Feste Peptidzubereitungen für die Inhalation und deren Herstellung
Die Erfindung betrifft feste pharmazeutische Zubereitungen, insbesondere für die inhalative Verabreichung bei Säugetieren, deren Herstellung und deren Verwendung wie beispielsweise in Pulverinhalatoren.
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Arzneimittelformulierungen und deren Herstellungsverfahren bei dem mikronisierte Pulver oder Pulvermischungen bestehend aus Wirkstoffen oder Wirkstoff- Hilfsstoffmischungen oder Hilfsstoffen bzw. Hilfsstoffmischungen auf Trägermaterialien bzw. Trägermaterialmischungen aus verschiedenen Hilfsstoffen, ohne die Verwendung von Bindemitteln aufgebracht werden. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung, der für diese Arzneimittelformulierungen benötigten Suspensionen bzw. die daraus isolierten, mikronisierten Pulver von Wirk- oder Hilfsstoffen bzw. Wirkstoff- Hilfsstoffmischungen.
Inhalative Therapien werden normalerweise durch Einatmung von Aerosolen durchgeführt. Tröpfchen oder feste Teilchen können in Luft suspendiert und eingeatmet werden. Aerosole von festen Teilchen können aus einer Suspension in
Treibgas (MDI) oder aus einem Pulver erhalten werden. Für makromolekulare
Substanzen stellt die Mikronisierung und das Aufbringen auf Trägermaterialien (wie beispielsweise Lactose, Maltose, Trehalose) die größte Schwierigkeit dar (A. K. Banga Therapeutic Peptides and Proteins: Formulation, Processing, and Delivery
Systems. Lancaster, Basel: Technomic Publishing Co., Inc.; 1996). Die gewöhnlichen Mikronisationsverfahren wie Sprühtrocknung, die Verwendung einer
Luftstrahlmühle oder einer Kugelmühle sind für solche Substanzen weniger geeignet, insbesondere wegen Stabilitäts- und Kontaminationsproblemen (Y.-F. Maa, P.-A. Nguyen, T. Sweeney, S.J. Shire, and C.C. Hsu. Protein inhalation powders: spray drying vs freeze drying. Pharm. Sei., 16 (2): 249-254 (1999); Y.-F.
Maa, P.-A. Nguyen, J.D. Andya, N.Dasovich, T. Sweeney, S.J. Shire, and C.C. Hsu.
Effect of spray drying and subsequent processing conditions on residual moisture
content and physical/biochemical stability of protein Inhalation powder. Pharm. Res.,15(5), 768-775 (1998)). Die Mikronisierung von Wirkstoffen für Inhalationszwecke ist notwendig, um Teilchen zu erzeugen, die im „respirablen" (einatembaren) Bereich liegen (< 10 μm) (The United States Pharmacopeia. Twenty- third revision. US Pharmacopeial Convention Inc., Rockville, MD, 1995). Dies trifft insbesondere zu, wenn eine systemische Wirkung durch inhalative Applikation erzielt werden soll. In diesem Fall müssen die Teilchen „alveolargängig" sein (vorzugsweise zwischen 0,5 und 3 μm) (A. K. Banga Therapeutic Peptides and Proteins: Formulation, Processing, and Delivery Systems. Lancaster, Basel: Technomic Publishing Co., Inc.; 1996; A.MacKellear & N.Osborne. Breathing new life into drug delivery. Manufact. Chemist. 8: 31 -33 (1998)). Die Mikronisierung von Wirkstoffen mittels Kugelmühlen oder Perlmühlen sind schon lang bekannte Verfahren. Nachteil dieser Verfahren sind normalerweise die hohe Temperaturentwicklung und der starke Abrieb im System welcher zu Stabilitätsproblemen und Produktkontaminationen führt. Die
Kontaminationsprobleme bleiben jedoch auch bei tiefen Temperaturen unverändert, solange man herkömmliche Materialien beispielsweise Glas-, Wolfram-, oder Edelstahl- Kugeln bzw. Perlen für die Produktberührenden Teile verwendet. Die Temperaturentwicklung beim Mahlvorgang ist insbesondere für empfindliche Substanzen wie Peptide und Proteine bedenklich, da sie zum biologischen Wirkungsverlust führen kann.
Perlmühlen wurden zwar bereits im pharmazeutischen Bereich für die Herstellung von Suspensionen in flüssigem Treibgas (Chlorfluorkohlenwasserstoff) für Dosieraerosole verwendet, jedoch ohne Angabe von Produktverunreinigungen (A. L. Adjei, J. W. Kesterson and E.S. Johnson. European patent application. LHRH Analog formulation. Public. Nr. 0510731 A1 , 1987; A. L. Adjei, E.S. Johnson and J. W. Kesterson. United States Patent. LHRH Analog formulation. Patent. Nr. 4,897,256; Date: Jan. 30, 1990). Eine Perlmühle wurde ebenfalls zur Herstellung von Nanosuspensionen verwendet um eine Verbesserung der Löslichkeiten von schwerlöslichen Substanzen zu erreichen (R.H. Müller, R. Becker, B. Kruss, K. Peters. United States Patent. Pharmaceutical nanosuspensions for medicament administration as System with increased Saturation solubility and rate of solution.
Patent Nr. 5,858,410; Date Jan. 12, 1999). Es wurde jedoch bisher keine Anwendung der Perlmühle bei tiefer Temperatur in beispielsweise flüssigen Hydrofluoralkanen wie beispielsweise TG134a oder TG227 oder anderen Flüssigkeiten beschrieben, um reine, trockene, mikronisierte Wirkstoffe herzustellen.
