Способ изготовления заполненных жидкостью капсул - RU2219911C2

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к способу заключения в капсулы (капсулирования) чувствительных к сдвиговым усилиям наполнителей (содержимого) и к изготовленным таким способом капсулам.

Под "капсулами" понимаются капсулы с твердой и мягкой оболочкой, которые предпочтительно используются для приема питательных веществ или фармацевтически активных ингредиентов. Такие капсулы растворяются в организме под действием физиологических условий, легко усваиваются организмом или являются проницаемыми. Оболочки таких капсул обычно изготавливают из желатина, крахмала или других соответствующих физиологически приемлемых макромолекулярных веществ в форме гелей.

Примерами такого рода капсул являются мягкожелатиновые капсулы, твердожелатиновые капсулы и капсулы из гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ).

В настоящем изобретении предлагается, в частности, способ капсулирования чувствительных к сдвиговым усилиям наполнителей в желатиновые капсулы и к желатиновым капсулам, изготовленным этим способом.

Обладающие целым рядом специфических свойств и преимуществ желатиновые капсулы широко используются в фармацевтической промышленности. Такие капсулы можно использовать в качестве лекарственных форм для орального приема, в качестве суппозиториев для ректального или вагинального введения, в качестве специальных упаковок в виде туб, в качестве разовых доз для применения в медицине и ветеринарии, в косметической промышленности и т.д. Оболочка капсул обычно состоит из желатина и воды; помимо этого в ней могут также содержаться и некоторые дополнительные ингредиенты, такие как пластификаторы, консерванты, красители и контрастные агенты, корригенты, сахара, кислоты и различные медикаменты, дающие определенный эффект.

Желатиновые капсулы можно использовать для отпуска и дозированного приема большого количества самых разнообразных активных веществ. Некоторые из преимуществ желатиновых капсул обусловлены тем, что в них можно принимать лекарства в жидком виде или по крайней мере в разжиженном, растворенном или суспендированном в жидком носителе виде. Поскольку для дозированного заполнения капсул жидким наполнителем используется насос объемного действия (поршневой насос), такие капсулы обладают большей степенью воспроизводимости, чем изготовленные из порошка гранулы или таблетки либо твердожелатиновые капсулы с порошковыми или гранулированными наполнителями. Биофармацевтическая доступность лекарств, приготовленных и отпускаемых в виде заполненных жидкостью желатиновых капсул, если ее оценивать по времени разложения или времени разжижения, зачастую оказывается выше, чем у твердых дозированных лекарственных форм. Биоформацевтические характеристики таких лекарственных форм можно менять или корректировать более просто, чем характеристики других дозированных форм. За счет определенного выбора и использования отдельных жидкостей или их комбинаций, начиная от не смешивающихся с водой при эмульгировании и заканчивая полностью смешивающимися с водой, и изменением типа или количества загустителя или суспендирующего агента состав капсул при изготовлении дозированных лекарственных форм можно менять достаточно гибко в соответствии с биоформацевтическими требованиями, предъявляемыми к конкретному терапевтическому агенту. К соответствующим носителям, которые используются для приготовления заключаемых в капсулы наполнителей, можно отнести ароматические и алифатические углеводороды, содержащие хлоруглеводороды, высокомолекулярные спирты, сложные эфиры и органические кислоты, растительные масла, минеральное масло, силиконовое масло, неионогенные поверхностно-активные вещества, полиэтиленгликоли, триглицериды со средней длиной цепи, а также и моно- и диглицериды со средней длиной цепи, которые можно использовать либо индивидуально, либо в различных сочетаниях.

В настоящее время обычно используются желатиновые капсулы двух видов - мягкожелатиновые и твердожелатиновые.

Существует несколько способов изготовления мягкожелатиновых капсул. Наиболее распространенным из них является способ непрерывного ротационного прессования, разработанный впервые Scherer в 1933 г. (J.P. Stanley. The Theory and Practice of Industrial Pharmacy, 3-е изд., 1986, с.398-412).

