DE102005017777A1

DE102005017777A1 - Verfahren zur schonenden Herstellung von hochfeinen Partikelsuspensionen

Info

Publication number: DE102005017777A1
Application number: DE200510017777
Authority: DE
Inventors: Jan Peter Möschwitzer; Andreas Lemke
Original assignee: Pharmasol GmbH
Current assignee: Pharmasol GmbH
Priority date: 2005-04-13
Filing date: 2005-04-13
Publication date: 2006-10-19

Abstract

Die Erfindung beschreibt einen mehrstufigen Prozess, um auf eine sehr effektive und schonende Weise Partikel mit einer mittleren Partikelgröße von 50 nm bis 1000 nm herzustellen. Der Wirkstoff wird in einem Lösungsmittel gelöst, Hilfsstoffe, wie Tenside, Polymere, Kohlenhydrate, und andere verschiedene Hilfsstoffe können dieser Lösung zugesetzt werden. Die Hilfsstoffe können in dem verwendeten Lösemittel löslich sein oder alternativ in diesem in partikulärer Form verteilt vorliegen. Diese, den Wirkstoff in gelöster Form enthaltende Flüssigkeit, wird dann unter Verwendung sehr schnell eingefroren. Der erhaltenen gefrorenen Matrix wird in einer ersten Ausführungsvariante anschließend in einem Gefriertrocknungsprozess (Lyophilisation) das/die verwendeten Lösungsmittel entzogen. In einer zweiten Ausführungsvariante wird direkt mit der eingefrorenen Matrix weitergearbeitet. Die feste Matrix (gefroren oder lyophilisiert) wird in einer äußeren Phase, einem flüssigen Medium, welches Wasser, eine Mischung aus Wasser mit in Wasser mischbaren Flüssigkeiten oder eine nichtwässrige Flüssigkeit sein kann, dispergiert. Das Dispersionsmedium kann z. B. Tenside, polymere Stabilisatoren oder andere Zusatzstoffe enthalten. DOLLAR A Die entstandene Dispersion wird dann sofort hohen Scher- und/oder Kavitationskräften unter Verwendung von Hochdruckhomogenisatoren (Jet-Stream-Homogenisatoren, Kolben-Spalt-Homogenisatoren) oder Kugelmühlen ausgesetzt. Es können auch andere Geräte Anwendung finden, ...

Description

Kurzbeschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung beschreibt einen mehrstufigen Prozess, bei der ein schwer wasserlöslicher bzw. wasserunlöslicher Wirkstoff in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst wird, die entstandene Lösung anschließend eingefroren wird, die entstandene gefrorene feste Matrix in einer ersten Ausführungsvariante anschließend durch Gefriertrocknung (Lyophilisation) vom verwendeten Lösungsmittel ganz oder teilweise befreit wird bzw. in einer zweiten Ausführungsvariante die gefrorene feste Matrix ohne Trocknung weiterverarbeitet wird. Die erhaltene feste Matrix, gefroren oder lyophilisiert, wird in einer äußeren Phase dispergiert, auf diese Dispersion werden Kräfte (z.B. Ultraschall, Kavitations- und/oder Scherkräfte) angewendet, so dass eine Suspension mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 50 nm bis 1000 nm entsteht, die entweder selbst als Produkt dient oder weiterverarbeitet wird.
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur schonenden Herstellung von hochfeinen Suspensionen im Nanometerbereich für Bereiche der Pharmazie, Kosmetik, Lebensmittelherstellung, Agrar.

Aufgrund der heute angewendeten Techniken zur Findung neuer Arzneistoffkandidaten (z.B. high-throughput-screening, molecular modelling, receptor-fit-techniques) (B. Rabinow, Nanosuspensions in drug delivery, Nat. Rev. Drug Discov. 9/2004, 3(9), 785-796), sind immer mehr Wirkstoffe, die aus der pharmazeutischen Entwicklung kommen, zwar besonders gut wirksam, besitzen dabei aber häufig eine sehr geringe Löslichkeit bzw. sind praktisch unlöslich (Merisko-Liversidge E. Nanocrystals: Resolving Pharmaceutical Formulation Issues associated with poorly water-soluble Compounds. In: Marty JJ, editor, Particles; 2002; Orlando: Marcel Dekker; 2002). Dadurch wird ihre Bioverfügbarkeit, besonders nach oraler oder topischer Applikation, deutlich limitiert. Eine parenterale Anwendung wird durch die schlechte Löslichkeit und die damit verbundenen erforderlichen großen Injektionsvolumina ebenfalls erschwert. Die Verwendung von injizierbaren Lösungsmittelmischungen (z.B. Wasser-Ethanol-Gemischen) oder organischen Lösungsmitteln (z.B. Polyethylenglycol), auch unter Zuhilfenahme von Lösungsvermittlern führt häufig zu schmerzhaften Injektionen und ist deshalb ebenfalls negativ zu bewerten.

Einen möglichen Ansatz zur Verbesserung der Bioverfügbarkeit aufgrund einer gesteigerten Auflösungsgeschwindigkeit und einer erhöhten Sättigungslöslichkeit bietet die Nanonisierung, das heißt die Verringerung der Partikelgröße in einen Bereich kleiner als 1000 nm. (Merisko-Liversidge E, Liversidge GG, Cooper ER. Nanosizing: a formulation approach for poorly-water-soluble compounds. European Journal of Pharmaceutical Sciences 2003; 18(2):113-120.) Die kleine Partikelgröße führt einerseits zu einer stark vergrößerten Gesamtoberfläche und andererseits zu einer stärkeren Krümmung der Partikeloberfläche. Dadurch kommt es zu einem gesteigerten Lösungsdruck entsprechend der Kelvin-Gleichung und einer damit verbundenen Steigerung der Sättigungslöslichkeit. Die Steigerung der Sättigungslöslichkeit und die stark vergrößerte Oberfläche führen entsprechend der Noyes-Whitney-Gleichung zu einer erhöhten Auflösungsgeschwindigkeit. Dementsprechend stehen durch Nanonisierung von Arzneistoffen verglichen mit mikronisiertem Arzneistoff in kürzerer Zeit größere Mengen an gelöstem Wirkstoff zur Verfügung, wodurch im Falle von BSC (engl.: biopharmaceutical specification class (BSC)) Klasse II Arzneistoffen, die Bioverfügbarkeit deutlich verbessert werden kann.

Klasse II (BSC II) Arzneistoffe, sind solche, die nach peroaler Gabe zwar leicht permieren, deren Bioverfügbarkeit aber aufgrund einer langsamen Auflösungsgeschwindigkeit/geringen Sättigungslöslichkeit deutlich limitiert ist.

