EP4627319A1

EP4627319A1 - 3d-in-vitro-permeationsmodell

Info

Publication number: EP4627319A1
Application number: EP23817725.7A
Authority: EP
Inventors: Julia LODDER-GADACZEK; Michelle BAMBERG; Tanja Uhrmacher; Julia KISTNER
Original assignee: LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Current assignee: LTS Lohmann Therapie Systeme AG
Priority date: 2022-12-02
Filing date: 2023-12-01
Publication date: 2025-10-08
Also published as: WO2024115757A1; DE102022132085B4; DE102022132085A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Permeationszelle, umfassend einen Hohlkörper mit mindestens zwei Öffnungen, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Öffnungen jeweils durch mindestens eine semipermeable Membran verschlossen sind, eine Vorrichtung zur Messung einer Permeation, ein Verfahren zur Messung einer Permeation sowie die Verwendung einer solchen Permeationszelle zur Bestimmung einer Permeation.

Description

MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC 3D- Permeationsmodell BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft eine Permeationszelle, eine Vorrichtung zur Messung einer Permeation, ein Verfahren zur Messung einer Permeation sowie die Verwendung einer solchen Permeationszelle zur Bestimmung einer Permeation. Permeationszellen sind in der Regel geschlossene Behälter aus einem formstabilen Material mit mindestens einer Öffnung, die durch eine permeable , insbesondere eine semipermeable, Membran verschlossen sind. Die Permeationszelle ist mit einem Medium gefüllt, das selbst oder mindestens ein darin enthaltener oder gelöster Stoff durch die permeable bzw. semipermeable Membran diffundieren kann. Das Medium, mit dem die Permeationszelle befüllt ist, ist nicht weiter beschränkt und umfasst Lösungen, Dispersionen, Suspensionen oder (kondensierte) Gase verschiedener Zusammensetzungen. Permeationszellen werden häufig eingesetzt, um die Permeabilität der zu untersuchenden Membran zu bestimmen. Während der Permeationsmessung steht die mindestens eine permeable Membran der Permeationszelle vorzugsweise einerseits mit dem Medium innerhalb der Permeationszelle und andererseits mit einem Medium außerhalb der Permeationszelle in Kontakt. Die Bestimmung der Permeation geschieht z.B. durch Bestimmung der Konzentrationsänderung des Permeats. Die Art der zu untersuchenden Membran ist nicht beschränkt und erstreckt sich folglich auf die verschiedensten Anwendungsgebiete. Besonders im medizinischen Bereich kann z.B. die Membran tierische oder menschliche (humane) Häute umfassen. In der Pharmakologie ist die orale Verabreichung von wirkstoffhaltigen dünnen Filmen als alternative Arzneimittelformulierung weit verbreitet, so dass es von Interesse sein kann, die Permeabilitätskoeffizienten von Arzneimitteln zu bestimmen, die aus oralen Dünnfilmen freigesetzt werden. Orale Dünnfilme ( oder OTF) sind dünne, meist einen pharmazeutisch aktiven Wirkstoff enthaltende Filme, die direkt in den Mundraum MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC gelegt oder an die Mundschleimhaut angelegt werden und sich dort auflösen. Dabei handelt es sich insbesondere um dünne wirkstoffhaltige Filme auf Polymerbasis, die, wenn sie auf eine Schleimhaut, insbesondere die Mundschleimhaut, aufgebracht werden, den Wirkstoff direkt in diese abgeben. Diese oralen Dünnfilme sind in der Regel nach außen nicht klebrig. Die sehr gute Durchblutung der Mundschleimhaut sorgt für einen schnellen Übergang des Wirkstoffs in den Blutkreislauf. Dieses Darreichungssystem hat den Vorteil, dass der Wirkstoff größtenteils durch die Schleimhaut resorbiert wird und damit der ^ ^ ^ ^ ^ ^- ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ Wirkstoffs in Tablettenform, die in der Regel mit Flüssigkeit eingenommen werden, was nachteilig sein kann, auftritt, vermieden wird. Der Wirkstoff kann in dem Film gelöst, emulgiert oder dispergiert werden. Bisher konnten Standard- Modelle, z.B. der Franz-Zelle, die Permeation von Wirkstoff in bzw. durch die Mukosa nicht die in der Realität vorherrschenden Bedingungen korrekt wiedergeben. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass der OTF in der Mundhöhle Muskel- und Zungenbewegungen unterworfen ist, die zu einer vergrößerten tatsächlichen Absorptionsfläche führen. Daher ist insbesondere die ermittelte Auflösungszeit des OTFs in herkömmlichen Modellen langsamer und die Wirkstoffaufnahme geringer als unter realen Bedingungen beobachtet. Diese Abweichung ist vor allem darauf zurückzuführen, dass die verfügbare Oberfläche und die Menge an Medium des Standard- -Modells zu klein sind. Weiterhin weisen Standard- -Modelle einige präparativen Nachteile auf wie beispielsweise das umständliche Anbringen der semipermeablen Membran, das Einführen des Probekörpers, z.B. eines OTFs, durch die zumeist enge Öffnung der Standard- -Modelle sowie das häufige Wechseln des Mediums außerhalb der Permeationszelle aufgrund der kurzen Wechselzeitpunkte. Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde die vorstehend geschilderten Nachteile des Stands der Technik zu beheben. Insbesondere lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Permeationszelle zur Verfügung zu stellen, die eine größere Permeationsfläche aufweist und zusätzlich in der Lage ist ein höheres Volumen an Medium aufzunehmen als bisherige Standard- -Modelle. Ferner sollen insbesondere die im Mund eines Patienten vorherrschenden Bedingungen, d.h. die Tatsachen, dass der OTF in der Mundhöhle Muskel- und Zungenbewegungen unterworfen ist, was zu einer vergrößerten tatsächlichen Absorptionsfläche führt, möglichst naturgetreu MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC nachgeahmt werden. Darüber hinaus soll die Handhabung insofern verbessert werden, dass die Permeationszelle aufgrund der leicht zugänglichen Öffnungen schneller befüllt werden kann und die semipermeablen Membranen einfacher an der Permeationszelle fixiert werden können. Diese Aufgaben wurde durch eine Permeationszelle gemäß Anspruch 1 gelöst , d.h. durch eine Permeationszelle, umfassend einen Hohlkörper mit mindestens zwei Öffnungen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die mindestens zwei Öffnungen jeweils durch mindestens eine semipermeable Membran verschlossen sind. Eine solche Permeationszelle hat den Vorteil, dass die Diffusionsfläche durch eine 3-dimensionale Anordnung der Membran erheblich vergrößert wird und dass aufgrund des zur Verfügung stehenden Volumens eine deutlich größere Menge an Medium verwendet werden kann, so dass eine den tatsächlichen Verhältnissen besser entsprechende Permeationsmessung möglich ist. Weiterhin konnte die Handhabung dahingehend verbessert werden, dass die Permeationszelle aufgrund der leicht zugänglichen Öffnungen schneller befüllt werden kann. Die in der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und ist nicht als Einschränkung des Gegenstands zu verstehen. Wie in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, sind die Singularformen "ein", "eine" und "die" so zu verstehen, dass sie auch die Pluralformen einschließen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas Anderes vorgibt. Dies gilt auch umgekehrt, d.h. die Pluralformen schließen auch die Singularformen ein. Es versteht sich auch, dass der Begriff "und/oder", wie er hier verwendet wird, sich auf alle möglichen Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgelisteten Elemente bezieht und diese einschließt. Es versteht sich weiterhin, dass die Begriffe "beinhaltet", "einschließlich", "umfasst" und/oder "umfassend", wenn sie in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, das Vorhandensein der angegebenen Merkmale, Schritte, Elemente und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Schritte, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC In der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen können die Begriffe ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ d.h. das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Schritte, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen wird ausgeschlossen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Permeationszelle, umfassend einen Hohlkörper mit mindestens zwei Öffnungen, wobei die mindestens zwei Öffnungen jeweils durch mindestens eine semipermeable Membran verschlossen sind. Unter Hohlkörper ist insbesondere ein Körper zu verstehen, dessen Innenraum hohl ist, sodass sich ein Volumen ergibt, welches ausgefüllt werden kann. Die Form des Hohlkörpers kann unterschiedlich ausgestaltet sein und ist keiner Beschränkung unterworfen. Es muss sich insbesondere keine durchgehende Mantelfläche ergeben, so dass ein Holkörper auch nicht in der Anzahl der vorhandenen Öffnungen beschränkt ist und folglich die Anzahl an Öffnungen den jeweiligen technischen Bedürfnissen angepasst werden kann. Die mindestens zwei Öffnungen des Hohlkörpers sind vorzugsweise so ausgeführt, dass sie, insbesondere mit einer semipermeablen Membran, verschlossen werden können, die vorzugsweise durch entsprechende Haltevorrichtungen in Position gehalten wird. Als Haltevorrichtungen sind beispielsweise elastische Bänder oder Ringe aber auch Klemmen, Klebebänder bzw. sonstige Klebevorrichtungen geeignet. Es können auch mehrere Öffnungen durch ein und dieselbe semipermeable Membran verschlossen werden. Hierbei werden die Flächen der Öffnungen vorzugsweise vollständig abgedeckt, sodass sich eine durchgehende Fläche aus Hohlkörper und verschlossener Öffnung ergibt. Die entsprechenden Haltevorrichtungen können einerseits den sicheren Halt der semipermeablen Membran sicherstellen, andererseits erlauben sie auch das reversible Öffnen und Verschließen des Hohlkörpers. Die Haltevorrichtung kann verschieden ausgestaltet sein, wobei gewährleistet sein sollte, dass die zu befestigende semipermeablen Membran beim An- und Abbringen nicht beschädigt wird und durchgängiger Kontakt der semipermeablen Membran mit den Rändern der Öffnung gewährleistet ist. Weiterhin können die Haltevorrichtungen so angebracht