По этому способу желатиновую массу под действием собственного веса подают в дозатор (разделитель), из которого эта масса при определенном расходе поступает на вращающиеся барабаны с воздушным охлаждением. На этих барабанах получают желатиновые ленты необходимой толщины. Ленты, пропускаемые через смазочную ванну поверх расположенных в ней направляющих роликов, проходят через зазор между инжекционным клиновым питателем (для наполнителя) и вращающимися валками пресса. Подлежащий капсулированию материал (наполнитель), предварительно смешенный и готовый к капсулированию, под собственным весом попадает в поршневой насос. Мерное количество материала, поступающее по направляющему каналу из насоса в клиновой питатель, попадает между вращающимися валками пресса на движущиеся по ним желатиновые ленты. Под действием создаваемого поршневым насосом давления наполнитель вдавливает желатиновую ленту в карманы вращающихся валков пресса, выдавливая из нее приблизительно наполовину закрытые капсулы, которые при этом заполняются мерным количеством наполнителя (содержимого), приобретают окончательную форму, полностью герметизируются и отрезаются от желатиновой ленты. Окончательная герметизация капсул осуществляется под действием механического усилия, прикладываемого со стороны валков пресса к желатиновым лентам, нагретым клиновым питателем. Любой заключаемый в капсулы наполнитель (т.е. жидкости, растворы или суспензии) должен предпочтительно иметь комнатную температуру или температуру, которая в любом случае в момент капсулирования не должна превышать 35^oС, поскольку температура герметизации желатиновых пленок должна оставаться ниже этой температуры.

В настоящее время в фармацевтической промышленности известно несколько типов машин для наполнения твердожелатиновых капсул (Larry L. Augsburger, Hard and Soft Shell Capsules, Modern Pharmaceutics, под ред. G.S. Banker, C. T. Rhodes, 3-е изд., изд-во Marcel Dekker Inc. (1996), 395-428).

Наполнитель или содержимое твердожелатиновых капсул можно приготовить таким же (описанным выше) способом, что и наполнитель или содержимое мягкожелатиновых капсул.

Все пустые твердожелатиновые капсулы, состоящие из крышечки и корпуса, перед заполнением ориентируются одинаково (в частности, обращенным вниз корпусом). Обычно капсулы по одной пропускают через канал, достаточно широкий для фрикционного захвата того конца капсулы, у которого расположена ее крышечка. В капсулу упирается специальная пластинка, которая поворачивает ее вокруг крышечки, которая служит точкой опоры или точкой поворота капсулы. После двух поворотов (одного горизонтального и другого вертикального с опусканием вниз) у всех капсул независимо от того, какой из их концов первым попал в канал, внизу оказывается расположенным корпус (а не крышечка). В этот момент у ориентированных таким образом капсул от корпусов отделяются крышечки. Выровненные капсулы попадают концами своих корпусов в верхние части разделяющихся втулок или разделяющихся наполнительных колец. Под действием создаваемого в нижних втулках разрежения корпуса капсулы опускаются вниз и втягиваются во втулки. Крышечка, диаметр которой больше диаметра корпуса, не может вместе с ним попасть в нижнюю втулку. Втулки затем разделяются, и корпуса становятся доступными для заполнения. Открытые корпуса капсул затем заполняют соответствующим жидким наполнителем (содержимым), температура которого не должна превышать 60^o С. После этого втулки с чашечками и корпусами сдвигаются (сводятся друг с другом), и специальные пальцы сначала заталкивают заполненные корпуса в чашечки, закрывая тем самым капсулы, а затем выталкивают закрытые капсулы из втулок. Для выталкивания капсул из втулок можно также использовать и сжатый воздух. При необходимости твердожелатиновые капсулы можно выполнить герметичными путем, например, их бандажирования (т.е. обертывания пленкой из желатина, которую часто окрашивают в характерный цвет, стыка между корпусом и крышечкой).

Рассмотренные выше способы обладают, однако, одним недостатком, заключающимся в том, что при изготовлении капсул с чувствительными к сдвиговым усилиям наполнителями эти наполнители либо полностью, либо частично затвердевают до их капсулирования или во время хранения готовых капсул. Причина затвердевания наполнителей или одного или нескольких их компонентов связана с механическими явлениями, такими как напряжения сдвига, которые возникают в них на различных этапах технологического процесса. Самыми опасными с этой точки зрения участками технологической линии являются смесители и насосы, в которых из-за увеличения вязкости происходит резкое возрастание напряжений сдвига.