Es sind verschiedenste Methoden beschrieben, um Wirkstoffe mit einer Partikelgröße im Nanometerbereich herzustellen. Prinzipiell unterscheidet man zwischen „bottom-up" und „top-down" Technologien. Bei den „top-down"-Technologien geht man von größeren Arzneistoffkristallen aus, die meist in einem ersten Produktionsschritt mit Hilfe von Mahlverfahren (wie z.B. dem Luftstrahlmahlen) mikronisiert werden. Bei der Verwendung von „top-down"-Technologien geht man im Allgemeinen davon aus, dass eine vorherige Mikronisierung des Ausgangsmaterials zu einer besseren Nanonisierung führt. (V.B. Patravale, Nanosuspensions: a promising drug delivery strategy, Journal of Pharmacy and Pharmacology, 56(7) 827-840).

Zur eigentlichen Nanonisierung werden verschiedene Techniken beschrieben.

Patent US 5,145,684 beschreibt die Naßmahlung von Arzneistoffen mit Kugelmühlen, um die Größe von Arzneistoffkristallen dispergiert in Tensidlösungen zu reduzieren. Die Partikelgröße der „Makrosuspension" wird durch die Mahlkugeln und deren Bewegung reduziert. Ein Nachteil dieser Technologie ist die Notwendigkeit der Verwendung von mikroniserten Ausgangsmaterialien, eine mögliche Kontamination des Produktes durch Abrieb von den Mahlkugeln (Buchmann S, Fischli, W., Thiel, F. P., Alex, R. Aqueous microsuspension, an alternative intravenous formulation for animal studies. In: 42 nd Annual Congress of the International Association for Pharmaceutical Technology (APV); 1996; Mainz; 1996, p. 124) und die deutliche Abhängigkeit des Mahlergebnisses und der erforderlichen Mahldauer von der Stoffeigenschaften des Ausgangsmaterials. Die erzielbaren Partikelgrößen sind in Abhängigkeit des Mahlgutes typischerweise unter 400 nm, häufig kann eine Partikelgröße von 200-300 nm erreicht werden. Um Partikelgrößen im Bereich von 100 nm oder darunter zu erzielen, sind jedoch sehr lange Mahlzeiten und spezielle Techniken (z.B. Wechseln der Kugelgröße) erforderlich, was die Prozessführung erschwert und deutlich verlängert.

Eine alternative Herstellungsmethode ist die Verwendung von Hochdruckhomogenisatoren, also Methoden, die auf Kolben-Spalt-Prinzip oder dem Jet-Stream-Prinzip (Microfluidizer-Technologie, Microfluidics Inc. ( US 6,018,080 )) beruhen. Prinzip des Microfluidizers ist das frontale Aufeinanderprallen zweier Strahlen mit sehr großer Geschwindigkeit, wobei die Kollision der Partikel zu deren Zerkleinerung führt. Nachteile dieser Methode sind die erforderliche Zyklenzahl (häufig mehr als 50 Zyklen) und eine potentielle Kontamination mit zurückbleibenden Mikropartikeln. Bei der Verwendung von Kolben-Spalt-Homogenisatoren wird die Makrosuspension durch einen sehr engen Spalt gepresst, der abhängig vom aufgewendeten Druck und von der Viskosität des Dispersionsmediums eine Größe von 5-20 μμm aufweist (Rainer H. Müller, Jan Möschwitzer and Faris Nadiem Bushrab, Manufacturing of nanoparticles by milling and homogenization techniques, eds. Gupta, Kompella, Publisher: Marcel Dekker, submitted for printing). Dabei führt die hohe Strömungsgeschwindigkeit zu Kavitationskräften, zusätzlich führen Partikelkollision sowie auftretende Scherkräfte ebenfalls zu einer Partikelzerkleinerung. Patent US 5,858,410 beschreibt die Verwendung von Kolben-Spalt-Homogenisatoren zur Zerkleinerung von Partikeln dispergiert in reinen Wasser/Tensid-Mischungen. Patent WO 0103670 beschreibt dagegen die Verwendung dieser Technik um Partikel, die in nichtwässrigen Medien oder in Mischungen von Wasser mit wassermischbaren Flüssigkeiten dispergiert sind, zu homogenisieren. Die mit Kolben-Spalt-Homogenisatoren erzielbaren Partikelgrößen liegen dabei an Abhängigkeit von der Größe und Eigenschaften der verwendeten Ausgangsmaterialien sowie den verwendeten Dispersionsmedien und der eingebrachten Leistungsdichte im Bereich von ca. 200-600 nm und im Fall von sehr harten Materialien im Bereich von ungefähr 700-900 nm (Muller RH, Jacobs C, Kayser O. Nanosuspensions as particulate drug formulations in therapy: Rationale for development and what we can expect for the future. Advanced Drug Delivery Reviews 2001;47(1):3-19;).

Mit den oben beschriebenen „top-down"-Techniken ist es bis heute kaum bzw. unmöglich, bei vertretbarem Aufwand Nanosuspensionen mit einer mittleren Partikelgröße von weit unter 100 nm und einer maximalen Partikelgröße im Bereich von 100-200 nm herzustellen.

Bei der Verwendung der sogenannten „bottom-up"-Technologien geht man von Arzneistofflösungen aus, also molekular feinstverteilten Arzneistoffmolekülen. Gibt man diese Lösung entsprechend schnell zu einem Nichtlösungsmittel, in dem aber das verwendete Lösungsmittel des ersten Schrittes mischbar ist, fallen sehr kleine Wirkstoffkristalle aus, die aber mit der Zeit zu stabileren, größeren Kristallen anwachsen. Diese Methode ist schon sehr alt und wird als „via humida paratum" (auf flüssigem Wege bereitet) bezeichnet.

