-
Diese Erfindung ist auf ein Verfahren zur Herstellung von Mikropartikeln, die ein wasserunlösliches, biologisch aktives Mittel enthalten, gerichtet, sowie auf die mit diesem Verfahren hergestellten Mikropartikel. Gemäß der Erfindung wird ein vereinfachtes Einstufenverfahren zum Herstellen derartiger Mikropartikel bereitgestellt.
-
Viele biologisch aktive Arzneistoffe besitzen starke lipophile Eigenschaften, die zu geringfügiger Löslichkeit in Wasser führen. Die Entwicklung einer geeigneten Formulierung mit diesen Wirksubstanzen ist deshalb eine schwierige Aufgabe.
-
Eine Alternative zu derzeit verfügbaren Formulierungen mit diesen pharmakologisch aktiven Substanzen ist die Verkapselung in biologisch abbaubaren polymeren Nano- und Mikropartikeln. Derartige Depot-Formulierungen für hydrophobe Arzneistoffe oder Peptide und Proteine sind weithin bekannt und in der Literatur beschrieben.
-
Jedoch verwenden die meisten aller Verfahren auf dem Stand der Technik halogenierte Kohlenwasserstoffe als Lösungsmittel (Dichlormethan oder Chloroform), die enormes toxikologisches Potenzial aufweisen (Henschler, D.; Angew. Chem. 196 (1994), 1997–2012). Beispiele für Verfahren auf dem Stand der Technik werden nachstehend kurz diskutiert.
-
I. Lösungsmittelverdampfung
-
Lösungsmittelverdampfung bezieht das Lösen des Polymers in einem organischen Lösungsmittel, das entweder gelösten oder dispergierten Wirkstoff enthält, ein. Das Polymer/Wirkstoffgemisch wird dann zu einer gerührten kontinuierlichen Phase, die typischerweise wässrig ist, zugegeben. Emulgatoren werden in die wässrige Phase eingeschlossen, um die Öl-in-Wasser-Emulsion zu stabilisieren. Das organische Lösungsmittel wird dann über einen Zeitraum von mehreren Stunden oder mehr verdampft, wodurch das Polymer um das Kernmaterial herum abgelagert wird. Die Verfahrensweise der Lösungsmittelverdampfung wird im
U.S.-Patent Nr. 4,389,330 offenbart.
-
Jedoch ist die Lösungsmittelverdampfungsmethode oft nicht bevorzugt, weil oft während des Lösungsmittelextraktionsverfahrens Wirkstoff verloren geht. Das ist, weil das Verfahren Emulgierung in einer wässrigen Phase einbezieht, und ein wasserlöslicher Arzneistoff wird sich oft schnell aus der hydrophoberen Polymerlösungsphase in die wässrige Umgebung abscheiden.
-
Verkapselung mit dem Lösungsmittelverdampfungsverfahren führt auch zur Herstellung von Mikrosphären. Der zu verkapselnde Wirkstoff wird traditionellerweise in einer Lösung des Polymers in einem flüchtigen, organischen Lösungsmittel dispergiert. Diese Phase wird mittels eines oberflächenaktiven Mittels in einem nicht-mischbaren Dispersionsmedium (Wasser oder Mineralöl) emulgiert. Das organische Lösungsmittel verdampft unter Rühren. Nach dem Verdampfen werden die Mikrosphären durch Filtration oder Zentrifugation gewonnen.
-
Die Vorteile der Methode sind die Abwesenheit von toxischen Lösungsmitteln, wie z. B. Heptan, und die Abwesenheit der Agglomeration der Mikrosphären. Lösungsmittelverdampfung ist einfacher, flexibler und leichter zu industrialisieren als andere Verfahren, wie z. B. Phasentrennung oder Koazervation, und sie macht es möglich, verringerte Mengen an Lösungsmittel zu verwenden.
-
Traditionellerweise wird Lösungsmittelverdampfung vor allem bei der Verkapselung von lipophilen Substanzen, wie z. B. Steroide und Nitrosoharnstoffe, angewandt. Die Mikroverkapselung von hydrophilen Wirkstoffen erfordert die Verwendung einer apolaren Dispersionsphase, wie z. B. ein Mineralöl. Aceton/Paraffinsysteme werden herkömmlich verwendet. Jedoch sind die Höhen des Einbaus des hydrophilen Wirkstoffs in die Mikrosphären bezogen auf die eingesetzten Mengen in dem Verfahren ziemlich niedrig und überdies bezieht dieses System eine Einschränkung ein, was die Arten der Polymere, die verwendet werden können, anbelangt, in Anbetracht der Tatsache, dass es erforderlich ist, dass das Polymer in Aceton löslich sein soll, was für Milchsäurepolymere der Fall ist, was aber nicht der Fall ist für Milchsäure- und Glycolsäure-Copolymere. Diese Methode mit Emulsionsbildung/Verdampfen wird deshalb traditionellerweise als ungeeignet für wasserlösliche Peptide und für alle wasserlöslichen Substanzen anerkannt.
-
Gemäß dem Lösungsmittelverdampfungsverfahren hergestellte Mikropartikel werden in zwei kanadischen Patentanmeldungen,
CA 2,100,925 (Rhone-Merieux) und
CA 2,099,941 (Tanabe Seiyaku Co.) beschrieben.
-
Gemäß
CA 2,099,941 werden der wasserlösliche Wirkstoff und das biologisch abbaubare Polymer anfangs in einem Lösungsmittel oder einem Lösungsmittelgemisch gelöst. Das Lösungsmittel/Lösungsmittelgemisch wird dann beseitigt und die gebildete feste Dispersion in einem anderen organischen Lösungsmittel, das nicht mit Wasser mischbar ist, gelöst. Die so erhaltene Lösung (Ölphase) wird in einer wässrigen Phase emulgiert, so dass eine O/W-Emulsion gebildet wird. Das organische Lösungsmittel der Ölphase wird schließlich verdampft. Spezielle, in dem Patent zitierte Beispiele beschreiben die Verwendung von Poly(Lactid-co-Glycolid)polymer (PLGA) als Matrix und Thyreotropin-Releasing-Hormon (TRH) oder eines seiner Derivate als aktives Prinzip.
-
Die Komponenten werden anfangs in einem Gemisch aus Acetonitril/Ethanol und gegebenenfalls Wasser, oder nur Acetonitril, gelöst oder in einem Gemisch, das aus Acetonitril und wässriger Gelatine oder Dichlormethan und Ethanol besteht.
-
Organische Lösungsmittel, wie Dichlormethan oder Chloroform, werden verwendet, um die sich bildende feste Dispersion zu lösen. Eine wässrige Polyvinylalkohollösung stellt die wässrige Phase dar. Die Größe der Mikropartikel liegt bei einem Durchmesser von 1 bis 100 μm und, gemäß den speziellen Beispielen, bei etwa 50 μm bis ≤ 100 μm.
-
Gemäß
CA 2,100,925 werden Mikropartikel des LHRH-Hormons und von Analoga hergestellt durch Dispersion des pulverisierten LHRH-Hormons in zwei organischen Lösungsmitteln, wobei das eine Lösungsmittel (Dispersionslösungsmittel) die Herstellung einer homogenen Suspension durch einfaches Rühren gestattet. Das zweite Lösungsmittel ist ohne weiteres mit Wasser mischbar und macht deshalb die Mikrodispersion der organischen Phase in der wässrigen Phase möglich. Dichlormethan oder, als Alternative, Chloroform wird als zweites Lösungsmittel verwendet. Die Mikropartikel weisen einen Durchmesser von 1–250 μm auf. Die Mikropartikel sind vorzugsweise größer als 50–60 μm.
-
Die Morphologie der so hergestellten Mikropartikel ist wieder sehr inhomogen. Wie bereits vorstehend erwähnt, sind die eingesetzten halogenierten Lösungsmittel auch toxikologisch fragwürdig. Dieses Verfahren erfordert auch große Mengen an Tensiden.
-
II. Phasentrennung
-
Eine andere Methode, die verwendet werden kann, um Mikropartikel zu bilden, ist Phasentrennung, die die Bildung einer Wasser-in-Öl-Emulsion oder Öl-in-Wasser-Emulsion einbezieht. Das Polymer wird durch eine Veränderung der Temperatur, des pH-Wertes, der Ionenstärke oder durch die Zugabe von Ausfällmitteln aus der kontinuierlichen Phase auf den Wirkstoff ausgefällt. Wieder leidet dieses Verfahren vor allem am Verlust von Wirkstoff infolge von Denaturierung.
-
Folglich kann die Verwendung der Phasentrennung zur Herstellung von Mikropartikeln für die Formulierung von Mikropartikeln, die stärker wasserlösliche Verbindungen, insbesondere wasserlösliche Polypeptide, enthalten, besser geeignet sein. Phasentrennungsverfahren der Mikropartikelherstellung erlauben einen effizienteren Einbau von Arzneistoffen und können für industrielle Zwecke leicht in einen größeren Maßstab übertragen werden. Das Verfahren der Phasentrennung setzt gewöhnlich eine Emulsion oder eine Suspension der Arzneistoffpartikel in einer Lösung eines Hochpolymers und ein organisches Polymerlösungsmittel ein. Ein Nicht-Lösungsmittel wird dann zu der Suspension oder Emulsion zugegeben, was bewirkt, dass sich das Polymer von der Lösung trennt und die suspendierten Arzneistoffpartikel oder die Tröpfchen, die sie enthalten, verkapselt. Die so erhaltenen Mikropartikel (die noch mit Lösungsmittel aufgequollen sind) werden dann normalerweise durch weitere Zugabe eines Nicht-Lösungsmittels oder mit einem anderen Verfahren, das die Eigenschaften der Mikropartikel verstärkt und verbessert, gehärtet.
-
Zuerst wird das zu verkapselnde Produkt in der Lösung von einem Polymer, das anschließend die Matrix der Mikrokapseln bilden soll, dispergiert. Zweitens wird die Koazervation des Polymers durch eine physiko-chemische Abänderung des Reaktionsmediums induziert, insbesondere mittels eines die Phasentrennung induzierenden Mittels. Drittens werden die Koazervattröpfchen, die sich um das zu verkapselnde Material herum bilden, mittels eines Nicht-Lösungsmittels für das Polymer, beispielsweise Heptan, stabilisiert und verfestigt.
