DE602004006000T2

DE602004006000T2 - Verringerung der teilchengrösse von bioaktiven verbindungen

Info

Publication number: DE602004006000T2
Application number: DE602004006000T
Authority: DE
Inventors: Guy Van Den Mooter; Johan Martens; Jan Nuyens
Original assignee: Katholieke Universiteit Leuven
Current assignee: Katholieke Universiteit Leuven
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2004-08-25
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: JP2007503399A; GB0319797D0; US7666307B2; EP1658052B1; WO2005018611A1; ES2286655T3; ATE359765T1; US20070082054A1; EP1658052A1; DE602004006000D1

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung der Größe von festen Arzneimittelpartikeln in wässrigen Suspensionen durch Leiten der Suspensionen durch Magnetfelder und dadurch Vermindern der Partikelgröße vom Mikrometer- auf den Nanometerbereich. Die Erfindung betrifft des Weiteren Verfahren, die die Stabilisierung der erhaltenen Nanopartikel zulassen, sowie Formulierungen, die diese stabilisierten Nanopartikel enthalten. Die erfindungsgemäßen Formulierungen sind insbesondere für die orale Verabreichung schlecht löslicher Arzneimittelpartikel relevant.
Noch allgemeiner gesagt, befasst sich die vorliegende Erfindung mit dem Gebiet der Herstellung von Partikeln bioaktiver Verbindungen mit sehr kleiner Größe. Die Erfindung betrifft ganz besonders die magnetische Behandlung von Suspensionen von Partikeln bioaktiver Verbindungen. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Kontrolle der durchschnittlichen Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung der resultierenden Partikel. Die Erfindung betrifft zuletzt pharmazeutische, phytopharmazeutische und tiermedizinische Produkte, die solche kleinen Partikel einer bioaktiven Verbindung enthalten.
Hintergrund der Erfindung
Die Molekularstrukturen neuer chemischer Einheiten werden immer komplexer, was zu Arzneimitteln mit geringer Wasserlöslichkeit und einer durch die Auflösungsgeschwindigkeit begrenzten Absorption nach oraler Verabreichung, die immer noch der am meisten bevorzugte Weg für die Verabreichung von Arzneimitteln ist, führt. In Anbetracht der Tatsache, dass viele kürzlich synthetisierte Moleküle schlecht in wässriger Umgebung löslich sind, bleibt eine Umwandlung dieser Verbindungen in nützliche Therapeutika eine Herausforderung. Üblicherweise zur Verbesserung der Auflösung und Bioverfügbarkeit schwer wasserlöslicher Arzneimittel im Allgemeinen verwendete Techniken, schließen Mikronisierung, die Verwendung von oberflächenaktiven Stoffen und die Ausbildung fester Dispersionen ein.
In der Literatur wurden bereits sechs Arten von Wechselwirkungen zwischen Arzneimittel und Träger vorgestellt: einfache eutektische Mischungen, feste Lösungen, Glas- Lösungen, Glas-Suspensionen, amorphe Präzipitate in einem kristallinen Träger und die Ausbildung von Gemischen oder Komplexen. Andere Faktoren, wie beispielsweise eine erhöhte Benetzbarkeit, die Solubilisierung des Arzneimittels durch den Träger an der Diffusionsschicht und die Verminderung oder das Ausbleiben von Aggregation und Agglomeration, können auch zu einer erhöhten Auflösung beitragen.
Arzneimittel, die eine durch die Auflösung begrenzte, orale Absorption zeigen, könnten von einer Verminderung der Partikelgröße profitieren, wie anhand der folgenden Gleichung, die eine Abwandlung der allgemein bekannten Noyes-Whitney-Beziehung ist, gezeigt wird:
worin dM/dt die Auflösungsgeschwindigkeit, A die spezifische Oberfläche des Arzneimittelpartikels, D der Diffusionskoeffizient, h die Dicke der Diffusionsschicht, C_s die Sättigungslöslichkeit und C, die Arzneimittelkonzentration zum Zeitpunkt t ist. Da die Oberfläche mit abnehmender Partikelgröße zunimmt, können höhere Auflösungsgeschwindigkeiten durch die Verminderung der Partikelgröße von Arzneimittelsubstanzen erreicht werden. Dieser Effekt wurde anhand der höheren Auflösungsgeschwindigkeiten nach der Mikronisierung bestimmter schlecht wasserlöslicher Arzneimittel im Gegensatz zu auf normale Weise gemahlenen Formen aufgezeigt. Die Verminderung der Partikelgröße führt jedoch durchaus nicht immer zu der erwarteten Verbesserung der Auflösungsgeschwindigkeit. Dieser Effekt ist eine Folge der Abnahme der effektiven Oberfläche aufgrund der Agglomeration und Aggregation sehr feiner Partikel wegen der erhöhten Oberflächenenergie und der daraus resultierenden stärkeren van-der-Waals-Anziehung zwischen nicht-polaren Molekülen. Die Oberfläche der Partikel muss daher vor Agglomeration geschützt werden.
Das U.S. Patent Nr. 5,145,684 offenbart Partikel, die im Wesentlichen zu 99,9 bis 10 Gew.-% aus einer kristallinen Arzneimittelsubstanz bestehen, die eine Wasserlöslichkeit von weniger als 10 mg/ml besitzt, wobei diese Arzneimittelsubstanz einen nicht-vernetzten Oberflächenmodifikator, der in einer Menge von 0,1 bis 90 Gew.-% an ihre Oberfläche adsorbiert ist und dazu ausreicht, eine effektive durchschnittliche Partikelgröße von weniger als ungefähr 400 nm beizubehalten, besitzt. Es wird insbesondere eine wässrige Dispersion von modifiziertem Steroid A offenbart, die 5 % Steroid A umfasst und eine Partikelgrößenverteilung zwischen 68 und 520 nm und eine zahlengemittelte Partikelgröße von 204 nm aufweist.
Das U.S. Patent Nr. 5,503,723 offenbart das Verfeinern einer Dispersion von Nanopartikeln durch Einbringen der Dispersion zwischen zwei Elektroden und Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen den Elektroden, wobei die Dispersion im Wesentlichen aus Partikeln schwer löslicher, kristalliner therapeutischer oder diagnostischer Mittel besteht und worin 99 % der Partikel eine Partikelgröße von kleiner als 400 nm aufweisen und mit einem Oberflächenmodifikator verknüpft sind, der Nanopartikel stabilisieren kann. Es wird insbesondere eine Dispersion von Danazol beschrieben, in der 10 % der Partikel auf eine Größe von 180 mit vermindert sind.
Das U.S. Patent Nr. 5,858,410 offenbart einen Arzneimittelträger, der unter Verwenden des Strahlstrom-Prinzips und unter Verwenden von oberflächenaktiven Stoffen, wie zum Beispiel Tween 80 und Mannitol, zubereitet wurde und Partikel eines therapeutischen Mittels, das in Wasser, wässrigen Medien und/oder organischen Lösungsmitteln unlöslich, nur schwer löslich oder mäßig löslich ist, umfasst, worin das therapeutische Mittel einen durchschnittlichen Durchmesser von weniger als 1.000 nm besitzt und der Anteil von Partikeln, die größer als 5 μm sind, in der Gesamtmenge weniger als 0,1 % ausmacht. Insbesondere werden wässrige Nanosuspensionen beschrieben, die 2-15 % eines substituierten Pteridins und mindestens 0,1 % Tween 80 umfassen und bei denen der durchschnittliche Partikeldurchmesser in einem Bereich von 200 bis 800 nm liegt. Es wird auch angegeben, dass für spezielle Tetracainzusammensetzungen mit einer geringen (1 %) Arzneimittelkonzentration Nanosuspensionen mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 91 nm erhalten werden können.
Das U.S. Patent Nr. 5,922,355 offenbart das Zubereiten von Mikropartikeln einer in Wasser unlöslichen oder schwer löslichen Verbindung, durch, vor oder während des Verminderns der Partikelgröße (z.B. durch Beschallung, Homogenisierung, Mahlen, Mikrofluidisation und Fällung oder Umkristallisierung und Fällung mit Antisolvens), Mischen der Partikel mit (a) einem Phospholipid und (b) mindestens einem oberflächenaktiven Stoff, so dass die Konzentration von Phospholipid und Oberflächenmodifikator in der Suspension oder der festen Form zwischen 0,1 bis 50 % liegt, und anschließend Aufbringen von Energie auf die Mischung. Insbesondere werden Arzneimittelformulierungen beschrieben, in denen die Arzneimittelkonzentration zwischen 2 und 5 % liegt, in denen die durchschnittliche Partikelgröße zwischen 35 und 98 nm beträgt und in denen sich die durchschnittliche Partikelgröße nach einer oder mehreren Wochen Lagerung der Formulierungen bei 4 °C nicht in erheblichem Maße verändert.
Das U.S. Patent Nr. 6,221,400 offenbart nanokristalline Formulierungen von HIV-Protease-Inhibitoren, in denen die durchschnittliche Partikelgröße weniger als 400 nm beträgt. Insbesondere sind nanopartikuläre Zusammensetzungen von Indinavir beschrieben, in denen die durchschnittliche Größe der Nanopartikel zwischen 127 und 267 nm liegt.
Die internationale Patentanmeldung WO 02/055059 offenbart Verfahren, die sowohl ein mit Wasser mischbares erstes Lösungsmittel als auch ein wässriges zweites Lösungsmittel zum Zubereiten von Submikron-großen Partikeln einer organischen Verbindung einschließen. Unter Verwenden dieser Verfahren werden Suspensionen, in denen der durchschnittliche Partikeldurchmesser zwischen 180 und 700 nm liegt, zubereitet.
Ein gemeinsames Merkmal der Veröffentlichungen im Stand der Technik ist daher die große Schwieirgkeit, Arzneimittelsuspensionen, in denen die durchschnittliche Partikelgröße im Nanometerbereich, vorzugsweise unter 500 nm, liegt, zu erhalten. Dies wurde offensichtlich nur bei sehr speziellen Medikamenten, vorausgesetzt, dass die Arzneimittelkonzentration in der Suspension gering, z.B. kleiner als 5 Gew.-%, ist, erreicht.
Da Itraconazol ein schlecht wasserlöslicher, normalerweise kristalliner Wirkstoff ist, werden viele Versuche darauf angesetzt, dessen Bioverfügbarkeit zu verbessern. Zum Beispiel offenbart das U.S. Patent Nr. 6,346,533 ein Verfahren zum Erhalt von Itraconazol in amorpher Form, welche eine verbesserte Bioverfügbarkeit und einen Partikeldurchmesser von 0,5 bis 10 um aufweist. Das U.S. Patent Nr. 6,497,905 offenbart das Umwandeln von kristallinem Itraconazol in dessen amorphe Form als eine feste Lösung von einem normalerweise hydrophoben Vehikel, wie zum Beispiel Glycerylmonostearat, einem Monoglycerid, einem Diglycerid, einem Triglycerid oder einem Wachs. Diese feste Lösung kann als Bestandteil eines Granulatpartikels, in dem Itraconazol mit ungefähr 5 bis 60 % Trockengewicht vorliegt, verwendet werden. Die Partikelgröße dieses Granulatpartikels ist nicht genauer spezifiziert.
