NL8402671A - POLYIONOGENIC MICROCAPPING. - Google Patents
POLYIONOGENIC MICROCAPPING. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8402671A NL8402671A NL8402671A NL8402671A NL8402671A NL 8402671 A NL8402671 A NL 8402671A NL 8402671 A NL8402671 A NL 8402671A NL 8402671 A NL8402671 A NL 8402671A NL 8402671 A NL8402671 A NL 8402671A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- cell
- capsule
- polymer
- solution
- drop
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/14—Particulate form, e.g. powders, Processes for size reducing of pure drugs or the resulting products, Pure drug nanoparticles
- A61K9/16—Agglomerates; Granulates; Microbeadlets ; Microspheres; Pellets; Solid products obtained by spray drying, spray freeze drying, spray congealing,(multiple) emulsion solvent evaporation or extraction
- A61K9/1605—Excipients; Inactive ingredients
- A61K9/1629—Organic macromolecular compounds
- A61K9/1652—Polysaccharides, e.g. alginate, cellulose derivatives; Cyclodextrin
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
- A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
- A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
- A61K9/5005—Wall or coating material
- A61K9/5021—Organic macromolecular compounds
- A61K9/5031—Organic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, poly(lactide-co-glycolide)
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
- B01J13/06—Making microcapsules or microballoons by phase separation
- B01J13/08—Simple coacervation, i.e. addition of highly hydrophilic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
- B01J13/20—After-treatment of capsule walls, e.g. hardening
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N11/00—Carrier-bound or immobilised enzymes; Carrier-bound or immobilised microbial cells; Preparation thereof
- C12N11/02—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier
- C12N11/04—Enzymes or microbial cells immobilised on or in an organic carrier entrapped within the carrier, e.g. gel or hollow fibres
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Public Health (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Peptides Or Proteins (AREA)
Description
NL 32301-Kp/csNL 32301-Kp / cs
Polyionogene microinkapseling.Polyionic microencapsulation.
De uitvinding heeft betrekking op de inkapseling van kernmateriaal in een semipermeabel membraan. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het inkapselen van pH, temperatuur of ionsterkte-gevoelig 5 kernmateriaal, waaronder levende cellen, in een microcapsule.The invention relates to the encapsulation of core material in a semipermeable membrane. More particularly, the invention relates to a method of encapsulating a pH, temperature or ionic strength-sensitive core material, including living cells, in a microcapsule.
De werkwijze voor het inkapselen volgens de uitvinding maakt de vorming van een semipermeabel membraan mogelijk zonder beschadiging van het kernmateriaal. De uitvinding heeft ook betrekking op een capsule met een geamineerde polymeer binnenlij laag, die ionogeen is gebonden aan een anionogene polymeer buitenlaag.The encapsulation method of the invention allows the formation of a semipermeable membrane without damaging the core material. The invention also relates to a capsule with an aminated polymer inner layer, which is ionically bound to an anionic polymer outer layer.
Ofschoon een aantal werkwijzen voor microinkapseling van kernmateriaal reeds ontwikkeld is, kunnen de meeste werkwijzen niet gebruikt worden voor pH, temperatuur of ionsterkte-15 gevoelig materiaal, zoals levende cellen, vanwege de strenge eisen aan vochtomstandigheden, nodig voor inkapselen. Het Amerikaanse octrooischrift No. 4.352.883 beschrijft naar aangenomen wordt de eerste werkwijze voor het succesvol inkapselen van levend weefsel of cellen in een semipermeabel membraan. In 20 de geoctrooieerde werkwijze wordt een tijdelijke capsule van een geleerbaar materiaal, bij voorkeur een anionogene gom zoals natriumalginaat, gevormd rondom het weefsel of de cellen, terwijl een permanent semipermeabel membraan wordt gevormd door verknopen van oppervlaktelagen van de tijdelijke capsule. 25 Hierbij wordt een mengsel van de gom en het kernmateriaal behandeld met een geleringsoplossing, bij voorkeur een calcium-ionoplossing onder oplevering van een tijdelijke capsule. De verkregen tijdèlijke capsule wordt behandeld met een oplossing van een polykationogeen materiaal onder vorming van een perma-30 nent membraan. Het inwendige van de capsule kan opnieuw vloeibaar worden gemaakt door het opnieuw herstellen van condities, waaronder de anionogene gom vloeibaar wordt, bijvoorbeeld door verandering van de ionogene omgeving door de capsules over te brengen in een door fosfaat gebufferde zoutoplossing. Door het 35 opnieuw vloeibaar maken van het inwendige van de capsule wordt het voedingsstoftransport door het membraan bevorderd, waardoor de celgroei in gunstige zin wordt beïnvloed. De werkwijze 8402671 ί* -* - 2 - geeft geen. aanleiding tot beschadiging van het kernmateriaal of aantasting van de levende cellen op grond van de temperatuur en ionsterkte, terwijl de bij het incapsuleren gebruikte pH niet zuur hoeft te zijn.Although a number of core microencapsulation methods have already been developed, most methods cannot be used for pH, temperature or ionic strength sensitive material, such as living cells, due to the stringent requirements of moisture conditions required for encapsulation. U.S. Pat. 4,352,883 is believed to describe the first method for successfully encapsulating living tissue or cells in a semipermeable membrane. In the patented method, a temporary capsule of a gellable material, preferably an anionic gum such as sodium alginate, is formed around the tissue or cells, while a permanent semipermeable membrane is formed by cross-linking surface layers of the temporary capsule. Here a mixture of the gum and the core material is treated with a gelling solution, preferably a calcium ion solution, to yield a temporary capsule. The obtained temporary capsule is treated with a solution of a polycationic material to form a permanent membrane. The interior of the capsule can be re-liquefied by restoring conditions under which the anionic gum liquefies, for example, by changing the ionic environment by transferring the capsules to phosphate buffered saline. Refluxing the interior of the capsule promotes nutrient transport through the membrane, thereby favorably influencing cell growth. The method 8402671 ί * - * - 2 - does not yield. damage to the nuclear material or damage to the living cells due to the temperature and ionic strength, while the pH used in the encapsulation need not be acidic.