Um das Wachstum der Partikel zu verlangsamen werden im Allgemeinen Tenside oder polymere Stabilisatoren verwendet. Diese Technik wird als Hydrosol-Technik bezeichnet und im Patent US 5,389,382 beschrieben. Später wurden einige Modifikationen dieses Präzipitationsprinzipes beschrieben ( US 6,251,945 ). Das Hauptproblem ist, die präzipitierten Kristalle in Nanometerbereich zu stabilisieren. Die Nanokristalle versuchen zu wachsen und Mikrokristalle zu bilden. Um dies zu verhindern, kann man die sofortige Trocknung der hergestellten Suspension, z.B. durch Lyophilisation (Sucker, H., Hydrosole – eine Alternative für die parenterale Anwendung von schwer wasserlöslichen Wirkstoffen, in: Müller, R. H., Hildebrand, G. E., (Hrsg.), Pharmazeutische Technologie: Moderne Arzneiformen, 2. Auflage, 1998, WVG, Stuttgart)) anwenden. Ein alternativer Ansatz ist die Fällung der Partikel mit anschließendem Eintrag von Energie (z.B. durch Scherkräfte oder Ultraschall ( US 6,607,784 ). Diese Kräfte können z.B. durch Hochgeschwindigkeitsmischer oder verschiedene Hochdruckhomogenisatoren (z.B. Geräte der Firmen APV Gaulin, NiroSoavi, Avestin) oder im Fall der Ultraschallverwendung durch Geräte der Fima Sonics aufgebracht werden. Durch die Behandlung der ausgefällten Partikel mit Kräften wird eine Stabilisierung der Partikelgröße erreicht, die Kristalle verändern ihre Größe während der Lagerung nicht oder nur unwesentlich, im Gegensatz zu den Kristallen, die nicht mit Scherkräften behandelt wurden. Ein Nachteil dieser Technik ( US 6,607,784 ) ist, dass es – zumindest in den meisten Fällen – erforderlich ist, dass Lösungsmittel zu entfernen. Außerdem können nur Wirkstoffe prozessiert werden, für die es mindestens ein gutes Lösungsmittel und ein Nichtlösungsmittel gibt, das mit dem Lösungsmittel mischbar ist. Ein weiterer Nachteil ist, dass im Allgemeinen jedes Lösungsmittel zumindest in einem bestimmten Umfang in dem Nicht-Lösungsmittel (z.B. Wasser) löslich ist, das bedeutet, dass bei nachträglicher Entfernung des verwendeten Lösungsmittels immer ein gewisser Restgehalt desselben im Wasser zurückbleibt. Im Gegensatz zu Patent US 6, 607, 784 , bei dem die Ausfällung des schwerlöslichen Wirkstoffs vor dem Aufbringen von Kraft erfolgt, wird in der Patentanmeldung US 20040266890 eine Technik beschrieben, bei der der Mischvorgang der Flüssigkeiten und das Aufbringen der Kraft in einem speziell dafür konstruiertem Gerät erfolgt. Dafür ist es erforderlich, das die verwendeten Flüssigkeitsströme in einer besonderen Anordnung zueinander stehen. Die bei der Verwendung dieser neuen Technologie, speziell in der gleichzeitigen Variante (4.Prozesskategorie), erzielbaren Partikelgrößen wurden nicht bestimmt. Es werden aber Partikelgrößen im Bereich von 10 nm bis 10 μm angegeben, ohne spezielle Bespiele für die beanspruchten 10 nm aufzuführen.

Aus den aufgeführten Beispielen wird deutlich, dass mit den bis dato bekannten Methoden eine rationelle Herstellung von lager-und langzeitstabilen, hochfeinen Nanosuspensionen mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 50 nm bis 1000 nm, bevorzugt 50 nm bis 600 nm, besonders bevorzugt von 50 nm bis 200 nm derzeit nur relative schwer und unter hohem Kraft- bzw. energieaufwand erreicht werden kann. Die vorliegende Erfindung beschreibt Methoden, mit deren Hilfe die oben aufgeführten Probleme gelöst werden können.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung beschreibt einen mehrstufigen Prozess, bei der ein schwer wasserlöslicher bzw. wasserunlöslicher Wirkstoff in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst wird, die entstandene Lösung anschließend eingefroren wird, die entstandene gefrorene feste Matrix in einer ersten Ausführungsvariante anschließend durch Gefriertrocknung (Lyophilisation) vom verwendeten Lösungsmittel ganz oder teilweise befreit wird bzw. in einer zweiten Ausführungsvariante die gefrorene feste Matrix ohne Trocknung weiterverarbeitet wird. Die feste Matrix, die je nach Ausführungsvariante gefroren oder lyophilisiert vorliegt, wird anschließend in einer äußeren Phase dispergiert, auf diese Dispersion werden Kräfte angewendet, so dass eine Suspension mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 50 nm bis 1000nm entsteht.

Beispiele für Lösungsmittel sind: N-Methyl-2-pyrrolidinon, 2-Pyrrolidon, Dimethylacetamid, Milchsäure, Ethanol, Methanol, Isopropanol, Aceton, Chloroform, Dichlormethan, Dimethylsulfoxid, N-Propanol, Glycerol, Ethylenglycol, Dimethylformamid, Dimethylacetamid, organische Säuren (z.B. Essigsäure, Ameisensäure, Fumarsäure).

Typische Tenside oder stabilisierende Substanzen, die dem Lösungsmittel zugesetzt werden können, sind z.B. Verbindungen aus der Reihe der Poloxamere, Poloxamine, ethoxylierten Mono- und Diglyceride, ethoxylierten Lipide und Lipoide, ethoxylierten Fettalkohole und Alkylphenole, ethoxylierten Fettsäureester, Polyglycerinether und -ester, Lecithine, Ester und Ether von Zuckern oder Zuckeralkoholen mit Fettsäuren oder Fettalkoholen, Phospholipide und Sphingolipide, Sterine, deren Ester oder Ether sowie deren Mischungen dieser Verbindungen. Daneben kommen auch Eilecithin, Sojalecithin oder hydrierte Lecithine, deren Mischungen oder Mischungen aus einem oder beiden Lecithinen mit einer oder mehreren Phopholipidkomponenten, Cholesterin, Cholesterinpalmitat, Stigmasterin oder andere Sterine in Frage, um der Lösung zugesetzt zu werden.

Unter Umständen kann es erforderlich sein, der Lösung weitere Substanzen zuzusetzen, um die Eigenschaften der Lösung selbst oder die Eigenschaften der aus der Lösung hergestellten festen Matrix zu beeinflussen. Dazu kommen unter anderem in Frage: Diacetylphosphat, Phosphatidylglycerol, gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren, Natriumcholat, Peptisatoren oder Aminosäuren, sowie Celluloseether und -ester, Polyvinylderivate, Alginate, Xanthane, Pektine, Polyacrylate, Poloxamere und Poloxamine, Polyvinlyalkohol, Polyvinylpyrrolidon oder Glucose, Mannose, Trehalose, Mannit und Sorbit, Fructose, Natriumcitrat, Natriumhydrogenphosphat, Natriumdihydrogenphosphat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Glycerin. Wenn erforderlich können dem Lösungsmittel auch Farbstoffe, entweder in gelöster Form oder in unlöslicher Form als Pigmente, zugesetzt werden.

Dieser Lösung, die einen oder mehrere Wirkstoffe und einen oder mehrere Hilfsstoffe enthalten kann, wird dann in einem schnellen Schritt Temperatur entzogen, so dass eine vollständig durchgefrorene Matrix entsteht. Dies kann z.B. durch Einbringen dieser Lösung in flüssigen Stickstoff geschehen, was aufgrund der niedrigen Temperatur von ca. minus 195°C zu einem sofortigen Gefrieren der Lösung führt.

Die zu verarbeitenden Feststoffe können aus verschiedensten Bereichen stammen, d.h. es können pharmazeutische Wirkstoffe, kosmetische Wirkstoffe, aber auch Zusatzstoffe für die Nahrungsmittelindustrie sowie Materialen für andere technische Bereiche verarbeitet werden, die bevorzugt als nanokristallines Material vorliegen sollen, wie z.B. Farbstoffe und Farbstoffpigmente für Farben und Lacke oder für kosmetische Anwendungen.