-
Pharmazeutische Formulierungen mit wasserlöslichen Peptiden und Proteinen in Mikrokapselform, die basierend auf Koazervation und Emulsionsphasentrennung hergestellt wurden, sind bekannt aus den
US-Patenten Nr. 4,675,189 ,
4,675,800 ,
4,835,139 ,
4,732,763 und
4,897,268 ; der
U.K.-Patentanmeldung Nr. 2,234,896 ; und aus
EP 330,180 und
EP 0 302 582 und von Ruiz et al. in dem International Journal of Pharmaceutics (1989) 49: 69–77 und in Pharmaceutical Research (1990) 9: 928–934.
-
In diesen Offenbarungen werden Verfahren beschrieben, in denen das eingesetzte Copolymer, vorzugsweise Poly(Lactid-co-Glycolid)polymer, in einem halogenierten organischen Lösungsmittel, vorzugsweise Dichlormethan, gelöst und eine wässrige Peptidlösung in dieser Polymerlösung dispergiert wird. Ein so genanntes Koazervationsmittel wird dann zugegeben. Das Koazervationsmittel ist in dem eingesetzten organischen Lösungsmittel löslich, aber das Polymer nicht, so dass unter Einbau der dispergierten Polypeptide Ausfällung des Polymers erfolgt.
-
Silikonöl wird normalerweise als Koazervationsmittel zur Phasentrennung verwendet. Nach der Zugabe von Silikonöl muss auch eine große Menge an Heptan zugegeben werden, was das Haltbarmachen der Mikrokapseln bewirkt. Die Verkapselungseffizienz dieses Verfahrens beträgt etwa 70% (
US 4,835,139 ). Die so hergestellten Mikrokapseln weisen einen Durchmesser von 1–500 μm auf, gemäß den Beispielen vorzugsweise 10–50 μm.
-
Der Hauptnachteil dieses Verfahrens ist die Verwendung von großen Mengen an Lösungsmitteln mit, zusätzlich zu Kostenzwängen, mit den verwendeten Lösungsmitteln, wie z. B. Heptan, verbundenen Toxizitätsproblemen. Das ist, weil die Methoden mit Koazervation, die Heptan verwenden, dessen vollständiges Entfernen nicht ermöglichen. Eine große Menge an Lösungsmittelresten, in der Größenordnung von 5 bis 10% Heptan, wird in den Mikrosphären beobachtet.
-
Unabhängig von obigem ist auch beobachtet worden, dass oft Aggregate der Mikrosphären, die einen hohen Verlust an Ausbeute bei der Herstellung dieser Mikrosphären mit diesem Verfahren bewirken und manchmal die völlige Zurücknahme mancher Chargen, die somit unbrauchbar geworden sind, erfordern, hergestellt wurden. Die Neigung der Mikrosphären zu aggregieren, bewirkt, im Fall von injizierbaren Mikrosphären, zum Zeitpunkt des Suspendierens der Mikrosphären für die Injektion zusätzliche Schwierigkeiten.
-
Ein anderer Nachteil der Methode durch Phasentrennung ist die inhomogene Verteilung der Wirksubstanz in den Mikrosphären mit unregelmäßiger Freisetzung und im Allgemeinen einer ersten Phase mit beschleunigter Freisetzung („Berst-Effekt”). Dieser wird im Besonderen beobachtet, wenn die Wirksubstanz in der Polymerlösung suspendiert wird, im Besonderen weil sie in dem Lösungsmittel für das Polymer nicht löslich ist. Dies gilt beispielsweise generell für Polypeptide. Zusätzlich schließen die Probleme die Bildung von nicht-sphärischen Partikeln, Bildung von Partikeln, die nicht glatt sind und Fehler aufweisen, das Vorhandensein großer Partikel in einem breiten Größenbereich und das Vorhandensein von nicht-teilchenförmigem Material ein.
-
III. Doppelte Emulsion
-
Ein anderes Beispiel für ein Verfahren, um Mikropartikel zu bilden, wird im
U.S.-Patent Nr. 3,523,906 gezeigt. In diesem Verfahren wird ein zu verkapselndes Material in einer Lösung von einem Polymermaterial in einem Lösungsmittel, das mit Wasser nicht mischbar ist, emulgiert und dann wird die Emulsion in einer wässrigen Lösung, die ein hydrophiles Kolloid enthält, emulgiert. Das Entfernen des Lösungsmittels aus den Mikrokapseln wird dann in einem einzigen Schritt durch Verdampfen erreicht und das Produkt wird erhalten.
-
Das Doppelemulsionsverfahren(W/O/W)-bildung und Lösungsmittel-Verdampfungsverfahren wird auch im Patent
US 3,523,906 für technische Anwendungen offenbart und setzt biologisch nicht abbaubare Polymere (beispielsweise Polystyrol), die in halogenierten Kohlenwasserstoffen (Dichlormethan oder Chloroform) gelöst werden, als Wandmaterial ein.
-
Das Patent
US 5,330,767 beschreibt die Verwendung des in
US 3,523,906 offenbarten W/O/W-Doppelemulsionsverfahren und Lösungsmittel-Verdampfungsverfahren für pharmazeutische Zwecke. Im Gegensatz zu dem in
US 3,523,906 beschriebenen Verfahren werden hier nur biologisch abbaubare Polymere verwendet. Andere Doppelemulsionsverfahren zur Mikroverkapselung werden in
EP 190,833 und
WO 99/58112 und den
U.S.-Patenten Nr. 5,648,095 ,
5,902,834 ,
4,954,298 ,
5,841,451 ,
4,917,893 und
4,652,441 offenbart.
-
Eine ernste Unzulänglichkeit von diesen Verfahren ist jedoch, dass die so hergestellten Mikropartikel aus einem Gemisch aus monolithischen Mikrosphären und Mikrokapseln bestehen. Neben der eingeschränkten Verkapselungseffizienz (30–60%) hat die inhomogene Morphologie der Mikropartikel eine signifikante Wirkung auf das Freisetzungsverhalten des Produkts (R. Baker, Controlled Release of Biologically Active Agents, A Wiley-Interscience Publications, 1987). Dies behindert gleichzeitig auch die Reproduzierbarkeit der Produktqualität.
-
Überdies bezieht das Verfahren ein komplexes Mehrstufenverfahren ein, in dem der spezifische Effekt der einzelnen Verfahrenschritte auf die Produktqualität unbestimmt ist, aus welchem Grund die Verfahrensoptimierung auch schwierig ist. Das Verfahren ist sehr zeitintensiv und erfordert große Volumina an Tensidlösungen. Eine andere Unzulänglichkeit des Verfahrens ist die Verwendung von Lösungsmitteln mit hohem toxikologischem Potenzial (Henschler, D., Angew. Chem. 106 (1994), 1997–2012).
-
IV. Sprühtrocknen
-
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Mikropartikeln, in die wasserlösliche Peptide und Proteine eingebracht werden können, beschrieben in
EP 0 315 875 (Hoechst AG), basiert auf dem Sprühtrocknungsverfahren. In diesem Verfahren wird eine wässrige Peptid- oder Proteinlösung in einer organischen Polymerlösung emulgiert und diese Emulsion wird dann sprühgetrocknet. Beispiele für andere Sprühtrocknungsverfahren werden in den
U.S.-Patenten Nr. 5,648,096 ,
5,723,269 und
5,622,657 offenbart.
-
Ein Gemisch aus Polyhydroxybuttersäure und Poly(lactid-co-glycolid)polymer in einem Mischungsverhältnis zwischen 99:1 und 20:80 wird als biologisch abbaubares Polymer verwendet. Das Peptid/Protein liegt dann in mikronisierter Form oder in wässriger Lösung vor. Chloroform, Dichlormethan, DMF oder ein Lösungsmittelgemisch aus Wasser/Ethanol/Chloroform werden als Lösungsmittel in Betracht gezogen. Chloroform wird in den erwähnten Beispielen verwendet. Die Sprühtrocknung erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen von 45°C bis 95°C.
-
Unzulänglichkeiten dieses Verfahrens schließen die niedrige Ausbeute (45% der theoretisch möglichen) und den hohen anfänglichen Berst-Effekt ein. Außerdem führt die Verwendung von Lösungsmitteln, wie Dichlormethan und Chloroform, zu toxikologisch fragwürdiger Kontamination mit Lösungsmittelresten im Endprodukt. Sprühgetrocknete Mikropartikel legen im Prinzip auch eine starke Neigung zur Agglomeration an den Tag und Agglomerate mit einem Durchmesser von bis zu 100 μm bilden sich oft.
-
Beim Sprühtrocknen werden das Polymer und der Arzneistoff in einem Lösungsmittel für das Polymer zusammen gemischt. Das Lösungsmittel wird dann durch Sprühen der Lösung in eine Trockenkammer, die auch mit einer Trockenmittelquelle versehen ist, verdampft. Dies führt zu polymeren Tröpfchen, die den Arzneistoff enthalten.
-
Jedoch können empfindliche Substanzen, wie z. B. Proteine, während des Verfahrens infolge der verwendeten erhöhten Temperaturen und der Exposition gegenüber organischen Lösungsmittel/Luft-Grenzflächen inaktiviert werden. Weitere Nachteile schließen die Erzeugung hoher Porosität, infolge des schnellen Entfernens des organischen Lösungsmittels, ein. Eine Variation, die eingeführt worden ist, um diese Unzulänglichkeiten zu vermeiden, ist die Verwendung von niedriger Temperatur während der Mikrosphärenbildung (
US 5,019,400 ,
WO 90/13780 und
US 4,166,800 ). Mikrokapseln sind hergestellt worden unter Verwendung von Sprühbeschichtung von Arzneistoff-haltigen Mikropartikeln mit PLGA-Polymeren, wie in
US 4,568,559 beschrieben.
