Verbesserte Löslichkeit von Remdesivir mittels Ultraschall

Remdesivir (GS-5734) ist ein antivirales Arzneimittel, das zur Behandlung der Ebola-Viruskrankheit und der durch das Coronavirus Sars-CoV-2 verursachten Erkrankung COVID-19 erforscht wird. Remdesivir ist eine pharmazeutische Lösung, die intravenös verabreicht wird. Bereits eine kurze ultraschallunterstützte Auflösung erhöht die Löslichkeit von Remdesivir und verbessert seine Formulierung. Die ultraschallunterstützte Komplexierung von Remdesivir in Cyclodextrin-Komplexen ist eine vielversprechende Methode, um die Löslichkeitsprobleme von Remdesivir zu überwinden und so die Bioverfügbarkeit des Arzneimittels zu erhöhen.

Ultraschallunterstützte Komplexierung von Remdesivir in Cyclodextrin-Wirkstoffträgern

Sulfobutylether-beta-Cyclodextrin (SBE-β-CD) wird als pharmazeutischer Hilfsstoff oder Formulierungshilfsmittel eingesetzt, um die Löslichkeit schwer löslicher Wirkstoffe zu erhöhen. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Komplexierung von Remdesivir in SBE-β-CD-Komplexen die Löslichkeit von Remdesivir deutlich verbessert und dadurch seine Resorptionsrate und Bioverfügbarkeit erhöht.

Formulierungen für die „In-vitro“-Forschung:

1. H₂O: 250 mg/mL – erfordert Ultraschallbehandlung zur Solubilisierung
2. Dimethylsulfoxid (DMSO): 5,625 mg/mL – erfordert Ultraschallbehandlung + Erwärmung zur Solubilisierung

Formulierungen für die „In-vivo“-Forschung:

1. Die Lösungsmittel nacheinander zugeben: 10% DMSO, 40% PEG300, 5% Tween 80, 45% Kochsalzlösung + Beschallung
   Löslichkeit: ≥ 2,17 mg/mL (3,60 mM); klare Lösung
2. Die Lösungsmittel nacheinander zugeben: 10% DMSO, 90% (20% Sulfobutylether-beta-Cyclodextrin (SBE-β-CD) in Kochsalzlösung) + Beschallung
   Löslichkeit: ≥ 2,17 mg/mL (3,60 mM); klare Lösung
3. Die Lösungsmittel nacheinander zugeben: 10% DMSO, 90% Maisöl + Beschallung
   Löslichkeit: ≥ 2,17 mg/mL (3,60 mM); klare Lösung

Die Ultraschallbehandlung fördert das Dispergieren und Auflösen von Remdesivir und führt dadurch zu wirksameren Formulierungen und einer höheren Bioverfügbarkeit.

Vorteile von Cyclodextrin-Komplexen

Cyclodextrine (CDs) werden häufig eingesetzt, um die Wirksamkeit und Wirkstärke von Arzneimitteln zu verbessern. Dadurch kann das Arzneimittel in der niedrigstmöglichen Dosis verabreicht und zugleich eine optimale therapeutische Wirkung erzielt werden.
In Cyclodextrin-Komplexen formulierte Wirkstoffe weisen eine deutlich erhöhte Löslichkeit auf. Dies senkt die Zytotoxizität, da der Wirkstoff bereits bei geringeren Dosen wirksam ist. Beispielsweise verbesserte die Komplexierung von Ganciclovir mit β-Cyclodextrin die antivirale Aktivität des Wirkstoffs gegen klinische Stämme des humanen Zytomegalievirus. Die erhöhte Wirkstärke führte in der Folge zu einer geringeren Toxizität des Wirkstoffs. Insgesamt weisen Cyclodextrine eine sehr gute Resorptionsrate auf und verringern arzneimittelbedingte Reizungen. Cyclodextrin-Einschlusskomplexe senken die lokale Konzentration des freien Wirkstoffs unter die Schwelle, ab der Reizungen auftreten. Der Einschluss in Cyclodextrin verbessert die Wirkstoffstabilität und verhindert Inkompatibilitäten. Schließlich maskieren CD-Komplexe den Geruch und den unangenehmen Geschmack von Arzneimitteln.

Hochleistungsultraschallgeräte zur Wirkstoffverkapselung

Hielscher Ultrasonics verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung, Herstellung und im Vertrieb von Hochleistungsultraschallhomogenisatoren für die Pharma-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie. Hielscher ist stolz darauf, neben der Bereitstellung von Geräten auch fundierte Beratung und Schulungen zu Ultraschallanwendungen sowie zur Installation und zum Betrieb von Ultraschallsystemen anzubieten.
Die Herstellung hochwertiger Cyclodextrin-Komplexe und anderer nanostrukturierter Wirkstoffträger wie Niosomen, Liposomen, Solid-Lipid-Nanopartikel oder polymerer Nanopartikel gehört zu den Prozessen, bei denen sich Ultraschallsysteme von Hielscher durch ihre hohe Zuverlässigkeit, konstante Leistungsabgabe und präzise Regelbarkeit auszeichnen. Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglichen die präzise Steuerung aller Prozessparameter wie Amplitude, Temperatur, Druck und Beschallungsenergie. Die intelligente Software protokolliert automatisch sämtliche Beschallungsparameter (Uhrzeit, Datum, Amplitude, Nettoenergie, Gesamtenergie, Temperatur, Druck) auf der integrierten SD-Karte.
Die Robustheit der Ultraschallgeräte von Hielscher ermöglicht den 24/7-Betrieb unter hoher Belastung und in anspruchsvollen Umgebungen.
Die folgende Tabelle gibt Ihnen einen Überblick über die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallgeräte: