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Fachgebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung liegt im
Fachgebiet der Freigabe von Arzneimitteln, insbesondere zur Verwendung
in der Ophthalmologie, mittels einer Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ. Die vorliegende
Erfindung stellt ein Vehikel bereit, welches das Eindringen der
in der Zusammensetzung enthaltenen Wirksubstanz in die Cornea steigert.
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Stand der Technik
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Zur Behandlung von Störungen und
Krankheiten der Augen werden am häufigsten Vehikel eingesetzt, die
wässrige
Lösungen
sind. Jedoch werden wässrige
Lösungen,
die am Auge angewendet werden, aufgrund des Tränenflusses und der mechanischen
Wirkung des Lidschlags rasch verdünnt und entfernt, so dass viel davon
durch den Trägennasengang
eliminiert wird. Auf diese Weise wird der größte Teil des verabreichten
Arzneimittels entfernt, bevor es in die Cornea und Sklera eindringen
kann, wodurch eine geringe Bioverfügbarkeit dieses Arzneimittels
im Auge zustande kommt.
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Andererseits haben viele der Arzneimittel,
die an den Augen angewendet werden können, lipophile Eigenschaften
und sind deshalb nicht sehr gut in Wasser löslich, weshalb sie in Form
einer Suspension oder Salbe verabreicht werden müssen, wodurch in einigen Fällen nach
der Anwendung Probleme durch Reizung oder Beschwerden hervorgerufen
werden können.
Ferner ist im Fall von Suspensionen die Bioverfügbarkeit aufgrund der Tatsache
verringert, dass das Arzneimittel, bevor es von der Augenoberfläche wieder
entfernt wird, gelöst
werden muss, um absorbiert werden zu können.
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Andere Typen von Vehikeln wurden
entwickelt, um die Verweilzeit des Arzneimittels auf der Augenoberfläche zu verlängern. Hierzu
zählen
die Mittel, die die Bioverfügbarkeit
steigern sollen, indem sie die Viskosität erhöhen, wie Hydrogele oder Augensalben.
Im Fall von Hydrogelen konnte die Bioverfügbarkeit des Arzneimittels
nicht deutlich gesteigert werden. Die Augensalben ihrerseits haben
den großen
Nachteil, dass ihre Anwendung unangenehm ist und nach ihrer Verabreichung
die Sicht verschwommen ist, weshalb sie besser in der Nacht appliziert
werden sollten.
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Genauso wurde eine große Zahl
von neuen Vehikeln entwickelt, wie Liposomen, Nanopartikel usw., von
denen jedoch die meisten Probleme mit der Stabilität und der
Verträglichkeit
aufweisen, ferner gibt es Schwierigkeiten bei der industriellen
Herstellung, außerdem
zeigen sie nur einen relativen Erfolg, was die Zunahme der Bioverfügbarkeit
betrifft.
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Verschiedene Typen von Emulsionen
wurden als Vehikel für
die Freisetzung von Arzneimitteln im Bereich des Auges vorgeschlagen.
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Hierzu zählt die Patentanmeldung
EP 0 521 799 A1 ,
die eine Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ für die Freisetzung
von hydrophoben, amphiphilen und lipophilen Arzneimitteln beschreibt.
Ihre Zusammensetzung umfasst ein Öl, Phospholipide und einen
amphotherischen oberflächenaktiven
Stoff. Zwar spielen die Phospholipide für die Stabilität von Emulsionen
dieser Erfindung eine essentielle Rolle, jedoch wurden von verschiedenen
Autoren mögliche
kataraktogene Effekte aufgrund des Phosphatidylcholins und hauptsächlich aufgrund eines
Derivats davon, von Lysophosphatidyl, beschrieben ((1) „Effects
of lysophosphatidyl choline and phospholipase A on the lens"; Cotlier, E., Baskin,
M., und Kresca, L.; Investigative Ophthalmology 14 (9): 697–701 (1975);
(2) „Phospholipid
effects on the rat lens transport systems"; Kador, P. F., und Kinoshita, J. H.;
Exp. Eye Res. 26: 657–665
(1978)).
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Andererseits schreiben die Gesundheitsbehörden in
den meisten Ländern
die Verwendung von Konservierungsmitteln in Augenpräparaten
vor. EP-A-0 521 799 beschreibt die Verwendung der Kombination von Thimerosal-Chlorbutanol
in einer Konzentration von jeweils 0,01 bis 0,2% (Gew./Vol.), da
diese Substanzen getrennt nicht wirksam sind, und von Benzalkoniumchlorid
in 0,02% (Gew./Vol.), wenn es einzeln eingesetzt wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Augenpräparat
in Form einer Nanoemulsion bereit, die langfristig stabil ist, ohne
dass Phospholipide zu dieser Zusammensetzung zugegeben werden müssen. Andererseits entsprechen
die Präparate
der vorliegenden Erfindung den Anforderungen des Europäischen,
Britischen und US Arzneibuchs, indem maximal 0,01% (Gew./Vol.) Benzalkoniumchlorid
eingesetzt wird.
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Das US-Patent 5 171 566 beschreibt
auch eine Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ, die ein Sojaöl und Sojalecithin
als Emulgator umfasst. Dieser Typ von Emulsion enthält aufgrund
der Zugabe von Lecithinen auch Phosphatidylcholin, weshalb diese
Emulsionen möglicherweise
die gleichen Toxizitätsprobleme
wie vorstehend erwähnt
aufweisen. Ferner enthalten sie andere Stabilisatoren, wie Cholesterin
oder Phosphatidinsäure. Diese
Emulsion wird gefriergetrocknet, oder sie muss bei 4°C gehalten
werden. Diese Zusammensetzung weist die gleichen Nachteile wie das
vorstehend zitierte Patent auf und enthält nur Flurbiprofen und die
Ester davon. Anders als die vorliegende Erfindung beansprucht und
beschreibt es keine Wirkung zum Verbessern der Biover fügbarkeit,
vielmehr ist es auf die Feststellung beschränkt, dass das Arzneimittel
bei Kaninchen im Augenkammerwasser vorliegt. Andererseits haben
wir festgestellt, dass die Bioverfügbarkeit des Arzneimittels im
Bereich des Auges mit der Nanoemulsion der vorliegenden Erfindung
um etwa das Vierfache gesteigert werden kann.