-
Andere Beispiele für Mikroverkapselungsverfahren sind auf dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise wird ein anderes Beispiel für ein herkömmliches Mikroverkapselungsverfahren auf dem Stand der Technik im
U.S.-Patent Nr. 3,737,337 gezeigt, wobei eine Lösung von einem Wand- oder Hülle-bildenden Polymermaterial in einem Lösungsmittel hergestellt wird. Das Lösungsmittel ist nur teilweise in Wasser löslich. Ein festes oder Kernmaterial wird in der Polymer-haltigen Lösung gelöst oder dispergiert und danach wird in einem einzigen Schritt die Kernmaterial-haltige Lösung in einer wässrigen Flüssigkeit, die nicht mit dem organischen Lösungsmittel mischbar ist, dispergiert, um das Lösungsmittel aus den Mikrokapseln zu entfernen. In noch einem anderen Verfahren, wie im
U.S.-Patent Nr. 3,691,090 gezeigt, wird das organische Lösungsmittel aus einer Dispersion von Mikrokapseln in einem wässrigen Medium in einem einzigen Schritt verdampft, vorzugsweise unter verringertem Druck. Entsprechend zeigt die Offenbarung des
U.S.-Patents Nr. 3,891,570 ein Verfahren, in dem das Lösungsmittel aus einer Dispersion von Mikrokapseln in Polyalkoholmedium aus den Mikrokapseln durch die Anwendung von Wärme verdampft wird oder indem die Mikrokapseln unter verringerten Druck gebracht werden. Ein anderes Beispiel für ein Einstufenverfahren zum Entfernen von Lösungsmitteln wird im
U.S.-Patent Nr. 3,960,757 gezeigt.
-
WO 97/19676 offenbart ein Verfahren zur Mikroverkapselung von hydrophilen Wirkstoffen. Eine wässrige Wirkstofflösung mit einem pH-Wert von 6,0–8,0 wird zu einer Polymerlösung zugegeben. Eine wässrige Tensidphase wird dann zugegeben, um Mikrokapseln zu bilden, die einen inneren, wässrigen Kern, der den Wirkstoff enthält, umfassen.
-
WO 99/20253 offenbart ein Verfahren zum Bilden von Mikropartikeln, wobei eine Arzneistoffemulsion oder -dispersion in eine wässrige Polyethylenglycol(PEG)-lösung, die als eine kontinuierliche Phase und als ein Extraktionsmedium dient, injiziert wird. Das Lösungsmittel für die Emulsion oder Dispersion sollte nicht mischbar oder im Wesentlichen nicht mischbar, aber geringfügig oder sehr geringfügig in der Wasser/PEG-Lösung löslich sein. Beispiele schließen Ethylacetat, Dichlormethan, Methylethylketon und Methylisobutylketon ein, alleine oder in Kombination. Eine hohe Konzentration an PEG wird verwendet, um die Diffusion des Wirkstoffs aus den Tröpfchen/Partikeln zu verhindern. Das Verfahren erfordert mehrere Stunden des Mischens, um die Mikropartikel herzustellen.
-
Zusätzliche Verfahren zum Herstellen von Mikropartikeln werden in den
U.S.-Patenten Nr. 6,291,013 ,
5,792,477 ,
5,643,605 ,
5,922,357 ,
6,309,569 und in den PCT-Veröffentlichungen
WO 99/59548 und
WO 01/28591 offenbart. Welches Verfahren auch immer, das Arzneistoff-Freisetzungsmuster für einen Mikropartikel ist abhängig von zahlreichen Faktoren. Beispielsweise können die Art des verkapselten Arzneistoffs und die Form, in der er vorliegt (d. h. Flüssigkeit oder Pulver) das Arzneistoff-Freisetzungsmuster beeinflussen. Ein anderer Faktor, der das Arzneistoff-Freisetzungsmuster beeinflussen kann, ist die Art des Polymers, das verwendet wird, um den Arzneistoff zu verkapseln. Andere Faktoren, die das Arzneistoff-Freisetzungsmuster beeinflussen, schließen die Arzneistoffbeladung, die Weise der Verteilung in dem Polymer, die Partikelgröße und die Partikelform ein. Trotz zahlreicher Abänderungen in den obigen Verfahren, um Mikropartikel für pharmazeutische Anwendungen herzustellen, bleiben Probleme bestehen, die die Wirksamkeit und Reproduzierbarkeit der mit diesen Verfahren hergestellten Mikropartikel, insbesondere für die Verwendung in Abgabesystemen zur kontrollierten Freisetzung, verringern.
-
Begriffsbestimmungen
-
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Arzneistoffphase” die Polymer/Wirkstoff-haltige Phase, die während der Herstellung der erfindungsgemäßen Mikropartikel gebildet wird, die aus der Zugabe eines Wirkstoffs zu der organischen Polymerlösung, die vor der Zugabe der wässrigen Tensidphase besteht, resultiert. Die Arzneistoffphase kann eine Lösung, Dispersion, Suspension oder Emulsion sein.
-
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Mikrokapsel” einen Mikropartikel, wobei eine Polymerwand einen Kern umhüllt, welcher aus einer wässrigen Lösung oder Suspension besteht. Im Fall von Mikrokapseln, die hydrophobe Wirkstoffe verkapseln, kann der Wirkstoff im Kern enthalten sein, in welchem Fall der Kern eine wässrige Suspension des Wirkstoffs umfasst, oder der Wirkstoff kann in der Polymerwand selbst eingebettet sein, in welchem Fall der Kern eine wässrige Lösung oder Suspension, in der im Wesentlichen der Wirkstoff fehlt, umfasst.
-
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Mikropartikel” im Wesentlichen kugelförmige Partikel, die einen mittleren Durchmesser zwischen etwa 20 nm bis 1000 μm aufweisen und der Begriff schließt Mikrokapseln, Mikrosphären und Mikroschwämme ein.
-
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Mikrosphäre” einen Mikropartikel, wobei ein Wirkstoff in einer festen Polymermatrix eingebettet ist.
-
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Mikroschwamm” einen Mikropartikel, wobei ein Wirkstoff in einer Polymermatrix, die eine offenporige Struktur umfasst, eingebettet ist. Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Tensidphase” eine wässrige Lösung mit einem darin gelösten Tensid oder einem Tensidgemisch, mit oder ohne zusätzliche Exzipienten.
-
Wie hier verwendet, bezeichnet der Begriff „Volumenanteil” das Volumen der erwähnten Phase in Bezug auf das gesamte Volumen an Material, das verwendet wurde, um die erfindungsgemäße Suspension von Mikropartikeln herzustellen. Beispielsweise ist der Volumenanteil der wässrigen Tensidphase das Volumen der wässrigen Tensidphase geteilt durch das Gesamtvolumen der Arzneistoffphase und der wässrigen Tensidphase.
-
Die vorliegende Erfindung stellt ein neues, einfaches und sanftes Verfahren zur Verkapselung von wasserunlöslichen Wirkstoffen in biologisch abbaubaren Polymeren bereit, wobei das Verfahren die auf dem Stand der Technik gesehenen Nachteile vermeidet oder verringert. Das Verfahren stellt unter Verwendung von toxikologisch verträglichen Lösungsmitteln nicht-agglomerierende Mikropartikel im Größenbereich von 20 nm bis 1000 μm her, bei einer Verkapselungseffizienz von größer als 85%, vorzugsweise größer als 90%. Das erfindungsgemäße Verfahren setzt ein minimales Volumen der Tensidlösung ein, was zu einer verringerten Herstellungszeit führt, verglichen mit anderen Verfahren auf dem Stand der Technik. Zusätzlich kann das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres in einen größeren Maßstab übertragen werden, um den Bedürfnissen einer Herstellung im kommerziellen Maßstab zu begegnen, da es gegenüber den Verfahren auf dem Stand der Technik ein sehr vereinfachtes Einstufenverfahren bereit stellt.
-
Zusätzlich stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine größere Kontrolle über die Partikelgrößenverteilung bereit, erlaubt die Herstellung von Mikropartikeln, die eine gewünschte Größenverteilung, sowie einheitlichere Morphologie aufweisen und ermöglicht eine Verringerung der Mischenergie, die erforderlich ist, um die Mikropartikel zu erhalten. Weiterhin sorgt die vorliegende Erfindung dafür, dass gegenüber den Verfahren auf dem Stand der Technik, wobei die Arzneistoffphase typischerweise in einen großen Überschuss an Tensidlösung injiziert wird, eine kleinere Menge an Tensidlösung notwendig ist, um die Mikropartikelsuspension zu bilden. Dies verringert die Verarbeitungszeit sehr und minimiert die Menge an Tensid, das, in manchen Fällen, aus den Mikropartikeln vor deren geplanten Verwendung entfernt werden muss.
-
Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.
-
1 bildet ein Schema des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ab.
-
2 bildet die In-vitro-Freisetzung aus Mikropartikeln, hergestellt gemäß Beispielen 19–22, ab.
-
Es ist überraschend festgestellt worden, dass durch die geeignete Auswahl und Zugabe einer wässrigen Tensidphase zu einer Arzneistoffphase, die ein organisches Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, das mindestens teilweise mit Wasser mischbar ist und vorzugsweise eine Wasserlöslichkeit von 1,5–40 Gew.-% aufweist, umfasst, die wässrige Tensidphase sowohl als die kontinuierliche Phase als auch als Extraktionsmedium dient und dadurch erlaubt, dass sich fast sofort eine Suspension von Mikropartikeln bildet, ohne die Verdampfung des Lösungsmittels oder einen anderen derartigen Schritt zum Entfernen des Lösungsmittels zu erfordern. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren ausgeübt werden, um Mikropartikel herzustellen, welche überwiegend Mikrosphären sind, vorzugsweise mindestens 80 Gew.-% Mikrosphären, wobei der Rest ein Gemisch aus Mikrokapseln und Mikroschwämmen ist.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Polymer für die Mikroverkapselung in einem halogenfreien Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, das teilweise mit Wasser mischbar ist, gelöst, um eine organische Polymerlösung zu bilden. Die Löslichkeit des organischen Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemischs in Wasser oder in der wässrigen Tensidphase, mit oder ohne Puffer, weist einen Wert zwischen 1,5% (Gew./Gew.) und 40% (Gew./Gew.) auf. Bei Verwendung von Lösungsmitteln mit einer Wasserlöslichkeit größer als 40% (Gew./Gew.), wird es im Gemisch mit einem größeren Volumen eines anderen Lösungsmittels mit niedrigerer Wasserlöslichkeit verwendet, so dass die Wasserlöslichkeit des Lösungsmittelgemischs auf weniger als 40% (Gew./Gew.) verringert wird. Dann wird eine Arzneistoffphase hergestellt, je nach dem zu verkapselnden Wirkstoff und der gewünschten Morphologie der Mikropartikel, wie nachstehend im Einzelnen beschrieben.
