DE19608012A1 - Stabilisierung von übersättigten Arzneistofflösungen - Google Patents

Description

Sehr viele neuere Arzneistoffe sind schlecht wasserlöslich. Ihre Löslichkeit muß häufig durch geeignete Maßnahmen verbessert werden. Um eine physiologische Verträglichkeit zu gewährleisten wird dabei eine möglichst geringe Hilfsstoffkonzentration angestrebt. Von der Vielzahl der Möglichkeiten der Löslichkeitsverbesserung wird für Parenteralia derzeit zuerst der Zusatz von Kosolventien und Tensiden angewendet. Nur bei nicht zufriedenstellenden Ergebnissen werden andere Möglichkeiten, z. B. die Herstellung einer O/W-Emulsion oder die Komplexbildung mit Cyclodextrinen, zur Herstellung einer flüssigen Form angewendet.

Bei Arzneistofflösungen mit einem hohen Anteil an Kosolventien wird häufig, wenn sie mit Wasser verdünnt oder parenteral injiziert werden, die Löslichkeitskurve überschritten und übersättigte Lösungen gebildet.

Bei geringer Übersättigung befindet sich die Lösung im metastabilen Bereich (Ostwald-Miers-Bereich) in dem keine spontane Keimbildung erfolgt. Ist die Übersättigung solcher Lösungen größer und damit instabil, wird sie durch spontane Kristallisation des Arzneistoffes bis auf die Löslichkeitsgrenze abgebaut. Durch Zusatz von Kristallisationsinhibitoren kann der metastabile Bereich vergrößert werden und der Beginn der Kristallisation, die Keimbildung, und das anschließende Kristallwachstum verzögern oder behindert werden. Bei Applikation der Lösungen in die Blutbahn ist die Gefahr der Kristallisation geringer, da dort die Lösung sofort stark verdünnt wird und eine Löslichkeitsverbesserung durch die Bindung an Plasmaproteine eintreten kann.

Vorteil der Applikation einer bereits übersättigten Lösung ist, neben einer bei gleicher Wirkstoffkonzentration gegenüber gesättigten Lösungen erniedrigten Hilfsstoffkonzentration, eine erhöhte Wirkstoffaktivität und damit eine besonders hohe Resorptiongeschwindigkeit.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Stabilisierung von übersättigten Lösungen durch Hemmung der Kristallisation am Beispiel des Modellarzneistoffes Miconazolnitrat durch einen möglichst geringen Hilfsstoffzusatz zu erreichen. Dazu wurde eine Vielzahl von Zusatzstoffen geprüft und die übersättigten Systeme bezüglich ihrer Stabilität durch Kristallisationsuntersuchungen verglichen.

Miconazol ist ein lokal und systemisch einsetzbares Antimykotikum aus der Gruppe der "Azol-Antimykotika" (Imidazol-Derivate). Die Substanz ist zur Zeit als Base in Form von Tabletten, Mundgel und als Lösungskonzentrat zur Infusion im Handel. Das Nitrat wird als Creme und Puder verwendet. Beide Formen sind nach Angaben des DAB 10 sehr schwer löslich in Wasser.

Miconazol besitzt ein breites Wirkspektrum, das in vitro nahezu alle menschen- und tierpathogenen Pilze umfaßt. Wie andere Imidazolderivate hemmt Miconazol die Biosynthese des Ergosterins, das für den Pilzzellwandaufbau notwendig ist. Dabei wird die Umwandlung von Lanosterin in Ergosterin durch die Cytochrom-P450- abhängige 14α-Demethylase verhindert, indem Miconazol sich an die Häm-Gruppe des Enzyms bindet. Eine fungistatische Wirkung erreicht man mit Konzentrationen ab 10^-8 mol/l Miconazol, einen fungiziden Effekt ab 10^-5 mol/l.

Zur systemischen Therapie sollte, da die enterale Resorption mit 25-30% gering und unsicher ist die intravenöse Therapie gewählt werden. Dabei wird als Tagesdosis je nach Erreger zwischen 600-3600 mg Miconazol empfohlen und als Infusion in 1200-7200 ml zugeführt. Miconazol verteilt sich in alle Gewebe, hat mit 21 l/kg ein hohes Verteilungsvolumen und wird mit mehr als 90% an Plasmaeiweiß gebunden. Die Serumhalbwertszeit beträgt 20-25 Stunden, unbeeinflußt von einer eventuell eingeschränkten Nierenfunktion.

Als das erste systemische anwendbare Azol-Antimykotikum gilt Miconazol noch heute bei zahlreichen Erkrankungen als Medikament der ersten (Infektionen mit Petriellidum boydii) oder zweiten Wahl (systemische Kandidiasis, Kokzidioidomykose). Die Zahl der auftretenden unerwünschten Wirkungen ist allerdings hoch, sie werden bei 6-30% aller Patienten beobachtet. Ein großer Teil, unter anderem Phlebitis, Juckreiz und hämatologische Veränderungen, werden aber auf den im Handelspräparat enthaltenen Löslichkeitsverbesserer Cremophor EL zurückgeführt. Ein Verzicht auf diesen Solubilisator könnte demnach zu einer erheblich verbesserten Verträglichkeit von Miconazolinfusionen führen. Durch Anwendung eines übersättigten wäßrigen Systems, welches erst kurz vor der Applikation aus zwei Lösungen hergestellt wird, ließen sich nicht nur für Miconazol die drei Hauptprobleme bei der Gabe flüssiger Formen schlechtlöslicher Arzneistoffe lösen:

• - unzureichende Konzentration des Arzneistoffes in wäßriger Lösung
• - schlechte Verträglichkeit der üblichen Solubilisatoren
• - Gefahr der Auskristallisation des Wirkstoffs bei der Verdünnung der Lösung mit Blut oder anderen Körperflüssigkeiten

Für die pharmazeutische Anwendung gibt es eine Vielzahl von Methoden zur Herstellung wäßriger Lösungen von schwerlöslichen Arzneistoffen. Die zur Verfügung stehenden Möglichkeiten lassen sich auf Grund ihrer Mechanismen in die Gruppen Änderung der Lösungsmitteleigenschaften, tenidhaltige Systeme, Komplexbildung und Veränderungen am Arzneistoff einteilen.

Problematisch ist bei allen Methoden die physikalische Stabilität der Systeme in Hinblick auf die Lagerungszeit und auf die bei der Anwendung im menschlichen Körper ablaufende Verdünnung, bei der häufig übersättigte Systeme entstehen.

Die am häufigsten verwendete Methode der Löslichkeitsverbesserung ist die Zugabe von Kosolventien. Man versteht unter Kosolventien wasserlösliche organische Substanzen, die weniger polar als Wasser sind und infolgedessen den Löslichkeitsparameter des wäßrigen Lösungsmittelgemisches senken.