Die internationale Patentanmeldung WO 2004/043580 offenbart ein Emulgierungsverfahren, das das Strömenlassen, Leiten oder Zirkulierenlassen einer Vormischung aus zwei oder mehreren nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten, wobei die Vormischung vorzugsweise mindestens eine hydrophile Flüssigkeit und mindestens eine lipophile Flüssigkeit umfasst, durch ein oder mehrere Magnetfelder unter Bedingungen zum Emulgieren dieser Vormischung umfasst. Obwohl die gemäß diesem Verfahren zubereiteten Emulsionen in tiermedizinische oder pharmazeutische Zusammensetzungen eingeschlossen werden können, behandelt das Dokument nicht die Solubilisierung von schwer löslichen Arzneimitteln als solche.
Da die Wasserlöslichkeit dieser Verbindungen zu gering ist, besteht in der Wissenschaft ein zunehmender Bedarf nach einer Verbesserung der Bioverfügbarkeit etlicher bioaktiver Verbindungen verschiedener therapeutischer Gruppen in Tieren und Menschen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung basiert auf der unerwarteten Erkenntnis, dass ein wesentlicher Teil von festen Partikeln, oder eines Aggregates davon, einer bioaktiven Verbindung, das (die) in einer Flüssigkeit suspendiert ist (sind), wobei diese Verbindung eine organische Substanz mit einer Wasserlöslichkeit von unter 2,5 mg/ml ist, erheblich in ihrer Größe vermindert werden kann, wenn die Flüssigkeit mit den festen Partikeln der bioaktiven Verbindung, oder einem Aggregate davon, das (die) darin suspendiert ist (sind), einmal oder mehrere Male durch ein oder mehrere Magnetfelder strömen gelassen wird. Eine weitere Erkenntnis dieser Erfindung ist, dass etliche bioaktive Verbindungen, insbesondere schwer lösliche Arzneimittel, die auf diese Weise behandelt wurden, sowohl in vitro als auch in vivo, eine verbesserte Bioverfügbarkeit in Tieren und Menschen zeigen.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 zeigt die Größenverteilung von Mizellen des oberflächenaktiven Stoffs Tween 80 in Wasser, wie sie mittels dynamischer Lichtstreuung gemessen wurde.
2 zeigt drei schematische Anordnungen einer Vorrichtung zum Durchführen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
3 zeigt die Partikelgrößenverteilung von zwei magnetisch behandelten Diazepamproben im Vergleich zu einer unbehandelten Referenzprobe.
4 zeigt die Partikelgrößenverteilung einer magnetisch behandelten Diazepamprobe im Vergleich zu einer unbehandelten Referenzprobe nach Filtration.
5 zeigt das Röntgenstrahlbeugungsmuster von unbehandeltem, kristallinem Itraconazol.
6 zeigt das Röntgenstrahlbeugungsmuster einer Mischung aus Itraconazol und dem oberflächenaktiven Stoff Tween 80.
7 zeigt das Röntgenstrahlbeugungsmuster einer magnetisch behandelten Mischung aus Itraconazol, Hydroxypropylmethylzellulose (HPMC) und dem oberflächenaktiven Stoff Tween 80.
8 zeigt das Röntgenstrahlbeugungsmuster einer magnetisch behandelten Mischung aus Itraconazol und dem oberflächenaktiven Stoff Tween 80.
9 zeigt eine Umweltasterelektronenmikroskop-(REM-)aufnahme einer Mischung aus Itraconazol und dem oberflächenaktiven Stoff Tween 80.
10 zeigt eine Umwelt-REM-Aufnahme einer magnetisch behandelten Mischung aus Itraconazol und dem oberflächenaktiven Stoff Tween 80.
11 zeigt die Auflösungsprofile einer magnetisch behandelten Mischung aus Loperamid und einem Silikat im Vergleich zu der unbehandelten Mischung.
12 zeigt die Auflösungsprofile einer magnetisch behandelten Mischung aus Loperamid und einem oberflächenaktiven Stoff Tween im Vergleich zu der unbehandelten Mischung.
Definitionen
Der Begriff „bioaktive Verbindung", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine chemische Substanz, vorzugsweise eine organische Substanz, die auf Körperfunktionen eines Menschen, eines Tieres oder einer Pflanze wirkt oder diese beeinflusst, insofern diese chemische Substanz kein Metallion und eines oder mehrere Atome oder Atomgruppen, z.B. in Form von ionischen Bindungen und/oder ionischen Komplexen, umfasst.
Der Begriff „Partikel", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet diskrete, einzelne Einheiten, wie zum Beispiel, aber nicht ausschließlich, Kristalle, einer bioaktiven Verbindung und ist Teil einer Gesamtmenge mit einer durchschnittlichen Größe in einem Bereich von gewöhnlich zwischen ungefähr 1 Nanometer (nm) und ungefähr 10 um, vorzugsweise zwischen 0,45 um und ungefähr 5μm. Die minimale durchschnittliche Partikelgröße von 0,45 μm bezieht sich auf die nominale Porengröße eines Filters, der zum Filtrieren der in Wasser vorliegenden Gesamtheit der suspendierten Feststoffe (total suspended solids, TSS) verwendet wird, wie bei E. Weiner in Applications of Environmental Chemistry (2000), Seite 67, erläutert ist.
Der Begriff „Agglomerat", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet ein Aggregat von Partikeln, die Teil einer Gesamtmenge mit einer durchschnittlichen Größe in einem Bereich von gewöhnlich zwischen ungefähr 10μm und ungefähr 100 μm ist.
Der Begriff „Nanopartikel", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet Partikel, die Teil einer Gesamtmenge mit einer durchschnittlichen Größe von unter ungefähr 0,45 μm (450 nm), vorzugsweise in einem Bereich zwischen 1 nm und ungefähr 450 nm, sind.
Der Begriff „feste Dispersion", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet ein Produkt, das durch Umwandeln einer flüssigen Kombination aus Arzneimittel und Träger in den festen Zustand gebildet wurde, siehe z.B. Corrigan in Drug Dev. Ind. Pharm. 11 (1985) 697-724.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
In einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermindern der durchschnittlichen Größe eines wesentlichen Teils von festen Partikeln einer bioaktiven Verbindung, oder eines Aggregates davon, das (die) in einer Flüssigkeit suspendiert ist (sind), um mindestens ungefähr 25 %, vorzugsweise mindestens ungefähr 50 % und besonders bevorzugt mindestens ungefähr 80 % durch einmaliges oder mehrmaliges Strömenlassen der Flüssigkeit mit den festen Partikeln einer bioaktiven Verbindung, oder einem Aggregat davon, das (die) darin suspendiert ist (sind), durch ein oder mehrere Magnetfelder.
Dem Verfahren der Erfindung zufolge sollte verstanden werden, dass der Effekt des Verfahrens auf die durchschnittliche Größe der festen Partikel, oder eines Aggregats davon, wesentlich größer ist, wenn die Stärke des Magnetfelds höher ist und/oder wenn die Anzahl an Durchströmungen durch das Magnetfeld höher ist. Da die Stärke jedes kommerziell erhältlichen Magneten gewöhnlich auf ungefähr 10.000 Gauss beschränkt ist, ist ein Mittel das effektive Magnetfeld zu erhöhen, die Suspension durch mehrere, in Reihe angeordnete Magnetvorrichtungen, strömen zu lassen (insbesondere um die Dauer der Behandlung zu begrenzen) und/oder die Suspension mehrere Male durch die gleichen Magnetfelder rezirkulieren zu lassen. Die Stärke jedes dieser Magnetfelder, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, beträgt mindestens ungefähr 2.000 Gauss.
