DE102019133243A1 - Process for the production of spray-freeze-dried particles and correspondingly produced particles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung sprüh-gefriergetrockneter pharmazeutischer Partikel, umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Lösung umfassend wenigstens einen pharmazeutischen Wirkstoff und ein Lösemittel, b) Versprühen der Lösung in eine kalte Umgebung, wodurch erstarrte Tröpfchen erhalten werden, und c) Entfernen des Lösemittels durch atmosphärische Sublimation oder Vakuum-Gefriertrocknung, wodurch sphärische sprüh-gefriergetrocknete Partikel erhalten werden, wobei in Schritt a) das Lösemittel ausgewählt ist aus tert.-Butanol, Dimethylsulfoxid, Wasser und deren Gemischen und die Lösung einen Feststoffgehalt im Bereich von ≥ 1,5 % bis ≤ 60 %, bezogen auf das Gesamtvolumen der Lösung (m/V) aufweist, und in Schritt b) Tropfen mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von ≥ 30 µm bis ≤ 700 µm erzeugt werden und wobei die Tropfen in eine Umgebung mit einer Temperatur im Bereich von ≥ -100 °C bis ≤ 20 °C µm versprüht werden.The invention relates to a method for producing spray-freeze-dried pharmaceutical particles, comprising the following steps: a) providing a solution comprising at least one pharmaceutical active ingredient and a solvent, b) spraying the solution into a cold environment, whereby solidified droplets are obtained, and c ) Removal of the solvent by atmospheric sublimation or vacuum freeze-drying, whereby spherical spray-freeze-dried particles are obtained, wherein in step a) the solvent is selected from tert-butanol, dimethyl sulfoxide, water and mixtures thereof and the solution has a solids content in the range of 1.5% to 60%, based on the total volume of the solution (m / V), and in step b) drops with a mean diameter in the range from 30 μm to 700 μm are generated and the drops in an environment with a temperature in the range of ≥ -100 ° C to ≤ 20 ° C µm.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von sprühgefriergetrockneten Partikeln.The present invention relates to a method for producing spray-freeze-dried particles.
Das Verfahren der Sprühgefriertrocknung vereint die vorteilhaften Eigenschaften der in der pharmazeutischen Industrie etablierten Trocknungsverfahren der Sprühtrocknung und der Gefriertrocknung. Die Kombination aus beiden Prozessen, die Prozesse miteinander. Thermolabile Stoffe werden aufgrund der niedrigen Temperaturen schonend getrocknet, gleichzeitig können poröse, sphärische Mikropartikel mit guten Fließeigenschaften hergestellt werden.The spray freeze drying process combines the advantageous properties of the spray drying and freeze drying drying processes established in the pharmaceutical industry. The combination of both processes, the processes with each other. Thermolabile substances are gently dried due to the low temperatures, while porous, spherical microparticles with good flow properties can be produced at the same time.
Verschiedene Verfahren zur Sprüh-Gefriertrocknung pharmazeutischer Wirkstoffe sind bekannt.
Die Sprüh-Gefriertrocknung lipophiler und schwerlöslicher Verbindungen bleibt jedoch eine Herausforderung bei der Herstellung sprüh-gefriergetrockneter pharmazeutischer Partikel. Darüber hinaus erhält man häufig Lyophilisate, die keine guten Fließeigenschaften aufweisen. Daher besteht weiterhin Interesse an verbesserten Verfahren zur Sprüh-Gefriertrocknung pharmazeutischer Wirkstoffe.The spray-freeze-drying of lipophilic and poorly soluble compounds, however, remains a challenge in the production of spray-freeze-dried pharmaceutical particles. In addition, lyophilizates are often obtained which do not have good flow properties. There is therefore still interest in improved methods for spray-freeze drying of active pharmaceutical ingredients.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das insbesondere zur Herstellung von Partikeln mit verbesserten Fließeigenschaften erlaubt.The present invention was based on the object of providing a method which, in particular, allows the production of particles with improved flow properties.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung sprüh-gefriergetrockneter pharmazeutischer Partikel, umfassend die folgenden Schritte,
- a) Bereitstellen einer Lösung umfassend wenigstens einen pharmazeutischen Wirkstoff und ein Lösemittel,
- b) Versprühen der Lösung in eine kalte Umgebung, wodurch erstarrte Tröpfchen erhalten werden, und
- c) Entfernen des Lösemittels durch atmosphärische Sublimation oder Vakuum-Gefriertrocknung, wodurch sphärische sprüh-gefriergetrocknete Partikel erhalten werden, wobei in Schritt a) das Lösemittel ausgewählt ist aus tert.-Butanol, Dimethylsulfoxid, Wasser und deren Gemischen und die Lösung einen Feststoffgehalt im Bereich von ≥ 1,5 % bis ≤ 60 %, bezogen auf das Gesamtvolumen der Lösung (m/V) aufweist, und in Schritt b) Tropfen mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von ≥ 30 µm bis ≤ 700 µm erzeugt werden und wobei die Tropfen in eine Umgebung mit einer Temperatur im Bereich von ≥ -100 °C bis ≤ 20 °C µm versprüht werden.
- a) providing a solution comprising at least one pharmaceutical active ingredient and a solvent,
- b) spraying the solution in a cold environment, thereby obtaining solidified droplets, and
- c) Removal of the solvent by atmospheric sublimation or vacuum freeze-drying, whereby spherical spray-freeze-dried particles are obtained, wherein in step a) the solvent is selected from tert-butanol, dimethyl sulfoxide, water and mixtures thereof and the solution has a solids content in the range from 1.5% to 60%, based on the total volume of the solution (m / V), and in step b) drops with a mean diameter in the range from 30 μm to 700 μm are generated and the drops be sprayed in an environment with a temperature in the range of ≥ -100 ° C to ≤ 20 ° C µm.
Das Verfahren ermöglicht die Herstellung poröser, sphärischer, vollständig oder teilweise amorpher Partikel. Insbesondere weisen die sprüh-gefriergetrockneten Partikel eine hohe Sphärizität und gute Fließfähigkeit auf, wodurch die Verarbeitung der Partikel erleichtert wird. Insbesondere durch Verwendung von tert.-Butanol als Lösemittel zum Herstellen der Sprühlösung können lipophile, in Wasser oder wässriger Lösung nicht oder schlecht lösliche Wirk- und Hilfsstoffe verwendet und versprüht werden. Ohne auf eine bestimmte Theorie festgelegt sein zu wollen, wird angenommen, dass hierbei der Feststoffgehalt der versprühten Lösung und die Tropfengröße wesentlichen Einfluss auf die resultierende Fließfähigkeit der erhaltenen sprüh-gefriergetrockneten Partikel nehmen. Weiterhin ist von Vorteil, dass das Verfahren eine Möglichkeit bietet, Partikel bzw. amorphe feste Dispersionen für thermolabile Wirkstoffe herzustellen. Dies ist beispielsweise durch Schmelzextrusion aufgrund der Temperatur nicht möglich und auch durch Sprühtrocknung nur eingeschränkt möglich.The method enables the production of porous, spherical, completely or partially amorphous particles. In particular, the spray-freeze-dried particles have a high sphericity and good flowability, which makes processing of the particles easier. In particular, by using tert-butanol as a solvent for producing the spray solution, lipophilic active ingredients and auxiliaries which are insoluble or poorly soluble in water or aqueous solution can be used and sprayed. Without wishing to be tied to a specific theory, it is assumed that the solids content of the sprayed solution and the droplet size have a significant influence on the resulting flowability of the spray-freeze-dried particles obtained. Another advantage is that the method offers the possibility of producing particles or amorphous solid dispersions for thermolabile active ingredients. This is not possible, for example, by melt extrusion due to the temperature and also only possible to a limited extent by spray drying.
Die Herstellung von sprüh-gefriergetrockneten Partikeln bzw. Sphärolyophilisaten umfasst grundsätzlich die Prozessschritte der Tropfenerzeugung, das Einfrieren der Tropfen und deren Trocknung. Dabei wird eine Lösung enthaltend einen Wirkstoff und üblicherweise einen oder mehrere Hilfsstoffe durch Sprühen in eine sehr kalte Umgebung eingefroren und anschließend mittels Sublimation im Vakuum oder unter Atmosphärendruck getrocknet. Mit einem geeigneten Sprühkopf, beispielsweise einem Tropfengenerator, wird ein Flüssigkeitsstrahl erzeugt, der beispielsweise durch einen piezoelektrischen Impuls einen gleichmäßigen Tropfenabriss erfährt. Der eingestellte Tropfenstrahl kann in einen Sprühturm geleitet werden, welcher von außen beispielsweise durch einen kalten Stickstofffluss gekühlt wird. Die Tropfen durchfrieren hierdurch sehr schnell. Die derart eingefrorenen Partikel werden in einem anschließenden Trocknungsschritt getrocknet. Die derart eingefrorenen Partikel können anschließend gesammelt werden und werden atmosphärisch oder mittels Vakuum-Gefriertrocknung lyophilisiert. Bei der atmosphärischen Sublimation setzen sich die gefrorenen Tröpfchen durch die Austrittsgeschwindigkeit aus der Düse und der Schwerkraft auf einem Trocknungssieb, wonach der Trocknungsprozess eingeleitet wird. Die gefrorenen Tröpfchen geben dabei das Lösemittel durch Sublimation an den Gasstrom ab. Nach dem Entfernen des Lösemittels bleibt ein Gerüst aus den festen Bestandteilen der eingesetzten Lösung zurück.The production of spray-freeze-dried particles or sphero-polyophilisates basically comprises the process steps of creating droplets, freezing the droplets and drying them. A solution containing an active ingredient and usually one or more auxiliaries is frozen by spraying in a very cold environment and then by means of sublimation in a vacuum or below Dried at atmospheric pressure. With a suitable spray head, for example a drop generator, a liquid jet is generated which, for example, experiences a uniform tear-off of the drops due to a piezoelectric pulse. The set jet of droplets can be directed into a spray tower, which is cooled from the outside, for example by a cold nitrogen flow. As a result, the drops freeze through very quickly. The particles frozen in this way are dried in a subsequent drying step. The particles frozen in this way can then be collected and lyophilized in the atmosphere or by means of vacuum freeze-drying. In atmospheric sublimation, the frozen droplets settle on a drying sieve due to the exit speed from the nozzle and the force of gravity, after which the drying process is initiated. The frozen droplets release the solvent into the gas flow by sublimation. After the solvent has been removed, a framework consisting of the solid components of the solution used remains.