Die Kosolventien können nach ihrer Polarität und damit nach ihrem Löslichkeitsparameter eingeteilt werden.

Die Anpassung der Polarität des Lösungsmittelsystems an die Polarität des Wirkstoffes hat jedoch zwei wesentliche Nachteile. Bei Verdünnung der Wirkstofflösung mit Wasser oder Plasma wird die Sättigungskurve meist überschritten und es kommt zur Ausfällung des Wirkstoffes. Dies wurde z. B. bei Nifedipin Tropfen beobachtet, die den Wirkstoff durch Zusatz von polyethylenglykol und Glycerol zur Wasserphase gelöst enthalten.

Kosolventien sind häufig nicht sehr gut verträglich. Dies gilt insbesondere für parenterale Applikation. So können höhere Konzentrationen von Glycerol, Polyethylenglykol oder Propylenglykol zu Gewebsschädigungen durch osmotische Effekte führen. Die unbedenklich anwendbaren Konzentrationen von Kosolventien werden in der Literatur unterschiedlich angegeben.

Die Zugabe hydrotroper Stoffe ist eine weitere Möglichkeit, die Löslichkeit durch Veränderung der Lösungsmitteleigenschaften zu erhöhen. Dabei wird durch die zugesetzten Stoffe die Clusterstruktur des Wassers gestört, der Gehalt an Wasserstoffbrücken erniedrigt, und damit die Zahl der freien Valenzen erhöht Beispiele für in der Pharmazie gebräuchliche Stoffe sind Nicotinamid, Harnstoff, Natriumbenzoat, Polyalkohole (z. B. Sorbitol) und Zucker. Ihre Anwendungsmöglichkeiten sind allerdings gering, da ihr Effekt vergleichsweise klein ist (Erhöhung der Sättigungslöslichkeit um das 2-5 fache) und zudem sehr hohe Konzentrationen notwendig sind, so daß die erhaltenen Lösungen stark hyperton sind.

Da ca. 75% der Arzneistoffe schwache Basen und 20% schwache Säuren sind [Wells 1988], besteht die Möglichkeit durch Einstellung eines geeigneten pH-Wertes die Löslichkeit dieser Arzneistoffe zu erhöhen. Dabei dissoziert das Molekül in Ionen und da Ionen besser wasserlöslich sind, wird die Löslichkeit erhöht. Der pH-Bereich wird durch die notwendige physiologische Verträglichkeit auf den Bereich pH 3-9 eingeschränkt.

Die geringe Hydratation von unpolaren Stoffen in Wasser und die resultierende geringe Löslichkeit kann durch die Bildung von Wirkstoffkomplexen erhöht werden. Die Wechselwirkung zwischen dem Komplex und Wasser tritt an die Stelle der Wechselwirkung des lipophilen Stoffes mit Wasser. Bei geeigneter Wahl der Konzentration des Komplexbildners kann somit die Löslichkeit der Substanz in Wasser erhöht werden.

Gemeinsam ist den Komplexen, daß die Molmasse erhöht wird und dadurch die Diffusionsgeschwindigkeit sinkt. Darüberhinaus ist je nach Stärke der Bindung Wirkstoff und Komplexbildner mit einer reduzierten oder verzögerten Freisetzung bzw. Resorption zu rechnen. Die Komplexbildung kann neben der Löslichkeitsverbesserung und Retardierung auch zur Geschmacksmaskierung und chemischen Stabilisierung der Wirkstoffe herangezogen werden.

Unter Solubilisation versteht man Löslichkeitsverbesserung durch Einschluß der Wirkstoffmoleküle in Mizellen. Besonders im Hinblick auf parenterale Anwendung ist die Verwendung von Tensiden durch ihre Toxizität eingeschränkt. In Tabelle B 2 ist eine Übersicht über handelsübliche Tenside für Parenteralia.

Tab. B 2

Handelsübliche Solubilisatoren für Parenteralia [Lang 1990]

Zur parenteralen Anwendung dürfen nur Tenside kommen, die keine oder nur eine relativ geringe hämolytische Aktivität zeigen. Die in dieser Hinsicht verträglichen Produkte Cremophor EL und Solutol HS 15 sind daneben aber bekannt als Auslöser von anaphylaktischen Reaktionen, was ihre Anwendung einschränkt. Bei dem Blockcopolymerisat Poloxamer 188 ist die Verträglichkeit sehr gut, dafür sind seine solubilisierenden Eigenschaften jedoch nur gering.

Im pharmazeutischen Bereich ist die Anwendung übersättigter Lösungen besonders zur parenteralen Applikation schwerlöslicher Arzneistoffe sinnvoll. Dadurch können Hilfsstoffe eingespart werden, und die Lösungen zeichnen sich durch eine größere physiologische Verträglichkeit aus. Bei dieser Anwendung ist nötig, das metastabile System kurz vor der Applikation durch Vermischen einer konzentrierten Arzneistoff- und einer wäßrigen-Lösung herzustellen, um die Bildung von Kristallen innerhalb eines begrenzten Applikationszeitraumes zu vermeiden. Die Gefahr, daß Wirkstoff nach der Injektion in die Blutbahn auskristallisiert, ist in Gegenwart von Kristallisationinhibitoren kleiner als bei der ausschließlichen Verwendung von Kosolventien zur Löslichkeitsverbesserung. Häufig wirken auch die Plasmaproteine stabilisierend auf die übersättigten Lösungen.

Sinnvoll ist bei pharmazeutischen Anwendung aber auch eine Stabilisierung von übersättigten metastabilen Systemen von polymorphen Arzneistoffen. Die einzelnen Modifikationen können sich hinsichtlich ihrer physikalisch-chemischen und auch ihrer biopharmazeutischen Eigenschaften so grundlegend unterschiedlich verhalten, daß nur von eine bestimmte Modifikation die Anwendung sinnvoll ist. Bei oraler und dermaler Applikation kann die Resorption durch übersättigte Lösungen gesteigert werden, da die Wirkstoffaktivität von übersättigten Lösungen größer ist als die von gesättigten Lösungen und die Resorption allgemein proportional dieser Aktivität ist.

Für solche metastabilen Systeme sind drei verschiedene Wege zur Stabilisierung möglich.

