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Die
Erfindung betrifft eine als Trockenpulver zur Inhalation zu verabreichende
Formulierung, die für
die effiziente Zufuhr von wirksamen Bestandteilen an die unteren
Atemwege von Patienten, die an Lungenerkrankungen wie beispielsweise
Asthma leiden, geeignet sind.
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Stand der Technik
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Die
Inhalation von Antiasthmatika wird verbreitet bei der Behandlung
reversibler Atemwegsobstruktion, -entzündung und -hyperreaktivität eingesetzt.
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Gegenwärtig sind
die am meisten verendeten Systeme für die Inhalationstherapie die
Druckdosierinhalatoren (MDIs), die ein Treibmittel verwenden, um
die das pharmazeutische Produkt enthaltenden Tröpfchen auszustoßen und
dem Atmungstrakt zuzuführen.
Trotz ihrer Praktikabilität
und Popularität
haben MDIs jedoch einige Nachteile:
- i) Tröpfchen,
die die Aktuatoröffnung
verlassen, könnten
groß sein
oder eine extrem hohe Geschwindigkeit aufweisen, was zu einer beträchtlichen
oropharyngealen Ablagerung zum Nachteil der Dosis, die in die Lunge
eindringt, führt;
die Arzneimittelmenge, die in den Bronchialbaum eindringt, kann
weiter reduziert werden durch schlechte Inhalationstechnik aufgrund
der häufigen
Schwierigkeiten des Patienten, die Auslösung der Vorrichtung mit der
Atmung zu synchronisieren;
- ii) Chlorfluorkohlenwasserstoffe (CFKWs) wie beispielsweise
Freone, die als Treibstoffe in MDIs enthalten sind, sind aus Umweltgründen nachteilig,
da sie eine nachgewiesen schädliche
Wirkung auf die Ozonschicht der Atmosphäre haben.
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Trockenpulverinhalatoren
(DPIs) bilden eine wertvolle Alternative zu MDIs für die Verabreichung
von Arzneimitteln an die Atemwege. Die wesentlichen Vorteile von
DPIs sind:
- i) da es sich um durch die Atmung
ausgelöste
Zuführsysteme
handelt, erfordern sie keine Koordination der Auslösung, da
die Freisetzung des Arzneimittels von der eigenen Inhalation des
Patienten abhängt;
- ii) sie enthalten keine Treibmittel, die als Umweltgefahrenstoffe
wirken;
- iii) die Geschwindigkeit der zugeführten Partikel ist dieselbe
oder niedriger als die des eingeatmeten Luftstroms, so dass sie
dem Luftstrom eher folgen als die sich schneller bewegen den MDI-Partikel,
wodurch die Ablagerung im oberen Atmungstrakt vermindert wird.
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DPIs
können
in zwei grundsätzliche
Typen eingeteilt werden:
- i) Einzeldosis-Inhalatoren
für die
Verabreichung von vorher unterteilten Einzeldosen der wirksamen
Verbindung;
- ii) Mehrfachdosis-Trockenpulverinhalatoren (MDPIs) entweder
mit vorher eingeteilten Einzeldosen oder vorher beladen mit Mengen
des wirksamen Bestandteils, die für mehrere Dosen ausreichen;
jede Dosis wird durch eine Dosiereinheit innerhalb des Inhalators
erzeugt. Auf Basis der erforderlichen inspiratorischen Flussraten
(l/min), die wiederum von ihrem Aufbau und ihren mechanischen Eigenschaften
abhängig
sind, werden DPIs auch wie folgt eingeteilt:
- i) Vorrichtungen mit niedrigem Widerstand (> 90 l/min):
- ii) Vorrichtungen mit mittlerem Widerstand (etwa 60 l/min);
- iii) Vorrichtungen mit hohem Widerstand (etwa 30 l/min).
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Die
angegebenen Flussraten beziehen sich auf den Druckabfall von 4 KPa
(Kilopascal) gemäß dem Europäischen Arzneibuch
(Ph. Eur.).
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Arzneimittel,
die zur Inhalation als Trockenpulver vorgesehen sind, sollten in
Form mikronisierter Pulver verwendet werden, so dass sie durch Partikel
von wenigen Mikrometern (μm)
Partikelgröße gekennzeichnet
sind. Die Größe wird
quantifiziert durch Messen eines charakteristischen äquivalenten
Kugeldurchmessers, der als aerodynamischer Durchmesser bekannt ist,
der die Fähigkeit
der Partikel anzeigt, suspendiert in einem Luftstrom transportiert
zu werden. Im Folgenden wird als Partikelgröße der mediane aerodynamische Massendurchmesser
(mass median aerodynamic diameter, MMAD) angenommen. Als respirierbare
Partikel werden allgemein solche mit Durchmessern von 0,5 bis 6 μm betrachtet,
da sie in der Lage sind, in die untere Lunge, d.h. die bronchiolären und
alveolären
Bereiche, an denen die Absorption stattfindet, einzudringen.
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Größere Partikel
werden meistens im Mundrachenraum abgelagert, so dass sie diese
Bereiche nicht erreichen können,
wohingegen die kleineren ausgeatmet werden.
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Obwohl
die Mikronisierung des wirksamen Arzneimittels für die Ablagerung in die untere
Lunge bei der Inhalation wesentlich ist, ist es bekannt, dass die
Kohäsionskräfte um so
stärker
werden, je feiner die Partikel sind. Starke Kohäsionskräfte behindern die Handhabung
des Pulvers beim Herstellungsprozess (Gießen, Befüllen). Darüber hinaus vermindern sie die
Fließfähigkeit
der Partikel, während
sie deren Agglomeration und/oder Adhäsion an den Wänden fördern. Bei
Mehrfachdosis-DPIs
stört dieses
Phänomen
das Laden des Pulvers von dem Reservoir in die Aerosolisierungskammer,
was zu Handhabungs- und
Dosiergenauigkeitsproblemen führt.
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Eine
schlechte Fließfähigkeit
ist auch dem respirierbaren Anteil der zugeführten Dosis abträglich, wobei
die wirksamen Partikel unfähig
sind, den Inhalator zu verlassen und im Inneren des Inhalators angeheftet bleiben
oder den Inhalator als große
Agglomerate verlassen; agglomerierte Partikel können wiederum die bronchiolären und
alveolären
Bereiche der Lunge nicht erreichen. Die Unsicherheit hinsichtlich
des Ausmaßes der
Agglomeration der Partikel zwischen jeder Auslösung des Inhalators und auch
zwischen Inhalatoren und verschiedenen Partikelchargen führt ebenfalls
zu einer schlechten Dosierreproduzierbarkeit.
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Im
Stand der Technik besteht ein mögliches
Verfahren zur Verbesserung der Fließeigenschaften dieser Pulver
darin, die mikronisierten Partikel in kontrollierter Weise zu agglomerieren,
um Kugeln von relativ hoher Dichte und Kompaktheit zu bilden. Der
Vorgang wird als Sphäronisierung
bezeichnet, während
die gebildeten runden Partikel als Pellets bezeichnet werden. Wenn
der wirksame Bestandteil vor der Sphäronisierung mit mehreren feinen
Partikeln aus einem oder mehreren Exzipientien gemischt wird, ist
das erhaltene Produkt als Softpellets bezeichnet worden.
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Andernfalls
könnten
Pulver zur Inhalation durch Mischen des mikronisierten Arzneimittels
mit einem aus gröberen
Partikeln bestehenden Trägermaterial
(im Allgemeinen Laktose, vorzugsweise α-Laktose-Monohydrat) formuliert
werden, um so genannte "geordnete
Mischungen" ("ordered mixtures") zu erzeugen.
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Sowohl
geordnete Mischungen als auch Pellets sollten jedoch in der Lage
sein, die Arzneimittelpartikel bei der Inhalation freizusetzen,
um es ihnen zu ermöglichen,
die Zielorte innerhalb der Lunge zu erreichen.
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In
dieser Hinsicht ist es gut bekannt, dass die interpartikulären Kräfte, die
zwischen den beiden Bestandteilen in der geordneten Mischung auftreten,
sich als zu hoch erweisen können,
wodurch die Trennung der mikronisierten Arzneimittelpartikel von
der Oberfläche
der groben Trägerpartikel
bei der Inhalation verhindert wird. Die Oberfläche der Trägerpartikel ist in der Tat
nicht glatt, sondern weist Schroffheiten und Spalten auf, die Orte
hoher Energie darstellen, von denen die wirksamen Partikel vorzugsweise
angezogen werden und an denen sie stärker anhaften. Darüber hinaus
könnten
geordnete Mi schungen, die aus wirksamen Bestandteilen mit geringer
Stärke
bestehen, Problemen hinsichtlich der Einheitlichkeit der Verteilung
und damit der Abmessung genauer Dosen gegenüberstehen.
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Auf
der anderen Seite können
Softpellets eine solch hohe innere Kohärenz erreichen, dass deren
Aufbrechen in die kleineren Partikel bei der Inhalation beeinträchtigt wird;
ein derartiges Manko könnte
als ein besonders kritischer Schritt betrachtet werden, wenn Trockenpulverinhalatoren
mit hohem Widerstand verwendet werden. Bei den besagten Inhalatoren
ist in der Tat weniger Energie für
das Aufbrechen der Pellets in die kleineren primären Partikel aus dem wirksamen
Bestandteil verfügbar.
Die Softpellets können
auch Probleme hinsichtlich der Handhabung bei der Füllung und
der Verwendung des Inhalators bereiten.
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Unter
Berücksichtigung
all der skizzierten Probleme und Nachteile wäre es sehr vorteilhaft, eine
Formulierung bereitzustellen, die sich die Zuführung wirksamer Bestandteile
geringer Stärke
nach der Inhalation mit einer DPI-Vorrichtung, vorzugsweise einer
mit hohem Widerstand, zum Ziel setzt und folgendes aufweist: i)
gute Einheitlichkeit der Verteilung des wirksamen Bestandteils;
ii) geringe Schwankung der Arzneimitteldosierung (mit anderen Worten:
eine angemessene Genauigkeit der zugeführten Dosen); iii) gute Fließfähigkeit; iv)
angemessene physikalische Stabilität in der Vorrichtung vor der
Verwendung; v) gute Leistung hinsichtlich der abgegebenen Dosis
und des Feinpartikelanteils (respirierbaren Anteils).
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Ein
anderes Erfordernis für
eine annehmbare Formulierung ist deren angemessene Lagerungsbeständigkeit.
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Es
ist bekannt, dass die chemischen Verbindungen chemisch-physikalischen Veränderungen
wie beispielsweise einer Amorphisierung unterliegen können, wenn
sie mechanischen Belastungen ausgesetzt sind. Amorphes oder teilweise
amorphes Material wiederum absorbiert Wasser in größeren Mengen
als kristallines (Hancock et al. J. Pharm. Sci. 1997, 86, 1-12),
so dass Formulierungen, die wirksame Bestandteile beinhalten, deren
chemische Stabilität
gegenüber
dem Feuchtigkeitsgehalt besonders empfindlich ist, bei ihrer Herstellung von
einem Behandlungsschritt unter Einsatz möglichst geringer Energie profitieren
werden.
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Es
wäre daher
sehr vorteilhaft, ein Verfahren zur Herstellung der Formulierung
bereitzustellen, bei dem ein Niedrigenergieschritt bei der Aufnahme
des wirksamen Bestandteils in die Mischung in einer Weise vorgesehen
ist, um eine angemessene Lagerungsstabilität der Formulierung sicherzustellen,
die für
die kommerzielle Distribution, Lagerung und Verwendung geeignet
ist.
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Aufgabe der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, eine als Trockenpulver zur Inhalation
zu verabreichende Formulierung bereitzustellen, die zur effizienten
Zufuhr von wirksamen Bestandteilen in den unteren Atmungstrakt von Patienten
geeignet ist, die an Lungenkrankheiten wie beispielsweise Asthma
leiden. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine als Trockenpulver zur Inhalation zu verabreichende Formulierung bereitzustellen,
die in einfacher Weise herstellbar ist, physikalisch und chemisch
stabil ist, und in der Lage ist, genaue Dosen und/oder einen hohen
Feinpartikelanteil von wirksamen Bestandteilen zuzuführen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Pulver für die Verwendung in einem Trockenpulverinhalator
bereitgestellt, wobei das Pulver umfasst: (i) einen Anteil von Feinpartikelgröße, hergestellt
als vorgemischte Mischung mittels gemeinsamen Mahlens oder Hochenergiemahlens
eines physiologisch akzeptablen Exzipiens und eines Additivs, wobei
die Mischung eine mittlere Partikelgröße von weniger als 35 μm aufweist;
(ii) einen Anteil grober Partikel, der ein physiologisch akzeptables
Trägermaterial
umfasst, wobei die groben Partikel einen mittleren aerodynamischen
Massendurchmesser von mindestens 175 μm und eine in hohem Maße fissurierte
Oberfläche
aufweisen, wobei die groben Trägerpartikel
folgendes aufweisen: (a) eine Stampfdichte, die 0,7 g/cm3 nicht übersteigt;
(b) eine Schüttdichte,
die, bei Messung durch Quecksilberporosimetrie, 0,6 g/cm3 nicht übersteigt;
(c) ein Gesamteindringvolumen von mindestens 0,8 cm3/g,
wobei das Trägermaterial
Laktose ist; und (iii) mindestens eine wirksame Substanz; wobei
die Mischung (i) aus bis zu 99 Gewichts-% Partikeln des Exzipiens
und mindestens 1 Gewichts-% Additiv zusammengesetzt ist und das
Verhältnis
zwischen den feinen Exzipienspartikeln und den groben Trägerpartikeln
zwischen 1:99 und 40:60 Gewichts-% beträgt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird der Anteil (i) in einer Weise hergestellt, dass die
Additiv-Partikel
auf der Oberfläche
der Exzipienspartikel angeheftet sind. Dieses Merkmal wiederum kann entweder
durch gemeinsames Mikronisieren der Exzipienspartikel und der Additiv-Partikel
oder durch Mischen der Exzipienspartikel in der mikronisierten Form
und der Additiv-Partikel in einem Turbula- oder einem Hochenergiemischer
erzielt werden.
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Geeignete
Mischer zur Durchführung
eines Hochenergie-Mischungsschrittes
in Zusammenhang mit solchen Formulierungen sind Hochschermischer.
Solche Mischer sind dem Fachmann bekannt und beinhalten zum Beispiel
die von Hosokawa Micron hergestellten Cyclomix- und Mechanofusionsmischer.
Für den
Fachmann wird ersichtlich sein, dass andere geeignete Geräte zur Verwendung
in einem Hochenergiemischungsschritt zum Beispiel Kugelmühlen und
Strahlmühlen
beinhalten, vorausgesetzt, dass die Ausstattung und Bedingungen
so eingerichtet sind, dass sie die gewünschte Hochenergiemischung
bieten.
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In
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung beschichten die Additiv-Parikel die Oberfläche der
Exzipienspartikel und/oder der groben Trägerpartikel teilweise. Dies
kann im Falle bestimmter wasserlöslicher
Additive wie insbesondere Magnesiumstearat und anderen Stearinestern,
Stearinsäure
und anderen Fettsäuren
und Estern durch Ausnutzung ihrer besonderen Filmbildungseigenschaften
erreicht werden, wie auch in in der Beschreibung der Internationalen
Anmeldung
WO 00/53157 angegeben
ist. Die Beschichtung kann durch ein Rasterelektronenmikroskop festgestellt
und der Beschichtungsgrad mittels Bildanalyseverfahren ermittelt
werden.