Die in den gemäß der Erfindung magnetisch zu behandelnden Partikeln oder Agglomeraten vorhandene, bioaktive Verbindung kann aus einem sehr breiten Bereich von Spezies ausgewählt sein. Im Allgemeinen sind die als pharmazeutische, tiermedizinische oder phytopharmazeutische Mittel verwendeten Verbindungen organische Substanzen. In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung daher die magnetische Behandlung von organischen, bioaktiven Verbindungen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für die Zubereitung von Formulierungen zur Arzneimittelgabe von Nutzen, die für die orale Verabreichung einer bioaktiven Verbindung, insbesondere einer solchen mit einer geringen Löslichkeit und/oder einer geringen Auflösungsgeschwindigkeit, an ein Tier oder einen Menschen mit dem Bedarf danach geeignet ist. Arzneimittel mit einer durch die Auflösung beschränkten oralen Absorption werden üblicherweise als Verbindungen der Klasse II oder Klasse IV in dem biopharmazeutischen Klassifizierungssystem (im Folgenden als BCS bezeichnet) klassifiziert. Das BCS nach G. Amidon et al. in Pharm Res. (1995) 12:413-420 sieht zwei Klassen für schwer lösliche Arzneimittel, d.h. Klasse II und Klasse IV, und zwei Klassen für gut lösliche Arzneimittel, d.h. Klasse I und Klasse III, vor. Nach M. Martinez et al., Applying the Biopharmaceutical Classification System to Veterinary Pharmaceutical Products (Part I: Biopharmaceutics and Formulation Consideration) in Advanced Drug Delivery Reviews (2002) 54:805-824 sollte eine Arzneimittelsubstanz als gut löslich klassifiziert werden, wenn die höchste Dosisstärke in höchstens 250 ml wässrigem Medium über einen pH-Bereich von 1 bis 7,5 löslich ist. Bioaktive Verbindungen, deren Bioverfügbarkeit durch Formulieren dieser Verbindungen unter Verwenden des erfindungsgemäßen Verfahrens verbessert werden kann, schließen, neben anderen, die folgenden ein: Acetylsalicylsäure, Amprenavir, Anipamil, Bentazon Benzocain, Benzafibrat, Bexaroten, Biperiden, Butazolidin, Captopril, Carbamazepin, Chloramphenicol, Clofazimin, Cromoglicinsäure, Clotrizamol, Koffein, Cyclosporin, Diazepam, Diclofenac, Digoxin, Dilliazon, Diltiazem, Dimetridazol, Diphenhydramin, 5,5-Diphenylhydantoin Dronabinol, Dutasterid, Etoposid, Erythromycinstearat, Esupron, Fenofibrat, Flecainid, Furosemid, Fluconazol, Gallopamil, Glibenclamid, Griseofulvin, Hydrochlorothiazid, Ibuprofen, Indometacin, (Iso)tretinoin, Itraconazol, Ketoconazol, Ketoprofen, Loperamid, Lopinavir, Melperon, Metazachlor, Nalixidinsäure, Naftidrofuryl, Nexopamil, Nifedipin, Nimodipin, Nitrendipin, Nitrofurantoin, Oxybutynin, Paracetamol, Pentoxifyllin, Paroxetin, Prazosin, Propafenon, Progesteron, Pseudoephedrin, Ranitidin, Riboflavin, Risperidon, Ritonavir, Saquinavir, Sirolimus, Selegilin, Sulfamethazin, Sulfamethoxazol, Sulfathiazol, Spironolacton, Tacrolimus, Theophyllin, Tolbutamid, Triamteren, Trimethoprim, Valproinsäure und Zotepin. Arzneimittel oder bioaktive Verbindungen, die erfindungsgemäß behandelt werden können, besitzen vorzugsweise eine Wasserlöslichkeit von unter ungefähr 2,5 mg/ml, sogar zwischen 0,1 und 1 mg/ml (d.h. „sehr schwer löslich", wie es in der Pharmakopöe der Vereinigten Staaten definiert ist), sogar unter 0,1 mg/ml (d.h. „praktisch unlöslich", wie es in der Pharmakopöe der Vereinigten Staaten definiert ist), sogar unter ungefähr 5 μg/ml, und sie können eine so geringe Wasserlöslichkeit wie ungefähr 0,2 μg/ml, bei Raumtemperatur und physiologischem pH, besitzen. Nicht einschränkende Beispiele für solche Arzneimittel schließen beispielsweise Chlorothiazid, Hydrochlorothiazid, Nimodipin, Flufenaminsäure, Furosemid, Mefenaminsäure, Bendroflumethiazid, Benzthiazid, Ethacrinsäure, Nitrendipin, Itraconazol, Saperconazol, Troglitazon, Prazosin, Atovaquon, Danazol, Glibenclamid, Griseofulvin, Ketoconazol, Carbamazepin, Sulfadiazin, Florfenicol, Acetohexamid, Ajamalin, Benzbromaron, Benzylbenzoat, Betamethason, Chloramphenicol, Chlorpropamid, Chlorthalidon, Clofibrat, Diazepam, Dicumarol, Digitoxin, Ethotoin, Glutethimid, Hydrocortison, Hydroflumethiazid, Hydrochinin, Indomethacin, Ibuprofen, Ketoprofen, Naproxen, Khellin, Nitrazepam, Nitrofurantoin, Novalgin, Oxazepam, Papaverin, Phenylbutazon, Phenytoin, Prednisolon, Prednison, Reserpin, Spironolacton, Sulfabenzamid, Sulfadimethoxin, Sulfamerazin, Sulfamethazin, Sulfamethoxypyridazin, Succinylsulfathiazol, Sulfamethizol, Sulfamethoxazol (auch in Beimischung mit Trimethoprim), Sulfaphenazol, Sulfathiazol, Sulfisoxazol, Sulpirid, Testosteron und Diaminopyrimidine ein. Geeignete Beispiele für Diaminopyrimidine schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, 2,4-Diamino-5-(3,4,5-trimethoxybenzyl)pyrimidin (als Trimethoprim bekannt), 2,4-Diamino-5-(3,4-dimethoxybenzyl)pyrimidin (als Diaveridin bekannt), 2,4-Diamino-5-(3,4,6-trimethoxybenzyl)pyrimidin, 2,4-Diamino-5-(2-methyl-4,5-dimethoxybenzyl)pyrimidin (als Ormetoprim bekannt), 2,4-Diamino-5-(3,4-dimethoxy-5-brombenzyl)pyrimidin und 2,4-Diamino-5-(4-chlorphenyl)-6-ethylpyrimidin (als Pyrimethamin bekannt) ein. Wie von Fachleuten verstanden wird, gehören diese Arzneimittel zu verschiedenen therapeutischen Klassen, einschließlich Diuretika, blutdrucksenkenden Mitteln, antiviralen Mitteln, antibakteriellen Mitteln, Antimykotika usw, und sind nicht auf eine ausschließliche humane oder tiermedizinische Verwendung beschränkt. Die bioaktive Verbindung kann auch ein kosmetisches Mittel, ein diagnostisches Mittel, ein Herbizid, ein Insektizid, ein Biozid oder ein Fungizid sein. Von den kürzlich entwickelten Arzneimitteln, machen Proteine und Peptide einen großen Teil aus. Diese Verbindungen sind oftmals kaum permeabel, schwer löslich und in physiologischen Flüssigkeiten instabil, wobei eine schnelle Verstoffwechslung des Arzneimittels in vivo und unerwünschte Pharmakokinetiken auftreten. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sich daher auch als nützlich für die Zubereitung von Verabreichungsformen für die Gabe von Protein- und Peptidarzneimitteln erweisen.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit Agglomeraten einer bioaktiven Verbindung (wie sie beispielsweise oben definiert ist) durchgeführt wird, kann die durchschnittliche Größe eines wesentlichen Teils dieser Agglomerate einer bioaktiven Verbindung auf einen Bereich von ungefähr 0,45 μm bis 5 μm vermindert werden und/oder dieser wesentliche Teil von Agglomeraten mit verminderter Größe beträgt mindestens ungefähr 50 Gew.-% der suspendierten Agglomerate. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren mit festen Partikeln einer bioaktiven Verbindung (wie sie beispielsweise oben definiert ist) durchgeführt wird, kann die durchschnittliche Partikelgröße dieser festen Partikel einer bioaktiven Verbindung auf einen Bereich von ungefähr 0,5 nm bis ungefähr 500 nm, vorzugsweise von 1 bis 300 nm, besonders bevorzugt von 5 bis 200 nm und ganz besonders bevorzugt von 5 bis 100 nm, vermindert werden und/oder dieser wesentliche Teil der festen Partikel mit verminderter Größe beträgt mindestens ungefähr 10 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 20 Gew.-%, der suspendierten Partikel. Ein Fachmann weiß, dass der Umfang, bis zu dem die Größe der festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder eines Aggregates davon, vermindert wird, nicht nur von der Stärke des Magnetfelds und der Dauer der Behandlung der Suspension, die solche festen Partikel, oder ein Aggregat davon, einschließt, sondern auch von anderen Parametern wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, der Natur (insbesondere dem ionischen Charakter der Bindung und der Dipolstärke) der bioaktiven Verbindung, der Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit, in der die festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder ein Aggregat davon, suspendiert sind, der Konzentration solcher festen Partikel, oder eines Aggregates davon, in dieser Flüssigkeit, den physikalischen und chemischen Bedingungen (einschließlich pH) während der Behandlung, der kristallinen oder geometrischen Form der festen Partikel, dem Vorhandensein von optionalen, weiteren Bestandteilen in oder zusammen mit diesen festen Partikeln, oder einem Aggregat davon, und so weiter abhängt. Alle diese Parameter werden nun ausführlicher diskutiert werden, wobei es sich von selbst versteht, dass die folgenden Angaben einem Fachmann erlauben, bestimmte Variationen an jedem Parameter und bestimmte Kombinationen von Parameter zum Erreichen der Ziele der Erfindung durchzuführen, ohne in übermäßigem Umfang Versuche durchführen zu müssen.
Die Flüssigkeit, in der die festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder ein Aggregat davon, suspendiert ist (sind), ist vorzugsweise eine Flüssigkeit unter den während der erfindungsgemäßen magnetischen Behandlung herrschenden Temperatur- und Druckbedingungen. Besonders bevorzugt ist die Flüssigkeit Wasser, obwohl die Flüssigkeit auch ein organisches Lösungsmittel, das zum Beispiel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkoholen, Ester, Ethern, Ketonen, Amiden oder Mischungen davon, oder eine Kombination eines solchen oder solcher organischen(r) Lösungsmittel mit Wasser sein kann. Hinsichtlich der Auswahl der bestimmten Flüssigkeit von Interesse, die an die üblichen Bedingungen angepasst werden kann, die in der Anwendung, für die ein Bedarf nach einer erheblichen Verminderung der Größe der darin enthaltenen, festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder eines Aggregats davon, besteht, herrschen, besteht keine besondere Einschränkung. Es ist wichtig, dass diese festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder ein Aggregat davon, in dieser Flüssigkeit im Wesentlichen suspendiert, und nicht gelöst ist (sind), d.h. vorzugsweise in Form einer Slurry suspendiert ist (sind), in welcher die Konzentration dieser festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder eines Aggregats davon, in dieser Flüssigkeit mindestens das 1,05-Fache, vorzugsweise das mindestens 2-Fache, der Löslichkeitsgrenze der bioaktiven Verbindung in dieser Flüssigkeit unter den physikalischen (Temperatur und Druck) und chemischen (pH) Bedingungen, die während des Strömenlassens dieser Slurry durch das (die) Magnetfeld(er) herrschen, beträgt. Die Löslichkeitsgrenze einer bestimmten bioaktiven Verbindung in einer bestimmten Flüssigkeit ist ein Parameter, der entweder leicht in der Literatur verfügbar ist oder der von einem Fachmann unter Verwenden von im Stand der Technik allgemein bekannter Techniken leicht bestimmt werden kann. Es ist allgemein bekannt, dass die Löslichkeitsgrenze stark von der Temperatur und dem pH abhängen kann, und daher sollte sie zunächst sorgfältig bestimmt werden, wenn in der Literatur keine Angabe über ihren Wert bei bestimmten Temperatur- und pH-Bedingungen zu finden ist. Aus offensichtlichen, praktischen Gründen wird die Obergrenze der Konzentration der festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder eines Aggregats davon, in der Flüssigkeit durch die Notwendigkeit, diese Flüssigkeit mit einer wirksamen linearen Strömungsgeschwindigkeit durch (ein) Magnetfeld(er) strömen zu lassen, d.h. durch die Viskosität der flüssigen Suspension, bestimmt.
Welche Flüssigkeit auch immer verwendet wird, das Strömenlassen dieser Flüssigkeit durch das (die) Magnetfeld(er) wird vorzugsweise bei einer Temperatur unterhalb der halben Curie-Temperatur des zur Erzeugung des (der) Magnetfeldes (er) verwendeten magnetischen Materials, z.B. unterhalb von ungefähr 400 °C bei einer Magnetvorrichtung des Al-Ni-Co-Typs, durchgeführt (wie einem Fachmann allgemein bekannt ist, hängt die Curie-Temperatur von der genauen Zusammensetzung der Legierung ab). Das Strömenlassen der Flüssigkeit durch das (die) Magnetfeld(er) wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen der Gefriertemperatur und der Siedetemperatur der Flüssigkeit bei dem während des Strömenlassens dieser Flüssigkeit durch das (die) Magnetfeld(er) herrschenden Druck durchgeführt. Wenn diese Flüssigkeit zum Beispiel Wasser bei Atmosphärendruck ist, wird das Strömenlassen der Flüssigkeit durch das (die) Magnetfeld(er) vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen ungefähr 2 °C und 95 °C durchgeführt.
Die festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, die der erfindungsgemäßen Behandlung zur Größenverminderung unterzogen werden, können jede beliebige geometrische oder kristalline Form, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, kugelförmige Partikel oder prismatische Partikel, sowie kubische, tetragonale, hexagonale und oktaedrische Strukturen, aufweisen.