sein, dass eine semipermeable Membran mehrere Öffnungen abdeckt. MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Eine semipermeable Membran bezeichnet in der Regel eine halbdurchlässige Membran, die von einem angrenzenden Medium selektiv Moleküle hindurchdiffundieren lässt (Permeat), während andere zurückgehalten werden (Retentat). Als semipermeable Membran dienen Folien synthetischer Polymere, Zellmembranen, Pergament, oder tierische oder menschliche (humane) Häute. Der Stoffdurchtritt erfolgt nach dem allgemeinen Prinzip der Permeation, wobei die Moleküle an der Oberfläche der semipermeable Membran sorbieren, zur anderen Seite diffundieren und dort wieder desorbieren. Ohne äußere Einflüsse bewegt sich das Permeat immer in die Richtung der geringeren Konzentration , genauer entlang des Gradienten des chemischen Potentials des Permeats. Die erfindungsgemäße Permeationszelle ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine semipermeable Membran eine Schleimhaut umfasst. Eine Schleimhaut (tunica mucosa oder kurz Mukosa) genannt, bezeichnet eine Schutzschicht, die das Innere von Hohlorganen auskleidet. Schleimhäute befinden sich unter anderem in der Mund- oder Nasenhöhle. Im Gegensatz zur äußerlichen Haut besitzt die Schleimhaut weder eine Hornschicht noch Haare. Die Funktion der Schleimhaut besteht darin, das Eindringen von Fremdstoffen und das Aus- trocknen von Körpergewebe zu verhindern, zudem sondern die meisten Schleim- häute Schleimstoffe ab. Bei der Verwendung einer Schleimhaut als verschließende Membran der erfindungsgemäßen Permeationszelle ist in einer Ausführungsform darauf zu achten, dass jeweils das Epithel der Schleimhaut zum Inneren der erfin- dungsgemäßen Permeationszelle zeigt. Die Schleimhaut umfasst vorzugsweise eine menschliche (humane) oder tierische Schleimhaut, vorzugsweise eine Wangenschleimhaut oder Speiseröhre. Für Permeationsmessungen können Membranen unterschiedlicher Herkunft und Dicke verwendet werden, wobei tierische als auch humane Schleimhaut zum Einsatz kommt. Insgesamt hat sich als gute Alternative zur Humanschleimhaut aufgrund von vergleichbaren Ergebnissen und mit geringen Abweichungen der Hautqualität untereinander vor allem die Schleimhaut vom Göttinger Minischwein etabliert. Die aus unterschiedlicher Präparation resultierende Schichtdicke der Haut variiert zwischen 0,5 bis 1,2 mm. MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Die Schleimhaut umfasst vorzugsweise Mundschleimhaut, insbesondere eine Wangenschleimhaut, besonders bevorzugt die Speiseröhre vom Hausschwein oder Göttinger Minischwein. Die erfindungsgemäße Permeationszelle ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein Volumen von 1 bis 5 cm³, vorzugsweise von 1 bis 4 cm³, besonders bevorzugt von etwa 1,5 bis etwa 3 cm³, aufweist. Das Volumen des Hohlkörpers entspricht vorzugsweise dem Hohlvolumen des Hohlkörpers, wobei das Volumen durch die Oberfläche des Hohlkörpers bei verschlossenen Öffnungen begrenzt ist. Die erfindungsgemäße Permeationszelle ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtfläche der semipermeablen Membranen von 2 bis 12 cm², vorzugsweise von 2,5 bis 10 cm², besonders bevorzugt von etwa 3 bis etwa 9 cm², beträgt. Die Gesamtfläche der semipermeablen Membranen ergibt sich aus der Summe der Flächen der einzelnen semipermeablen Membranen. Wobei die berücksichtigte Fläche der einzelnen Membranen vorzugsweise der Fläche der verschlossenen Öffnung entspricht, so dass die Flächen, die nur zur Befestigung dient bzw. übersteht, nicht berücksichtigt werden müssen. Die einzelne semipermeable Membran ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fläche von 1 bis 6 cm², vorzugsweise von 1 bis 5 cm², besonders bevorzugt von etwa 1,5 bis etwa 4,5 cm³, aufweist. Die erfindungsgemäße Permeationszelle ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe der Polymere, vorzugsweise Polystyrol. Das verwendete Material ist prinzipiell keinen Beschränkungen unterworfen, solange es den Permeationsprozess nicht beeinflusst, chemisch inert und ausreichend formstabil ist. MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Die erfindungsgemäße Permeationszelle ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper die Form eines Hohlzylinders, eines Hohlquaders, eines Hohlwürfels, einer Hohlpyramide, eines Hohlprismas, eines Hohlkegels und/oder einer Hohlkugel, oder einer Form, die von diesen abgeleitet ist, aufweist. Die Form eines Hohlzylinders entspricht insbesondere der eines geraden Kreiszylinders. Auch die anderen genannten Hohlkörper entsprechen hinsichtlich ihrer Form und Bestimmungsgrößen im Wesentlichen den allgemeinen Definitionen. Andere Formen, die sich hieraus ableiten lassen, umfassen Hohlkörper, die sich durch einfache Anpassungen aus den vorstehend genannten Hohlkörpern ableiten lassen, z.B. ein schiefer Hohlzylinder. Weiterhin sind auch Kombinationen der aufgelisteten Körper denkbar, wie z.B. eine Hohlpyramide deren Grundfläche bündig mit der Fläche eines Hohlwürfels abschließt. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Messung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran, umfassend die erfindungsgemäße Permeationszelle als Donorkompartiment, wobei die Permeationszelle ein erstes Medium, umfassend Moleküle, enthält und einem Akzeptorkompartiment, das ein zweites Medium enthält, wobei das Akzeptorkompartiment so ausgestaltet ist, dass das zweite Medium die semipermeablen Membranen der Permeationszelle vollständig bedeckt. Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Messung einer Permeation von Molekülen, umfasst der Begriff Moleküle sämtliche chemischen Verbindungen, Ionen oder Atome, die durch die mindestens eine semipermeable diffundieren können. Das Donorkompartiment ist insbesondere so in die Vorrichtung eingebracht, dass es vollständig vom Akzeptorkompartiment bedeckt ist. Dies betrifft insbesondere die semipermeablen Membranen. Falls nötig, kann das Donorkompartiment auf unterschiedliche Weise befestigt oder ausgestaltet werden, um sicherzustellen, dass es auch während der gesamten Messung vollständig bedeckt ist, z.B. durch Befestigen an einer geeigneten Stelle der Vorrichtung. MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Moleküle mindestens einen pharmazeutisch aktiven Wirkstoff umfassen. Der mindestens ein pharmazeutisch aktiver Wirkstoff unterliegt prinzipiell keiner Beschränkung, ist aber vorzugsweise ausgewählt aus allen pharmazeutisch akti- ven Wirkstoffen, die zur oralen und/oder transmucosalen Applikation geeignet sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter dem pharmazeutisch aktiven Wirkstoff auch alle pharmazeutisch akzeptablen Salze und Solvate des jeweiligen pharmazeutisch aktiven Wirkstoffs subsumiert. Bevorzugt sind Wirkstoffe ausgewählt aus der Gruppe, umfassend die Wirkstoff- klassen der Analgetika, Hormone, Hypnotika, Sedativa, Antiepileptika, Weck-a- mine, Psychoneurotropika, Neuro-Muskelblocker, Antispasmodika, Antihistaminika, Antiallergika, Cardiotonika, Antiarrhythmika, Diuretika, Hypotensiva, Vasopresso- ren, Antidepressiva, Antitussiva, Expectorantia, Thyroidhormone, Sexualhormone, Antidiabetika, Antitumor-Wirkstoffe, Antibiotika, Chemotherapeutika und Narco- tika, wobei diese Gruppe nicht abschließend ist. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem mindestens einen pharmazeutisch aktiven Wirkstoff um Ketamin und/oder ein pharmazeutisch akzeptables Salz oder Solvat davon, bevor ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ Unter Ketamin wird (S)-(±)-2-(2-Chlorphenyl)-2-(methylamino)cyclohexan-1-on, (R)-(±)-2-(2-Chlorphenyl)-2-(methylamino)cyclohexan-1-on, sowie das Racemat (RS)-(±)-2-(2-Chlorphenyl)-2-(methylamino)cyclohexan-1-on verstanden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium, umfassend die Moleküle, eine Lösung, Dispersion und/oder Suspension, umfassend mindestens einen pharmazeutisch aktiven Wirkstoff, umfasst. MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Das erste Medium umfasst demnach gelöste und/oder ungelöste Moleküle, insbesondere solche, die fähig sind durch die semipermeable Membran zu diffundieren. Das Lösungsmittel und/oder die Flüssigphase des ersten Mediums umfasst oder besteht vorzugsweise aus Wasser oder einer Lösung, die geeignet ist die Bedingungen im Mundraum zu simulieren, wobei die Verwendung von Wasser bevorzugt wird. Beispiele für Lösungen, die geeignet sind die Bedingungen im Mundraum zu simulieren, sind physiologischer Phosphatpuffer, physiologischer Phosphatpuffer mit Thiocyanat, isotonische Kochsalzlösung, humaner oder tierischer Speichel, oder künstlicher humaner Speichel (Glandosane oder Puffer). Das erste Medium ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass dieses Medium die zu untersuchende Probe einschließlich der Applikation des OTFs und eine künstliche Speichelersatzlösung umfasst, wobei diese künstliche Speicheler- satzlösung vorzugsweise Kaliumthiocyanat (KSCN), Kaliumchlorid (KCl), Natrium- hydrogenphosphathydrat (Na2HPO4*H2O), Mucine (beispielweise Mucin aus Schweinemagen Typ II von Sigma Aldrich) und demineralisiertes Wasser umfasst. Weiterhin ist das erste Medium ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass es durch die Zugabe einer Säure und/oder Base auf einen pH von 6 bis 8 eingestellt wird, wobei der pH von 7 bis 7,5, jeweils bei 37°C, besonders bevor- zugt ist. Das erste Medium kann ferner geeignete Hilfsstoffe umfassen. Insbesondere sind hier übliche Hilfsstoffe, wie Permeationsbeschleuniger, zu nennen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Medium mindestens ein Lösungsmittel, einen Pufferund/oder einen Puffer mit Detergenzien, Aziden oder ähnlichem, umfasst. Das zweite Medium umfasst oder besteht vorzugsweise aus Wasser oder einer Mischung aus Wasser und einem oder mehreren organischen Lösungsmitteln, wobei die Verwendung von Wasser bevorzugt ist. Beispielsweise wäre Acetonitril ein geeignetes organisches Lösungsmittel. MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Das zweite