• 1. Vermeidung der Keimbildung, bei Lösungen in Form von Eigenkeimen bei Suspensionen in Form von Keimen der stabilsten Modifikation, während der Herstellung des Produktes.
• 2. Herabsetzung der Keimbildungswahrscheinlichkeit
• 3. Behinderung des Keim- und Kristallwachstums

Bisher fehlen jedoch Methoden der systematischen Stabilisierung solcher Systeme aufgrund der eingeschränkten Meßmöglichkeiten und fehlender Kenntnisse über die Abhängigkeit von substanzspezifischen Eigenschaften. Die am häufigsten verwendeten Maßnahmen sind viskösitätserhöhende Zusatzstoffe und der Zusatz von Substanzen mit ähnlichem Kristallisationsverhalten oder hohen Adsorbtionspotential auf den Molekülen. Die viskositätserhöhenden Stoffe sollen den Diffusionskoeffizienten des gelösten Arzneistoffes herabsetzen. Dabei ist jedoch zu beachten, daß die makroskopische Viskosität des Lösungsmittels sich häufig nicht in der dem Diffusionskoeffizienten zugrundeliegenden Viskosität der submikroskopischen Bereiche zwischen den Molekülen der im allgemeinen verwendeten Linearkolloide widerspiegelt [Führer 1986]. Der Einsatz kristallographisch verwandter Substanzen ist besonders aus der Zuckerdragierung bekannt. Die Kristallisation des Zuckers wird dabei durch Zusatz von Oligosacchariden unterbunden, so daß eine glasklare amorphe und in diesem Zustand metastabile Zuckerhülle entsteht [Albon 1962]. Erfolgreich konnte so auch die Phasentransphormation von Succinyl-sulfathiazol-Modifikationen gehemmt werden. Durch Zusatz von Phthalylsufathiazol konnte die Transformation fast vollständig unterbunden werden, auch wenn man Impfkristalle der stabilsten Modifikation zugegeben hatte. Es handelt sich demnach um eine Wachstumshemmung, die durch Adsorption von Molekülen an der Oberfläche von Keimen erklärt wird [Ebian 1973]. Die Beobachtung, daß chemisch verwandte Substanzen sich in ihrem Kristallisationsverhalten gegenseitig beeinflussen, kann man häufig machen [Carless 1968]. Verwendet wird dieser Effekt auch, um den Kristallhabitus zuverändern. Nach Lahav [1987] kann man bei organischen Kristallen die Wachstumsgeschwindigkeit schnell wachsender Flächen mit strukturähnlichen Zusätzen hemmen, und so zum Beispiel nadelförmige Kristalle in eher blockförmige Kristalle umwandeln, wodurch ihre Filtrierbarkeit verbessert wird. Andererseits ist es auch möglich, daß auf der einen Seite ein derartiger Effekt bei chemisch sehr ähnlichen Substanzen ausbleibt, dafür aber völlig verschiedene Substanzen eine starke Wechselwirkung in Bezug auf ihr Kristallisationverhalten aufeinander ausüben. Es kommt somit also weniger auf die chemische Verwandtschaft als auf eine Ähnlichkeit im Kristallisationsverhalten. Eine Vorhersage über das Kristallisationsverhalten eines Arzneistoffes unter dem Einfluß bestimmter Lösungsmittel oder unter dem Einfluß gezielt zugesetzter Fremdsubstanzen ist bisher noch nicht möglich. In der Literatur sind viele Stoffe beschrieben, die erfolgreich zur Kristallisationshemmung eingesetzt wurden. Tabelle B 4 gibt einen Überblick über die häufigsten eingesetzten Stoffe.

Tab. B 4

Übersicht der in der Literatur verwendeten Kristallisationsinhibitoren

Der in der Pharmazie am häufigsten untersuchte Inhibitor ist Polyvinylpyrollidon (PVP). Für PVP konnte Simonelli [1970] zeigen, daß die zur vollständigen Hemmung nötige Menge Inhibitor linear abhängt von der Übersättigung und eine Funktion des Molekulargewichtes von PVP ist. Die bessere Wirksamkeit von PVP mit niedrigem Molekulargewicht (10000 gegen 40000 und 360000) wird auf den schnelleren Trans­ port des "kleineren PVP′s" zur sich bildenden Kristalloberfläche begründet. Dadurch legt sich eine netzartige Schicht auf den wachsenden Kristall und verhindert so weit­ gehend weiter Anlagerungen der Arzneistoffmoleküle. Selbst nach entfernen von Kristallen aus PVP-haltiger Lösung in reine übersättigte Lösung konnten die so "netzartig-beschichteten" Kristalle begrenzte Zeit nicht wachsen. Neuere Arbeiten zeigen auch die Anwendungsmöglichkeiten von PVP zur Stabilisierung übersättigter Matrices bei transdermalen therapeutischen Systemen [Lipp 1994]. Einen ähnlichen Effekt machen sich verschiedene Fischarten (z. B. Winterflunder und Schellfisch) zu Nutze, um sich bei Temperaturen unter 0°Celsius vor einem Gefrieren der Zellen zu schützen. Sie besitzen spezielle "Frostschutz-Proteine", die sich an entstehende Eiskeime anlagern und sie am Weiterwachsen hindern. So halten sie ihr Zellinneres gezielt im metastabilen Zustand einer unterkühlten Flüssigkeit [Groß 1996].

Bei anorganischen Molekülen ist die Vorhersage wachstumshemmender Zusätze einfacher. Es werden Polyelektrolyte verwendet, die gleichzeitig mit vielen Kationen an der Oberfläche des Kristalles Bindungen formen können. Ein richtiges Verhältnis der ionisierten und protonierten Säure-Gruppen ist dabei sehr wichtig. Wie von Rosmalen [1988] am Beispiel von Gipskristallen mit Polyacrylatzusatz zeigen konnte, sind solche Polyelektrolyte schon in ppm-Konzentrationen wirksam.

Allen Methoden gemeinsam ist aber, daß dabei ein metastabiles System erhalten bleibt, und somit die Bildung einer energetisch günstigeren Form durch Abbau der Übersättigung nur zeitlich begrenzt verhindert werden kann. Auch muß man solche Systeme besonders vor thermischen Belastungen schützen. Sie eignen sich damit besonders für pharmazeutische Anwendungen, bei denen das System unmittelbar vor Applikation hergestellt wird.

Erfindungsgemäß wurde die stabilisierende Wirkung ausgewählter Kristallisationsinhibitoren für übersättigte Arzneistofflösungen gemäß: Patentanspruch 1 gefunden. Hierbei haben sich insbesondere Citruspektin als Kristallisationsinhibitor und Propylenglykolalginate als besonders wirksam erwiesen. Bereits in Konzentrationen von etwa 0,5% verhinderten sie die Bildung eines Niederschlages mehr als zwei Stunden lang in der übersättigten Arzneistofflösung. Mikroskopische und kinetische Indizien deuten darauf hin, daß sowohl die Bildung von Kristallkeimen als auch das Kristallwachstum behindert werden.

Die stabilisierende Wirkung dieser ausgewählten erfindungsgemäßen Kristallisationsinhibitoren wurde durch Trübungsmessung und noch weitere Untersuchungen bestimmt. Dabei wird die Zeitspanne zwischen der Mischung der beiden Flüssigkeiten und dem Auftreten eines erkennbaren Niederschlags gemessen.