Pharmazeutische Wirkstoffe können aus den nachfolgend aufgeführten therapeutischen Gebieten stammen (ggf. in Form ihrer wenig wasserlöslichen Form, z. B. als Base anstelle des Hydrochlorids):
Beispiele für in Form einer Nanosuspension zu verarbeitende Arzneistoffgruppen sind:

1. Analgetika/Antirheumatika z. B. Morphin, Codein, Piritramid, Fentanyl, Levomethadon, Tramadol, Diclofenac, Ibuprofen, Dexibuprofen, Ketoprofen, Dexketoprofen, Meloxicam, Indometacin, Naproxen, Piroxicam, Rofecoxib, Celecoxib,,
2. Antiallergika z. B. Pheniramin, Dimetinden, Terfenadin, Astemizol, Loratidin, Desloratadin, Doxylamin, Meclozin, Fexofenadin, Mizolastin
3. Antibiotika/Chemotherapeutika z. B. Rifamoicin, Ethambutol, Thiazetazon, Buparvaquon, Atovaqon, Tarazepid
4. Antiepileptika z. B. Carbamazepin, Clonazepam, Mesuximid, Phenytoin, Valproinsäure
5. Antimykotika a) intern: z. B. Natamycin, Amphotericin B, Miconazol, Itraconazol b) extern ausserdem: z. B. Clotrimazol, Econazol, Fenticonazol, Bifonazol, Ketoconazol, Tolnaftat
6. Corticoide (Interna) z. B. Aldosteron, Fludrocortison, Betametason, Dexametason, Triamcinolon, Triamcinolonacetonid, Fluocortolon, Hydrocortison, Hydrocortisonacetat, Prednisolon, Prednyliden, Cloprednol, Budesonid, Methylprednisolon
7. Dermatika a) Antibiotika: z. B. Tetracyclin, Erythromycin, Framycetin, Tyrothricin, Fusidinsäure b) Virustatika wie oben, ausserdem: z. B. Vidarabin c) Corticoide wie oben, ausserdem: z. B. Amcinonid, Flupredniden, Alclometason, Clobetasol, Halcinonid, Fluocinolon, Clocortolon, Flumetason, Diflucortolon, Fludroxycortid, Halometason, Desoximetason, Fluocinolid, Fluocortinbutyl, Flupredniden, Prednicarbat, Desonid
8. Hypnotika, Sedativa z. B. Cyclobarbital, Pentobarbital, Methaqualon, Benzodiazepine (Flurazepam, Midazolam, Nitrazepam, Lormetazepam, Flunitrazepam, Triazolam, Brotizolam, Temazepam, Loprazolam)
9. Immuntherapeutika und Zytokine z. B. Azathioprin, Ciclosporin
10. Lokalanaesthetika a) intern: z. B. Butanilicain, Mepivacain, Bupivacain, Etidocain, Lidocain, Articain b) extern ausserdem: z. B. Oxybuprocain, Tetracain, Benzocain
11. Migränemittel z. B. Lisurid, Methysergid, Dihydroergotamin, Ergotamin, Triptane (wie z.B. Zolmitriptan, Sumatriptan, Rizatriptan)
12. Narkosemittel z. B. Methohexital, Propofol, Etomidat, Ketamin, Thiopental, Droperidol, Fentanyl
13. Nebenschilddrüsenhormone, Calciumstoffwechselregulatoren z. B. Dihydrotachysterol
14. Ophthalmika z. B. Cyclodrin, Cyclopentolat, Homatropin, Tropicamid, Pholedrin, Edoxudin, Aciclovir, Acetazolamid, Diclofenamid, Carteolol, Timolol, Metipranolol, Betaxolol, Pindolol, Bupranolol, Levobununol, Carbachol
15. Psychopharmaka z. B. Benzodiazepine (Lorazepam, Diazepam), Clomethiazol
16. Sexualhormone und ihre Hemmstoffe z. B. Anabolika, Androgene, Antiandrogene, Gestagene, Estrogene, Antiestrogene
17. Zytostatika und Metastasehemmer a) Alkylantien wie Melphalan, Carmustin, Lomustin, Cyclophosphamid, Ifosfamid, Trofosfamid, Chlorambucil, Busulfan, Prednimustin, Thiotepa b) Antimetabolite wie Fluorouracil, Methotrexat, Mercaptopurin, Tioguanin c) Alkaloide wie Vinblastin, Vincristin, Vindesin d) Antibiotoka wie Dactinomycin e) Taxol und verwandte bzw. analoge Verbindungen f) Dacarbazin, Estramustin, Etoposid

Pharmazeutische Wirkstoffe von besonderem Interesse sind Amphotericin B, Ciclosporin A, Aciclovir, Ritonavir, Paclitaxel, Taxane, Ketoconazol, Itraconazol, Ibuprofen, Naproxen, Omeprazol, Pantoprazol, Loratadin, Desloratadin, Loperamid, Daglutril.

In einer Ausführungsvariante wird die so erhaltene gefrorene Matrix in einem gekühlten Nichtlösemittel mittels herkömmlicher Rührmethoden bzw. Dispergiermethoden in gefrorenem Zustand dispergiert, so dass eine Mischung aus Eis und äußerer Phase entsteht.

Wenn notwendig, können der äußeren Phase Tensiden, Antiflokkulantien (z.B. Natriumcitrat) und polymere Stabilisatoren zugegeben werden.

Auf die so hergestellte Dispersion werden dann unmittelbar und vor dem Schmelzen der gefrorenen dispergierten Matrix mittlere oder hohe Scher- und/oder Kavitationskräfte angewendet. Mittlere Scherkräfte können durch Rotor-Stator-Rührsysteme (Leistungsdichte: 10⁶/10⁷ W/m³) oder alternative Geräte wie z.B. Zahnscheiben aufgebracht werden. Alternativ können Geräte mit höherer Leistungsdichte im Bereich von 10⁹/10¹³ W/m³ verwendet werden, mit deren Hilfe dann hohe Kräfte auf die Suspensionen aufgewendet werden können. Beispiele für solche Geräte sind Strahl-Homogenisatoren oder Kolben-Spalt-Homogenisatoren (z.B. Geräte der Serien Avestin, APV Gaulin, Niro Soavi) oder Ultraschallerzeuger der Firma Sonics. Beispiel 1 zeigt die Ausführung der oben beschriebenen Variante des Patentes unter Verwendung des Arzneistoffs Amphotericin B. Bereits nach 5 Homogenisationszyklen wurde eine Suspension mit einer mittleren Partikelgröße, die mit Hilfe der Photonenkorrelationsspektroskopie bestimmt wurde, von 143 nm erhalten werden. Nach sieben Tagen Lagerung nahm die mittlere Partikelgröße nur um 64 nm auf 207 nm zu, obwohl das verwendete Lösungsmittel Dimethylsulfoxid nicht aus dem System entfernt wurde. Dieses Beispiel zeigt, das bei Anwendung der erfinderischen Methode Nanosuspensionen mit im vergleich zu Hydrosolen deutlich verbesserten Lagerstabilitäten erzielt werden können.

