Pharmazeutische Nanosuspensionen mit verbesserter Bioverfügbarkeit

Mittels Ultraschall hergestellte Nanosuspensionen weisen eine deutlich verbesserte pharmakologische Bioverfügbarkeit auf. Insbesondere Arzneimittelmoleküle mit schlechter Wasserlöslichkeit, was deren Bioverfügbarkeit und den Wirkungseintritt verringert, profitieren von dem sogenannten "Nanosizing" mittels Ultraschall. Die Beschallung wird eingesetzt, um Arzneimittelpartikel und -kristalle auf Nanometergröße zu verkleinern und stabile Nanosuspensionen mit besserer Bioverfügbarkeit und Wirksamkeit herzustellen.

Verbesserte Bioverfügbarkeit von Arzneimitteln mittels Sonifizierung

Schlecht lösliche pharmazeutische Moleküle haben eine sehr geringe Bioverfügbarkeit und daher eine geringe Wirksamkeit, insbesondere bei oraler Verabreichung. Wenn solche Medikamente mit geringer Wasserlöslichkeit in Nanogröße und als Nanosuspensionen formuliert werden, kann die Bioverfügbarkeit drastisch erhöht werden. So wurden beispielsweise bei Azithromycin-Nanosuspensionen mehr als 65 % des Wirkstoffs innerhalb von 5 Stunden gelöst, wohin im Vergleich dazu im gleichen Zeitraum lediglich 20 % des mikronisierten Azithromycins gelöst wurde.
Die Ultraschallbehandlung ist eine hocheffiziente Methode zur Verringerung der Partikelgröße, zur Ausfällung von Nanokristallen und zur Dispersion pharmazeutischer Wirkstoffe in Nanosuspensionen. Solche Nanosuspensionen bestehen ausschließlich aus dem reinen pharmazeutischen Wirkstoff.
Darüber hinaus lassen sich Wirkstoffmoleküle in Nanogröße und Nanosuspensionen einfach in verschiedene Darreichungsformen wie Tabletten, Kapseln und orodispersible Tabletten einarbeiten.

Herstellung von Meloxicam-Nanokristallen mit Ultraschall

Meloxicam, ein häufig verschriebenes nichtsteroidales Antirheumatikum (NSAID), ist nur schlecht wasserlöslich, was seine Bioverfügbarkeit und die Wirkung des Medikaments verringert. Mit Hilfe von Ultraschall werden Meloxicam-Kristalle auf Nano-Größe zerkleinert und stabile Nanosuspensionen mit besserer Bioverfügbarkeit und Wirksamkeit hergestellt.

Mikroskopische Bilder einer Meloxicam-Suspension:
Links: unbehandelte Meloxicam-Suspension
Rechts: Meloxicam-Nanosuspension hergestellt mittels Beschallung mit dem UP100H für 45 Minuten bei 100 % Amplitude und Zyklus 1.

Iurian et al. (2015) untersuchten die Effekte der Beschallung auf Meloxicam-Kristalle und ihre entsprechende Bioverfügbarkeit. Sie zeigten, dass der wichtigste Einflussfaktor für die Herstellung von Meloxicam-Nanokristallen die Ultraschallamplitude ist.
Die Amplitude und die Zeit wurden als die wichtigsten Variablen ermittelt. Höhrer Ultraschallamplituden führen zu einer signifikanten Größenreduzierung und Homogenität aufgrund des Phänomens der Ultraschall-Kavitations. Der angewandte Beschallungszyklus war hingegen weniger wichtig. Die Kristallgröße hatte großen Einfluss auf den Lösungsprozess; es wurde eine starke Korrelation zwischen kleinen Kristallen und schnellem Lösen nach Gefriertrocknung der Nanosuspensionen festgestellt. Die optimale Formulierung wurde durch eine kontinuierliche Beschallung mit einer Amplitude von 100% für 45 Minuten erreicht, Bedingungen, die zu 600 nm großen Kristallen mit einem Polydispersionsindex von 0,521 und einer schnellen Auflösung des Arzneimittels führten. Die morphologische Analyse ergab kleine, rundliche Kristalle mit enger Größenverteilung.

Höhere Amplituden erzielen die effektivste Herstellung von Meloxicam-Nanokristallen.

Hochleistungs-Ultraschall-Homogenisatoren für Nanosuspensionen

Hielscher Ultrasonics ist Ihr vertrauenswürdiger Lieferant für zuverlässige Hochleistungs-Ultraschallgeräte, von Labor- und Pilotanlagen bis hin zu vollindustriellen Systemen. Hielscher Ultrasonics‘ Geräte zeichnen sich durch hochentwickelte Hardware, intelligente Software und hervorragende Benutzerfreundlichkeit aus – entwickelt und hergestellt in Deutschland. Die robusten Hielscher Ultraschallmaschinen für die Dispergierung, Deagglomeration, Synthese und Funktionalisierung von Nanopartikeln können 24/7/365 unter Volllast betrieben werden. Abhängig von Ihrem Prozess und Ihrer Produktionsanlage können unsere Ultraschallgeräte im Batch- oder kontinuierlichen Inline-Betrieb betrieben werden. Verschiedenes Zubehör wie Sonotroden (Ultraschallstäbe), Boosterhörner, Durchflusszellen und Reaktoren sind problemlos erhältlich.
Kontaktieren Sie uns jetzt, um weitere technische Informationen, wissenschaftliche Studien, Protokolle und ein Angebot für unsere Ultraschallhomogenisatoren zur Herstellung von Nanosuspensionen mit pharmazeutischen Nanokristallen oder Nanopartikeln zu erhalten! Unsere gut ausgebildeten, langjährig erfahrenen Mitarbeiter besprechen gerne Ihre Nano-Anwendung mit Ihnen!

In der folgenden Tabelle finden Sie die ungefähre Verarbeitungskapazität unserer Ultraschallhomogenisatoren:

Sonofragmentierung von Acetylsalicylsäure (Aspirin)-Kristallen
[Studie und Bilder: ©Zeiger und Suslick, 2011]