Erfindungsgemäß wurden beispielhaft übersättigte Mikonazolnitratlösungen mit einem Gehalt von 300 mg Wirkstoff je 300 ml Lösung durch Verdünnung einer Lösung des Antimykotikums in Macrogol 300 oder Propylenglykol mit dem doppelten Volumenwasser hergestellt, in dem potentielle Inhibitoren der Keimbildung und des Kristallwachstums gelöst waren. Die Größenverteilungen der gebildeten Kristalle wurden durch abtastende Lasermikroskopie in Abhängigkeit von der Zeit gemessen. Daß tatsächlich Übersättigung in der Lösung vorlag, wurde Membrandialyse überprüft. Die Niederschläge aus Schlüsselexperimenten wurden darüber hinaus durch Rasterelektronenmikroskopie und Roentgenbeugungsspektren charakterisiert. So konnten die erfindungsgemäß ausgewählten Kristallisationsinhibitoren gefunden werden, deren stabilisierende effektive Wirkung in dieser Weise bisher nicht bekannt gewesen war.

Die Erfindung wurde experimentell mit Miconazolnitrat - (RS) - 1-[2,4-Dichlor-β-/2,4-dichlorbenzyloxy)phenethyl]-imidazol­ nitrat als Modellarzneistoff, einem lokal und systemisch einsetzbarem Antimykotikum erprobt.

Als Lösungsmittel und Cosolventien wurden Wasser, aus Leitungswasser frisch destilliert, Polyethylenglykol 300, Hüls Marl, Ch. 46 (Macrogol 300 DAB 10), Propylenglykol, Dow Stade, Ch. 0657683-079, eingesetzt. Von den nachfolgend aufgeführten potentiellen Kristallisationsinhibitoren zeigten nur Citruspektin und die Propylenglykolalginate die erfindungsgemäße stabilisierende Wirkung, während so bekannte Hilfsstoffe, wie Polyvinylpyrrolidon oder Maltodextrin sich als ungeeignet im Sinne der Erfindung erwiesen.

Da die zu stabilisierende übersättigte Arzneistofflösung zur parenteralen oder oralen Applikation geeignet sein soll, wurden nur potentielle Kristallisationsinhibitoren verwendet, deren Toxizität gering ist. Es handelt sich mit Ausnahme der Gruppe von Phosphaten um in der Pharmazie gebräuchliche Hilfsstoffe.

• - Apfel- Pektin, Fluka, Buchs Schweiz, Ch. 325649/1893
• - Citrus- Pektin (peel), Buchs Schweiz, Fluka, Ch. 315656/1593
• - β-Cyclodextrin, Fluka, Buchs Schweiz, Ch. 272026 490
• - Dextrin album pulv., Caesar und Loretz, Hilden, Ch. 07099202
• - Gelita Sol P, Deutsche Gelatine Fabrik, Eberbach, Ch. 1494M-01578
• - Glucidex IT 6 (Maltodextrin), Roquefte, Lestrem Frankreich, Ch. 461387
• - Glucidex 17 D (Maltodextrin), Roquefte,Lestrem Frankreich, Ch. 461395
• - Glucidex 29 D Maltodextrin), Roquette, Lestrem Frankreich, Ch. 461405
• - Glucose Monohydrat, Merck, Darmstadt, Ch. 049K14798346
• - Gummi arabicum, Caesar und Loretz, Hilden, Ch. 03655102
• - Karion (Sorbit), Merck, Darmstadt, Ch. 120M482240
• - Kelcoloid LVF (Propylenglykolalginat), Langer & Co, Ritterhude, Ch. 1
• - Kelcoloid S (Propylenglykolalginat), Langer & Co, Ritterhude, Ch. 2
• - Kollidon 12 PF (PVP), BASF, Ludwigshafen, Ch. 12-0538
• - Kollidon 17 PF (PVP), BASF Ludwigshafen, Ch. 12-0538
• - tetra - Natriumdiphosphat 10-Hydrat, Riedel- de Haen, Seelze, Ch. 00740
• - Natriumhexametaphosphat, Fluka, Buchs Schweiz, Ch. 31129411993
• - Pharmagelatine 180 Bloom, Deutsche Gelatine Fabrik, Eberbach, Ch.176656
• - Pluronic F 68, BASF, Ludwigshafen, Ch. PNN-569B
• - Snowflake (Maltodextrin),Cerestar, Krefeld, Ch. C*Pur01915
• - D-Sorbitol, Fluka, Buchs Schweiz, Ch. 11 93Q-02298
• - Synperonic PEIF68(Poloxamer 188), C.H. Erbslöh, Krefeld, Ch. 13934-07441
• - Texamid 558 (Natrium-alginat), Henkel, Düsseldorf, Ch. 303045
• - Tylopur C 30 (Carboxymethylcellulose), Hoechst, Frankfurt, Ch. E11410142
• - Tylopur C 300P (Carboxymethylcellulose), Hoechst, Frankfurt, Ch. E11410184
• - Tylose. MH 50 (MC), Hoechst, Frankfurt, Ch. E11220751
• - Xylit, Caesar und Loretz, Hilden, Ch. 23108302

Die verwendeten Hilfsstoffe hatten mindestens Arzneibuchqualität.

• - Citronensäure anhydricum, Caesar und Loretz, Hilden, Ch. 03191120
• - D-Natriumhydrogenphosphat-dihydrat pro analysi, Merck, Darmstadt Ch. K2884380
• - Kaliumdihydrogenphosphat, Caesar und Loretz, Hilden, Ch. 23335303
• - Natriumhydroxid, Caesar und Loretz, Hilden, Ch. 13562321
• - Kaliumchlorid, Riedel de Haen, Seelze, Ch. 81650
• - Borsäure pro analysi, Merck, Darmstadt, Ch. 820K03799765
• - n-Octanol reinst, Merck, Darmstadt, Ch. 218K17703191
• - Methanol für HPLC, Janssen Chimica, Geel Belgien, Ch. 31067
• - Ammoniumdihydrogenphosphat pro analysi, Fluka, Buchs CH Ch. 321752/1 1292
• - Econazol, Sigma, St. Louis USA, Ch. 18F0670

Tab. C 1

Verwendete Pufferlösungen

Für alle Untersuchungen bei denen übersättigte Lösungen von Miconazolnitrat verwendet wurden, sind zuerst Stammlösungen in Macrogol 300 oder Propylenglykol hergestellt worden. Diese Stammlösungen wurden dann jeweils mit wäßrigen Lösungen für die einzelnen Versuche verdünnt, und somit eine Übersättigung erzielt. Zur Herstellung dieser Stammlösungen wurde das abgewogene Miconazolnitrat unter 24 stündigem Rühren (Magnetrührer Typ RMO, Gerhardt Bonn) bei 60°C±2°C (Wasserbad) gelöst, und höchstens 1 Woche verwendet.