In einer anderen Ausführungsvariante wird die nach dem Einfrieren erhaltene Matrix vor dem Dispergieren in der äußeren Phase in einem Gefriertrocknungsvorgang (Lyophilisation) schonend und langsam getrocknet, um das verwendete Lösungsmittel zu entfernen. Diese Ausführungsvariante bietet sich vor allem bei der Verwendung relativ toxischer Lösungsmittel an, oder wenn das verwendete Lösungsmittel mit der gewünschten äußeren Phase nicht mischbar ist. Nach dem Entfernen des Lösungsmittels wird die erhaltene Matrix analog zur ersten Ausführungsvariante weiterverarbeitet.

Beispiel 2 zeigt die Ausführung dieser Variante. Zum Einfrieren des Amphotericin B-Lösung wurde eine Gefriertruhe mit einer Temperatur von –20°C benutzt, was zu einem schnellen, aber nicht plötzlichem Einfrieren der Lösung führte. Nach 5 Homogenisationszyklen betrug die mittlere Partikelgröße bestimmt mit PCS 186 nm. Im Gegensatz dazu wurde im Beispiel 3 die Amphotericin B-Lösung in flüssigem Stickstoff schockgefroren. Nach 5 Homogenisationszyklen betrug die mittlere Partikelgröße bestimmt mit PCS 62 nm. Man kann also feststellen, dass die Einfriergeschwindigkeit einen deutlichen Einfluss auf die später erreichbare Partikelgröße hat. Dies kann dadurch begründet werden, dass schnelleres Einfrieren zu kleineren Kristallen führt (Rudolf Voigt, Pharmazeutische Technologie für Studium und Beruf, Ullstein Mosby, Seite 59-60), die durch die anschließend aufgewendete Energie besser stabilisiert werden können.

In Beispiel 4 wurde der Arzneistoff Ciclosporin A entsprechend der ersten Ausführungsvariante prozessiert, nach 15 Homogenisationszyklen wurde eine mittlere Partikelgröße mit PCS von 630 nm ermittelt. Im Gegensatz dazu wurde in Beispiel 5 die zweite Ausführungsvariante des Patentes, also mit Lyophilisation, angewendet. Es wurden nach 15 Homogenisationszyklen Partikel mit einem mittleren PCS-Durchmesser von 440 nm erhalten. Es zeigt sich also, dass die Anwendung der zweiten Ausführungsvariante im Allgemeinen zu einer kleineren Partikelgröße führt, allerdings muss dafür auch zusätzliche Energie in Form der Lyophilisation aufgebracht werden.

Um die hergestellten Partikel großtechnisch nutzen zu können, ist neben einer ausreichenden Stabilität in Form der Suspension auch eine Möglichkeit der Überführung in ein trocknes, lagerfähiges Produkt erforderlich. Beispiel 6 zeigt die Lyophilisation der für Beispiel 3 hergestellten Nanosuspension. Die Lyophilisation führte zu einem lockeren, trockenen Produkt, aus dem durch Rekonstitution mit destilliertem Wasser wieder eine Nanosuspension mit annähernd derselben Partikelgröße, wie in Beispiel 3 erwähnt, erhalten werden konnte. Beispiel 7 zeigt die Lyophilisation der für Bespiel 5 hergestellten Nanosuspension. Auch hier führte die Lyophilisation mit anschließender Rekonstitution zu einer vergleichbaren Partikelgröße.

Es kann also festgestellt werden, dass die hier vorgestellte Methode geeignet ist, schwerlösliche Stoffe, insbesondere auch thermolabile und empfindliche Substanzen zu prozessieren. Mit wenigen Homogenisationszyklen bzw. durch die Aufwendung einer relativ geringen Leistungsdichte könne Nanosuspensionen erhalten werden, deren mittlere Partikelgröße teilweise sogar weit unter 100 nm liegt. Außerdem besitzen die erzeugten Nanosuspensionen eine sehr gute Stabilität und können leicht in trockene Produkte bei gleich bleibend kleiner Partikelgröße überführt werden.

Die Partikelgrößenbestimmung wurde unter Nutzung der Laserdiffraktometrie (LD) und der Photonenkorrelationsspektroskopie (PCS) durchgeführt. Die Laserdiffraktometrie wurde mit einem Coulter LS 230 (Beckman-Coulter, USA) durchgeführt und liefert als Ergebnis einen volumenbezogene Partikelgrößenverteilung. Die zur Bestimmung herangezogenen Parameter waren die Durchmesser 50% (LD 50%), 90% (LD 90%) und 99% (LD 99%). LD 50% bedeutet z. B., dass 50% der Partikel bezogen auf deren Volumen einen Durchmesser unter dem angegebenen Wert besitzen. Die PCS-Analyse wurde mit einem Zetasizer 4 (Malvern Instruments, GB) durchgeführt. Die PCS ergibt einen mittleren Partikeldurchmesser (z-average) der Hauptpopulation und einen Polydisperitätsindex (PI) als Maß für die Breite der Partikelgrößenverteilung. Der PI für relativ enge Verteilungen liegt zwischen 0,1–0,2, Werte größer als 0,5 und mehr weisen auf eine sehr breite Partikelgrößenverteilung hin.

Ein schwerlöslicher Stoff im Sinne dieser Erfindung besitzt eine maximale Löslichkeit von 1%, bevorzugt kleiner 0,1% und insbesondere weniger als 0,01% im Dispersionsmedium (Angabe in Massenprozenten).

Die Erfindung ist dadurch charakterisiert, dass partikuläres Material in Nanometerbereich durch Aufwendung einer geringen Anzahl an Homogenisationszyklen bzw. durch eine relativ kurze Einwirkung von Scher- und Kavitationskräften erzielt werden kann. Bereits nach 1-5 Zyklen sind die Partikeldurchmesser normalerweise unter 1000 nm, sehr oft unter 400 nm und im Falle von weicheren Materialen unter 100 nm. Eine Erhöhung der Zyklenzahl ist nur im Falle von harten bis sehr harten Stoffen notwendig, maximal sind jedoch 15 bis 20 Zyklen erforderlich.