Bevorzugt ist ein kontinuierlich arbeitender Sprüh-Gefriertrocknungsprozess. Das Verfahren der Sprühgefriertrocknung wird soweit nicht abweichend beschrieben vorzugsweise gemäß der Lehre der
Die Eigenschaften der so hergestellten sprüh-gefriergetrockneten Partikel können insbesondere über die Zusammensetzung der versprühten Ausgangslösung eingestellt werden. Insbesondere die Feststoffkonzentration der Ausgangslösung kann einen Einfluss auf die Gestalt und die Porosität der Partikel nehmen. Die Sprüheinstellungen zeigen üblicherweise einen etwas geringeren Einfluss auf die Partikelbildung. Die Gefriertemperatur beeinflusst die Partikelmorphologie und eine Temperatur im Bereich von ≥ -100 °C bis ≤ -50 °C hat sich bei wässrigen Lösungen als vorteilhaft für einen schnellen und schonenden Gefrierschritt herausgestellt. Bei Lösungsmitteln wie tert-Butanol, die sich bei höheren Temperaturen verfestigen ist eine entsprechend höhere Einfriertemperatur möglich und ein Bereich von ≥ - 100 °C bis ≤ -20 °C bevorzugt. Bevorzugt verwendet das Verfahren der Sprüh-Gefriertrocknung kalte Luft für den Gefrierschritt. Ein solcher Temperaturbereich ist durch Kühlung von außen mit flüssigem Stickstoff einstellbar. Insbesondere kann die Temperatur im Bereich von ≥ -60 °C oder ≥ -50 °C bis ≤ -20 °C liegen. Eine jeweils bevorzugte Temperatur, niedrig genug ist, um durch ein schnelles Einfrieren die Stabilität des Wirkstoffes sicherzustellen, kann der Fachmann durch einfache Versuche feststellen, wobei er insbesondere in Abhängigkeit der Tropfengeschwindigkeit vorsieht, dass die Tropfen vor dem Auftreffen auf dem Auffangbehälter gefroren sind.The properties of the spray-freeze-dried particles produced in this way can in particular be adjusted via the composition of the sprayed starting solution. In particular, the solids concentration of the starting solution can have an influence on the shape and porosity of the particles. The spray settings usually show a somewhat smaller influence on particle formation. The freezing temperature influences the particle morphology and a temperature in the range of ≥ -100 ° C to ≤ -50 ° C has proven to be advantageous for a quick and gentle freezing step in aqueous solutions. In the case of solvents such as tert-butanol, which solidify at higher temperatures, a correspondingly higher freezing temperature is possible and a range from - 100 ° C to -20 ° C is preferred. Preferably, the spray freeze drying method uses cold air for the freezing step. Such a temperature range can be set by external cooling with liquid nitrogen. In particular, the temperature can be in the range from -60 ° C or -50 ° C to -20 ° C. A preferred temperature in each case, low enough to ensure the stability of the active ingredient through rapid freezing, can be determined by the person skilled in the art by means of simple experiments, whereby, depending on the drop speed, he provides that the drops are frozen before they hit the collecting container.
Der durchschnittliche Durchmesser der sprüh-gefriergetrockneten Partikel ist insbesondere durch die Spezifikationen der Sprühdüse einstellbar. In Ausführungsformen liegt der mittlere Durchmesser der Tropfen in Schritt b) im Bereich von ≥ 50 µm bis ≤ 500 µm, vorzugsweise im Bereich von ≥ 150 µm bis ≤ 400 µm, bevorzugt im Bereich von ≥ 200 µm bis ≤ 400 µm. Tropfendurchmesser in diesem Bereich erzielten mit dem hier beschriebenen Verfahren Partikel mit bevorzugten Partikeldurchmessern D50 (volumetrisch) im Bereich von ≥ 30 µm bis ≤ 500 µm, vorzugsweise im Bereich von ≥ 50 µm bis ≤ 300 µm. Entsprechende Öffnungen der Sprühdüsen wird der Fachmann anpassen. Durch Ersetzen der Öffnung einer Tropfenstrahldüse durch ein Modell mit doppeltem Durchmesser kann sich der Durchmesser des Tropfens verdoppeln, wenn die Stimulationsfrequenz auf den doppelten Wert geändert wird, was zu einem Unterschied der Tropfengröße von etwa 10% führen kann.The average diameter of the spray-freeze-dried particles can be adjusted in particular through the specifications of the spray nozzle. In embodiments, the mean diameter of the drops in step b) is in the range from 50 μm to 500 μm, preferably in the range from 150 μm to 400 μm, preferably in the range from 200 μm to 400 μm. With the method described here, droplet diameters in this range achieved particles with preferred particle diameters D 50 (volumetric) in the range from 30 μm to 500 μm, preferably in the range from 50 μm to 300 μm. A person skilled in the art will adapt corresponding openings of the spray nozzles. Replacing the orifice of a drop jet nozzle with a double diameter model can double the diameter of the drop when the stimulation rate is changed to double, which can result in a drop size difference of about 10%.
Die Lösung kann grundsätzlich gebräuchliche Hilfsstoffe für die Sprühgefriertrocknung umfassen, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Mannitol, Saccharose, Laktose, Trehalose, Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Hydroxypropylmethylcelluloseacetatsuccinat (HPMC-AS), niedrig-viskose Hydroxypropylcellulose (HPC-SSL), Polyvinylpyrrolidon (PVP), Maltodextrin, Dextran, anionische Copolymere von Methacrylsäure und Methylmethacryla (beispielsweise Eudragit E), und/oder Tenside wie Polyethylenglycol und dessen Copolymere (beispielsweise Polyvinyl-caprolactam-polyvinylacetat-polyethylenglycol graft Copolymer, erhältlich unter der Marke Soluplus®), Polyoxyethylen(20)-sorbitanmonooleat (Polysorbat 80) oder Polyoxyethylen(20)-sorbitan-monolaurat (Polysorbat 20).The solution can in principle comprise customary auxiliaries for spray freeze drying, for example selected from the group comprising mannitol, sucrose, lactose, trehalose, hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC), hydroxypropylmethyl cellulose acetate succinate (HPMC-AS), low-viscosity hydroxypropyl cellulose (PVPyrrol), (PVPyrrol) ), Maltodextrin, dextran, anionic copolymers of methacrylic acid and methyl methacrylate (e.g. Eudragit E), and / or surfactants such as polyethylene glycol and its copolymers (e.g. polyvinyl caprolactam-polyvinyl acetate-polyethylene glycol graft copolymer, available under the brand Soluplus®), polyoxyethylene (20 ) sorbitan monooleate (polysorbate 80) or polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate (polysorbate 20).
Weiterhin hat sich das Versprühen einer Lösung im Gegensatz zum Versprühen einer Suspension als wesentlich für das Erzielen der vorteilhaften Eigenschaften der Partikel herausgestellt. Insgesamt haben sich das Zusammenwirken von Tropfengröße, Feststoffanteil der versprühten Lösung und Gefriertemperatur als vorteilhafte Einflussgrößen für die Fließfähigkeit der erhaltenen Partikel herausgestellt. Ohne auf eine bestimmte Theorie festgelegt sein zu wollen, wird angenommen, dass hierbei der Feststoffgehalt der Lösung eine wesentliche Rolle spielt. So liegt der Feststoffgehalt im Bereich von ≥ 1,5 % bis ≤ 60 %, bezogen auf das Gesamtvolumen der Lösung (m/V). Der Feststoffgehalt kann sich hierbei auf den Wirkstoff beziehen oder für den Fall, dass die Lösung neben dem Wirkstoff wenigstens einen Hilfsstoff umfasst, auf Wirkstoff und Hilfsstoff. Bei höheren Feststoffgehalten resultieren kompakte Partikel, die nicht länger ausreichend kompakt sind. Geringere Feststoffgehalte führen zu Partikeln mit unzureichender mechanischer Stabilität.Furthermore, the spraying of a solution, in contrast to the spraying of a suspension, has proven to be essential for achieving the advantageous properties of the particles. Overall, the interaction of the droplet size, the solids content of the sprayed solution and the freezing temperature have proven to be advantageous influencing variables for the flowability of the particles obtained. Without wishing to be tied to a specific theory, it is assumed that the solids content of the solution plays an essential role here. The solids content is in the range from 1.5% to 60%, based on the total volume of the solution (m / V). The solids content can relate to the active ingredient or for in the event that the solution comprises at least one excipient in addition to the active ingredient, to active ingredient and excipient. At higher solids contents, compact particles result which are no longer sufficiently compact. Lower solids contents lead to particles with insufficient mechanical stability.
Wenn nicht abweichend angegeben, sind im Rahmen dieser Anmeldung Konzentrationsangaben in Form des Massenanteils im Lösemittel mit der Prozentangabe % (m/V) angegeben.Unless otherwise stated, in the context of this application, concentration data are given in the form of the mass fraction in the solvent with the percentage value% (m / V).
