自于氰基丙烯酸烷基酯的单体滴加在酸性水溶液中。该滴加是在中等搅拌条件下进行的，使得没有自加气发生。
作为非连续的反应器，特别合适的是直径与高度比为0.3-2.5并配有恒温夹套的搅拌容器，彻底混合优选用搅拌器件进行，其中搅拌器与反应器直径的比例为0.2-0.7。
作为搅拌器件，原则上可以考虑所有常规使用的搅拌器，但特别优选那些用于彻底混合低粘度、类似于水的介质(＜10mPas)的搅拌器。它们包括例如螺旋桨搅拌器、叶片搅拌器、倾斜叶片(Schraegblatt-)搅拌器、MIG搅拌器和盘式搅拌器等。插入位置可垂直于反应介质的正交液面，与正交面倾斜或者通过容器壁横向插入。后一种选择是在容器完全没有气体地填充而且相对于大气环境包封时进行。
也可使用流体破坏机(Stroemungsbrecher)。在此方面，可确保在制造初级分散体时在开口体系中自加气的倾向特别低。
反应介质的脱气可进行，但不是必须进行。反应介质通常具有温度依赖性的环境气体含量。作为一个整体，制造过程的进行应使输入气体(ΦG＜＜1％)时没有可光学检测的反应介质体积增加。
与有助于彻底混合的其他内部因素有关的添加类型、搅拌器和转速也应加以选择，使得与聚合反应步骤的反应时间相比，混合时间非常短，以确保在酸性水溶液中最快地微混合单体。
通过非连续搅拌容器相对较容易理解的流体力学，由实验室规模扩大至工业规模或者生产规模时没有显著的困难，这被认为是本发明方法工业化的一个优点。
如果适当地进行，没有观察到形成泡沫。在聚合反应期间，仅非常少的或者没有气体输入，而且因为使用中等搅拌条件，排除了空穴效应。通过使用合适的而且通常不在强发泡反应介质中使用的在线探测器(如用于转换的IR、NIR或者Raman探测器)，可非常容易地以安全方式构建反应以及过程控制。在反应终止后，还可测试聚合物分散体，并常规地进行离线分析。因此，可测定平均粒径及分布。
在半连续的聚合反应期间送入单体，对于设定所希望的粒径分布也是一个成功的技术，使得可特定地影响在聚合反应的初始相中产生的颗粒群的生长。
聚合反应的温度为-10℃至60℃，优选为0-50℃，特别优选为10-35℃。
除温度外，还可通过pH来设定氰基丙烯酸酯的聚合反应速度，并由此设定平均粒径。所述pH是根据酸设定的，并在1.0-4.5的范围内，而所述酸例如是盐酸、磷酸和/或硫酸。影响反应速度的其他因素是表面活性剂的类型和浓度以及添加剂的类型和浓度。
单体以0.1-60％、优选0.1-10％的浓度添加至水溶液中，该水溶液大多数为酸性的。
在根据上述条件实施时，聚合反应时间为2分钟-2小时，并可通过例如反应热量计进行跟踪。该宽范围的反应时间是由于选择反应参数时柔性的各种选择，借助于所述参数，所产生的聚合物胶乳颗粒的粒径以及粒径分布是可以控制的。后者是随后形成充气微胶囊时的中心影响数值，使得微胶囊可以通过选择合适的聚合物参数以积极的方式被影响。
根据该用于包封气体的制剂制造的聚合物胶乳颗粒的直径在10-500nm，优选为30-150nm，特别有利的是在60-120nm范围内。如此制得的聚合物颗粒具有可控的粒径分布，其多分散性下降至1.4-1.0(dw/dn)。
在该简单的反应构建中没有灭菌问题。在无菌制造微胶囊时，可使该聚合反应分散体经受无菌过滤，使得可以简单地进行该无菌制造过程。
在聚合反应后，作为本发明多步法的一个优点，任选在聚合反应期间制造的大部分物质可被分离(例如通过过滤)，使得它们不再干扰微胶囊的形成过程。
除其他反应步骤，如已经提到的过滤，还可以使用渗析。因此，可再一次降低初级分散体中的表面活性剂含量。表面活性剂可完全或者部分地被用于下一步的其他物质替换，完全聚合的胶乳颗粒构建成微胶囊。另外，可添加其他佐剂。
充气微胶囊的形成是在另一个步骤中通过胶体聚合物颗粒的构建聚集来进行的。该步骤与初级分散体的制造在空间和/或时间上都是独立的。