Die Herstellung von pharmazeutischen Wirkstoffen im Nanometerbereich ist für verschiedenste Applikationswege und Anwendungsbeispiele vorteilhaft und vorstellbar. In topischen Zubereitungen für Applikationen auf der Haut erhöhen nanokristalline Formen die Sättigungslöslichkeit, was zu einer verbesserten Penetration in die Haut führt. Bei der peroralen Verabreichung ist die Auflösungsgeschwindigkeit schwerlöslicher Wirkstoffe deutlich verbessert. Die erhöhte Sättigungslöslichkeit führt zu einem erhöhten Konzentrationsgradienten, was wiederum zu erhöhten Blutkonzentrationsspiegeln führt. Auch die parenterale Verabreichung über Injektionen und Infusionen ist möglich, wobei die sich schnell auflösenden Nanokristalle die Eigenschaften einer Lösung imitieren. Eine weitere Anwendung für Arzneistoffnanokristalle wären Opthalmika, z.B. könnte die Verabreichung am oder im Auge zu einer verlängerten Verweildauer des Wirkstoffs am Auge führen Die hergestellten Nanopartikel könnten auch in andere Trägersysteme eingebracht werden und aufgrund ihrer Größe zu Vorteilen führen. Arzneistoffnanokristalle können durch die Verwendung geeigneter Tenside oder Stabilisatoren positiv geladen werden, was zu einer erhöhten Adhäsivität an der Haut und an Hautanhangsprodukten, wie z.B. Haaren, führt. Es sind auch Anwendungen in der Nahrungsmittelindustrie denkbar, schwerlösliche Hilfsstoffe könnten besser dispergiert und portioniert werden. Daneben sind nanokristalline Farbstoffe für die Verwendung in kosmetischen Produkten denkbar, aber auch von Farbpigmente für verschiedene andere Anwendungen. Nanokristallines Material kann auch in der Textilindustrie Anwendung finden.

Beispiel 1
400 mg Amphotericin B wurden in 10 mL Dimethylsulfoxid aufgelöst. Auf diese Lösung wurde flüssiger Stickstoff gegeben, was zu einem sofortigen Einfrieren der Arzneistofflösung führte. Nachdem der flüssige Stickstoff abgedampft war, wurde die dabei erhaltene poröse Matrix bestehend aus gefrorenem Dimethylsulfoxid und Amphotericin B mit Hilfe eines Ultra-Turrax (Janke & Kunkel, Germany) 5 Sekunden bei 9500 Umdrehungen pro Minute in 30 g einer wässrigen 1,1% Natriumcholat-Lösung (m/m) dispergiert und sofort in einem Hochdruckhomogenisator MicronLab 40 (APV Gaulin, Deutschland) mit 1500 bar bei einer Gerätetemperatur von 10°C homogenisiert. Nach 5 Homogenisationszyklen betrug der mittlere Partikeldurchmesser, vermessen mit Hilfe der Photonenkorrelationsspektroskopie (PCS), 143 nm bei einem Polydispersitätsindex (PI) von 0,252. Die mit Hilfe der Laserdiffraktometrie (LD) bestimmten Volumenverteilungen betrugen LD50% 70 nm, LD90% 209 nm und LD99% 279 nm. Nach einer Lagerungszeit von 7 Tagen bei Raumtemperatur (RT) betrug der mittlere Partikeldurchmesser vermessen mit PCS 207,1 nm und die Volumenverteilungen LD50% 136,0 nm, LD 90% 193,0 nm und LD99% 452,0 nm.
Beispiel 2
400 mg Amphotericin B wurden in 10 mL Dimethylsulfoxid aufgelöst. Diese Lösung wurde dann bei –20°C eingefroren und anschließend in einer Lyophilisationsapparatur Christ alpha I-5 (Christ-Apparatebau, Osterode, Germany) lyophilisiert. Die dabei erhaltene poröse Matrix wurde mit Hilfe eines Ultra-Turrax (Janke & Kunkel, Germany) 10 Sekunden bei 9500 Umdrehungen pro Minute in 39,6 g einer wässrigen 1,1% Natriumcholat-Lösung (m/m) dispergiert und sofort in einem Hochdruckhomogenisator MicronLab 40 (APV Gaulin, Deutschland) mit 1500 bar bei einer Gerätetemperatur von 0°C homogenisiert. Nach 5 Homogenisationszyklen betrug der mittlere Partikeldurchmesser, vermessen mit PCS 186 nm bei einem PI von 0,411. Die Volumenverteilungen betrugen LD50% 78 nm, LD90% 238 nm und LD99% 446 nm.
Beispiel 3
400 mg Amphotericin B wurden in 10 mL Dimethylsulfoxid aufgelöst. Auf diese Lösung wurde dann flüssiger Stickstoff gegeben, was zu einem sofortigen Einfrieren der Arzneistofflösung führte. Die gefrorene Lösung wurde anschließend in einer Lyophilisationsapparatur Christ alpha I-5 (Christ-Apparatebau, Osterode, Germany) lyophilisiert. Die dabei erhaltene poröse Matrix wurde mit Hilfe eines Ultra-Turrax (Janke & Kunkel, Germany) 10 Sekunden bei 9500 Umdrehungen pro Minute in 39,6 g einer wässrigen 1,1% Natriumcholat-Lösung (m/m) dispergiert und sofort in einem Hochdruckhomogenisator MicronLab 40 (APV Gaulin, Deutschland) mit 1500 bar bei einer Gerätetemperatur von 0°C homogenisiert. Nach 5 Homogenisationszyklen betrug der mittlere Partikeldurchmesser, vermessen mit PCS 62 nm bei einem PI von 0,555. Die Volumenverteilungen betrugen LD50% 60 nm, LD90% 79 nm und LD99% 98 nm.
Beispiel 4
400 mg Ciclosporin A wurden in 10 mL Ethanol aufgelöst. Auf diese Lösung wurde flüssiger Stickstoff gegeben, was zu einem sofortigen Einfrieren der Arzneistofflösung führte. Nachdem der flüssige Stickstoff abgedampft war, wurde die dabei erhaltene poröse Matrix aus gefrorenem Ethanol und Ciclosporin in 30 g einer wässrigen 1,1% Poloxamer 188-Lösung (m/m) mit Hilfe eines Spatels grob dispergiert und sofort in einem Hochdruckhomogenisator MicronLab 40 (APV Gaulin, Deutschland) mit 1500 bar bei einer Gerätetemperatur von 0°C homogenisiert. Nach 15 Homogenisationszyklen betrug der mittlere Partikeldurchmesser, vermessen mit PCS 630 nm bei einem PI von 0,302. Die Volumenverteilungen betrugen LD50% 794 nm, LD90% 1717 nm und LD99% 3857 nm.
Beispiel 5
400 mg Ciclosporin A wurden in einer Mischung 10 mL Ethanol und 10 mL Dimethylsulfoxid aufgelöst. Auf diese Lösung wurde flüssiger Stickstoff gegeben, was zu einem sofortigen Einfrieren der Arzneistofflösung führte. Die gefrorene Lösung wurde anschließend in einer Lyophilisationsapparatur Christ alpha I-5 (Christ-Apparatebau, Osterode, Germany) lyophilisiert. Die dabei erhaltene poröse Matrix wurde mit Hilfe eines Ultra-Turrax (Janke & Kunke, Germany) 10 Sekunden bei 9500 Umdrehungen pro Minute in 39,6 g einer wässrigen 1,1% Poloxamer 188-Lösung (m/m) dispergiert und sofort in einem Hochdruckhomogenisator MicronLab 40 (APV Gaulin, Deutschland) mit 1500 bar bei einer Gerätetemperatur von 0°C homogenisiert. Nach 15 Homogenisationszyklen betrug der mittlere Partikeldurchmesser, vermessen mit PCS 440 nm bei einem PI von 0,264. Die Volumenverteilungen betrugen LD50% 405 nm, LD90% 1790 nm und LD99% 2321 nm.
Beispiel 6
1 mL der bei Beispiel 3 erhaltenen Suspension wurde mit 10 mg Fructose versetzt. Diese Mischung wurde unverzüglich in flüssigem Stickstoff eingefroren. Die gefrorene Mischung wurde anschließend in einer Lyophilisationsapparatur Christ alpha I-5 (Christ-Apparatebau, Osterode, Germany) lyophilisiert. Die dabei erhaltene poröse Matrix wurde in destilliertem Wasser resuspendiert. Der mittlere Partikeldurchmesser, vermessen mit PCS, betrug 61 nm bei einem PI von 0,455.
Beispiel 7
1 mL der bei Beispiel 3 erhaltenen Suspension wurde mit 10 mg Fructose versetzt. Diese Mischung wurde unverzüglich in flüssigem Stickstoff eingefroren. Die gefrorene Mischung wurde anschließend in einer Lyophilisationsapparatur Christ alpha I-5 (Christ-Apparatebau, Osterode, Germany) lyophilisiert. Die dabei erhaltene poröse Matrix wurde in destilliertem Wasser resuspendiert. Der mittlere Partikeldurchmesser, vermessen mit PCS, betrug 574 nm bei einem PI von 0,444.