Als Lösemittel für die Sprühgefriertrocknung sind tert.-Butanol, Dimethylsulfoxid, Wasser und deren Gemische bevorzugt. Insbesondere tert.-Butanol ist vorteilhaft verwendbar. Auch Dimethylsulfoxid ist vorteilhaft verwendbar. So können mittels dieser Lösemittel auch lipophile, in Wasser oder wässriger Lösung nicht oder schlecht lösliche Wirk- und Hilfsstoffe wie Celecoxib, Fenofibrat, Chloramphenicol und Clotrimazol sprühgefriertrocknet werden. Auch sind unter Verwendung von tert.-Butanol höhere Trocknungstemperaturen verwendbar. Für die Herstellung sprüh-gefriergetrockneten Partikel enthaltend einen Protein-Wirkstoff wie Lysozym ist demgegenüber Wasser als Lösemittel bevorzugt.Tert-butanol, dimethyl sulfoxide, water and mixtures thereof are preferred as solvents for spray freeze drying. In particular, tert-butanol can advantageously be used. Dimethyl sulfoxide can also advantageously be used. These solvents can also be used to spray-freeze-dry lipophilic active ingredients and auxiliaries such as celecoxib, fenofibrate, chloramphenicol and clotrimazole that are insoluble or poorly soluble in water or aqueous solution. If tert-butanol is used, higher drying temperatures can also be used. In contrast, water is preferred as the solvent for the production of spray-freeze-dried particles containing an active protein such as lysozyme.
In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Lösung wenigstens einen Hilfsstoff, vorzugsweise einen Stabilisator. In bevorzugten Ausführungsformen liegt in Schritt a) der Feststoffgehalt, beispielsweise an Wirkstoff und Hilfsstoff, der Lösung im Bereich von ≥ 1,5 % bis ≤ 50 %, bevorzugt im Bereich von ≥ 3 % bis ≤ 25 %, bezogen auf das Gesamtvolumen der Lösung (m/V). Vorzugsweise liegt der Feststoffgehalt der Lösung im Bereich von ≥ 3 % oder ≥ 5 % bis ≤ 10 %, ≤ 15 % oder ≤ 25 %, bezogen auf das Gesamtvolumen der Lösung (m/V). Feststoffgehalte von 10 % (m/V) resultierten in Partikeln mit gutem Fließverhalten. Insbesondere im Bereich von ≥ 5 % bis ≤ 25 % (m/V) Feststoffgehalt wurden gute Ergebnisse in Bezug auf die Sphärizität und das Fließverhalten der resultierenden Partikel erzielt. Zur Herstellung lungengängiger Partikel kann der Feststoffgehalt bei 1 % bis 1,5 % (m/V) liegen, zur Herstellung von Partikel für das Tablettieren im Bereich von 20% bis 40% (m/V).In preferred embodiments, the solution comprises at least one auxiliary, preferably a stabilizer. In preferred embodiments, in step a) the solids content, for example of active ingredient and excipient, of the solution is in the range from 1.5% to 50%, preferably in the range from 3% to 25%, based on the total volume of the solution (m / V). The solids content of the solution is preferably in the range from 3% or 5% to 10%, 15% or 25%, based on the total volume of the solution (m / V). Solids contents of 10% (m / V) resulted in particles with good flow behavior. In particular, in the range from 5% to 25% (m / V) solids content, good results were achieved with regard to the sphericity and the flow behavior of the resulting particles. For the production of respirable particles, the solids content can be 1% to 1.5% (m / V), for the production of particles for tableting in the range of 20% to 40% (m / V).
Die Lösung kann neben dem Wirkstoff als Hilfsstoff wenigstens einen Stabilisator aufweisen. Weiterhin kann die Lösung neben dem Stabilisator auch ein Gefrierschutzmittel enthalten. In bevorzugten Ausführungsformen verwendet man als Hilfsstoff einen Stabilisator, insbesondere Polyvinylpyrrolidon (PVP), sowie optional ein Gefrierschutzmittel. Das Gefrierschutzmittel ist hierbei vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe umfassend Mannitol und Saccharose.In addition to the active ingredient, the solution can have at least one stabilizer as an auxiliary. In addition to the stabilizer, the solution can also contain an anti-freeze agent. In preferred embodiments, the auxiliary used is a stabilizer, in particular polyvinylpyrrolidone (PVP), and optionally an anti-freeze agent. The antifreeze agent is preferably selected from the group comprising mannitol and sucrose.
Der Begriff „Stabilisator“ bezeichnet im Sinne der vorliegenden Erfindung einen pharmazeutisch verträglichen Hilfsstoff, der den sprüh-gefriergetrockneten Partikeln bzw. Sphärolyophilisaten mechanische Festigkeit verleiht. Der Stabilisator kann aus ausgewählt sein aus Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Hydroxypropylmethylcelluloseacetatsuccinat (HPMC-AS), niedrig-viskose Hydroxypropylcellulose (HPC-SSL), Polyvinylpyrrolidon (PVP), Maltodextrin, Dextran und/oder anionische Copolymere von Methacrylsäure und Methylmethacryla (beispielsweise Eudragit E). Ein bevorzugter Stabilisator ist Polyvinylpyrrolidon (PVP). Beispielsweise kann eine Menge an Stabilisator wie PVP in der Lösung, bezogen auf das Gesamtvolumen der (m/V), von 0,75 % bis zu 30 %, beispielsweise von 0,75 %, 1,5%, 5% oder 7,5%, resultierende sprüh-getrocknete Partikel mit guten mechanischen Eigenschaften unterstützen. So konnten unter dem Elektronenmikroskop festgestellt werden, dass amorphe Partikel mit gleichmäßiger Oberfläche und geringer Neigung zu Löchern, Rissen und anderen Fehlstellen erhalten werden können.In the context of the present invention, the term “stabilizer” denotes a pharmaceutically acceptable excipient which gives the spray-freeze-dried particles or sphero-polyophilizates mechanical strength. The stabilizer can be selected from among hydroxypropylmethyl cellulose (HPMC), hydroxypropylmethyl cellulose acetate succinate (HPMC-AS), low-viscosity hydroxypropyl cellulose (HPC-SSL), polyvinylpyrrolidone (PVP), maltodextrin, dextran and / or anionic copolymers of methacrylic acid and / or methacrylic acid, for example ). A preferred stabilizer is polyvinylpyrrolidone (PVP). For example, an amount of stabilizer such as PVP in the solution, based on the total volume of the (m / V), from 0.75% up to 30%, for example from 0.75%, 1.5%, 5% or 7, 5%, resulting spray-dried particles with good mechanical properties. Under the electron microscope it was found that amorphous particles with a uniform surface and a low tendency towards holes, cracks and other imperfections can be obtained.
Der Begriff „Gefrierschutzmittel“ bezieht sich auf pharmazeutisch verträgliche Hilfsstoffe, wie sie üblicherweise in Formulierungen verwendet werden, die einer Gefriertrocknung unterzogen werden, um im einfrierenden Tropfen die Bildung von Eiskristallen zu reduzieren, sowie die spätere Rekonstitution der Wirkstofflösung zu verbessern. Solche Gefrierschutzmittel können beispielsweise Alkohole, vorzugsweise Polyalkohole wie Mannitol, Sorbitol und dergleichen sein. Das Gefrierschutzmittel kann auch ein Zucker sein, beispielsweise ausgewählt aus Saccharose und Trehalose. Ein bevorzugter Alkohol als Gefrierschutzmittel ist Mannitol. Ein bevorzugter Zucker als Gefrierschutzmittel ist Saccharose. Ein besonders bevorzugtes Gefrierschutzmittel ist Mannitol.The term “anti-freeze” refers to pharmaceutically acceptable excipients, as they are commonly used in formulations that are subjected to freeze-drying in order to reduce the formation of ice crystals in the freezing droplet and to improve the subsequent reconstitution of the active ingredient solution. Such antifreeze agents can be, for example, alcohols, preferably polyalcohols such as mannitol, sorbitol and the like. The anti-freeze agent can also be a sugar, for example selected from sucrose and trehalose. A preferred alcohol as an anti-freeze agent is mannitol. A preferred sugar as an anti-freeze agent is sucrose. A particularly preferred anti-freeze agent is mannitol.
Es kann bevorzugt sein, Stabilisator und Gefrierschutzmittel zu verwenden. Die Verwendung von Stabilisator und Gefrierschutzmittel in einem Sprüh-Gefriertrocknungsverfahren kann die Herstellung von Lyophilisatpulvern, deren Teilchen eine gute mechanische Stabilität und ein gutes Fließverhalten aufweisen, ermöglichen. Werden Stabilisator und Gefrierschutzmittel verwendet, können Stabilisator und Gefrierschutzmittel in voneinander unabhängigen Anteilen verwendet werden. So wurden sprüh-gefriergetrocknete Partikel mit sehr guter Sphärizität und Fließfähigkeit bei Verwendung von jeweils 0,75 %, 5% und 7,5%, bezogen auf das Gesamtvolumen der Lösung (m/V), an Mannitol und Polyvinylpyrrolidon erhalten. Es können auch höhere Anteile an Gefrierschutzmittel wie Mannitol zu Stabilisator wie Polyvinylpyrrolidon verwendbar sein. Es kann bevorzugt sein, höhere Anteile an Polyvinylpyrrolidon als an Mannitol zu verwenden, wenn dadurch die Löslichkeit oder die Stabilität des Wirkstoffes positiv beeinflusst wird.It may be preferred to use stabilizer and anti-freeze agent. The use of stabilizers and anti-freeze agents in a spray-freeze-drying process can enable the production of lyophilizate powders, the particles of which have good mechanical stability and good flow behavior. If the stabilizer and antifreeze agent are used, the stabilizer and antifreeze agents can be used in independent proportions. Spray-freeze-dried particles with very good sphericity and flowability were obtained using 0.75%, 5% and 7.5%, based on the total volume of the solution (m / V), of mannitol and polyvinylpyrrolidone. There can also be higher proportions to be used on antifreeze agents such as mannitol to stabilizers such as polyvinylpyrrolidone. It may be preferred to use higher proportions of polyvinylpyrrolidone than of mannitol if this has a positive effect on the solubility or the stability of the active ingredient.