-
Sobald die Arzneistoffphase hergestellt ist, wird eine wässrige Tensidphase zu dem Gefäß, in dem die Arzneistoffphase enthalten ist, zugegeben, wie nachstehend ausführlich beschrieben. Das Polymerlösungsmittel wird basierend auf seiner Mischbarkeit in der wässrigen Tensidphase ausgewählt. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden das Polymerlösungsmittel und die wässrigen Tensidlösungen basierend auf deren Löslichkeitsparametern (δ (cal/cm3)1/2) ausgewählt. Gemäß bevorzugter Ausführungsformen gilt δPolymerlösungsmittel – δwässrige Phase < 0, vorzugsweise liegt δPolymerlösungsmittel – δwässrige Phase im Bereich 0 bis –15δ (cal/cm3)1/2.
-
Außer den Löslichkeitsparametern werden die Volumenanteile von jeder der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vereinigten Lösungen ausgewählt, um zu bewirken, dass fast sofort auf das Vereinigen der Arzneistoffphase mit der wässrigen Phase hin eine Suspension von Mikropartikeln gebildet wird. Demgemäß liegt das Volumenverhältnis der Polymerphase:Tensidphase im Bereich von 1:2–1:30, vorzugsweise 1:2–1:20.
-
Eine Suspension von Mikropartikeln wird sofort gebildet, vorzugsweise innerhalb einer Minute des Mischens. Weiteres Mischen wird durchgeführt, vorzugsweise für bis zu etwa 30 Minuten, und stärker bevorzugt etwa 4–10 Minuten. Die Mikropartikel können dann mit bekannten Methoden aus der Suspension entfernt werden. Dieses überraschend einfache Verfahren zum Herstellen von Mikropartikeln führt zu signifikanten Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik, einschließlich der Verwendung von weniger toxischen Polymerlösungsmitteln, der Kontrolle über die Morphologie der Mikropartikel und einem stark vereinfachten Verfahren mit einer drastisch verringerten Herstellungszeit gegenüber den Verfahren auf dem Stand der Technik. Weiterhin eignet sich die vorliegende Erfindung ohne weiteres für das Übertragen in einen größeren Maßstab für die großtechnische Herstellung.
-
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf die im Wesentlichen homogene Verkapselung von hydrophoben Wirkstoffen in Mikrokapseln gerichtet. Gemäß dieser Ausführungsform kann der hydrophobe Wirkstoff in der Polymerwand der Mikrokapsel eingebettet sein oder kann innerhalb des Kerns der Mikrokapsel als eine wässrige Suspension enthalten sein, je nach Herstellung der Arzneistoffphase, wie nachstehend beschrieben und wie beispielsweise in Beispielen 1–4 zu sehen.
-
Falls die hergestellte Arzneistoffphase eine Lösung umfasst, wird das Verfahren Mikrokapseln liefern, die den Wirkstoff, eingebettet in den Polymerwänden der Mikrokapsel, umfassen. Typischerweise wird die Arzneistoffphase hergestellt durch Lösen des hydrophoben Wirkstoffs und des Polymers in dem organischen Lösungsmittel, um eine Lösung zu bilden. Eine wässrige Pufferlösung wird dann unter Mischen zu der Arzneistoffphase zugegeben. Eine wässrige Tensidphase, gegebenenfalls mit einem anderen Puffer, wird dann zu der Arzneistoffphase zugegeben, wie vorstehend diskutiert, um einen Phasenübergang zu induzieren und sofort eine Suspension von Mikrokapseln zu bilden.
-
Falls die Arzneistoffphase als eine Suspension hergestellt wird, wird das erfindungsgemäße Verfahren Mikrokapseln liefern, die einen Kern, der eine wässrige Suspension des hydrophoben Wirkstoffs enthält, umfassen. Typischerweise wird die Arzneistoffphase hergestellt durch Zugeben einer wässrigen Suspension des hydrophoben Wirkstoffs, mit oder ohne Puffer, zu einer Polymerlösung. Eine wässrige Tensidphase wird dann zu der Arzneistoffphase zugegeben, wie vorstehend diskutiert, um einen Phasenübergang zu induzieren. Letzteres resultiert aus den relativ schnellen Verarbeitungszeiten der vorliegenden Erfindung und der Verwendung von nur der Menge an Polymerlösungsmittel, die notwendig ist, um das Polymer zu lösen, so dass die Zugabe der wässrigen Tensidphase das Polymerlösungsmittel aus der organischen Phase in die wässrige Tensidphase extrahiert und dadurch einen Phasenübergang und sofortige Bildung einer Mikrokapselsuspension induziert.
-
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf die Verkapselung von hydrophoben Wirkstoffen in einem im Wesentlichen homogenen Gemisch aus Mikrosphären, vorzugsweise mindestens 80 Gew.-% Mikrosphären, gerichtet. Die restlichen Mikropartikel umfassen Mikrokapseln oder Mikroschwämme. Diese bevorzugte Ausführungsform wird mit Bezug auf 1 beschrieben werden. Gemäß dieser Ausführungsform wird die Arzneistoffphase hergestellt durch Lösen des Wirkstoffs in der organischen Polymerlösung, um eine Polymer/Arzneistofflösung 100 zu bilden. Die Polymer/Arzneistofflösung 100 wird dann zum Gefäß 300 zugegeben. Eine wässrige Tensidphase 200 wird dann zum Gefäß 300, das die Arzneistoffphase enthält, zugegeben, wie vorstehend diskutiert, um die Mikropartikelsuspension herzustellen.
-
Gemäß dieser Ausführungsform, die auf die Verkapselung von hydrophoben Wirkstoffen, die in der organischen Polymerlösung löslich sind, gerichtet ist, kann die Kontrolle über die Morphologie der Partikel durch das Steuern der Zugabegeschwindigkeit der wässrigen Tensidphase zu der Arzneistoffphase oder die Auswahl des geeigneten organischen Lösungsmittels bewirkt werden. Die schnelle (sofortige) Zugabe der wässrigen Tensidphase zu der Arzneistoffphase führt zur Bildung einer Suspension, die im Wesentlichen gänzlich Mikrosphären umfasst, wohingegen die allmähliche Zugabe (über einen Zeitraum, der vorzugsweise über eine Minute hinausgeht) dazu führt, dass ein Gemisch aus Mikrokapseln, Mikrosphären und Mikroschwämmen hergestellt wird. In einer anderen Ausführungsform führt die Auswahl von stärker hydrophoben organischen Lösungsmitteln zur Herstellung von im Wesentlichen gänzlich Mikrosphären, während die Auswahl von stärker hydrophilen Lösungsmitteln zur Herstellung eines Gemischs aus Mikrokapseln und Mikrosphären, das bis zu etwa 70–80% (Gew./Gew.) Mikrosphären und 30–20% (Gew./Gew.) Mikrokapseln oder Mikroschwämme umfasst, führt.
-
In noch einer anderen Ausführungsform werden hydrophobe Wirkstoffe, die nicht in der organischen Polymerlösung löslich sind, darin suspendiert, um die Arzneistoffphase zu bilden. Die wässrige Tensidphase wird dann zu der Arzneistoffphase zugegeben, wie vorstehend diskutiert, was zur Herstellung einer Suspension von Mikrosphären von im Wesentlichen einheitlicher Morphologie führt.
-
Um die Mikropartikelsuspension zu bilden, wird ein definiertes Volumen einer wässrigen Lösung oder Pufferlösung, die ein Tensid oder Tensidgemisch enthält, als kontinuierliche Phase zu der durch Homogenisierung während des Rührens hergestellten Arzneistoffphase zugegeben, so dass ein Phasenübergang von der organischen Phase zu der wässrigen Phase erfolgt, mit sofortiger Bildung einer Mikropartikelsuspension. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das für den Phasenübergang erforderliche Volumen der kontinuierlichen, wässrigen Tensidphase berechnet unter der Annahme, dass die Polymer-Mikropartikel in der kontinuierlichen, wässrigen Tensidphase die Hohlräume in einer „kubisch körperzentrierten” oder „kubisch flächenzentrierten” oder „hexagonal-dichtesten Packung”-Anordnung besetzen.
-
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ist der Volumenanteil der wässrigen Tensidphase größer als 60%, vorzugsweise zwischen 65 und 80% und am meisten bevorzugt zwischen 68% und 74%.
-
Die Zugabe der wässrigen Tensidphase zu der Arzneistoffphase führt zu der fast sofortigen Bildung einer Mikropartikelsuspension. Als ein Ergebnis stellt das erfindungsgemäße Verfahren bessere Kontrolle über die Partikelgrößenverteilungen bereit und liefert Mikropartikel mit kleineren mittleren Durchmessern und einheitlicherer Morphologie und gesteigerten Verkapselungseffizienzen. Zusätzlich wird die Mikropartikelsuspension innerhalb von Minuten des Zugebens der wässrigen Tensidphase zu der Arzneistoffphase gebildet, vorzugsweise innerhalb einer Minute, gegenüber den Verfahren auf dem Stand der Technik, die Herstellungszeiten von bis zu mehreren Stunden erfordern. Sobald die Suspension von Mikropartikeln gebildet ist, wird das Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch mit den üblichen Verfahren beseitigt, vorzugsweise in Vakuum und/oder einem Luft/Stickstoffstrom, oder auch durch Filtration oder Extraktion. Nach Entfernen des Lösungsmittels werden die Mikropartikel zusätzlich einer „Querstrom”-Filtration unterzogen, falls gewünscht; als ein Ergebnis werden sie sanft von Tensidrückständen und Lösungsmittelresten befreit, sowie von jeglicher nicht-verkapselter Wirksubstanz oder, wie der Fall sein kann, jeglicher Wirksubstanz, die an der Oberfläche anhaftet.