Такое полное или частичное затвердевание содержимого капсул может вызывать существенные и нежелательные изменения фармацевтических качеств заключаемых в капсулы веществ, например снижение и возможность изменения скорости растворения капсул, а следовательно, и биодоступности лекарственного препарата и оказываемого им терапевтического действия.

Таким образом, основная проблема, решаемая настоящим изобретением, связана с разработкой способа заключения чувствительных к сдвиговым усилиям наполнителей в желатиновые капсулы (способа капсулирования), лишенного перечисленных выше недостатков.

Для решения этой проблемы в настоящем изобретении предлагается способ заключения чувствительных к сдвиговым усилиям наполнителей в капсулы (способ капсулирования), отличающийся тем, что наполнитель непосредственно перед капсулированием сначала нагревают, а затем охлаждают.

Твердый компонент наполнителя, который образуется под действием напряжений сдвига на этапах смешивания и перекачки, можно затем снова вернуть в жидкое состояние или растворить под действием тепла. Температура, до которой при этом требуется нагреть наполнитель, зависит от его физических и химических свойств.

Поскольку температура капсулирования мягкожелатиновых и твердожелатиновых капсул не должна превышать 35^oС и 60^oС соответственно, после нагрева однородную массу наполнителя необходимо охладить либо до комнатной температуры, либо до температуры, которая в любом случае не должна превышать указанные выше температуры. При этом было установлено, что после такого охлаждения однородная масса чувствительного к сдвиговым усилиям наполнителя не возвращается в свое исходное (до нагревания) твердое состояние, если в дальнейшем в ней не возникают напряжения сдвига. Предлагаемое в настоящем изобретении нагревание с последующим охлаждением наполнителя осуществляется непосредственно перед его капсулированием, и поэтому содержимое полученных капсул остается однородным и прозрачным в течение всего срока действия находящегося в капсуле медикамента. Нагревать и охлаждать наполнитель можно обычным способом, т.е. прокачивая наполнитель через ряд спиральных трубок, погруженных соответственно в ванны с подогретой водой или маслом и в ванну с холодной водой. Продолжительность подогрева наполнителя может быть разной и меняется с изменением времени его нахождения в ванне, причем для неустойчивых к воздействию температуры веществ ванну для нагревания массы наполнителя можно установить за дозирующим насосом.

Предлагаемый в настоящем изобретении способ позволяет получать желатиновые капсулы, обладающие высокими и стабильными скоростями растворения. При этом можно уменьшить расход активного вещества, который сам по себе растворяется быстро. За счет этого снижается и общая стоимость капсулированных медикаментов. Высокая однородность (а следовательно, и высокая и стабильная скорость растворения) желатиновых капсул, изготовленных предлагаемым в настоящем изобретении способом, обеспечивает воспроизводимую биодоступность и терапевтический эффект находящегося в них активного вещества.

При изготовлении капсул из мягкого желатина наполнитель нагревают предпочтительно при температуре, превышающей температуру его плавления на 0-20^oС, а охлаждают при температуре, лежащей в интервале от 35 до 20^oС.

При изготовлении капсул из твердого желатина наполнитель нагревают предпочтительно при температуре, превышающей температуру его плавления на 0-20^oС, а охлаждают при температуре, лежащей в интервале от 60 до 20^oС.

Предлагаемый в настоящем изобретении способ пригоден для капсулирования наполнителей, представляющих собой эмульсии, дисперсии и растворы, содержащие фармацевтически активное(-ые) вещество(-а), а также чистые фармацевтически активные вещества в жидком состоянии. Предлагаемый в настоящем изобретении способ пригоден, в частности, для капсулирования наполнителей, содержащих высокие дозы слаборастворимого терапевтического агента, такого, например, как ингибитор ВИЧ-протеазы или растворов саквинавира. Такие наполнители можно нагревать до температуры, лежащей предпочтительно в диапазоне от 70 до 100^oС, а затем охлаждать до температуры от 35 до 20^oС для мягкожелатиновых капсул или от 60 до 20^oС для твердожелатиновых капсул.

В предпочтительном варианте при осуществлении предлагаемого в настоящем изобретении способа: а) заполняют наполнителем питающую емкость, б) подают наполнитель из питающей емкости в дозирующий насос, в) подают дозирующим насосом мерное количество наполнителя, прокачивая его через нагреватель и охладитель, в инжекторный клиновой питатель и г) инжектируют нагретый и затем охлажденный на стадии в) наполнитель из инжекторного клинового питателя в капсулы.

