DE60110106T2

DE60110106T2 - Verfahren zur herstellung von pankreasenzym enthaltende mikrosphären mit hoher stabilität

Info

Publication number: DE60110106T2
Application number: DE60110106T
Authority: DE
Inventors: Mario Maio
Original assignee: Eurand International SpA
Current assignee: Aptalis Pharma SRL
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2001-11-13
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2021-11-14
Also published as: JP2004513645A; AU2002224843A1; IT1319655B1; ATE292959T1; ITMI20002456A1; US9884025B2; US20160120815A1; DE60110106D1; WO2002040045A3; JP4555981B2; EP1335706B1; KR20030060105A; CA2428837A1; WO2002040045A2; US20040101562A1; ES2240559T3; EP1335706A2; US9259393B2

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Produktion von Mikropartikeln zur pharmazeutischen Verwendung. Beschrieben werden Mikrokügelchen, die Pankreasenzyme in stabiler Form enthalten, und welche eine hohe Bioverfügbarkeit und hohe Enzymaktivität haben. Es wird das Herstellungsverfahren für die genannten Mikrokügelchen durch ein hoch energetisches Granulierungs- und Sphäronisationsverfahren ohne Lösungsmittel beschrieben.
Es kann aufgrund mehrerer unterschiedlicher pathologischer Zustände zu einer eingeschränkten Enzymproduktion durch die Bauchspeicheldrüse kommen. Die nicht erfolgreiche oder unzureichende Produktion von Verdauungsenzymen tritt insbesondere auf bei Mukoviszidose (zystischer Fibrose), Verschluss des Gallengangs, Pankreaskarzinom und Entzündungszuständen des Pankreas (chronische Pankreatitis). Infolge solcher krankhaften Zustände können die betroffenen Personen die aufgenommene Nahrung nicht mehr verdauen, da eine Aufspaltung in durch den Gastrointestinaltrakt resorbierbare Moleküle nicht mehr möglich ist.
Die Erkrankung führt zu Gewichtsverlust und kann einen tödlichen Verlauf nehmen. Die Therapie besteht aus ersatzweise oral verabreichten Pankreasenzymen tierischen Ursprungs (hier kurz als „Pankreatin" bezeichnet.) Das Pankreatin wird größtenteils aus Lipase, Amylase und Protease gebildet. Die Lipase katalysiert hauptsächlich die Hydrolyse der Fette in Fettsäuren und Glycerin, die Amylase metabolisiert Stärke in Dextrine und Zucker und die Protease spaltet Proteine in Peptide und Aminosäuren (G. J. Peschke, Pancreatic enzymes (Pancreatin), in Topics in pharmaceutical sciences, D. D. Breimer, D. J. A. Crommelin, K. K. Midha, Fédération Internationale Pharmaceutique (FIP), The Hague, 1989).
Pankreatin wird zwar bevorzugt, aber nicht nur aus Schweinepankreas extrahiert. Die pharmazeutisch geeignetste und wirksamste Form von Pankreatin stellen Kügelchen, Pellets oder Minitabletten dar. Zur oralen Verabreichung werden diese Formulierungen mit magensaftresistenten Überzügen (Coatings) hergestellt. Notwendig ist dies, da die Pankreasenzyme durch den sauren pH-Wert im Magen inaktiviert werden und gerade zu dem Zeitpunkt verfügbar gemacht werden müssen, wenn sie in Kontakt mit dem pH-Milieu im Dünndarm kommen.
Die Verabreichung von kleinen Multipartikeln ist besonders wichtig, um eine angemessene Verteilung der Enzyme in der Nahrung während der Magenpassage sicherzustellen und eine beträchtliche Menge bereitzustellen, wenn die Mikrokügelchen in Kontakt mit dem pH-Wert im Dünndarm kommen. Zur Verbesserung der Verdauung ist es besonders wichtig, dass die Mikrokügelchen klein sind, so dass die Enzyme über eine große Oberfläche verteilt werden und sie den Magen schnell passieren können. Zu diesem Zweck hat Meyer gezeigt, dass Kügelchen mit einem Durchmesser von 1 mm in beträchtlich kürzerer Zeit durch den Magen transportiert werden als Kügelchen von 2 oder 3 mm Durchmesser (J. H. Meyer, J. Elashoff, V. Porter-Fink, J. Dressman, G. L. Amidon, Gastroenterology, 94, 1315, 1988).
Pankreatin ist ein Enzym mit gewissen Stabilitätsproblemen: Eine teilweise oder vollständige Inaktivierung wurde im Falle einer langen Exposition gegenüber Wasser oder einer Umgebung mit hoher Temperatur oder einfacher Lagerung bei hoher Temperatur beobachtet (G. J. Pescke, Pancreatic Enzymes (Pancreatin) ch. 10, p. 133). Das instabilste unter den Pankreasenzymen ist die Lipase, welche gleichzeitig das bedeutendste Enzym bei der Substitutionstherapie darstellt. In Tests, die der Antragsteller durchführte, verlor das Pankreatin über einen Lagerungszeitraum von 7 Tagen bei 40°C und 75% relativer Luftfeuchtigkeit 45 bis 60% seiner enzymatischen Aktivität (Lipase). Die Stabilitätsprobleme des Pankreatins haben Einfluss auf alle Produktionsverfahren der Mikropartikel mit dem genannten Enzym und schränken den Bereich des Mikronisierungsverfahrens, das auf dieses Produkt anwendbar ist, ein.