5 Dientengevolge is een doel van de uitvinding het verschaffen van een werkwijze voor het inkapselen van levende cellen of ander fragiel materiaal in semipermeabele membranen. Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze-voor het inkapselen van kernmaterialen, die moeilijk 10 kunnen worden ingekapseld onder toepassing van bekende procedures, vanwege de pH, ionsterkte, lading of temperatuursgevoe-ligheid. Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde capsule voorzien van een semipermeabel membraan. Deze en ander® doelen en aspecten van de uitvinding 15 zullen duidelijk worden aan de hand van de volgende beschrijving.Accordingly, an object of the invention is to provide a method for encapsulating living cells or other fragile material in semipermeable membranes. Another object of the invention is to provide a method of encapsulating core materials, which are difficult to encapsulate using known procedures, because of the pH, ionic strength, charge or temperature sensitivity. Another object of the invention is to provide an improved capsule having a semipermeable membrane. These and other objects and aspects of the invention will become apparent from the following description.
Volgens een aspect beoogt de uitvinding een werkwijze voor het inkapselen van kernmateriaal, zoals enzymen, antilichamen, hormonen of levende cellen, bijvoorbeeld weef-20 selcultuur of genetisch gemodificeerde cellen in een semipermeabel membraan. Het kernmateriaal wordt gesuspendeerd in een waterig medium met daarin opgelost polysaccharide j bevattende kationogene groepen, bij' voorkeur een geamineerd polysaccharide,. zoals poly D Glucosamine (chitosan). Een druppel 25 van de suspensie wordt gegelleerd door behandeling van de druppel met een oplossing van tweewaardige of meerwaardige an-ionen, bijvoorbeeld P04~*, HP04= of SC>4= zouten. Er wordt een permanent membraan gevormd door verknoping van de oppervlakte-lagen van de tijdelijke matrix met een polymeer met anionogene, 30 bij voorkeur carboxylgroepen, die reactief zijn ten opzichte van de kationogene groepen van de matrix. Poly-L-glutaminezuur en poly-L-aspartinezuur, in de vorm van zuren of zouten, verdienen de voorkeur als anionogene polymeren. Het inwendige van de capsule kan opnieuw in oplossing worden gebracht door 35 blootstelling van de capsule aan een oplossing van polykat-ionen met laag molecuulgewicht, bijvoorbeeld spermadine, spermine of ureum. Door het opnieuw vloeibaar maken van het inwendige wordt het massatransport tussen de extracapsulaire vloeistof en het intercapsulaire volume bevorderd.In one aspect, the invention contemplates a method of encapsulating nuclear material, such as enzymes, antibodies, hormones or living cells, for example tissue culture or genetically modified cells, in a semipermeable membrane. The core material is suspended in an aqueous medium containing polysaccharide containing cationic groups, preferably an aminated polysaccharide, dissolved therein. such as poly D Glucosamine (chitosan). A drop of the suspension is gelled by treating the drop with a solution of divalent or polyvalent anions, for example PO 4 ~, HPO 4 = or SC> 4 = salts. A permanent membrane is formed by cross-linking the surface layers of the temporary matrix with a polymer having anionic, preferably carboxyl, groups which are reactive with the cationic groups of the matrix. Poly-L-glutamic acid and poly-L-aspartic acid, in the form of acids or salts, are preferred as anionic polymers. The interior of the capsule can be redissolved by exposing the capsule to a solution of low molecular weight polycat ions, for example spermadine, spermine or urea. Refluxing the interior promotes mass transport between the extracapsular fluid and the intercapsular volume.
84 0 26 7 1 - 3 -84 0 26 7 1 - 3 -
Voorts beoogt de uitvinding een werkwijze voor het incapsuleren van levende cellen, in een semipermeabel membraan. De cel wordt gesuspendeerd in een waterig medium, dat verenigbaar is met zijn levende toestand en met daarin een ge-5 amineerd glucopolysaccharide. Een druppel van de suspensie wordt behandeld met een geleringsoplossing onder vorming van een vormbehoudende, in water onoplosbare tijdelijke matrix.Furthermore, the invention contemplates a method for encapsulating living cells, in a semipermeable membrane. The cell is suspended in an aqueous medium compatible with its living state and containing an aminated glucopolysaccharide. A drop of the suspension is treated with a gelling solution to form a shape retaining water insoluble temporary matrix.