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Es
ist bevorzugt, dass die Additivpartikel die Oberfläche sowohl
der Exzipiens- als auch der groben Trägerpartikel zumindest teilweise
beschichten sollten.
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Es
ist gefunden worden, dass die Partikelgröße des physiologisch annehmbaren
Exzipiens, dem Hauptbestandteil der Mischung (i), von besonderer
Bedeutung ist, und dass die besten Ergebnisse hinsichtlich des Aerosolverhaltens
erreicht werden, wenn deren Partikelgröße weniger als 35 μm, bevorzugt
weniger als 30, weiter bevorzugt weniger als 20, noch weiter bevorzugt
weniger als 15 μm
beträgt.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
liegt die erfindungsgemäße Formulierung
in Form von "Hartpellets" vor, und diese werden
erhalten, indem die Mischung einem Sphäronisierungsprozess unterzogen
werden.
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Unter
dem Begriff "Hartpellets" verstehen wir kugelförmige oder
halbkugelförmige
Einheiten, deren Kern aus groben Partikeln hergestellt ist. Der
Begriff wurde geprägt,
um die erfindungsgemäße Formulierung von
den Softpellets des Standes der Technik zu unterscheiden, die lediglich
aus mikrofeinen Partikeln bestehen (
WO
95/24889 ,
GB 1520247 ,
WO 98/31353 ).
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Unter
dem Begriff "Sphäronisierung" verstehen wir das
Verfahren des Abrundens der Partikel, das während der Behandlung auftritt.
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Die
groben Trägerpartikel
weisen eine Partikelgröße von mindestens
175 μm sowie
eine stark fissurierte Oberfläche
auf. Ein Träger
von der oben genannten Partikelgröße ist besonders vorteilhaft,
wenn die feinen Exzipienspartikel mindestens 10 Gewichts-% der endgültigen Formulierung
ausmachen. Während
Formulierungen, die konventionelle Träger enthalten und einen Feinpartikelgehalt
von oberhalb 5% aufweisen dazu neigen, schlechte Fließeigenschaften,
und oberhalb von 10% sehr schlechte Fließeigenschaften, aufzuweisen,
ist gefunden worden, dass die Formulierungen gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung selbst bei Feinstoffgehalten (das heißt Gehalten
von wirksamen Partikeln und feinen Exzipienspartikeln) von bis zu
40 Gewichts-% hinreichende Fließeigenschaften
aufweisen.
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Im
Stand der Technik sind etliche Ansätze zur Verbesserung der Fließfähigkeitseigenschaften
und der respiratorischen Leistungsfähigkeit von wirksamen Bestandteilen
mit niedriger Stärke
offenbart worden. Die
WO 98/31351 beansprucht
eine Trockenpulverzusammensetzung, umfassend Formoterol und eine
Trägersubstanz,
die beide in feinverteilter Form vorliegen, wobei die Formulierung
eine lose Schüttdichte
von 0,28 bis 0,38 g/ml aufweist. Die Formulierung liegt in Form
von Softpellets vor und enthält
keinerlei Additiv.
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Die
EP 441740 beansprucht ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Agglomeration und Abmessung nicht-fließfähiger Pulver,
die vorzugsweise aus mikronisiertem Formoterolfumarat und feinen
Partikeln aus Laktose (Softpellets) bestehen.
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Darüber hinaus
sind verschiedene Verfahren im Stand der Technik darauf gerichtet
worden, die Fließfähigkeit
von Pulvern für
die Inhalation zu verbessern und/oder die Adhäsion zwischen den Arzneimittelpartikeln
und den Trägerpartikeln
zu vermindern.
- • GB
1.242.211 , GB 1.381.872 und GB 1.571.629 offenbaren
pharmazeutische Pulver für
Inhalationszwecke, bei denen das mikronisierte Arzneimittel (0,01-10 μm) jeweils
mit Trägerpartikeln
mit Größen von
30 bis 80 μm,
80 bis 150 μm
und weniger als 400 μm
gemischt wird, wobei mindestens 50 Gewichts-% davon oberhalb 30 μm liegen.
- • Die WO 87/05213 beschreibt einen
Träger,
umfassend ein Konglomerat aus einem festen wasserlöslichen Träger und
einem Schmiermittel, vorzugsweise 1% Magnesiumstearat, zur Verbesserung
der technologischen Eigenschaften des Pulvers in einer Weise, um
die Reproduzierbarkeitsprobleme zu beseitigen, die nach wiederholter
Verwendung einer Inhalationsvorrichtung mit hohem Widerstand auftraten.
- • Die WO 96/02231 beansprucht
eine Mischung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die mikronisierte wirksame
Verbindung mit rauen Trägerpartikeln
gemischt wird, die eine Partikelgröße von 400 μm bis 1000 μm aufweisen. Nach einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung werden die Komponenten gemischt, bis die Trägerkristalle
mit den feinen Partikeln beschichtet sind (maximal für 45 Minuten).
Ein Beispiel mit Hilfsadditiven und/oder mit wirksamen Bestandteilen
niedriger Stärke
ist nicht beschrieben.
- • Die EP 0.663.815 beansprucht
die Zugabe von feineren Partikeln (< 10 μm)
zu gröberen
Trägerpartikeln (> 20 μm) zur Kontrolle
und Optimierung der Menge von zugeführtem Arzneimittel während der
Aerosolisierungsphase.
- • Die WO 95/11666 beschreibt ein
Verfahren zur Modifizierung der Oberflächeneigenschaften der Trägerpartikel
durch Ent fernen von Schroffheiten in Form kleiner Körner ohne
die Größe der Partikel
wesentlich zu ändern.
Diese vorausgehende Behandlung des Trägers führt dazu, dass die mikronisierten
Arzneimittelpartikel schwächeren
interpartikulären
Adhäsionskräften unterworfen
sind.
- • In
der WO 96/23485 werden
Trägerpartikel
mit einem Antihaft- oder Antireibmaterial gemischt, das aus einem
oder mehreren Verbindungen besteht, ausgewählt aus Aminosäuren (vorzugsweise
Leucin); Phospholipiden oder Tensiden; die Menge Additiv und das
Verfahren des Mischens werden vorzugsweise in einer Weise gewählt, dass
keine echte Beschichtung erzeugt wird. Der Erfinder nimmt an, dass
das Vorhandensein einer diskontinuierlichen Bedeckung im Gegensatz
zu einer "Beschichtung" ein wichtiges und
vorteilhaftes Merkmal ist. Die mit dem Additiv gemischten Trägerpartikel
werden vorzugsweise dem in der WO 95/11666 offenbarten
Verfahren unterzogen.
- • Kassem
(Doktorarbeit, Universität
London) offenbart die Verwendung relativ großer Mengen von Magnesiumstearat
(1,5%) zur Erhöhung
des "respirierbaren" Anteils. Die angegebene
Menge ist jedoch zu groß und
verringert die mechanische Stabilität der Mischung vor der Verwendung.
- • Die WO 00/28979 , die nach dem
frühesten
Prioritätstag
dieser Anmeldung veröffentlicht
wurde, beschreibt die Verwendung von kleinen Mengen Magnesiumstearat
zur Verbesserung der Stabilität
von Trockenpulverformulierungen für die Inhalation gegenüber Feuchtigkeit.
- • Die WO 00/33789 , ebenfalls nach
dem frühesten
Prioritätstag
dieser Anmeldung veröffentlicht,
beschreibt ein Exzipienspulver für
inhalierbare Arzneimittel, umfassend eine grobe erste Fraktion,
eine feine zweite Fraktion und eine ternäres Mittel, das Leucin sein
kann.
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In
keiner der vorgenannten Dokumente werden die Merkmale der erfindungsgemäßen Formulierung offenbart
und keine der dort offenbarten Lehren trägt zur Lösung des Problems gemäß der vorliegenden
Erfindung bei. Alle Versuche, mit guter Fließfähigkeit und hohem Feinpartikelanteil
ausgestattete stabile Pulverformulierungen von wirksamen Bestandteilen
niedriger Stärke
gemäß einem
Teil der Lehren des Standes der Technik zu erhalten, zum Beispiel
durch Herstellen von geordneten Mischungen, Zugabe eines Feinanteils, bloße Zugabe
von Additiven, waren in der Tat erfolglos, wie durch die unten wiedergegebenen
Beispiele gezeigt wird. Insbesondere kam es im Stand der Technik
oftmals vor, dass die für
ein technisches Problem (d.h. die Verbesserung der Dispergierung
der Arzneimittelpartikel) vorgeschlagenen Lösungen für die Lösung eines anderen (d.h. die
Verbesserung der Fließfähigkeit,
mechanischen Stabilität)
nachteilig waren oder umgekehrt. Im Gegensatz dazu zeigt die erfindungsgemäße Formulierung
sowohl ausgezeichnete rheologische Eigenschaften als auch physikalische
Stabilität
und gute Leistungsfähigkeit
hinsichtlich des Feinpartikelanteils, vorzugsweise mehr als 40%.
Die Kohäsivität zwischen
den Partnern ist in der Tat in einer solchen Weise angepasst worden,
dass sich eine ausreichende Adhäsionskraft
ergibt, um die wirksamen Partikel während der Herstellung des Trockenpulvers
und in der Zufuhrvorrichtung vor der Verwendung an der Oberfläche der
Trägerpartikel
zu halten, trotzdem jedoch, selbst bei geringer Turbulenz, wie sie
durch Hochwi derstandsvorrichtungen erzeugt wird, die wirksame Dispergierung
der wirksamen Partikel im Atmungstrakt zu ermöglichen.
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Im
Gegensatz zu dem, was im Stand der Technik (
EP 441740 ) angegeben worden ist, beeinträchtigt die
Anwesenheit eines Additivs bei der erfindungsgemäßen Formulierung die Integrität der Pellets
vor deren Verwendung nicht notwendigerweise.
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Nach
einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Pulvers
bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet:
(a) gemeinsames Mahlen der Exzipienspartikel und der Additivpartikel,
um deren Partikelgröße wesentlich
zu verringern; (b) Sphäronisieren durch
Mischen der resultierenden Mischung mit den groben Trägerpartikeln,
so dass Mischungspartikel an der Oberfläche der groben Trägerpartikel
anhaften; und (c) Hinzufügen
durch Mischen der wirksamen Partikel mit den sphäronisierten Partikeln. In einer
bevorzugten Ausführungsform
wird Schritt (a) unter Verwendung einer Strahlmühle durchgeführt.
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Nach
einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Pulvers
bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet:
(a) Mischen der Exzipienspartikel und der Additivpartikel in einem
Hochenergiemischer, wobei die Exzipienspartikel eine Ausgangspartikelgröße von weniger
als 35 μm
aufweisen; (b) Sphäronisieren
durch Mischen der resultierenden Mischung mit den groben Trägerpartikeln,
so dass die Mischungspartikel an der Oberfläche der groben Trägerpartikel
anhaften; und (c) Hinzufügen
durch Mischen der wirksamen Partikel mit den sphäronisierten Partikeln. In einer
bevorzugten Ausführungsform weisen
die Exzipienspartikel von Schritt (a) eine Ausgangspartikelgröße von weniger
als 15 μm
auf.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formulierung
in einer Weise bereitgestellt, dass die Additivpartikel die Oberfläche der
Exzipienspartikel beziehungsweise der groben Trägerpartikel teilweise beschichten.
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Es
hat sich in einigen Fällen
tatsächlich
als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Partikel für mindestens zwei
Stunden verarbeitet werden, um einen guten Feinpartikelanteil (respirierbaren
Anteil) und kein Haftproblem bei der Zubereitung zu haben.
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Im
Gegensatz zum Stand der Technik (
WO
98/31351 ) kann der wirksame Bestandteil durch einfaches Mischen
in die Mischung aufgenommen werden, wodurch jede mögliche mechanische
Beanspruchung vermieden wird, die die Kristallinität von dessen
Partikeln stören
kann.
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Die
groben und feinen Trägerpartikel
können
vorteilhaft aus einem beliebigen pharmakologisch annehmbaren inerten
Material oder einer Kombination davon bestehen; bevorzugte Träger sind
solche, die aus kristallinen Zuckern, insbesondere Laktose, hergestellt
sind; die am meisten bevorzugten sind jene, die aus α-Laktose-Monohydrat
hergestellt sind. Der Durchmesser der groben Trägerpartikel beträgt vorteilhaft
mindestens 175 μm,
besonders bevorzugt zwischen 175 und 400 μm und noch weiter bevorzugt
zwischen 210 und 355 μm.
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Eine
Reihe von Verfahren kann verwendet werden, um festzustellen, ob
Trägerpartikel
eine solch fissurierte Oberfläche
aufweisen, die die Fähigkeit
bietet, vergleichsweise große
Feinstoffgehalte im Wesentlichen ohne Trennung zurückzuhalten:
- 1. Bestimmung der Stampfdichte
Die Stampfdichte
der fissurierten Trägerpartikel
kann etwa 6% oder mehr und vorzugsweise 15% oder mehr niedriger
sein als die Stampfdichte von Trägerpartikeln
aus demselben Material und mit Partikeleigenschaften von einer Art,
wie sie typisch ist für
Trägerpartikel,
die konventionell zur Herstellung von inhalierbaren Pulvern verwendet
worden sind. Im Falle von fissurierten Trägerpartikeln aus kristallinen
Zuckern, zum Beispiel Laktose, beträgt die Stampfdichte der fissurierten
Partikel nicht mehr als 0,70 g/cm3. Die
Stampfdichte von Laktose-Qualitäten,
die konventionell bei der Herstellung von kommerziellen DPI-Formulierungen
verwendet wurden, beträgt
typischerweise etwa 0,8 g/cm3. Stampfdichten,
auf die hier Bezug genommen wird, können wie folgt gemessen werden:
Ein
Messzylinder wird auf einer oberschaligen Waage (2-Platz) gewogen.
Ungefähr
50 g Pulver werden in den Messzylinder eingeführt und das Gewicht wird aufgezeichnet.
Der das Pulver enthaltende Messzylinder wird an einem Stampfvolumeter
(Jel-Stampfvolumeter)
angebracht. Das Stampfvolumeter wird auf 200 Stöße eingestellt. Bei jedem Stoß wird der
Messzylinder angehoben und eine vorgegebene Strecke fallengelassen.
Nach den 200 Stößen wird
das Volumen des Pulvers gemessen. Der Stampfvorgang wird wiederholt
und das neue Volumen gemessen. Der Stampfvorgang wird fortgesetzt,
bis das Pulver sich nicht weiter absetzt. Die Stampfdichte wird
berechnet als Gewicht des Pulvers, geteilt durch das endgültige Stampfvolumen.
Die Prozedur wird für
jedes gemessene Pulver dreimal (jeweils mit neuem Pulver) durchgeführt und die
mittlere Stampfdichte aus diesen drei endgültigen Stampfvolumenwerten
ermittelt.
- 2. Quecksilberporosimetrie. Die Quecksilberporosimetrie bestimmt
die Porengrößenverteilung
und die Beschaffenheit der Oberfläche und Porenstruktur der Partikel.