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Die Patentanmeldung
EP 0 480 690 A1 , die zwar
ein Augenpräparat
vom Emulsionstyp beschreibt, betrifft jedoch ein Produkt, das sich
von der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wesentlich unterscheidet.
Diese Anmeldung beansprucht die Herstellung einer Mikroemulsion
von Tepoxalin, die als eine lichtdurchlässige bis transparente Formulierung
vorliegt, dies ist eine Eigenschaft von Mikroemulsionen mit einer
Tröpfchengröße von 0,005
bis 0,5 μm.
Zum Herstellen dieses Präparats
ist eine Beschallung erforderlich. Diese Tatsache schränkt die
industrielle Herstellung stark ein. Der verwendete nichtionische
oberflächenaktive
Stoff ist ein Polysorbat, und die Konzentration des Konservierungsmittels
(der Konservierungsmittel) liegt zwischen 0,02 und 0,7 (Gew./Vol.).
Die vorliegende Erfindung betrifft eine andere Zusammensetzung,
da sie anstelle einer Mikroemulsion eine Nanoemulsion darstellt,
die weder transparent noch lichtdurchlässig ist (Durchlässigkeit
bei 520 nm von weniger als 70%). Außerdem ist die Menge des Konservierungsmittels,
die eingesetzt wird, viel kleiner als die in EP-A-0 480 690 verwendete
Menge. Dies ist wichtig, da Konservierungsmittel bei höheren Konzentrationen
toxisch sind.
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US-A-2 832 721 beschreibt injizierbare
Vitaminemulsionen, in denen Partikel dispergiert sind, die einen
mittleren Durchmesser von etwa 0,1 bis 0,5 μm aufweisen, wobei die Emulsionen
ein öliges
Vitamin als die dispergierte Phase in Wasser enthalten, in der Lecithin
als Emulgator oder Stabilisator vorhanden ist. Das Vorliegen von
Lecithin in den Emulsionen ist ein ungünstiger Umstand, da bei Lecithinen
der Verdacht besteht, dass sie kataraktogen sind.
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Ein Artikel von Siebenbrodt, I.,
et al., im European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 39
(1993), Februar, Nr. 1, beschreibt eine Studie über Polaxamer-Systeme als mögliche Augenpräparate,
insbesondere bezogen auf Mikroemulsionen. Die in diesem Artikel
beschriebenen Mikroemulsionen sind vom „miscellar" Typ, der ungünstig ist, da der Wirkstoff
nicht ausreichend gegen Zersetzung durch die Stoffe geschützt ist,
die im wässrigen
Medium enthalten sind.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Präparat
vom Typ einer Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ bereit, das
die Bioverfügbarkeit
des in dem Vehikel vorliegenden Arzneimittels im Auge erhöht. Die
Emulsion ist während
der Lagerung stabil, ohne dass zu dieser Zusammensetzung möglicherweise
reizende Produkte oder Stoffe zugefügt werden müssen, die kataraktogene Prozesse
auslösen
können,
wie das bei den Lecithinen der Fall ist. Genauso macht es die Formulierung
der vorliegenden Erfindung möglich,
dass minimale Konzentrationen des Konservierungsmittels (Benzalkoniumchlorid)
ein gesetzt werden, die in anderen Arten von Formulierungen, wie
den vorstehend erwähnten,
nicht den Anforderungen des Arzneibuchs für Augenpräparate entsprechen. Andererseits
können
die Emulsionen der vorliegenden Erfindung mit einer normalen Vorrichtung zum
Emulgieren, mit einem Rührwerk
oder einer anderen Vorrichtung mit einem Überdruck-Homogenisator hergestellt
werden.
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Die Gesundheitsbehörden in
den meisten Ländern
schreiben zwar vor, dass zu Augenpräparaten vom Mehrdosis-Typ ein
Konservierungsmittel zugefügt
werden muss, jedoch weisen praktisch alle verwendeten Konservierungsmittel
im Bereich des Auges deutliche toxische Effekte auf. Deshalb stellt
die Tatsache, dass ein ophthalmisches Vehikel zur Verfügung steht,
das die Verwendung von niedrigen Konzentrationen eines Konservierungsmittels
erlaubt, einen sehr wichtigen Vorteil bezüglich der Sicherheit von Augenpräparaten
dar. Somit stellt die vorliegende Erfindung ein ophthalmisches Vehikel
bereit, das die Verwendung von niedrigen Konzentrationen eines Konservierungsmittels
erlaubt (zwischen 0,005% (Gew./Vol.) und 0,01% (Gew./Vol.) Benzalkoniumchlorid),
und unterscheidet sich damit von den Zusammensetzungen, die in der
Patentanmeldung
EP
0 521 799 A1 beschrieben sind, worin die Verwendung der
Kombination von 0,01% bis 0,2% (Gew./Vol.) Chlorbutanol und 0,01%
bis 0,2% (Gew./Vol.) Thimerosal beansprucht wird, und zwar aufgrund
der fehlenden Wirksamkeit von Benzalkoniumchlorid bei 0,02% (Gew./Vol.)
wegen möglicher
Wechselwirkungen mit den verwendeten oberflächenaktiven Stoffen oder auch
wegen seiner Absorption in dem eingesetzten Öl.
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Beschreibung der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
sind die öllöslichen
oder teilweise öllöslichen
Arzneimittel in einer Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ enthalten,
die ins Auge verabreicht werden soll, wodurch die Bioverfügbarkeit der
Arzneimittel im Vergleich zu anderen Zusammensetzungen erhöht wird.