-
Die Mikropartikel werden nach dem Waschen mit Wasser (Zentrifugation oder Filtration) konzentriert und gegebenenfalls gefriergetrocknet oder sprühgetrocknet, wie in den vorstehend erwähnten Patenten beschrieben, oder in einem Wirbelbett getrocknet, wie beispielsweise im
US-Patent Nr. 6,080,429 beschrieben.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein viskositätsmodifizierendes Mittel zu der wässrigen Tensidphase zugegeben. Es ist überraschend entdeckt worden, dass der Ersatz eines Anteils des Wassers der wässrigen Tensidphase durch ein viskositätsmodifizierendes Mittel, wie z. B. Glycerol, zu kleineren mittleren Mikropartikeldurchmessern und kleineren Mikropartikelgrößenverteilungen führt, sowie zu Steigerungen der Arzneistoffbeladungen und Verkapselungseffizienz.
-
Die Viskosität der wässrigen Tensidphase kann durch den schrittweisen Ersatz von Wasser durch Glycerin über mehrere Größenordnungen variiert werden. Gemäß dieser Ausführungsform wird die wässrige Tensidphase mit etwa 1–80 Gew.-%, vorzugsweise 5–50 Gew.-%, eines viskositätsmodifizierenden Mittels, wie z. B. Glycerol, bereitgestellt. Andere viskositätsmodifizierende Mittel schließen Polyethylenglycol, Hyaluronsäure, Cellulosepolymere und Derivate davon, Chitosan, auf biologischen Flächen haftende Polymere und andere, auf dem Fachgebiet bekannte, Mittel, wie z. B. diejenigen in den
U.S.-Patenten Nr. 4,652,441 ,
4,711,282 ,
4,917,893 und
5,061,492 offenbarten, die hier durch Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen sind, ein.
-
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird ein Co-Lösungsmittel zu der wässrigen Tensidphase zugegeben. Das Co-Lösungsmittel ist mit Wasser mischbar und ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass es ein Lösungsmittel für das Polymerlösungsmittel ist, während es kein Lösungsmittel für das Polymer ist. Gemäß dieser Ausführungsform ist gegenüber einem äquivalenten Volumen der wässrigen Tensidphase, in der jegliches Co-Lösungsmittel fehlt, die wässrige Tensidphase fähig, mehr Polymerlösungsmittel aus der organischen Polymerlösung zu extrahieren. Dies verringert den Volumenanteil der wässrigen Tensidphase, die erforderlich ist, um die Mikropartikelsuspension zu bilden, und verringert somit die Menge an Tensid, das aus der Mikropartikelsuspension entfernt werden muss. Die Menge an Co-Lösungsmittel, die zu der wässrigen Tensidphase zugegeben werden soll, ist vor allem abhängig von dem ausgewählten Polymer und dem Polymerlösungsmittel. Typischerweise werden etwa 1–40 Gew.-% Co-Lösungsmittel zu der wässrigen Tensidphase gemäß dieser Ausführungsform zugegeben. Geeignete Co-Lösungsmittel schließen Alkohole, wie z. B. Ethanol, Methanol, Ether und Polyethylenglycol ein, sind aber nicht darauf beschränkt.
-
Die wässrige Tensidphase kann mit einem Puffer versehen werden, um den pH-Wert der wässrigen Tensidphase in einem Bereich zu halten, in dem der Wirkstoff nicht löslich ist. Eine derartige Auswahl von Puffer dient dazu, den Wirkstoff in der Arzneistoffphase zu halten und verhindert die Wanderung des Wirkstoffs in das wässrige-Tensidphase-Extraktionsmedium und steigert dadurch die Verkapselungseffizienz des Wirkstoffs in den Mikrokapseln. Es ist selbstverständlich, dass eine derartige Verwendung von Puffer auch verwendet werden kann, um die Verkapselungseffizienzen gemäß jeder der anderen vorstehend dargelegten Ausführungsformen zu steigern.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die gewünschte Partikelgröße über die Rührgeschwindigkeit und die Zeit des Rührens und auch über die Tensidkonzentration eingestellt werden. Die Mikrosphären der vorliegenden Erfindung können durch Variieren von Verfahrensparametern, wie z. B. Rührgeschwindigkeit, Volumen des in dem Phasenübergangsschritt verwendeten Lösungsmittels, Temperatur, Konzentration an Polymer(en) und innewohnende Viskosität des Polymers/der Polymere in jeglicher gewünschten Größe, im Bereich von etwa 0,1 μm bis hoch zu etwa 1000 μm im Durchmesser, hergestellt werden. Derartige Auswahlkriterien können ohne weiteres von einem Fachmann mit normalen Fertigkeiten bestimmt werden.
-
Die vorliegende Erfindung kann ausgeübt werden, um ein breites Spektrum an hydrophoben Wirkstoffen zu verkapseln. Beispiele für Wirkstoffe, die zur Verwendung in dieser Erfindung geeignet sind, schließen Budesonid und Taxol ein, sind aber nicht darauf beschränkt.
-
Die Menge an zu verkapselndem Wirkstoff ist abhängig von der Art der Substanz, der Dauer, Zeit und gewünschten Wirkung. Erfindungsgemäße Arzneistoffbeladungen reichen bis zu etwa 40 Gew.-% (Grad der Beladung = Gewicht des aktiven Prinzips × 100/Gewicht des aktiven Prinzips + Polymergewicht).
-
Polymere, die für die Ausübung der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind aus der Literatur bekannt und schließen beispielsweise Polyamide, Polyanhydride, Polyester, Polyorthoester, Polyacetate, Polylactone und Polyorthocarbonate ein. Ein bevorzugtes erfindungsgemäßes biologisch abbaubares Polymer umfasst einen Polyester von α-, β- und γ-Hydroxycarbonsäuren oder Blockcopolymere aus Polyester von α-, β- und γ-Hydroxycarbonsäuren und linearen Poly(ethylenglycolen) oder Sternpoly(ethylenglycolen). Polylactid-co-Glycolidpolymere stellen eine besonders bevorzugte Klasse von den erfindungsgemäßen Polymeren dar.
-
Typischerweise enthält eine geeignete Polymerlösung zwischen etwa 1% (Gew./Gew.) und etwa 50% (Gew./Gew.) eines geeigneten biologisch kompatiblen Polymers, wobei das biologisch kompatible Polymer typischerweise in einem geeigneten Polymerlösungsmittel gelöst wird. Vorzugsweise enthält eine Polymerlösung etwa 5% (Gew./Gew.) bis etwa 30% (Gew./Gew.) Polymer. Die Abbaugeschwindigkeit für die erfindungsgemäßen Mikropartikel wird zum Teil durch das Molekulargewicht des Polymers bestimmt. Polymere mit unterschiedlichen Molekulargewichten (oder innewohnenden Viskositäten) können gemischt werden, um ein gewünschtes Abbauprofil zu ergeben. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Abbaugeschwindigkeit durch das Verhältnis von Lactid zu Glycolid in dem Polymer gesteuert.
-
Beispiele für biologisch abbaubare Polymere zur Verwendung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind auf dem Fachgebiet bekannt und schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Polyglycolide (PGA) und Copolymere von Glycoliden, wie z. B. Glycolid/Lactid-Copolymere (PGA/PLLA) oder Glycolid/Trimethylencarbonat-Copolymere (PGA/TMC); L-Polylactide (PLA) und Stereo-Copolymere von Polylactiden, wie z. B. Poly(L-lactid) (PLLA), Poly(DL-lactid)-Copolymere und L-Lactid/DL-Lactid-Copolymere; Copolymere von PLA, wie z. B. Lactid/Tetramethylglycolid-Copolymere, Lactid/δ-Valerolacton-Copolymer und Lactid/ε-Caprolacton-Copolymer; Poly(β-hydroxybutyrat) (PHBA), PHBA/β-Hydroxyvalerat-Copolymere (PHBA/HVA), Poly(β-hydroxypropionat) (PHPA), Poly(p-dioxanon) (PDS), Poly(δ-valerolacton), Poly(ε-caprolacton), Poly(polyaminosäuren), Polysaccharide, die hydrophob gemacht worden sind, oder Hyaluronsäure, die hydrophob gemacht worden ist, oder Dextrane, die hydrophob gemacht worden sind, oder Amylopektin oder Hyaluronsäure, die auf selbst-zusammenschließende Weise hydrophob gemacht worden sind.
-
AB-Blockcopolymere, die PLA und PEG umfassen, ABA-Tri-Blockcopolymere, die PLA-PEG-PLA, S(3)-PEG-PLA-Blockcopolymere und S(4)-PEG-PLA-Blockcopolymere umfassen, sind in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verwendung als Blockcopolymere aus Polyester von Hydroxycarbonsäuren und linearem Poly(ethylenglycol) oder Sternpoly(ethylenglycol) (PEG) geeignet.
-
Geeignete im Handel erhältliche Polymere zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Resomer® (Böhringer-Ingelheim) L-104, L-206, L-207, L-208, L-209, L-210, L-214, R-104, R-202, R-203, R-206, R-207, R-208, G-110, G-205, LR-909, RG-502, RG-502H, RG-503, RG-503H, RG-504, RG-504H, RG-505, RG-505H, RG-506, RG-508, RG-752, RG-755, RG-756 und Resomer® RG-858.