Die Porosimetriedaten werden geeignet über einen Druckbereich von
3,2 kPa bis 8,7 MPa, zum Beispiel unter Verwendung eines Autopore-6200-II-Porosimeters (Micromeritics,
Norcross, USA), gesammelt. Die Proben sollten vor der Analyse auf
unter 5 Pa evakuiert werden, um Luft und lose gebundenes Oberflächenwasser
zu entfernen. Geeignete Laktose ist gekennzeichnet durch eine Schüttdichte
von nicht mehr als 0,6 g/cm3. Geeignete
Laktose ist auch gekennzeichnet durch ein Gesamtintrusionsvolumen,
gemessen durch Quecksilberporosimetrie, von mindestens 0,8 cm3g–1 und bevorzugt mindestens
0,9 cm3g–1.
(Es wurde gefunden, dass Laktose mit einer Schüttdichte von 0,6 g/cm3, gemessen durch Quecksilberporosimetrie,
eine Stampfdichte von etwa 0,7 g/cm3 aufweist, wohingegen
die Diskrepanz zwischen den beiden Verfahren bei niedrigeren Dichten
geringer ausfällt.)
- 3. "Fissur-Index". Der hier verwendete
Begriff "Fissur-Index" bezieht sich auf
das Verhältnis
eines theoretischen Hüllvolumens
der Partikel, berechnet aus der Hüllkurve der Partikel, zu dem
tatsächlichen
Volumen des Partikels, das heißt
unter Weglassen der Fissuren innerhalb der Hülle. Geeignete Partikel sind
jene, die einen Fissur-Index von mindestens 1,25 aufweisen. Das
theoretische Hüllvolumen
kann optisch bestimmt werden, zum Beispiel durch Untersuchung einer
kleinen Probe der Partikel unter Verwendung eines Elektronenmikroskops.
Das theoretische Hüllvolumen
der Partikel kann durch das folgende Verfahren bestimmt werden.
Eine elektronenoptische Aufnahme der Probe kann in eine Anzahl Rasterquadrate
von ungefähr
gleichen Populationen aufgeteilt werden, die jeweils eine repräsentative
Probe der Partikel beinhalten. Die Population von einem oder mehreren
Rastern kann untersucht werden und die Hüllkurve, die jedes der Partikel
umfasst, visuell wie folgt bestimmt werden. Der Feret-Durchmesser
für Partikel
innerhalb eines Rasters wird in Bezug auf eine feste Achse des Bildes
gemessen. Typischerweise werden mindestens zehn Partikel auf ihren
Feret-Durchmesser vermessen. Der Feret-Durchmesser ist definiert
als die Länge
der Projektion eines Partikels entlang einer vorgegebenen Referenzlinie
als Abstand zwischen der äußersten linken
und rechten Tangente, die senkrecht auf der Referenzlinie stehen.
Ein mittlerer Feret-Durchmesser wird
erhalten. Ein theoretisches mittleres Hüllvolumen kann dann aus diesem
mittleren Durchmesser berechnet werden, um einen repräsentativen
Wert für
alle Rasterquadrate und damit die gesamte Probe zu erhalten. Die
Division dieses Wertes durch die Anzahl von Partikeln ergibt den
Mittelwert pro Partikel. Das tatsächliche Volumen der Partikel
kann dann wie folgt berechnet werden. Erstens wird die mittlere
Masse der Partikel berechnet. Eine Probe von ungefähr 50 mg
wird genommen und sein genaues Gewicht auf 0,1 mg erfasst. Anschließend wird
durch optische Mikroskopie die genaue Anzahl von Partikeln in dieser
Probe festgestellt. Die mittlere Masse eines Partikels kann dann
bestimmt werden. Das Verfahren wird dann fünfmal wiederholt, um einen
Mittelwert dieses Durchschnitts zu erhalten. Zweitens wird eine
festgelegte Masse von Partikeln (typischerweise 50 g) exakt ausgewogen und
die Anzahl von Partikeln innerhalb dieser Masse wird unter Verwendung
des obigen mittleren Massenwertes für ein Partikel errechnet. Schließlich wird
die Partikelprobe in eine Flüssigkeit
getaucht, in der die Partikel unlöslich sind, und nach Umwälzung zur
Entfernung eingeschlossener Luft wird die Menge der verdrängten Flüssigkeit
gemessen. Daraus kann das mittlere tatsächliche Volumen eines Partikels
berechnet werden. Der Fissur-Index beträgt vorteilhaft nicht weniger
als 1,5 und beträgt
zum Beispiel 2 oder mehr.
- 4. "Rauigkeitskoeffizient". Der Rauigkeitskoeffizient
wird verwendet, um das Verhältnis
des Umfangs einer Partikelkontur zum Umfang der "konvexen Hülle" zu bezeichnen. Dieses Maß ist verwendet
worden, um das Fehlen von Glattheit in der Partikelkontur auszudrücken. Die "konvexe Hülle" ist definiert als
eine minimal einschließende
Begrenzungslinie, die an eine Partikelkontur angepasst ist, die
nirgends konkav ist. (Siehe "The
Shape of Powder-Particle Outlines", A. E. Hawkins, Wiley). Der "Rauigkeitskoeffizient" kann optisch wie
folgt ermittelt werden. Eine Probe von Partikeln sollte anhand einer
elektronenoptischen Aufnahme wie oben kenntlich gemacht identifiziert
werden. Für
jedes Partikel wird der Umfang der Partikelkontur und der zugehörige Umfang
der "konvexen Hülle" gemessen, um den
Rauigkeitskoeffizienten zu ergeben. Dies sollte für mindestens
zehn Partikel wiederholt werden, um einen Mittelwert zu erhalten.
Der mittlere Rauigkeitskoeffizient beträgt mindestens 1,25.
-
Trägerpartikel,
die die oben genannte Fähigkeit
aufweisen, vergleichsweise große
Mengen von Feinmaterial ohne oder mit nur geringer Trennung zurückzuhalten,
entsprechen im allgemeinen den obigen Verfahren 1 bis 4, zur Vermeidung
von Zwei fein soll jedoch jedes Trägerpartikel, das zumindest
einem der Verfahren 1 bis 4 entspricht, als ein fissuriertes Partikel
betrachtet werden.
-
Das
Additivmaterial, das sich bevorzugt auf der Oberfläche der
Trägerpartikel
befindet, fördert
die Freisetzung der wirksamen Partikel von den Trägerpartikeln
bei Betätigung
der Inhalationsvorrichtung. Die das Additivmaterial beinhaltende
Formulierung sollte jedoch so sein, dass die wirksamen Partikel
nicht dazu tendieren, vor der Betätigung der Inhalationsvorrichtung
von den Trägerpartikeln
freigesetzt zu werden. Das Additivmaterial, das bevorzugt von anderem
Material als die Trägerpartikel
ist, kann in Form von Partikeln vorliegen, wobei die Additivpartikel
an die Oberflächen
der Trägerpartikel
angeheftet sind.
-
In
der internationalen Anmeldung
WO
96/23485 sind viele Beispiele für Additivmaterialien angegeben, die
so sind, dass die wirksamen Partikel nicht dazu tendieren, vor der
Betätigung
der Inhalationsvorrichtung von den Trägerpartikeln freigesetzt zu
werden, die jedoch bei der Verwendung der Inhalationsvorrichtung
freigesetzt werden. "Betätigung der
Inhalationsvorrichtung" bezieht
sich auf den Vorgang, bei dem eine Dosis des Pulvers aus deren Ruheposition
in der Inhalationsvorrichtung entfernt wird, üblicherweise durch einen inhalierenden
Patienten. Der Schritt findet statt, nachdem das Pulver gebrauchsfertig
in die Inhalationsvorrichtung eingebracht wurde.
-
Wenn
es erwünscht
ist, zu testen, ob die wirksamen Partikel eines Pulvers dazu tendieren,
vor der Betätigung
der Inhalationsvorrichtung von den Trägerpartikeln freigesetzt zu
wer den, kann ein Test durchgeführt werden.
Ein geeigneter Test ist in der internationalen Anmeldung
WO 96/23485 (Beispiele 12
und 13) beschrieben. Ein Pulver, dessen Postvibrationshomogenität, gemessen
als prozentualer Variationskoeffizient, weniger als etwa 5% beträgt, nachdem
es dem beschriebenen Test unterzogen wurde, kann als akzeptabel
angesehen werden.
-
Es
wird angenommen, dass Additivmaterial von Orten hoher Energie auf
den Oberflächen
der Trägerpartikel
angezogen wird und sich dort anheftet. Bei Einführung der wirksamen Partikel
sind viele Orte hoher Energie nunmehr besetzt und die wirksamen
Partikel können
daher die Orte mit niedrigerer Energie auf den Oberflächen der
Trägerpartikel
besetzen. Dies führt
zu einer leichteren und effizienteren Freisetzung der wirksamen
Partikel in den bei der Inhalation erzeugten Luftstrom, wodurch
sich eine erhöhte
Ablagerung der wirksamen Partikel in der Lunge ergibt.
-
Wie
oben angegeben, wurde jedoch gefunden, dass die Zugabe von mehr
als einer kleinen Menge Additivmaterials aufgrund der nachteiligen
Wirkungen auf die Fähigkeit,
die Mischung bei der kommerziellen Herstellung zu verarbeiten, unvorteilhaft
sein kann.
-
Es
ist ebenfalls vorteilhaft, wenn bei Inhalation des Pulvers so wenig
wie möglich
von dem Additivmaterial die Lunge erreicht. Obwohl das Additivmaterial
besonders vorteilhaft eines ist, dass sicher in die Lunge inhaliert
werden kann, ist es doch bevorzugt, dass lediglich ein sehr kleiner
Anteil, wenn überhaupt,
des Additivmaterials die Lunge, insbesondere die untere Lunge, erreicht.
Die Überlegungen,
die bei der Auswahl des Additivmaterials und anderer Merkmale des
Pulvers gelten, unterscheiden sich daher von den Überlegungen, wenn
aus bestimmten anderen Gründen,
z.B. zur Verbesserung der Absorption des wirksamen Materials in
der Lunge, eine dritte Komponente zu Träger- und wirksamem Material
zugegeben wird, in welchem Fall es natürlich vorteilhaft wäre, wenn
soviel wie möglich
Additivmaterial in dem Pulver die Lunge erreichen würde.
-
Die
optimale Menge von Additivmaterial hängt von der chemischen Zusammensetzung
und anderen Eigenschaften des Additivmaterials ab. Im Allgemeinen
wird die Menge Additiv nicht mehr als 50 Gewichts-%, bezogen auf
das Gesamtgewicht der Formulierungen, betragen. Es wird jedoch davon
ausgegangen, dass für die
meisten Additive die Menge von Additivmaterial nicht mehr als 10
Gewichts-%, besonders vorteilhaft nicht mehr als 5 Gewichts-%, bevorzugt
nicht mehr als 4 Gewichts-% betragen sollte und für die meisten
Materialien nicht mehr als 2 Gewichts-% oder sogar nicht mehr als
1 Gewichts-% oder nicht mehr als 0,25 Gewichts-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Formulierung, betragen wird. Im Allgemeinen beträgt die Menge
Additivmaterials mindestens 0,01 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Formulierung.
-
Vorteilhaft
ist das Additivmaterial ein Antihaftmaterial und trägt dazu
bei, die Kohäsion
zwischen den Antihaftmaterialien und den Trägerpartikeln zu vermindern.
Um festzustellen, ob ein gegebenes Material ein Antihaftmaterial
ist, kann der in der internationalen Anmeldung
WO 97/03649 (Seiten 6 und 7) beschriebene Test
unter Verwendung eines "Aeroflow"-Gerätes verwendet
werden, wobei Antihaftmaterialien solche Additivmaterialien sind,
die zu einer Verringerung der mittleren Zeit zwischen Lawinen des
Pulvers im Vergleich zu dem Pulver in Abwesenheit des Additivmaterials
führen.
-
Vorteilhaft
ist das Additivmaterial ein Antireibmittel (Gleitmittel) und ergibt
einen besseren Fluss von Pulver in dem Trockenpulverinhalator, was
zu einer besseren Dosierreproduzierbarkeit aus der Inhalationsvorrichtung
führen
wird.
-
Bei
Bezugnahme auf ein Antihaftmaterial oder auf ein Antireibmittel
soll die Bezugnahme solche Materialien beinhalten, die dazu beitragen,
die Kohäsion
zwischen den wirksamen Partikeln und den Trägerpartikeln zu vermindern,
oder die dazu beitragen werden, den Fluss von Pulver in dem Inhalator
zu verbessern, obwohl sie vielleicht üblicherweise nicht als Antihaftmaterial
oder als Antireibmittel bezeichnet werden. Zum Beispiel ist Leucin
ein Antihaftmaterial, wie es hier definiert ist, und wird allgemein
als Antihaftmaterial betrachtet, jedoch ist Lezithin, obwohl es
im Allgemeinen nicht als antihaftend angesehen wird, ebenfalls ein
Antihaftmaterial wie es hier definiert ist, da es dazu beitragen
wird, die Kohäsion
zwischen den wirksamen Partikeln und den Trägerpartikeln zu vermindern.
Vorteilhaft besteht das Additivmaterial aus physiologisch annehmbarem
Material. Wie bereits angegeben ist es bevorzugt, wenn lediglich
eine geringe Menge von Additivmaterial die untere Lunge erreicht,
und es ist ebenfalls stark bevorzugt, wenn das Additivmaterial ein
Material ist, das sicher in die untere Lunge inhaliert werden kann,
wo es in den Blutstrom aufgenommen werden kann. Dies ist besonders
wichtig, wenn das Additivmaterial in Form von Partikeln vorliegt.
-
Das
Additivmaterial kann eine Kombination aus einem oder mehreren Materialien
beinhalten.
-
Es
wird ersichtlich sein, dass die chemische Zusammensetzung des Additivmaterials
von besonderer Bedeutung ist.
-
Es
wird darüber
hinaus ersichtlich sein, das Additivmaterialien, die natürlich vorkommende
tierische oder pflanzliche Substanzen sind, bestimmte Vorteile bieten.
-
Vorteilhaft
enthält
das Additivmaterial eine oder mehrere Verbindungen, die ausgewählt sind
aus Aminosäuren
und Derivaten davon sowie Peptiden und Polypeptiden, die ein Molekulargewicht
von 0,25 bis 100 kDa aufweisen, und Derivaten davon. Aminosäuren, Peptide
oder Polypeptide und deren Derivate sind physiologisch annehmbar
und ergeben eine akzeptable Freisetzung der wirksamen Partikel bei
der Inhalation.
-
Es
ist besonders vorteilhaft, wenn das Additivmaterial eine Aminosäure umfasst.
Es hat sich herausgestellt, dass Aminosäuren, wenn sie in geringen
Mengen als Additivmaterial in dem Pulver vorhanden sind, einen hohen
lungengängigen
Anteil des wirksamem Materials mit geringer Trennung des Pulvers
ergeben, wobei auch sehr wenig von der Aminosäure in die untere Lunge transportiert
wird. Hinsichtlich Leucin, einer bevorzugten Aminosäure, wurde
gefunden, dass zum Beispiel bei einer durchschnittlichen Pulverdosis
lediglich etwa 10 μg
Leucin die untere Lunge erreichen würden. Das Additivmaterial kann
eine oder mehrere von jeder der folgenden Aminosäuren umfassen: Leucin, Isoleucin,
Lysin, Valin, Methionin, Phenylalanin. Das Additiv kann ein Salz
oder ein Derivat einer Aminosäure
sein, zum Beispiel Aspartam oder Acesulfam K. Bevor zugt bestehen
die Additivpartikel im Wesentlichen aus Leucin, vorteilhaft aus
L-Leucin. Es hat sich herausgestellt, dass Leucin eine besonders
wirksame Freisetzung der wirksamen Partikel bei der Inhalation ergibt.