Dieses Vehikel umfasst ein Öl
und einen nichtionischen oberflächenaktiven
Stoff sowie eine ausreichende Menge eines Konservierungsmittels, so
dass die Anforderungen des Arzneibuchs erfüllt werden.
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Das Öl, das einen Teil der Emulsion
darstellt, kann ein pflanzliches Öl, ein tierisches Öl, ein Mineralöl, Fettsäuren, ein
mittelkettiges Triglycerid, Fettalkohole oder eine beliebige Kombination
dieser Öle
und öligen Substanzen
sein, die im Bereich des Auges gut vertragen werden.
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Die bevorzugten Öle sind mittelkettige Triglyceride,
und zwar aufgrund ihrer hohen Löslichkeit
in Wasser, aufgrund ihre Dichte, da sie für eine Oxidation weniger empfänglich sind,
und aufgrund ihrer guten Verträglichkeit
im Bereich des Auges. Unter diesen lassen sich die fraktionierten
C8-C10-Fettsäuretriglyceride
des Kokosöls
und das mittelkettige gesättigte
C8-C10-Fettsäurepropylenglykol
hervorheben. Außerdem
sollte auf Polyethylenglykolester und Glyceride hingewiesen werden.
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Als pflanzliche Öle können Olivenöl, Sonnenblumenöl und Sesamöl mit einem
Säurewert
von weniger als 0,5 erwähnt
werden.
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Das Öl liegt in den Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung vorzugsweise mit 0,1 bis 10% (Gew./Vol.)
vor.
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Beispiele von nichtionischen oberflächenaktiven
Stoffen sind Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Copolymere,
vorzugsweise Polyoxamer 188 und Poloxamer 407. Diese oberflächenaktiven
Stoffe werden gut vertragen, wenn sie ins Auge verabreicht werden,
auch bei Konzentrationen von 10% (Gew./Vol.), wobei sie im Bereich
des Auges weder Reizung noch Läsionen
hervorrufen. Durch die Verwendung dieser oberflächenaktiven Stoffe in der geeigneten
Konzentration können
die Nanoemulsionen stabil gehalten werden, ohne dass noch andere
zusätzliche
oberflächenaktive
Stoffe eingesetzt werden müssen.
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Die Konzentration des bevorzugten
nichtionischen oberflächenaktiven
Stoffs für
die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung liegt zwischen
0,1 und 10 (Gew./Vol.).
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Die Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung kann verschiedene Arzneimittel enthalten, die in der Ophthalmologie
eingesetzt werden.
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Beispiele von Antiglaukom-Wirkstoffen
können
Carteolol-Base, Betaxolol, Atenolol, Thymolol-Base und Carboanhydrase-Inhibitoren,
wie Methazolamid, sein.
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Ein Beispiel eines Antibiotikums
kann Chloramphenicol sein; Beispiele entzündungshemmender Arzneimittel
können
Indomethacin, Pyroxycam, Diclofenac-Säure, Ibuprofen, Dexamethason
und Chlobetason sein.
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Andere Typen von Arzneimitteln sind
Cyclosporin A, Acyclovir und saures Chromoglykat.
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Gemäß der Natur des Öls kann
die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ein Antioxidans enthalten,
um dessen Oxidation zu verhindern.
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Die Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung kann ein Isotonisierungsmittel, wie Mannit, Glycerin,
Sorbit oder Glucose; ein Mittel zur Veränderung der Viskosität, wie z.
B. Hydroxypropylmethylcellulose, Polyacrylsäurederivate oder Natriumcarboxymethylcellulose;
Stabilisatoren, wie Natriumedatat und Citronensäure; Puffer, wie Natriumphosphat
und Kaliumphosphat, Natriumcitrat, Natriumcarbonat und Natriumbicarbonat, enthalten.
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Durch Verwendung von Polyacrylsäure-Polymeren
in verschiedenen Konzentrationen zwischen 0,1 und 0,5% (Gew./Vol.)
lassen sich die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung stabilisieren,
so dass die Koaleszenz der Öltröpfchen oder
sogar das Aufnahmen der Phasentrennung vermieden wird. Diese Zusammensetzungen
liegen als ein weißes
Gel mit einer bestimmten Konsistenz vor.
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Gemäß den vorstehenden Ausführungen
stellt die vorliegende Erfindung eine aus Öltröpfchen bestehende Nanoemulsion
vom Öl-in-Wasser-Typ
bereit, die als ein ophthalmisches Vehikel eingesetzt werden kann,
umfassend:
- (a) ein Öl in einem Anteil von 0,1%
bis 10% (Gew./Vol.);
- (b) einen nichtionischen, mit Wasser mischbaren, oberflächenaktiven
Stoff in einem Anteil von 0,1% bis 10% (Gew./Vol.), der von einer
wässrigen
Phase ausgeht, aus der die Nanoemulsion zusammen mit einer Ölphase gebildet
wird;
- (c) Benzalkoniumchlorid als Konservierungsmittel in einem Anteil
von nicht mehr als 0,01% (Gew./Vol.);
- (d) ein Arzneimittel, eine Arzneimittelvorstufe oder eine biologisch
aktive Substanz in einem Anteil von 0,01% bis 5% (Gew./Vol.);
- (e) gegebenenfalls eine oder mehrere der folgenden Komponenten:
ein Isotonisierungsmittel, ein Mittel zur Veränderung der Viskosität, einen
Stabilisator, einen Puffer und/oder ein Antioxidans in variablen
Anteilen.
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Die Emulsion der vorliegenden Erfindung
zeigt eine bei 520 nm gemessene Durchlässigkeit von weniger als 70%,
einen pH-Wert zwischen 5 und 8 und eine Osmolarität zwischen
250 und 400 mOsm/kg. Die Emulsionen sehen leicht milchig aus.
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Die Zusammensetzungen der vorliegenden
Erfindung können
durch Filtration sterilisiert werden, wenn es die Tröpfchengröße erlaubt,
oder sie können
steril gemacht werden, indem die wässrige Phase und die ölige Phase
sterilisiert werden und anschließend diese Phasen unter keimfreien
Bedingungen gemischt und emulgiert werden.