Für die Herstellung von Pulver-Formulierungen für Inhalationszwecke wird dazu noch eine zusätzliche Phase benötigt: das mikronisierte Pulver muss hierbei mit einem Trägermaterial, beispielsweise Lactose, Dextrose, Maltose, Trehalose, gemischt werden, wie in der Patentschrift WO96/02231 , ASTA-Medica AG und im Artikel P.Lucas, K. Anderson, J.N. Staniforth. Protein deposition from drypowder inhalers: Fine particle multiplets as Performance modifiers. Pharm. Res. 15(4) 562- 569 (1998), beschrieben, um ein rieselfähiges Pulver, eine präzise Dosierbarkeit der Formulierung aus einem Pulve nhalator und eine gute Dispergierung des Wirkstoffes zu erhalten. Dieser Prozess wird normalerweise unter Zuhilfenahme von Mischern wie beispielsweise in WO96/02231 beschrieben, mittels Taumelmischer (beispielsweise Turbula) durchgeführt nach vorherigen Zwangssiebungen und Siebungen über beispielsweise Edelstahlsiebe um eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Komponenten in der Gesamtmasse zu erreichen. Es kann auch sein, daß beispielsweise bei sehr kleinen Wirkstoffpartikeln beispielsweise Partikel von 0,1 - 5 μm, lange Mischzeiten für beispielsweise einer Cetrorelix-Lactosemischung erforderlich sind um eine gut dispergierbare Formulierung zu erhalten. Eine fertige Pulverformulierung ist also nur nach mehreren Sieb und Mischaktionen erhältlich. Besonders trifft dies zu, wenn Kombinationspräparate mit beispielsweise verschiedenen Wirkstoffen oder Wirkstoffmischungen oder Wirkstoff- Hilfsstoffmischungen wie beispielsweise Formoterol mit Budesonid im Verhältnis beispielsweise 1 Teil Formoterol zu 4 bis 70 Teilen Budesonid insbesondere 30 bis 36 Teile Budesonid besonders bevorzugt im Verhältniss 1 zu 32,5 (siehe WO98/15280 und W093/11773) hergestellt werden sollen, oder wenn die Beladung des Trägermateriales mit dem Wirkstoff oder den Wirkstoffmischungen oder Wirkstoff-Hilfsstoffmischungen sehr gering ist vorzugsweise < 4,5 % mehr bevorzugt < 2 % am meisten jedoch bevorzugt < 0,5 %.
Desweiteren können für die Herstellung von mikronisierten Pulvern für inhalative oder sonstige Zwecke oder Pulverformulierungen zur Inhalation beispielsweise eingesetzt werden: M3-Antagonisten wie z.B. LAS34273 (auch bekannt unter der Bezeichnung LAS W 330, Anticholinergikum, Fa. Almirall), Tiotropium (Anticholinergikum, Fa, Boehringer Ingelheim), Ipratropium, Oxitropium, Flutropium, Glycopyrrolate (Antcholinergikum), APC-366 (Mast-Cell-trytase Inhibitor, Arris), Loteprednol (Steroid), AWD-12-281 (PDE-IV), Viozan (Dual beta-2 und Dopamin D2 Agonist COPD, Astra Zeneca), IPL 576,092 (Aventis), RPR 106-541 (Steroid, Aventis), RP73401 (PDE-IV, Aventis), IL-4r (IL-4 Rezeptor, Immunex / Aventis), BAY 16 9996 (IL-4 Rezeptor Antagonist, Bayer), Ciciesonide (Steroid, Byk- Gulden), Romiflulast (PDE-IV Inhibitor, Byk-Gulden), D-44 8 (PDE-4 , Darwin), EpiGenRx (Adenosin A1 , antisense, EpiGenesis), FR173657 (Bradykinin-Antagonist, Fujisawa), FK888 (NK1 Antagonist, Fujisawa), Olizumab E25 (oder rhuMAB-E25, Norvatis / Genentech), Tobramycin (CF, Patho Genesis), Peptide Vaccine (Peptide Vaccine, Peptide Therapeutics), Andolast (Mast Cell Stabilzer, Rotta Research), Foropafant (PAF Antagonist, Sanofi), Saredudant (NK2 Antagonist, Sanofi), SCH 55700 (Antibody 11-5, Shering Plough), R.R-Formoterol, Sepracor), T-440 (PDE-IV, Tanabe), PACAP 1 -27 (adenylate cyclase activ.,University of California).
Gemäß einem Aspekt der Erfindung bestand also die Aufgabe darin, mikronisierte Pulver (also feinpartikuläre Pulver mit Partikelgrößen im Nano- bis Mikrometerbereich), insbesondere von Wirkstoffen, zu erhalten. Eine weitere Aufgabe bestand darin, das Aufbringen von einem oder mehreren feinpartikulären Pulvern auf ein oder mehrere Trägermaterialien zu vereinfachen oder überhaupt erst zu ermöglichen, eine gleichmäßigere Verteilung von mikronisierten Pulvern auf dem Trägermaterial bzw. den Trägermaterialien zu erreichen, eine bessere Dispergierbarkeit zu erreichen und beispielsweise die Kontaminationsrisiken bezüglich Produkt sowie Personenschutz zu reduzieren sowie eine Verkürzung der Herstellungsdauer zu erreichen.
Ein besonderes Problem liegt insbesondere in der Herstellung von Pulverzubereitungen, bei denen eine feste Wirkstoffkombination auf ein Trägermaterial aufgetragen werden soll.
Die Aufgabe eine fertige Pulverformulierung herzustellen wurde nun dadurch gelöst, dass zunächst in einer, für tiefe Temperaturen modifizierten Perlmühle (Fig. 1 und Beispiel 1 ), eine empfindliche Modellsubstanz beispielsweise Cetrorelixacetat als Suspension in flüssigem Treibgas beispielsweise in TG227 bei Temperaturen bis < - 60 °C auf eine Korngrößenverteilung von 0,1 - 0,5 μm d(10%) bis 5 -10 μm d(90%), vorzugsweise 0,1 - 5 μm, bevorzugt auf 0,2 d(10%) - 4 μm d(90%), besonders bevorzugt auf 0,3-0,5 d(10%) - 3 μm d(90%) mikronisiert und die so erhaltenen Suspensionen mit verschiedenen beispielsweise Lactosen, Trehalosen, Dextrosen mit verschiedenen Teilchengrößen von 10 bis 500 μm vorzugsweise 10 bis 700 μm mehr bevorzugt 10 bis 900 μm gemischt und schließlich durch Verdampfung des Treibgases bzw. Suspendiermediums, mittels eines Rotationsverdampfers innerhalb von < 3 h vorzugsweise < 2 h mehr bevorzugt < 1,5 h die trockenen Pulver-Formulierungen für Inhalationszwecke (z.B. für DPI oder MDPI) erhalten wurden.