De geleringsoplossing is een waterige oplossing van tweewaardige of meerwaardige anionen, bijvoorbeeld fosfaat, monowater-10 stoffosfaat of sulfaatzouten. Oppervlaktelagen van de tijdelijke matrix worden voortdurend verknoopt door blootstelling van de capsule aan een polymeer met meerdere carboxylgroepen, bijvoorbeeld polyglutaminezuur of polyaspartinezuur. Het inwendige van de capsule wordt opnieuw in vloeibare toestand ge-15 bracht in een praktisch precipitatievrije reactie door behandeling van de capsule met een oplossing van een polykation met laag molecuulgewicht, bijvoorbeeld spermadine, spermine of ureum. Het opnieuw vloeibaar maken vindt plaats door verwijdering van de meerwaardige anionen uit het in het inwendige 20 aanwezige gel. Zoogdierweefselcellen in een weefselgroei-medium en genetisch gemodificeerde prokaryotine- of eurkary-otinecellen in een groeimedium kunnen volgens de onderhavige werkwijze worden ingekapseld. De inkapselingsprocedure is zacht, zodat de ingekapselde cel niet wordt beschadigd en 25 normale metabolische processen kan ondergaan, zoals groei en reproductie binnen de capsule.The gelling solution is an aqueous solution of divalent or polyvalent anions, for example, phosphate, mono-hydrogen phosphate or sulfate salts. Surface layers of the temporary matrix are continuously cross-linked by exposing the capsule to a polymer with multiple carboxyl groups, for example, polyglutamic acid or polyaspartic acid. The interior of the capsule is re-liquefied in a practically precipitation-free reaction by treating the capsule with a solution of a low molecular weight polycation, for example spermadine, spermine or urea. The liquefaction takes place by removing the polyvalent anions from the gel present in the interior. Mammalian tissue cells in a tissue growth medium and genetically modified prokaryotin or eurkaryotin cells in a growth medium can be encapsulated according to the present method. The encapsulation procedure is gentle so that the encapsulated cell is not damaged and can undergo normal metabolic processes such as growth and reproduction within the capsule.
Voorts beoogt de uitvinding een capsule met een membraan, dat een ingesloten intercapsulair volume omsluit. Het membraan heeft een binnenlaag van een polygeamineerd polymeer, 30 bij voorkeur een geamineerde polysaccharide, en bij meeste voorkeur een geamineerd glucopolysaccharide, die ionogeen wordt verknoopt aan een buitenlaag van een polyanionogeen polymeer, bij voorkeur een polygecarboxyleerd polymeer, zoals polyglutaminezuur of polyaspartinezuur onder vorming van een 35 in water onoplosbare permanente capsule. Een cel, bij voorkeur een eukaryotine, bacteriële of genetische gemodificeerde cel, kan in het intercellulaire volume worden opgenomen. Indien een cel in het intercellulaire volume is opgenomen dienen de poly- 8402671 / · - 4 - anionogene en polygeamineerde polymeren fysiologisch verenigbaar te zijn met de cel.Furthermore, the invention contemplates a capsule with a membrane enclosing an enclosed intercapsular volume. The membrane has an inner layer of a polyaminated polymer, preferably an aminated polysaccharide, and most preferably an aminated glucopolysaccharide, which is ionically cross-linked to an outer layer of a polyanionic polymer, preferably a polycarboxylated polymer, such as polyglutamic acid or polyaspartic acid to form a 35 water-insoluble permanent capsule. A cell, preferably a eukaryotin, bacterial or genetically modified cell, can be included in the intercellular volume. If a cell is included in the intercellular volume, the poly-8402671 / -4-anionic and poly-aminated polymers must be physiologically compatible with the cell.
De uitvinding verschaft een werkwijze voor het inkapselen van kernmaterialen, zoals levende eukaryotine of 5 prokaryotine, natuurlijk voorkomende of genetisch gemodificeerde cellen of weefselcultures in een semipermeabel membraan. De uitvinding heeft tevens betrekking op een nieuw type meerlagige capsule.The invention provides a method of encapsulating core materials, such as live eukaryotin or prokaryotin, naturally occurring or genetically modified cells or tissue cultures in a semipermeable membrane. The invention also relates to a new type of multilayer capsule.
Een gel of tijdelijke matrix wordt gevormd rondom 10 het kernmateriaal of levende cel door het tot reactie brengen van een polysaccharide of glucopolysaccharide, waarin kationo-gene groepen aanwezig zijn, met een meerwaardig anion. Opper-vlaktelagen van de verkregen tijdelijke matrix worden ionogeen verknoopt via· een polymeer met anionogene, bij voorkeur car-15 boxylgroepen onder vorming van een permanent membraan, dat het kernmateriaal omsluit. Het inwendige van de capsule kan opnieuw. vloeibaar worden gemaakt door behandeling van de capsule met een oplossing van polykationen met laag molecuulgewicht.A gel or temporary matrix is formed around the core material or living cell by reacting a polysaccharide or glucopolysaccharide containing cationic groups with a polyvalent anion. Surface layers of the resulting temporary matrix are ionically cross-linked via a polymer having anionic, preferably carboxyl groups, to form a permanent membrane enclosing the core material. The interior of the capsule can be redone. liquefied by treatment of the capsule with a solution of low molecular weight polycations.
Het kernmateriaal, bijvoorbeeld enzymen, hormonen, 20 antilichamen.of levende cellen, wordt gesuspendeerd in een waterig medium, dat een geleerbaar, kationogene groep bevattend polymeer bevat. Het met voorkeur geleerbare polymeer is een geamineerd glucopolysaccharide, waarbij chitosan (poly--D-glucosamine) de meeste voorkeur verdient. Chitosan wordt 25 gevormd door zuurhydrolyse van chitine (poly-D-N-acetyl- glucosamine), het primaire bouwmateriaal van exoskeletten van ongewervelde dieren. Chitosan is een lange keten geamineerd polymeer, dat fysiologisch verenigbaar is met de meeste cellen. Het is slechts weinig oplosbaar in water, maar het kan 30 gemakkelijk worden opgelost in verdund azijnzuur.The core material, for example enzymes, hormones, antibodies or living cells, is suspended in an aqueous medium containing a gellable, cationic group-containing polymer. The preferred gellable polymer is an aminated glucopolysaccharide, with chitosan (poly-D-glucosamine) being most preferred. Chitosan is formed by acid hydrolysis of chitin (poly-D-N-acetylglucosamine), the primary building material of invertebrate exoskeletons. Chitosan is a long chain aminated polymer that is physiologically compatible with most cells. It is only slightly soluble in water, but it can be easily dissolved in dilute acetic acid.