-
Bevorzugte erfindungsgemäße Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische schließen Aceton, Ethanol, Alkylacetate, wie z. B. Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Isobutyl- oder Butylacetat, Alkylformiate, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl- oder Isobutylformiat, Triacetin, Triethylcitrat und/oder C1-C4-Alkyllactate, z. B. Methyl- oder Ethyllactate, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Tetrahydrofuran, Dimethylsulfoxid, 1-Methyl-2-pyrrolidon und 3-Methyl-1-butanol, Acetonitril, THF, DMSO, PEG 100, PEG 200, PEG 300, PEG 400, N-Methylpyrrolidon, Glykofurol, Diethylcarbonat, Triethylcitrat und 2-Methyl-1-propanol ein.
-
Bevorzugte Tenside schließen kationische, anionische und nicht-ionische Tenside ein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Poloxamere®, Poloxamine®, Polyethylenglycolalkylether, Polysorbate (Tween®, Span®, Saccharoseester (Sisterna®, Niederlande), Saccharoseester (Ryoto Sugar Ester, Tokyo), Gelatinen, Polyvinylpyrrolidon, Fettalkoholpolyglycoside, Charps, Charpso, Decyl-β-D-glycopyranosid, Decyl-β-D-maltopyranosid, Dodecyl-β-D-maltopyranosid, Natriumoleat, Polyethylenglycol, Polyvinylalkohol, polyethoxylierte Fettsäureether (Brij®), Triton X 100 oder deren Gemische. Mengen, die wirksam sind, eine stabile, wässrige Formulierung zu liefern, werden verwendet werden, gewöhnlich im Bereich von etwa 0,1% (Gew./Vol.) bis etwa 30% (Gew./Vol.).
-
Die Verkapselungseffizienz des Verfahrens beträgt mindestens 85%, vorzugsweise werden Verkapselungseffizienzen zwischen 90 und 95% erzielt. Verkapselungseffizienz soll das Gewicht des verkapselten Wirkstoffs × 100/Gewicht des eingesetzten Wirkstoffs bedeuten. Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung hoch einheitliche Morphologien bereit, so dass die resultierenden Mikropartikel mindestens 85 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, und am meisten bevorzugt größer als 95 Gew.-% einer einzigen einheitlichen Morphologie umfassen (d. h. mindestens 95% Mikrosphären).
-
Die erfindungsgemäßen Formulierungen können ein Konservierungsmittel, vielfältige Exzipienten, wie z. B. Polyethylenglycol (PEG), neben Polyolen, wie z. B. Trehalose oder Mannit, enthalten. Beispiele für geeignete Konservierungsmittel für die Formulierung schließen Phenol, Benzylalkohol, meta-Kresol, Methylparaben, Propylparaben, Benzalkoniumchlorid und Benzethoniumchlorid ein. Bevorzugte Konservierungsmittel schließen etwa 0,2 bis 0,4% (Gew./Vol.) Phenol und etwa 0,7 bis 1% (Gew./Vol.) Benzylalkohol ein, obwohl die Art des Konservierungsmittel und der Konzentrationsbereich nicht entscheidend sind.
-
Im Allgemeinen können die erfindungsgemäße Arzneistoffphase, die organische Polymerlösung und/oder die Tensidphase andere Komponenten in Mengen enthalten, die die Herstellung von stabilen Formen nicht schmälern und in Mengen, die für wirksame, sichere pharmazeutische Verabreichung geeignet sind. Beispielsweise können andere, pharmazeutisch verträgliche Exzipienten, die Fachleuten bekannt sind, einen Teil der vorliegenden Zusammensetzungen bilden. Diese schließen beispielsweise Salze, verschiedene Füllstoffe, zusätzliche Puffermittel, Komplexbildner, Antioxidantien, Co-Lösungsmittel und dergleichen ein; spezielle Beispiele für diese schließen Tris-(hydroxymethyl)aminomethansalze („Trispuffer”) und Dinatriumethylendiamintetraacetat ein. Kryoprotektoren, wie z. B. Zucker, Zuckeralkohole oder Kristallisationsinhibitoren, wie z. B. diejenigen im
U.S.-Patent Nr. 5,676,968 offenbarten, wie z. B. niedermolekulares Polyvinylpyrrolidon und Derivate, werden gegebenenfalls zur Lyophilisierung zugegeben.
-
Gemäß einer bevorzugten Verwendung der Mikropartikel für die pharmazeutische Anwendung, werden die Mikrosphären in pharmazeutisch vertragliche, sterile, isotone Formulierungen gebracht, zusammen mit jeglichen erforderlichen Co-Faktoren, und gegebenenfalls mit auf dem Fachgebiet bekannten Standardmitteln verabreicht. Mikrosphärenformulierungen werden typischerweise als ein Trockenpulver gelagert. Es ist selbstverständlich, dass die erfindungsgemäßen Mikropartikel in anderen Anwendungen, wie z. B. Industriechemikalien, Herbiziden, Düngemitteln und Farbstoffen, Verwendung finden könnten.
-
Die Erfindung wird nachstehend in praktischen Beispielen weiter erklärt.
-
Beispiel 1
-
Lipophile aktive Prinzipien
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-756 werden in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11,0 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 5 mL einer wässrigen 50 mmol Tris(hydroxymethyl)aminomethanlösung (pH-Wert 7,4), die 20 mg Budesonid enthält, werden dann in der Polymerlösung für 4 Minuten bei 9000 U/min bei Raumtemperatur mittels eines mechanischen Rührers (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) dispergiert.
-
50 mL einer 50 mmol Citratpufferlösung (pH-Wert 6,0), die 4% Pluronic F-68 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens bei 9000 U/min zugegeben. Nach einer Dispersionszeit von 30 Sekunden wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt. Das Lösungsmittel Ethylformiat wird dann bei 20°C durch Anwendung von Vakuum, durch Einleitung von Stickstoff oder Luft oder durch Extraktion mit Wasser beseitigt. Nach 5 Stunden wird die Suspension mit 5 L Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert.
-
„Querstrom”-Filtration erfolgt mit einem Sartocon mini®-System (Sartorius AG, Göttingen) mit einer Polyolefinmembran (Rückhaltevermögen 0,2 μm). Die Lösungsmittel- und fast Emulgator-freie Suspension wird so schnell wie möglich mit flüssigem Stickstoff eingefroren und gefriergetrocknet.
-
Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrokapseln mit einem Wirkprinzip-Gehalt von 2,2%. Die Mikrokapseln weisen einen Durchmesser von 0,2 bis 20 μm auf, wobei der Wirkstoff Budesonid im Kern der Mikrokapsel suspendiert ist. Die Verkapselungseffizienz beträgt 85%.
-
Beispiel 2
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-756 werden, zusammen mit 20 mg Budesonid, in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11,0 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 5 mL einer wässrigen 50 mmol Tris(hydroxymethyl)aminomethanlösung (pH-Wert 7,4) werden zu der Lösung zugegeben und in der Polymerlösung für 4 Minuten bei 9000 U/min mittels eines mechanischen Rührers (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) dispergiert.
-
50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (50 mmol und pH-Wert 6,0), die Pluronic F-68 enthält, wird zu der gebildeten Dispersion während des Rührens (9000 U/min) zugegeben. Nach einer Dispersionszeit von 30 Sekunden wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und wie in Beispiel 1 weiter verarbeitet.
-
Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrokapseln mit einem Wirkprinzip-Gehalt von 2,2%. Die Mikrokapseln weisen einen Durchmesser von 0,2 bis 20 μm auf, wobei der Wirkstoff Budesonid in die polymere Mikrokapselwand eingebettet ist. Die Verkapselungseffizienz beträgt 85%.
-
Beispiel 3
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-756 werden in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11,0 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 5 mL einer wässrigen Suspension von 20 mg Taxol und eine 50 mmol Tris(hydroxymethyl)aminomethanlösung (pH-Wert 7,4) werden dann in der Polymerlösung für 4 Minuten bei 9000 U/min bei Raumtemperatur mittels eines mechanischen Rührers (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) dispergiert.
-
50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (50 mmol und pH-Wert 6,0), die 4% Pluronic F-68 enthält, werden dann zu der gebildeten Dispersion während des Rührens (9000 U/min) zugegeben. Nach einer Dispersionszeit von 30 Sekunden wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt. Das Lösungsmittel Ethylformiat wird dann bei 20°C durch Anwendung von Vakuum, durch Einleitung von Stickstoff oder Luft oder durch Extraktion mit Wasser beseitigt. Nach 5 Stunden wird die Suspension mit 5 L Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert.
-
„Querstrom”-Filtration erfolgt mit einem Sartocon mini®-System (Sartorius AG, Göttingen) mit einer Polyolefinmembran (Rückhaltevermögen 0,2 μm). Die Lösungsmittel- und fast Emulgator-freie Suspension wird so schnell wie möglich mit flüssigem Stickstoff eingefroren und gefriergetrocknet.
-
Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrokapseln mit einem Wirkprinzip-Gehalt von 2,2%. Die Mikrokapseln weisen einen Durchmesser von 0,2 bis 20 μm auf, wobei der Wirkstoff Taxol im Kern der Mikrokapsel suspendiert ist. Die Verkapselungseffizienz beträgt 85%.
-
Beispiel 4
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-756 werden, zusammen mit 20 mg Taxol, in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11,0 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 5 mL einer 50 mmol Tris(hydroxymethyl)aminomethanlösung (pH-Wert 7,4) werden dann in der Polymerlösung für 4 Minuten bei 10.000 U/min bei Raumtemperatur mittels eines mechanischen Rührers (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) dispergiert.
-
50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (50 mmol und pH-Wert 6,0), die 4% Pluronic F-68 enthält, werden dann zu der gebildeten Dispersion bei Rühren von 10000 U/min zugegeben. Nach einer Dispersionszeit von 30 Sekunden wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und wie in Beispiel 3 weiter verarbeitet.
-
Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrokapseln mit einem aktives-Prinzip-Gehalt von 2,2%. Die Mikrokapseln weisen einen Durchmesser von 0,2 bis 20 μm auf, wobei der Wirkstoff Taxol in der polymeren Mikrokapselwand eingebettet ist. Die Verkapselungseffizienz beträgt 85%.