Für die lokale oder topische Verabreichung sind Korngrößen zwischen etwa 0,5 - 10 μm bevorzugt.
Die für die erfindungsgemäße Verfahrensweise erforderliche Perlmühle wurde von Firma VMA-Getzmann hergestellt und nach unseren Anforderungen modifiziert. Das Grundmodell (für den Betrieb im positiven Temperaturbereich) ist bereits im Handel erhältlich (Fig. 1 ).
Die Anwendungsgebiete dieser Mühle sind normalerweise die Herstellung von Farbdispersionen und Keramikpasten für Dentalapplikationen. Bisher sind mit diesem Verfahren keine mikronisierte Pulver für pharmazeutische Anwendungen bekannt. Das Gerät besteht aus einer Mahlkammer (Fig. 1 - 1 ) in die beispielsweise Siiziumnitrid-Perlen, Iridium- oder Yttrium-stabilisierte ZrO2 Perlen (Fig. 1 - 2) mit Perlendurchmesern von beispielsweise 0,2 bis 2 mm und die zu zerkleinernden Teilchen beispielsweise in Form einer Suspension (Fig. 1 - 3) oder als Feststoff über einen, an der Mahlkammer befestigten Edelstahl-Voratsbehälter (Fig. 1 - 4) eingebracht werden. Die Mahlperlen werden in der, aus Zirkondioxidkeramik
bestehenden Mahlkammer mit einem sogenannten „Perlmühleneinsatz" bestehend aus Zirkondioxidkeramik (Fig. 1 - 5) im Kreis bewegt. Dadurch werden die in der Suspension befindlichen Teilchen zwischen den „Perlen" zerkleinert. Die Umlaufgeschwindigkeit liegt vorzugsweise zwischen 1 m/sec bis 14 m/sec. Die Suspension wird durch beispielsweise eine Kreiselpumpe (Fig. 1 - 6) durch die Mahlkammer über den Rücklauf (Fig. 1 - 8) in den Voratsbehälter (Fig. 1 - 4) zurückgepumpt und somit im Umlauf gehalten. Die Mahlleistung und Mahldauer, um auf die gewünschte Teilchengrößenverteilung zu gelangen, ist abhängig von der Mahlkammergröße, der Drehzahl des Mahlrotors (Perlmühleneinsatz), der Größe und Menge der Mahlperlen, der Produktviskosität bzw. der Viskosität der Suspensionen sowie der Teilchenhärte. Es gilt: je viskoser, je besser die Vermahlung. Üblicherweise gilt zudem: je härter oder spröder, desto besser die Vermahlung. Die erhaltene feine Suspension wird anschließend über ein Spaltsieb (Fig. 1 - 7) mit einer Spaltbreite von beispielsweise 0,1 bis 0,5 mm von den Mahlperlen abgetrennt. Über den am Rücklauf (Fig. 1 - 8) befindlichen 3-Wegehahn (Fig. 1 - 9) über das Ablassrohr (Fig. 1 - 1 0) kann die fertige Suspension zur weiteren Verarbeitung beispielsweise in einen Mischerreaktor (z.B.: Broglie) gepumpt werden um dort beispielsweise durch Abdampfen des Suspendiermediums das Pulver oder eine fertige Pulverformulierung mit beispielsweise Lactose zu erhalten. Zur Kühlung der Suspensionen wird über den Kühlmittelzulauf (Fig. 1 - 1 1 ) beispielsweise Ethanol 96% in den Kühlmantel (Fig. 1 - 12) der Perlmühle gepumpt. Der Ablauf (Fig. 1 - 13) und der Kühlmittelzulauf (Fig. 1 - 1 1 ) ist beispielsweise mit einem Umlaufkühler verbunden.
Zum einen wurden die erhaltenen Suspensionen mittels beispielsweise
Rotationsverdampfer in einem Verdampferkolben und langsamer Umdrehung eingedampft. Die Pulver wurden entweder nur bei RT stehengelassen um Treibgas bzw. Suspendiermittelreste ausgasen zu lassen oder es wurde für einige Minuten Vakuum angelegt um ein reines trockenes Pulver oder Mischungen zu erhalten. Zum Anderen wurden die fertigen Suspensionen direkt auf Trägermaterialien oder Mischungen gegeben und anschließend wurde das flüssige Treibgas oder das Suspendiermedium oder Mischungen unter Rotation im Kolben bis zur Trockene abgedampft und wie beschrieben wurden Treibgas bzw. Suspendiermittelreste durch
ausgasen bei geeigneten Temperaturen oder durch Anlegen von Vakuum aus den Mischungen entfernt.
Es lag hierbei die Vermutung nahe, daß so hergestellte Partikel oder Pulvermischungen untereinander verkleben. Und somit keine oder nur geringe Mengen eines für, beispielsweise inhalative Zwecke nötigen Pulvers oder einer Pulvermischung erhalten werden könnten. Es wurde jedoch überraschenderweise gefunden, dass die so hergestellten Pulverformulierungen bei kürzerer oder gleicher Herstellungsdauer < 1 ,5 h bezogen auf das klassische Trockenmischverfahren vergleichbare bzw. bessere Wirkstoffdispergierungen und aerodynamische Eigenschaften zeigten, als Pulverformulierungen die nur durch Trockenmischvorgänge hergestellt wurde (siehe auch REM-aufnahme aus Beispiel 2, Fig. 3 und 4) und Teilchengrößenverteilung aus Beispiel 1 , Fig. 2 sowie die ermittelten respirablen Fraktionen wie in Tab. 1 gezeigt).