Für bestimmte Anwendungen kann es von Vorteil sein, das erfindungsgemäße Verfahren so durchzuführen, dass die Flüssigkeit, in der die festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder ein Aggregat davon, suspendiert ist (sind), ein oder mehrere Stabilisierungsmittel zur Verhinderung von Reagglomeration und Reaggregation der in ihrer Größe verminderten Partikel oder Agglomerate einschließt. Ein entsprechendes Stabilisierungsmittel kann entweder ein oberflächenaktiver Stoff, ein Polymer, ein hydrophiles Material, ein Silikat oder eine Kombination davon sein. Da diese Stabilisierungsmittel in der finalen pharmazeutischen oder tiermedizinischen Verabreichungsform zumindest in Spuren vorhanden sein können, sollten die Stabilisierungsmittel vorzugsweise pharmazeutisch verträgliche Hilfsstoffe sein. Hydrophile Materialien, die für diesen Zweck geeignet sind, können ausgewählt sein aus der nicht einschränkenden Liste an Verbindungen wie Glucose, Fructose, Lactose, Sorbitol, Xylitol, Mannitol und Stärke und anderen. Polymere, die für diesen Zweck geeignet sind, können ausgewählt sein aus der nicht einschränkenden Liste aus Zellulosederivaten (z.B. Hydroxypropylzellulose, Methylzellulose, Carboxymethylzellulose, Natrium- oder Calciumcarboxymethylzellulose, Hydroxyethylzellulose, mikrokristalliner Zellulose, Hydroxypropylmethylzellulose, Hydroxypropylmethylzellulosephthalat, Zelluloseacetatphthalat), Albumin, Alginsäure, Natriumalginat, Polymethacrylaten, Polyacrylsäure, Polyacrylaten, Cyclodextrinen und Derivaten davon, Traganthgummi, Akaziengummi, Gelatine, Pektin, Guarmehl, Xanthangummi, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylpyrrolidon-Co-Vinylacetat-Polyethylenglykol, Copolymeren von Ethylenoxid und Propylenoxid, Polyvinylalkohol und dergleichen. Geeignete oberflächenaktive Stoffe können ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Cetostearylalkohol, Cetylalkohol, Cetrimid, Natriumdocusat, Monoglyceriden, Diglyceriden, Lecithin, Taurocholaten, Polyoxyethylenalkylethern, Derivaten von Polyoxyethylencastoröl, Polyoxyethylensorbitanfettsäureestern, Polyoxyethylenstearaten, Natriumlaurylsulfat, Sorbitanfettsäureestern, Stearylalkohol und dergleichen und Mischungen davon.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet vorzugsweise das zwei- oder mehrmalige Rezirkulieren (z.B. in einem geschlossenen Kreislauf) der Flüssigkeit, in der die festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder ein Aggregat davon, suspendiert ist (sind), durch das (die) Manetfeld(er). Die Anzahl der Rezirkulationszyklen kann leicht an die spezielle durchschnittliche Größe, die für die von der bestimmten Anwendung umfasste, spezielle bioaktive Verbindung angestrebt ist, angepasst werden. Es ist wichtig, dass die Flüssigkeit, in der die festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder ein Aggregat davon, suspendiert ist (sind), mit einer Geschwindigkeit, die die magnetische Behandlung zur effektiven Durchführung der Größenverminderung bis zu einem erheblichen Umfang zulässt, durch das (die) Magnetfeld(er) strömen oder zirkulieren gelassen wird. Die lineare Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch jedes dieser Magnetfelder liegt vorzugsweise zwischen ungefähr 0,25 und 25 m/s. Angesichts der Länge des Magnetfeldes kann berechnet werden, dass die Verweilzeit der Flüssigkeit in jedem dieser Magnetfelder vorzugsweise zwischen ungefähr 60 Mikrosekunden und 10 Sekunden, abhängig von der Anzahl an Rezirkulationszyklen, beträgt.
Eine häufige Folge der erfindungsgemäßen magnetischen Behandlung ist, dass die Trübung der Suspension der festen Partikel einer bioaktiven Verbindung verändert wird. In Abhängigkeit von der Gesamtmenge der festen Partikel, oder eines Aggregats davon, (ob groß oder mittelgroß), das von der Größenverminderung und dem Umfang, bis zu dem eine solche Größenverminderung erfolgt, mehr betroffen ist, kann die Trübung verringert oder verstärkt werden, wie mit Hilfe von im Stand der Technik allgemein bekannten Trübungsmessern abgeschätzt oder gemessen werden kann. Die Trübung kann daher als weitere Eigenschaft dazu verwendet werden, die resultierende Partikelsuspension zu charakterisieren, wie in den folgenden anderen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben werden wird.
In einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren bereit, dass die Verwendung von festen Partikeln einer bioaktiven Verbindung, oder eines Aggregats davon, beinhaltet und einen Schritt des Verminderns der durchschnittlichen Größe eines wesentlichen Teils der festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder eines Aggregats davon, um mindestens 25 %, vorzugsweise mindestens 50 % und besonders bevorzugt mindestens 80 % umfasst, wobei dieser Schritt ein Verfahren, wie es in Bezug auf die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben ist, einschließt. Ein solches Verfahren kann ferner einen oder mehrere Nachbearbeitungsschritte, die nach dem Schritt der Größenverminderung durchgeführt werden, umfassen.
Ein solcher Nachbearbeitungsschritt kann ein Erhitzungsschritt sein. Dieser Nachbearbeitungsschritt kann in einem weiteren Beispiel ein Trocknungsschritt zum wesentlichen Entfernen der Flüssigkeit, in der die festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder ein Aggregat davon, während des Schritts der Größenverminderung suspendiert ist (sind), sein. Ein solcher Trocknungsschritt, der mit beliebigen bekannten Trocknungstechniken durchgeführt werden kann, kann dazu erforderlich sein, getrocknete kleinere Partikel für einen nachfolgenden Schritt des Verfahrens bereitzustellen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst dieses Verfahren einen Gefriertrocknungsschritt. Eine spezielles Beispiel für diese Variante der dritten Ausführungsform ist ein Verfahren für die Zubereitung einer festen Dispersion einer bioaktiven Verbindung, welches die Schritte umfasst: (i) Zubereiten einer Suspension, die feste Partikel und/oder ein Aggregat davon, einer bioaktiven Verbindung und ein oder mehrere Stabilisierungsmittel umfasst, (ii) Strömenlassen dieser Suspension durch ein oder mehrere Magnetfeld(er), (iii) unmittelbares Gefrierenlassen dieser Mischung und (iv) Gefriertrocknen der Zubereitung zum Erhalt einer festen Dispersion. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst dieses Verfahren einen Sprühtrocknungsschritt. Ein spezielles Beispiel für diese Variante der dritten Ausführungsform ist ein Verfahren für die Zubereitung einer festen Dispersion aus einer bioaktiven Verbindung, das die Schritte umfasst: (i) Zubereiten einer Suspension, die Partikel und/oder Agglomerate einer bioaktiven Verbindung und ein oder mehrere Stabilisierungsmittel umfasst, (ii) Strömenlassen dieser Suspension durch ein oder mehrere Magnetfeld(er), (iii) Sprühtrocknen der Zubereitung zum Erhalt einer festen Dispersion. Alternativ dazu können, nach der magnetischen Behandlung, pharmazeutische Pellets (zum Beispiel inerte Zuckerkugeln) mit der Suspension sprühbeschichtet werden, und die beschichteten Pellets dann in Kapseln oder anderen festen Dosierungsformen, wie zum Beispiel Tabletten, formuliert werden.
In einer weiteren Variante dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Nachbearbeitungsschritt ein Schritt des Mischens eines oder mehrerer Hilfsstoffs(e) oder Zusatzstoffes(e) zusammen mit den gegebenenfalls getrockneten Partikeln oder Agglomeraten mit verminderter Größe sein. Das Vermischen eines solchen Hilfsstoffs oder Zusatzstoffs kann mittels Kugelmahlen oder anderen Vermischtechniken, die einem Fachmann allgemein bekannt sind, durchgeführt werden.
In noch einer weiteren Variante dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Nachbearbeitungsschritt auch ein Schritt des Verdünnens der Suspension von festen Partikeln einer bioaktiven Verbindung, oder eines Aggregats davon, mit verminderter Größe durch Zugabe einer Flüssigkeit zu dieser Suspension sein. Die in diesem Schritt des Verdünnens verwendete Flüssigkeit kann mit der Flüssigkeit, die im Schritt der Größenverminderung vorliegt, mischbar sein (z.B. kann es die gleiche sein).
Zum Zweck der Qualitätskontrolle kann das Verfahren dieser Ausführungsform der Erfindung ferner einen oder mehrere Schritte des Kontrollierens der Größe der festen Partikel einer bioaktiven Verbindung, oder eines Aggregats davon, das (die) während oder nach dem Verfahren der magnetischen Behandlung, d.h. dem Verfahren, das die erste Ausführungsform der Erfindung darstellt, erzeugt wurde(n), umfassen. In Anbetracht der Größenordnung der beteiligten Partikelgrößen wird dieser Schritt des Kontrollierens der Größe vorzugsweise mittels Analyse der dynamischen Lichtstreuung durchgeführt. Wenn das Verfahren im Anschluss an den Schritt der Größenverminderung einen Nachbearbeitungsschritt umfasst, kann es ferner einen oder mehrere Schritte des Kontrollierens der Größe der festen Partikel einer bioaktiven Verbindungen, oder eines Aggregats davon, das (die) während oder nach diesem Nachbearbeitungsschritt erzeugt wurde(n), wobei in diesem Fall dieser Schritt des Kontrollierens der Größe nach dem Nachbearbeitungsschritt mittels Analyse der dynamischen Lichtstreuung durchgeführt werden kann, umfassen. Der Schritt des Kontrollierens der Größe kann so durchgeführt werden, dass die durchschnittliche Größe und/oder die Größenverteilung der Partikel, die während der verschiedenen Schritte dieses Verfahrens hergestellt wurden, gemessen werden. In noch einer weiteren Variante der dritten Ausführungsform der Erfindung kann der Nachbearbeitungsschritt ein Beschallungsschritt sein.
Zum Zweck der Qualitätskontrolle kann das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ferner einen oder mehrere Schritte des Kontrollierens der Trübung der Suspension von festen Partikeln einer bioaktiven Verbindung, oder einem Aggregat davon, das (die) an diesem Verfahren beteiligt ist (sind), umfassen. Dieser Schritt des Kontrollierens der Trübung kann in geeigneter Weise mit Hilfsmitteln eines beliebigen Typs oder einem Trübungsmesser, der Fachleuten zur Verfügung steht, durchgeführt werden.