为此，初级分散体必须用分散工具搅拌，使得反应混合物中气相比例ΦG显著增加至1％以上，通常超过10％。介质中的气相比例甚至超过50％。因此，体积的相应较大增加与反应混合物有关。形成大量的泡沫，其可通过浊度传感器测量透射来定量。在高速分散时，围绕所形成的涡流的气体室对于制造充气微胶囊是足够的。
微胶囊的构建是在-10℃至60℃、优选0-50℃、特别优选10-35℃的温度下进行的。
这些微胶囊的粒径及粒径分布是通过各种方法参数确定的，例如剪切梯度或者搅拌时间。充气微胶囊的直径为0.2-50μm，在用于非胃肠道给药时优选在0.5-10μm之间，特别优选在0.5-3μm。
在制造充气微胶囊时，可产生高剪切梯度的转子-定子混合器特别适合用作分散工具。另外，它们可在制造微胶囊所需要的时间框架的同时确保大的气体输入。
分散工具的尺寸及操作尺寸基本上确定了微胶囊的粒径分布；它们的粒径也取决于单元的尺寸和冷却容量。
根据本发明的多步法的有利选择包括不需要完全处理一个批料。也就是说，可选择合并几个不同的初级分散体，这些分散体也可分别包含各种构建充气微胶囊的聚合物。
初级分散体也可分为几个部分，而每个部分进一步构建成充气微胶囊。另外，可在以下处理步骤中添加必须或者最佳合适的辅剂。
在完成微胶囊的形成后，所有选择对于进一步的处理都是开放的，例如根据在液体介质中的密度差分离充气微胶囊。对于具有足够压力稳定性的微胶囊，可进行离心等。
通过将制造方法组织成分步骤，可特别容易地控制性质。
在规模扩大时，相对于现有技术也有提高。因为在充分混合、聚合以及构建微胶囊的方法中，它们是平行地在一步法中连续进行，所以这些步骤必须同时进行规模扩大。将整个过程分为单独的步骤，其有利的利用了以下事实集中于对各步骤重要的数值是明显更简单的，这是因为将整个方法分为具有很少特征值的分步骤。
对于规模扩大，保持所有描述方法的尺寸比例绝对是不可能的，所述比例例如是热交换表面与反应器体积(A/V)的比例，或者诸如搅拌器直径与反应器直径之比(d搅拌器/d反应器)、气相含量(ΦG)、Reynolds数(Re)、Nusselt数(Nu)、Newton数(Ne)、Prandtl数(Pr)、反应器高度/反应器直径(h/d)等的参数。
参数在此也可合并成仅包括物质常数如Prandtl数，而且实际上不受规模扩大的影响。这些物质常数包括热容量、密度、粘度或者反应介质的平均表观导热系数，是相对气相含量ΦG的函数，使得所有这些参数还取决于相对气相含量。
在此方面，除基础数值外，对于制造初级分散体以及微胶囊的构建反应而言重要的数值是例如温度、气相比例的组成、能量的具体输入和Reynolds数。后者自然是假设两个步骤具有不同的数值。对于构建微胶囊的步骤，由于能量的具体输入高，热控制以及相关(参数)值如Nu(ΦG)、A/V、热传递系数(α)、Pr(ΦG)等都是重要的。这些因素也适用于以下提到的可能的实施方案。
具体的实施方案包括在连续的反应器中进行初级分散体的制造，为此目的，具有严格限定的停留时间性质的管式反应器比搅拌容器反应器更适合。通过合适地选择聚合反应参数，反应器形状以及平均停留时间在管式反应器中可以简单的方式确保，使得管式反应器末端的聚合反应完全完成。选择在线分析与间隙式反应器是一样的。
在管式反应器的末端，多级转子-定子系统也可用于微胶囊的构建反应，使得整个过程可在单个装置中进行，而且两个步骤，即、聚合物分散体的制备以及微胶囊的构建反应，可相互脱离。
另一个实施方案使用环式反应器，其包括连续的搅拌容器或者任选具有外侧环的非连续搅拌容器，该非连续搅拌容器包含单级或者多级在线分散单元或者单级或多级转子-定子系统，它们还可产生用于外侧环的输出。
在此情况下，初级分散体的制备可在中等搅拌条件下在搅拌容器中进行或者在封闭的环或在整个环式反应器中进行，其中所述环是开口的，具体地是在循环条件下，该条件不会由于相应调节的速度范围导致任何自加气发生。
在此情况下，使用开口环的方法具有以下优点在转子-定子单元的给料区域中直接加入单体，由此可特别有利地在水溶液中形成单体的微混合。