Tabelle 1 :
Erläuterung zu Tabelle 1 : Suspension bedeutet hier: hergestellt mittels Aufbringverfahren z.B. über die suspendierung in TG227 und anschließende Verdampfung. Trocken bedeutet hier: Herstellung nach dem klassischen Trockenmischverfahren. Turbula bedeutet hier: Nachmischen der erhaltenen trockenen Mischung aus dem Aufbringverfahren.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können feste Stoffe wie beispielsweise alle pharmazeutisch wirksame Substanzen, Hilfsstoffe, Hilfsstoffmischungen und Wirkstoff-Hilfsstoffmischungen, temperatur- und oxidationsempfindliche Substanzen wie beispielsweise physiologisch wirksame Peptide und Proteine insbesondere LHRH-Analoge mit oder ohne zusätzlichen flüssigen oder festen Hilfsstoffen in kalten verflüssigten Treibgasen wie beispielsweise Fluorkohlenwasserstoffen insbesondere TG227 (2H- Heptafluorpropan), TG134a (1 ,1,1 ,2-tetrafluorethan), TG152a (1,1-Difluorethan)
TG143a (1,1,1-Trifluorethan) oder Mischungen daraus oder in Kohlenwasserstoffen wie beispielsweise Butan, iso-Butan, Pentan, Hexan, Heptan oder anderen leicht verdampfbaren Flüssigkeiten wie beispielsweise Ethanol, Isopropanol, Methanol, Propanol, mikronisiert werden.
Die erhaltene Suspension wird anschließend direkt mit dem Trägermaterial gemischt wobei das Trägermaterial oder mehrere Trägermaterialien oder Trägermaterialhilfsstoffmischungen trocken oder in Suspension vorgelegt werden oder die Wirkstoffe mit oder ohne Hilfsstoffe in Suspension vorgelegt werden. Die Trägermaterialsuspensionen oder Mischungen können auch zu der Wirkstoffsuspension oder den Suspensionen von Wirkstoffhilfsstoffmischungen gegeben werden. Durch anschließende Verdampfung des Suspendiermediums in geeigneten Verdampfungsgefäßen oder Verdampfungsapparaturen beispielsweise mit eingebrachter oder fest installierter Rühreinrichtung und / oder eingebauten Produktabstreifvorrichtungen werden die oder das Pulver somit auf die Trägermaterialien oder entsprechende Mischungen aufgebracht um die trockene Pulverformulierung zu erhalten. Weiterhin kann auch ein, in einer Perlmühle mikronisierter Wirkstoff oder beschriebene Mischungen, erst durch Verdampfung des Suspendiermediums als Bulkware isoliert werden, um Sie dann bei Bedarf für die Herstellung von trockenen Pulver-Mischungen nach vorheriger Resuspendierung und Desagglomerierung der Teilchen beispielsweise mittels Ultraturrax (IKA), Kolloidmühle, Mischerreaktor (Broglie oder Becomix), zu verwenden. Zuvor isolierte, mikronisierte Pulver können ebenso, wie in dem oben beschriebenen Verfahren nach Suspendierung in geeigneten Suspendiermedien auf Trägermaterialien oder Mischungen aufgebracht werden. Dies kann nötig sein, wenn beispielsweise der Wirkstoff oder Mischungen sowie die Trägermaterialien oder Mischungen im Suspendiermedium löslich sind. Es kann dann in dem einen Suspendiermedium mikronisiert und nach der Stoffisolation in einem anderen Suspendiermedium das erhaltene Pulver auf das Trägermaterial oder dessen Mischungen oder Wirkstoff- Trägermaterial-Mischungen oder Wirkstoff-Trägermaterial-Hilfsstoff-Mischungen, in beschriebener Weise wie beispielsweise in Beispiel 2 oder 3 oder 4 oder 5 gezeigt, aufgebracht werden.
Als weitere wirksame Substanzen können bei genannten Verfahren (Mikronisierung und / oder Aufbring-Verfahren) beispielsweise eingesetzt werden: Analgetika, Antiallergika, Antibiotika, Anticholinergika, Antihistaminika, antiinflammatorisch wirkende Substanzen, Antitussiva, Bronchodilatatoren, Diuretika, Enzyme, Herz-Kreislauf-wirksame Substanzen, Hormone. Beispiele für Analgetika sind: Codein, Diamorphin, Dihydromorphin, Ergotamin, Fentanyl, Morphin; Beispiele für Antiallergika sind: Cromoglicinsäure, Nedocromil; Beispiele für Antibiotika sind Cephalosporine, Fusafungin, Neomycin, Penicilline, Pentamidin, Streptomycin, Sulfonamide, Tetracycline; Beispiele für Anticholinergika sind: Atropin, Atropinmethonitrat, Ipratropium, Tiotropium, Oxitropium, Trospium; Beispiele für Antihistaminika sind: Azelastin, Methapyrilen; Beispiele für antiflamatorisch wirksame Substanzen sind: Beclomethason, Budesonid, Dexamethason, Flunisolid, Fluticason, Tipredane, Triamcinolon; beispiele für Antitussiva sind Narcotin, Noscapin; Beispiele für Bronchodilatoren sind Bambuterol, Bitolterol, Carbuterol, Clenbuterol, Formoterol, Fenoterol, Hexoprenalin, Ibuterol, Isoprenalin, Isoproterenol, Metaproterenol, Orciprenalin, Phenylephrin, Phenylpropanolamin, Pirbuterol, Procaterol, Reproterol, Rimiterol, Salbutamol, Salmeterol, Sulfonterol, Terbutalin, Toiobuterol; Beispiele für Diuretika sind Amilorid, Furosemid; Beispiel für Herz-Kreislauf-wirksame Substanzen sind: Diltiazem, und Nitroglycerin; Beispiel für ein Enzym ist Trypsin; Beispiele für Hormone sind Cortison, Hydrocortison, Prednisolon