Obwohl in den unten beschriebenen Beispielen die L-Form einer Aminosäure verwendet
wird, können
die D- und DL-Formen ebenfalls verwendet werden.
-
Additivmaterialien,
die eine oder mehrere wasserlösliche
Substanzen umfassen, bieten bestimmte Vorteile. Dies befördert die
Aufnahme der Substanz durch den Körper, wenn das Additiv die
untere Lunge erreicht. Das Additivmaterial kann dipolare Ionen beinhalten,
die aus Zwitterionen bestehen können.
-
Alternativ
kann das Additivmaterial Partikel aus einem Phospholipid oder einem
Derivat davon umfassen. Es wurde gefunden, dass Lezithin ein gutes
Material für
das Additivmaterial ist.
-
Das
Additivmaterial kann eine oder mehrere oberflächenaktive Materialien enthalten
oder daraus bestehen, insbesondere Materialien, die in der festen
Phase oberflächenaktiv
sind, die wasserlöslich
sein können,
zum Beispiel Lezithin, insbesondere Soja-Lezithin, oder im wesentlichen
wasserunlöslich
sein können, zum
Beispiel feste Fettsäuren
wie Laurylsäure,
Palmitinsäure,
Stearinsäure,
Erucasäure,
Behensäure
oder Derivate (wie beispielsweise Ester und Salze) davon. Spezifische
Beispiele für
solche Materialien sind: Magnesiumstearat; Natriumstearylfumarat;
Natriumstearyllaktylat; Phosphatidylcholine; Phosphatidylglycerole
und andere Beispiele natürlicher
oder synthetischer Lungentenside; Liposomale Formulierungen; Laurinsäure und deren
Salze, zum Beispiel Natriumlaurylsul fat, Magnesiumlaurylsulfat;
Triglyceride wie Dynsan 118 und Cutina HR; und Zuckerester im Allgemeinen.
-
Andere
mögliche
Additivmaterialien schließen
Talkum, Titandioxid, Aluminiumdioxid, Siliziumdioxid und Stärke ein.
-
Der
hier verwendete Ausdruck "Additivmaterial" beinhaltet keine
kristallinen Zucker. Auch wenn kleine Partikel aus einem oder mehreren
kristallinen Zuckern vorhanden sein können, und es sogar bevorzugt
ist, dass sie anwesend sind, wie unten beschrieben ist, enthalten
Formulierungen, die kleine Partikel kristallinen Zuckers enthalten,
auch eine weitere Substanz, die ein Additivmaterial in dem Sinne
ist, in dem der Ausdruck hier verwendet wird.
-
Im
Falle bestimmter Additivmaterialien ist es wichtig, dass das Additivmaterial
in einer geringen Menge zugegeben wird. Zum Beispiel ist Magnesiumstearat
stark oberflächenaktiv
und sollte dafür
daher in geringen Mengen, zum Beispiel 2 Gewichts-%, bezogen auf
das Gewicht der Formulierung, zugegeben werden; Phosphatidylcholine
und Phosphatidylglycerole auf der anderen Seite sind weniger aktiv
und können
vorteilhaft in größeren Mengen
zugegeben werden; mit Bezug auf Leucin, das noch weniger aktiv ist,
ergibt die Zugabe von 2 Gewichts-% Leucin, bezogen auf das Gewicht
des Pulvers, gute Ergebnisse hinsichtlich des respirierbaren Anteils
der wirksamen Partikel, geringer Trennung und geringer Menge an
Leucin, welches die untere Lunge erreicht; in der
WO 96/23485 ist erklärt, dass
eine Zugabe einer größeren Menge
die Ergebnisse nicht verbessert und insbesondere den respirierbaren
Anteil nicht verbessert und daher, obwohl selbst mit 6% Leucin ein vernünftiges
Ergebnis erzielt wird, dies nicht bevorzugt ist, da es zu einer
erhöhten
Menge von Additivmaterial führt,
das in den Körper
aufgenommen wird und die Verarbeitungseigenschaften der Mischung
nachteilig beeinflussen wird. Bei den bevorzugten Formulierungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Verwendung fissurierter Trägerpartikel ist jedoch gefunden
worden, dass erhöhte
Mengen von Additivmaterial verwendet werden können und verbesserte respirierbare
Anteile ergeben.
-
Das
Additivmaterial wird oftmals in partikulärer Form zugegeben werden,
es kann jedoch in flüssiger oder
fester Form zugegeben werden, und für einige Materialien, insbesondere
dann, wenn es nicht einfach sein mag, Partikel aus dem Material
zu bilden und/oder wenn diese Partikel besonders klein sein sollten,
kann es bevorzugt sein, das Material als Flüssigkeit, zum Beispiel als
Suspension oder Lösung,
zuzugeben. Selbst dann kann das Additivmaterial des fertigen Pulvers
jedoch in partikulärer
Form vorliegen. Eine alternative Möglichkeit, die im Bereich der
Erfindung liegt, besteht jedoch darin, ein Additivmaterial zu verwenden,
das selbst in dem endgültigen
im Wesentlichen partikulären
Material, das nach wie vor als ein "Trockenpulver" beschrieben werden kann, flüssig bleibt.
-
In
einigen Fällen
wird ein verbesserter klinischer Nutzen erhalten, wenn das Additivmaterial
nicht in Form von Materialpartikeln vorliegt. Insbesondere ist es
unwahrscheinlicher, dass das Additivmaterial die Oberfläche der
Trägerpartikel
verlässt
und in die untere Lunge transportiert wird.
-
Wenn
das Additivmaterial des fertigen Pulvers partikulär ist, kann
die Art der Partikel wesentlich sein. Die Additivpartikel können eine
nicht-kugelförmige
Gestalt aufweisen. Die Ad ditivpartikel sind vorteilhaft scheibenartig
geformte Partikel. Alternativ können
die Additivpartikel eine winklige, zum Beispiel Prismen, oder dendritische
Gestalt aufweisen. Additivpartikel, die nicht-kugelförmig sind,
können
leichter als kugelförmige, nicht-winklige
Partikel von den Oberflächen
der Trägerpartikel
entfernt werden, und scheibenartig geformte Partikel können eine
verbesserte Oberflächenwechselwirkung
und Gleitmittelwirkung zwischen den Trägerpartikeln ergeben.
-
Die
Oberfläche
der Additivpartikel wird ebenfalls als wichtig betrachtet. Die Oberfläche der
Additivpartikel, gemessen unter Verwendung von Gasabsorptionstechniken,
beträgt
vorzugsweise mindestens 5 m2g–1. In
vielen Fällen
wurde gefunden, dass Additivmaterial, das kleine scheibenartige
Partikel umfasst, bevorzugt ist.
-
Das
Additiv kann vorteilhaft Magnesiumstearat sein. Vorteilhaft beinhaltet
die Menge Magnesiumstearat in der endgültigen Formulierung zwischen
mindestens 0,02 und nicht mehr als 2,5 Gewichts-% (was 2,5 g pro
100 g der endgültigen
Formulierung entspricht). Die Menge Magnesiumstearat kann zwischen
mindestens 0,05 und nicht mehr als 1,0 Gewichts-%, zum Beispiel
zwischen 0,1 und nicht mehr als 0,6 Gewichts-%, oder zwischen 0,2
und 0,4 Gewichts-% betragen. In einigen Fällen, insbesondere wenn die
bevorzugten fissurierten Trägerpartikel
verwendet werden, kann es bevorzugt sein, dass die Menge Magnesiumstearat
zwischen 0,1 und 2 Gewichts-%, zum Beispiel 0,5 bis 1,7 Gewichts-%,
insbesondere 0,75 bis 1,5 Gewichts-% beträgt. Vorteilhaft ist der Anteil
mit einer Feinpartikelgröße aus 90
bis 99 Gewichts-% des physiologisch annehmbaren Exzipiens und zu
1 bis 10 Gewichts-% des Additivs zusammengesetzt, und das Verhältnis zwischen
dem Anteil mit Feinpartikelgröße und dem Anteil
grober Trägerpartikel
beträgt
zwischen 1:99 und 40:60 Gewichts-%, bevorzugt zwischen 5:95 und
30:70 Gewichtsprozent, noch weiter bevorzugt zwischen 10:90 und
20:80 Gewichts-%.
-
Die
feinen Exzipienspartikel der Mischung (i) machen im Allgemeinen
weniger als 40 Gewichts-% der Gesamtformulierung aus, und machen
vorteilhaft nicht mehr als 20%, zum Beispiel nicht mehr als 10%,
des Gewichts der Gesamtformulierung aus. Vorzugsweise machen die
feinen Exzipienspartikel mindestens 4%, besonders bevorzugt mindestens
5% des Gewichts der Gesamtformulierung aus.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Anteil mit einer Feinpartikelgröße aus 98 Gewichts-% α-Laktose-Monohydrat
und 2 Gewichts-% Magnesiumstearat zusammengesetzt, und das Verhältnis zwischen
dem Anteil mit einer Feinpartikelgröße und dem aus α-Laktose-Monohydrat-Partikeln
bestehenden groben Anteil beträgt
10:90 Gewichts-%.
-
Die
erfindungsgemäße Formulierung
weist vorteilhaft eine apparente Dichte vor dem Absetzen von mindestens
0,5 g/ml, bevorzugt von 0,6 bis 0,7 g/ml und einen Carr-Index von
weniger als 25, vorzugsweise weniger als 15, auf.
-
In
einer Ausführungsform
der Erfindung werden die Exzipienspartikel und Additivpartikel durch
Mahlen, vorteilhaft in einer Kugelmühle, gemeinsam mikronisiert,
vorzugsweise bis die endgültige
Partikelgröße der Mischung
weniger als 35 μm,
bevorzugt weniger als 30 μm,
weiter bevorzugt weniger als 15 μm
beträgt. In
einigen Fällen
kann sich eine gemeinsame Mikronisierung für mindestens zwei Stunden als
vorteilhaft er weisen, obwohl es ersichtlich sein wird, dass die
Behandlungszeit im Allgemeinen so ist, dass eine gewünschte Größenreduktion
erhalten wird. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung werden die Partikel unter Verwendung einer Strahlmühle gemeinsam
mikronisiert.
-
Alternativ
wird die Mischung aus den Exzipienspartikeln mit einer anfänglichen
Partikelgröße von weniger
als 35 μm,
bevorzugt weniger als 30 μm,
besonders bevorzugt weniger als 15 μm, und den Additivpartikeln
durch Mischen der Komponenten in einem Mischer für mindestens 30 Minuten, bevorzugt
für mindestens eine
Stunde, besonders bevorzugt für
mindestens zwei Stunden hergestellt.
-
Im
Allgemeinen wird der Fachmann die am besten geeignete Größe der feinen
Exzipienspartikel entweder durch Siebung, durch Verwendung eines
Klassifizierers oder durch geeignete Anpassung der Zeit des gemeinsamen
Mahlens wählen.
-
Der
Sphäronisierungsschritt
wird durch Mischen der groben Trägerpartikel
und des Feinpartikelanteils in einem geeigneten Mischer, z.B. Taumelmischern
wie beispielsweise Turbula-, Rotationsmischern oder "Instant"-Mischer wie Diosna,
für mindestens
5 Minuten, vorzugsweise für
mindestens 30 Minuten, weiter bevorzugt für mindestens zwei Stunden,
noch weiter bevorzugt für
vier Stunden ausgeführt.
In allgemeiner Weise wird der Fachmann die Mischzeit und die Rotationsgeschwindigkeit
des Mischers anpassen, um homogene Mischungen zu erhalten.
-
Das
Verhältnis
zwischen dem sphäronisierten
Träger
und dem Arzneimittel (dem wirksamen Bestandteil) hängt von
der Art der verwendeten Inhalatorvorrichtung und der erforderlichen
Dosis ab.
-
Die
Mischung der sphäronisierten
Träger
mit den wirksamen Partikeln wird durch Mischen der Komponenten in
geeigneten Mischern wie den oben genannten hergestellt.
-
Vorteilhaft
weisen mindestens 90% der Partikel des Arzneimittels eine Partikelgröße von weniger
als 10 μm,
vorzugsweise weniger als 6 μm,
auf.
-
Der
mindestens eine wirksame Bestandteil liegt bevorzugt in Form wirksamer
Partikel vor. Die wirksamen Partikel, auf die in der gesamten Beschreibung
Bezug genommen wird, umfassen eine wirksame Menge von mindestens
einem wirksamen Mittel, das therapeutische Wirkung bei Zufuhr in
die Lunge aufweist. Die wirksamen Partikel bestehen vorteilhaft
im Wesentlichen aus einem oder mehreren therapeutisch wirksamen Mitteln.
Geeignete therapeutisch wirksame Mittel können Arzneimittel für die therapeutische
und/oder prophylaktische Verwendung sein. Wirksame Mittel, die in
die Formulierung aufgenommen werden können, beinhalten jene Produkte,
die zur Behandlung von Krankheiten wie einer Atemwegserkrankung üblicherweise
oral durch Inhalation verabreicht werden, z.B. β-Agonisten.
-
Die
wirksamen Partikel können
mindestens einen β-Agonisten
umfassen, zum Beispiel eine oder mehrere Verbindungen, die ausgewählt sind
aus Terbutalin, Salbutamol, Salmeterol und Formoterol. Falls gewünscht, können die
wirksamen Partikel mehr als eines dieser wirksamen Mittel umfassen,
vorausgesetzt, dass sie unter den Lagerungs- und Einsatzbedingungen
miteinander kompatibel sind.
-
Bevorzugt
sind die wirksamen Partikel Partikel aus Salbutamolsulfat. Bezugnahmen,
die hier auf ein beliebiges wirksames Mittel erfolgen, sind so zu
verstehen, dass jedes physiologisch annehmbare Derivat beinhaltet
sein soll. Im Falle der oben erwähnten β-Agonisten
beinhalten physiologisch annehmbare Derivate insbesondere Salze,
einschließlich
Sulfaten.
-
Die
wirksamen Partikel können
Partikel aus Ipatropiumbromid sein.
-
Die
wirksamen Partikel können
ein Steroid beinhalten, welches zum Beispiel Fluticason sein kann. Das
wirksame Prinzip kann ein Cromon beinhalten, welches Natriumcromoglycat
oder Nedocromil sein kann. Das wirksame Prinzip kann einen Leukotrienrezeptor-Antagonisten
beinhalten.
-
Die
wirksamen Partikel können
ein Kohlenhydrat, zum Beispiel Heparin, beinhalten.
-
Die
wirksamen Partikel können
vorteilhaft ein therapeutisch wirksames Mittel für den systemischen Einsatz
umfassen, vorausgesetzt, dass das Mittel in der Lage ist, über die
Lunge in das Kreislaufsystem aufgenommen zu werden. Zum Beispiel
können
die wirksamen Partikel Peptide oder Polypeptide oder Proteine wie
beispielsweise DNase, Leukotriene oder Insulin (einschließlich substituiertem
Insulinen und Proinsulinen), Cyclosporin, Interleukine, Zytokine,
Anti-Zytokine und Zytokinrezeptoren, Vakzine (einschließlich Influenza, Masern, "antinarkotische" Antikörper, Meningitis),
Wachstumshormon, Leuprolid und verwandte Analoga, Interferone, Desmopressin,
Immunglobuline, Erythropoietin, Kalzitonin und Parathyroid hormon
umfassen. Die erfindungsgemäße Formulierung
kann insbesondere eine Anwendung bei der Verabreichung von Insulin
an Diabetes-Patienten erfahren, wodurch die für dieses Mittel verwendeten
normalerweise invasiven Verabreichungstechniken vermieden werden.