在反应结束后，环是开口的，使得随后通过与该环为整体的转子-定子单元进行微胶囊的构建反应，或者当所述环由外侧开口时，转子-定子单元的速度范围相应增加。在该方法步骤期间，可进行搅拌容器区域中通过涡流的自加气或者在转子-定子单元的给料区域中直接加入形式的外加气。最后提到的方法具有给料可具体控制的优点。
对于最简单的大规模制造微胶囊的方法，在环式反应器的循环管中或者在连续流动管的管部分中具有转子-定子单元的所有上述方法相对于纯的搅拌容器法是优选的。其原因如下增加搅拌容器的体积或者待制造的体积，在线分散系统并不需要相应增加，而仅是修改操作时间。另一个原因是，冲洗管中的转子-定子单元的分散作用比搅拌容器反应器中更容易定量，规模扩大由此显得更有利。
在两个步骤完成后，反应批料可进一步加工。充气微胶囊由反应介质中的分离是非常需要的。这可通过浮集或者离心由于密度差而容易地进行。在这两种情况下，充气微胶囊形成浮集材料，其可容易地由反应介质中分离。
所得的浮集材料可进一步用生理相容性的载体处理，在最简单的情况下为水或者生理盐水。可立即给药混悬液。稀释可任选地进行。
分离步骤也可重复一次或多次。通过直接设定浮集条件，可得到具有限定性质的部分。混悬液在非常长的时间内是稳定的，而且微胶囊不聚集。
随后任选添加聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、明胶、人血清白蛋白或者本领域技术人员已知的其他低温保护剂，并进行冻干，也可提高耐久性。
以下将通过实施例进一步说明本发明。
由反应介质中分离浮集的材料，并用600ml注射用水处理。在混合物中溶解60g的聚乙烯吡咯烷酮，配制成5g的混悬液，然后冻干。
外侧环连接在循环中60分钟。玻璃反应器中搅拌器的设定使得反应混合物进行自加气。在试验结束时，形成框架层。
由反应介质中分离浮集的材料，并用1.5升注射用水处理。在混合物中溶解150g的聚乙烯吡咯烷酮，配制成10g的混悬液，然后冻干。
在高速运转三级转子-定子混合单元前，立即用空气进行外侧环中的外加气。在此情况下，溶液在外侧环中重新泵60分钟。在试验结束时，形成框架层。
由反应介质中分离浮集的材料，并用35升注射用水处理。在混合物中溶解3.5kg的聚乙烯吡咯烷酮，配制成7.5g的混悬液，然后冻干。
经过滤的分散体在高剪切梯度(约14000s-1)下用Ultraturrax处理60分钟。通过强化混合，自动地将空气输入反应介质中，其结果是强烈形成泡沫。反应结束后，形成充气微胶囊的框架层。
由反应介质中分离浮集的材料，并用600ml注射用水处理。在混合物中溶解60g的聚乙烯吡咯烷酮，配制成5g的混悬液，然后冻干。
经过滤的分散体在高剪切梯度(约14000s-1)下用Ultraturrax处理60分钟。通过强化混合，自动地将空气输入反应介质中，其结果是强烈形成泡沫。反应结束后，形成充气微胶囊的框架层。
由反应介质中分离浮集的材料，并用1500ml注射用水处理。在混合物中溶解150g的聚乙烯吡咯烷酮，配制成5g的混悬液，然后冻干。
1、J.ROELANDT，Contrast Echocardiography(综述)，Ultrasound Med.Biol.8，471-492页，19822、第4,276,885号美国专利，1979年5月4日，E.G.TICKNER等人，超声图象增强(Ultrasonic Image Enhancement)，Rasor Associates，Inc.
3、第EP 0 052 575号欧洲专利，1980年11月17日，J.S.RASOR，E.G.TICKNER，产生微泡的组合物(Composition GeneratingMicrobubbles)，Schering AG.
4、第EP 0 122 624号欧洲专利，1983年4月15日，J.HILLMANN等人，包含微胶囊和气泡的超声造影剂(Mikrokapsel und Gasblaeschenenthaltendes Ultraschallkontrastmittel)，Schering AG.