Testosteron, Oestradiol; Beispiele für Proteine und Peptide sind Abarelix, Buserelin, Cetrorelix, Leuprolide, Cyclosporine, Ganirelix, Glucagon, Lutropin (LH), Insulin, Ramorelix, Teverelix (Antarelix©). Die genannten Beispiele können als freie Säuren oder Basen eingesetzt werden oder als Salze. Als Gegenionen können beispielsweise physiologisch verträgliche Erdalkali- oder Alkalimetalle oder Amine sowie beispielsweise Acetat, Adipat, Ascorbat, Alginat, Benzoat, Benzolsulfonat, Bromid, Carbonat, Carboxymethylcellulose (freie Säure), Citrat, Chlorid, Dibutylphosphat, Dihydrogencitrat, Dioctylphosphat, Dihexadecylphosphat, Fumarat, Gluconat, Glucuronat, Glutamat, Hydrogencarbonat, Hydrogentartrat, Hydrochlorid, Hydrogencitrat, Jodid, Lactat, alpha-Liponsäure, Malat, Maleat, Malonat, Pamoat, Palmitat, Phosphat, Salicylat, Stearat, Succinat, Sulphat, Tartrat, Tannate, Oleat, Octylphosphat eingesetzt werden. Es können auch Ester eingesetzt werden, beispielsweise Acetat, Acetonid, Propionat, Dipropionat,
Valerat. Als Trägermaterialien können beispielsweise Lactose, Dextrose, Sorbitol, Polyalkohole, Sorbit, Mannit, Xylit, Disaccharide wie beispielsweise Maltose, und Trehalose und Polysaccharide wie beispielweise Stärke und deren Derivate, Oligosaccharide wie beispielsweise Cyclodextrine, sowie Dextrine sowie verschiedene Aminosäuren eingesetzt werden. Als Hilfsstoffe können eben genannte Trägermaterialien sowie vorzugsweise die Aminosäure Leucin einzeln oder in Form einer Mischung jeweils in mikronisierter oder grober Form oder als Lyophilisat (Lyophilisat aus Hilfstoffslösungen oder Wirstoff-Hilfsstofflösungen) mit anschließender Mikronisierung in Suspension (mit oder ohne anschließender Isolation der Pulver) sowie beispielsweise Lipide wie Glycerinmonostearat, Glycerintristearat, Glycerintripalmitat und beispielsweise Phospholipide wie beispielsweise Eilecithin, Sojalecithin, sowie Vitamine wie beispielsweise Tocopherolacetat (Vitamin E) sowie Tenside wie beispielsweise Polyoxiethylensorbitanoletate oder Poiyoxiethylensorbitanstearate vorzugsweise feste Tenside wie beispielsweise Pluronic (R) F68 (Fluka) oder feste Polymere wie beispielsweise Polyethylenglycol 2000 oder Polyethylenglycol 4000 eingesetzt werden.
Die genannten Hilfsstoffe können in dem Suspendiermedium löslich, teilweise löslich oder unlöslich sein. Im Falle der Löslichkeit oder teilweisen Löslichkeit könnte eine Beschichtung des vermahlenen Teilchens oder eine Beschichtung der mit Wirkstoff beladenen Trägerteilchen erfolgen.
Die nach dem Aufbring-Verfahren herstellbaren Pulver bzw. Pulverformulierungen sind beispielsweise für den direkten Einsatz in Pulver- Inhalatoren wie beispielsweise MDPIs, Blister-Inhalatoren geeignet. Die nach dem Mikronisierverfahren herstellbaren Pulver oder Pulvermischungen sind beispielsweise direkt als Suspensionen oder auch nach Isolation der Pulver und anschließender Resuspendierung in Dosieraerosolen oder zur Herstellung von trockenen Pulvern für andere pharmazeutische Zwecke, wie beispielsweise Tablettierung sowie für weitere Anwendungen, bei denen mikronisierte Pulver benötigt werden, geeignet.
Ein mit der Perlmühle hergestelltes mikronisiertes Pulver bzw. eine mikronisierte Pulvermischung zeigt folgende Vorteile gegenüber einer trocken hergestellten Mischung:
• Pulver sind geringer verunreinigt gegenüber beispielsweise einem sprühgetrocknetem Produkt (beispielsweise die geringe Zunahme der
Peptidverunreinigung, siehe Beispiel 1 )
• Pulver sind sehr fein, 90% der Teilchen sind beispielsweise kleiner 4,9 μm (Fig. 2 aus Beispiel 1) und somit für die Herstellung von inhalierbaren Pulverformulierungen mit lokaler und systemischer therapeutischer Wirksamkeit geeignet.
Das Mikronisieren von Wirk- oder Hilfsstoffen oder Mischungen daraus in
Flüssigkeiten stellt gegenüber anderen Mikronisierungsverfahren folgende Vorteile dar: • Die Mahlkammer kann bis -60 °C gekühlt werden, was eine Mahlung in flüssigem
Treibgas (beispielsweise TG227 und TG134a) oder anderen Flüssigkeiten (z.B.
Ethanol, Butan, und andere in dieser Patentschrift genannten leicht verdampfbaren Flüssigkeiten) und deren eventuellen Mischungen bei
Normaldruck ermöglicht. Unter dieser Bedingung können weiche Substanzen leichter gemahlen werden, da sie bei tiefen Temperaturen zerbrechlicher werden.
• Durch Mahlung bei tiefen Temperaturen beispielsweise < -30° C vorzugsweise < - 40°C mehr bvorzugt jedoch bei < -50°C sind diese Pulver chemisch weniger verunreinigt. Denaturierungsprobleme in Anwesenheit von Wasser beispielsweise bei Peptiden die Peptidhydrolyse, Desamidierung, Mailard Reaktion mit reduzierbaren Zuckern etc., oder Oxidationen von Oxidationsempfindlichen
Stoffen werden vermieden oder treten geringfügiger auf als bei Raumtemperatur.