-
Die
erfindungsgemäßen Pulver
können
vorteilhaft zur Verwendung bei der Schmerzlinderung eingesetzt werden.
Nichtopioide analgetische Mittel, die als Schmerzlinderungsmittel
enthalten sein können,
sind zum Beispiel Alprazolam, Amitriptylin, Aspirin, Baclofen, Benzodiazepine,
Bisphosphonate, Koffein, Kalzitonin, Kalzium-regulierende Mittel,
Carbamazepin, Clonidin, Kortikosteroide, Dantrolen, Dexamethason,
Dinatriumpamidronat, Ergotamin, Flecainid, Hydroxyzin, Hyoscin,
Ibuprofen, Ketamin, Lignocain, Lorazepam, Methotrimeprazin, Methylprednisolon,
Mexiletin, Mianserin, Midazolam, NSAIDs, Nimodipin, Octreotid, Paracetamol, Phenothiazine,
Prednisolon, Somatostatin. Geeignete opioide analgetische Mittel
sind: Alfentanilhydrochlorid, Alphaprodinhydrochlorid, Anileridin,
Bezitramid, Buprenorphinhydrochlorid, Butorphanoltartrat, Carfentanilcitrat,
Ciramadol, Kodein, Dextromoramid, Dextropropoxyphen, Dezocine, Diamorphinhydrochiorid,
Dihydrokodein, Dipipanonhydrochlorid, Enadolin, Eptazocinhydrobromid,
Ethoheptazincitrat, Ethylmorphinhydrochlorid, Etorphinhydrochlorid,
Fentanylcitrat, Hydrocodon, Hydromorphonhydrochlorid, Ketobemidon,
Levomethadonhydrochlorid, Levomethadylacetat, Levorphanoltartrat,
Meptazinolhydrochlorid, Methadonhydrochlorid, Morphin, Nalbuphinhydrochlorid,
Nicomorphinhydrochlorid, Opium, Hydrochloride gemischter Opiumlkaloide,
Papaveretum, Oxycodon, Oxymorphonhydrochlorid, Pentamorphon, Pentazocin,
Pethidinhydrochlorid, Phenazocinhydrobromid, Phenoperidinhydrochlorid,
Picenadolhydrochlorid, Piritramid, Pro piramfumarat, Remifentanilhydrochlorid,
Spiradolinmesylat, Sufentanilcitrat, Tilidathydrochlorid, Tonazocinmesylat,
Tramadolhydrochlorid, Trefentanil.
-
Die
Technik könnte
auch verwendet werden für
die lokale Verabreichung von anderen Mitteln, zum Beispiel für eine Antikrebswirkung,
antivirale Mittel, Antibiotika, Muskelrelaxantien, Antidepressiva,
Antiepileptika oder die lokale Zufuhr von Vakzinen an den Atmungstrakt.
-
In
einer Form der Erfindung ist der wirksame Bestandteil nicht ein
wirksamer Bestandteil, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend
aus Budesonid und dessen Epimeren, Formoterol, TA2005 und dessen Stereoisomeren,
Salzen davon und Kombinationen davon.
-
Die
wirksamen Partikel weisen vorteilhaft einen medianen aerodynamischen
Massendurchmesser im Bereich von bis zu 15 μm, zum Beispiel von 0,01 bis
15 μm, bevorzugt
von 0,1 bis 10 μm,
zum Beispiel von 1 bis 8 μm
auf. Am meisten bevorzugt übersteigt
der mediane aerodynamische Massendurchmesser der wirksamen Partikel
5 μm nicht.
Die wirksamen Partikel sind in einer wirksamen Menge zugegen, zum
Beispiel mindestens 0,01 Gewichts und können in einer Menge von bis
zu 90 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von Trägerpartikeln,
Additivmaterialien und wirksamen Partikeln, zugegen sein. Vorteilhaft
sind die wirksamen Partikel in einer Menge zugegen, die 60 Gewichts-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht von Trägerpartikeln, Additivpartikeln
und wirksamen Partikeln, nicht übersteigt.
-
Es
wird ersichtlich sein, dass der Anteil vorhandenen wirksamen Mittels
anhand der Beschaffenheit des wirksamen Mittels gewählt wird.
In vielen Fällen
wird es bevorzugt sein, dass das wirksame Mittel nicht mehr als
10 Gewichts-%, besonders bevorzugt nicht mehr als 5 Gewichts-% und
insbesondere nicht mehr als 2 Gewichts-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
von Trägerpartikeln,
Additivpartikeln und wirksamen Partikeln, ausmacht.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht.
-
Beispiel 1 – Hartpellet-Formulierung,
enthaltend grobe Laktose (CapsuLac 212-355 μm), eine durch Strahlmahlen
erhaltene mikronisierte Vorgemisch-Laktose/Magnesiumstearat-Mischung,
und Formoterolfumarat als wirksamen Bestandteil
-
a) Herstellung der Formulierung
-
α-Laktose-Monohydrat
SpheroLac 100 (Meggle EP D30) mit einer Ausgangspartikelgröße von 50
bis 400 μm
(d(v, 0,5) von etwa 170 μm)
und Magnesiumstearat mit einer Ausgangspartikelgröße von 3
bis 35 μm (d(v,
0,5) von etwa 10 μm)
im Verhältnis
98:2 Gewichts-% wurden gemeinsam in einer Strahlmühlenvorrichtung gemahlen.
Am Ende der Behandlung wurde eine wesentliche Verminderung der Partikelgröße beobachtet
(Mischung A).
-
85
Gewichts-% α-Laktose-Monohydrat
CapsuLac (212-355 μm)
wurden in einen 240-ml-Edelstahlbehälter gegeben, dann wurden 15
Gewichts-% der Mischung A zugegeben. Die Mischung wurde in einem
Turbula-Mischer für
2 Stunden bei 42 UPM gemischt (Mischung B).
-
Mikronisiertes
Formoterolfumarat wurde zu der Mischung B zugegeben und in einem
Turbula-Mischer für
10 Minuten bei 42 UPM gemischt, um ein Verhältnis von 12 μg wirksamem
Bestandteil zu 20 mg Träger
zu erhalten; die Menge Magnesiumstearat in der endgültigen Formulierung
beträgt
0,3 Gewichts-%. Die endgültige
Formulierung (Hartpellet-Formulierung) wurde für 10 Minuten stehen gelassen,
dann in ein bernsteinfarbenes Glasgefäß transferiert.
-
b) Charakterisierung der mikronisierten
Mischung (Mischung A)
-
Die
mikronisierte Mischung (Mischung A) wurde anhand von Partikelgrößenanalyse
(Malvern-Analyse), Wasserkontaktwinkel und molekularer Oberflächenbeschichtung,
ermittelt nach Cassie et al. in Transaction of the Faraday Society
40: 546, 1944, charakterisiert.
-
Die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle
1 – Mikrovisierte
Mischung (Mischung A)
Partikelgrößenverteilung
(μm) | Malvern |
d (v,
0,1) | 1,58 |
d (v,
0,5) | 4,19 |
d (v,
0,9) | 9,64 |
Wasserkontaktwinkel | 40° |
Beschichtungsgrad | 15%* |
- * α-Laktose-Monohydrat-Wasserkontaktwinkel
12°; Magnesiumstearat-Wasserkontaktwinkel
118°.
-
c) Chemische und technologische Charakterisierung
der Hartpellet-Formulierung.
-
Die
Formulierungsmischung wurde durch ihre Dichte-/Fließfähigkeitsparameter
und Einheitlichkeit der Verteilung des wirksamen Bestandteils charakterisiert.
-
Das
apparente Volumen und die apparente Dichte wurden nach dem im europäischen Arzneibuch
(Ph. Eur.) beschriebenen Verfahren getestet.
-
Pulvermischungen
(100 g) wurden in einen graduierten Glaszylinder gegossen und das
unabgesetzte apparente Volumen V0 wird abgelesen;
die apparente Dichte vor dem Absetzen (dv) wurde berechnet, indem das
Gewicht der Probe durch das Volumen V0 geteilt
wurde. Nach 1250 Stößen mit
der beschriebenen Vorrichtung wird das apparente Volumen nach dem
Absetzen (V1250) abgelesen und die apparente
Dichte nach dem Absetzen (ds) wurde berechnet.
-
Die
Fließfähigkeitseigenschaften
wurden nach dem in der Ph. Eur. beschriebenen Verfahren getestet.
-
Pulvermischungen
(etwa 110 g) wurden in einen trockenen Trichter gegossen, der mit
einer durch ein geeignetes Mittel blockierten Öffnung von geeignetem Durchmesser
ausgestattet war. Die Bodenöffnung
des Tunnels wird entblockt, und die Zeit, die benötigt wird,
damit die gesamte Probe aus dem Trichter fließt, wird aufgezeichnet. Die
Fließfähigkeit
wird in Sekunden und Zehntelsekunden in Bezug auf 100 g der Probe
ausgedrückt.
-
Die
Fließfähigkeit
wurde auch aus dem Carr-Index bestimmt, der nach folgender Formel
berechnet wurde:
-
Ein
Carr-Index von weniger als 25 wird üblicherweise als Zeichen guter
Fließfähigkeitseigenschaften angesehen.
-
Die
Einheitlichkeit der Verteilung des wirksamen Bestandteils wurde
durch Entnahme von 10 Proben, die jeweils etwa einer einzelnen Dosis
entsprachen, aus verschiedenen Teilen der Mischung ermittelt. Die
Menge wirksamen Bestandteils jeder Probe wurde durch Hochleistungsflüssigchromatographie
(HPLC) bestimmt.
-
Die
Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben. Tabelle 2 – Chemische und technologische
Parameter der Hartpellet-Formulierung
Apparente(s)
Volumen/Dichte | |
App.
Volumen (V0) vor dem Absetzen | 156
ml |
App.
Dichte (dv) vor dem Absetzen | 0,64
g/ml |
App.
Volumen (V1250) nach dem Absetzen | 138
ml |
App.
Dichte (ds) nach dem Absetzen | 0,73
g/ml |
Fließfähigkeit | |
Flussrate
durch 4 mm ⌀ | 152
s/100 g |
Carr-Index | 12 |
Einheitlich
der Verteilung des wirksa | |
men
Bestandteils | |
Mittelwert | 12,1 μg |
RSD | 2,2% |
-
d) Bestimmung des Aerosolverhaltens
-
Eine
Menge Pulver zur Inhalation wurde in einen Mehrfachdosis-Trockenpulverinhalator
(Pulvinal® – Chiesi
Pharmaceutical SpA, Italien) gegeben.
-
Die
Ermittlung des Aerosolverhaltens wurde durchgeführt unter Verwendung eines
modifizierten Zweistufen-Impinger-Gerätes, Twin Stage Impinger TSI
(Gerät
vom Typ A für
die aerodynamische Untersuchung von Feinpartikeln, beschrieben in
FU IX, 4° Supplement
1996). Die Ausstattung besteht aus zwei verschiedenen Glaselementen,
die untereinander verbunden sind, um zwei Kammern zu bilden, die
in der Lage sind, das Pulver zur Inhalation in Abhängigkeit
von dessen aerodynamischer Größe zu trennen;
die Kammern werden als obere (Stufe 1) beziehungsweise untere (Stufe
2) Trennkammer bezeichnet. Ein Gummiadapter stellt die Verbindung
mit dem das Pulver enthaltenden Inhalator sicher. Das Gerät ist an
eine Vakuumpumpe angeschlossen, die einen Luftstrom durch die Trennkammern
und den angeschlossenen Inhalator erzeugt. Bei Betätigung der
Pumpe trägt
der Luftstrom die Partikel der Pulvermischung und verursacht deren
Ablagerung in den zwei Kammern in Abhängigkeit von ihrem aerodynamischen
Durchmesser. Die verwendete Vorrichtung wurde in der Stufe-1-Düse verändert, um
einen Grenzwert des aerodynamischen Durchmessers, dae, von 5 μm bei einem
Luftstrom von 30 l/min zu erhalten, der als relevante Flussrate
für die
Pulvinal®-Vorrichtung
angesehen wird. Partikel mit höherem
dea werden in Stufe 1 abgelagert und Partikel mit niedrigerem dea
in Stufe 2. In beiden Stufen wird ein minimales Volumen Lösungsmittel
verwendet (30 ml in Stufe 2 und 7 ml in Stufe 1), um die Partikel
daran zu hindern, sich an die Wände
der Vorrichtung anzuheften und ihre Rückgewinnung daraus zu fördern.
-
Die
Bestimmung des Aerosolverhaltens der nach dem Herstellungsverfahren
a) erhaltenen Mischung wurde mit dem TSI unter Anwendung einer Luftstromgeschwindigkeit
von 30 l/min für
8 Sekunden vorgenommen.
-
Nach
Vernebelung von 10 Dosen wurde der Zweistufen-Impinger auseinandergebaut
und die in den beiden Trennkammern abgelagerten Arzneimittelmengen
wurden durch Waschen mit einer Lösungsmittelmischung
gewonnen, und dann in zwei Messkolben, einen für Stufe 1 und einen für Stufe
2, auf ein Volumen von 100 beziehungsweise 50 ml verdünnt. Die
Mengen des in den zwei Messkolben gesammelten wirksamen Bestandteils
wurden dann durch Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC)
bestimmt. Die folgenden Parameter wurden berechnet: i) das Schussgewicht
im Mittel, ausgedrückt
als Mittelwert und relative Standardabweichung (RSD), ii) die Feinpartikeldosis
(FPD), welches die Menge von Arzneimittel ist, die in Stufe 2 des
TSI gefunden wird; iii) die abgegebene Dosis, welches die Menge
von Arzneimittel ist, die aus der Vorrichtung geliefert und in Stufe
1 + Stufe 2 zurückgewonnen
wird; iv) der Feinpartikelanteil (FPA), welches der prozentuale Anteil
der abgegebenen Dosis ist, der die Stufe 2 des TSI erreicht. Die
Ergebnisse hinsichtlich des Aerosolverhaltens sind in Tabelle 3
wiedergegeben. Tabelle 3 – Aerosolverhalten
Schussgewicht
mg (%) | Abgegebene
Dosis μg | FPD μg | FPA
% |
20,0
(7,8) | 9,40 | 4,44 | 47,2 |
-
Die
erfindungsgemäße Formulierung
zeigt sehr gute Fließeigenschaften,
wie durch den Carr-Index gezeigt wird; dieser Parameter ist sehr
wichtig, um Konsistenz der zugeführten
Dosis zu erhalten, wenn ein Mehrfachdosis-Trockenpulverinhalator
mit Pulverreservoir verwendet wird. Das Aerosolverhalten der Formulierung ist
mit etwa 50% Arzneimittel, das Stufe 2 des TSI erreicht, ebenfalls
sehr gut.
-
Beispiel 2 – Hartpellet-Formulierung,
enthaltend grobe Laktose (CapsuLac 212-355 μm), eine durch Kugelmahlen erhaltene
mikronisierte Vorgemisch-Laktose/Magnesiumstearat-Mischung, und
Formoterolfumarat als wirksamen Bestandteil
-
Mischung
A wurde wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, jedoch unter
Verwendung von α-Laktose-Monohydrat
SorboLac 400 mit einer Ausgangspartikelgröße unterhalb 30 μm (d(v, 0,5)
von etwa 10 μm)
und unter Durchführung
der gemeinsamen Mikronisierung in einer Kugelmahlvorrichtung für 2 Stunden.