Zur Herstellung der Hilfsstofflösungen wurde frisch destilliertes Wasser verwendet. Auf Grund der verschiedenen Lösungseigenschaften der verwendeten potentiellen Kristallisationsinhibitoren wurden drei verschiedene Verfahren zur Herstellung der wäßrigen Lösungen verwendet.

Methode A: Die abgewogene Menge des festen Hilfsstoffs wurde unter mechanischem Rühren (Laborrührer R2R60 Heidolph mit Schraubenrührblatt 250U/min) zügig in den von Wasser gebildeten Strudel geschüttet. Es wurde so lange gerührt, bis sich eine klare Lösung gebildet hatte. Zur Entgasung wurde die erhaltene Lösung 10 Minuten im Ultraschallbad (Typ Bandelin Sonorex RK 106) behandelt, und in einer Glasflasche verschlossen aufbewahrt und höchstens 3 Tage verwendet. (Ansatzgrößen 100 ml und 1000 ml).

Methode B: Die abgewogene Menge Wasser wurde auf 90°C±3°C (Heizplatte) erhitzt und unter den gleichen Bedingungen wie bei Methode A der Hilfsstoff eingerührt. Die Lösung wurde bis zum Erkalten gerührt. Das verdampfte Wasser wurde ergänzt und ebenfalls 10 Minuten im Ultraschallbad behandelt. Nach dem Abfüllen wurden die Lösungen über Nacht im Kühl­ schrank (6°C±2°C) gelagert und am nächsten Tag auf Partikelfreiheit untersucht, und ebenfalls höchstens 3 Tage verwendet. (Ansatzgrößen 100 ml und 1000 ml).

Methode C: Das Wasser wurde auf 50°C erhitzt und der Hilfsstoff unter den gleichen Bedingungen wie bei Methode A eingerührt. Nach einstündigem Rühren bei konstanter Temperatur wurde die Lösung langsam, unter weiterem Rühren, bis knapp unter die Siedetemperatur erhitzt und diese Temperatur 5 Minuten lang gehalten. Die Lösungen wurden heiß abgefüllt und 12-14 Stunden im Kühlschrank aufbewahrt. Anschließend wurden die Lösungen 30 Minuten bei 6000 U/min zentrifugiert (Zentrifuge Typ UJ3 Heraeus Christ GmbH Osterode /Harz) und partikelfrei filtriert. Zur Gehaltsbestimmung des Inhibitors in der Lösung wurde der Trockenrückstand bestimmt. Dazu wurden in ein konstant gewogenes tariertes Wägeglas 3-5 Gramm Inhibitorlösung genau eingewogen und bis zur Massenkonstanz bei 100°C ± 2°C (Trockenschrank) getrocknet. Die in Tab. C 2 aufgeführten Ergebnisse sind jeweils Mittelwerte aus drei Bestimmungen. (Ansatzgrößen 100 ml und 800 ml).

Tab. C 2

Übersicht Herstellung wäßrige Inhibitorlösungen

Die potentiellen Kristallisationsinhibitoren wurden in einem visuellen-optischen- Verfahren auf ihre Wirksamkeit geprüft. Wichtiges Kriterium für diese Versuche war mit kleinen Mengen Miconazolnitrat (im mg-Bereich) eine Vielzahl von möglichen Inhibitoren zu testen.

Meßgerät

Visuelle Trübungsmeßapparatur Optima bestehend aus:

• - Ampullenprüfgerät Optima, Simplex Apparate
• - Magnetrührgerät Typ RMO, Gerhardt mit Magnetrührstäbchen 15 × 6 mm
• - Rollrandglas 10 ml, 45 × 23 mm

Meßmethode

Das Ampullen-Prüfgrerät Optima verfügt, zur deutlichen Sichtbarmachung von Partikeln im Dunkelfeld, über zwei Polarisationsfilter und eine 2 fach vergrößernde Lupe (→Abb C 4). Zur Versuchsdurchführung wurde die Apparatur in abgedunkelter Umgebung ohne Tageslicht verwendet. Die Polarisationsfilter wurden auf den maximalen Polarisationsgrad, d. h. auf die nahezu vollständige Verdunklung des Gesichtsfeldes eingestellt. Entstehen in dem zwischen den Filtern befindlichen Rollrandglas Partikel, so leuchten diese im polarisierten Licht auf. Alternativ wurden die Proben auch mit Hilfe einer Partikelprüflampe nach der DAC-Probe 5, visuelle Prüfung auf Schwebeteilchen in Parenteralia, Typ Kaltlichtleuchte STK 215N 100001, Waldmann Schwenningen, untersucht. Der Versuchsablauf wurde folgendermaßen standardisiert:

Schema C 2

Standardvorschrift visuelle Trübungsmessung

Abb. C 4

Versuchsaufbau visuelle Methode

Die Viskosität und die Oberflächenspannung der Inhibitorlösungen wurde im Hinblick auf einen möglichen Zusammenhang mit dem Mechanismus der Kristallisations­ hemmung untersucht. Die Ergebnisse der Messungen können weiterhin auch Hinweise auf die physiologische Verträglichkeit und Applizierbarkeit der Lösungen geben.

Sehr hohe Viskositäten können die parenterale Anwendung einschränken. Deshalb wurden auch verschiedene parenteral verwendete Lösungen zum Beispiel Plasmaexpander, als Vergleich vermessen. Für die Plasmaexpander Handelspräparate aus Dextran 40 und 60 und aus Hydroxyethylstärke wurden kinematische Viskositäten von 3,6 bis 6,0 mm²/s gefunden, die im Bereich der Viskosität von menschlichem Blut (ca. 4,75 mm²/s [Ciba 1979]) liegen. Die in der folgenden Tabelle D 6 aufgeführten Meßergebnisse sind jeweils Mittel­ werte aus Dreifachbestimmungen der wirkungsvollsten Inhibitoren. Zur weiteren Charakterisierung der Inhibitorlösungen wurde der jeweilige pH-Wert gemessen.

Tab. D 6

Viskosität und pH-Wert wäßriger Inhibitor-Lösungen

Mit Ausnahme der Citrus-Pektin Lösung liegen die Viskositäten aller Lösungen im Bereich der im Handel befindlichen Plasmaexpander oder darunter. Die ermittelten pH-Werte der vermessenen Inhibitorlösungen befanden sich alle im physiologisch verträglichen Bereich von 3-7 (→Tab. D 6).

Die Trübungsmessungen wurden zur Charakterisierung der übersättigten Miconazolnitratlösungen durchgeführt. Durch die Änderung der Trübung mit der Zeit können Erkenntnisse über die Stabilität solcher übersättigten Lösungen und eine mögliche Kristallisationshemmung gewonnen werden.