Medium ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass es einen pH-regulierende Puffer umfasst. Der Puffer ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einer Lösung mit physiologischer Salzkonzentration, wobei ein Phosphatpuffer besonders bevorzugt ist, besonders bevorzugt wird der Phosphatpuffer aus Kaliumphosphat und/oder Natriumdihydrogenphosphat hergestellt. Das zweite Medium kann ferner geeignete Hilfsstoffe, um die Löslichkeit des Wirkstoffs im zweitem Medium zu verbessen, umfassen. Insbesondere sind hier Hilfsstoffe, wie Cyclodextrine oder Tenside zu nennen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass das Donorkompartiment so gestaltet ist, dass es in seiner Gesamtheit eine höhere Dichte als das Medium in dem Akzeptorkompartiment aufweist. Das Donorkompartiment ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass es eine höhere Dichte als das zweite Medium aufweist um, wie vorstehend beschrieben, zu gewährleisten, dass es vollständig vom zweiten Medium bedeckt ist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das erste Medium eine höhere Dichte als das zweite Medium aufweist. Alternativ kann der Hohlkörper der Permeationszelle oder ein zusätzlich eingebrachtes Material in die Permeationszelle eine ausreichend hohe Dichte bzw. ein ausreichend hohes Gewicht des Donorkompartiments zur Folge haben, so dass die Auftriebskraft des Donorkompartiments kompensiert bzw. überkompensiert wird. Vorzugsweise umfasst der Hohlkörper ein Material, wie beispielsweise ein Metall, das dem Hohlkörper, wenn dieser mit dem ersten Medium gefüllt ist , eine insgesamt so hohe Dichte verleiht, dass die semipermeablen Membranen, wenn die Permeationszelle in dem Akzeptorkompartiment platziert wird, vollständig von dem zweiten Medium bedeckt werden. Alternativ können in die Permeationszelle, also in das Volumen des Hohlkörpers auch kleine, beispielsweise kugelförmige, Partikel aus einem Material mit hoher Dichte eingebracht werden, um der Permeationszelle insgesamt eine so hohe Dichte zu verleihen, dass die semipermeablen Membranen, wenn die MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Permeationszelle in dem Akzeptorkompartiment platziert wird, vollständig von dem zweiten Medium bedeckt werden. Als kleine Partikel kommen hier beispielsweise Metallkügelchen mit einem Durchmesser von etwa 1 bis 8 mm, vorzugsweise etwa 2 bis 6 mm, in Frage. Vorzugsweise bestehen die Metallkügelchen aus Edelstahl oder Blei. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Messung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran, umfassend die Schritte: - Bereitstellen der erfindungsgemäßen Permeationszelle als Donorkompartiment, wobei die Permeationszelle ein erstes Medium, umfassend Moleküle, enthält, - Bereitstellen eines Akzeptorkompartiments, umfassend ein zweites Medium, - Platzieren der Permeationszelle in dem Akzeptorkompartiment, so dass die semipermeablen Membranen des Donorkompartiments vollständig mit dem zweiten Medium bedeckt sind. Das Bereitstellen der erfindungsgemäßen Permeationszelle als Donorkompartiment umfasst vorzugsweise das zumindest teilweise Entfernen einer der semipermeablen Membranen und das Befüllen der Permeationszelle mit dem ersten Medium. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Permeationszelle zu 70%, besonders bevorzugt zu 80%, bezogen auf das Volumen des Hohlkörpers der Permeationszelle, befüllt. Anschließend wird die Öffnung der Permeationszelle vorzugsweise wieder mit einer semipermeablen Membran verschlossen. Das Inkubieren der befüllten erfindungsgemäßen Permeationszelle ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Permeationszelle auf einen im Brutschrank platzierten Tischschüttler bei einem Temperaturbereich von 25 bis 38 °C, besonders bevorzugt von 30 bis 37 °C, platziert wird und bei 20 bis 300 Umdrehungen pro Minute (rpm), besonders bevorzugt von 100 bis 220 rpm, für 60 s bis 30 min, besonders bevorzugt für 3 bis 10 min, rotiert wird. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Permeationszelle nicht vollständig befüllt werden muss und somit eine effiziente Homogenisierung des ersten Mediums, durch das freie Volumen, ermöglicht wird, MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC sodass der lösliche Teil des zu untersuchenden OTFs in kurzer Zeit im ersten Medium gelöst werden kann. Das Bereitstellen eines Akzeptorkompartiments umfasst insbesondere das Befüllen eines geeigneten Behälters z.B. eines Becherglases, mit dem zweitem Medium. Das Akzeptorkompartiment ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass es auf eine Temperatur von 36 bis 38, wobei die Temperatur von 37 °C besonders bevorzugt ist, eingestellt werden kann und/oder über eine Rühreinheit verfügt. Das Platzieren der Permeationszelle in dem Akzeptorkompartiment umfasst vorzugsweise, dass die Permeationszelle so in dem Akzeptorkompartiment platziert wird, dass insbesondere die semipermeablen Membranen, vollständig vom Akzeptorkompartiment bedeckt sind. Falls nötig, kann das Donorkompartiment auf unterschiedliche Weise befestigt oder ausgestaltet werden, um sicherzustellen, dass es auch während der gesamten Messung vollständig bedeckt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran umfasst ferner vorzugsweise den Schritt der Entnahme einer Probe aus dem Akzeptorkompartiment, um eine Konzentration der Moleküle, die durch die semipermeablen Membranen des Donorkompartiments diffundiert sind, zu bestimmen. Die Entnahme der Probe erfolgt mit einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise mit einer Pipette, aus dem Akzeptorkompartiment. Dabei kann die Menge an entnommener Probe durch die Zugabe eines Mediums, insbesondere der Zusammensetzung des zweiten Mediums entsprechend, ausgeglichen werden. Wird die Menge an entnommener Probe nicht ausgeglichen, so kann dies auch durch Anpassung der Berechnungsgrundlage bei der nächsten Probenentnahme ausgeglichen werden. Die Menge an permeierten Molekülen kann in der entnommenen Probe mittels geeigneter Messverfahren bestimmt werden. Solche Messverfahren umfassen beispielsweise HPLC-Verfahren, aber auch andere quantitative Analyseverfahren, MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC beispielsweise basierend auf Massenspektrometrie, NMR, IR, Photometrie und/oder Titration. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass die Probenentnahme über einen Zeitraum von 0,5 bis 360 min erfolgt, wobei vorzugsweise regelmäßig Proben entnommen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung einer Permeation von Molekülen, ist ferner vorzugsweise dadurch gekennzeichnet, dass in Abständen von 1 bis 60 min, beispielsweise in Abständen von 3 min, 5 min, 10 min oder 15 min, beginnend mit dem Platzieren der Permeationszelle in dem Akzeptorkompartiment, Proben aus dem Akzeptorkompartiment entnommen werden. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der erfindungsgemäßen Permeationszelle oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran. Die vorstehend für die erfindungsgemäße Permeationszelle aufgeführten bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung einer Permeation, dem Verfahren zur Messung einer Permeation sowie der Verwendung solcher Permeationszellen zur Bestimmung einer Permeation.

MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Beschreibung der Figuren Figur 1: Schematische Darstellung einer möglichen erfindungsgemäßen Permeationszelle, wobei ein gerader Hohlzylinder als Hohlkörper verwendet wurde. Die zwei Öffnungen sind mit jeweils einer Mukosa als semipermeable Membran verschlossen, wobei als Haltevorrichtung für die Mukosa Gummibänder verwendet wurden. Figur 2: Schematische Darstellung eines herkömmlichen 2D-Mukosa-Modells. Figur 3: Schematische Darstellung der Vorrichtung zur Messung einer Permeation durch zwei Mukosae. Das Donorkompartiment umfasst eine bevorzugte Ausführungsform der Permeationszelle, welche vollständig vom Akzeptorkompartiment bedeckt ist. Bezugszeichenliste 1 Zellkulturplatte 2 Donor 3 Akzeptor 4 Insert 5 Gelöster Wirkstoff 6 Mukosa 7 Präpariertes Insert

MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Beispiele Die Erfindung wird nachfolgend anhand von nicht beschränkenden Beispielen näher erläutert. Zur Optimierung und der damit verbundenen Oberflächenvergrößerung des 2D Standard- -Modells zur Messung einer Permeation von Ketamin HCl-haltigen OTFs, wurden verschiedene Modelle wie das 2D-overlay-Modell sowie die erfindungsgemäße Permeationszelle entwickelt und untersucht. Zur Konzentrationsbestimmung wurden die Proben gefiltert und anschließend mit einem HPLC-System (Prominence-i LC-2030C 3D Plus von Shimadzu®), unter den in Tabelle 1 aufgeführten Parametern, analysiert. Tabelle 1: Parameter zum HPLC-System Beispiel 1: Als erstes Beispiel wurde die Permeabilität von Ketamin HCl-haltigen OTFs mit dem 2D Standard- -Modell (analog Figur 2) gemessen. Für das 2D Standard- -Modell wurden neben 6-Well-Inserts auch 12-Well- Inserts genutzt, welche mit einem Mukosa-Stanzling (4,524 cm2) bespannt und mit einem Gummiband fixiert wurden. MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Zur Bestimmung, wieviel Ketamin HCl durch die Mukosa permeiert, wurden -Permeationsversuche auf Mukosa durchgeführt. Dazu wurde in jedes Well einer 6-Well-Zellkulturplatte 1,7 mL Phosphatpuffer (pH 7,4) gegeben, der dabei als Akzeptorlösung fungierte. Dabei wurden für die spezifischen Wechselzeitpunkte von 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 und 30 Minuten sechs Zellkulturplatten mit der Akzeptorlösung befüllt sowie in einem Brutschrank bei 37 °C vorgewärmt. Anschließend wurden fünf präparierte Mukosa-6-Well-Inserts mit je 200 µL verdünnter Speichelersatzlösung (Donorlösung) mittels Pipette befü llt und je ein Ketamin HCl-haltiges OTF mittels Pinzette in die Inserts appliziert. Danach wurden wiederum je 300 µL verdünnte Speichelersatzlösung auf die OTFs pipettiert. Für die Herstellung des Blindwertes wurde in ein präpariertes Insert 500 µL verdünnte