Voorraadoplossingen van chitosan worden bereid door oplossen van het chitosan in 0,5 molair azijnzuur. Het azijnzuur wordt verwijderd uit de oplossing door herhaalde dialyse tegen fosfaatgebufferde zoutoplossing (FBZ). Chitosan slaat 35 niet neer uit deze oplossing indien de oplossing beneden 37°C wordt gehouden. De voorkeursvoorraadoplossing, 1,4% chitosan in FBZ, is succesvol opgeslagen bij 4°C gedurende lange perioden.Stock solutions of chitosan are prepared by dissolving the chitosan in 0.5 molar acetic acid. The acetic acid is removed from the solution by repeated dialysis against phosphate buffered saline (FBZ). Chitosan does not precipitate from this solution if the solution is kept below 37 ° C. The preferred stock solution, 1.4% chitosan in FBZ, has been successfully stored at 4 ° C for long periods.
8402671 - 5 -8402671 - 5 -
Chitosan, bereid als bovenbeschreven, wordt gemengd met het in te capsuleren materiaal onder vorming van een oplossing of suspensie, alvorens dit wordt gevormd tot druppels of andere vormen. Ofschoon oplossingen met een eind-chitosan-5 concentratie van 0,4% (gewicht/volume) tot gelering overgaan, wordt een optimale gelering verkregen bij 0,8-1,2% (gew/vol) chitosan in isotonisch 125 mM . Druppels van de chito-· san/kernmateriaalsuspensie kunnen worden gevormd onder toepassing van elk gebruikelijk druppelvormend apparaat. Een 10 dergelijk druppelvormend apparaat wordt hieronder beschreven.Chitosan, prepared as described above, is mixed with the material to be encapsulated to form a solution or suspension before being formed into droplets or other forms. Although solutions with a final chitosan-5 concentration of 0.4% (weight / volume) gel, optimal gelation is obtained at 0.8-1.2% (w / v) chitosan in isotonic 125 mM. Drops of the chitosan / nuclear material slurry can be formed using any conventional drop-forming apparatus. Such a drop-forming device is described below.
Een buis, die de suspensie bevat, wordt voorzien van een stop, die is aangesloten op een druppelvormend apparaat. Het apparaat bestaat uit een huis met een bovenste luchtop-namemondstuk en een langwerpige holle lichaamfrictie, die is 15 aangebracht in de stop. Een 10 ml-spuit, voorzien van een trapsgewijze pomp, wordt aangebracht bovenop het huis met een naald, bijvoorbeeld een 0,024 cm inwendige diameter Teflon-beklede naald, die zich uitstrekt door de lengte van het huis. Het inwendige van het huis is zodanig ontworpen, dat het uit-20 einde van de naald is blootgesteld aan een constante laminaire luchtstroming, die als een luchtrakel fungeert. In bedrijf wordt de trapsgewijze pomp geactiveerd voor het van tijd tot tijd uitpersen van druppels van de oplossing uit het uiteinde van de naald. Elke druppel wordt "afgesneden" met behulp van 25 de luchtstroom en valt ca. 2,5 cm in de geleeroplossing, bij voorkeur een dinatriumwaterstof/'fosfaatoplossing, waar het onmiddellijk wordt gegeleerd door omzetting met negatieve ionen. De afstand tussen het uiteinde van de naald en het oppervlak van de geleringsoplossing is bij voorkeur groot genoeg om 30 mogelijk te maken, dat de,chitosan/kernmateriaalsuspensie fysisch de meest gunstige vorm aanneemt; een bol (maximaal volume voor een minimaal oppervlak). Uit de buis sijpelt lucht door een· opening in de stop. Deze procedure resulteert in een verknoping van het gel en de vorming van een sterk visceuze 35 vormbehoudende beschermende tijdelijke matrix met daarin het gesuspendeerde kernmateriaal en zijn medium. De tijdelijke matrices verzamelen zich in de oplossing in de vorm van een afzonderlijke fase en kunnen worden afgescheiden door afzui-ging.A tube containing the suspension is provided with a stopper connected to a droplet-forming device. The device consists of a housing with an upper air intake nozzle and an elongated hollow body friction fitted in the stopper. A 10 ml syringe, equipped with a stepped pump, is placed on top of the housing with a needle, for example a 0.024 cm internal diameter Teflon coated needle, which extends through the length of the housing. The interior of the housing is designed so that the tip of the needle is exposed to a constant laminar air flow, which acts as an air squeegee. In operation, the stepped pump is activated to squeeze drops of the solution from the tip of the needle from time to time. Each drop is "cut" using the air stream and falls about 2.5 cm into the gelling solution, preferably a disodium hydrogen / phosphate solution, where it is immediately gelled by reaction with negative ions. The distance between the tip of the needle and the surface of the gelling solution is preferably large enough to allow the chitosan / nuclear material suspension to physically take the most favorable form; a sphere (maximum volume for a minimal surface). Air seeps out of the tube through an opening in the stopper. This procedure results in a cross-linking of the gel and the formation of a highly viscous shape retaining protective temporary matrix containing the suspended core material and its medium. The temporary matrices collect in the solution in the form of a separate phase and can be separated by suction.