Ziel der visuellen Prüfung war, eine Vielzahl von möglichen Kristallisations­ inhibitoren auf ihre Wirksamkeit zu testen. In den folgenden zwei Abbildungen sind die Ergebnisse der erfolgversprechendsten potentiellen Inhibitoren für propylenglykol- und polyethylenglykolhaltige Lösungen aufgeführt. Nach der unter Kap. C 4.1.1 beschriebenen Standardvorschrift wurden bei jeder Lösung zwei charakteristische Zeitpunkte bestimmt. Als Maß für die Geschwindigkeit der Bildung von Kristallkeimen wurde die Zeit bis zur ersten Trübung (→Abb. D 5 und D 6 "Trübung") bestimmt und als Maß der Wachstumsgeschwindigkeit der Zeitpunkt der Bildung von erkennbaren Einzelpartikeln (→Abb D 5 und D 6 "Kristalle"). Zu Beginn eines jeden Versuchstages wurde als Referenzversuch eine Versuchsreihe, mit Miconazolnitrat-Lösung in Macrogol und Propylenglykol mit reinem Wasser gemischt, durchgeführt. Dadurch wurde die Erkennung der Meßpunkte (Trübung, Einzelpartikel) erleichtert. Der Versuchszeitraum war auf 900 Sekunden begrenzt. War bis zu dem Zeitpunkt keine Trübung oder keine Einzelpartikel erkennbar wurde als Wert 900 Sekunden aufgetragen. Die Einzelergebnisse sind im Kapitel G Anhang D 1 aufgeführt.

Die Variabilität der Versuchsergebnisse wurde wesentlich von zwei Punkten beeinflußt

• - der Subjektivität des Betrachters, die individuellen Schwankungen unterworfen ist
• - der Keimbildung, die ein stochastischer Vorgang ist und besonders bei langer Keimbildungszeit großen Schwankungen unterworfen ist.

Obwohl die Versuchsergebnisse deshalb großen Schwankungen unterworfen sind, eignet sich der Versuchsansatz zur Beurteilung der Wirksamkeit von Inhibitorlösungen, da dafür der Zeitpunkt entscheident ist, vor dem in keinem Versuch eine Trübung und Kristallisation festgestellt werden kann.

Die Meßergebnisse für Miconazolnitrat in Propylenglykol sind in Abbildung D 5 wiedergegeben.

Ohne Zugabe eines Inhibitors zum Wasser vergingen nach Verdünnung der Propylenglykollösungen 88-193 Sekunden bis zur Trübung und 120-219 Sekunden bis zur Erkennung von Einzelpartikeln. Durch Zusatz von Kelcoloid S, Kelcoloid LVF und Citrus-Pektin wurde die Kristallisation über den untersuchten Zeitraum gehemmt.

Alle Inhibitoren waren mit Propylenglykol verträglich, durch Macrogol 300 wurden Maltodextrin IT 6 und 17 D bei der Verdünnung ausgefällt. Diese Kombinationen waren deshalb unbrauchbar. In Abbildung 6 sind die Versuchsergebnisse der Macrogol-Versuche dargestellt.

Im Gegensatz zu den Versuchen mit Propylenglykol trat mit Macrogol 300 bei allen Versuchen ohne Inhibitorzusatz eine sofortige Trübung auf. Die Zeitintervalle bis zum Auftreten der ersten sichtbaren Einzelpartikel waren dagegen mit 330-415 Sekunden größer. Die Kristallwachstumsgeschwindigkeit in Macrogol 300-Wasser- Mischungen ist also kleiner als in propylenglykolhaltigen Lösungen.

Die Kristallisation ließ sich bei dem Versuchsansatz mit Kelcoloid S, Citrus-Pektin und mit Maltodextrin 29 D in den verwendeten Konzentrationen über den gewählten Versuchszeitraum vollständig hemmen. Bei allen Stoffen, die in den visuellen Versuchen die Kristallisation deutlich hemmten, wurden durch elektrooptische Trübungsmessungen die Nukleationszeit und das Kristallwachstum über einen längeren Zeitraum quantitativ untersucht. Diese Methode ist nicht subjektiven Schwankungen unterworfen, hat aber den Nachteil, daß die elektro-optische Methode, im Gegensatz zum menschlichen Auge, nicht in der Lage ist zwischen Luftblasen und Feststoffpartikeln zu unterscheiden.

Abb. D 5

Visuelle Trübungsmessung von Miconazol-Propylenglykol-Lösungen

Abb. D 6

Visuelie Trübungsmessung von Miconazol-Macrogol 300-Lösungen

Die Ergebnisse der Versuchsreihen zeigen für übersättigte Miconazolnitratlösungen in Propylenglykol und Macrogol 300 ein deutlich unterschiedliches Verhalten. Bei den Versuchen ohne Inhibitor kommt es bei macrogolhaltigen übersättigten Lösungen sofort zur Trübung der Lösung und somit zur Ausfällung des Wirkstoffes, bei Propylenglykol dagegen erst nach ca. 140 Sekunden. Für die inhibitorhaltigen Lösungen ist die "lag-time" der wichtigste Wert, weil in Hinblick auf eine arzneiliche Anwendung der Zeitpunkt entscheidend ist, bis zu dem kein Wirkstoff ausfällt, die Lösung also klar bleibt. Nach einer Versuchszeit von zwei Stunden war dies nur für Macrogol 300 haltige Lösungen mit den Inhibitoren Citrus Pektin und Kelco S gegeben. Eine erniedrigte Trübungsgeschwindigkeit gibt Aufschluß über eine Kristallisationsbehinderung und eventuell über ihren Mechanismus und ist für das Verhalten der übersättigten Lösung im Körper nach Applikation bedeutsam.

Die Ergebnisse dieser Versuchsreihen zeigen, daß eine vollständige Hemmung der Nukleation bzw. der Kristallisation mit den verwendeten Inhibitorlösungen für propylenglykolhaltige übersättigte Miconazolnitratlösungen über 120 Minuten nicht erreicht werden konnte. Deutlich zu erkennen ist jedoch die hemmende Wirkung der Inhibitoren auf den Kristallisationsvorgang und damit eine stabilisierende Wirkung auf das übersättigte und deshalb metastabile System. Besonders ausgeprägt hemmten Citrus Pektin, Kelco LVF, Kelco S und Maltodex 29D die Kristallisation, zu erkennen an der deutlich gegenüber dem Grundversuch verlangsamten Trübungs­ geschwindigkeit und der deutlich verlängerten Verzögerungszeit bis eine Trübung erfaßt wurde.