Speichelersatzlösung gegeben. Zum Permeationsstart und nach dem Befüllen der Inserts in einer Lagerplatte wurde die erste 6-Well-Zellkulturplatte mit dem Akzeptor für den ersten 3 Minuten-Wechselzeitpunkt aus dem Brutschrank entnommen und je ein Insert in ein Well mittels Pinzette überführt. Die 2D Standard- -Modell-bestückte Zellkulturplatte wurde anschließend bei 37 °C und 350 rpm in einem Thermoshaker für 3 min inkubiert. Für den Akzeptorwechsel nach 3 Minuten wurde die Platte aus dem Thermoshaker entnommen und vorsichtig je ein Insert mit einer Pinzette in ein frisches Well auf einer neuen, vorgewärmten 6-Well- Platte überführt und dies für die Folgewechsel fortgeführt. Die Gesamtdauer der Inkubation betrug dabei 30 Minuten, wobei alle 3 Minuten ein Wechsel des Akzeptors erfolgte. Die gesammelten Proben wurden anschließend mit einem HPLC-System analysiert. Tabelle 2: Messwerte aus Beispiel 1. Beispiel 2: MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Als zweites Beispiel wurde die Permeabilität eines Ketamin HCl-haltigen OTFs mit dem 2D-overlay-Modell (analog Figur 3) gemessen. Für das 2D-overlay-Modell wurden neben 6-Well-Inserts auch 12-Well-Inserts genutzt, welche mit einem Mukosa-Stanzling (4,524 cm²) bespannt und mit einem Gummiband fixiert wurden. Zusätzlich wurde ein weiteres Gummiband um die Halterungen des 6-Well-Inserts in der Zellkulturplatte gezogen. Dieses Gummiband fungierte bei der Permeation als Halterung für das 12-Well-Insert. Bei den vorbereiteten 12-Well-Inserts wurde ebenfalls ein Mukosa-Stanzling (1,131 cm²) in umgekehrter Orientierung gezogen, sodass das Epithel der Mukosa zum Äußeren des Inserts und damit Epithel an Epithel mit dem 6-Well-Insert zeigte. Nach dem Einsetzen der Mukosa-Stanzlinge über je ein 6-Well- und 12-Well-Insert wurden sechs 6-Well-Zelkulturplatten für die spezifischen Wechselzeitpunkte von 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 und 30 Minuten mit Akzeptor (Phosphatpuffer, pH 7,4) befüllt sowie im Brutschrank vorgewärmt. Die fünf 6-Well-Inserts wurden mittels verdünnter Speichelersatzlösung und je einem Ketamin HCl -haltigen OTF bestückt. Der Blindwert wurde hierbei wiederum mit 500 µL verdünnter Speichelersatzlösung befüllt. Um die Wirkstoffpermeation in beide Richtungen zu untersuchen, wurde ebenfalls in die sechs 12-Well-Inserts jeweils 1 mL Akzeptorlösung gegeben, die 12-Well-Inserts anschließend für die Permeation in der Gummi-Halterung des befüllten 6-Well-Inserts befestigt und in eine vorgewärmte 6-Well-Zellkulturplatte mittels Pinzette überführt. Zum Permeationsstart und nach dem Befüllen der Inserts in einer Lagerplatte wurde die erste 6-Well-Zellkulturplatte mit dem Akzeptor für den ersten 3 Minuten-Wechselzeitpunkt aus dem Brutschrank entnommen und je ein Insert in ein Well mittels Pinzette überführt. Die Insert-bestückte Zellkulturplatte wurde anschließend bei 37 °C und 350 rpm in einem Thermoshaker für 3 min inkubiert. Für den Akzeptorwechsel nach 3 Minuten wurde die Platte aus dem Thermoshaker entnommen und vorsichtig je ein Insert mit einer Pinzette in ein frisches Well auf einer neuen, vorgewärmten 6-Well-Platte überführt und dies für die Folgewechsel fortgeführt. Die Gesamtdauer der Inkubation betrug dabei 30 Minuten, wobei alle 3 Minuten ein Wechsel des Akzeptors erfolgte und zusätzlich zu der Vollentnahme des Akzeptors aus der Zellkulturplatte eine Teilentnahme von 0,5 mL aus der MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Akzeptorlösung des jeweiligen 12-Well-Inserts mittels einer Pipette in ein Zentrifugenröhrchen bei je einem Wechselzeitpunkt vorgenommen wurde. Nach der Teilentnahme wurden je 0,5 mL frische Akzeptorlösung in jedes Insert pipettiert. Die gesammelten Proben wurden anschließend mit einem HPLC-System analysiert. Tabelle 3: Messwerte aus Beispiel 2. Beispiel 3: Als erfindungsgemäßes Beispiel wurde die Permeabilität eines Ketamin HCl- haltigen OTFs mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung (analog Figur 4) gemessen. Für die -Messung der Permeation wurde die erfindungsgemäße Permeationszelle verwendet, wobei ein gerader Hohlzylinder als Holkörper verwendet und die zwei Öffnungen mit jeweils einer Mukosa (4,524 cm ²) als semipermeable Membran verschlossen wurden. Als Haltevorrichtung wurden Gummibänder verwendet. Zur Vorbereitung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurden 15 mL des zweiten Mediums, umfassend einen Phosphatpuffer mit einem pH von 7,4, zum Befeuchten des Untergrundes in jedes Well einer 6-Deep-Well-Zellkulturplatte mittels Dispensette gegeben und diese anschließend in einem Brutschrank bei 37 °C vorgewärmt. Für das Befüllen der erfindungsgemäßen Permeationszelle mit 3 mL verdünnter Speichelersatzlösung und dem Ketamin HCl-haltigen OTF wurde eine der beiden Öffnungen nicht vollständig mit der Mukosa verschlossen. Des Weiteren wurde die erfindungsgemäße Permeationszelle mit einem Gewicht zum Beschweren befüllt; hierfür wurden einzelne Bleikugeln mit einem Gewicht von 5 MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC g in Summe verwendet. Nachdem die zuvor geschaffene Öffnung mit der Mukosa verschlossen und diese mithilfe eines Gummibands fixiert wurde, wurden die erfindungsgemäße Permeationszelle mit 3 mL verdünnter Speichelersatzlösung, dem Ketamin HCl-haltigen OTF, den beschwerenden Bleikugeln befüllt und mit den Mukosae verschlossenen Öffnungen als Donorkompartiment in das Akzeptorkompartiment gegeben. Zur Konzentrationsbestimmung wurde die vorgewärmte 6-Deep-Well-Platte für den ersten Wechselzeitpunkt von 3 Minuten entnommen und vorsichtig die erfindungsgemäße Permeationszelle und der Blindwert in ein Well mittels Pinzette gegeben. Für die restlichen Wechselzeitpunkte von 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27 und 30 Minuten wurde ebenso verfahren. Anschließend wurde die bestückte Zellkulturplatte auf einen im Brutschrank platzierten Tischschüttler gestellt und bei 37 °C und ca. 200 rpm inkubiert. Die gesammelten Proben wurden anschließend mit einem HPLC-System analysiert. Tabelle 4: Zusammenstellung der Messwerte aus Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 3 und Vergleich der Messwerte des Beispiels 1 mit dem Beispiel 3.

Claims

MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC ANSPRÜCHE 1. Permeationszelle, umfassend einen Hohlkörper mit mindestens zwei Öffnungen, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Öffnungen jeweils durch mindestens eine semipermeable Membran verschlossen sind. 2. Permeationszelle gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine semipermeable Membran eine Schleimhaut, vorzugsweise eine Mundschleimhaut, insbesondere eine humane Schleimhaut bzw. Mundschleimhaut, umfasst. 3. Permeationszelle gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein Volumen von 1, bis 5 cm³, vorzugsweise von 1 bis 4 cm³, besonders bevorzugt von etwa 1,5 bis etwa 3 cm³, aufweist. 4. Permeationszelle gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtfläche der semipermeablen Membranen von 2 bis 12 cm², vorzugsweise von 2,5 bis 10 cm², besonders bevorzugt von etwa 3 bis etwa 9 cm³, beträgt. 5. Permeationszelle gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein Material umfasst, das ausgewählt ist aus der Gruppe der Polymere, vorzugsweise Polystyrol. 6. Permeationszelle gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper die Form eines Hohlzylinders, eines Hohlquaders, eines Hohlwürfels, einer Hohlpyramide, eines Hohlprismas, eines MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC Hohlkegels und/oder eine Hohlkugel, oder eine Form, die von diesen abgeleitet ist, aufweist. 7. Vorrichtung zur Messung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran, umfassend eine Permeationszelle gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 als Donorkompartiment, wobei die Permeationszelle ein erstes Medium, umfassend Moleküle, enthält und einem Akzeptorkompartiment, das ein zweites Medium enthält, wobei das Akzeptorkompartiment so ausgestaltet ist, dass das zweite Medium die semipermeablen Membranen der Permeationszelle vollständig bedeckt. 8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Moleküle mindestens einen pharmazeutisch aktiven Wirkstoff umfassen. 9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Medium, umfassend die Moleküle, eine Lösung, Dispersion und/oder Suspension, umfassend mindestens einen pharmazeutisch aktiven Wirkstoff, umfasst. 10. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Medium mindestens ein Lösungsmittelund einen Puffer, umfasst. 11. Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Donorkompartiment so gestaltet ist, dass es in seiner Gesamtheit eine höhere Dichte als das Medium in dem Akzeptorkompartiment aufweist. 12. Verfahren zur Messung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran, umfassend die Schritte: MEISSNER BOLTE M/LTSL-105-PC - Bereitstellen einer Permeationszelle gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 als Donorkompartiment, wobei die Permeationszelle ein erstes Medium, umfassend Moleküle, enthält, - Bereitstellen eines Akzeptorkompartiments, umfassend ein zweites Medium, - Platzieren der Permeationszelle in dem Akzeptorkompartiment, so dass die semipermeablen Membranen des Donorkompartiments vollständig mit dem zweiten Medium bedeckt sind. 13. Verfahren gemäß Anspruch 12, ferner umfassend den Schritt der Entnahme einer Probe aus dem Akzeptorkompartiment, um eine Konzentration der Moleküle, die durch die semipermeablen Membranen des Donorkompart iments diffundiert sind, zu bestimmen. 14. Verfahren gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenentnahme über einen Zeitraum von 0,5 bis 360 Minuten erfolgt, wobei vorzugsweise regelmäßig Proben entnommen werden. 15. Verwendung einer Permeationszelle gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6 oder einer Vorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 7 bis 11 zur Bestimmung einer Permeation von Molekülen durch mindestens eine semipermeable Membran.