8402671 - 6 -8402671 - 6 -
De voorkeurs-meerwaardige geleeroplossing is een 125 mM Na2HPO^-oplossing; ofschoon monobasische natriumfos-faat-en natriumsulfaatoplossingen hebben eveneens geleid tot acceptabele tijdelijke matrices. Natriumcitraat kan de sus-5 pensie geleren, maar de beste resultaten worden verkregen met monobasische of dibasische fosfaat- en sulfaatoplossingen. Indien de anionenconcentratie te laag is (bijvoorbeeld beneden ca. 100 mM) vindt geen gelering plaats.The preferred multivalent gelling solution is a 125 mM Na2HPO4 solution; although monobasic sodium phosphate and sodium sulfate solutions have also resulted in acceptable temporal matrices. Sodium citrate can gel the suspension, but best results are obtained with monobasic or dibasic phosphate and sulfate solutions. If the anion concentration is too low (for example below about 100 mM), no gelation takes place.
De volgens de werkwijze gevormde tijdelijke matrices 10 worden verzameld en gewassen ter verwijdering van de overmaat geleringsoplossing. De matrices worden vervolgens behandeld met een bekledings- of verknopingsoplossing van een polyan-ionogeen, bij voorkeur polygecarboxyleerd polymeer. Een voor-keursverknopingsoplossing is een 1%-oplossing van poly-L-15 -aspartinezuur of poly-L-glutaminezuur, verdund 1:15 met 150 mM natriumchloride, onder oplevering van een eindpolymeer- _4 , concentratie van 6,6 x 10 g/100 ml. Het molecuulgewicht van het poly-L-aspartinezuur of poly-L-glutaminezuur kan variëren van 3.000-100.000 daltons of hoger, waarbij echter 25.000-20 60.000 dalton de voorkeur verdient. Een reactietijd van 3-6 min bij omgevingstemperatuur bleek bevredigend te zijn.The temporary matrices 10 formed by the method are collected and washed to remove the excess gelling solution. The matrices are then treated with a coating or crosslinking solution of a polyanionic, preferably polycarboxylated, polymer. A preferred cross-linking solution is a 1% solution of poly-L-15-aspartic acid or poly-L-glutamic acid, diluted 1:15 with 150 mM sodium chloride to yield a final polymer concentration of 6.6 x 10 g / 100 ml. The molecular weight of the poly-L-aspartic acid or poly-L-glutamic acid can range from 3,000-100,000 daltons or higher, with 25,000-20 60,000 daltons being preferred, however. A reaction time of 3-6 min at ambient temperature was found to be satisfactory.
De volgende, niet-beperkende voorbeelden dienen ter verduidelijking van de praktijk volgens de uitvinding.The following non-limiting examples serve to illustrate the practice of the invention.
Voorbeeld IExample I
25 Een voorraadoplossing van 1,4% chitosan (CSN-Sigma25 A stock solution of 1.4% chitosan (CSN-Sigma
Chemical Co.) in 14-17 mM (gew/vol) isotonisch FBZ, bereid zoals hierboven beschreven, werd in dit experiment gebruikt. Verschillende concentraties CSN werden onderzocht voor het bepalen van de optimale CSN-concentratie voor de vorming van de 30 tijdelijke matrix. Telkens werden 1 ml-monsters gevormd uit de CSN-voorraadsoplossing en foetale kalf serum (FCS-Flow Laboratories) . Er werden druppels gevormd en in de oplossingen geïntroduceerd zoals hierna beschreven onder toepassing van een druppelvormend apparaat zoals hierboven beschreven.Chemical Co.) in 14-17 mM (w / v) isotonic FBZ, prepared as described above, was used in this experiment. Different concentrations of CSN were examined to determine the optimal CSN concentration for the formation of the temporary matrix. Each time, 1 ml samples were generated from the CSN stock solution and fetal calf serum (FCS-Flow Laboratories). Drops were formed and introduced into the solutions as described below using a drop-forming device as described above.
35 Tabel A toont drie verschillende CSN-concentraties (gew/vol), beproefd in dit experiment, en wel 0,6f, 0,8% en 1%.Table A shows three different CSN concentrations (w / vol) tested in this experiment, 0.6f, 0.8% and 1%.
8402671 - 7 -8402671 - 7 -
TABEL ATABLE A
Monsternr. CSN ml FCS ml Concentratie CSN (gew/vol) 1 0,57 0,43 0,8% 2 0,42 0,58 0,6% 3 0,72 0,28 1,0% 5 Twee geleringsbuffers werden bereid, 110 mM natrium- citraat (Sigma), en 125 mM dinatriumwaterstoffosfaat (Sigma). In alle gevallen bleken de tijdelijke matrices, gevormd onder toepassing van de aldus gebufferde oplossingen, acceptabel, waarbij echter de natriumcitraatbuffer een onvoldoende gele-10 ring van monster No. 1 opleverde. Ofschoon alle monsters acceptabele tijdelijke matrices opleverden in de dinatrium-waterstoffosfaatbuffer, bleek monster 3 de beste gelering te vertonen.Sample No. CSN ml FCS ml Concentration CSN (w / vol) 1 0.57 0.43 0.8% 2 0.42 0.58 0.6% 3 0.72 0.28 1.0% 5 Two gelation buffers were prepared, 110 mM sodium citrate (Sigma), and 125 mM disodium hydrogen phosphate (Sigma). In all cases, the temporary matrices formed using the thus buffered solutions were found to be acceptable, however, the sodium citrate buffer having insufficient gelation of sample No. 1. Although all samples yielded acceptable temporal matrices in the disodium hydrogen phosphate buffer, Sample 3 showed the best gelation.