-
Beispiel 5 (Referenzbeispiel)
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-756 werden in 15 mL Ethylacetat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11,0 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (pH-Wert 6,0, 50 mmol), die 2 g Pluronic F-68 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (6000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Das Lösungsmittel Ethylacetat wird dann bei Raumtemperatur durch Anwenden eines Vakuums oder durch Extraktion mit einem Liter Wasser beseitigt. Nach 2 Stunden wird die Suspension mit 6 L Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert. Reinigung und Konzentration können sanfter ausgeführt werden mit Querstromfiltration mittels eines Sartocon mini®-Systems (Sartorius AG, Göttingen).
-
Die Lösungsmittel- und fast Tensid-freie Suspension wird mit einem Kryoprotektor (beispielsweise mit einem Zucker, Zuckeralkohol oder Polyvinylpyrrolidonderivat) gemischt, so schnell wie möglich eingefroren (beispielsweise mit flüssigem Stickstoff) und gefriergetrocknet. Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Durchmesser von 1 bis 20 μm.
-
Beispiel 6 (Referenzbeispiel)
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-858 werden in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (pH-Wert 6,0, 50 mmol), die 2 g Pluronic F-68 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (6000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt. Nachfolgende Verarbeitung der Mikropartikelsuspension erfolgt, wie in Beispiel 5 beschrieben. Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Durchmesser von 1 bis 30 μm.
-
Beispiel 7 (Referenzbeispiel)
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-503 werden in 15 mL Methylacetat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (pH-Wert 6,0, 50 mmol), die 2 g Tween-20 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (6000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt. Nachfolgende Verarbeitung der Mikropartikelsuspension erfolgt, wie in Beispiel 5 beschrieben. Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Durchmesser von 0,2 bis 15 μm.
-
Beispiel 8 (Referenzbeispiel)
-
Polymer: RG-858, eingesetzte Menge: 750 mg Polymer werden in 15 mL des in Tabelle 1 aufgeführten Lösungsmittels gelöst.
-
Tensidlösung: Volumen: 50 mL, 2 g des in Tabelle 8 aufgeführten Tensids werden in 50 mL Citratpuffer, pH-Wert 6,0, 50 mmol, gelöst.
-
Mikrosphären aus den in diesem Beispiel aufgeführten Komponenten wurden gemäß dem in Beispiel 5 beschriebenen Verfahren hergestellt. Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder mit einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Durchmesser von 1 bis 30 μm. Tabelle 1
| T-707 | T-908 | Tween-80 | F-68 | F-127 | P-1570 | L-1695 |
Methylacetat | | | | | | | |
Ethylacetat | | | | | | | |
Isopropylacetat | | | | | | | |
Ethylformiat | | | | | | | |
Propylformiat | | | | | | | |
Isopropylformiat | | | | | | | |
Ethylmethylketon | | | | | | | |
-
Beispiel 9 (Referenzbeispiel)
-
Polymer: RG 756, eingesetzte Menge: 750 mg Polymer werden in 15 mL des in Tabelle 2 aufgeführten Lösungsmittels gelöst.
-
Tensidlösung: Volumen: 50 mL, 2 g des in Tabelle 9 aufgeführten Tensids werden in 50 mL PBS-Puffer, pH-Wert 7,4, 50 mmol, gelöst.
-
Mikrosphären aus den in diesem Beispiel aufgeführten Komponenten wurden gemäß dem in Beispiel 5 beschriebenen Verfahren hergestellt. Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder mit einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Durchmesser von 1 bis 20 μm. Tabelle 2
| T-707 | T-908 | Tween-80 | F-68 | F-127 | P-1570 | L-1695 |
Methylacetat | | | | | | | |
Ethylacetat | | | | | | | |
Isopropylacetat | | | | | | | |
Ethylformiat | | | | | | | |
Propylformiat | | | | | | | |
Isopropylformiat | | | | | | | |
-
Beispiel 10 (Referenzbeispiel)
-
Polymer: RG 502H, eingesetzte Menge: 750 mg Polymer werden in 15 mL des in Tabelle 3 aufgeführten Lösungsmittels gelöst.
-
Tensidlösung: Volumen: 50 mL, 2 g des in Tabelle 3 aufgeführten Tensids werden in 50 mL Tris-Puffer, pH-Wert 7,4, 50 mmol, gelöst.
-
Mikrosphären aus den in diesem Beispiel aufgeführten Komponenten wurden gemäß dem in Beispiel 5 beschriebenen Verfahren hergestellt. Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder mit einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Durchmesser von 0,2 bis 8 μm. Tabelle 3
| T-707 | T-908 | Tween-80 | F-68 | F-127 | P-1570 | L-1695 |
Methylacetat | | | | | | | |
Ethylacetat | | | | | | | |
Ethylformiat | | | | | | | |
-
Beispiel 11 (Referenzbeispiel)
-
Polymer: R-202, eingesetzte Menge: 750 mg Polymer werden in 15 mL des in Tabelle 4 aufgeführten Lösungsmittels gelöst.
-
Tensidlösung: Volumen: 50 mL, 2 g des in Tabelle 4 aufgeführten Tensids werden in 50 mL Citratpuffer pH-Wert 6,6, 50 mmol, gelöst.
-
Mikrosphären aus den in diesem Beispiel aufgeführten Komponenten wurden gemäß dem in Beispiel 5 beschriebenen Verfahren hergestellt. Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder mit einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Durchmesser von 0,2 bis 10 μm. Tabelle 4
| T-707 | T-908 | Tween-80 | F-68 | F-127 | P-1570 | L-1695 |
Methylacetat | | | | | | | |
Ethylacetat | | | | | | | |
Isopropylacetat | | | | | | | |
Methylformiat | | | | | | | |
Ethylformiat | | | | | | | |
Propylformiat | | | | | | | |
Isopropylformiat | | | | | | | |
Methylethylketon | | | | | | | |
-
Beispiel 12
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-503 und 40 mg Budesonid werden in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (pH-Wert 6,0, 50 mmol), die 2 g Pluronic F-68 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mittels eines Magnetrührers gerührt.
-
Das Lösungsmittel Ethylformiat wird dann bei Raumtemperatur durch Anwenden eines Vakuums oder durch Extraktion mit einem Liter Wasser beseitigt. Nach 2 Stunden wird die Suspension mit 6 L Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert. Reinigung und Konzentration kann mit „Querstrom”-Filtration sanfter durchgeführt werden, unter Verwendung eines Sartocon mini®-Systems (Sartorius AG, Göttingen).
-
Die Lösungsmittel- und fast Tensid-freie Suspension wird mit einem Kryoprotektor (beispielsweise mit einem Zucker, Zuckeralkohol oder Polyvinylpyrrolidonderivat) gemischt, so schnell wie möglich eingefroren (beispielsweise, mit flüssigem Stickstoff) und gefriergetrocknet. Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Budesonidgehalt von 4% (Budesonid-Gewicht × 100/(Budesonid-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und sie weisen einen Durchmesser von 0,2 bis 10 μm auf.
-
Beispiel 13
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-503 und 30 mg Budesonid werden in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (pH-Wert 6,0, 50 mmol), die 2 g Pluronic F127 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben.
-
Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Die nachfolgende Verarbeitung erfolgt, wie in Beispiel 12 beschrieben.
-
Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder mit einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Budesonidgehalt von 3% (Budesonid-Gewicht × 100/(Budesonid-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und diese weisen einen Durchmesser von 0,2 bis 10 μm auf.
-
Beispiel 14
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-858 und 50 mg Budesonid werden in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (pH-Wert 6,0, 50 mmol), die 2 g Pluronic F-68 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach etwa 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Die nachfolgende Verarbeitung erfolgt, wie in Beispiel 12 beschrieben.
-
Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder mit einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Budesonidgehalt von 6% (Budesonid-Gewicht × 100/(Budesonid-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und sie weisen einen Durchmesser von 1 bis 15 μm auf.
-
Beispiel 15
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-756 und 50 mg Budesonid werden in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 50 mL einer wässrigen Tris-Pufferlösung (pH-Wert 7,4, 50 mmol), die 2 g Pluronic F-68 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Die nachfolgende Verarbeitung erfolgt, wie in Beispiel 12 beschrieben.
-
Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder mit einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Budesonidgehalt von 6% (Budesonid-Gewicht × 100/(Budesonid-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und sie weisen einen Durchmesser von 0,2 bis 10 μm auf.
-
Beispiel 16
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-503 und 40 mg Taxol werden in 15 mL Ethylacetat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 50 mL einer wässrigen Phosphatpufferlösung (pH-Wert 7,4, 50 mmol), die 2 g Tween-80 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Die nachfolgende Verarbeitung erfolgt, wie in Beispiel 12 beschrieben.
-
Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder mit einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Taxolgehalt von 4% (Taxol-Gewicht × 100/(Taxol-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und sie weisen einen Durchmesser von 1 bis 20 μm auf.
-
Beispiel 17
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-756 und 40 mg Taxol werden in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (pH-Wert 6,0, 50 mmol), die 2 g Pluronic F-68 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Die nachfolgende Verarbeitung erfolgt, wie in Beispiel 12 beschrieben.
-
Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder mit einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Taxolgehalt von 4,3% (Taxol-Gewicht × 100/(Taxol-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und diese weisen einen Durchmesser von 1 bis 20 μm auf.
-
Beispiel 18
-
750 mg des Polymers Resomer® RG-858 und 40 mg Taxol werden in 15 mL Ethylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 50 mL einer wässrigen Citratpufferlösung (pH-Wert 6,0, 50 mmol), die 2 g Pluronic F-68 enthält, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 500 mL-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Die nachfolgende Verarbeitung erfolgt, wie in Beispiel 12 beschrieben.
-
Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder mit einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Taxolgehalt von 4% (Taxol-Gewicht × 100/(Taxol-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und sie weisen einen Durchmesser von 1 bis 20 μm auf.