Наполнитель целесообразно нагревать также в питающей емкости при температуре, лежащей предпочтительно в интервале от 35 до 95^oС. Тем самым можно избежать затвердевания наполнителя в дозирующем насосе и вернуть в жидкое состояние полностью или частично затвердевшую до попадания в дозирующий насос массу наполнителя. Кроме того, нагрев наполнителя в питающей емкости снижает вязкость наполнителя и уменьшает опасность возможного затвердевания наполнителя под действием напряжений сдвига, возникающих в нем в дозирующем насосе.

В предпочтительном варианте настоящего изобретения наполнитель нагревают в дозирующем насосе до температуры, лежащей предпочтительно в интервале от 35 до 80^oС. Нагрев наполнителя в дозирующем насосе, например за счет электронагрева, исключает вероятность затвердевания наполнителя в дозирующем насосе или же вновь возвращает в жидкое состояние затвердевшую до попадания в дозирующий насос массу наполнителя. При небольшом времени нахождения массы наполнителя в дозирующем насосе ее нагрев в нем целесообразен также в том случае, когда наполнители содержат неустойчивые к воздействию температуры вещества.

В наиболее предпочтительном варианте настоящего изобретения наполнитель нагревают в питающей емкости, а также в дозирующем насосе, предпочтительно при указанных температурах.

Предлагаемый в настоящем изобретении способ позволяет изготавливать капсулы, в которых масса наполнителя остается однородной по крайней мере в течение 6-12 месяцев или даже в течение 24 месяцев с момента изготовления. Такие капсулы имеют постоянную скорость растворения, при которой в течение первых 30 мин после приема капсулы растворяется как минимум 70% находящегося в ней лекарственного препарата.

Настоящее изобретение относится также к изготовленным предлагаемым в настоящем изобретении способом мягкожелатиновым и твердожелатиновым капсулам с чувствительным к сдвиговым усилиям наполнителем, которые имеют постоянную скорость растворения, при которой в течение первых 30 мин после приема капсулы растворяется как минимум 70% находящегося в ней лекарственного препарата. Заключенный в капсулу наполнитель предпочтительно содержит в качестве активного вещества ингибитор ВИЧ-протеазы или, что более предпочтительно, раствор саквинавира.

Ниже настоящее изобретение более подробно рассмотрено на примере предпочтительного варианта его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1a - технологическая схема предлагаемого в настоящем изобретении способа изготовления мягкожелатиновых капсул;
на фиг.1б - технологическая схема предлагаемого в настоящем изобретении способа изготовления твердожелатиновых капсул;
на фиг.2 - графики зависимости скорости (1/с) сдвига от напряжений (Па) сдвига для трех мягкожелатиновых капсул с саквинавиром, изготовленных предлагаемым в настоящем изобретении способом;
на фиг.3 - графики зависимости скорости (1/с) сдвига от напряжений (Па) сдвига мягкожелатиновой капсулы (С1) с саквинавиром, изготовленной предлагаемым в настоящем изобретении способом, и двух мягкожелатиновых капсул (С2, С3) с саквинавиром, изготовленных известным способом;
на фиг. 4 - графики изменения во времени растворимости трех мягкожелатиновых капсул с саквинавиром, изготовленных предлагаемым в настоящем изобретении способом;
на фиг. 5 - графики изменения во времени растворимости мягкожелатиновой капсулы (С1) с саквинавиром, изготовленной предлагаемым в настоящем изобретении способом, и двух мягкожелатиновых капсул (С2, С3) с саквинавиром, изготовленных известным способом.

На установке, технологическая схема которой показана на фиг.1а, заключаемый в капсулы наполнитель приготавливают в смесителе 1, в котором в соответствующем растворителе, обычно вместе с антиокислителями и/или другими добавками, растворяют, эмульгируют или суспедируют активное вещество наполнителя. Полученные в смесителе раствор, эмульсию либо суспензию перекачивают сначала в емкость 2 для хранения, а затем в питательную емкость 3 с водяной ванной для подогрева. Из питательной емкости 3 раствор, эмульсия или суспензия под действием собственного веса поступает в регулируемый дозирующий насос 4 с электроподогревом, на выходе из которого получают мерное количество инжектируемой в желатиновые капсулы массы наполнителя. Выходящий из дозирующего насоса 4 наполнитель нагревают в нагревательной ванне 5 (маслом или водой) и затем охлаждают в охлаждающей ванне 6 (холодной водой) и после этого подают в клиновой питатель 7, инжектрирующий его в капсулы.

