Hielscher Ultraschalltechnik

Verbesserte Löslichkeit von Remdesivir mittels Ultraschall

Remdesivir (GS-5734) ist ein antivirales Medikament, dessen Wirkung gegen die Ebola-Virus-Krankheit und COVID-19, verursacht durch das Sars-CoV-2-Coronavirus, erforscht wird. Remdesivir ist eine pharmazeutische Lösung, die intravenös verabreicht wird. Während bereits ein kurzer ultraschall-gestützter Lösungprozess allein die Löslichkeit von Remdesivir erhöht und seine Formulierung verbessert, ist die Ultraschallkomplexierung von Remdesivir innerhalb Cyclodextrinkomplexen eine vielversprechende Technik, um die Löslichkeitsprobleme von Remdesivir zu überwinden und dadurch die Bioverfügbarkeit des Medikamentes zu verbessern.

Ultraschall-Komplexierung von Remdesivir in Cyclodextrin-Drug Carrier

Pharmazeutika in AmpullenSulfobutylether-beta-Cyclodextrin (SBE-β-CD) wird als Hilfsstoff oder Formulierungsmittel verwendet, um die Löslichkeit schwerlöslicher Mittel zu erhöhen. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Komplexierung von Remdesivir in SBE-β-CD-Komplexen die Löslichkeit von Remdesivir verbessert und dadurch die Absorptionsrate und Bioverfügbarkeit signifikant erhöht.

Formulierungen für die "in vitro"-Forschung:

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

Formulierungen für die "in vivo"-Forschung:

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

Ultraschall fördert das Dispergieren und Auflösen von Remedesivir, was zu einer wirksameren Formulierung und einer höheren Bioverfügbarkeit führt.

Vorteile von Cyclodextrin-Komplexen

Cyclodextrine (CDs) werden häufig zur Verbesserung der Wirksamkeit und Potenz von Arzneimitteln eingesetzt. Das bedeutet, das Medikament kann in der niedrigstmöglichen Dosis verabreicht werden und erzielt gleichzeitig eine optimale therapeutische Wirkung.
In Cyclodextrin-Komplexen formulierte Arzneimittel bieten eine deutlich erhöhte Arzneimittellöslichkeit, die die Zytotoxizität senkt, da die Komplexierung das Arzneimittel schon bei niedrigeren Dosen wirksam macht. Zum Beispiel verbesserte die β-Cyclodextrin-Komplexierung von Ganciclovir die antivirale Wirkung des Medikaments auf klinische Virenstämme des humanen Zytomegalievirus. Die erhöhte Wirksamkeit des Medikaments und demzufolge geringere Dosierung führt zu einer verringerten Toxizität des Medikaments. Insgesamt zeigen Cyclodextrine eine sehr gute Absorptionsrate und vermindern medikamenteninduzierte Irritationen. Cyclodextrin-Inklusionskomplexe senken die lokale Konzentration des freien Medikaments, so dass die Konzentration unterhalb der Irritationsschwelle liegt. Die Cyclodextrin-Inclusion verbessert die Stabilität des Medikaments und beugt Unverträglichkeiten vor. Außerdem maskieren CD-Komplexe Geruch und Geschmack eines Medikamentes.

Ultraschall ist hochwirksam, um Medikamente wie Remedesivir in Cyclodextrin-Komplexe zu verkapseln.

UIP2000hdT Ultraschalldispergator für Arzneimittel im Pharmazeutikumsreaktor aus Edelstahl

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Hochleistungs-Ultraschallgeräte für die Medikamentenverkapselung

Hielscher Ultrasonics verfügt über langjährige Erfahrung in der Konstruktion, Herstellung und dem Vertrieb von Hochleistungs-Ultraschall-Homogenisatoren für die Pharma-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie. Hielscher ist stolz darauf, nicht nur Hardwarelieferant zu sein, sondern auch anspruchsvolle Beratung und Schulung für Ultraschallanwendungen sowie die Installation und den Betrieb von Ultraschallsystemen anzubieten.
Die Herstellung von hochwertigen Cyclodextrin-Komplexen und anderen nanostrukturierten Wirkstoffträgern wie z.B. Niosome, Liposome, Solid-Lipid-Nanopartikel oder polymere Nanopartikel sind Prozesse, bei denen sich Hielscher-Ultraschallsysteme durch hohe Zuverlässigkeit, konstante Leistungsabgabe und präzise Steuerbarkeit auszeichnen. Hielscher Ultraschallgeräte ermöglichen die präzise Steuerung aller Prozessparameter, wie Amplitude, Temperatur, Druck und Beschallungsenergie. Die intelligente Software protokolliert automatisch alle Beschallungsparameter (Zeit, Datum, Amplitude, Nettoenergie, Gesamtenergie, Temperatur, Druck) auf der integrierten SD-Karte.
Die Robustheit der Hielscher Ultraschallsysteme ermöglicht einen 24/7 Betrieb unter starker Belastung sowie in anspruchsvollen Umgebungen.
In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallsysteme:

Batch-Volumen Durchfluss Empfohlenes Ultraschallgerät
1 bis 500ml 10 bis 200ml/min UP100H
10 bis 2000ml 20 bis 400ml/min UP200Ht, UP400St
0.1 bis 20l 0,2 bis 4l/min UIP2000hdT
10 bis 100l 2 bis 10l/min UIP4000hdT
n.a. 10 bis 100l/min UIP16000
n.a. größere Cluster aus UIP16000

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Literatur / Literaturhinweise



Wissenswertes

Remdesivir

Remdesivir ist ein Medikament, das von Gilead Science zur Behandlung von Virusinfektionen wie der Ebola-Virus-Krankheit und der Marburg-Virus-Krankheit entwickelt wurde. Laut Stand April 2020 befindet es sich in der Phase der klinischen Studien, um möglicherweise als Behandlung für die Ebola-Virus-Krankheit zugelassen zu werden. Im Rahmen der COVID-19-Pandemie 2020 wird die antivirale Wirkung von Remedesivir auf das Coronavirus SARS-CoV-2 untersucht. Als Nukleotidanalogon, insbesondere als Adenosinanalogon, fügt sich Remedesivir in die RNA-Kette des Virus ein und stört dadurch den Replikationsmechanismus des Virus.