• Wirkstoffe oder Gemische bzw. Wirkstoff-Hilfsstoffmischungen können beispielsweise als hochkonzentrierte Suspensionen schnell und effektiv mit hoher Ausbeute auf die gewünschten Teilchengrößen, vorzugsweise < 5 μm gemahlen werden mehr bevorzugt sind jedoch < 3 μm. Die konzentrierte Suspension kann nach der jeweiligen Anforderung verdünnt, mit anderen Suspensionen oder mit trockenen Pulvern gemischt, und anschließend eingedampft werden.
• Durch den Einsatz von beispielsweise Iridium oder Yttrium stabilisierten ZrO2 - Mahlperlen und Zr02 -beschichteten statischen und drehenden Teilen des Mahlsystems wird eine hohe Abriebfestigkeit erreicht und ein Pulver (oder Suspension) von Pharmazeutischer Qualität (Reinheit) erhalten (Bundesministerium für Arbeit und Sozialordnung. Technische Regel für
Gefahrstoffe 900 (TRGS 900): Grenzwerte in der Luft am Arbeitsplatz "Luftgrenzwerte". Bundesarbeitsblatt (BarbBI.), Heft 10/1996; and Supplements: BarbBI. 11/1997, S. 39; BarbBI. 5/1998, S. 63; BarbBI. 10/1998, S.73).
• Die durch die Mikronisierung erhaltenen Suspensionen können durch verschiedene Verdampfungsmethoden entweder als reine mikronisierte
Wirkstoffpulver oder als Oberflächen-modifizierte Pulver hergestellt werden.
• geringere Gefahr einer elektrostatischen Aufladung des Produktes bei der Mahlung, da dieses suspendiert vorliegt und somit keine Stäube auftreten. Dies bedeutet somit auch geringere Gefahr von Umgebungskontaminationen durch abgeschlossenes System.
Das Aufbring-Verfahren (Aufbringen von mikronisierten Pulvern in Suspension auf Trägermaterialien oder Mischungen) zeigt folgende Vorteile gegenüber dem Trockenmisch-Verfahren: • Einfache Herstellung von Wirkstoff- oder Hilfsstoff- beladenen Trägermateriaiien.
• Der Wirkstoff wird gleichmäßiger auf dem Trägermaterial oder Trägermaterialmischungen aufgebracht, somit bessere Dosiergenauigkeit der fertigen Pulverformulierung.
• Kombinationspräparate können leichter und in kürzerer Zeit hergestellt werden als bei der Trockenmischmethode, da Sie zusammen im Suspendiermedium dispergiert werden können bzw. in einer Perlmühle zusammen vermählen und in Suspension auf die Trägermaterialien aufgebracht werden können. Sie müssen nicht durch viele einzelne Sieb und Mischschritte hergestellt werden.
• Durch den Einsatz von z.B. Treibgasen wie TG227 wird eine wasserfreie Herstellung von hygroskopischen Pulverformulierungen wie beispielsweise bei
Formulierungen mit Cromoglicinsäure ermöglicht.
Praktische Anwendungen im pharmazeutischen Bereich sind beispielsweise:
• Mikronisierung von Wirk- und/oder Hilfsstoffen in flüssigem Treibgas und anschließende Verdampfung des Treibgases. Dadurch können mikronisierte reine trockene Pulver hergestellt werden z.B. für MDPI Anwendung oder für die Herstellung von injizierbaren feinsten Suspensionen sowie für alle pharmazeutische Anwendungen, wo ein mikronisiertes Pulver vorteilhaft wäre wie beispielsweise für Inhalative Zwecke mittels eines Blisterinhalators oder bei der Tablettierung.
• Herstellung von Teilchen mit modifizierten Oberflächen-eigenschaften, indem ein Hilfsstoff direkt in der Suspension entweder vor oder nach der Mikronisierung gelöst oder suspendiert wird und das Lösungsmittel verdampft wird.
• Herstellung von Teilchen mit modifizierten Oberflächen-eigenschaften indem ein oder mehrere Hilfstoffe mit dem Wirkstoff in einem geeignetem Lösungsmittel gelöst werden und anschließend durch beispielsweise Lyophilisation eine homogene Mischung von beispielsweise Lactose und oder Leucin mit beispielsweise Formoterol erhalten wird. Diese kann mit einer Perlmühle auf
Teilchengrößen von 0, 1 μm bis 5 μm vorzugsweise auf 0,2 bis 4 μm mehr bevorzugt jedoch auf 0,3 bis 3 μm herunter mikronisiert werden und diese Suspension auf grobe Trägermaterialien wie beispielsweise rieselfähige Lactosen (beispielsweise mit Teichengrößen von 10 - 900 μm) durch genanntes Aufbring- Verfahren aufgebracht werden.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Pulver oder Pulvermischungen können zur Vermeidung von elektrostatischer Aufladung nach an sich bekannten Verfahren. (z.B. Stehenlassen bei 25 °C und 60 % rel. Luftfeuchte für einige Stunden bis mehrere Tage) konditioniert werden.
Bei der Angabe der Teilchengrößen ist hier immer der d(10%) Wert für den unteren Partikelgrößenbereich bzw. der d(90%) Wert für den oberen
Partikelgrößenbereich gemeint. Beispielsweise bedeutet hier eine Teilchengröße von 0,3 - 3 μm: 10% der Teilchen sind kleiner als 0,3 μm und 90 % der Teilchen sind kleiner als 3 μm.
Fig. 1 zeigt eine Skizze der modifizierten Perlmühle im Querschnitt
Fig. 2 zeigt die Teilchengrößenverteilung des in Beispiel 1 mikronisierten Cetrorelixacetates, gemessen mittels Laserdifraktometrie (Malvern Mastersizer)
Fig. 3 zeigt eine Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Ausschnittes der in Beispiel 2 hergestellten Partikel welche auf SperoLac 100 in Suspension aufgebracht worden sind.