Claims

Verfahren zur schonenden Herstellung von hochfeinen Partikelsuspensionen dadurch gekennzeichnet, dass – ein Feststoff in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst wird, – diese Lösung anschließend eingefroren wird, – der dadurch entstehenden festen Matrix das Lösungsmittel durch Lyophilisation entzogen wird bzw. die entstandene feste Matrix in gefrorenem Zustand direkt weiterverarbeitet wird – die entstandene feste Matrix in einer äußeren Phase dispergiert wird – und anschließend auf die hergestellte Dispersion mittlere bis hohe Kräfte aufgebracht werden, so dass eine Partikelsuspension entsteht, deren mittlere Partikelgröße bestimmt mit Photonenkorrelationsspektroskopie (PCS) unter 1000 nm, bevorzugt unter 800 nm, und insbesondere unter 400, speziell unter 100 nm liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zu lösende Feststoff ein Arzneimittelwirkstoff, ein kosmetischer Wirkstoff, ein Zusatzstoff für Nahrungsmittel, ein Farbstoff oder ein Pigment ist.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittleren bis hohen Kräfte Scher-, Kavitations-, Mahl- und/oder Ultraschallkräfte sind, insbesondere aufgebracht duch Hochdruckhomogenisatoren, Jet-Stream-Geräte, Rotor-Stator-Kolloidmühlen, Kugelmühlen, Hochscherungsmischer oder Ultraschallapparaturen, wobei das eingesetzte Gerät vorzugsweise mit einer Leistungsdichte von 10⁶ bis 10¹³/m³ arbeitet, insbesondere im Bereich von 10⁹ bis 10¹³/m³.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die für die Auflösung eingesetzten Lösungsmittel Wasser, Mischungen von Wasser und mit Wasser vollständig oder teilweise mischbare Flüssigkeiten oder hydrophile Flüssigkeiten, insbesondere Alkohole, bevorzugt Methanol, Ethanol oder Isopropanol oder andere organische Lösungsmittel, oder mit Wasser nicht mischbare Flüssigkeiten insbesondere Chloroform oder Dichlormethan sind, wobei bevorzugte Lösungsmittel Wasser, N-Methyl-2-pyrrolidinon, 2-Pyrrolidon, Dimethylacetamid, Ethanol, Aceton, Chloroform, Dichlormethan, Dimethylsulfoxid, N-Propanol, Glycerol, Ethylenglycol, Dimethylformamid, Dimethylacetamid oder Säuren und Basen, insbesondere Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Ameisensäure, Triethanolamin, Pyridin, Ammoniak sind, wobei gegebenenfalls eine Mischung aus zwei oder mehr derselben eingesetzt wird.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die herzustellende Wirkstofflösung noch einen oder mehrere weitere Hilfsstoffe und dispersionsstabilisierende Substanzen enthalten kann, wie z.B. Tenside, Stabilisatoren vom Typ der Antiflokkulantien und Polymere, sowie inerte Füllstoffe, wobei die Konzentrationen pro Komponente bevorzugt im Bereich von 1-90%, insbesondere von 1-20% und bevorzugt unterhalb von 10% liegen, idealerweise unterhalb von 0,01-5% liegen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stabilisierenden Substanzen Verbindungen aus der Reihe der Poloxamere, Poloxamine, ethoxylierten Mono- und Diglyceride, ethoxylierten Lipide und Lipoide, ethoxylierten Fettalkohole und Alkylphenole, ethoxylierten Fettsäureester, Polyglycerinether und -ester, Lecithine, Ester und Ether von Zuckern oder Zuckeralkoholen mit Fettsäuren oder Fettalkoholen, Phospholipide und Sphingolipide, Sterine, deren Ester oder Ether sowie deren Mischungen dieser Verbindungen umfassen.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die stabilisierenden Substanzen Eilecithin, Sojalecithin oder hydriertes Lecithin, deren Mischungen oder Mischungen aus einem oder beiden Lecithinen mit einer oder mehreren Phopholipidkomponenten, Cholesterin, Cholesterinpalmitat, Stigmasterin oder andere Sterine umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisatoren Diacetylphosphat, Phosphatidylglycerol, gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren, Natriumcholat, Peptisatoren oder Aminosäuren umfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass viskositätserhöhende Stoffe, wie z.B. Celluloseether und -ester, Polyvinylderivate, Alginate, Xanthane, Pektine, Polyacrylate, Poloxamere und Poloxamine, Polyvinlyalkohol, Polyvinylpyrrolidon enthalten sein können.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung außerdem Hilfsstoffe, wie Zucker oder Zuckeralkohole, insbesondere Glucose, Mannose, Trehalose, Mannit und Sorbit, Fructose, Natriumcitrat, Natriumhydrogenphosphat, Natriumdihydrogenphosphat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Glycerin, Farbstoffe oder Pigment enthalten kann.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass für den Einfriervorgang Verfahren verwendet werden, durch die ein vollständiges Durchfrieren des gerade einzufrierenden Teils der hergestellten Lösung innerhalb von weniger als 60 Sekunden, bevorzugt weniger als 30 Sekunden, besonders bevorzugt weniger als 10 Sekunden, speziell weniger als 1 Sekunde, erfolgt.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass der durch Temperaturentzug entstehenden festen gefrorenen Matrix vor der Dispergierung in der äußeren Phase durch Lyophilisation das Lösungsmittel entzogen wird, insbesondere bei der Verwendung von für die direkte Anwendung an Mensch und Tier ungeeigneten Lösungsmitteln.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung schonend und langsam über mehrere Stunden, bevorzugt weniger als 168 Stunden, besonders bevorzugt weniger als 72 Stunden, insbesondere weniger als 24 Stunden, in speziellen Fällen weniger als 12 Stunden, in einer geeigneten Lyophilisationsapparatur bei erniedrigten Drücken, bevorzugt bei 0,5 mbar, besonders bevorzugt bei 0,1 mbar, insbesondere bei 0,05 mbar, und bei Temperaturen von bevorzugt kleiner als 20°C, insbesondere kleiner als 0°C und speziell kleiner als – 20°C erfolgt.