Grundsätzlich sind viele pharmazeutische Wirkstoffe mit dem beschriebenen Verfahren versprühbar. So kann der pharmazeutische Wirkstoff ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend synthetische oder natürliche Verbindungen, insbesondere so genannte small molecules, Proteine, Peptide, DNA, RNA, Polysaccharide wie Heparin, Antikörper, Insulin, oder dergleichen.In principle, many active pharmaceutical ingredients can be sprayed using the method described. Thus, the pharmaceutical active ingredient can be selected from the group comprising synthetic or natural compounds, in particular so-called small molecules, proteins, peptides, DNA, RNA, polysaccharides such as heparin, antibodies, insulin, or the like.
Ein Vorteil der Verwendung von tert.-Butanol als Lösemittel ist, dass insbesondere auch lipophile Wirkstoffe sprüh-gefriergetrocknet werden können. Bevorzugte Wirkstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Celecoxib, Fenofibrat, Chloramphenicol und Clotrimazol. Für die Herstellung von sprüh-gefriergetrockneten Partikeln enthaltend lipophile Wirkstoffe wie Celecoxib, Fenofibrat, Chloramphenicol und Clotrimazol werden die Partikel vorzugsweise mittels Vakuum-Gefriertrocknung getrocknet. Zur Entfernung des Lösemittels mittels Vakuum-Gefriertrocknung können die gefrorenen Partikel in einen gebräuchlichen Gefriertrockner überführt und bei üblichen Trockenzeiten, beispielsweise von 24 bis 48 Stunden und/oder unter Verwendung eines Vakuums von 0,1 mbar bis 1 mbar lyophilisiert werden.One advantage of using tert-butanol as a solvent is that, in particular, lipophilic active ingredients can also be spray-freeze-dried. Preferred active ingredients are selected from the group comprising celecoxib, fenofibrate, chloramphenicol and clotrimazole. For the production of spray-freeze-dried particles containing lipophilic active ingredients such as celecoxib, fenofibrate, chloramphenicol and clotrimazole, the particles are preferably dried by means of vacuum freeze-drying. To remove the solvent by means of vacuum freeze-drying, the frozen particles can be transferred to a customary freeze dryer and lyophilized using conventional drying times, for example from 24 to 48 hours and / or using a vacuum of 0.1 mbar to 1 mbar.
Für die Herstellung von Partikeln enthaltend Celecoxib kann der Anteil an Wirkstoff in der Lösung bis zu dessen maximaler Löslichkeit im Lösungsmittel, insbesondere im Bereich von ≥ 2,5 % bis ≤ 10 %, bezogen auf das Gesamtvolumen der Lösung (m/V), liegen. Hierbei kann der Anteil an Stabilisator wie PVP in der Lösung ebenfalls im Bereich von ≥ 2,5 % bis ≤ 10 %, insbesondere im Bereich von ≥ 5 % bis ≤ 7,5 %, bezogen auf das Gesamtvolumen der Lösung (m/V), liegen.For the production of particles containing celecoxib, the proportion of active ingredient in the solution can be up to its maximum solubility in the solvent, in particular in the range from 2.5% to 10%, based on the total volume of the solution (m / V) . The proportion of stabilizer such as PVP in the solution can also be in the range from ≥ 2.5% to ≤ 10%, in particular in the range from ≥ 5% to ≤ 7.5%, based on the total volume of the solution (m / V) , lie.
Bevorzugte Protein-Wirkstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend Lysozym. Protein-Wirkstoffe werden vorzugsweise unter Verwendung von Wasser als Lösemittel versprüht. Weiterhin werden Protein-Wirkstoffe vorzugsweise mittels atmosphärischer Sublimation getrocknet. Das Versprühen aus wässriger Lösung und eine atmosphärische Trocknung haben sich für das Sprüh-Gefriertrocknen von Proteinwirkstoffen als vorteilhaft erwiesen.Preferred protein active ingredients are selected from the group comprising lysozyme. Protein active ingredients are preferably sprayed using water as the solvent. Furthermore, protein active ingredients are preferably dried by means of atmospheric sublimation. Spraying from aqueous solution and atmospheric drying have proven to be advantageous for the spray-freeze-drying of protein active ingredients.
Zur Entfernung des Lösemittels mittels atmosphärischer Sublimation können die gefrorenen Partikel mit einem Trocknungsgas wie Stickstoff oder trockener Luft, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von -20 bis -5°C getrocknet werden. Optional kann der Trockenschritt kontinuierlich durchgeführt werden, beispielsweise durch Trocknung auf einem Fördersieb oder einer Siebscheibe.To remove the solvent by means of atmospheric sublimation, the frozen particles can be dried with a drying gas such as nitrogen or dry air, preferably in a temperature range from -20 to -5 ° C. Optionally, the drying step can be carried out continuously, for example by drying on a conveyor sieve or a sieve disk.
Für die Herstellung von Partikeln enthaltend Lysozym kann der Anteil an Wirkstoff in der Lösung im Bereich von ≥ 0,5 % bis ≤ 5 %, bezogen auf das Gesamtvolumen der Lösung (m/V), liegen. Hierbei kann der Anteil an Stabilisator wie Mannitol in der Lösung im Bereich von ≥ 2,5 % bis ≤ 10 %, insbesondere im Bereich von ≥ 5 % bis ≤ 7,5 %, bezogen auf das Gesamtvolumen der Lösung (m/V), liegen.For the production of particles containing lysozyme, the proportion of active ingredient in the solution can be in the range from 0.5% to 5%, based on the total volume of the solution (m / V). The proportion of stabilizer such as mannitol in the solution can be in the range from ≥ 2.5% to ≤ 10%, in particular in the range from ≥ 5% to ≤ 7.5%, based on the total volume of the solution (m / V), lie.
Das Verfahren erlaubt insgesamt die Herstellung sprüh-gefriergetrockneter Partikel mit guter Sphärizität, die als Sphärolyophilisate bezeichnet werden können. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf sprüh-gefriergetrocknete Partikel, insbesondere herstellt nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren, wobei die Partikel einen pharmazeutischen Wirkstoff und wenigstens einen Hilfsstoff aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel eine Sphärizität im Bereich von ≥ 0,75 bis ≤ 1 aufweisen und eine Pulverprobe der Partikel einen Böschungswinkel von ≤ 40° aufweist.Overall, the process allows the production of spray-freeze-dried particles with good sphericity, which can be referred to as sphero polyophilizates. Another subject matter of the invention relates to spray-freeze-dried particles, in particular produced by the method described above, the particles having a pharmaceutical active ingredient and at least one auxiliary, characterized in that the particles have a sphericity in the range from 0.75 to 1 and a powder sample of the particles has an angle of repose of ≤ 40 °.
Die Partikel sind dabei bevorzugt mittels Sprühgefriertrocknung aus einer Lösung umfassend tert.-Butanol, Dimethylsulfoxid, Wasser oder deren Gemischen hergestellt wie oben beschrieben. Die Partikel zeigen ausgezeichneten Fließeigenschaften, wodurch eine bedeutende Verbesserung der Handhabung der Lyophilisatpulver während der Lagerung wie insbesondere bei der Verabreichung bereitgestellt werden kann. Insbesondere bei nasalen, oralen, bukkalen oder sublingualen Verabreichungen werden die Partikel üblicherweise in Pulverform zur Verabreichung verwendet oder unmittelbar vor der Verabreichung in Lösung rekonstituiert und gute Fließeigenschaften sind für eine derartige Verabreichung wesentlich. Auch für die Herstellung von parenteral zu applizierenden Lyophilisaten sind fließfähige Pulver bevorzugt, da aufgrund der Fließfähigkeit deren Abfüllung vereinfacht ist oder eine Lagerung als sogenannte „bulk“-Ware möglich ist.The particles are preferably produced by means of spray freeze drying from a solution comprising tert-butanol, dimethyl sulfoxide, water or mixtures thereof, as described above. The particles show excellent flow properties, as a result of which a significant improvement in the handling of the lyophilizate powder can be provided during storage, such as in particular during administration. In the case of nasal, oral, buccal or sublingual administrations in particular, the particles are usually used in powder form for administration or reconstituted in solution immediately before administration, and good flow properties are essential for such administration. Flowable powders are also preferred for the production of lyophilizates to be administered parenterally, since their flowability simplifies their filling or storage as so-called “bulk” goods is possible.
Die Bestimmung der Sphärizität, oder Rundheit, die einen dimensionslosen Parameter der Partikel darstellt, kann mittels Bildanalysemethoden erfolgen, beispielsweise über ein Partikelgrößenmessgerät wie einen Camsizer X2 (Retsch Technology, Haan). Hierbei werden Bilder einzelner Partikel aufgenommen und über die Gesamtheit ausgewertet. Die Berechnung der Sphärizität erfolgt über die folgende Formel: Sphärizität = (4*π*Partikelfläche)/(Partikelumfang)2 . Für den Idealfall eines perfekt runden Partikels ergibt sich ein Wert für die Sphärizität von 1. In bevorzugten Ausführungsformen weisen die sprühgefriergetrockneten Partikel eine Sphärizität im Bereich von ≥ 0,8 bis ≤ 0,99, vorzugsweise im Bereich von ≥ 0,9 bis ≤ 0,99 oder im Bereich von ≥ 0,93 bis ≤ 0,98 auf.The sphericity or roundness, which represents a dimensionless parameter of the particles, can be determined using image analysis methods, for example using a particle size measuring device such as a Camsizer X2 (Retsch Technology, Haan). Here, images of individual particles are recorded and evaluated over the whole. The calculation of the sphericity is carried out using the following formula: sphericity = (4 * π * particle area) / (particle circumference) 2 . For the ideal case of a perfectly round particle, the sphericity value is 1. In preferred embodiments, the spray-freeze-dried particles have a sphericity in the range from 0.8 to 0.99, preferably in the range from 0.9 to 0 .99 or in the range from ≥ 0.93 to ≤ 0.98.