Fig. 4 zeigt eine Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Ausschnittes, der in Vergleichsbeispiel 2a, als Vergleich hergestellten Partikel welche auf SperoLac 100 trocken, also gemäß dem herkömmlichen Verfahren, aufgebracht worden sind.
Die Erfindung - die Herstellung von Pulverformulierungen durch Mikronisierung des Wirkstoffes und anschließendes Beladen des Trägermateriales mit dem mikronisierten Wirkstoff - wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert ohne sie darauf zu beschränken:
Beispiel 1:
Gewinnung des Pulvers:
In einer modifizierten Perlmühle SL-12C der Fa. VMA-Getzmann wurde in Verbindung mit einem Kryostaten (Fa. Haake, Mod. Nr.: N8-KT90W mit Kreiselpumpe PT35/170-140) eine Naßmahlung von Cetrorelixacetat in flüssigem HFA 227 durchgeführt. Dazu wurden 100 ml Iridium-stabilisierte Zirkondioxid- Mahlperlen (mit 0,6 mm Durchmesser) in die Mahlkammer eingebracht. Der isolierte Doppelmantel der Mahlkammer und das isolierte Reservoir der Perlmühle wurden mit dem Kryostaten verbunden und auf -60°C gekühlt. Die Perlmühle wurde zweimal mit je 150 ml Ethanol (100 %) bei einer Rotorumlaufgeschwindigkeit von 6 m/s gespült. Anschließend wurde mit 200 ml HFA 227 gespült. Die Spülflüssigkeiten wurden verworfen.
500 g HFA 227 wurden in der Perlmühle vorgelegt und das System auf -50°C temperiert (die Rücklauftemperatur der Suspension -35 °C). Anschließend wurden 40 g Cetrorelixacetat in 500 g HFA 227 mit Hilfe eines Ultraturrax (bei 8000 min"1; für 2 min) vordispergiert. Diese Suspension wurde bei einer Rotorumlaufgeschwindigkeit von 5,5 m/s innerhalb von 1 min in die Perlmühle
gegeben. Die Suspension wurde 5 min bei 5,5 m/s gemahlen, 15 min bei 7 m/s und anschließend 10 min bei 13,5 m/s gemahlen. Am Ende blieb die Temperatur unverändert. Nach abgeschlossener Mahlung wurde die Suspension in einen 1 Liter Rundkolben gefüllt und das Treibgas unter Rotation des Kolbens bei 200 min"1 unter leichtem Sieden innerhalb von 1 h abgedampft. Das erhaltene weiße Pulver wurde anschließend in eine 100 ml Schraubglasflasche abgefüllt. Der Partikeldurchmesser wurde mittels Laser Diffraktometrie bestimmt. 90% (d 0,9) der Teilchen waren < 4,9 μm (siehe Fig 2). Der Mittlere Volumen Durchmesser (volume mean diameter, VMD) betrug 2,5 μm. Die mittels HPLC ermittelten Peptidverunreinigungen waren durch den Mahlvorgang nur um 0,08 % gestiegen. Die anorganischen Verunreinigungen bezüglich Zirkondioxid (Keramik-Abrieb) lag bei 96 μg/g im Feststoff.
Beispiel 2
Mischung in Suspension (SpheroLac 100): 200 g flüssiges TG227 (Temp. ~50°C) wurden in ein 250 ml Becherglas vorgelegt. Anschließend wurden 1 ,03(4) g des aus Beispiel 1 gewonnenen Cetrorelixacetates langsam dazugegeben und die Mischung 1 min mit einem Ultraturrax bei 22000 min"1 dispergiert. Nach Entfernen des Ultraturrax wurde die Cetrorelixacetat Suspension zu einer Suspension bestehend aus 8,96(6) g SpheroLac 100 (Meggle Pharma) und 50 g HFA 227 gegeben. Diese Gesamtmischung' wurde unter Rotation des Kolbens bei 200 min"1 unter leichtem Sieden der Suspension innerhalb von 1 h abgedampft. Die erhaltene rieselfähige Cetrorelixacetat-Lactose Mischung wurde anschließend in eine 30 ml Schraubglasflasche abgefüllt. Anschließend wurde das Pulver zu je 1 g in MDPI-Patronen (Patronen für den Novolizer) abgefüllt. Die Bestimmung des inhalierbaren Anteils der erhaltenen Pulver-Mischung wurde in einem Kaskadenimpaktor (Multi-Stage-Liquid-Impinger, Astra) bei einer Flußrate von 70 Litern Luft / min unter Verwendung des Novolizerκ's (MDPI) als Dispergiereinheit bestimmt. Dazu wurden eine mit der Pulvermischung gefüllte Patrone in den Novolizer'1" eingesetzt. Der Inhalator wurde an den Kaskadenimpaktor angesetzt und ausgelöst. Die per HPLC ermittelten Gehaltsbestimmungen in den einzelnen Stufen des Kaskadenimpaktors wurden zur Ermittlung der respirablen Fraktion (Kaskade 3- 5) herangezogen. Der Anteil lag hier bei 41 % (n=1)
Vergleichsbeispiel 2a
Trockene Mischung (SpheroLac 100):
1 ,03(4) g des aus Beispiel 1 gewonnenen Cetrorelixacetates wurden 5 min mit 8,96(6) g SpheroLac 100 (Meggle Pharma) in einer Schraubglasflasche im Turbula- Mischer vorgemischt. Anschließend wurde die Mischung unter Zuhilfenahme von 1 g Iridium-stabilisierten Zirkonoxid-Mahlperlen mit 1 ,1 mm Durchmesser über ein 315 μm Edelstahl-Analysensieb (10 cm Durchmesser) zwangsgesiebt. Die erhaltene Mischung wurde in eine Schraubglasflasche abgefüllt und 30 min im Turbula- Mischer gemischt. Anschließend wurde das Pulver zu je 1 g in MDPI-Patronen (Patronen für den Novolizer) abgefüllt. Die Bestimmung des inhalierbaren Anteils der erhaltenen Pulver-Mischung wurde wie oben beschrieben durchgeführt (siehe Tab. 1 ).