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Im Gegensatz zu dem, was zu erwarten
war, dringt das in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung
enthaltene Arzneimittel in einem experimentellen in vitro-Modell
durch die Cornea bis zu sechsmal stärker ein als das gleiche Arzneimittel,
das in einer wässrigen
Lösung
vorliegt. Außerdem
zeigt das Ergebnis, wenn die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung
ins Auge eines Kaninchens eingeträufelt wird, dass die in vivo-Spiegel
des Arzneimittels im Kammerwasser viermal höher sind als diejenigen, die
durch wässrige Lösungen des
gleichen Arzneimittels erhalten werden.
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Dieser Anstieg der Bioverfügbarkeit
stellt einen großen
Vorteil dar, da hierdurch in einigen Fällen die Zahl der täglichen
Instillationen oder Dosierungen dieser Arzneimittel verringert werden
kann, die zum Behandeln von chronischen Augenleiden verabreicht
werden müssen.
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Die Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung kann durch verschiedene Verfahren hergestellt werden.
In einem Verfahren werden die wässrige
Phase und die ölige
Phase getrennt hergestellt. Die wässrige Phase enthält den nichtionischen
oberflächenaktiven
Stoff in dem geeigneten Anteil, ein Isotonisierungsmittel, ein Konservie rungsmittel
und außerdem
ein pH-Puffersystem. Die ölige
Phase enthält
den Wirkstoff, vollständig
oder teilweise in dem Öl
gelöst,
außerdem
kann sie Antioxidantien enthalten.
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Zum Herstellen der Emulsion wird
die ölige
Phase unter mäßigem Bewegen
zu der wässrigen
Phase zugefügt,
und anschließend
wird die Partikelgröße durch
einen Homogenisator vom Ultraturrax-Typ (Janke und Kunkel, Staufen,
Bundesrepublik Deutschland) verkleinert, bis eine durchschnittliche
Partikelgröße von weniger
als 0,5 μm
erreicht ist. Tröpfchen
dieser Größe können auch
erhalten werden, indem Hochdruck-Homogenisatoren oder beliebige
andere Apparaturen eingesetzt werden, mit denen die Partikelgröße entsprechend
reduziert werden kann.
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Mit einem weiteren besonderen Herstellungsverfahren
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ
mit einer durchschnittlichen Tröpfchengröße von 200
nm bei einer Temperatur von nicht mehr als 35°C zu erhalten, wodurch es sich
von herkömmlichen
Verfahren unterscheidet, bei denen das Produkt Temperaturen zwischen
45°C und
85°C ausgesetzt
wird, durch welche thermosensitive Wirkstoffe beeinträchtigt oder
Oxidations- und Zersetzungsreaktionen der Bestandteile der Zusammensetzung
beschleunigt werden können.
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Dieses Herstellungsverfahren besteht
aus dem Herstellen einer wässrigen
Phase in gleicher Weise wie vorstehend beschrieben und einer organischen
Phase, die den Wirkstoff, der vollständig oder teilweise in dem Öl löslich ist,
und das Öl
umfasst, die beide in einem spezifischen Volumen eines leicht mit
Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels
mit einer Dielektrizitätskonstante
höher als
15 gelöst
sind, wie Aceton, Ethanol oder Tetrahydrofuran. Die organische Phase
wird unter mäßigem Bewegen
zu der wässrigen
Phase zugegeben, und das organische Lösungsmittel und ein Teil des
Wassers werden unter vermindertem Druck durch ein geeignetes Verdampfungssystem
bei einer Temperatur von nicht mehr als 35°C entfernt, wodurch eine sehr
feine und homogene Emulsion erhalten wird.
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Kurze Beschreibung der
Figuren
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1 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchung der Stabilität der Emulsion
A bezogen auf die Zeit zeigt, wobei die Ergebnisse der durchschnittlichen
Größe der Tröpfchen in
nm dargestellt sind.
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2 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchung der Stabilität der Emulsion
B bezogen auf die Zeit zeigt, wobei die Ergebnisse der durchschnittlichen
Größe der Tröpfchen in
nm dargestellt sind.
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3 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchung der Polydispersität der Emulsion
A bezogen auf die Zeit zeigt.
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4 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchung der Polydispersität der Emulsion
B bezogen auf die Zeit zeigt.
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5 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchung des pH-Werts der
Emulsion A bezogen auf die Zeit zeigt.
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6 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchung des pH-Werts der
Emulsion B bezogen auf die Zeit zeigt.
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7 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchung der Stabilität der Emulsion
C bezogen auf die Zeit zeigt, wobei die Ergebnisse der durchschnittlichen
Größe der Tröpfchen in
nm dargestellt sind.
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8 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchung der Polydispersität der Emulsion
C bezogen auf die Zeit zeigt.
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9 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchung des pH-Werts der
Emulsion C bezogen auf die Zeit zeigt.
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10 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchung der Entwicklung
des enthaltenen Wirkstoffs der Emulsion C bezogen auf die Zeit als
Prozentsatz des anfänglichen
theoretischen Gehalts zeigt.
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11 ist
ein Schaubild der Vorrichtung zu Messen des transcornealen Eindingens
(Modell LC-100), die bei den nachstehend angegebenen in vitro-Tests
verwendet wurde. Die entsprechenden Zahlen haben die folgende Bedeutung:
- 1: Transcorneale Penetrations-Kammer
- 2: Thermostatgesteuertes Bad (37°C)
- 3: Carbogen-Tank (95% O2 und 5% CO2)
- 4: Omniscribe D-5000-Recorder
- 5: Pt-Calomel-Elektroden
- 6: Agarose: KCl-Brücken
- 7: Verstärker
- 8: Peristaltische Pumpe
- 9: Magnetisches Rührwerk
- 10: Künstliche
Tränenflüssigkeit/Testprodukt
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12 ist
eine graphische Darstellung, die die Untersuchungen des transcornealen
Eindringens mit Indomethacin in der Nanoemulsion D zeigt, wobei
dessen Konzentration bezogen auf die Zeit dargestellt ist.