Een 1% oplossing van poly-L-aspartinezuur (40.000 15 dalton molecuulgewicht-Sigma) werd verdund 1:15 met 150 mM natriumchloride (Sigma) onder vorming van een 6,6 x 10"^ g/ 100 ml oplossing. Tijdelijke matrices, gevormd uit monster 3, werden verwijderd uit de geleringsbuffer, herhaaldelijk met isotonische FBZ gewassen en opnieuw gesuspendeerd in de poly-20 -L-aspartinezuuroplossing. Na 6 min bij kamertemperatuur in de poly-L-aspartinezuuroplossing bleek de verknopingsreactie volledig onder oplevering van de permanente membranen. De capsules waren praktisch bolvormig met een diameter van ca. 380-480 microns. Sommige capsules hadden kleine staarten.A 1% solution of poly-L-aspartic acid (40,000 dalton molecular weight Sigma) was diluted 1:15 with 150 mM sodium chloride (Sigma) to give a 6.6 x 10 µg / 100 ml solution. Temporary matrices, formed from sample 3, were removed from the gelation buffer, washed repeatedly with isotonic FBZ and resuspended in the poly-20-L-aspartic acid solution After 6 min at room temperature in the poly-L-aspartic acid solution, the crosslinking reaction appeared complete to yield the permanent membranes The capsules were spherical in shape with a diameter of about 380-480 microns Some capsules had small tails.
25 De volgens deze methode verkregen capsules waren niet kleverig en vertoonden geen neiging tot samenklonteren. Poreusheid van de capsules werd empirisch bepaald en bleek ca. 80.000 dalton te zijn. Dit voorbeeld laat zien, dat aanvaardbare capsules kunnen worden gevormd door toepassing van het proces 30 volgens de uitvinding.The capsules obtained by this method were not tacky and showed no tendency to clump. Porosity of the capsules was determined empirically and was found to be approximately 80,000 daltons. This example shows that acceptable capsules can be formed using the process of the invention.
Voorbeeld IIExample II
Dit voorbeeld werd uitgevoerd teneinde te demonstreren, dat de leefbaarheid van de cellen niet is aangetast door de onderhavige inkapselmethode. De in dit experiment gebruikte 35 celculture was de Friend Erythroleukemische cellijn (FEL^^), een muiserythroleukemielijn, die goed groeit in een suspensie-culture.This example was performed to demonstrate that cell viability has not been compromised by the present encapsulation method. The cell culture used in this experiment was the Friend Erythroleukemic cell line (FEL ^^), a mouse erythroleukemic line, which grows well in a suspension culture.
8402671 * · ’ - 8 -8402671 * · "- 8 -
Een culture FEL^^ cellen werd gecentrifugeerd gedurende 5 min* waarna het verkregen bolletje opnieuw werd gesuspendeerd in de vorm van een suspensie in foetaal kalf serum (Flow Labs). Een voorraadoplossing van 1*4% chitosan werd zo-5 als eerder beschreven bereid en gemengd met de celculture- oplossing onder oplevering van een eindchitosanconcentratie fi van 1% (gew/vol) en een celconcentratie van ca. 5 x 10 cel-len/ml. Tijdelijke matrices werden verkregen door forceren van het chitosan-celmengsel door een druppelvormend apparaat 10 (zoals eerder beschreven) en door de verkregen vloeibare microbolletjes in aanraking te brengen met de eerder beschreven 125 mM (gew/vol) fosfaationoplossing. De verkregen tijdelijke matrices werden herhaaldelijk met isotonische FBZ gewassen en opnieuw gesuspendeerd in een 6,6 x 10~ g/100 ml 15 (gew/vol) oplossing van poly-L-aspartinezuur (40.000 dalton molecuulgewicht) in 150 mM natriumchloride. Na 6 min bij kamertemperatuur in de poly-L-aspartinezuuroplossing werden de verkregen capsules twee keer gewassen met het culturemedium RPMI-1640 (Flow Labs) met daarin 10% foetaal kalf serum en anti-20 biotica. De microcapsules werden overgebracht in weefselkweek-kolven met het kweekmedium en bij 37°C bij 5% CO2-atmosfeer geïncubeerd.A culture FEL 4 cells were centrifuged for 5 min * after which the resulting bead was resuspended as a suspension in fetal calf serum (Flow Labs). A stock solution of 1 * 4% chitosan was prepared as described previously and mixed with the cell culture solution to yield a final chitosan concentration fi of 1% (w / v) and a cell concentration of about 5 x 10 cells / ml. Temporary matrices were obtained by forcing the chitosan cell mixture through a droplet-forming device (as previously described) and by contacting the resulting liquid microspheres with the previously described 125 mM (w / v) phosphate ion solution. The resulting temporary matrices were repeatedly washed with isotonic FBZ and resuspended in a 6.6 x 10 g / 100 ml (w / v) solution of poly-L-aspartic acid (40,000 daltons molecular weight) in 150 mM sodium chloride. After 6 min at room temperature in the poly-L-aspartic acid solution, the obtained capsules were washed twice with the culture medium RPMI-1640 (Flow Labs) containing 10% fetal calf serum and anti-biotics. The microcapsules were transferred to tissue culture flasks with the culture medium and incubated at 37 ° C in 5% CO2 atmosphere.