Beispiel 3 Mischung in Suspension (CapsuLac 60 plus Turbula):
200 g flüssiges TG227 (Temp. -50°C) wurden in ein 250 ml Becherglas vorgelegt. Anschließend wurden 1 ,97(2) g des aus Beispiel 1 gewonnenen Cetrorelixacetates langsam dazugegeben und die Mischung 1 min mit einem Ultraturrax bei 22000 min"1 dispergiert. Nach Entfernen des Ultraturrax wurde die Suspension in ein Rundkolben mit 18,03 g CapsuLac 60 gegeben. Diese Mischung wurde unter Rotation des Kolbens bei 200 min"1 unter leichtem Sieden der Suspension innerhalb von 1 h abgedampft. Die erhaltene rieselfähige Cetrorelixacetat-Lactose Mischung wurde anschließend in eine 30 ml Schraubglasflasche abgefüllt und 30 min im Turbula- Mischer gemischt. Anschließend wurde die Pulver-Mischung zu je 1 g in MDPI- Patronen (Patronen für den Novolizer") abgefüllt. Die Bestimmung des inhalierbaren Anteils der erhaltenen Pulver-Mischung wurde wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt (siehe Tab. 1 ).
Vergleichsbeispiel 3a Trockene Mischung (CapsuLac 60):
Dazu wurden 1,972 g des aus Beispiel 1 gewonnenen Cetrorelixacetates 5 min mit 18,03(2) g CapsuLac 60 (Meggle Pharma) in einer Schraubglasflasche im Turbula- Mischer vorgemischt. Anschließend wurde die Mischung unter Zuhilfenahme von 1 g
Iridium-stabilisierten Zirkonoxid-Mahlperlen mit 1 ,1 mm Durchmesser über ein 315 μm Edelstahl-Analysensieb (10 cm Durchmesser) zwangsgesiebt. Die erhaltene Mischung wurde in eine Schraubglasflasche abgefüllt und 30 min im Turbula- Mischer gemischt. Anschließend wurde das Pulver zu je 1 g in MDPI-Patronen (Patronen für den Novolizer) abgefüllt. Die Bestimmung des inhalierbaren Anteils der erhaltenen Pulver-Mischung wurde wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt (siehe Tab.1 ).
Beispiel 4 Mischung in Suspension (CapsuLac 60):
200 g flüssiges TG227 (Temp. -50°C) wurden in ein 250 ml Becherglas vorgelegt. Anschließend wurden 1 ,97(2) g des aus Beispiel 1 gewonnenen Cetrorelixacetates langsam dazugegeben und die Mischung 1 min mit einem Ultraturrax bei 22000 min"1 dispergiert. Nach Entfernen des Ultraturrax wurde die Cetrorelixacetat Suspension in ein Rundkolben zu einer Suspension bestehend aus 18,03 g CapsuLac 60 (Meggle Pharma) und 50 g HFA 227 gegeben. Diese Gesamtmischung wurde unter Rotation des Kolbens bei 200 min"1 unter leichtem Sieden der Suspension innerhalb von 1 h abgedampft. Die erhaltene rieselfähige Cetrorelixacetat-Lactose Mischung wurde anschließend in eine 30 ml Schraubglasflasche abgefüllt. Anschließend wurde die Pulver-Mischung zu je 1 g in MDPI-Patronen (Patronen für den Novolizer") abgefüllt. Die Bestimmung des inhalierbaren Anteils der erhaltenen Pulver-Mischung wurde wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt (siehe Tab.1). Als Vergleich dazu diente die trockene Mischung von Cetrorelixacetat mit CapsuLac 60 aus Beispiel 3a.
Beispiel 5
Mischung in Suspension (CapsuLac 60):
210 g flüssiges TG227 (Temp. -50°C) wurden in ein 250 ml Becherglas abgewogen. Anschließend wurde das Treibgas zu 422 mg mikronisiertem Budesonid langsam gegeben und die Mischung 30 sec. mit einem Ultraturrax bei 22000 min"1 dispergiert. Nach Entfernen des Ultraturrax wurde die Budesonid-Suspension in ein Rundkolben zu einer Suspension bestehend aus 22,58 g CapsuLac 60 (Meggle Pharma) und 50 g HFA 227 gegeben. Diese Gesamtmischung wurde unter Rotation des Kolbens bei 60 min"1 unter leichtem Sieden der Suspension innerhalb von 1 h abgedampft. An
der Glaswand anhaftendes Pulver wurde durch Klopfen gelöst. Anschließend wurde durch Anlegen von Vakuum (20 bis 30 mbar) 10 min nachgetrocknet. Der Kolben rotierte weitere 30 min bei 60 min"1. Die erhaltene rieselfähige Budesonid-Lactose Mischung wurde anschließend in eine 50 ml Schraubglasflasche abgefüllt. Anschließend wurde die Pulver-Mischung zu je 1 - 1 ,5 g in MDPI-Patronen (Patronen für den Novolizer) abgefüllt. Die Bestimmung des inhalierbaren Anteils der erhaltenen Pulver-Mischung wurde wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt (siehe Tab. 1 ).
Vergleichsbeispiel 5a
Trockene Mischung (CapsuLac 60):
4,22 g Budesonid wurden mit 135,5 g CapsuLac über 10 min im Turbula (Taumelmischer) gemischt. Diese Vormischung wurde über ein Edelstahlsieb gesiebt und zu 90,3 g CapsuLac gegeben. Diese Mischung wiederum wurde in eine Schraubglasflasche abgefüllt und 30 min im Turbulamischer gemischt. Anschließend wurde das Pulver zu je 1 - 1 ,5 g in MDPI-Patronen (Patronen für den Novolizer ) abgefüllt. Die Bestimmung des inhalierbaren Anteils der erhaltenen Pulver-Mischung wurde wie in Beispiel 2 beschrieben durchgeführt (siehe Tab.1).