5、第EP 0 123 235号欧洲专利，1983年4月15日，J.HILLMANN等人，包含微胶囊和气泡的超声造影剂(Mikrokapsel und Gasblaeschenenthaltendes Ultraschallkontrastmittel)，Schering AG.
6、第EP 0 324 938 B1号欧洲专利，1987年12月29日，K.J.WIDDER，P.J.WESTKAEMPER，浓缩并稳定的微泡型超声造影剂及其制备方法(Concentrated Stabilized Microbubble-type Ultrasonic Imaging Agent andMethod of Production)，Molecular Biosystems，Inc.
7、第EP 0 398 935 B1号欧洲专利，1988年2月5日，M.STEIN等人，超声造影剂、其制备方法以及作为诊断剂和治疗剂的应用(Ultraschall-kontrastmittel，Verfahren zu deren Herstellung und derenVerwendung als Diagnostika und Therapeutika)，Schering AG.
8、第EP 0 458 749号欧洲专利，1990年5月18日，D.BICHON等人，用气体或者空气填充并以与超声回波描记法用液体载体的混悬液形式使用的聚合物微胶囊(Mit Gas oder Luft gefuellte polymereMikrokapseln，verwendbar in Form von Suspension bei fluessigen Traegernfuer Ultraschall-Echographile)，Bracco Int.
9、第EP 0 535 387 B1号欧洲专利，1990年9月3日，V.KRONE等人，产生回波的颗粒、其制备方法及应用(Echogene Partikel，Verfahrenzu deren Herstellung und deren Verwendung)，Hoechst AG.
10、第EP 0 644 777 B1号欧洲专利，1992年6月13日，M.STEIN等人，微颗粒、其制备方法以及在诊断中的应用(Microparticles，Methodof Producing Them and Their Use for Diagnostic Purposes)，Schering AG.
权利要求
1.制造充气微胶囊的多步法，其特征在于在第一步中进行壳形成物质的聚合反应，然后在空间和/或时间上单独的步骤中通过构建法进行微胶囊的形成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于单体在水溶液中的聚合反应是在搅拌条件下进行，所述搅拌条件使得搅拌介质中的气相比例小于1％。
3.如权利要求1-2之一所述的方法，其特征在于由聚合物初级分散体构建微胶囊是在分散条件下进行，该分散条件使得分散介质中气相比例大于1％、优选大于10％。
4.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于单体的聚合反应是在直径与高度的比例为0.3-2.5的间隙、半连续或者连续搅拌容器中进行的。
5.如权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于单体的聚合反应是在直径与高度的比例为0.3-2.5的间隙、半连续或者连续搅拌容器中用外侧环(环式反应器)进行的，在所述环中设置单级或者多级分散单元，并在反应开始或者之后被切断。
6.如权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于单体的聚合反应是用垂直、倾斜或者横向设置的搅拌装置进行的，该搅拌装置的直径与反应器直径的比例为0.2-0.7。
7.如权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于单体的聚合反应是在连续操作的管式流动反应器中进行的。
8.如权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于单体的聚合反应是在液压填充的容器中进行的，该容器外部被包封与大气隔离。
9.如权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于微胶囊由聚合物初级分散体的构建是用分散单元进行的。
10.如权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于微胶囊由聚合物初级分散体的构建是用转子-定子系统进行的。
11.如权利要求1-10之一所述的方法，其特征在于微胶囊由聚合物初级分散体的构建是用转子-定子系统进行的，其方式是引入覆盖反应混合物的气体(自加气)和/或在反应混合物中引入活性气体(外加气)。