Die bioaktive Verbindung kann als solche oder als Formulierungen dieser biologisch aktiven Bestandteile (z.B. Arzneimittel), die ferner einen oder mehrere physiologisch (z.B. pharmazeutisch) verträgliche Hilfsstoffe, wie beispielsweise Emulgatoren oder oberflächenaktive Stoffe, Verdickungsmittel, Gelierungsmittel oder andere Zusatzstoffe, umfassen und worin die Beladung mit dem Wirkstoff (z.B. Arzneimittel), d.h. der Anteil oder Gehalt des Wirkstoffstoffs (z.B. Arzneimittel) in der Formulierung, über weite Bereiche variieren kann, behandelt werden. Der Wirkstoffgehalt kann beispielsweise mindestens ungefähr 0,1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 1 Gew.-% und besonders bevorzugt 5 Gew.-% betragen. Des Weiteren kann der Wirkstoffgehalt höchstens ungefähr 99 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 95 Gew.-% und besonders bevorzugt höchstens 50 Gew.-% betragen.
Emulgatoren oder oberflächenaktive Stoffe, die für therapeutisch aktive Formulierungen oder Reinigungsmittelzusammensetzungen geeignet sind, schließen wasserlösliche natürliche Seifen und wasserlösliche, synthetische oberflächenaktive Stoffe ein. Geeignete Seifen schließen Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, unsubstituierte oder substituierte Ammoniumsalze höherer, vorzugsweise gesättigter, Fettsäuren (C₁₀-C₂₂), z.B. die Natrium- oder Kaliumsalze von Olein- oder Stearinsäure, oder von natürlichen Fettsäuremischungen, die von Kokosnussöl, Palmöl oder Talgöl erhältlich sind, ein. Synthetische oberflächenaktive Stoffe (Surfaktanten) schließen anionische, kationische und nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe, z.B. Natrium- oder Calciumsalze von Polyacrylsäure; Derivate von sulfuriertem Benzimidazol, die vorzugsweise 8 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten; Alkylarylsulfonate; und Fettsäuresulfonate oder -sulfate, gewöhnlich in Form von Alkali- oder Erdalkalimetallsalzen, unsubstituierten Ammoniumsalzen oder Ammoniumsalzen, die mit einem Alkyl- oder Acylrest mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen substituiert sind, z.B. das Natrium- oder Calciumsalz von Lignosulfonsäure oder Dodecylsulfonsäure oder einer Mischung aus Fettalkoholsulfaten, die von natürlichen Fettsäuren, Alkali- oder Erdalkalimetallsalzen von Schwefel- oder Sulfonsäureestern (wie beispielsweise Natriumlaurylsulfat) und Sulfonsäuren von Fettalkoho/Ethylenoxid-Addukten erhalten werden, ein. Beispiele für Alkylarylsulfonate sind die Natrium-, Calcium- oder Alkanolaminsalze von Dodecylbenzolsulfonsäure oder Dibutylnaphthalensulfonsäure oder einem Kondensationsprodukt aus Naphthalensulfonsäure und Formaldehyd. Die entsprechenden Phosphate, z.B. Salze von Phosphorsäureester und einem Addukt aus p-Nonylphenol mit Ethylen- und/oder Propylenoxid und dergleichen sind ebenso geeignet.
Geeignete Emulgatoren schließen ferner Partialester von Fettsäuren (z.B. Lauryl-, Palmitin-, Stearin- oder Olein-) oder Hexitolanhydride (z.B. Hexitane und Hexide), die von Sorbitol, wie zum Beispiel kommerziell erhältlichen Polysorbaten, stammen, ein. Andere Emulgatoren, die verwendet werden können, schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Addukte von Polyoxyethylenketten (1 bis 40 Mol Ethylenoxid) mit nicht veresterten Hydroxylgruppen der oben genannten Partialester, wie zum Beispiel die kommerziell unter dem Handelsnamen Tween von ICI Americas Inc. erhältlichen oberflächenaktiven Stoffe und die von BASF unter dem Handelsnamen Pluronic verkauften Poly(oxyethylen)/Poly(oxypropylen)-Materialien.
Geeignete strukturbildende Mittel, Verdickungsmittel oder gelbildende Mittel für die biologisch aktive Formulierung der Erfindung schließen hoch dispergierte Silikate, wie beispielsweise das kommerziell unter dem Handelsnamen Aerosil erhältliche Produkt; Bentonite; Tetraalkylammoniumsalze von Montmorilloniten (z.B. kommerziell unter dem Handelsnamen Bento erhältliche Produkte), worin jede der Alkylgruppen 1 bis 20 Kohlenstoffatome enthalten kann; Cetostearylalkohol und modifizierte Castorölprodukte (z.B. ein kommerziell unter dem Handelsnamen Antisettle erhältliches Produkt) ein.
Gelierungsmittel, die in den erfindungsgemäßen biologisch aktiven Wirkstoffformulierungen enthalten sein können, schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, Zellulosederivate, wie beispielsweise Carboxymethylzellulose, Zelluloseacetat und dergleichen; natürliche Gummis, wie beispielsweise Gummiarabikum, Xanthangummi, Traganthgummi, Guarmehl und dergleichen; Gelatine; Siliziumdioxid; synthetische Polymere, wie beispielsweise Carbomere und Mischungen davon. Gelatine und modifizierte Zellulosen stellen eine bevorzugte Gruppe von Gelierungsmitteln dar.
Es können auch Derivate von hydrophiler Zellulose als pharmazeutisch verträgliche Hilfsstoffe für die Formulierungen von therapeutisch aktiven Inhaltsstoffen gemäß der Erfindung verwendet werden. Der Begriff „hydrophil" bezieht sich hierin auf ein Zellulosederivat oder Polymer mit Gruppen, vorzugsweise nicht-ionisierbaren Gruppen, die Wasserstoffbrücken, insbesondere eine Verbindung mit Wassermolekülen bei physiologisch relevantem pH, eingehen können. Geeignete Beispiele für hydrophile Zellulosepolymere, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, schließen Polymere mit etherverknüpften Substituenten, zum Beispiel Hydroxyalkylalkylzellulosen (worin die Alkylgruppe vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffe hat), wie beispielsweise Hydroxypropylmethylzellulose, ein. Hydroxypropylmethylzellulose ist Zellulose-2-hydroxypropylmethylether (im Folgenden als HPMC bezeichnet). Dies ist ein nicht-ionischer, wasserlöslicher Ether von Methylzellulose, der in heißem Wasser unlöslich ist, sich in kaltem Wasser jedoch langsam löst. HPMC, weitgehend als Hilfsstoff für Arzneimitteltabletten verwendet, ist kommerziell unter verschiedenen Handelsnamen erhältlich. Geeignete HPMC-Sorten schließen eine Sorte mit geringer Viskosität, wie beispielsweise Methocel K100 von Dow Chemical, eine Sorte mit hoher Viskosität, wie beispielsweise Methocel K100M, und andere Typen, wie beispielsweise die Metolose 90SH-Reihe von Shinetsu, ein.
Amphiphile Materialien können auch als pharmazeutisch verträgliche Hilfsstoffe für die Formulierungen therapeutischer Wirkstoffe gemäß der Erfindung verwendet werden. Der Begriff „amphiphil" bezieht sich hierin auf ein Material, das sowohl einen hydrophoben Teil, der zum Beispiel aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffgruppen umfasst, als auch einen hydrophilen Teil, besitzt. Geeignete Beispiele für solche amphiphilen Materialien schließen diejenigen ein, die sowohl einen von einem Glycerid stammenden Teil als auch einen von einem Polyethylenglycolester stammenden Teil besitzen. Zum Beispiel können entsprechend polyglykosylierte Glyceride als Hilfsstoff aus amphiphilem Material in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Der Ausdruck „polyglykosylierte Glyceride", wie er hierin verwendet wird, bezeichnet eine Mischung aus Mono-, Di- und Triglyceriden und Polyethylenglykol-(PEG-)mono- und -diestern von C₈-C₁₈-Fettsäuren mit einem Molekulargewicht, von vorzugsweise zwischen ungefähr 200 und ungefähr 600, wobei gegebenenfalls zusätzlich Glycerin und/oder freies PEG enthalten sein kann und der Wert des Gleichgewichts zwischen hydrophilen und lipophilen Anteilen (HLB-Wert) darin durch die Kettenlänge des PEG bestimmt wird und ihr Schmelzpunkt von der Kettenlänge der Fettsäuren, des PEG und den Sättigungsgraden der Fettsäureketten, und damit des Ausgangsöls, bestimmt wird. In ähnlicher Weise bezeichnet der Ausdruck „C₈-C₁₈-Fettsäuren", wie er hierin verwendet wird, Mischungen in verschiedenen Anteilen von Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure und Stearinsäure, wenn diese Säuren gesättigt sind, und den entsprechenden ungesättigten Säuren. Wie Fachleuten allgemein bekannt ist, können die Anteile dieser Fettsäuren als Funktion der Ausgangsöle variieren. Beispiele für die letzteren schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf, gesättigte polyglykosilierte C₈-C₁₀-Glyceride, wie beispielsweise die unter dem Handelsnamen Labrasol von Gattefosse Corporation verkauften PEG-8-Caprylatcapratglyceridester; die unter dem Handelsnamen Softigen 767 von der Huls Aktiengesellschaft verkauften PEG-6-Capryl-/Capringlyceride; die unter dem Handelsnamen Crovol M-70 von Croda verkauften PEG-60-Maisglyceride; das unter dem Handelsnamen Eumulgin B2 von der Henkel Corporation verkaufte Ceteareth-20; die unter dem Handelsnamen Transcutol von Gattefosse Corporation verkauften Diethylenglycolmonoethylether; eine Mischung aus gesättigten, polyglykosilierten C₈-C₁₈-Glyceriden mit einem Schmelzpunkt in einem Bereich von ungefähr 42-48 °C und einem HLB in einem Bereich von ungefähr 8 bis 16, wie sie beispielsweise unter den Handelsnamen Gelucire 48/09, Gelucire 44/14 und Gelucire 42/12 von Gattefosse Corporation verkauft werden; und Mischungen davon in verschiedenen Anteilen.
Andere optionale Hilfsstoffe, die in den erfindungsgemäßen biologisch aktiven Formulierungen vorhanden sein können, schließen Zusatzstoffe, wie beispielsweise Magnesiumoxid; Azofarbstoffe; organische und anorganische Pigmente, wie zum Beispiel Titandioxid; UV-Absorber; Stabilisierungsmittel; Geruchsüberdecker; Viskositätsverstärker; Antioxidationsmittel, wie zum Beispiel Ascorbylpalmitat, Natriumbisulfit, Natriummetabisulfit und dergleichen und Mischungen davon; Konservierungsmittel, wie zum Beispiel Kaliumsorbat, Natriumbenzoat, Sorbinsäure, Propylgallat, Benzylalkohol, Methylparaben, Propylparaben und dergleichen; Maskierungsmittel, wie beispielsweise Ethylendiamintetraessigsäure; Aromastoffe, wie beispielsweise natürliches Vanillin; Puffer, wie beispielsweise Zitronensäure oder Essigsäure; Streckmittel oder Füllstoffe, wie beispielsweise Silikate, Diatomeenerde, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid; Verdichtungsmittel, wie beispielsweise Magnesiumsalze; und Mischungen davon, ein.