Anh. D 1

Meßwerte visuelle Trübungsmessung Propylenglykol-Mischungen

Anh. D 2

Meßwerte visuelle Trübungsmessung Macrogol 300-Mischungen

Für übersättigte Arzneistofflösungen gibt es in der Pharmazie ein breites potentielles Anwendungsspektrum. Neben einer möglichen Applikation als orale oder parenteralen Lösungen gibt es auch zahlreiche Versuche, durch Übersättigung die dermale Penetration zu verbessern und dadurch Arzneistoff einzusparen. So zeigte Hadgraft [1993], daß ein 0,02%iges übersättigtes Hydrocortisonacetat-Gel Bioäquivalent zu einer 1% Creme des gleichen Wirkstoffes ist. Allen Anwendungen gemeinsam ist aber die Stabilitätsproblematik. Eine übersättigte Lösung ist thermodynamisch instabil und damit nur über einen begrenzten Zeitraum anwendbar. Durch mögliche Kristallisationsinhibitoren sollte dieser Zeitraum verlängert und deren Wirkpotential beurteilt werden.

Die Stabilisierung übersättigter Systeme kann durch die Keimbildungsrate charakterisiert werden, die einerseits von der Keimbildungsenthalpie andererseits vom Stoßfaktor der Moleküle abhängt. Experimentell läßt sich die Keimbildungsrate allerdings nicht bestimmen, da die gebildeten Kristallkeime nur wenige Nanometer groß und deshalb nicht mit ausreichender Genauigkeit meßbar sind.

Solange die Lösung übersättigt ist wachsen die gebildeten Keime, die größer als der kritische Kristallkeimradius sind, aber rasch zu meßbaren Kristallen heran. Selbst bei so geringen Übersättigungen, bei denen keine Keimbildung mehr stattfindet, wachsen schon gebildete Keime zu Kristallen heran (Ostwald-Miers-Bereich).

Demzufolge werden in einer Lösung, in der keine Kristalle mehr wachsen, auch keine primären Kristallkeime mehr gebildet und die Lösung ist somit stabil. Zur Beurteilung der Stabilität von übersättigten Lösungen eignen sich demnach die Kristallwachstumsgeschwindigkeit und der Zeitpunkt des Auftretens von ersten, zu meßbarer Größe herangewachsenen, Kristallkeimen ("lag-time") [Saad 1965].

Als eine Möglichkeit diese beiden Größen zu bestimmen wurde die Trübungsmessung angewandt. Die Verzögerungszeit ("lag-time") stellt dabei die für die pharmazeutische Anwendung wichtigere Größe dar, weil bei der Applikation eines metastabilen Systems sichergestellt werden muß, daß zum Beispiel beim Zeitpunkt der Injektion keine Kristallkeime in der Lösung vorhanden sind. Die lag- time ist, da ihr ein stochastischer Vorgang zugrunde liegt, großen Schwankungen von bis zu 60% bei den durchgeführten Untersuchungen unterworfen. Vergleicht man die Mittelwerte der Verzögerungszeit bei den verschiedenen Inhibitoren, ist sowohl bei macrogolhaltigen- als auch bei propylenglykolhaltigen-Lösungen der Beginn der Kristallisation besonders bei den Inhibitoren Citrus Pektin, Kelco LVF und Kelco S verzögert. In den Macrogol 300 haltigen Lösungen konnte für Citrus Pektin und Kelco S über den gewählten Versuchszeitraum von 120 Minuten überhaupt keine Trübung gemessen werden.

Die maximale Trübungsgeschwindigkeit, bestimmt aus dem zeitlichen Verlauf der Trübung, läßt nur bedingt Rückschlüsse auf die Kristallisationsgeschwindigkeit zu. Da große Teilchen (<20 µm) das Licht hauptsächlich in Vorwärtsrichtung streuen, kleine dagegen stärker zur Seite, ist die gemessene Streulichtintensität nicht nur von der Konzentration sondern auch von der Partikelgrößenverteilung des sich bildenden Kristallisates abhängig. Mit der Meßmethode kann demnach nicht zwischen wenigen großen und vielen kleinen Partikeln unterschieden werden. Besonders kleine Trübungsgeschwindigkeiten wurden bei Zusatz der Inhibitoren beobachtet, die auch eine lange "lag-time" haben und bestätigten somit diese Ergebnisse.

Auffällig bei den Trübungsmessungen war das häufige Auftreten von Luftblasen, die einerseits die Messungen durch Vortäuschen von Partikeln störten und die andererseits die Kristallisation beeinflußt haben können. Nach Austmeyer [1988] und Dossou [1992] wirken Luftblasen als "Protokeime", an deren Oberfläche neue Phasen entstehen können. Für Saccharoselösungen zeigten sie eine Beteiligung von Luftblasen als Vorstruktur bei der Keimbildung.

Im Gegensatz zur Trübungsmessung können mit dem abtastenden Lasermikroskop Aussagen über die Partikelzahl und die Partikelgrößenverteilung gewonnen werden. Die Auswertung der Meßreiben über den Median führte aber nicht zu sinnvollen Ergebnissen, so daß als Beurteilungsparameter neben der ermittelten Verteilungsbreite auch hier das Auftreten der ersten Partikel (lag-time) verwendet wurde. Nach 130 Minuten waren mit dem Lasermikroskop bei den Macrogol 300- haltigen Citrus-Pektin, Kelco LVF und Kelco S Lösungen keine Partikel meßbar, die übersättigte Miconazolnitrat-Lösungen über den Zeitraum also stabilisiert.

Diese drei erfolgreichsten Inhibitoren werden in der Pharmazie bisher relativ selten eingesetzt. Pektine sind hochmolekulare, kohlenhydratartige Pflanzenzelleninhaltsstoffe, die hauptsächlich aus Ketten von α-1,4-glycosidisch verknüpften Galakturonsäuregliedern die etwa zu 75% mit Methanol verestert sind, besteht. Sie werden in der Pharmazie als Tablettensprengmittel, Schutzkolloid und Blutstillmittel verwendet. Als 1%ige Lösung wurde Pektin auch als verträgliches Blutersatzmittel eingesetzt [Yu 1980]. Über die Kelcoloide Kelco LVF und Kelco S liegen dagegen keine Erfahrungen mit parenteraler Anwendung vor. Kelcoloide sind Propylenglykol-Alginate die sich in ihrem Gehalt an anorganischen Kationen unterscheiden. Sie werden in der Pharmazie als Stabilisator bei Emulsionen und als Tablettenhilfsstoff eingesetzt.

Für eine effektive pharmazeutische Anwendung ist es vorteilhaft, wenn der Wirkstoff in der übersättigten Lösungen frei und nicht gebunden vorliegt, damit er für die Resorption oder Wirkung zur Verfügung steht. Der Anteil des frei vorliegenden Arzneistoffes wurde durch Diffusionsflußmessungen an einer Membran bestimmt, da nur dieser Anteil zur Diffusion zur Verfügung steht. Bei allen verwendeten Inhibitorenlösungen wurde eine annähernd lineare Abhängigkeit des Diffusionstroms vom Miconazolnitratgehalt in den Lösungen und damit von der Übersättigung gefunden. Im Gegensatz dazu wurde für das tensidhaltige Miconazolhandels­ präparat eine stark erniedrigte Diffusionsgeschwindigkeit gefunden. Ein großer Teil des Miconazols ist dabei in Mizellen gebunden und steht zur Diffusion nicht sofort zur Verfügung. Mit den stabilisierten übersättigten Lösungen ließ sich somit im Vergleich ein großer Teil Wirkstoff einsparen.