Monsters van de celculture werden met diverse intervallen verwijderd. Onderzoek onder een microscoop leerde, dat 25 de cellen groeiden en zich vermeerderden* hetgeen bewijs is voor leefbaarheid na de inkapselingsprocedure. Opgemerkt dient te worden, dat de opnieuw vloeibaarmakingsstap werd weggelaten* aangezien de Friend-cellen zowel in een gelculture als in een suspensieculture kunnen leven. Veel typen cellen vereisen 30 echter een vloeibare culture willen zij zich vermeerderen. De celleefbaarheid dient niet te worden aangetast door het opnieuw in oplossing brengen van het inwendige van de capsule. De capsule verschaft een microklimaat vrij van uitwendige verontreiniging .Cell culture samples were removed at various intervals. Microscope studies revealed that the cells grew and multiplied *, which is evidence of viability after the encapsulation procedure. It should be noted that the refoliquing step was omitted * since the Friend cells can live in both a gel culture and a suspension culture. Many types of cells, however, require a liquid culture in order to propagate. Cell viability should not be compromised by redissolving the interior of the capsule. The capsule provides a microclimate free from external contamination.
35 Er zijn andere varianten of uitvoeringsvormen van de werkwijze en product van de uitvinding denkbaar. Ook deze maken deel van de uitvinding uit.Other variants or embodiments of the method and product of the invention are conceivable. These also form part of the invention.
84026718402671
Claims (30)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US52839583A | 1983-09-01 | 1983-09-01 | |
| US52839583 | 1983-09-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8402671A true NL8402671A (en) | 1985-04-01 |
Family
ID=24105521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8402671A NL8402671A (en) | 1983-09-01 | 1984-08-31 | POLYIONOGENIC MICROCAPPING. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075326A (en) |
| AU (1) | AU563653B2 (en) |
| BE (1) | BE900469A (en) |
| CA (1) | CA1245984A (en) |
| CH (1) | CH664472A5 (en) |
| DE (1) | DE3432143C2 (en) |
| DK (1) | DK419184A (en) |
| FR (1) | FR2551455B1 (en) |
| GB (1) | GB2145992B (en) |
| IL (1) | IL72787A (en) |
| IT (1) | IT1196742B (en) |
| NL (1) | NL8402671A (en) |
| NO (1) | NO843481L (en) |
| SE (1) | SE8404343L (en) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60175539A (en) * | 1984-02-23 | 1985-09-09 | Snow Brand Milk Prod Co Ltd | Capsule and its production |
| NO166836C (en) * | 1985-03-14 | 1991-09-11 | Univ California | PROCEDURE FOR TREATMENT OF AN ORGAN TRANSPLANT. |
| GB8705464D0 (en) * | 1987-03-09 | 1987-04-15 | Atomic Energy Authority Uk | Composite material |
| JPS6434436A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-03 | Sanyo Chemical Ind Ltd | Gel cellular beads and manufacture thereof |
| CA1319632C (en) * | 1988-04-22 | 1993-06-29 | Carol Louise Nolan | Method for microbial immobilization |
| US4952618A (en) * | 1988-05-03 | 1990-08-28 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Hydrocolloid/adhesive composition |
| DE3941873A1 (en) * | 1989-12-19 | 1991-06-20 | Jakob Dr Bodziony | Hollow fibres coated which cells with inhibit coagulation - for long-term use as implants in arteries and veins to carry sensors |
| DE4012079C2 (en) * | 1990-04-14 | 1997-11-06 | Jakob Dr Bodziony | Implantable exchange and diffusion chamber |
| US5562099A (en) * | 1990-10-05 | 1996-10-08 | Massachusetts Institute Of Technology | Polymeric microparticles containing agents for imaging |
| US5149543A (en) * | 1990-10-05 | 1992-09-22 | Massachusetts Institute Of Technology | Ionically cross-linked polymeric microcapsules |
| US5487390A (en) * | 1990-10-05 | 1996-01-30 | Massachusetts Institute Of Technology | Gas-filled polymeric microbubbles for ultrasound imaging |
| FR2694894B1 (en) * | 1992-08-20 | 1994-11-10 | Coletica | Use of a transacylation reaction between an esterified polysaccharide and a polyamine or polyhydroxylated substance for the manufacture of microparticles, process and composition. |
| FR2703927B1 (en) * | 1993-04-13 | 1995-07-13 | Coletica | Use of a transacylation reaction between an esterified polysaccharide and a polyamine to form in an aqueous medium a membrane at least on the surface of gelled particles. |
| DE4312970A1 (en) * | 1993-04-21 | 1994-10-27 | Juergen Dr Schrezenmeir | Microcapsule and process and apparatus for production thereof |
| DE4426396A1 (en) * | 1994-07-26 | 1996-02-01 | Ulrich Prof Dr Zimmermann | Process for the preparation of concentrated solutions of microencapsulated cells or of suspended active substances in microencapsulated form |
| US5540927A (en) * | 1995-04-12 | 1996-07-30 | Monsanto Company | Microencapsulation process by coacervation |
| EP1647270B1 (en) * | 1998-03-19 | 2009-06-17 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V. | Process for applying several layers of coating substances to template particles |