Wenn die biologisch aktive Formulierung für die Herstellung von Brausegranulaten gedacht ist, sollte sie notwendigerweise Natriumbicarbonat und eine oder mehrere schwache Säuren, wie beispielsweise Zitronensäure oder Weinsäure, die als Kohlenstoffdioxid lösende Mittel wirken, einschließen. Solche Brausegranulate können für Brausetabletten, z.B. für die Reinigung künstlicher Zähne, hergestellt werden.
Die Auswahl der optimalen Hilfsstoffe und ihrer Anteile in den biologisch aktiven Verbindungen der vorliegenden Erfindung hängt, in einer Weise, die Fachleuten allgemein bekannt ist, von einer Reihe von Parameter, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, von dem zu formulierenden, spezifischen, biologisch aktiven Bestandteil, den Anforderungen des Endbenutzers, der Beladung (d.h. dem Gewichtsanteil) mit dem biologisch aktiven Bestandteil und den erforderlichen Freisetzungseigenschaften (insbesondere der Kinetik) des biologisch aktiven Bestandteils (z.B. Arzneimittels) ab.
Gegenüber den Verfahren im Stand der Technik weist die vorliegende Erfindung erhebliche Vorteile auf. Erstens wird die Verminderung der Größe mit Hilfe kostengünstiger, leicht verfügbarer Magnetvorrichtungen eines beliebigen Typs, die auf viele Arten kombiniert werden können, um eine Feineinstellung des Umfangs der gewünschten Größenverminderung vorzunehmen, erreicht. Zweitens wird eine erhebliche Verminderung der Größe fester Partikel, oder eines Aggregats davon, einer großen Anzahl von bioaktiven Verbindungen, insbesondere bioaktiven Verbindungen, die einen Dipol aufweisen, erreicht.
Die folgenden Beispiele sind nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen und sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung keinesfalls einschränken.
Beispiel 1
48 mg Tween 80 (kommerziell bei Imperial Chemical Industries plc, London, UK erhältlich) wurden mit 20 ml bidestilliertem Wasser vermischt und einige Minuten lang mit 100 rpm mit einem Magnetstabrührer gerührt. Die Tween-Mizellen wurden mittels dynamischer Lichtstreuung (im Folgenden als DLS bezeichnet) unter Verwenden eines He-Ne-Hochleistungspartikelsizers (2,5 mW), der kommerziell bei ALV (Deutschland) erhältlich ist, klassiert. 1 zeigt, dass sich Tween 80 in Wasser selbst in Mizellen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von ungefähr 10 nm organisiert.
Beispiel 2
50 mg Diazepam (kommerziell bei Alpha Pharma NV, Zwevegem, Belgien erhältlich) und 48 mg Tween 80 (das gleiche wie in Beispiel 1) wurden in einem Mörser zerdrückt. 150 ml bidestilliertes Wasser wurden zugegeben und die Suspension wurde 20 Minuten lang beschallt. Nach der Beschallung wurde die Suspension bis zur weiteren Verwendung kontinuierlich mit einem Magnetrührer mit 600 rpm gerührt.
Die magnetische Behandlung wurde in einem geschlossenen System, wie es in 2A gezeigt ist, mit einem Gesamtvolumen von 100 ml, das aus (1) einem Rohr (Masterflex Tygon lab I/P 70, Cole-Parmer Instrument Company, Illinois, USA), (2) einem Magneten des Al-Ni-Co-Typs (W, SAN R1/4D, CEPI-CO, Borgerhout, Belgien) im Inneren, (3) einem waagrechten 3-Wege-Kugelventil (Georg Fischer Rohrleitungssysteme AG, Typ 343 DN10/15, Schaffhausen, Schweiz) und (4) einer Pumpe (Masterflex I/P, Cole-Parmer Instrument Company, Illinois, USA) bestand, durchgeführt. Die Pumpe wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 4,7 l/min betrieben, was einer Geschwindigkeit von 11 m/sec durch das Magnetfeld und einer Verweilzeit in dem Feld von 136 μs pro Durchgang durch die Vorrichtung entsprach. Ein Teil der Diazepamsuspension wurde in das geschlossene System eingeleitet und durch das Magnetfeld rezirkuliert.
Nach 30- und 60-minütiger Behandlung, was 1.410 bzw. 2.820 Rezirkulationen (Durchgängen) durch das Magnetfeld entspricht, wurden Proben genommen. Unmittelbar nach der Probennahme wurden DLS-Messungen durchgeführt. Bevor die Proben in dem Partikelsizer angeordnet wurden, wurden sie geschüttelt. 3 vergleicht die Partikelgrößenverteilung der Diazepamdispersion vor und nach der magnetischen Behandlung. 3 zeigt, dass in beiden magnetisch behandelten Proben erhebliche Mengen von Partikeln, die kleiner als 1 μm sind, vorliegen, wobei der größte Teil der Gesamtmenge um den Bereich von 11-13 nm herum und um den Bereich von 200-250 nm herum zu finden ist. Die unbehandelte Referenzprobe enthält sehr wenige Partikel, die kleiner als 1 μm sind, und der größte Teil der Gesamtmenge ist bei 2,5 μm zu finden. Partikel mit einer Größe von ungefähr 10 nm stehen sehr wahrscheinlich mit dem Auftreten von Tween-Mizellen in Zusammenhang (basierend auf den Angaben in Beispiel 1).
Nach 80-minütiger Behandlung, was 3.760 Rezirkulationen (Durchgängen) entspricht, wurde eine dritte Probe genommen. Diese Probe wurde über einem Puradisc 25 AS-Einwegfilter mit Polysulfonmembran (kommerziell bei Whatman International LTD., Maidstone, England erhältlich) mit einer Porengröße von 1 μm filtriert. Mit dem resultierenden Filtrat wurden dann DLS-Messungen durchgeführt und die Partikelgrößenverteilungen mit dem Filtrat der unbehandelten Dispersion in 4 verglichen. Die Partikelgrößenverteilung der magnetisch behandelten Suspensionen ist mit (4) und ohne (3) Filtration ähnlich. Das Filtrat der unbehandelten Suspension enthält Tween-Mizellen (Peak bei 11 nm) und 200 nm große Diazepampartikel (4). Diese Beobachtungen traten nicht hervor, wenn die unfiltrierte, unbehandelte Suspension (3) analysiert wurde, da deren Existenz von der Übermenge an Partikeln, die größer als 1 μm sind, überdeckt wurde. Daraus kann geschlossen werden, dass die Mikrometer-großen Partikel in der unbehandelten Dispersion durch die erfindungsgemäße magnetische Behandlung in Nanometer-große Partikel aufgebrochen wurden.
Beispiel 3
2 g/l Diazepam (kommerziell bei Alpha Pharma, NV, Zwevegem, Belgien erhältlich) und 2 g/l Tween 80 (das gleiche wie in Beispiel 1) wurden in einem Mörser mit bidestilliertem Wasser vermischt. Die resultierende Suspension wurde in ein Becherglas gegossen, 20 Minuten lang beschallt und anschließend bis zur weiteren Verwendung kontinuierlich mit 600 rpm unter Verwenden eines Magnetrührers gerührt.
Ein Teil der Suspension wurde in einem geschlossenen System (2A), das demjenigen, das in Beispiel 2 verwendet wird, ähnelt, aber ein Gesamtvolumen von 150 ml besitzt, einer magnetischen Behandlung unterzogen. Nach 90-minütiger Behandlung mit 4,7 l/Minute, was 2.820 Rezirkulationen durch das Magnetfeld entspricht, wurde eine magnetisch behandelte Probe zur Filtration genommen. Ein zweiter Teil der Suspension wurde in einem 150 ml fassenden, geschlossenen System ohne Magnetvorrichtung im Inneren (2B) behandelt. Nach 90-minütigem Betrieb mit 4,7 l/Minute, was 2.820 Rezirkulationen entspricht, wurde eine rezirkulierte Probe als Blindprobe zur Filtration genommen. Ein dritter Teil der anfänglichen Suspension wurde 1 Stunde lang kontinuierlich mit einem Magnetrührer mit 600 rpm gerührt (unbehandelte Referenzprobe).

ProFill-Spritzenfilter mit Polytetrafluorethylen (im Folgenden PTFE) und einer Porengröße von 0,45 μm (kommerziell bei Alltech Associates Inc., Illinois, Vereinigte Staaten erhältlich) wurden mit bidestilliertem Wasser gewaschen und 12 Stunden lang bei 70 °C getrocknet. ProFill-Spritzenfilter mit PTFE und einer Porengröße von 0,2 μm (Alltech Associates Inc., Illinois, USA) wurden weder gewaschen noch getrocknet. 40 ml der Suspension wurden filtriert, das Filtrat wurde in eine Petrischale gegossen und sowohl Filter als auch Petrischale wurden 48 Stunden lang bei 70 °C getrocknet. Dieser Versuch wurde mit magnetisch behandelter Suspension, rezirkulierter Suspension als Blindprobe und unbehandelter Suspension, mit beiden Arten von Filtern, durchgeführt. Nach dem Trocknen wurden die Mengen an Feststoffgehalt, die in den Petrischalen und auf den Filtern vorhanden waren, für jeden Versuch quantifiziert. Die Tabelle 1 unten gibt die Mengen an Material, das von dem Filter zurückgehalten wurde, als Prozentsatz der Gesamttrockenmasse an. Tabelle 1

Probe	Filter	zurückgehaltene Menge (%)
Unbehandelte Referenzprobe	450 nm	48
Unbehandelte Referenzprobe	200 nm	47
Rezirkulierte Blindprobe	450 nm	16
Rezirkulierte Blindprobe	200 nm	21
Magnetisch behandelte Probe	450 nm	5
Magnetisch behandelte Probe	200 nm	8

Unter der Annahme, dass kein oberflächenaktiver Stoff (Tween 80) während der Filtration zurückgehalten wurde, kann geschlossen werden, dass fast sämtliches Diazepam (94 bis 96 %) von sowohl dem 450 nm- als auch dem 200 nm-Filter in der unbehandelten Referenzprobe zurückgehalten wurde. In der rezirkulierten Blindprobe sind 32 % Diazepam größer als 450 nm und 42 % größer als 200 nm. In der magnetisch behandelten Probe andererseits sind nur 10 % Diazepam größer als 450 nm und 16 % größer als 200 nm. Dies zeigt deutlich die günstige Wirkung der magnetischen Behandlung auf die Partikelabmessungen. Die Tatsache, dass auf den Filtern bei den rezirkulierten Blindproben weniger Diazepam zurückgehalten wurde als bei der unbehandelten Probe, kann mit einer Reihe von Faktoren erklärt werden, die eine erhöhte Löslichkeit (z.B. aufgrund der von der Pumpe erzeugten Hitze), einen Abrieb der Partikel, die mit dem geschlossenen System in Kontakt stehen, usw. umfassen.