-
Mischung
B wurde gemäß Beispiel
1 hergestellt, jedoch nach Mischen für 6 min und anschließendes Sieben
durch ein 355μm-Sieb.
-
Die
endgültige
Hartpellet-Formulierung wurde gemäß Beispiel 1 hergestellt.
-
Die
Partikelgrößenverteilung,
der Wasserkontaktwinkel und der Beschichtungsgrad der mikronisierten Mischung
(Mischung A) und die Einheitlichkeit der Verteilung des wirksamen
Bestandteils für
die endgültige Formulierung
(Mischung B), bestimmt wie vorher beschrieben, sind in Tabelle 4
angegeben.
-
Analoge
Ergebnisse wurden nach Herstellung der Mischung B durch Mischen
für 4 Stunden
ohne Sichtung durch ein Sieb erzielt. Tabelle 4 – Charakterisierung der Mischungen
A und B
Mikronisierte
Mischung (Mischung A) | |
Partikelgrößenverteilung
(μm) Malvern | |
d
(v, 0,1) | 0,72 μm |
d
(v, 0,5) | 2,69 μm |
d
(v, 0,9) | 21,98 μm |
Wasserkontaktwinkel | 52° |
Beschichtungsgrad | 25% |
Endgültige Formulierung
(Mischung B) | |
Einheitlichkeit
der Verteilung des | Mittel
= 11,84 ug |
wirksamen
Bestandteils | SD
= 1,83 % |
| |
-
Das
In-vitro-Verhalten, bestimmt wie vorher beschrieben, ist in Tabelle
5 wiedergegeben. Tabelle 5 – Aerosolverhalten
Schussgewicht
mg (%) | Abgegebene
Dosis μg | FPD μg | FPA
% |
20,8
(6,9) | 8,57 | 4,28 | 49,9 |
-
Wie
aus den Ergebnissen ersichtlich ist, zeigt auch eine solche Formulierung
sowohl hinsichtlich der Fließfähigkeitseigenschaften
als auch des Aerosolverhaltens ausgezeichnete Eigenschaften.
-
Beispiel 3 – Bestimmung der zur Formulierung
hinzuzufügenden
geeigneten Menge Magnesiumstearat
-
Proben
von Vorgemischen wurden wie in Beispiel 2 beschrieben in einer Kugelmahlvorrichtung
für 2 Stunden
unter Verwendung von α-Laktose-Monohydrat
SorboLac 400 (Meggle Microtose) mit einer Ausgangspartikelgröße unterhalb
30 μm (d(v,
0,5) von etwa 10 μm)
und Magnesiumstearat mit einer Ausgangspartikelgröße von 3
bis 35 μm
(d(v, 0,5) von etwa 10 μm)
im Verhältnis
98:2, 95:5 und 90:10 Gewichts-% (Mischungen A) hergestellt. Die
Mischungen B und die endgültige
Hartpellet-Formulierung
wurden wie vorher beschrieben hergestellt; die Menge Magnesiumstearat
in den endgültigen
Formulierungen ergab sich zu 0,3, 0,75 beziehungsweise 1,5 Gewichts-%.
Die Einheitlichkeit der Verteilung des wirksamere Bestandteils und
das In-vitro-Verhalten wurden wie vorher beschrieben bestimmt.
-
Die
erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 wiedergegeben. Tabelle 6 – Einheitlichkeit der Verteilung
und In-vitro-Aerosolverhalten
| Mg-Stearat | Mg-Stearat | Mg-Stearat |
| 0,3% | 0,75% | 1,5% |
Einheitlichkeit
des Inhalts | | | |
-
Mittel (μg) | 11,84 | | |
-
RSD (%) | 1,83 | | - |
Schussgewicht | | | |
-
Mittel (mg) | 20,8 | 24,7 | 23,0 |
| 4,28 | | |
| 49,9 | | |
-
RSD (%) | 6,9 | 6,5 | 2,4 |
Abgegebene
Dosis (μg) | 8,57 | 10,1 | 11,1 |
FPD
(μg) | 4,28 | 3,5 | 3,6 |
ETA
(%) | 49,9 | 35 | 32 |
-
In
allen Fällen
wurden gute Leistungen hinsichtlich der Feinpartikeldosis erhalten,
insbesondere mit 0,3 Gewichts-% Magnesiumstearat in der endgültigen Formulierung.
-
Beispiel 4 – Pulverformulierungen geordneter
Mischungen (vergleichend)
-
Pulvermischungen
wurden hergestellt durch Mischen von kommerziell erhältlichem α-Laktose-Monohydrat
mit unterschiedlicher Partikelgröße und Formoterolfumarat,
um ein Verhältnis
von 12 μg
wirksamen Bestandteils zu 20 mg Träger zu erhalten. Das Mischen
wurde in einem Glasmörser
für 30
Minuten durchgeführt. Die
Einheitlichkeit der Verteilung des wirksamen Bestandteils und das
In-vitro-Aerosolverhalten wurden wie vor her beschrieben bestimmt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 wiedergegeben. Tabelle 7 – Einheitlichkeit der Verteilung
und In-vitro-Aerosolverhalten
| Spherolac
100 | Spherolac
100 | Spherolac
100 | Pharmatose
32514 |
| (63-90 μm) | (90-150 μm) | (150-250 μm) | (30-90 μm) |
Einheitlichkeit | | | | |
des
Inhalts | | | | |
-
Mittel (μg) | 11,89 | 11,81 | 12,98 | 11,90 |
-
RSD (%) | 3,88 | 2,17 | 9,03 | 10,10 |
Schussgewicht | | | | |
-
Mittel (mg) | 25,28 | 25,23 | 22,02 | 22,40 |
-
RSD (%) | 7,73 | 3,39 | 6,93 | 22,00 |
Abgegebene
Do | | | | |
sis
(μg) | 11,10 | 10,30 | 8,50 | 7,80 |
FPD
(μg) | 1,40 | 0,70 | 0,60 | 1,20 |
FPA
(%) | 12,6 | 6,8 | 7,1 | 15,4 |
-
Die
Ergebnisse zeigen, dass bei Herstellung von Formoterolfumarat als
wirksamen Bestandteil enthaltenden geordneten Mischungen gemäß den Lehren
des Standes der Technik die Leistung der Formulierungen sehr schlecht
ist.
-
Beispiel 5 – Pulverformulierungen, die
verschiedene Mengen feiner Laktosepartikel enthalten (vergleichend)
-
Träger A – α-Laktose-Monohydrat
Spherolac 100 (90-150 μm)
und Sorbolac 400 mit einer Partikelgröße unterhalb 30 μm (d(v, 0,5)
von etwa 10 μm)
im Verhältnis
95:5 Gewichtsprozent wurden in einem Mörser für 15 min gemischt.
-
Träger B – α-Laktose-Monohydrat
Spherolac 100 (90-150 μm)
und mikronisierte Laktose (Partikelgröße unterhalb 5 μm) im Verhältnis 95:5
Gew./Gew. wurden in einem Mörser
für 15
min gemischt.
-
Träger C – α-Laktose-Monohydrat
Spherolac 100 (150-250 μm)
und Sorbolac 400 mit einer Partikelgröße unterhalb 30 μm (d(v, 0,5)
von etwa 10 μm)
im Verhältnis
95:5 Gewichts-% wurden in einem Mörser für 30 min gemischt.
-
Träger D – α-Laktose-Monohydrat
Spherolac 100 (150-250 μm)
und Sorbolac 400 mit einer Partikelgröße unterhalb 30 μm (d(v, 0,5)
von etwa 10 μm)
im Verhältnis
95:10 Gewichts-% wurden in einem Mörser für 30 min gemischt.
-
Im
Falle aller getesteten Formulierungen wurden die Träger mit
Formoterolfumarat im Mörser
für 15 min
gemischt, um ein Verhältnis
von 12 μg
wirksamen Bestandteils zu 25 mg Träger zu erhalten.
-
Die
Ergebnisse hinsichtlich der Einheitlichkeit des Inhalts und des
In-vitro-Aerosolverhaltens sind in Tabelle 8 wiedergegeben.
| Träger A | Träger B | Träger C | Träger D |
Einheitlichkeit | | | | |
des
Inhalts | | | | |
-
Mittel (μg) | 10,96 | 10,50 | 11,86 | - |
-
RSD (%) | 1,80 | 15,01 | 7,10 | - |
Schussgewicht | | | | |
-
Mittel (mg) | 23,
46 | 22,
29 | 25,7 | 19,53 |
-
RSD (%) | 51,43 | 4,19 | 3,77 | 32,02 |
Abgegebene
Do | | | | |
sis
(μg) | 10,40 | 9,5 | 10,1 | 5,92 |
FPD
(μg) | 1,60 | 2,3 | 2,3 | 1,30 |
FPA
(%) | 15,8 | 24,4 | 22,68 | 21,6 |
-
Die
Ergebnisse zeigen, dass die Leistungen solcher Formulierungen unter
den Testbedingungen sehr schlecht sind.
-
Beispiel 6 – "Hartpellet-Formulierung, enthaltend
grobe Laktose (PrismaLac-40-Fraktion unterhalb 355 μm) und feine
Laktose (vergleichend)
-
α-Laktose-Monohydrat
PrismaLac 40 mit einer Partikelgröße unterhalb 355 μm und Sorbolac
400 mit einer Partikelgröße unterhalb
30 μm (d(v,
0,5) von etwa 10 μm)
im Verhältnis
60:40 Gewichts-% wurden zunächst
manuell für
10 min umgewälzt,
um die Aggregation zu fördern
und dann in einem Turbula-Mischer für 30 min bei 42 UPM gemischt.
Die sphäronisierten
Partikel wurden mit Formoterolfumarat in einem Turbula-Mischer für 30 Minuten
bei 42 UPM gemischt, um ein Verhältnis
von 12 μg
wirksamen Bestandteils zu 15 mg Träger zu erhalten.
-
Die
Ergebnisse hinsichtlich der Einheitlichkeit der Verteilung des wirksamen
Bestandteils und des In-vitro-Aerosolverhaltens
sind in Tabelle 9 wiedergegeben. Tabelle 9 – Einheitlichkeit der Verteilung
des wirksamen Bestandteils und In-vitro-Aerosolverhalten
| Sphäronisierte
Partikel |
Einheitlichkeit
des Inhalts | |
-
Mittel (μg) | 11,90 |
-
RSD (%) | 18,46 |
Schussgewicht | |
-
Mittel (mg) | 18,10 |
-
RSD (%) | 6,80 |
Abgegebene
Dosis (μg) | 11,10 |
FPD
(μg) | 2,10 |
EPA
(%) | 18,9 |
-
Die
Formulierung ohne Magnesiumstearat weist somit unter den Testbedingungen
eine schlechte Leistung auf.
-
Beispiel 7 – Wirkung der Zugabe von Magnesiumstearat
durch einfaches Mischen
-
Formulierung
A (vergleichend) – α-Laktose-Monohydrat
Pharmatose 325M (30-100 μm)
und Magnesiumstearat im Verhältnis
99,75:0,25 Gewichts-% wurden in einem Turbula-Mischer für 2 Stunden
bei 42 UPM gemischt. Die Mischung wurde mit Formoterolfumarat in
einem Turbula-Mischer für
30 min bei 42 UPM gemischt, um ein Verhältnis von 12 μg wirksamen
Bestandteils zu 25 mg Träger
zu erhalten.
-
Formulierung
B (vergleichend) – Wie
oben angegeben, jedoch α 5^1245-Laktose-Monohydrat
SpheroLac 100 (90-150 μm)
an Stelle von Pharmatose 325M.
-
Formulierung
C (vergleichend) – α-Laktose-Monohydrat
Prisma-Lac 40 (mit
einer Partikelgröße unterhalb
355 μm)
und mikronisierte Laktose mit einer Partikelgröße unterhalb 5 μm im Verhältnis 40:60
Gewichts-% wurden in einem Turbula-Mischer für 60 min bei 42 UPM gemischt.
99,75 Gewichts-% der erhaltenen Mischung und 0,25 Gewichts-% Magnesiumstearat
wurden in einem Turbula-Mischer für 60 min bei 42 UPM gemischt.
Die erhaltene Mischung wurde schließlich mit Formoterolfumarat
in einem Turbula-Mischer für
30 min bei 42 UPM gemischt, um ein Verhältnis von 12 μg wirksamen
Bestandteils zu 15 mg Träger
zu erhalten.
-
Formulierung
D – Sorbolac
400 mit einer Partikelgröße unterhalb
30 μm (d(v,
0,5) von etwa 10 μm)
und Magnesiumstearat im Verhältnis
98:2 Gewichts-% wurden in einem Hochschermischer für 120 min
gemischt (Mischung A). 85 Gewichts-% α-Laktose-Monohydrat CapsuLac (212-355 μm) und 15
Gewichts-% Mischung A wurden im Turbula für 2 Stunden bei 42 UPM gemischt
(Mischung B); die Menge Magnesiumstearat in der endgültigen Formulierung
beträgt
0,3 Gewichts-%. Mikronisiertes Formoterolfumarat wurde auf der Mischung B
platziert und in einem Turbula-Mischer
für 10
min bei 42 UPM gemischt, um ein Verhältnis von 12 μg wirksamen
Bestandteils zu 20 mg Träger
zu erhalten.
-
Formulierung
E – Mikronisierte
Laktose mit einer Partikelgröße unterhalb
10 μm (d(v,
0,5) von etwa 3 μm)
und Magnesiumstearat im Verhältnis
98:2 Gewichts-% wurden in einem Sigma-Blattrührer für 60 min gemischt (Mischung
A). 85 Gewichts-% α-Laktose-Monohydrat
CapsuLac (212-355 μm)
und 15 Gewichts-% Mischung A wurden im Turbula für 2 Stunden bei 42 UPM gemischt
(Mischung B); die Menge Magnesiumstearat in der endgültigen Formulierung
beträgt
0,3 Gewichts-%. Mikronisiertes Formoterolfumarat wurde auf der Mischung
B platziert und in einem Turbula-Mischer für 10 min bei 42 UPM gemischt,
um ein Verhältnis
von 12 μg wirksamen
Bestandteils zu 20 mg Träger
zu erhalten.
-
Die
Ergebnisse hinsichtlich Einheitlichkeit der Verteilung von wirksamem
Bestandteil und In-vitro-Aerosolverhalten sind in Tabelle 10 wiedergegeben. Tabelle 10 – Einheitlichkeit der Verteilung
von wirksamem Bestandteil und In-vitro-Aerosolverhalten
Einheitlichkeit des | Formulierung
A | Formulierung
B | Formulierung
C | Formulierung
D | Formulierung
E |
Inhalts | | | | | |
-
Mittel (μg) | 7,96 | 10,50 | 9,10 | 10,68 | 11,32 |
-
RSD (%) | 2,16 | 8,30 | 24,90 | 2,80 | 3,0 |
Schussgewicht | | | | | |
-
Mittel (mg) | 24,10 | 26,50 | 12,50 | 22,07 | 21,87 |
-
RSD (%) | 34,60 | 8,20 | 15,30 | 2,50 | 4,0 |
Abgegebene Dosis
(μg) | 6,10 | 7,60 | 9,60 | 8,60 | 9,93 |
FPD
(μg) | 0,60 | 0,90 | 1,60 | 3,38 | 4,80 |
FPA
(%) | 9,8 | 11,8 | 16,7 | 39,3 | 48,37 |
-
Die
Formulierungen, bei denen Magnesiumstearat durch einfaches Mischen
zu der Laktose zugegeben wird (Formulierungen A-B) und ohne Anwesenheit von zugegebenem
feinen Exzipiens zeigen eine sehr schlechte Leistung.