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13 ist
eine graphische Darstellung, die die pharmakokinetischen in vivo-Untersuchungen mit
der Nanoemulsion D zeigt, wobei die Konzentrationen von Indomethacin
im pigmentierten Augenkammerwasser des Kaninchens bezogen auf die
Zeit dargestellt sind.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird durch
die folgenden Beispiele weiter erläutert.
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In der Beschreibung der Beispiele
werden die Handelsnamen von Produkten verwendet. Als Produkte müssen außerdem alle
beliebigen, von anderen Firmen ver markteten Produkte mit den gleichen
Eigenschaften berücksichtigt
werden. Die Produkte sind wie folgt:
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Miglyol 812® (Dynamit
Nobel, Schweden): Hierbei handelt es sich um fraktionierte C8-C10-Fettsäuretriglyceride
des Kokosöls.
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Edenor SbO5
® (Henkel,
Düsseldorf):
Hierbei handelt es sich um ein Gemisch aus gesättigten und ungesättigten
Fettsäuren,
wobei der Hauptbestandteil Ölsäure ist
(67%).
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Lutrol F68® (BASF,
Bundesrepublik Deutschland): Hierbei handelt es sich um ein Poloxamer
188, das ein Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Copolymer darstellt.
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In allen Formulierungen, die nachstehend
beschrieben sind, werden die zwei Phasen entweder getrennt sterilisiert
und sodann die Emulsion keimfrei hergestellt, oder das Endprodukt
wird mittels Filtration durch ein 0,22-μm-Filter sterilisiert.
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Beispiel 1
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Nanoemulsion von Miglyol
812® (Emulsion
A)
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10 g des nichtionischen oberflächenaktiven
Stoffs (Lutrol F68®)
werden zu 500 ml entionisiertem Wasser zugegeben. Zu dieser Lösung werden
15 ml Öl
(Miglyol 812
®)
zugefügt.
Danach wird das Präparat
durch einen Ultraturrax-Homogenisator (Janke und Kunkel, Staufen,
Bundesrepublik Deutschland) 20 Minuten bei 10 000 UpM laufen gelassen,
wodurch es emulgiert wird, so dass eine Nanoemulsion mit einer Größe von weniger
als 0,5 μm
erhalten wird. Zu dieser Emulsion werden 0,25 g Dinatriumedetat
(Stabilisator), 27.4 g Sorbit-Pulver (Isotonisierungsmittel) und
0,05 g Benzalkoniumchlorid (Konservierungsmittel) zugegeben. Die
resultierenden Konzentrationen sind wie folgt:
Lutrol
F68®: | 2,00%
(Gew./Vol.) |
Miglyol
812®: | 3,00%
(Vol./Vol.) |
Dinatriumedetat: | 0,05%
(Gew./Vol.) |
Sorbit-Pulver: | 5,48%
(Gew./Vol.) |
Benzalkoniumchlorid: | 0,01%
(Gew./Vol.) |
Entionisiertes
Wasser auf: | 100
ml |
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Die durchschnittliche Größe der Tröpfchen wurde
in einem Zetasizer 3 (Malvern Instruments, England) gemessen
und betrug 230 nm, und die Polydispersität war 0,220.
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Beispiel 2
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Nanoemulsion von Miglyol
812® (Emulsion
B)
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Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren
wird durchgeführt,
wobei jedoch 20 g Lutrol F68® anstelle von
10 g zugegeben werden. Die resultierenden Konzentrationen sind wie
folgt:
Lutrol
F68®: | 4,00%
(Gew./Vol.) |
Miglyol
812®: | 3,00%
(Vol./Vol.) |
Dinatriumedetat: | 0,05%
(Gew./Vol.) |
Sorbit-Pulver: | 5,48%
(Gew./Vol.) |
Benzalkoniumchlorid: | 0,01%
(Gew./Vol.) |
Entionisiertes
Wasser auf: | 100
ml |
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Die durchschnittliche Größe der Tröpfchen wurde
in einem Zetasizer 3 (Malvern Instruments, England) gemessen
und betrug 237 nm, und die Polydispersität war 0,241.
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Beispiel 3
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Nanoemulsion von Carteolol-Base
0,2% (Emulsion C)
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8 g Lutrol F68
® werden
zu 190 ml entionisiertem Wasser, filtriert durch 0,22 μm, zugegeben,
bis die vollständige
Lösung
des Stoffs erfolgt ist (wässrige
Phase). Getrennt werden 0,44 g Carteolol-Base abgewogen und mit
0,2 g Edenor SbO
5
® (Henkel)
und 2,0 g Miglyol 812
® versetzt. Das Produkt
wird vorsichtig erhitzt, bis die Carteolol-Base in Lösung geht (ölige Phase). Die ölige Phase
wird zu der wässrigen
Phase unter Bewegung mit einem Magnetrührer zugegeben und danach durch
den Ultraturrax-Homogenisator
(Janke und Kunkel, Staufen, Bundesrepublik Deutschland) zehn Minuten
bei 10 000 UpM laufen gelassen, bis eine Nanoemulsion mit einer
Größe von weniger
als 0,5 μm
erreicht ist. Die auf diese Weise gebildete Nanoemulsion hat einen
basischen pH-Wert, der mit einer 0,1 N HCl-Lösung auf einen pH-Wert von
7,4 neutralisiert wird. Zu der vorstehenden Emulsion werden 10,14
g eines apyrogenen Mannits zugegeben, wodurch sie isotonisiert wird, anschließend werden
2 ml einer 1% (Gew./Vol.) Benzalkoniumchlorid-Lösung zugefügt. Schließlich wird das Volumen mit
entionisiertem Wasser auf 200 ml aufgefüllt. Die Endkonzentrationen
sind wie folgt:
Lutrol
F68®: | 4,00%
(Gew./Vol.) |
Miglyol
812®: | 1,00%
(Gew./Vol.) |
Edenor
SbO5
®: | 0,10%
(Gew./Vol.) |
Carteolol-Base: | 0,22%
(Gew./Vol.) |
Apyrogenes
Mannit: | 5,07%
(Gew./Vol.) |
Benzalkoniumchlorid: | 0,01%
(Gew./Vol.) |
Entionisiertes
Wasser auf: | 100
ml |
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Die durchschnittliche Größe der Tröpfchen wurde
in einem Zetasizer 3 (Malvern Instruments, England) gemessen
und betrug 272 nm, und die Polydispersität war 0,273.