| US7101575B2 (en) | 1998-03-19 | 2006-09-05 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V. | Production of nanocapsules and microcapsules by layer-wise polyelectrolyte self-assembly |
| DE102004013637A1 (en) | 2004-03-19 | 2005-10-13 | Capsulution Nanoscience Ag | Process for the preparation of CS particles and microcapsules using porous templates as well as CS particles and microcapsules |
| DE102005002483A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Ehrfeld Mikrotechnik Bts Gmbh | Method for encapsulating sensor molecules with a semipermeable membrane |
| FR2986165B1 (en) | 2012-01-31 | 2015-07-24 | Capsum | PROCESS FOR PREPARING RIGIDIFIED CAPSULES |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4352883A (en) * | 1979-03-28 | 1982-10-05 | Damon Corporation | Encapsulation of biological material |
| NO158284C (en) * | 1981-03-13 | 1988-08-17 | Damon Biotech Inc | PROCEDURE FOR SELECTIVE USE OF A PERMEABLE MEMBRANE. |
-
1984
- 1984-08-28 IL IL72787A patent/IL72787A/en unknown
- 1984-08-28 CA CA000461966A patent/CA1245984A/en not_active Expired
- 1984-08-30 CH CH4158/84A patent/CH664472A5/en not_active IP Right Cessation
- 1984-08-30 BE BE0/213566A patent/BE900469A/en not_active IP Right Cessation
- 1984-08-31 SE SE8404343A patent/SE8404343L/en not_active Application Discontinuation
- 1984-08-31 NL NL8402671A patent/NL8402671A/en not_active Application Discontinuation
- 1984-08-31 DK DK419184A patent/DK419184A/en not_active Application Discontinuation
- 1984-08-31 GB GB08422052A patent/GB2145992B/en not_active Expired
- 1984-08-31 FR FR8413514A patent/FR2551455B1/en not_active Expired
- 1984-08-31 JP JP59180831A patent/JPS6075326A/en active Pending
- 1984-08-31 NO NO843481A patent/NO843481L/en unknown
- 1984-08-31 DE DE3432143A patent/DE3432143C2/en not_active Expired
- 1984-08-31 AU AU32634/84A patent/AU563653B2/en not_active Ceased
- 1984-09-03 IT IT67874/84A patent/IT1196742B/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3432143A1 (en) | 1985-03-21 |
| JPS6075326A (en) | 1985-04-27 |
| GB2145992A (en) | 1985-04-11 |
| FR2551455A1 (en) | 1985-03-08 |
| IT8467874A1 (en) | 1986-03-03 |
| NO843481L (en) | 1985-03-04 |
| GB8422052D0 (en) | 1984-10-03 |
| GB2145992B (en) | 1987-02-18 |
| FR2551455B1 (en) | 1989-09-15 |
| IL72787A0 (en) | 1984-11-30 |
| SE8404343L (en) | 1985-03-02 |
| DK419184A (en) | 1985-03-02 |
| IT8467874A0 (en) | 1984-09-03 |
| AU3263484A (en) | 1985-03-07 |
| SE8404343D0 (en) | 1984-08-31 |
| CH664472A5 (en) | 1988-03-15 |
| IL72787A (en) | 1987-12-31 |
| BE900469A (en) | 1984-12-17 |
| DE3432143C2 (en) | 1987-05-14 |
| DK419184D0 (en) | 1984-08-31 |
| IT1196742B (en) | 1988-11-25 |
| CA1245984A (en) | 1988-12-06 |
| AU563653B2 (en) | 1987-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL8402671A (en) | POLYIONOGENIC MICROCAPPING. | |
| US4803168A (en) | Microencapsulation with polymers | |
| Remuñán-López et al. | Effect of formulation and process variables on the formation of chitosan-gelatin coacervates | |
| US4933185A (en) | System for controlled release of biologically active compounds | |
| US7101575B2 (en) | Production of nanocapsules and microcapsules by layer-wise polyelectrolyte self-assembly | |
| Peniche et al. | Chitosan: an attractive biocompatible polymer for microencapsulation | |
| US4407957A (en) | Reversible microencapsulation of a core material | |
| EP0817617B1 (en) | Microcapsules of predetermined peptide(s) specificity(ies), their preparation and uses | |
| EP0213303B1 (en) | A method for producing small, spherical polymer particles | |
| US5827707A (en) | Method for manufacturing minimal volume capsules containing biological materials | |
| JPS6188893A (en) | Production of substance produced from cell | |
| Andrianov et al. | Controlled release using ionotropic polyphosphazene hydrogels | |
| JPS61293919A (en) | Encapusulation for chemically active material | |
| JPS6152737B2 (en) | ||
| JP2002511796A (en) | Improvements on capsules | |
| US4582799A (en) | Process for recovering nonsecreted substances produced by cells | |
| Dulieu et al. | Encapsulation and immobilization techniques | |
| WO1989001034A1 (en) | Encapsulation of biological materials in semi-permeable membranes | |
| JPS6038111B2 (en) | Fixation-dependent cell culture method | |
| WO2012099482A2 (en) | Device, method and system for preparing microcapsules | |
| WO1988000237A1 (en) | Covalent membranes | |
| WO1987004367A1 (en) | Covalent membranes | |
| CA1280381C (en) | Entrapment of anchorage-dependent cells | |
| Cruz-Maya et al. | Ionotropic cross-linked polymeric beads for drug delivery and in vitro applications | |
| RU2179845C1 (en) | Method for encapsulating liquid aqueous products into semipermeable capsules |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1A | A request for search or an international-type search has been filed | ||
| BB | A search report has been drawn up | ||
| BC | A request for examination has been filed | ||
| BV | The patent application has lapsed |