-
Beispiel 19
-
4 g des Polymers Resomer® RG-502 und 50 mg Taxol werden in 16 ml Ethylformiat und 4 ml Propylformiat gelöst und werden in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe: 11 cm, Innendurchmesser: 4 cm) überführt. 100 ml Wasser, die 4 g Pluronic F-127 enthalten, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 1 l-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Das Lösungsmittel wird bei Raumtemperatur durch Anwenden von Vakuum oder Extraktion mit einem Liter Wasser entfernt. Nach zwei Stunden wird die Suspension mit 6 l Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert.
-
Reinigung und Konzentration können mit Querstromfiltration mittels eines Sartocon mini®-Systems (Sartorius AG, Göttingen) sanfter ausgeführt werden.
-
Die Lösungsmittel- und fast Tensid-freie Suspension wird mit einem Kryoprotektor (beispielsweise mit einem Zucker, Zuckeralkohol oder Polyvinylpyrrolidonderivat) gemischt, so schnell wie möglich eingefroren (beispielsweise mit flüssigem Stickstoff). Das Lyophilisat, resuspendiert in Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Taxolgehalt von 1,00% ((Taxol-Gewicht·100/(Taxol-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und diese weisen einen Durchmesser von 1 bis 30 μm auf.
-
Beispiel 20
-
2 g des Polymers Resomer® RG-756 und 25 mg Taxol werden in 20 ml tert-Butylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe: 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 100 ml Wasser, die 4 g Pluronic F-127 enthalten, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 1 l-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Das Lösungsmittel wird bei Raumtemperatur durch Anwenden von Vakuum oder Extraktion mit einem Liter Wasser entfernt. Nach zwei Stunden wird die Suspension mit 6 l Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert.
-
Reinigung und Konzentration können mit Querstromfiltration mittels eines Sartocon mini®-Systems (Sartorius AG, Göttingen) sanfter ausgeführt werden.
-
Die Lösungsmittel- und fast Tensid-freie Suspension wird mit einem Kryoprotektor (beispielsweise mit einem Zucker, Zuckeralkohol oder Polyvinylpyrrolidonderivat) gemischt, so schnell wie möglich eingefroren (beispielsweise mit flüssigem Stickstoff). Das Lyophilisat, resuspendiert in Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Taxolgehalt von 0,97% ((Taxol-Gewicht·100/(Taxol-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und diese weisen einen Durchmesser von 1 bis 30 μm auf.
-
Beispiel 21
-
2 g des Polymers Resomer® RG-756 und 25 mg Taxol werden in 20 ml Isopropylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe: 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 100 ml Wasser, die 4 g Pluronic F-127 enthalten, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 1 l-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Das Lösungsmittel wird bei Raumtemperatur durch Anwenden eines Vakuums oder Extraktion mit einem Liter Wasser entfernt. Nach zwei Stunden wird die Suspension mit 6 l Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert.
-
Reinigung und Konzentration können mit Querstromfiltration mittels eines Sartocon mini®-Systems (Sartorius AG, Göttingen) sanfter ausgeführt werden.
-
Die Lösungsmittel- und fast Tensid-freie Suspension wird mit einem Kryoprotektor (beispielsweise mit einem Zucker, Zuckeralkohol oder Polyvinylpyrrolidonderivat) gemischt, so schnell wie möglich eingefroren (beispielsweise mit flüssigem Stickstoff). Das Lyophilisat, resuspendiert in Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Taxolgehalt von 0,96% ((Taxol-Gewicht·100/(Taxol-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und diese weisen einen Durchmesser von 1 bis 30 μm auf.
-
Beispiel 22
-
2 g des Polymers Resomer® RG-756 und 25 mg Taxol werden in 20 ml Isopropylacetat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe: 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 100 ml Wasser, die 4 g Pluronic F-127 enthalten, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rühren wird die Mikropartikelsuspension in einen 1 l-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Das Lösungsmittel wird bei Raumtemperatur durch Anwenden eines Vakuums oder Extraktion mit einem Liter Wasser entfernt. Nach zwei Stunden wird die Suspension mit 6 l Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert.
-
Reinigung und Konzentration können mit Querstromfiltration mittels eines Sartocon mini®-Systems (Sartorius AG, Göttingen) sanfter ausgeführt werden.
-
Die Lösungsmittel- und fast Tensid-freie Suspension wird mit einem Kryoprotektor (beispielsweise mit einem Zucker, Zuckeralkohol oder Polyvinylpyrrolidonderivat) gemischt, so schnell wie möglich eingefroren (beispielsweise mit flüssigem Stickstoff). Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Taxolgehalt von 0,93% ((Taxol-Gewicht·100/(Taxol-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und diese weisen einen Durchmesser von 1 bis 30 μm auf.
-
Beispiel 23
-
0,75 g des Polymers Resomer® RG-756 und 50 mg Taxol werden in 15 ml Methylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe: 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 150 ml Wasser, die 12 g Gelatine B enthalten, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 1 l-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Das Lösungsmittel wird bei Raumtemperatur durch Anwenden eines Vakuums oder Extraktion mit einem Liter Wasser entfernt. Nach zwei Stunden wird die Suspension mit 6 l Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert.
-
Reinigung und Konzentration können mit Querstromfiltration mittels eines Sartocon mini®-Systems (Sartorius AG, Göttingen) sanfter ausgeführt werden.
-
Die Lösungsmittel- und fast Tensid-freie Suspension wird mit einem Kryoprotektor (beispielsweise mit einem Zucker, Zuckeralkohol oder Polyvinylpyrrolidonderivat) gemischt, so schnell wie möglich eingefroren (beispielsweise mit flüssigem Stickstoff). Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Taxolgehalt von 5,30% ((Taxol-Gewicht·100/(Taxol-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und diese weisen einen Durchmesser von 1 bis 30 μm auf.
-
Beispiel 24
-
0,75 g des Polymers Resomer® RG-756 und 50 mg Taxol werden in 15 ml Isopropylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe: 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 150 ml Wasser, die 12 g Gelatine B enthalten, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 1 l-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Das Lösungsmittel wird bei Raumtemperatur durch Anwenden eines Vakuums oder Extraktion mit einem Liter Wasser entfernt. Nach zwei Stunden wird die Suspension mit 6 l Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert.
-
Reinigung und Konzentration können mit Querstromfiltration mittels eines Sartocon mini®-Systems (Sartorius AG, Göttingen) sanfter ausgeführt werden.
-
Die Lösungsmittel- und fast Tensid-freie Suspension wird mit einem Kryoprotektor (beispielsweise mit einem Zucker, Zuckeralkohol oder Polyvinylpyrrolidonderivat) gemischt, so schnell wie möglich eingefroren (beispielsweise mit flüssigem Stickstoff). Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Taxolgehalt von 5,34% ((Taxol-Gewicht·100/(Taxol-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und diese weisen einen Durchmesser von 1 bis 30 μm auf.
-
Beispiel 25
-
0,75 g des Polymers Resomer® RG-756 und 50 mg Taxol werden in 15 ml Isopropylformiat gelöst und in ein doppelwandiges Stahlgefäß (Innenhöhe: 11 cm, Innendurchmesser 4 cm) überführt. 150 ml Wasser, die 6 g Gelatine B enthalten, werden dann als kontinuierliche Phase während des Rührens (8000 U/min) mit einem mechanischen Rührer (Dispermat FT, VMA-Getzmann GmbH, 2 cm-Dissolverscheibe) zugegeben. Nach 5 Minuten des Rührens wird die Mikropartikelsuspension in einen 1 l-Zweihalskolben überführt und mit einem Magnetrührer gerührt.
-
Das Lösungsmittel wird bei Raumtemperatur durch Anwenden eines Vakuums oder Extraktion mit einem Liter Wasser entfernt. Nach zwei Stunden wird die Suspension mit 6 l Wasser oder einer wässrigen Lösung gewaschen und durch Zentrifugation oder Filtration auf das gewünschte Volumen konzentriert.
-
Reinigung und Konzentration können mit Querstromfiltration mittels eines Sartocon mini®-Systems (Sartorius AG, Göttingen) sanfter ausgeführt werden.
-
Die Lösungsmittel- und fast Tensid-freie Suspension wird mit einem Kryoprotektor (beispielsweise mit einem Zucker, Zuckeralkohol oder Polyvinylpyrrolidonderivat) gemischt, so schnell wie möglich eingefroren (beispielsweise mit flüssigem Stickstoff). Das Lyophilisat, resuspendiert mit Wasser oder einer wässrigen Lösung, enthält Mikrosphären mit einem Taxolgehalt von 4,92% ((Taxol-Gewicht·100/(Taxol-Gewicht + Polymergewicht) = Grad der Beladung) und diese weisen einen Durchmesser von 1 bis 30 μm auf.
-
Beispiel 26
-
In-vitro-Taxolfreisetzung
-
Die Taxol-Mikropartikel der Beispiele 19–22 wurden in In-vitro-Freisetzungstests beurteilt. 9,8–10,2 mg der gefriergetrockneten Mikrosphären wurden in 25 ml-Lyophilisierungsfläschchen eingewogen. Zwei Fläschchen wurden pro Zeitpunkt getestet und die geeignete Anzahl an Fläschchen, um eine bis zu sechs Wochen dauernde In-vitro-Freisetzungsuntersuchung durchzuführen, wurde zubereitet. 5 ml 10 mM phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS), pH-Wert 7,4, die 0,1% Natriumazid und 0,01% Tween 20 enthielt, wurden zugegeben und die Fläschchen wurden auf einem Orbitalschüttelgerät bei 130 U/min und 37°C platziert.
-
In vorher festgelegten Zeitintervallen wurden pro Zeitpunkt 2 Fläschchen entnommen. Die Mikropartikel wurden durch Zentrifugation von dem Freisetzungsmedium getrennt, zweimal mit bi-destilliertem Wasser gewaschen und wieder zentrifugiert. Das feuchte Pellet wurde über Nacht gefriergetrocknet. Der getrocknete Rest wurde genau in Lyophilisierungsfläschchen eingewogen und in DMSO gelöst. Diese Lösung wurde vor der Analyse durch 0,22-μm-Filter filtriert und dann unter Verwendung eines HPLC-Verfahrens auf den Taxolgehalt getestet.
-
Die In-vitro-Freisetzung ist in 2 abgebildet.