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Beispiel 4
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Nanoemulsion von Indomethacin
0,1% (Emulsion D)
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1,66 g Lutrol F68
® werden
in 100 ml entionisiertem Wasser, filtriert durch 0,22 μm, gelöst (wässrige Phase).
0,05 g Indomethacin und 0,5 g Miglyol 812
® werden
in 50 ml Aceton gelöst
(organische Phase). Die organische Phase wird zu der wässrigen Phase
unter Bewegung mit einem Magnetrührer
bei 500 UpM zugegeben. Die resultierende Dispersion wird durch einen
Rotationsverdampfer bei vermindertem Druck und bei einer Temperatur
von nicht mehr als 35°C
eingedampft, bis das gesamte Aceton und ein Teil des Wassers entfernt
sind und ein Endvolumen von 40 ml erreicht ist. 2,53 g eines apyrogenen
Mannits werden zugegeben, wodurch das Produkt isotonisiert wird,
außerdem
werden 0,50 ml einer 1% (Gew./Vol.) Benzalkoniumchlorid-Lösung als
Konservierungsmittel zugefügt.
Der Puffer wird „in
situ" hergestellt,
indem 0,0025 g kristallisiertes Monokaliumphosphat und 0,1128 g
kristallisiertes Dinatriumphosphat 12 H
2O
zugegeben werden, so dass am Ende ein pH-Wert von 7 erreicht wird.
Außerdem
werden zu dem Präparat
0,0275 g Dinatriumedetat als Stabilisator zugefügt und das Volumen mit entionisiertem
Wasser auf 50 ml aufgefüllt.
Die resultierenden Konzentrationen sind wie folgt:
Lutrol
F68®: | 3,320%
(Gew./Vol.) |
Miglyol
812®: | 1,000%
(Gew./Vol.) |
Indomethacin: | 0,100%
(Gew./Vol.) |
Apyrogenes
Mannit: | 5,070%
(Gew./Vol.) |
Kristall.
Monokaliumphosphat: | 0,005%
(Gew./Vol.) |
Kristall.
Dinatriumphosphat 12 H2O: | 0,221%
(Gew./Vol.) |
Dinatriumedetat: | 0,055%
(Gew./Vol.) |
Benzalkoniumchlorid: | 0,010%
(Gew./Vol.) |
Entionisiertes
Wasser auf: | 100
ml |
-
Die durchschnittliche Größe der Tröpfchen wurde
in einem Zetasizer 3 (Malvern Instruments, England) gemessen
und betrug 280 nm, und die Polydispersität war 0,250.
-
Beispiel 5
-
Gel mit einer Nanoemulsion
von Migyol 812® (Emulsion
E)
-
0,10 g Lutrol F68
® werden
zu 15 ml entionisiertem Wasser, filtriert durch 0,22 μm, zugegeben,
bis der Stoff vollständig
gelöst
ist. Sodann werden 0,20 ml Miglyol 812® zu dieser Lösung unter Bewegung mit einem Magnetrührer zugefügt. Danach
wird die resultierende Dispersion durch den Ultraturrax-Homogenisator
(Janke und Kunkel, Staufen, Bundesrepublik Deutschland) 15 Minuten
bei 10 000 UpM laufen gelassen, wodurch sie emulgiert wird, so dass
eine Nanoemulsion mit einer Größe von weniger
als 0,5 μm
erhalten wird. Zu dieser Emulsion werden 1,014 g eines apyrogenen
Mannits und 0,2 ml einer 1% (Gew./Vol.) Benzalkoniumchlorid-Lösung zugefügt. Schließlich werden
zu dem Präparat
noch 5 g eines vorher hergestellten 0,6% Carbol 940-Gels zugegeben.
Danach wird es mit einem Glasstäbchen
so lange gerührt,
bis ein Gel mit der gewünschten
Konsistenz vorliegt. Die resultierenden Konzentrationen sind wie
folgt:
Lutrol
F68®: | 0,50%
(Gew./Vol.) |
Miglyol
812®: | 1,00%
(Gew./Vol.) |
Apyrogenes
Mannit: | 5,07%
(Gew./Vol.) |
Benzalkoniumchlorid: | 0,01%
(Gew./Vol.) |
Carbopol
940: | 0,15%
(Gew./Vol.) |
Entionisiertes
Wasser auf: | 100
ml |
-
Die durchschnittliche Größe der Tröpfchen wurde
in einem Zetasizer 3 (Malvern Instruments, England) gemessen
und betrug 278 nm, und die Polydispersität war 0,259.