Eine gute Fließfähigkeit ermöglicht ein sauberes und gleichmäßiges Abfüllen und Dosieren der sprüh-gefriergetrockneten Partikel. Eine empirische Methode, die Fließfähigkeit von Schüttgütern zu ermitteln stellt die Ermittlung des Böschungs- bzw. Schüttwinkels dar. Beide Begriffe werden vorliegend synonym verwendet. Der Schüttwinkel, auch Böschungswinkel genannt, wird ermittelt, indem man die Pulverprobe lose zu einem Schüttkegel aufgeschüttet. Im Rahmen der Erfindung erfolgte die Messung des Schüttwinkels nach Vorgabe des Europäischen Arzneibuchs (PhEur 2.9.36) mit einem Trichter, dessen Öffnung 1,0 cm breit war. Ein geringerer Böschungswinkel entspricht dabei einer besseren Fließfähigkeit der Partikel der Pulverprobe. In bevorzugten Ausführungsformen weist eine Pulverprobe der sprüh-gefriergetrockneten Partikel einen Böschungswinkel von ≤ 35° oder von ≤ 30° auf. Der Böschungswinkel kann im Bereich von ≥ 30° bis ≤ 35° liegen. Partikel mit derartigen Böschungswinkeln zeigen hervorragende Fließfähigkeit.Good flowability enables clean and uniform filling and dosing of the spray-freeze-dried particles. An empirical method to determine the flowability of bulk materials is the determination of the angle of repose or repose. Both terms are used synonymously here. The angle of repose, also known as the angle of repose, is determined by pouring the powder sample loosely into a cone of repose. In the context of the invention, the angle of repose was measured according to the specifications of the European Pharmacopoeia (PhEur 2.9.36) using a funnel whose opening was 1.0 cm wide. A smaller angle of repose corresponds to a better flowability of the particles in the powder sample. In preferred embodiments, a powder sample of the spray-freeze-dried particles has an angle of repose of 35 ° or 30 °. The angle of repose can be in the range from 30 ° to 35 °. Particles with such angles of repose show excellent flowability.
In bevorzugten Ausführungsformen weisen die sprüh-gefriergetrockneten Partikel einen Partikeldurchmesser D50 (volumetrisch) im Bereich von ≥ 30 µm bis ≤ 500 µm, vorzugsweise im Bereich von ≥ 50 µm bis ≤ 300 µm, auf. Die Partikel können ferner vorteilhaft einen Partikeldurchmesser D50 im Bereich von ≥ 150 µm, ≥ 200 µm oder ≥ 250 bis ≤ 300 µm, ≤ 350 µm oder ≤ 400 µm aufweisen. Partikel mit einen Partikeldurchmesser D50 in diesen Bereichen wiesen sehr gute Fließeigenschaften auf und sind entsprechend für nasale, orale, sublinguale und bukkale Verabreichungen geeignet.In preferred embodiments, the spray-freeze-dried particles have a particle diameter D 50 (volumetric) in the range from 30 μm to 500 μm, preferably in the range from 50 μm to 300 μm. The particles can also advantageously have a particle diameter D 50 in the range of 150 μm, 200 μm or 250 to 300 μm, 350 μm or 400 μm. Particles with a particle diameter D 50 in these areas had very good flow properties and are accordingly suitable for nasal, oral, sublingual and buccal administration.
In bevorzugten Ausführungsformen umfassen die sprüh-gefriergetrockneten Partikel einen Wirkstoff ausgewählt aus der Gruppe umfassend Celecoxib, Fenofibrat, Chloramphenicol und Clotrimazol.In preferred embodiments, the spray-freeze-dried particles comprise an active ingredient selected from the group comprising celecoxib, fenofibrate, chloramphenicol and clotrimazole.
Ein weiterer Gegenstand bildet eine pharmazeutische Zubereitung oder ein Arzneimittel, umfassend erfindungsgemäße sprüh-gefriergetrocknete Partikel, insbesondere sprüh-gefriergetrocknete Partikel hergestellt nach dem oben beschriebenen Verfahren. Für die Beschreibung der sprüh-gefriergetrockneten Partikel und des Verfahrens wird auf die vorstehende Beschreibung verwiesen.Another subject matter is a pharmaceutical preparation or a medicament comprising spray-freeze-dried particles according to the invention, in particular spray-freeze-dried particles produced by the method described above. For the description of the spray-freeze-dried particles and the method, reference is made to the description above.
Wenn nicht anders ausgeführt, weisen die verwendeten technischen und wissenschaftlichen Ausdrücke die Bedeutung auf, wie sie gemeinhin von einem Durchschnittsfachmann in dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, verstanden wird.Unless otherwise stated, the technical and scientific terms used have the meanings commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
Beispiele und Figuren, die der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dienen, sind nachstehend angegeben.Examples and figures which serve to illustrate the present invention are given below.
Hierbei zeigen die Figuren:
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1 in den1a), b ), c), d) die röntgenpulverdiffraktometrischen Reflexe der Substanzen Fenofibrat (FENO), Chloramphenicol (CHLOR), Clotrimazol und Celecoxib in ihrer kristallinen Form, das amorphe Signal von PVP, sowie unten die Signale der sprüh-gefriergetrockneten Partikel. -
2 das Freisetzungsprofil einer physikalischen Mischung aus Celecoxib und Polyvinylpyrrolidon sowie diese enthaltende sprüh-gefriergetrocknete Partikel. -
3 in3a), b ) und c) rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen sprüh-gefriergetrockneter Partikel in 200facher Vergrößerung. -
4 in4a) den Tropfendurchmesser sprüh-gefriergetrockneter Partikel für verschiedene Feststoffkonzentrationen und Düsendurchmessern, in4b) die jeweiligen Böschungswinkel. -
5 den Durchfluss sprüh-gefriergetrockneter Partikel aufgetragen gegen den Feststoffanteil ermittelt mit einerTrichteröffnung von 10 mm. -
6 den Durchfluss sprüh-gefriergetrockneter Partikel aufgetragen gegen den Feststoffanteil ermittelt mit einer Trichteröffnung von 6 mm. -
7 in den8a), b ), c) und d) rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen sprüh-gefriergetrockneter Partikel in 200facher Vergrößerung. -
8 in den8a), b ), c), d) und e) rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen sprüh-gefriergetrockneter Partikel in 200facher Vergrößerung. -
9 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines sprühgefriergetrockneten Partikels in 200facher Vergrößerung. -
10 eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines sprühgefriergetrockneten Partikels in 200facher Vergrößerung. -
11 die Stabilität von Lysozym in sprüh-gefriertrockneten Lysozympartikeln für die Vakuum-Gefriertrocknung (SFD) und für die atmosphärische Sublimation (aSFD), wiedergegeben durch den Prozentsatz an nicht-aggregiertem Protein in der jeweiligen Formulierung.
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1 in the1a), b ), c), d) the X-ray powder diffractometric reflections of the substances fenofibrate (FENO), chloramphenicol (CHLORINE), clotrimazole and celecoxib in their crystalline form, the amorphous signal from PVP, and below the signals from the spray-freeze-dried particles. -
2 the release profile of a physical mixture of celecoxib and polyvinylpyrrolidone as well as spray-freeze-dried particles containing them. -
3rd in3a), b ) and c) scanning electron microscope images of spray-freeze-dried particles magnified 200 times. -
4th in4a) the droplet diameter of spray-freeze-dried particles for various solids concentrations and nozzle diameters, in4b) the respective slope angles. -
5 the flow rate of spray-freeze-dried particles plotted against the solids content is determined with a funnel opening of 10 mm. -
6th the flow rate of spray-freeze-dried particles plotted against the solids content is determined with a funnel opening of 6 mm. -
7th in the8a), b ), c) and d) scanning electron microscope images of spray-freeze-dried particles magnified 200 times. -
8th in the8a), b ), c), d) and e) scanning electron microscope images of spray-freeze-dried particles magnified 200 times. -
9 a scanning electron micrograph of a spray-freeze-dried particle magnified 200 times. -
10 a scanning electron micrograph of a spray-freeze-dried particle magnified 200 times. -
11 the stability of lysozyme in spray-freeze-dried lysozyme particles for vacuum freeze-drying (SFD) and for atmospheric sublimation (aSFD), represented by the percentage of non-aggregated protein in the respective formulation.
Material:Material:
Fenofibrat, Chloramphenicol, Clotrimazol und Celecoxib wurden in pharmazeutischer Qualität bezogen. Polylvinylpyrollidon (PVP, Kollidon® 25) wurde von BASF, Ludwigshafen, Deutschland, bezogen. D(-)-Mannitol [Ph. Eur.] wurde von VWR International, Amsterdam, Niederlande, bezogen. Tert.-Butanol [Ph. Eur.] wurde von Sigma bezogen. Hochreines Wasser wurde mit einem MilliQ, Millipore Corp., Billerica, MA, USA, hergestellt.Fenofibrate, chloramphenicol, clotrimazole and celecoxib were obtained in pharmaceutical grade. Polyvinylpyrollidone (PVP, Kollidon® 25) was obtained from BASF, Ludwigshafen, Germany. D (-) - mannitol [Ph. Eur.] Was obtained from VWR International, Amsterdam, Netherlands. Tert-butanol [Ph. Eur.] Was obtained from Sigma. Ultrapure water was made with a MilliQ, Millipore Corp., Billerica, MA, USA.