Необходимая для изготовления мягкожелатиновых капсул (фиг.1а) желатиновая масса под действием собственного веса поступает в мерное устройство 8, которое контролирует расход желатиновой массы, попадающей из него на вращающиеся барабаны (не показаны). Эти вращающиеся барабаны и мерное устройство позволяют получать желатиновые ленты 9 требуемой толщины. Ленты 9 проходят поверх направляющих роликов (не показаны) через смазочную ванну (не показана) и попадают в зазор между клиновым питателем 7 и вращающимися валками 10 пресса.

Мерное количество наполнителя попадает между валками 10 пресса на желатиновые ленты 9 через калиброванные отверстия (не показаны) клинового питателя 7, расположение которых соответствует расположению выполненных на валках 10 пресса карманов 11. Под действием давления, создаваемого наполнителем, перекачиваемым дозирующим насосом, наполнитель заполняет закрытые наполовину капсулы, которые формируются из желатина, выдавливаемого наполнителем в карманы 11 валков пресса, и после окончательного формирования и герметизации отрезаются от желатиновых лент 9. Окончательная герметизация капсул осуществляется за счет механического усилия, приложенного со стороны валков 10 пресса к желатиновым лентам 9, нагретым клиновым питателем 7.

При изготовлении твердожелатиновых капсул (фиг.1б) мерное количество наполнителя через калиброванные отверстия (не показаны) клинового питателя 7 заливается в уже готовые твердожелатиновые оболочки.

Пример
Описанным выше способом изготавливали желатиновые капсулы с саквинавиром, состав которых указан в табл. 1.

У содержимого изготовленных предлагаемым в настоящем изобретении способом капсул (С) измеряли оптическую плотность и показатель (%) рассеяния света. Полученные результаты для содержимого трех мягкожелатиновых капсул (С), изготовленных предлагаемым в настоящем изобретении способом, а также содержимого трех мягкожелатиновых капсул, изготовленных обычным способом (т.е. без нагрева в питательной емкости, в дозирующем насосе и после него), приведены в табл. 3.

Приведенные в табл. 3 данные свидетельствуют о том, что оптическая плотность и показатель рассеяния света содержимого капсул, изготовленных предлагаемым в изобретении и описанным выше способом, намного меньше, чем у содержимого капсул, изготовленных обычными способами, при этом такие капсулы обладают высокой степенью воспроизводимости показателей их содержимого.

Приведенные на фиг.2 и 3 графики свидетельствуют о том, что содержимое капсул, изготовленных предлагаемым в изобретении способом, всегда обладает свойствами ньютоновской жидкости (фиг.2, прямые линии), в отличие от содержимого капсул, изготовленных обычными способами, которое, как известно, практически никогда не обладает такими свойствами (фиг.3, кривые С2, С3).

Таким образом, капсулы, изготовленные описанным выше способом, по однородности и прозрачности своего содержимого намного превосходят капсулы, изготовленные обычными способами.

Из графиков, приведенных на фиг.5, следует, что содержащие саквинавир желатиновые капсулы (С1), изготовленные предлагаемым в изобретении способом, обладают существенно большей скоростью растворения, чем капсулы (С2, С3), изготовленные по обычной технологии. При этом, как следует из графиков, приведенных на фиг. 4, по этому показателю (скорость растворения) заполненные саквинавиром желатиновые капсулы, предлагаемые в настоящем изобретении, обладают большей степенью воспроизводимости, чем капсулы, изготовленные обычными способами.

Реферат

Заключают в капсулы чувствительный к напряжениям сдвига наполнитель. Непосредственно перед капсулированием содержимое капсул сначала нагревают и затем охлаждают. Изобретение относится также к капсулам, изготовленным этим способом. Изобретение позволяет получать капсулы с высокой и постоянной скоростью растворения, уменьшить расход активного агента, снизить общую стоимость капсул. 2 с. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил. 3 табл.

Формула