-
Beispiel 6
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Nanoemulsion von Miglyol
812® (Emulsion
F)
-
4,00 g Lutrol F68® werden zu 190 ml entionisiertem
Wasser, filtriert durch 0,22 μm,
zugegeben, bis die vollständige
Lösung
erfolgt ist. Sobald der Stoff gelöst ist, wird die resultierende
wässrige
Phase in ein Bad bei 70°C
gestellt. Wenn sie die angegebene Temperatur erreicht hat, werden
6,00 ml Miglyol 812
® zugefügt. Die resultierende Dispersion
wird durch den Ultraturrax-Homogenisator (Janke und Kunkel, Staufen,
Bundesrepublik Deutschland) 15 Minuten bei 10 000 UpM laufen gelassen,
bis eine Emulsion mit einer Größe von weniger
als 0,5 μm
erhalten wird. Danach werden 10,96 g Sorbit-Pulver, 0,10 g Dinatriumedetat
und 1 ml einer 1% (Gew./Vol.) Benzalkoniumchlorid-Lösung zugefügt. Schließlich wird
das Vollumen mit entionisiertem Wasser auf 200 ml aufgefüllt. Die
Endkonzentrationen sind wie folgt:
Lutrol
F68®: | 2,000%
(Gew./Vol.) |
Miglyol
812®: | 3,000%
(Gew./Vol.) |
Sorbit-Pulver: | 5,480%
(Gew./Vol.) |
Dinatriumedetat: | 0,050%
(Gew./Vol.) |
Benzalkoniumchlorid: | 0,005%
(Gew./Vol.) |
Entionisiertes
Wasser auf: | 100
ml |
-
Die durchschnittliche Größe der Tröpfchen wurde
in einem Zetasizer 3 (Malvern Instruments, England) gemessen
und betrug 224,3 nm, und die Polydispersität war 0,175.
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Beispiel 7
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Nanoemulsion von Miglyol
812® (Emulsion
G)
-
0,5 g Lutrol F68® werden
zu 90 ml entionisiertem Wasser, filtriert durch 0,22 μm, zugegeben,
bis die Lösung
des Stoffs erfolgt ist. Sobald der Stoff gelöst ist, wird die resultierende
wässrige
Phase in ein Bad bei 70°C
gestellt. Wenn sie die angegebene Temperatur erreicht hat, werden
1,00 ml Miglyol 812® zugefügt. Die resultierende Dispersion
wird durch den Ultraturrax-Homogenisator (Janke und Kunkel, Staufen,
Bundesrepublik Deutschland) zehn Minuten bei 10 000 UpM laufen gelassen,
bis eine Emulsion mit einer Größe von weniger
als 0,5 μm
vorliegt. Danach werden 5,48 g Sor bit-Pulver und 1 ml einer 1% (Gew./Vol.)
Benzalkoniumchlorid-Lösung
zugefügt.
-
Schließlich wird das Vollumen mit
entionisiertem Wasser auf 10 ml aufgefüllt. Die Endkonzentrationen sind
wie folgt:
Lutrol
F68®: | 0,50%
(Gew./Vol.) |
Miglyol
812®: | 1,00%
(Vol./Vol.) |
Sorbit-Pulver: | 5,48%
(Gew./Vol.) |
Benzalkoniumchlorid: | 0,01%
(Gew./Vol.) |
Entionisiertes
Wasser auf: | 100
ml |
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Untersuchungen
der Stabilität
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Die Stabilität der Emulsion A und der Emulsion
B, die bei verschiedenen Temperaturen gehalten wurden, wurde verfolgt.
Kontrollen wurden in unterschiedlichen Zeitabständen durchgeführt, wobei
die Ergebnisse der durchschnittlichen Größe der Tröpfchen in den 1 und 2 und
die Ergebnisse der Polydispersität
in den 3 und 4 dargestellt sind. Die Ergebnisse
des pH-Werts sind in den 5 und 6 angegeben. Bei keinem der
drei Parameter, die über
eine bestimmte Zeit untersucht wurden, wurde eine signifikante Änderung
festgestellt.
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In der Nanoemulsion C mit der Carteolol-Base
wurde zusätzlich
zu den vorstehenden Parametern außerdem der Gehalt des Wirkstoffs
kontrolliert. Die Ergebnisse der durchschnittlichen Größe sind
in 7 dargestellt; die
Ergebnisse der Polydispersität
sind in 8 angegeben,
und die Ergebnisse des pH-Werts sind in 9 zu sehen. Weiterhin sind die Ergebnisse
des Gehalts des Wirkstoffs in 10 dargestellt.
In den physikalisch-chemischen Parametern lassen sich keine wichtigen Änderungen
feststellen. Wie aus 10 ersichtlich
ist, liegen keine Änderungen
in der Konzentration der Carteolol-Base vor, weder während des
Lagerungszeitraums bei Kühlschranktemperatur,
noch bei Raumtemperatur, bei 35°C
und 5°C–45°C (wechselnde
Folge).
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Untersuchung
der akuten Augenverträglichkeit
bei Kaninchen
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Die akute Augenverträglichkeit
der Emulsion B und der Emulsion D wurde bei New Zealand Albinokaninchen
untersucht, indem alle 20 Minuten sechs Stunden lang 50 μl eingeträufelt wurden,
wobei als Kontrolle eine Kochsalzlösung eingesetzt wurde. Die
Augenverträglichkeit
wurde anhand von Blinzeln, Rötung, Ödem, Exsudation
und Läsionen
in der Iris und Cornea bewertet, einmal nach Beenden der Instillationen
und dann noch 24 Stunden später.
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Die erhaltenen Ergebnisse zeigen,
dass sowohl die Emulsion B und als auch die Emulsion D einen korrekten
Augenreizungs-Index aufweisen.
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Transcorneales Eindringen "in vitro"
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Das transcorneale Eindringen von
Indomethacin, das in der Nanoemulsion D mit 0,1% (Gew./Vol.) vorlag,
wurde bestimmt und mit dem Eindringen von 0,1% (Gew./Vol.) Indomethacin
in einer wässrigen
Lösung verglichen.
Für diesen
Zweck wur den die Corneas der Kaninchen in die transcorneale Penetrations-Kammer LC-100
gemäß Diez-Noguera
et al. eingelegt ((3) Diez-Noguera A., Igual A. und Guzmán L.; „Design
of an „in vitro" system for pharmacokinetic
studies"; Labs.
CUSI, S. A., EI Masnous, Barcelona, Katalonien, Spanien; 7th International Congress of Eye Research,
Nagoya, Japan (1986)), (11).