Methoden:Methods:
Sprüh-Gefrier-Trocknung (SFD)Spray Freeze Drying (SFD)
Der verwendete Sprühgefriertrocknungsprozess umfasste drei Schritte: Tropfenerzeugung, Einfrieren und Gefriertrocknung. Für die Erzeugung der Tropfen wurde ein monodisperser Tropfengenerator (MTG-01-02, FMP Technologies GmbH, Erlangen, Deutschland) mit einem Düsendurchmesser von 100 µm (wenn nicht abweichend angegeben) auf dem Sprühturm verwendet. Der Einfrierprozess wurde durch das Sprühen von Lösungen in kalte Luft (-60 °C bis -100 °C) in einem gekühlten Edelstahl-Sprühturm, welcher von einem Mantel gekühlt mit flüssigem Stickstoffumgeben war, durchgeführt. Die Lösungen aus Wirkstoff und Hilfsstoffen) wurden mittels der oben genannten Düse in den Sprühturm gesprüht. Die Tropfen froren im Flug durch die kalte Luft und wurden als gefrorene Partikel nach dem Absetzen in einem gekühlten Sieb, mit einer Maschenweite, die mindestens 50% unter den Partikeldurchmesser lag, aufgefangen.The spray freeze drying process used involved three steps: droplet generation, freezing and freeze drying. To generate the drops, a monodisperse drop generator (MTG-01-02, FMP Technologies GmbH, Erlangen, Germany) with a nozzle diameter of 100 μm (unless otherwise stated) was used on the spray tower. The freezing process was carried out by spraying solutions in cold air (-60 ° C to -100 ° C) in a cooled stainless steel spray tower, which was surrounded by a jacket cooled with liquid nitrogen. The solutions of active ingredient and excipients) were sprayed into the spray tower by means of the nozzle mentioned above. The drops froze in flight through the cold air and were collected as frozen particles after settling in a cooled sieve with a mesh size that was at least 50% below the particle diameter.
Zur Entfernung des Lösemittels durch atmosphärische Sublimation wurden die Partikel anschließend in demselben Turm getrocknet. Als Trocknungsgas wurde Stickstoff oder trockene Luft verwendet, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von -20 bis -5°C für wässrige Lösungen, wobei das Trocknungsgas durch ein loses Haufwerk aus Eispartikeln geleitet wurde, bis die Sphärolyophilisate trocken waren. Die Trockne wurde dabei mittels des Restgehaltes in der Abluft gemessen und der Prozess wurde bei ca. 20 ppm gestoppt. Optional kann dieser Trockenschritt kontinuierlich durchgeführt werden, durch Trocknung auf einem Fördersieb oder einer Siebscheibe.To remove the solvent by atmospheric sublimation, the particles were then dried in the same tower. The drying gas used was nitrogen or dry air, preferably in a temperature range from -20 to -5 ° C. for aqueous solutions, the drying gas being passed through a loose pile of ice particles until the sphero polyophilizates were dry. The dryness was measured by means of the residual content in the exhaust air and the process was stopped at approx. 20 ppm. Optionally, this drying step can be carried out continuously, by drying on a conveyor sieve or a sieve disc.
Zur Entfernung des Lösemittels mittels Vakuum-Gefriertrocknung wurden die Partikel alternativ in einem Gefäß am unteren Ende des Sprühturms für die darauf folgende Gefriertrocknung gesammelt. Hierbei wurden die gefrorenen Partikel für 48 Stunden in einem Alpha 1-4 LSC Plus Gefriertrockner (Martin Christ, Deutschland) bei einem Vakuum von 0,1 mbar und einer Kondensatortemperatur von -52°C lyophilisiert. Im Nachfolgenden werden beide Prozesse als Gefriertrocknung bezeichnet.To remove the solvent by means of vacuum freeze drying, the particles were alternatively collected in a vessel at the lower end of the spray tower for the subsequent freeze drying. The frozen particles were lyophilized for 48 hours in an Alpha 1-4 LSC Plus freeze dryer (Martin Christ, Germany) at a vacuum of 0.1 mbar and a condenser temperature of -52 ° C. In the following, both processes are referred to as freeze-drying.
Rasterelektronenmikroskopische Analyse (REM):Scanning electron microscopic analysis (SEM):
Ein Hitachi SU3500 REM (Hitachi Ltd., Tokyo, Japan) wurde genutzt, um die Oberflächenmorphologie der sprühgefriergetrockneten Proben zu betrachten. Die Proben wurden auf einem Aluminiumteller mit doppelseitigem Klebeband befestigt und mittels eines Polaron SC7640 Sputter Coater (Quorum Technologies Ltd., Newhaven, UK) in einer ArgonAtmosphäre mit Gold beschichtet.A Hitachi SU3500 SEM (Hitachi Ltd., Tokyo, Japan) was used to view the surface morphology of the spray-freeze dried samples. The samples were attached to an aluminum plate with double-sided adhesive tape and coated with gold using a Polaron SC7640 sputter coater (Quorum Technologies Ltd., Newhaven, UK) in an argon atmosphere.
Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC):Dynamic differential calorimetry (DSC):
Eine Mettier Toledo DSC2 (Columbus, OH, USA) wurde für die Thermoanalysen genutzt. Die Kalibrierung erfolgte mit Indium als Standard. Nicht hermetisch geschlossene Aluminumtiegel wurden mit 5- 10 mg Probe gefüllt und analysiert. Nach einer Equilibrierzeit von 2 Minuten bei 25°C wurden die Proben bis 110 °C im Fall von Fenofibrat bzw. 170°C für Celecoxib, Chloramphenicol und Clotrimazol bei 5 K/min geheizt. Danach erfolgte ein Abkühlschritt zurück auf 25°C. Die Auswertung der Schmelzpeaks wurde im ersten Heizzyklus durchgeführt. Das Programm STARcsw 13.0 wurde zur Auswertung der Ergebnisse genutzt.A Mettier Toledo DSC2 (Columbus, OH, USA) was used for the thermal analyzes. The calibration was carried out with indium as the standard. Non-hermetically sealed aluminum crucibles were filled with 5-10 mg sample and analyzed. After an equilibration time of 2 minutes at 25 ° C., the samples were heated to 110 ° C. in the case of fenofibrate and 170 ° C. for celecoxib, chloramphenicol and clotrimazole at 5 K / min. After that there was a cooling step back to 25 ° C. The evaluation of the melting peaks was carried out in the first heating cycle. The STARcsw 13.0 program was used to evaluate the results.
Röntgenpulverdiffraktometrie (XRPD):X-ray powder diffractometry (XRPD):
Die Röntgenpulverdiffraktometrie wurde mittels eines X'Pert Philips (X'Pert Philips Analytical B.V., Almelo, Niederlande) Geräts durchgeführt. Folgende Konfiguration wurde verwendet: Transmission-Reflection-Spinner, gescannter Winkelbereich von 4° 28 bis 45° 28, Generator-input 40 mA und 45 kV. Die Daten wurden mit dem Programm PANalytical X'Pert HighScore Plus, Version 2.2.c bearbeitet.The X-ray powder diffractometry was carried out using an X'Pert Philips (X'Pert Philips Analytical B.V., Almelo, Netherlands) device. The following configuration was used: Transmission-Reflection-Spinner, scanned angular range from 4 ° 28 to 45 ° 28,
Beispiel 1: Herstellung sprüh-gefriergetrockneter pharmazeutischer Partikel umfassend Fenofibrat, Chloramphenicol, Clotrimazol und CelecoxibExample 1: Production of spray-freeze-dried pharmaceutical particles comprising fenofibrate, chloramphenicol, clotrimazole and celecoxib
Die Wirkstoffe Fenofibrat, Chloramphenicol, Clotrimazol und Celecoxib wurden jeweils mit einer Konzentration von 5% (w/V) in tert.-Butanol gelöst und die Lösungen mit einer Konzentration von 5% Polyvinylpyrrolidon (PVP, Kollidon® 25) versetzt. Die Lösungen wurden wie oben beschrieben unter Verwendung eines Düsendurchmessers von 100 µm mittels einer Düse in kalte Luft (- 100 °C) in den Sprühturm gesprüht und anschließend gefriergetrocknet.The active ingredients fenofibrate, chloramphenicol, clotrimazole and celecoxib were each dissolved in tert-butanol at a concentration of 5% (w / v) and the solutions were mixed with a concentration of 5% polyvinylpyrrolidone (PVP, Kollidon® 25). The solutions were sprayed into the spray tower as described above using a nozzle diameter of 100 μm by means of a nozzle in cold air (−100 ° C.) and then freeze-dried.
Es konnte festgestellt werden, dass der Sprüh-Gefriertrocknungsprozess aus tert.-Butanol mit allen untersuchten Arzneistoffen erfolgreich war. Rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen bestätigten, dass jeweils sphärische Partikel von Fenofibrat, Chloramphenicol, Clotrimazol und Celecoxib mit rauen Oberflächen erhalten wurden. Alle Partikel zeigten im Inneren eine poröse Struktur.It was found that the spray-freeze-drying process from tert-butanol was successful with all of the drugs investigated. Scanning electron micrographs confirmed that spherical particles of fenofibrate, chloramphenicol, clotrimazole and celecoxib with rough surfaces were obtained. All particles showed a porous structure inside.
Der Schmelzpunkt der sprüh-gefriergetrockneten Partikel sowie der reinen Wirkstoffe Fenofibrat, Chloramphenicol, Clotrimazol und Celecoxib sowie PVP wurde mittels Differenzkalorimetrie (DSC) bestimmt. Hierbei zeigten die reinen Wirkstoffe wie erwartet einen scharfen Schmelzpunkt, während PVP keinen nachweisbaren Schmelzpunkt zeigte. Bei den sprüh-gefriergetrockneten Partikeln zeigten die Partikel mit Chloramphenicol, Clotrimazol und Celecoxib keinen nachweisbaren Schmelzpunkt, was das Vorliegen amorpher Partikel anzeigt. Die Partikel enthaltend Fenofibrat zeigten einen schwachen aber signifikanten Schmelzpunkt, was auf eine teilweise kristalline Struktur schließen lässt. Die Struktur der Partikel wurde weiter mittels Röntgenpulverdiffraktometrie untersucht.The melting point of the spray-freeze-dried particles and the pure active ingredients fenofibrate, chloramphenicol, clotrimazole and celecoxib as well as PVP was determined by means of differential calorimetry (DSC). As expected, the pure active ingredients showed a sharp melting point, while PVP showed no detectable melting point. In the case of the spray-freeze-dried particles, the particles with chloramphenicol, clotrimazole and celecoxib showed no detectable melting point, which indicates the presence of amorphous particles. The particles containing fenofibrate showed a weak but significant melting point, which suggests a partially crystalline structure. The structure of the particles was further investigated by means of X-ray powder diffractometry.