Bei den durchgeführten Versuchen haben die wirkungsvollsten Inhibitorlösungen (Citrus-Pektin, Kelco LVF und S) auch die höchste Viskosität. Sie ist 3-5 mal höher als die des reinen Lösungsmittels. Die erzielte Inhibitorwirkung ist also gleichzeitig mit einem Anstieg der Viskosität verknüpft.

Eine Kristallisationshemmung durch Komplexbildung mit dem Inhibitor [Hasegawa 1988] kann im vorliegenden Fall durch die Ergebnisse der Diffusionsflußmessung ausgeschlossen werden.

Die dritte Möglichkeit der Kristallisationshemmung beruht auf einer Adsorption des Inhibitors auf der Kristalloberfläche oder einer Orientierung des Inhibitors an der Feststoff-Lösungsmittel-Grenzfläche [Allen 1965, Hasegawa 1988 und Miyazaki 1976]. Diese Anlagerung des Inhibitors führt zu einer Wachstumsbehinderung verschiedener Kristallflächen und retardiert besonders das Dickenwachstum der Kristalle ("tailor made additives"). Besonders häufig entstehen dadurch dünne Kristallnadeln oder hantelförmige Kristallbüschel.

Die durchgeführten polarisationsmikroskopischen und rasterelektronen­ mikroskopischen Untersuchungen der erhaltenen Miconazolniederschläge in Gegenwart der Inhibitoren Citrus-Pektin und Kelco LVF und S zeigen solche hantelförmigen, aus dünnen Nadeln aufgebauten Kristallbüschel. Dieses Erscheinungsbild deutet auf Adsorption der Inhibitoren auf die Kristalloberfläche hin. Da in Gegenwart dieser Zusatzstoffe auch die Verzögerungszeit ("lag-time") bei der verwendeten Übersättigung sehr groß ist, muß die Absorption auch schon auf den Kristallkeimen zu einer Wachstumsbehinderung führen.

Bei schlecht wasserlöslichen Arzneistoffen ist die Herstellung von übersättigten Lösungen zur Erhöhung der Konzentration in flüssigen Arzneiformen sinnvoll. Dadurch kann bei oraler Gabe die Resorptionsgeschwindigkeit erhöht und bei parenteraler Applikation das Volumen und der Hilfsstoffanteil erniedrigt werden.

Übersättigte Lösungen sind thermodynamisch metastabil und bauen mit zunehmender Zeit ihre Übersättigung durch Auskristallisation des Wirkstoffes ab. Um solche Lösungen über einen zur Anwendung ausreichenden Zeitraum zu stabilisieren, muß der metastabile Bereich, in dem die übersättigte Lösung nicht spontan Kristallkeime bildet, verbreitert und dadurch die Kristallisation inhibiert werden.

Die Übersättigung des Modellarzneistoffes Miconazolnitrat wurde durch Mischung von 1 Teil konzentrierter Macrogol 300 oder Propylenglykol-Miconazol-Lösung mit 2 Teilen Wasser erzielt. Um ein Auskristallisieren des Wirkstoffes zu verhindern, wurden in der vorliegenden Arbeit der Zusatz einer Vielzahl von potentiellen Kristallisationsinhibitoren zum Wasser untersucht.

Die Beurteilung der Stabilisierung der übersättigten Lösungen erfolgte durch Trübungsmessung und mit dem abtastenden Lasermikroskop. Beim Streu­ lichtphotometer erfolgte die Auswertung über den Zeitpunkt des Trübungsbeginns (lag-time) und über die maximale Trübungsgeschwindigkeit. Da der Kristallisationsbeginns bei einer übersättigten Lösung ein stochastischer Vorgang ist, schwankten die Ergebnisse erwartungsgemäß stark. Durch die Bildung der Mittelwerte aus Widerholungsversuchen konnte die Inhibitorwirkung aber beurteilt werden. Durch die Inhibitoren Citrus-Pektin 0,47% und Kelco S 0,43% konnten die übersättigte Lösung mit Macrogol 300 über den gewählten Versuchszeitraum von 120 Minuten vollständig stabilisiert werden. Bei propylenglykolhaltigen Lösungen wurde von diesen beiden Inhibitoren der Zeitpunkt der ersten meßbaren Trübung von ca. 2 Minuten ohne Zusatz auf 44 bzw. 24 Minuten verlängert. Die Ergebnisse des abtastenden Lasermikroskopes bestätigten die gefundenen Resultate.

Durch Diffusionsfluß-Messungen an Zellglas-Membranen wurde die Aktivität der inhibitorhaltigen übersättigten Lösungen im Vergleich zu gesättigten und tensidhaltigen Lösungen untersucht. Die stabilisierten übersättigten Lösungen zeigten einen ca. 7fach höheren Diffusionsstrom als gesättigte wäßrige Miconazolnitratlösungen. Der Inhibitorzusatz behindert damit im Gegensatz zum Tensidzusatz, bei dem trotz höherem Arzneistoffgehalt niedrigere Ströme als in Wasser gefunden wurden, nicht die Membrandiffusion durch Wechselwirkungen mit Miconazol.

Die aus den übersättigten inhibitorhaltigen Lösungen entstandenen Niederschläge wurden untersucht, um Aufschlüsse über den Mechanismus der Stabilisierung zu bekommen. Mit Hilfe der Polarisations- und Raster-Elektronen-Mikroskopie wurde der Habitus der Kristallisate charakterisiert. Zur weiteren Charakterisierung wurde die Pulverdiffraktometrie und die Thermoanalyse eingesetzt. Eine Veränderung der Kristallgitterabstände wurde nicht gefunden.

Die Wirkung der wirksamsten Inhibitoren, Citrus Pektin, Kelco LVF und Kelco 51 beruht einerseits auf einer Erhöhung der Viskosität und damit auf einer Verringerung des Stoßfaktors bei der Kristallisation und andererseits auf einer Kristallwachstumsbehinderung verschiedener Kristallflächen durch Auflagerungen auf der Oberfläche der sich bildenden Kristalle.

Claims (3)

1. Verfahren zum Stabilisieren übersättigter Arzneistofflösungen mittels Kristallisationsinhibitoren, dadurch gekennzeichnet, daß als Kristallisationsinhibitoren Citruspektin oder Propylenglykolalginate verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallisationsinhibitoren in einer Gesamtkonzentration (m/m) von mindestens 0,4%, bevorzugt 0,5% oder mehr, eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Arzneistoff Miconazolnitrat eingesetzt wird.