-
Formulierungen,
bei denen Magnesiumstearat durch eine Hochenergiemischung zu einer
kleinen Menge feiner Laktose (Mischung A der Formulierungen D und
E) zugegeben wird, zeigen einen beträchtlichen Anstieg in der Leistung.
Darüber
hinaus hat die Partikelgröße der verwendeten
feinen Laktose eine erhebliche Wirkung auf die Desaggregationseigenschaften
der endgültigen
Formulierung; in der Tat zeigt die unter Verwendung einer mikronisierten
Laktose hergestellte Formulierung E eine erheblich verbesserte Leistung
im Vergleich mit Formulierung D.
-
Beispiel 8 – Wirkung der Menge mikronisierten
Vorgemisches in der endgültigen
Formulierung
-
α-Laktose-Monohydrat
SpheroLac 100 (Meggle EP D30) mit einer Ausgangspartikelgröße von 50
bis 400 μm
(d(v, 0,5) von etwa 170 μm)
und Magnesiumstearat mit einer Ausgangspartikelgröße von 3
bis 35 μm (d(v,
0,5) von etwa 10 μm)
im Verhältnis
98:2 Gewichts-Prozent wurden gemeinsam in einer Strahlmahlvorrichtung
gemischt (Mischung A). Verschiedene Verhältnisse von α-Laktose-Monohydrat
Capsulac (212-355 μm) und
Mischung A wurden in einen Edelstahlbehälter platziert und in einem
Turbula-Mischer für
vier Stunden bei 32 UPM gemischt (Mischungen B).
-
Mikronisiertes
Formoterolfumarat wurde auf der Mischung B platziert und in einem
Turbula-Mischer für 30
min bei 32 UPM gemischt, um ein Verhältnis von 12 μg wirksamen
Bestandteils zu 20 mg Gesamtmischung zu erhalten. Die Menge Magnesiumstearat
in der endgültigen
Formulierung lag im Bereich zwischen 0,05 und 0,6 Gewichts-%.
-
Die
Ergebnisse hinsichtlich Einheitlichkeit des wirksamen Bestandteils
und In-vitro-Aerosolverhalten sind in Tabelle 11 wiedergegeben. Tabelle 11 – Einheitlichkeit der Verteilung
von wirksamem Bestandteil und In-vitro-Aerosolverhalten
| Verhältnis | Verhältnis | Verhältnis | Verhältnis | Verhältnis | Verhältnis |
| 97,5:2,5 | 95:5 | 92,5:7,5 | 90:10 | 80:20 | 70:30 |
Einheitlichkeit
des | | | | | | |
Inhalts | | | | | | |
-
Mittel (μg) | 11,29 | 12,25 | 11,53 | 11,93 | 11,96 | 12,00 |
-
RSD (%) | 3,8 | 5,7 | 1,5 | 2,5 | 2,0 | 2,0 |
Schussgewicht | | | | | | |
-
Mittel (mg) | 19,27 | 20,26 | 20,38 | 21,05 | 22,39 | 22,48 |
-
RSD (%) | 4,7 | 3,3 | 3,2 | 4,3 | 3,5 | 3,7 |
Abgegebene
Dosis | | | | | | |
(μg) | 10,58 | 9,20 | 10,65 | 9,18 | 9,63 | 9,88 |
FPD
(μg) | 4,18 | 5,10 | 6,78 | 5,9 | 5,33 | 5,28 |
FPA
(%) | 39,4 | 55,4 | 63,6 | 64,3 | 55,3 | 53,4 |
-
Die
Ergebnisse zeigen, dass die Leistungen aller Formulierungen gut
sind.
-
Beispiel 9 – Formulierung, enthaltend
Laktose 90–150 μm, eine durch
Strahlmahlen erhaltene mikrovisierte Vorgemisch-Laktose/Magnesiumstearat-Mischung, und
Formoterol als wirksamen Bestandteil (nicht gemäß der Erfindung)
-
α-Laktose-Monohydrat
SpheroLac 100 (Meggle EP D30) mit einer Ausgangspartikelgröße von 50
bis 400 μm
(d(v, 0,5) von etwa 170 μm)
und Magnesiumstearat mit einer Ausgangspartikelgröße von 3
bis 35 μm (d(v,
0,5) von etwa 10 μm)
im Verhältnis
98:2 Gewichts-Prozent wurden gemeinsam in einer Strahlmahlvorrichtung
gemischt (Mischung A).
-
92,5
Gewichts-% α-Laktose-Moriohydrat
SpheroLac mit einer Ausgangspartikelgröße von 90 bis 150 μm (d(v, 0,5)
von etwa 145 μm)
und 7,5 Gewichts-% Mischung A wurden in einen Edelstahlbehälter platziert und
in einem Turbula-Mischer für
vier Stunden bei 32 UPM gemischt (Mischungen B).
-
Mikronisiertes
Formoterolfumarat wurde auf der Mischung B platziert und in einem
Turbula-Mischer für 30
min bei 32 UPM gemischt, um ein Verhältnis von 12 μg wirksamen
Bestandteils zu 20 mg Gesamtmischung zu erhalten. Die Menge Magnesiumstearat
in der endgültigen
Formulierung beträgt
0,15 Gewichts-%.
-
Die
Ergebnisse hinsichtlich Einheitlichkeit des wirksamen Bestandteils
und In-vitro-Aerosolverhalten sind in Tabelle 12 wiedergegeben. Tabelle 12 – Einheitlichkeit der Verteilung
von wirksamem Bestandteil und In-vitro-Aerosolverhalten
Einheitlichkeit
des Inhalts | |
-
Mittel (μg) | 11,
75 |
-
RSD (%) | 1,50 |
Schussgewicht | |
-
Mittel (mg) | - |
-
RSD (%) | - |
Abgegebene
Dosis (μg) | - |
FPD
(μg) | 5,71 |
FPA
(%) | 45,2 |
-
Aus
den wiedergegebenen Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Leistungen
einer Formulierung, die Standard-Laktose als grobe Trägerfraktion
und ein entweder durch gemeinsames Mahlen oder gemeinsames Mischen
erhaltenes Feinpartikelanteilexzipiens enthält, sehr gut sind, solange
der Anteil feiner Partikel geringer ist als 10 Gewichts-%.
-
Beispiel 10 – Wirkung der Mischdauer (nicht
zur Erfindung gehörend)
-
Verschiedene
Mischungen wurden durch gemeinsames Mischen von CapsuLac 212-355,
mikronisierter Laktose mit einer Partikelgröße unterhalb 10 μm (d(v, 0,5)
von etwa 3 μm)
und Magnesiumstearat im Verhältnis
89,8:10:0,2 Gewichts-%, in einem Turbula-Mischer (32 UPM) bei ansteigender
Mischdauer (1, 2 und 4 Stunden) hergestellt.
-
Mikronisiertes
Formoterolfumarat wurde auf jeder Mischung platziert und in einem
Turbula-Mischer für 30
min bei 32 UPM gemischt, um ein Verhältnis von 12 μg wirksamen
Bestandteils zu 20 mg Gesamtmischung zu erhalten.
-
Die
Ergebnisse hinsichtlich des Feinpartikelanteils (EPA) sind in Tabelle
13 wiedergegeben. Tabelle
13 – Wirkung
der Mischdauer auf den FPA
Mischdauer | Feinpartikelanteil
(%) |
1 Stunde | 21,0 |
2 Stunden | 34,2 |
4 Stunden | 40,5 |
-
Die
Ergebnisse zeigen, dass gute Leistungen hinsichtlich des Feinpartikelanteils
nach Mischen für mindestens
zwei Stunden erreicht werden.
-
Beispiel 11
-
20
g mikrofeine Laktose (Burculo – MMAD
etwa 8 μm)
und 0,4 g L-Leucin (Ajinomoto) wurden kombiniert und in einer Edelstahl-Kugelmühle, zu
ungefähr
50% des Mühlenvolumens
gefüllt
mit Edelstahlkugeln verschiedenen Durchmessers, platziert. Die Mühle wurde
bei ungefähr
60 UPM für
etwa 120 Minuten in Rotation versetzt. Das gemahlene Material (MMAD
etwa 5 μm)
wurde dann von der Mühle
und der Oberfläche
der Kugeln gewonnen, und wird im Folgenden als Feinstoff bezeichnet.
-
8
g gesiebte Prismalac-Laktose wurde in ein Glasgefäß gewogen.
Prismalac(Marke)-Laktose wird im Vereinigten Königreich von Meggle zur Verwendung
für die
Tablettenherstellung verkauft. Die bezogene Laktose war auf einem
Stapel von Sieben gesiebt worden, um die Siebfraktion zu gewinnen,
die durch ein 600-μm-mesh-Sieb,
nicht jedoch durch ein 355-μm-mesh-Sieb
hindurchtritt. Die Fraktion wird im folgenden als 355-600-Prismalac bezeichnet
und besitzt eine mittlere Stampfdichte von 0,49 g/cm3 und
eine Schüttdichte, gemessen
durch Quecksilberporosimetrie, von 0,47 g/cm3.
-
1
g der wie oben erhaltenen Feinstoffe und 1 g mikronisiertes Salbutamolsulfat
(MMAD ~2 μm)
wurden zu dem 355-600-Prismalac in dem Glasgefäß zugegeben. Das Glasgefäß wurde
verschlossen und das Gefäß in einem "Turbula"-Taumelmischer platziert.
Das Gefäß und dessen
Inhalte wurden für
ungefähr
30 Minuten bei einer Geschwindigkeit von 42 UPM umgewälzt.
-
Die
so erhaltene Formulierung wurde zu 20 mg pro Kapsel in Gelatinekapseln
der Größe 3 gegeben. Die
beladenen Kapseln wurden für
eine Zeitdauer von 24 Stunden ruhen gelassen. Drei Kapseln wurden
dann nacheinander bei einer Flussrate von 60 Litern pro Minute in
einen Zweistufen-Impinger geschossen, mit einer modifizierten Stufe-1-Düse von 12,5
mm innerem Durchmesser, von der geschätzt wurde, dass sie einen Grenzdurchmesser
von 5,4 um erzeugt. Die Arbeitsweise des Zweistufen-Impingers ist
in der
WO 95/11666 beschrieben.
Die Modifikation eines konventionellen Zweistufen-Impingers, einschließlich der
Verwendung modifizierter Stufe-1-Düsen ist von Halworth und Westmoreland
(J. Pharm. Pharmacol. 1987, 39:966-972) beschrieben worden. Tabelle 14
| Beispiel
1 | Vergleich
1 | Vergleich
2 |
355-600-Prismalac-Laktose | 8
g 80% | 8
g | 4
g |
Salbutamolsulfat | 1
g 10% | 1
g | 0,5
g |
Mikrofeine
Laktose | 0,9804
g 9,804% | - | 0,5
g |
Leucin | 0,0196
g 0,196% | | - |
Feinpartikelanteil | 50% | 10% | 40% |
-
Die
Zusammensetzung der Formulierung ist oben in Tabelle 14 zusammengefasst.
-
Wie
in Tabelle 14 gezeigt, wird der Feinpartikelanteil im Vergleich
zu einer Formulierung, die keine zugegebene feine Laktose enthält (Vergleich
1), in Anwesenheit von zugegebener feiner Laktose verbessert (Vergleich
2). Die beste Leistung wird für
die Formulierung gemäß der Erfindung
halten, die sowohl Leucin als auch feine Laktose enthält. Wenn
Prismalac bei den Bestandteilen in Beispiel 11 weggelassen wurde,
ergaben sich sehr schlechte Fließeigenschaften für die Formulierung,
wodurch eine verlässliche
und reproduzierbare Dosierung verhindert wurde. Im Ergebnis wurde
gefunden, dass der Feinpartikelanteil sehr variabel war.
-
Beispiel 12
-
Beispiel
11 wurde unter Verwendung von Prismalac-Laktose, die gesiebt worden
war, wiederholt, die Siebfraktionen von 212 bis 355 μm (mit mittlerer
Stampfdichte von 0,65 g/cm3 und einer Schüttdichte,
gemessen durch Quecksilberporosimetrie, von 0,57 g/cm3)
wurden gewonnen und an Stelle der in Beispiel 11 verwendeten 355-600-Prismalac-Laktose
verwendet. Erneut wurde ein Feinpartikelanteil von etwa 50% erhalten.
-
Beispiel 13
-
Beispiel
11 wurde wiederholt, wobei das Leucin durch eine der folgenden Verbindungen
ersetzt wurde: Lezithin, Stearylamin, Magnesiumstearat und Natriumstearylfumarat.
-
Die
Ergebnisse sind in Tabelle 15 zusammengefasst. Tabelle 15
Additiv | Feinpartikelanteil |
Lezithin | 50% |
Stearylamin | 50% |
Gereinigte
Phosphatidylcholine | 35% |
Natriumstearylfumarat | 40% |
-
Beispiel 14
-
95
g mikrofeine Laktose (Borculo) wurden in ein keramisches Mahlgefäß (hergestellt
durch die Pascall Engineering Company) gegeben. 5 g Additivmaterial
(L-Leucin) und die keramischen Mahlkugeln wurden zugegeben. Die
Kugelmühle
wurde bei 60 UPM für
5 Stunden umgewälzt.
Das Pulver wurde durch Siebung gewonnen, um die Mahlkugeln zu entfernen.
-
0,9
g der so erhaltenen 5% L-Leucin in mikrofeiner Laktose enthaltenden
Kompositexzipienspartikel wurden mit 0,6 g Budesonid von Hand in
einem Mörser
gemischt. Dieses Mischen konnte zum Beispiel auch in einem Hochschermischer
oder in einer Kugelmühle
oder in einer Zentrifugenmühle
durchgeführt
werden. 20 Gewichtsteile Probe dieses Pulvers wurden mit 80 Gewichtsteilen
einer groben Träger-Laktose
(siebfraktioniertes Prismalac – Fraktion
355 bis 600 μm)
durch Taumeln gemischt. Das Pulver wurde von einem Cyclohaler bei
einer Flussrate von 60 1/Minute in einen Mehrstufen-Flüssigimpinger
geschossen. Der Feinpartikelanteil (< ungef. 5 μg) betrug 45%.
-
Beispiel 15
-
98
g mikrofeine (MMAD ungefähr
8 μm) Laktose
(hergestellt durch Borculo) wurden in ein Edelstahl-Mahlgefäß gegeben.
300 g Edelstahl-Mahlkugeln mit einem Durchmesser von 10 bis 3 mm
wurden zugegeben. 2 g Lezithin wurden zugegeben und das Gefäß wurde
in einer Retsch-S100-Zentrifugenmühle angeordnet. Das Pulver
wurde für
30 Minuten bei 580 UPM gemahlen und wurde dann gesiebt, um die Mahlkugeln
zu entfernen.