Die
Beispiel 2: Untersuchung der Auflösung sprüh-gefriergetrockneter Celecoxib-PartikelExample 2: Investigation of the dissolution of spray-freeze-dried celecoxib particles
Die Freisetzungsbestimmung wurde mittels einer maßangefertigten Freisetzungsapparatur durchgeführt. Die Freisetzungsgefäße wurden mit einem Volumen von 20,0 ml der gemäß Beispiel 1 hergestellten Celecoxib-Partikel vollständig gefüllt. Als Medium wurde ein Phosphatpuffer mit pH 6,8 gewählt, welches mit einem Blattrührer mit 75 rpm gerührt wurde. Die sprühlyophilisierten Proben wurden direkt in das Medium gegeben. Für die Quantifizierung der Probe wurde ein UV-Vis Spektroskop Agilent Cary 8454 (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) bei der Wellenlänge 255nm (Celecoxib) genutzt. Zum Vergleich wurde eine physikalische Mischung aus 50 Gew.-% Celecoxib und 50 Gew.-% Polyvinylpyrrolidon untersucht. Zu verschiedenen Zeitpunkten im Bereich von 5 bis 360 Minuten wurde jeweils 1,0 ml Probe entnommen, durch 1,0 ml frischen Phosphatpuffer ersetzt und die Probe UV-metrisch auf den Wirkstoffgehalt untersucht.The release determination was carried out using a custom-made release apparatus. The release vessels were completely filled with a volume of 20.0 ml of the celecoxib particles produced according to Example 1. A phosphate buffer with pH 6.8, which was stirred with a paddle stirrer at 75 rpm, was selected as the medium. The spray lyophilized samples were added directly to the medium. An Agilent Cary 8454 UV-Vis spectroscope (Agilent Technologies, Santa Clara, CA, USA) at a wavelength of 255 nm (Celecoxib) was used to quantify the sample. For comparison, a physical mixture of 50% by weight celecoxib and 50% by weight polyvinylpyrrolidone was investigated. At different times in the range from 5 to 360 minutes, a 1.0 ml sample was taken, replaced by 1.0 ml fresh phosphate buffer and the sample was examined UV-metrically for the active ingredient content.
Die
Beispiel 3: Untersuchung unterschiedlicher Feststoffanteile bei variierender DüsengrößeExample 3: Investigation of different solids contents with varying nozzle size
Lösungen mit unterschiedlichen Feststoffkonzentrationen an Polyvinylpyrrolidon (PVP, Kollidon® 25) und Mannitol wurden jeweils in Wasser hergestellt und wie oben beschrieben unter Verwendung von Düsendurchmessern von 20 µm, 50 µm oder 100 µm mittels einer Düse in kalte Luft (- 100 °C) in den Sprühturm gesprüht und anschließend gefriergetrocknet. 3.1 Bestimmung des Böschungswinkels und der SphärizitätSolutions with different solids concentrations of polyvinylpyrrolidone (PVP, Kollidon® 25) and mannitol were each prepared in water and as described above using nozzle diameters of 20 µm, 50 µm or 100 µm by means of a nozzle in cold air (-100 ° C) in sprayed the spray tower and then freeze-dried. 3.1 Determination of the angle of repose and the sphericity
Die Schütt- oder Böschungswinkelmessung wurde nach dem im Europäischen Arzneibuch (Ph. Eur. 2.9.36) beschriebenen empfohlenen Verfahren für die Bestimmung des Schüttwinkels durchgeführt. Die Auswertung erfolgte über eine Fotografie der Probe nachdem sie durch einen Trichter auf eine ebene Oberfläche gerieselt wurde. Das Befüllen des fixierten Trichters erfolgte langsam und vom oberen Trichterrand aus um den Aufprall der Partikel auf den Probengipfel zu minimieren. Die Position der Kamera wurde so gewählt, dass sich die Linse stets in einer Ebene mit der glatten Oberfläche befand. Die Auswertung erfolgte über ein Bildbearbeitungsprogramm. Dabei wurden Linien entlang der Böschung des Hügels gezeichnet um aus ihrem Schnittpunkt die Höhe zu bestimmen, sowie die Basis um den Durchmesser der Kegelgrundfläche zu bestimmen.The angle of repose or repose angle measurement was carried out according to the recommended procedure described in the European Pharmacopoeia (Ph. Eur. 2.9.36) for determining the angle of repose. The evaluation was carried out using a photograph of the sample after it had been trickled onto a flat surface through a funnel. The fixed funnel was filled slowly and from the upper edge of the funnel in order to minimize the impact of the particles on the top of the sample. The position of the camera was chosen so that the lens was always in a plane with the smooth surface. The evaluation was carried out using an image processing program. Lines were drawn along the slope of the hill to determine the height from their intersection, as well as the base to determine the diameter of the conical base.
Die Bestimmung der Sphärizität erfolgte mittels des Partikelgrößenmessgeräts Camsizer X2 (Retsch Technology, Haan). Hierbei wurden Bilder einzelner Partikel aufgenommen und über die Gesamtheit ausgewertet. Die Berechnung der Sphärizität erfolgte über die folgende Formel: Sphärizität = (4*π*Partikelfläche)/(Partikelumfang)2.The sphericity was determined using the Camsizer X2 particle size measuring device (Retsch Technology, Haan). Here, images of individual particles were recorded and evaluated over the whole. The sphericity was calculated using the following formula: sphericity = (4 * π * particle area) / (particle circumference) 2 .
Weiterhin wurden der mittlere Tropfendurchmesser sowie die Breite der Partikelgrößen-Verteilung (SPAN) bestimmt. Hierbei wurden aus der Summe aller Einzelpartikelmessungen der volumetrische D50-Wert bestimmt, sowie der die Polydispersität wiedergebende Span mittels der im Camsizer X2 verwendeten Standardberechnung ermittelt.The mean droplet diameter and the width of the particle size distribution (SPAN) were also determined. The volumetric D50 value was determined from the sum of all individual particle measurements, and the span representing the polydispersity was determined using the standard calculation used in the Camsizer X2.
Die folgende Tabelle 1 fasst die verwendeten Zusammensetzungen, Düsenöffnungen, sowie die bestimmten Böschungswinkel, Sphärizität, Tropfendurchmesser und Breite der Partikelgrößen-Verteilung (SPAN) zusammen:
Tabelle 1: Parameter der Partikel mit unterschiedlichem Feststoffgehalt:
Die
Bestimmung des FließverhaltensDetermination of the flow behavior
Die Fließfähigkeit der 15 Proben wurde an einem ERWEKA-Granulatflusstester mit einer Trichteröffnung von 10 mm gemessen. Die Proben wurden jeweils auf einer Analysenwaage auf 0,250 g eingewogen und vermessen. Proben, welche nicht flossen wurden mit „#na“ markiert. Die Messung wurde nach Vorgabe des Europäischen Arzneibuchs (PhEur 2.9.16) mit einem Trichter, dessen Öffnung 1,0 cm breit ist, durchgeführt.The flowability of the 15 samples was measured on an ERWEKA granulate flow tester with a funnel opening of 10 mm. The samples were each weighed to 0.250 g on an analytical balance and measured. Samples that did not flow were marked with "#na". The measurement was carried out according to the specifications of the European Pharmacopoeia (PhEur 2.9.16) with a funnel with an opening 1.0 cm wide.
Die
Die Messung der Fließfähigkeit wurde wiederholt, wobei anstelle einer 1,0 cm Trichteröffnung eine 0,6 cm Trichteröffnung verwendet wurde. Es wurde die jeweils gesamte Probenmasse vermessen. In den Auffangbereich des Flusstesters wurde eine tarierte Schale gelegt, sodass die geflossene Pulvermasse anschließend genau abgewogen werden konnte. Die
Beispiel 4: Bestimmung des maximalen FeststoffanteilsExample 4: Determination of the maximum solids content
Lösungen mit unterschiedlichen Feststoffkonzentrationen an Polyvinylpyrrolidon (PVP, Kollidon® 25), Mannitol, Saccharose oder deren Gemischen wurden jeweils in Wasser hergestellt und wie oben beschrieben unter Verwendung eines Düsendurchmessers von 100 µm mittels einer Düse in kalte Luft (- 100 °C) in den Sprühturm gesprüht und anschließend gefriergetrocknet.Solutions with different solids concentrations of polyvinylpyrrolidone (PVP, Kollidon® 25), mannitol, sucrose or mixtures thereof were each prepared in water and, as described above, using a nozzle diameter of 100 μm by means of a nozzle in cold air (-100 ° C) in the Spray tower sprayed and then freeze-dried.
Die Bestimmung des Böschungswinkels wurde wie unter Beispiel 3.1 beschrieben nach dem im Europäischen Arzneibuch (Ph. Eur. 2.9.36) beschriebenen Verfahren durchgeführt, die Bestimmung der Sphärizität mittels des Partikelgrößenmessgeräts Camsizer X2 (Retsch Technology, Haan). Ebenso wurden der mittlere Tropfendurchmesser sowie die Breite der Partikelgrößen-Verteilung (SPAN) wie unter Beispiel 3.1 beschrieben bestimmt.The slope angle was determined as described in Example 3.1 using the method described in the European Pharmacopoeia (Ph. Eur. 2.9.36), and the sphericity was determined using the Camsizer X2 particle size measuring device (Retsch Technology, Haan). The mean droplet diameter and the width of the particle size distribution (SPAN) were also determined as described under Example 3.1.