Beispiel 4
Das Röntgenstrahldiffraktogramm von 20 = 0,7 bis 20 = 40 für vier verschiedene Proben wurde mit einem Siemens D5000 matic-Röntgenstrahldiffraktometer in Schritten von 0,02/4 Sekunden gemessen. Die erste Probe war kristallines Itraconazol (bei Janssen Pharmaceutica, Beerse, Belgien, erhältlich, in Tabelle 2 mit „Itra" abgekürzt) (das Röntgenstrahlbeugungsmuster ist in 5 gezeigt). Die zweite Probe wurde durch Suspendieren von 250 mg kristallinem Itraconazol in 80 ml bidestilliertem Wasser, das 120 mg des oberflächenaktiven Stoffs Tween 80 (das gleiche wie in Beispiel 1) umfasste, zubereitet. Diese Suspension wurde als Blindprobe 1 Stunde lang mit 4,7 l/Minute in einem 80 ml fassenden, geschlossenen System ohne Magnetvorrichtung (2B), was 3.525 Rezirkulationen entspricht, rezirkuliert. Unmittelbar nach der Rezirkulation als Blindprobe wurde die Dispersion in einer vorgekühlten Kugel, die in flüssigem Stickstoff gehalten wurde, verfestigt. Das Wasser wurde in einer Lyophilisierung bei 1 mbar über Nacht sublimiert und eine pulverförmige Probe erhalten (das Röntgenstrahlbeugungsmuster ist in 6 gezeigt). Die dritte Probe wurde durch Zugeben von 450 mg Hydroxypropylmethylzellulose (die kommerziell unter dem Handelsnamen HPMC 2910, was angibt, dass 10 Gew.-% Hydroxylpropylsubstituent und 29 Gew.-% Methylsubstituent an der Zellulose vorliegen, bei Sanico, Turnhout, Belgien erhältlich ist), 300 mg kristallinem Itraconazol und 120 mg Tween 80 zu 100 ml bidestilliertem Wasser zubereitet. Die resultierende Suspension wurde 1 Stunde lang mit 4,7 l/Minute in einem 100 ml fassenden, geschlossenen System mit Magnetvorrichtung (2A), was 2.820 Rezirkulationen (Durchgängen) durch das Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit von 11 m/s entsprach, magnetisch behandelt. Nach der unmittelbaren Verfestigung in flüssigem Stickstoff und Lyophilisierung wurde eine pulverförmige Probe erhalten (das Röntgenstrahlbeugungsmuster ist in 7 gezeigt). Die vierte Probe wurde durch Zugeben von 250 mg kristallinem Itraconazol und 100 mg Tween 80 zu 100 ml bidestilliertem Wasser zubereitet. Diese Suspension wurde 1 Stunde lang mit 4,7 l/Minute in einem 100 ml fassenden, geschlossenen System mit Magnetvorrichtung (2A), was 2.820 Rezirkulationen (Durchgängen) durch das Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit von 11 m/s entsprach, zubereitet. Nach der unmittelbaren Verfestigung in flüssigem Stickstoff und Lyophilisierung wurde eine pulverförmige Probe erhalten (das Röntgenstrahlbeugungsmuster ist in 8 gezeigt).

Die Breiten der beiden Peaks im Diffraktogramm wurden bei den vier Proben verglichen (Tabelle 2). Das Auftreten einer Peak-Verbreiterung in den XRD-Diffraktogrammen wird von Fachleuten als gutes Zeichen dafür gesehen, dass nanogroße Partikel vorhanden sind. Die kritische Größe, die eine Peak-Verbreiterung verursacht, kann ebenfalls geschätzt werden. Unter der Annahme, dass (1) die Größe eines Itraconazolmoleküls ungefähr 1,5 nm beträgt und dass (2) die geschätzte maximale Menge von sich wiederholenden Einheiten, die eine Peak-Verbreiterung verursachen, ungefähr 50 beträgt, kann dann berechnet werden, dass nur Partikel, die kleiner als 75 nm sind, zu der Peak-Verbreiterung beitragen. Tabelle 2

Probe	2theta = 20,6	2theta = 23,6
kristallines Itraconazol	0,19	0,22
Itra + rezirkulierte Tween als Blindprobe	0,16	0,16
Itra + HPMC + magnetisch behandeltes Tween	0,27	0,27
Itra + magnetisch behandeltes Tween	0,28	0,36

Die für die magnetisch behandelten Proben beobachteten Peakbreiten waren deutlich höher als in den unbehandelten oder rezirkulierten Blindproben, was zeigt, dass die magnetisch behandelten Proben deutlich mehr nanogroße Itraconazolpartikel umfassen.
Beispiel 5
Zwei Proben, die kristallines Itraconazol (das gleiche wie in Beispiel 4) enthalten, wurden mit einem Umweltrasterelektronenmikroskop (environmental scanning electron microscope, ESEM), das unter dem Handelsnahmen XL30 ESEM FEG bei FEI Company (Oregon, Vereinigte Staaten) erhältlich ist, analysiert. Die Probe wurde durch Suspendieren von 250 mg kristallinem Itraconazol in 80 ml bidestilliertem Wasser, das 120 mg des oberflächenaktiven Stoffs Tween 80 (das gleiche wie in Beispiel 1) umfasste, zubereitet. Diese Suspension wurde als Blindprobe 1 Stunde lang mit 4,7 l/Minute in einem 80 ml fassenden, geschlossenen System ohne Magnetvorrichtung (2B), was 3.525 Rezirkulationen entspricht, rezirkuliert. Unmittelbar nach der Rezirkulation der Blindprobe wurde die Dispersion in einer vorgekühlten Kugel, die in flüssigem Stickstoff gehalten wurde, verfestigt. Das Wasser wurde in einer Lyophilisierung bei 1 mbar über Nacht sublimiert und eine pulverförmige Probe erhalten (die REM-Aufnahme ist in 9 gezeigt). Die zweite Probe wurde durch Zugeben von 250 mg kristallinem Itraconazol und 100 mg des oberflächenaktiven Stoffs Tween 80 zu 100 ml bidestilliertem Wasser zubereitet. Diese Suspension wurde 1 Stunde lang mit 4,7 l/Minute in einem 100 ml fassenden, geschlossenen System mit Magnetvorrichtung (2A), was 2.820 Rezirkulationen durch das Magnetfeld mit einer Geschwindigkeit von 11 m/s entsprach, magnetisch behandelt. Unmittelbar nach Verfestigung in flüssigem Stickstoff und Lyophilisierung wurde eine pulverförmiger Probe erhalten (die REM-Aufnahme ist in 10 gezeigt).
Die ESEM-Aufnahme der rezirkulierten Blindprobe (9) zeigt hauptsächlich große Partikel mit idiomorpher, kristalliner Morphologie. In der Mitte der Aufnahme ist ein langer, nadelförmiger Partikel mit einer Länge von ungefähr 80 μm und einer Breite von ungefähr 20 μm zu sehen. Dieser Partikel wird von vielen anderen großen Partikeln umgeben, wobei mindestens eine Abmessung einige wenige bis zu mehreren Zehn Mikrometern groß ist. Obwohl eine große Menge dieser Partikel nadelförmig ist und in einer Abmessung eine deutlich längere Kristallseite als in den anderen Abmessungen aufweist, weisen einige andere große Partikel eine andere Form auf. Auf jeden Fall sind die Kristallebenen der großen Partikel jedoch genau geformt. Auf der Oberseite dieser großen Partikel ist eine kleine Menge von Partikeln, die ungefähr 1 μm groß sind, verteilt. Diese kleinen Partikel sind als Unregelmäßigkeiten auf den sehr glatten Kristallebenen der großen Partikel zu sehen.
Die Mitte der ESEM-Aufnahme der magnetisch behandelten Probe (10) zeigt einen Partikel mit einer Länge von ungefähr 60 μm und einer Breite von ungefähr 30 μm. Die Kristallebene auf der Oberseite ist in der Mitte glatt, in der Nähe der Seiten jedoch unregelmäßig. Diese Kristallebene zeigt auch zwei große Risse (einer mit einer Länge von 20 μm, der andere mit einer Länge von 10 μm). Es ist klar, dass die Kristallmorphologie dieses großen Partikels weniger genau geformt ist als die großen Partikel der rezirkulierten Blindprobe. Der beschriebene Partikel ist der in 10 gezeigte, einzige große Partikel. Eine große Menge wahllos geformter Aggregate aus kleineren Fragmenten ist um den großen Partikel herum verteilt (10). Die einzelnen Fragmente dieser Aggregate weisen Abmessungen von ungefähr 1 μm auf.
Die deutlichen Größen- und Formunterschiede zwischen der magnetisch behandelten Probe (10) und der Referenzprobe (9) bestätigen das Vorliegen einer deutlichen Verminderung der Partikelgröße infolge der magnetischen Behandlung.
Beispiel 6
Vier verschiedene Proben, die Loperamid (kommerziell bei Janssen Pharmaceutica, Beerse, Belgien erhältlich) enthielten, wurden zubereitet und ihre Auflösungsprofile gemessen. 1 g/l Loperamid und 10 g/l Aerosil 380 (ein Silikat, das kommerziell bei Degussa, Düsseldorf, Deutschland erhältlich ist) wurden in einem Mörser mit bidestilliertem Wasser vermischt. Eine unbehandelte Probe wurde durch schnelle Verfestigung eines Teils dieser Suspension in einer vorgekühlten Kugel, die in flüssigem Stickstoff gehalten wurde, und anschließendes Gefriertrocknen zubereitet. Ein anderer Teil der Suspension wurde durch 9 hintereinander in Reihe angeordneten Magnetvorrichtungen gemäß der Anordnung in 2C, die aus (1) einem Glastrichter, (2) einem Rohr (Masterflex Tygon lab I/P 70, Cole-Parmer Instrument Company, Illinois USA), (3) einer Pumpe (Masterflex I/P, Cole-Parmer Instrument Company, Illinois, USA), (4) einem Magneten vom Al-Ni-Co-Typ (kommerziell unter dem Handelsnamen W SAN R1/4D von CEPI-CO, Borgerhout, Belgien erhältlich) im Inneren und (5) einer vorgekühlten Kugel, die in Stickstoff gehalten wurde, bestand, gepumpt. Es wurde eine Strömungsgeschwindigkeit von 4,7 l/min, was einer Geschwindigkeit von 11 m/s durch die Magnetfelder und einer Verweilzeit im Feld von 9 mal 136 μs entspricht, verwendet. Am Auslass des Systems wurde die Suspension unmittelbar in einer vorgekühlten Kugel, die in flüssigem Stickstoff gehalten wurde, verfestigt und anschließend lyophilisiert. Die Auflösungsprofile der unbehandelten und magnetisch behandelten Proben sind in 11 gezeigt.
1 g/l Loperamid und 25 mg/l des oberflächenaktiven Stoffs Tween 80 wurden in einem Mörser mit bidestilliertem Wasser vermischt. Eine unbehandelte Probe wurde durch schnelles Verfestigen eines Teils dieser Suspension in einer vorgekühlten Kugel, die in flüssigem Stickstoff gehalten wurde, und anschließendem Gefriertrocknen zubereitet. Ein weiterer Teil der Suspension wurde durch 9 hintereinander in Reihe angeordneten Magnetvorrichtungen gemäß der Anordnung in 2C unter den gleichen Bedingungen, wie sie hierin beschrieben sind, gepumpt. An dem Auslass des magnetischen Systems wurde die Suspension unmittelbar in einer vorgekühlten Kugel, die in flüssigem Stickstoff gehalten wurde verfestigt und anschließend lyophilisiert. Die Auflösungsprofile dieser unbehandelten und magnetisch behandelten Proben sind in 12 gezeigt.