-
1
g Salbutamolsulfat wurden zu 1 g der so erhaltenen 2% Lezithin enthaltenden
Kompositexzipienspartikel und zu 8 g siebfraktionierter Prismalac-Laktose
(Fraktion 355 bis 600 μm)
zugegeben. Die Mischung wurde für
30 Minuten bei 42 UPM umgewälzt.
Das erhaltene Pulver wurde von einem Cyclohaler bei einer Flussrate
von 60 Litern pro Minute in einen Zweistufen-Impinger geschossen, was einen Feinpartikelanteil
(< ungef. 5 Mikrometer)
von etwa 44% ergab. Ein ähnliches
Beispiel mit einem 2% Leucin-Vorläufer ergab einen Feinpartikelanteil
(< ungef. 5 μm) von 52%.
-
Andere
Additivmaterialien, die an Stelle von Lezithin zur Bildung von Kompositexzipienspartikeln
wie oben beschrieben verwendet werden können, sind: Magnesiumstearat,
Kalziumstearat, Natriumstearat, Lithiumstearat, Stearinsäure, Stearylamin,
Sojalezithin, Natriumstearylfumarat, L-Leucin, L-Isoleucin, Oleinsäure, Stärke, Diphosphatidylcholin,
Behensäure,
Glycerylbehenat und Natriumbenzoat. Pharmazeutisch annehmbare Fettsäuren und
Derivate, Wachse und Öle
können
ebenfalls verwendet werden.
-
Beispiel 16
-
10
g mikrofeine Laktose (Borculo) wurden mit 1 g Magnesiumstearat und
10 cm3 Cyclohexan kombiniert. 50 g 5-mm-Kugeln
wurden zugegeben und die Mischung wurde für 90 Minuten gemahlen. Das
Pulver wurde durch Belassen der Paste über Nacht in einem Abzug, um
das Cyclohexan zu verdampfen, und anschließendes Kugelmahlen für 1 Minute
gewonnen.
-
0,5
g Salbutamolsulfat wurden zu 0,5 g der so erhaltenen Magnesiumstearat
enthaltenden Kompositexzipienspartikel und zu 4 g siebfraktionierter
Prismalac-Laktose (Fraktion 355-600 μm) zugegeben. Dies wurde für 30 Minuten
bei 62 UPM umgewälzt.
Das erhaltene Pulver wurde aus einem Cyclohaler bei einer Flussrate
von 60 Litern pro Minute in einen Zweistufen-Impinger geschossen, was einen Feinpartikelanteil
(< ungef. 5 μm) von 57%
ergab. Der Versuch wurde wiederholt unter Verwendung von Kompositexzipienspartikeln,
die 20% Magnesiumstearat enthielten, und ähnliche Ergebnisse wurden erhalten.
-
Beispiel 17
-
10
g mikrofeine Laktose (Borculo) wurden mit 1 g Leucin und 10 cm3 Cyclohexan kombiniert. 50 g 5-mm-Kugeln
wurden zugegeben und die Mischung wurde für 90 Minuten gemahlen. Das
Pulver wurde durch Belassen der Paste über Nacht in einem Abzug, um
das Cyclohexan zu verdampfen, und anschließendes Kugelmahlen für 1 Minute
gewonnen.
-
0,5
g Salbutamolsulfat, 0,25 g der wie in Beispiel 16 beschrieben hergestellten
Magnesiumstearat enthaltenden Kompositexzipienspartikel, 0,25 g
der wie oben beschrieben herge stellten Lezithin enthaltenden Kompositexzipienspartikel
und 4 g siebfraktionierte Prismalac-Laktose (Fraktion 355-600 μm) wurden
kombiniert. Die Mischung wurde für
30 Minuten bei 62 UPM umgewälzt.
Das erhaltene Pulver wurde aus einem Cyclohaler bei einer Flussrate
von 60 Litern pro Minute in einen Zweistufen-Impinger geschossen,
was einen Feinpartikelanteil (< ungef.
5 μm) von
~65% ergab.
-
Beispiel 18
-
10
g mikrofeine Laktose (Borculo) wurden mit 1 g Lezithin und 10 cm3 Cyclohexan kombiniert. 50 g 5-mm-Kugeln
wurden zugegeben und die Mischung wurde für 90 Minuten gemahlen. Das
Pulver wurde durch Belassen der Paste über Nacht in einem Abzug, um
das Cyclohexan zu verdampfen, und anschließendes Kugelmahlen für 1 Minute
gewonnen.
-
0,5
g Salbutamolsulfat wurden zu 0,25 g der so erhaltenen Lezithin enthaltenden
Kompositexzipienspartikel, 0,25 g der wie in Beispiel 17 beschrieben
hergestellten Leucin enthaltenden Kompositexzipienspartikel und
4 g siebfraktionierter Prismalac-Laktose (Fraktion 355-600 μm) zugegeben.
Die Mischung wurde für 30
Minuten bei 62 UPM umgewälzt.
Das erhaltene Pulver wurde aus einem Cyclohaler bei einer Flussrate
von 60 Litern pro Minute in einen Zweistufen-Impinger geschossen,
was einen Feinpartikelanteil (< ungef.
5 μm) von
68% ergab.
-
Beispiel 19
-
95
g Sorbolac 400 (Meggle) wurden mit 5 g Magnesiumstearat und 50 ml
Dichlormethan kombiniert und in einer Retsch-S100-Zentrifugenmühle mit
620 g 5-mm-Edelstahl-Kugeln in einem Edelstahlgefäß für 90 Minuten
bei 500 UPM gemahlen. Das Pulver wurde nach Verdampfen des Dichlormethans
durch kurzes Mahlen (1 Minute) und anschließendes Sieben gewonnen. 10
g der so erhaltenen Kompositexzipiens-/Additivpartikel wurden zu
89,5 g siebfraktionierter Prismalac-Laktose (355-600μm-Fraktion) zugegeben.
Die Mischung wurde für
30 Minuten bei 60 UPM umgewälzt,
dann wurden 0,5 g Budesonid zugegeben und das Taumeln wurde für weitere
30 Minuten bei 60 UPM fortgesetzt. Das Pulver wurde aus einem Cyclohaler
bei 60 l/Minute in einen Zweistufen-Impinger geschossen und ergab
einen Feinpartikelanteil (< 5
ungef. μm)
von etwa 80%.
-
Beispiel 20
-
- (a) Ein Vorgemisch wurde hergestellt, indem
ein Additivmaterial und mikrofeine Laktose (< 20 μm)
zusammen in einer Kugelmühle
gemahlen wurden. Anschließend
wurden 1 g des Vorgemisches, 1 g Salbutamolsulfat und 8 g grobe
Laktose (Prismalac 355-600) in einem Glasgefäß in einem Turbula-Mischer
bei 42 UPM zusammengemischt, um die endgültige Formulierung zu erzeugen.
Kapseln der Größe 2 wurden
mit 20 mg der Formulierung gefüllt.
Für jeden
Test wurden 3 Kapseln aus einem Cyclohaler in einen "Schnell-TSI" geschossen, was
eine insgesamt zugeführte
Dosis von 6 mg Salbutamolsulfat pro Test ergab. Das Additivmaterial
wurde aus Lithiumstearat, Kalziumstearat, Magnesiumstearat, Natriumstearat,
Natriumstearylfumarat, Leucin, Lezithin und Stearylamin ausgewählt.
- (b) Das obige Verfahren (a) wurde unter Verwendung von Leucin
wiederholt, mit der Ausnahme, dass das Vorgemisch mit der groben
Laktose in einem per Hand geschüttelten
Glasgefäß gemischt
wurde.
-
Bei
dem "Schnell-TSI" handelt es sich
um eine modifizierte Methodik, die auf dem konventionellen TSI beruht.
Bei dem Schnell-TSI ist die zweite Stufe des Impingers durch ein
Glasfaserfilter (Gelman A/E, 76 mm) ersetzt. Dies ermöglicht es,
die Feinpartikelfraktion der Formulierung (d.h. Partikel mit einem
MMAD < ungef. 5 μm) für die Analyse
auf einem Filter zu sammeln. Die Analyse wurde durch Ultraschallbehandlung
der Filter in einer 0,06 M NaOH-Lösung durchgeführt und
bei 295 nm in einem UV-Spektralphotometer (Spectronic 601) analysiert.
Der Feinpartikelanteil entspricht im Wesentlichen dem respirierbaren
Anteil der Formulierung.
-
Weitere
Details der Formulierungen und des Feinpartikelanteils, die unter
Verwendung der oben beschriebenen "Schnell-TSI"-Methode
abgeschätzt
wurden, sind unten in Tabelle 16 wiedergegeben, wobei SaSO4 sich auf Salbutamolsulfat bezieht.
-
Eine
Trennung ist bei den obigen Formulierungen, selbst bei jenen, die
10 und 20% Magnesiumstearat (d.h. bis zu 2% in der endgültigen Zusammensetzung)
umfassten, nicht beobachtet worden.
-
Die
obigen Verfahren sind auf eine Vielzahl von wirksamen Materialien
angewendet worden. Wenn das wirksame Material ein Protein ist, kann
dem Mahlen eine Lyophilisation (Gefriertrocknung) des Proteins vorangehen,
entweder pur oder in Kombination mit einem Additivmaterial und/oder
einem polymeren Stabilisator. Die Gefriertrocknung kann das Protein
spröder
und leichter mahlbar machen. Das Mahlen kann unter kryogenen (kalten)
Bedingungen durchgeführt
werden, um die Sprödigkeit
des Materials zu erhöhen. Tabelle 16
Additivmaterial ("AM") | %
AM im Vorgemisch | %
AM in Formulierung | Masse
(mg) SaSO4 | Geschätzte % FPA | VorgemischMahlverfahren |
Lithiumst. | 2 | 0,2 | 2,549
2,763 | 42
46 | 30
min |
Kalziumst. | 2 | 0,2 | 2,721
2,633 | 45
44 | 1
h |
Magnesiumst. | 2 | 0,2 | 2,108
2,336 | 35
39 | 1
h |
Natriumst. | 2 | 0,2 | 3,218
3,153 | 54
53 | 30
min |
Natriumstearylfumarat | 2 | 0,2 | 2,261
2,113 | 38
35 |
30
min |
Leucin | 2 | 0,2 | 2,429
2,066 | 40
34 | 2
h |
Leucin
[12(b)] | 2 | 0,2 | 2,136
2,600 | 36
43 | 2
h |
Leucin | 5 | 0,5 | 2,782
3,000 | 46
50 | 30
min |
Leucin | 5 | 0,5 | 2,772
2,921 | 46
49 | 5 h |
Magnesiumst. | 5 | 0,5 | 2,438
2,721 | 41
45 | 30
min |
Lezithin | 2 | 0,5 | 3,014
2,884 | 50
48 | 30
min |
Stearylamin | 2 | 0,5 | 2,847
3,037 | 47
51 | 30
min |
-
Beispiel 21
-
10
g der gemäß Beispiel
19 erhaltenen Kompositexzipienspartikel enthaltend 5% Magnesiumstearat wurden
mit 89,5 g grober Laktose (Prismalac; 355-600-μm-Fraktion) in einem Turbula-Mischer für 30 Minuten gemischt.
0,5 g mikronisiertes Dihydroergotaminmesylat wurden zugegeben und
das Mischen in dem Turbula-Mischer wurde für weitere 30 Minuten fortgesetzt.
Das Pulver wurde aus einem Cyclohaler in einen Mehrstufen-Flüssigimpinger
(Gerät
C, europäisches
Arzneibuch, Verfahren 5.2.9.18, Supplement 2000) geschossen und
ergab einen Feinpartikelanteil (< ungef.
5 μ) von
etwa 60%.
-
Beispiel 22
-
Kompositexzipienspartikel
wurden durch Mahlen von 95 g feiner Laktose (Sorbolac 400 – Meggle)
mit 5 g Magnesiumstearat und 50 ml Dichiormethan in einer Retsch-5100-Zentrifugenmühle mit
620 g 5-mm-Edelstahl-Kugeln in einem Edelstahlgefäß für 90 Minuten
bei 500 UPM hergestellt. Das Pulver wurde nach Verdampfung des Dichlormethans
durch kurzes Mahlen (1 Minute) und anschließendes Sieben gewonnen. 10
g der auf diese Weise erhaltenen Kompositexzipiens-/Additivpartikel
wurden zu 89,5 g siebfraktionierte Prismalac-Laktose (355-600μm-Fraktion)
zugegeben. Die Mischung wurde in einem Turbula-Mischer für 30 Minuten bei
60 UPM umgewälzt,
dann wurden 0,5 g Fentanylcitrat zugegeben und das Taumeln wurde
für weitere
30 Minuten bei 60 UPM fortgesetzt. Das so erhaltene Pulver wurde
aus einem Cyclohaler bei 60 l/min in einen Zweistufen-Impinger geschossen
und ergab einen Feinpartikelanteil (< ungef. 5 μm) von etwa 50%.
-
Beispiel 23
-
Verschiedene
Formulierungen, jeweils 89,5 g Prismalac, 10 g Kompositexzipienspartikel
und 0,5 g Budesonid gemäß dem Verfahren
von Beispiel 19 kombinierend. Deren Fließfähigkeiten wurden dann unter
Verwendung eines FLODEX(Marke)-Testgerätes, hergestellt durch Hanson
Research, gemessen. Das FLODEX bietet eine Anzeige über eine
Skala von 4 bis 40 mm für
die Fließfähigkeit
von Pulvern. Die Analyse wurde durchgeführt, indem über einen Trichter 50 g Formulierung
in die Haltekammer des FLODEX gegeben wurden, die Formulierung für 1 Minute
stehen gelassen wurde und dann die Falltür des FLODEX ausgelöst wurde,
um eine Öffnung
an der Basis der Haltekammer zu öffnen. Öffnungsdurchmesser
von 4 bis 34 mm wurden verwendet, um den Fließfähigkeitsindex zu messen. Die
Fließfähigkeit
einer gegebenen Formulierung wird als der kleinste Öffnungsdurchmesser
bestimmt, durch den der Fluss der Formulierung glatt erfolgt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 17 dargestellt.
-
Vergleichsdaten
sind für
eine Formulierung angegeben, die durch Mischen von 45 g Pharmatose 325M
Laktose (eine Laktose, die in bestimmten konventionellen Formulierungen
verwendet wird) und 5 g mikrofeiner Laktose für 30 Minuten in einem Turbula-Mischer
hergestellt wurde. Tabelle 17
Trägerpartikel | Kompositpartikel | Fließfähigkeit |
Prismalac
355-600 | Leucin:Sorbolac400
1:9 | < 4 mm |
Prismalac
355-600 | Leucin:Sorbolac400
1:9 | < 4 mm |
Prismalac
355-600 | Magnesiumstearat:Sorbolac400 1:19 | < 4 mm |
Prismalac
355-600 | Magnesiumstearat:mikrofeine Laktose
1:19 | < 4 mm |
Pharmatose
325 M | Mikrofeine
Laktose | > 34 mm |
-
Die
Ergebnisse in Tabelle 17 veranschaulichen die ausgezeichnete Fließfähigkeit
der Formulierung unter Verwendung fissurierter Laktose.
-
Vergleichsbeispiel 1
-
99,5
g von siebfraktioniertem Prismalac (355-600μm-Fraktion) wurden mit 0,5 g
Budesonid für
30 Minuten bei 60 UPM umgewälzt.
Das Pulver, aus einem Cyclohaler bei 90 Litern pro Minute in einen
Mehrstufen-Flüssigimpinger
geschossen, ergab einen Feinpartikelanteil (<5 μm)
von 38%.