Die folgende Tabelle 2 fasst die verwendeten Zusammensetzungen, sowie die bestimmten Böschungswinkel, Sphärizität, Tropfendurchmesser und Breite der Partikelgrößen-Verteilung (SPAN) zusammen:
Tabelle 2: Parameter der Partikel mit hohem Feststoffgehalt:
Die
Beispiel 5: Bestimmung unterschiedlicher Wirk- und Hilfsstoffkonzentrationen in tert.-ButanolExample 5: Determination of different concentrations of active ingredients and auxiliaries in tert-butanol
Lösungen mit unterschiedlichen Feststoffkonzentrationen an Polyvinylpyrrolidon (PVP, Kollidon® 25) und dem Wirkstoff Celecoxib wurden jeweils in tert.-Butanol hergestellt und wie oben beschrieben unter Verwendung eines Düsendurchmessers von 200 µm mittels einer Düse in kalte Luft (- 100 °C) in den Sprühturm gesprüht und anschließend gefriergetrocknet. Die Bestimmung des Schüttwinkels, der Sphärizität, des mittleren Tropfendurchmesser sowie die Breite der Partikelgrößen-Verteilung (SPAN) wurden wie unter Beispiel 3.1 beschrieben durchgeführt.Solutions with different solids concentrations of polyvinylpyrrolidone (PVP, Kollidon® 25) and the active ingredient celecoxib were each prepared in tert-butanol and, as described above, using a nozzle diameter of 200 μm by means of a nozzle in cold air (-100 ° C) in the Spray tower sprayed and then freeze-dried. The determination of the angle of repose, the sphericity, the mean droplet diameter and the width of the particle size distribution (SPAN) were carried out as described under Example 3.1.
Die folgende Tabelle 3 fasst die verwendeten Zusammensetzungen, sowie die bestimmten Böschungswinkel, Sphärizität, Tropfendurchmesser und Breite der Partikelgrößen-Verteilung (SPAN) zusammen:
Tabelle 3: Parameter der Partikel mit unterschiedlicher Wirk- und Hilfsstoffkonzentrationen:
Die
Beispiel 6: Verwendung von Hydroxypropylcellulose als StabilisatorExample 6: Use of hydroxypropyl cellulose as a stabilizer
Eine Lösung von 5% (w/V) niedrig-viskose Hydroxypropylcellulose (HPC-SSL) und 5% (w/V) Celecoxib wurde in tert.-Butanol hergestellt und wie oben beschrieben unter Verwendung eines Düsendurchmessers von 200 µm mittels einer Düse in kalte Luft (- 100 °C) in den Sprühturm gesprüht und anschließend gefriergetrocknet. Schüttwinkel, Sphärizität, mittlerer Tropfendurchmesser und Breite der Partikelgrößen-Verteilung (SPAN) wurden wie unter Beispiel 3.1 beschrieben bestimmt.A solution of 5% (w / V) low-viscosity hydroxypropyl cellulose (HPC-SSL) and 5% (w / V) Celecoxib was prepared in tert-butanol and, as described above, using a nozzle diameter of 200 μm by means of a nozzle in cold air (- 100 ° C) sprayed into the spray tower and then freeze-dried. Angle of repose, sphericity, mean droplet diameter and width of the particle size distribution (SPAN) were determined as described under Example 3.1.
Die folgende Tabelle 4 fasst die verwendete Zusammensetzung, sowie die bestimmten Böschungswinkel, Sphärizität, Tropfendurchmesser und Breite der Partikelgrößen-Verteilung (SPAN) zusammen:
Tabelle 4: Parameter der Partikel unter Verwendung von Hydroxypropylcellulose:
Die
Beispiel 7: Sprüh-gefriertrocknung mit atmosphärischer SublimationExample 7: Spray freeze drying with atmospheric sublimation
Eine Lösung von 5% (w/V) PVP und 5% (w/V) Celecoxib wurde in tert.-Butanol hergestellt und wie oben beschrieben unter Verwendung eines Düsendurchmessers von 200 µm mittels einer Düse in kalte Luft (- 100 °C) in den Sprühturm gesprüht. Die gefrorenen Partikel wurden nach dem Absetzen in einem gekühlten Gefäß am unteren Ende des Sprühturms auf einem Sieb mit der Maschenweite von 20µm gesammelt und mittels atmosphärischer Sublimation getrocknet. Hierbei wurden die gefrorenen Partikel für 60 Stunden in demselben Turm belassen und mit Stickstoff bei einem Gasfluss von 60 1 min-1 und einer Temperatur von 15°C lyophilisiert. Schüttwinkel, Sphärizität, mittlerer Tropfendurchmesser und Breite der Partikelgrößen-Verteilung (SPAN) wurden wie unter Beispiel 3.1 beschrieben bestimmt.A solution of 5% (w / V) PVP and 5% (w / V) Celecoxib was prepared in tert-butanol and placed in cold air (- 100 ° C) as described above using a nozzle diameter of 200 µm. sprayed into the spray tower. After settling, the frozen particles were collected in a cooled vessel at the lower end of the spray tower on a sieve with a mesh size of 20 μm dried by means of atmospheric sublimation. The frozen particles were left in the same tower for 60 hours and lyophilized with nitrogen at a gas flow of 60 1 min -1 and a temperature of 15 ° C. Angle of repose, sphericity, mean droplet diameter and width of the particle size distribution (SPAN) were determined as described under Example 3.1.
Die folgende Tabelle 5 fasst die verwendete Zusammensetzung, sowie die bestimmten Böschungswinkel, Sphärizität, Tropfendurchmesser und Breite der Partikelgrößen-Verteilung (SPAN) zusammen:
Tabelle 5: Parameter der Partikel unter Verwendung von atmosphärischer Sublimation:
Die
Beispiel 8: Sprüh-Gefriertrocknung eines Proteins mittels atmosphärischer Sublimation und Vakuum-GefriertrocknungExample 8: Spray-freeze-drying of a protein by means of atmospheric sublimation and vacuum-freeze-drying
Eine Lösung von 5% (w/V) Mannitol, 2,5 % (w/V) Kollidon® 12 PF und 1% (w/V) Lysozym wurde in Wasser hergestellt und wie oben beschrieben unter Verwendung eines Düsendurchmessers von 200 µm mittels einer Düse in kalte Luft (- 100 °C) in den Sprühturm gesprüht. Die gefrorenen Partikel wurden nach dem Absetzen in einem gekühlten Gefäß am unteren Ende des Sprühturms auf einem Sieb mit der Maschenweite von 20µm gesammelt und mittels atmosphärischer Sublimation getrocknet. Hierbei wurden die gefrorenen Partikel für 24 Stunden im Turm belassen und mit Stickstoff bei einem Gasfluss von 60 L min-1 und einer Temperatur von -10°C lyophilisiert.A solution of 5% (w / v) mannitol, 2.5% (w / v) Kollidon® 12 PF and 1% (w / v) lysozyme was prepared in water and as described above using a nozzle diameter of 200 μm by means a nozzle in cold air (- 100 ° C) in the spray tower. After settling, the frozen particles were collected in a cooled vessel at the lower end of the spray tower on a sieve with a mesh size of 20 μm and dried by means of atmospheric sublimation. The frozen particles were left in the tower for 24 hours and lyophilized with nitrogen at a gas flow of 60 L min -1 and a temperature of -10 ° C.
In einem parallen versuch wurde die Lösung unter identischen Bedingungen versprüht und zur Entfernung des Lösemittels mittels Vakuum-Gefriertrocknung wurden die gefrorenen Partikel in einem Gefäß am unteren Ende des Sprühturms gesammelt, in einen Alpha 1-4 LSC Plus Gefriertrockner (Martin Christ, Deutschland) überführt und für 24 Stunden bei einem Vakuum von 0,1 mbar lyophilisiert.In a parallel experiment, the solution was sprayed under identical conditions and to remove the solvent by means of vacuum freeze drying, the frozen particles were collected in a vessel at the lower end of the spray tower and transferred to an Alpha 1-4 LSC Plus freeze dryer (Martin Christ, Germany) and lyophilized for 24 hours at a vacuum of 0.1 mbar.
Anschließend wurde bestimmt, wieviel Aggregat, bzw. wieviel verbleibendes Monomer des Proteins nach Rekonstitution mit Wasser aus der Formulierung erhalten werden können. Dies wurde mittels Größenausschluss-Chromatographie (oder Gel-Permeations-Chromatographie) unter Verwendung einer AdvanceBio SEC 300Å 7.8 x300 mm Säule, in einem Waters 2996 Photodiode Array (UV-Vis) Detektor bei 280 nm, bei einer Flussrate von 0,5 ml/min unter Verwendung eines 200 mM Phosphatpuffer, pH 7,0, bestimmt.It was then determined how much aggregate or how much remaining monomer of the protein can be obtained from the formulation after reconstitution with water. This was determined by size exclusion chromatography (or gel permeation chromatography) using an AdvanceBio SEC 300Å 7.8 x300 mm column, in a Waters 2996 photodiode array (UV-Vis) detector at 280 nm, at a flow rate of 0.5 ml / min using a 200 mM phosphate buffer, pH 7.0.
Die
Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass sprüh-gefriergetrocknete pharmazeutische Partikel aus einer Lösung in tert.-Butanol oder Wasser mit einem Feststoffgehalt an Wirkstoff und Hilfsstoff im Bereich von 1,5 % bis 60 % (m/V) einem mittleren Durchmesser von 30 µm bis 500 µm mit guter Sphärizität und Fließfähigkeit hergestellt werden können.Overall, the results show that spray-freeze-dried pharmaceutical particles from a solution in tert-butanol or water with a solids content of active ingredient and excipient in the range from 1.5% to 60% (m / V) an average diameter of 30 μm to 500 µm can be produced with good sphericity and flowability.
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- WO 2008/032327 A2 [0003]WO 2008/032327 A2 [0003]
- WO 2013/041542 A1 [0003, 0009]WO 2013/041542 A1 [0003, 0009]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- Niwa et al., Chem Pharm Bull (Tokyo), 2012, 60(7), 870-876 [0003]Niwa et al., Chem Pharm Bull (Tokyo), 2012, 60 (7), 870-876 [0003]
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Kap.: 2.9.36 - Fließverhalten von Pulvern. In: Allgemeiner Teil: Monographiegruppen. Bd. 1. 9. Aufl., Grundwerk 2017. Stuttgart, DE : Deutscher Apotheker Verlag, 2017 (Europäisches Arzneibuch - amtliche deutsche Ausgabe). S. 491-495; VII-VIII; Titelseite. - ISBN 978-3-7692-6641-2. * |
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