Die Versuche zur Auflösung wurden in der Auflösungs-Teststation SR8 PLUS Hanson (kommerziell von Chatsworth, Vereinigte Staaten erhältlich) unter Verwenden des USP 24-Verfahrens (Paddelverfahren, 100 rpm) durchgeführt. Die Proben (die 16,7 mg Loperamid entsprachen) wurden zu 500 ml Auflösungsmedium, das eine Lösung von 0,005 M Kaliumhydrogenphthalat (kommerziell bei Acros Organics, Geel, Belgien erhältlich) und 0,00192 N NaOH in Wasser war, gegeben und die Temperatur des Auflösungsmedium wurde auf 37 ± 0,1 °C gehalten. Nach entsprechend 10, 20, 30, 45, 60 und 120 Minuten wurden Proben von 2 ml genommen und unmittelbar durch frisches Auflösungsmedium ersetzt und anschließend mit 0,45 μm-PVDF-Filtern (kommerziell bei Acrodisc, Pall Corporation, New York, Vereinigte Staaten erhältlich) in HPLC-Fläschchen (1,5 ml, kommerziell von Merck, Darmstadt, Deutschland erhältlich) filtriert. Die entsprechenden Konzentrationen wurden aus der Kalibrierungskurve mit HPLC bestimmt.
Das für die Bestimmung verwendete HPLC-System bestand aus einer LiChroGraph^® L-7100-HPLC-Pumpe, einem Autosampler Modell L-7200, der mit einer 100 μl-Schleife ausgestattet war, einem UV-Detektor Modell L-7400, der auf 220 nm eingestellt war, und einem Interface D-7000, wobei alle diese Einrichtungen kommerziell bei Merck-Hitachi (Darmstadt, Deutschland) erhältlich waren. Die UV-Signale wurden aufgenommen und die Peaks unter Verwenden der Software D-7000 HSM integriert. Alle chromatographischen Aufschlüsse wurden bei Raumtemperatur durchgeführt. Die verwendete Säule war Hypersil BDS C18 (kommerziell bei Merck, Darmstadt, Deutschland erhältlich). Die mobile Phase bestand aus einer 0,001 M Mischung aus Acetonitril und Tetrabutylammoniumhydrogensulfat (30:70 v/v) und wurde vor der Verwendung mittels Ultrabeschallung entgast. Die Strömungsgeschwindigkeit betrug 1 ml/Minute. Die Retentionszeit von Loperamid unter diesen Bedingungen betrug 7 Minuten.
Die 11 und 1 zeigen, dass die Auflösungsgeschwindigkeit von Loperamid, sowohl in der Gegenwart eines Silikats (Aerosil) als auch in der Gegenwart eines oberflächenaktiven Stoffs (Tween 80), durch die erfindungsgemäße magnetische Behandlung im Vergleich zu entsprechenden unbehandelten Proben deutlich erhöht ist.

Claims

Verfahren zum Vermindern der durchschnittlichen Größe von festen Partikeln einer biologisch aktiven Verbindung oder eines Aggregats davon, das (die) in einer Flüssigkeit suspendiert ist (sind), wobei die biologisch aktive Verbindung eine organische Substanz mit einer Wasserlöslichkeit von unterhalb 2,5 mg/ml ist, durch ein- oder mehrmaliges Strömenlassen der Flüssigkeit mit festen Partikeln einer biologisch aktiven Verbindung oder eines Aggregats davon, das (die) darin suspendiert ist (sind), durch ein oder mehrere Magnetfelder, um die durchschnittliche Größe eines wesentlichen Teils der festen Partikel einer biologisch aktiven Verbindung oder des Aggregats davon um mindestens 25 % zu vermindern, wobei die lineare Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch jedes der Magnetfelder zwischen 0,25 und 25 m/s beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Stärke eines jeden Magnetfelds mindestens ungefähr 2.000 Gauss beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die durchschnittliche Größe des Aggregats aus festen Partikeln einer biologisch aktiven Verbindung vor Durchführen des Verfahrens im Bereich von 10 μm bis 100 μm beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-3, wobei die durchschnittliche Größe eines wesentlichen Teils des Aggregats aus festen Partikeln einer biologisch aktiven Verbindung nach Durchführen des Verfahrens auf einen Bereich von 0,45 μm bis 5 μm vermindert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-4, wobei der wesentliche Teil mindestens 50 Gew.-% des suspendierten Aggregats von festen Partikeln beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-5, wobei die durchschnittliche Partikelgröße der festen Partikel einer biologisch aktiven Verbindung vor Durchführen des Verfahrens in einem Bereich von 0,5 μm bis 10 μm liegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-6, wobei die durchschnittliche Partikelgröße der festen Partikel einer biologisch aktiven Verbindung nach Durchführen des Verfahrens auf einen Bereich von 0,5 nm bis 500 nm vermindert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei die Flüssigkeit Wasser oder ein organisches Lösungsmittel oder eine Kombination dessen mit Wasser ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-8, wobei die festen Partikel einer biologisch aktiven Verbindung oder ein Aggregat davon in der Flüssigkeit in Form einer Slurry suspendiert sind und die Konzentration der festen Partikel einer biologisch aktiven Verbindung oder eines Aggregats davon in der Flüssigkeit mindestes zweimal die Löslichkeitsgrenze der biologisch aktiven Verbindung in der Flüssigkeit unter den physikalischen (Temperatur, Druck) und chemischen (pH) Bedingungen, die während des Strömenlassens der Slurry durch das magnetische Feld herrschen, beträgt,
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-9, wobei die Flüssigkeit ein oder mehrere Stabilisierungsmittel einschließt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-10, wobei die Verweilzeit der Flüssigkeit durch jedes Magnetfeld zwischen 60 Mikrosekunden und 10 Sekunden beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-11, wobei die biologisch aktive Verbindung in einer kristallinen Form oder in einer amorphen Form vorliegt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-12, wobei die biologisch aktive Verbindung ein Arzneimittel ist, das in der Klasse II oder Klasse IV des biopharmazeutischen Klassifizierungssystems klassifizierbar ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-13, wobei die biologisch aktive Verbindung eine Wasserlöslichkeit von zwischen 0,1 und 1 mg/ml besitzt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-14, wobei die biologisch aktive Verbindung ein kosmetisches Mittel, ein diagnostisches Mittel, ein Herbizid, ein Insektizid, ein Biozid oder ein Fungizid ist.
Verfahren zur Herstellung einer Formulierung einer biologisch aktiven Verbindung, wobei die biologisch aktive Verbindung eine organische Substanz mit einer Wasserlöslichkeit von unterhalb 2,5 mg/ml ist, wobei das Verfahren die Verwendung von festen Partikeln einer biologisch aktiven Verbindung, oder eines Aggregats davon, einschließt, das einen Schritt des Verminderns der durchschnittlichen Größe eines wesentlichen Teils der festen Partikel einer biologisch aktiven Verbindung, oder eines Aggregats davon, gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-15 um mindestens 25 % umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei das Verfahren des Weiteren ein oder mehrere Nachbearbeitungsschritte umfasst, die nach dem Schritt der Größenverminderung durchgeführt werden.
Verfahren gemäß Anspruch 16 oder 17, wobei der Nachbearbeitungsschritt ein Trocknungsschritt zum wesentlichen Entfernen der Flüssigkeit, in welcher die festen Partikel einer biologisch aktiven Verbindung oder Agglomerate während des Schritts der Größenverminderung suspendiert sind, ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 16-18, wobei der Nachbearbeitungsschritt das Mischen eines Hilfsstoffs zusammen mit den wahlweise getrockneten Partikeln oder Agglomeraten mit verminderter Größe umfasst.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-7, wobei der wesentliche Teil mindestens 10 Gew.-% der suspendierten festen Partikel beträgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-13 und 20, wobei die biologisch aktive Verbindung eine Wasserlöslichkeit von unter 0,1 mg/ml besitzt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-13, 20 und 21, wobei die biologisch aktive Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Acetylsalicylsäure, Amprenavir, Anipamil, Bentazon, Benzocain, Benzafibrat, Bexaroten, Biperiden, Butazolidin, Captopril, Carbamazepin, Chloramphenicol, Clofazimin, Cromoglicinsäure, Clotrizamol, Koffein, Cyclosporin, Diazepam, Diclofenac, Digoxin, Dilliazon, Dilliazon, Diltiazem, Dimetridazol, Diphenhydramin, 5,5-Diphenylhydantoin, Dronabinol, Dutasterid, Etoposid, Erythromycinstearat, Esupron, Fenofibrat, Flecainid, Furosemid, Fluconazol, Gallopamil, Glibenclamid, Griseofulvin, Hydrochlorothiazid, Ibuprofen, Indometacin, (Iso)tretinoin, Itraconazol, Ketoconazol, Ketoprofen, Loperamid, Lopinavir, Melperon, Metazachlor, Nalixidinsäure, Naftidrofuryl, Nexopamil, Nifedipin, Nimodipin, Nitrendipin, Nitrofurantoin, Oxybutynin, Paracetamol, Pentoxifyllin, Paroxetin, Prazosin, Propafenon, Progesteron, Pseudoephedrin, Ranitidin, Riboflavin, Risperidon, Ritonavir, Saquinavir, Sirolimus, Selegilin, Sulfamethazin, Sulfamethoxazol, Sulfathiazol, Spironolacton, Tacrolimus, Theophyllin, Tolbutamid, Triamteren, Trimethoprim, Valproinsäure, Zotepin, Chlorothiazid, Flufenaminsäure, Mefenaminsäure, Bendroflumethiazid, Benzthiazid, Ethacrinsäure, Saperconazol, Troglitazon, Prazosin, Atovaquon, Danazol, Glibenclamid, Griseofulvin, Sulfadiazin, Florfenicol, Acetohexamid, Ajamalin, Benzbromaron, Benzylbenzoat, Betamethason, Chloramphenicol, Chlorpropamid, Chlorthalidon, Clofibrat, Diaveridin, Dicumarol, Digitoxin, Ethotoin, Glutethimid, Hydrocortison, Hydroflumethiazid, Hydrochinin, Indomethacin, Naproxen, Khellin, Nitrazepam, Nitrofurantoin, Novalgin, Ormetoprim, Oxazepam, Papaverin, Phenylbutazon, Phenytoin, Prednisolon, Prednison, Pyrimethamin, Reserpin, Spironolacton, Sulfabenzamid, Sulfadimethoxin, Sulfamerazin, Sulfamethoxypyridazin, Succinylsulfathiazol, Sulfamethizol, Sulfaphenazol, Sulfathiazol, Sulfisoxazol, Sulpirid, Testosteron und Diaminopyrimidine.