12.如权利要求1-11之一所述的方法，其特征在于微胶囊由聚合物初级分散体的构建是用转子-定子系统进行的，该系统设置在搅拌容器中，该搅拌容器的直径与高度比为0.3-2.5。
13.如权利要求1-12之一所述的方法，其特征在于微胶囊由聚合物初级分散体的构建是用转子-定子系统进行的，该系统设置在环式反应器的外侧环中。
14.如权利要求1-13之一所述的方法，其特征在于使用一种或多种以下单体丙交酯、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、以及优选的氰基丙烯酸烷基酯。
15.如权利要求1-14之一所述的方法，其特征在于使用一种或多种以下单体氰基丙烯酸丁酯、氰基丙烯酸乙酯、和氰基丙烯酸异丙基酯。
16.如权利要求1-15之一所述的方法，其特征在于单体在酸性水溶液中的添加浓度为0.1-60％，优选为0.1-10％。
17.如权利要求1-16之一所述的方法，其特征在于使用一种或多种以下表面活性剂烷基芳基聚(氧乙烯)硫酸碱金属盐、葡聚糖、聚(氧乙烯)、聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)嵌段聚合物、乙氧基化脂肪酸醇(cetomacrogols)、乙氧基化脂肪酸、烷基酚聚(氧乙烯)、烷基酚聚(氧乙烯)与醛的共聚物、脱水山梨醇的部分脂肪酸酯、聚(氧乙烯)脱水山梨醇的部分脂肪酸酯、聚(氧乙烯)的脂肪酸酯、聚(氧乙烯)的脂肪醇醚、蔗糖的脂肪酸酯或者macrogol甘油酯、聚乙烯醇、聚(氧乙烯)-羟基脂肪酸酯、多元醇的macrogols、部分脂肪酸酯。
18.如权利要求1-16之一所述的方法，其特征在于使用一种或多种以下表面活性剂乙氧基化壬基酚、乙氧基化辛基酚、醛与辛基酚聚(氧乙烯)的共聚物、乙氧基化甘油-部分脂肪酸酯、乙氧基化氢化蓖麻油、聚(氧乙烯)-羟基硬脂酸酯、分子量小于20000的聚(氧丙烯)-聚(氧乙烯)嵌段聚合物。
19.如权利要求1-16之一所述的方法，其特征在于使用一种或多种以下表面活性剂平均具有9-10个乙氧基的对辛基酚-聚(氧乙烯)(＝Octoxynol 9，10)，平均具有30/40个乙氧基的对壬基酚-聚(氧乙烯)(＝如Emulan30/Emulan40)，平均具有28个乙氧基的对壬基酚-聚(氧乙烯)硫酸钠(＝如DisponilAES)，聚(氧乙烯)甘油单硬脂酸酯(如TagatS)，平均聚合度为600-700、水解度为85-90％的聚乙烯醇(＝如Mowiol4-88)，聚(氧乙烯)-660-羟基硬脂酸酯(＝如SolutolHS 15)，甲醛与对辛基酚聚(氧乙烯)的共聚物(＝如TritonWR 1339)，分子量为约12000、聚氧乙烯比例为约70％的聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚合物(＝如LutrolF127)，乙氧基化十六烷基硬脂醇(＝如CremophorA25)，乙氧基化蓖麻油(＝如CremophorEL)。
20.如权利要求1-19之一所述的方法，其特征在于表面活性剂的使用浓度为0.1-10％。
21.如权利要求1-20之一所述的方法，其特征在于所述方法步骤中的至少一个是在酸性水溶液中进行的。
22.如权利要求1-21之一所述的方法，其特征在于使用以下酸盐酸、磷酸和/或硫酸。
23.如权利要求1-22之一所述的方法，其特征在于添加剂的使用浓度为0.1-10％。
24.如权利要求1-23之一所述的方法，其特征在于聚合反应及微胶囊的构建是在-10℃至60℃、优选0-50℃、特别优选10-35℃的温度范围内进行的。
25.如权利要求1-24之一所述的方法，其特征在于从反应介质中分离充气微胶囊，在生理相容性介质中处理，然后任选地在添加低温保护剂后进行冻干。
26.如权利要求1-25之一所述的方法，其特征在于使用水或者0.9％食盐溶液作为生理相容性介质以处理浮集材料。
27.如权利要求1-26之一所述的方法，其特征在于使用聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、明胶和/或人血清白蛋白作为低温保护剂。
28.根据如权利要求1-27之一所述的方法制得的微颗粒。
全文摘要
本发明涉及制造充气微胶囊的多步法。在该方法的一个步骤中,形成壳的物质进行聚合。通过构建法,在空间和/或时间上单独的步骤中形成微胶囊。聚合反应是在中等搅拌下进行的,而微胶囊是在分散条件下构建的。
文档编号B01J13/02GK1377284SQ00811021
公开日2002年10月30日 申请日期2000年5月23日 优先权日1999年5月27日
发明者乌韦·布德, 安德烈亚斯·布里尔, 格奥尔格·勒斯林, 凯·洛维斯, 沃尔夫冈·施密特, 汉斯－乌尔里希·莫里茨, 米歇尔·戈特弗里德, 扬-彼得·英沃森 申请人:舍林股份公司