Anschließend
wurde die Epitheloberfläche
der Cornea drei Stunden dem Testprodukt ausgesetzt.
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Aliquots des künstlichen Kammerwassers (AAH)
zu jeweils 200 μl
wurden aus dem rückwärtigen Teil der
Kammer nach 15, 30, 60, 120, 150 und 180 Minuten entnommen. Jede
Probe wurde sofort durch das gleiche Volumen AAH ersetzt.
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Der Indomethacin-Gehalt der Proben
wurde unmittelbar nach der Entnahme durch HPLC bei 250 nm bestimmt
und sodann anhand der erhaltenen Werte der Permeabilitäts-Koeffizient
(P, in cm/s) berechnet.
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Die Ergebnisse sind in 12 graphisch dargestellt.
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Der Permeabilitäts-Koeffizient wurde durch
die Gleichung von Grass und Robinson berechnet ((4) Grass G. M.
und Robinson J. R., (1988), Journal of Pharmaceutical Sciences,
Bd. 77, Nr. 1, 3–14):
3 = Volumen in ml der rückwärtigen Oberfläche der
Kammer
60 = Umwandlung von Minuten in Sekunden
A = Cornea-Oberfläche, die
dem Produkt ausgesetzt wird (0,721 cm
2)
Co
= theoretische Konzentration des Testprodukts
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Die Latenzzeit wurde durch Extrapolation
des gradlinigen Teils der Kurve erhalten.
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Wie aus 16 ersichtlich
ist, dringt das in der Nanoemulsion vorliegende Indomethacin früher und zu
einem größeren Teil
ein, als wenn es in einer wässrigen
Lösung
verwendet wird.
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Pharmakokinetische Studien "in vivo"
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Pigmentierte Kaninchen (Fauver de
Bourgogne) wurden beidseitig mit einer einzelnen Instillation von 25 μl der Nanoemulsion
D und der wässrigen
0,1% (Gew./Vol.) Indomethacin-Lösung
behandelt. Etwa 200 μl des
Kammerwassers aus der vorderen Kammer wurden 15, 30 Minuten und
1, 2, 4, 6 und 8 Stunden nach der Instillation entnommen.
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Die Kammerwasserproben wurden durch
ein 0,45-μm-Filter
filtriert und unmittelbar nach der Entnahme durch HPLC bei 250 nm
analysiert.
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Die erhaltenen Ergebnisse waren wie
folgt:
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Die Ergebnisse sind in 13 graphisch dargestellt.
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Wie aus 13 ersichtlich ist, zeigen die experimentellen
Daten einen sehr signifikanten Anstieg des Eindringens des in der
Nanoemulsion D vorliegenden Indomethacins im Vergleich zu der wässrigen
Lösung. Genauso
wurde das Vorliegen von Indomethacin im Kammerwasser bei der Nanoemulsion
D im Vergleich zu der wässrigen
Lösung
um zwei Stunden über
die Nachweisgrenze verlängert.
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Untersuchungen zur Wirksamkeit
des Konservierungsmittels
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Die Bakterien wurden in Tryptose-Soja
18 Stunden in einem Wärmeschrank
bei 34°C
gezüchtet.
Candida albicans und Aspergillus niger wurden in Sabouraud-Kulturmedium
48 Stunden bzw. sieben Tage in einem Wärmeschrank bei 22°C gezüchtet. Aus
den Kulturmedien wurde eine Suspension mit etwa 1 × 108 ufc/ml hergestellt. Von jeder der Mikororganismus-Suspensionen
wurden 200 μl
in Röhrchen
zugegeben, die 20 ml von jeweils einer der Nanoemulsionen (A, F
und G) enthielten. Die koloniebildenden Einheiten (ufc) der Mikroorganismen,
die in 1 ml der Nanoemulsion enthalten waren, wurden nach 0, 6,
24 Stunden und nach 7, 14 und 28 Tagen gezählt. Außerdem erfolgte die ufc-Zählung der
Mikroorganismen in physiologischer Kochsalzlösung als Kontrolle der Impfkultur
sowie die Sterilitätskontrolle
des Mediums ohne Beimpfen. Für jeden
ml der Nanoemulsion und für
jede getestete Zeit wurde eine Verdünnungsreihe (1/19) in Leethan-Brühe mit 0,5%
(Gew./Vol.) Tween 80® angelegt, um das Konservierungsmittel
zu neutralisieren. Von jeder Verdünnung wurde 1 ml in dreifacher
Ausführung
in 20 ml Tryptose-Sojaagar, der bei 45°C geschmolzen wurde und zu dem
0,5% (Gew./Vol.) Tween 80® zugegeben wurde, gezüchtet.
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Die Nanoemulsionen A und F entsprechen
den Anforderungen für
Augenpräparate
des Europäischen Arzneibuchs
1993 (Kriterium B) und der Britischen Pharmakopöe 1993 (Kriterium B); der Farmakopeé Française 1989
und dem U.S.P. XXII 1990. Außerdem
macht es der kleinere Gehalt des oberflächenaktiven Stoffs in der Nanoemulsion
G möglich,
dass die Anforderungen des Europäischen
Arzneibuchs 1993 (Kriterium A) und der Britischen Pharmakopöe 1993 (Kriterium
A) erfüllt
werden. Somit entsprechen die Nanoemulsionen der vorliegenden Erfindung
den Kriterien der wichtigsten Arzneibücher, wobei eine Konzentration
des Konservierungsmittels vorliegt, die viel geringer ist als diejenige,
die in anderen Emulsionen vom Öl-in-Wasser-Typ eingesetzt
wird, die den Anforderungen der Arzneibücher bezüglich der Wirksamkeit des Konservierungsmittels
nicht entsprechen, wenn die Konzentrationen von Konservierungsmitteln
eingesetzt werden, die in den Formulierungen der vorliegenden Erfindung
verwendet werden.
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Die Ergebnisse sind in den Tabellen
1, 2 und 3 dargestellt.
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