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die, nach dem Entzug des oder der Lösungsmittel erhaltene Matrix, die Substanz in kristalliner, teilkristalliner oder amorpher Form enthält und einen Restgehalt an Lösungsmittel von weniger als 50 Prozent, bevorzugt weniger als 10 Prozent, besonders bevorzugt weniger als 5 Prozent, speziell weniger als 1 Prozent enthält.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Entzug des Lösungsmittels erhaltene Matrix, in einem Dispersionsmedium dispergiert wird, z.B. durch Rühren mit Blattrührern, Rotor-Stator-Systemen, statischen Mischern, so dass eine Dispersion erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Dispersionsmedium Wasser, Mischungen aus Wasser und mit Wasser mischbaren Flüssigkeiten, nicht-wäßrige Medien oder organische Lösungsmittel oder lipophile Flüssigkeiten, insbesondere Öle und fette Öle, eingesetzt werden, in denen die Substanz schwer- bzw. unlöslich ist.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, dass die zuerst herzustellende Substanzdispersion noch einen oder mehrere weitere Hilfsstoffe und dispersionsstabilisierende Substanzen enthalten kann, wie z.B. Tenside, Stabilisatoren vom Typ der Antiflokkulantien und Polymere, sowie inerte Füllstoffe, wobei die Konzentrationen pro Komponente bevorzugt im Bereich von 1-90%, insbesondere von 1-20% und bevorzugt unterhalb von 10% liegen, idealerweise unterhalb von 0,01-5% liegen.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die stabilisierenden Substanzen nach Anspruch 16 Verbindungen aus der Reihe der Poloxamere, Poloxamene, ethoxylierten Mono- und Diglyceride, ethoxylierten Lipide und Lipoide, ethoxylierten Fettalkohole und Alkylphenole, ethoxylierten Fettsäureester, Polyglycerinether und -ester, Lecithine, Ester und Ether von Zuckern oder Zuckeralkoholen mit Fettsäuren oder Fettalkoholen, Phospholipide und Sphingolipide, Sterine, deren Ester oder Ether sowie deren Mischungen dieser Verbindungen umfassen.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die stabilisierenden Substanzen Eilecithin, Sojalecithin oder hydriertes Lecithin, deren Mischungen oder Mischungen aus einem oder beiden Lecithinen mit einer oder mehreren Phopholipidkomponenten, Cholesterin, Cholesterinpalmitat, Stigmasterin oder andere Sterine umfasst.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisatoren Dicetylphosphat, Phosphatidylglycerol, gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren, Natriumcholat, Peptisatoren oder Aminosäuren umfassen.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass viskositätserhöhende Stoffe, wie z.B. Celluloseether und -ester, Polyvinylderivate, Alginate, Xanthane, Pektine, Polyacrylate, Poloxamere und Poloxamine, Polyvinlyalkohol, Polyvinylpyrrolidon enthalten sein können.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion außerdem Hilfsstoffe, wie Zucker oder Zuckeralkohole, insbesondere Glucose, Mannose, Trehalose, Mannit und Sorbit, Fructose oder Hilfsstoffe wie z.B. Natriumcitrat, Natriumhydrogenphosphat, Natriumdihydrogenphosphat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Calciumchlorid, Glycerin enthalten können.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 22, dass die aufgewendete Energie durch einen Hochdruckprozess aufgewendet wird, wobei insbesondere Homogenisatoren vom Kolben-Spalt-Typ (z.B. APV Gaulin, NiroSoavi, Avestin), vom Jet-Stream-Typ (z.B. Microfluidizer) oder eine French Press (SLM Instruments, Urbana, USA) eingesetzt werden.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 23 dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Hochdruckhomogenisatoren entsprechend Anspruch 23 der Homogenisationsdruck oberhalb 100 bar liegt, bevorzugt bei oder oberhalb 500 bar, insbesondere bei oder oberhalb 1500 bar und am günstigsten bei oder oberhalb 2000 bar.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verzicht auf die Trocknung der gefrorenen Matrix entsprechend den Ansprüchen 12 und 13 diese im gefrorenen Zustand in einer äußeren Phase entsprechend Anspruch 15 dispergiert wird und die Kräfte nach den Ansprüchen 1 bis 24 auf die dispergierte noch gefrorene Matrix einwirken, so dass ein Schmelzen der gefrorenen Matrix und ein damit verbundenes Freiwerden der ungelösten Feststoffpartikel unmittelbar im Moment des ersten Einwirkens der aufzuwendenden Kräfte erfolgt.
Verfahren nach den Ansprüchen 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Hochdruckhomogenisatoren zur Erreichung einer mittleren PCS-Partikelgröße unterhalb von 1000 nm die Zahl der Homogenisationszyklen weniger als 10, insbesondere weniger als 5, bevorzugt weniger als 3 und speziell nur 1 beträgt.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Partikelsuspension entweder direkt oder nach Abtrennung der Partikel zum Einsatz kommt, insbesondere bei Verwendung dieser Partikelsuspension in unterschiedlichen Formen zur pharmazeutischen und kosmetischen Applikation, vorzugsweise in Form von Tabletten und Kapseln, Cremes, Salben oder Pulvern zur Rekonstitution vor der Anwendung.
Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Suspension zu Zwischen- oder Endprodukten weiterverarbeitet werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Suspension z.B. durch Aufbringen auf Zuckerpellets oder durch Einarbeitung in Matrixpellets weiterverarbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Suspension sprühgetrocknet oder lyophilisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Suspension als Granulierungsflüssigkeit dienen kann und das, durch den Granulierungsschritt erhaltenen Granulat direkt oder nach Verpressung zu Tabletten angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Suspension direkt oder nach Modifikation in Hart- oder Weichgelatinekapseln gefüllt zur Anwendung kommt.
Verfahren nach Ansprüchen 1-32, dadurch gekennzeichnet, dass die erhaltene Partikelsuspension entweder direkt oder nach Abtrennung der Partikel zum Einsatz kommt, z.B. zur Anwendung in den Bereichen Nahrungsmittel, Textil, Agrar, insbesondere als Pestizidsuspensionen.