M. Buu beschreibt (Patent TW-A-310277) die Herstellung eines extrudierten Produktes über Wassergranulierung, Trocknung, Regranulierung, Extrusion and nachfolgende Selektion. Das Patent JP-A-08109126 beansprucht eine Herstellungsmethode basierend auf der Anwendung von Pankreatinpulver auf Zuckerkügelchen im Fließbett durch die gleichzeitige Atomisierung einer wässrigen Lösung mit einem Liganden (Hydroxypropylzellulose). Eine analoge Methode wird in Patent EP-A-277741 beschrieben, wobei über den Einsatz von LHPC (low viscosity hydroxypropylcellulose = niedrig viskose Hydroxypropylzellulose) in wässriger Lösung zur Aufbringung von pulvrigem Pankreatin auf inerten Kügelchen (Nonpareil seeds) berichtet wird. Bei all diesen Methoden kommt das Pankreatin mit Wasser und/oder Lösungsmitteln unter dynamischen Partikelmischungsbedingungen in Kontakt; wie im experimentellen Teil der vorliegenden Anwendung hervorgehoben, führt die Feuchtgranulierung zu einer partiellen Denaturierung des Pankreatins mit Bildung von Granulat, welches weniger aktiv ist als das native Enzym.
Ein Beispiel zur Herstellung von Pankreatinpellets ohne Verwendung von Lösungsmittel wird von Faassen und Vromans in WO-A-9638169 beschrieben: Pankreatin wird mihilfe eines „roll compactor" (Rollpresse) komprimiert und dann, um unregelmäßig geformte Pellets zu erhalten, abgeschält. Das Patent DE 199 07 764 betrifft Pankreatingranulate mit Coating, d.h. unregelmäßig geformte Partikel, die aus Pankreatin-Rohpartikeln erhalten werden. Boedecker et al. haben regelmäßig geformte Pellets durch Extrusion und nachfolgende Sphäronisation erhalten: in ihrem Patent EP-A-583726 wird die Herstellung von Pellets beschrieben mit Größen zwischen 0,7 und 1,4 mm. Ein Extrusionsverfahren wird ebenfalls in dem Patent JP-A-04187085 eingesetzt, um Pellets mit Größen von 1,5 bis 3 mm zu erhalten; als Extrusionslösungsmittel wird Wasser oder eine Mischung aus Wasser und Ethylalkohol verwendet. Atzl et al. (WO-A-9107948) setzen ein Verfahren ein ähnlich der Feuchtgranulierung, um kugelförmige Partikel mit Größen von 0,3 bis 4 mm zu erhalten. In DE-A-A3422619 werden Minitabletten mit einem Durchmesser von 1–2,5 mm und einer Höhe von 1–2,5 mm gewonnen, indem diese durch geeignete modifizierte Löcher hindurchgepresst werden. In DE-A-2923279, übertragen auf Fischer et al., wird Pankreatin in Gegenwart von Isopropylalkohol oder Aceton extrudiert, in kugelförmige Pellets geformt und schließlich getrocknet. Die oben erwähnten Extrusionsverfahren führen zu Partikeln mit unregelmäßiger Oberfläche, bei denen ein weiteres Homogenisationsverfahren erforderlich ist mit folglich längerer Herstellungszeit und einem größeren Risiko für eine Enzyminaktivierung. Dies geht auf Kosten der Enzymstabilität und erfordert hohe Herstellungskosten. Darüber hinaus stellen die Extrusionsverfahren in Gegenwart von Lösungsmittel, wie im experimentellen Teil bewiesen, ein ernsthaftes Problem in Bezug auf den Verlust der enzymatischen Aktivität dar. Gemäß dem Stand der Technik fehlt bislang noch ein wirksames Verfahren mit niedrigen Herstellungskosten, mit dem sehr geringe Pelletgrößen hergestellt werden können ohne Denaturierung und Verlust der enzymatischen Aktivität; auch noch nicht verfügbar sind Pankreatin-Mikrokügelchen mit geringerer Größe und hoher enzymatischer Aktivität.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von neuartigen Mikrokügelchen, die Pankreasenzyme enthalten. In dem hier beschriebenen Verfahren werden keine Lösungsmittel benötigt, und es ist in deutlich kürzerer Zeit und mit höherer Wirksamkeit durchführbar als die bekannten Methoden gemäß dem Stand der Technik. Die gewonnenen Mikrokügelchen, die ein oder mehrere Pankreasenzyme, ein hydrophiles niedrig schmelzendes Polymer oder mehrere hydrophile niedrig schmelzende Polymere und möglicherweise Trägerstoffe enthalten, besitzen eine hohe enzymatische Aktivität, Bioverfügbarkeit und Stabilität.
BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
1A und 1B: Verlauf des enzymatischen Titels (Lipase) der Mikrokügelchen, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, über einen Zeitraum von 6 Monaten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, welches es ermöglicht, Mikrokügelchen mit Pankreasenzymen mit extrem verminderter Größe zu erhalten, die eine hohe und stabile enzymatische Aktivität besitzen.
Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Feststoffmischung enthaltend ein Pankreasenzym oder mehrere Pankreasenzyme, ein hydrophiles niedrig schmelzendes Polymer oder mehrere hydrophile niedrig schmelzende Polymere und mögliche Trägerstoffe unter Rühren auf eine Temperatur gleich der Schmelztemperatur des genannten hydrophilen niedrig schmelzenden Polymers gebracht wird.
Die Bestandteile der im Verfahren verwendeten Mischung werden nachfolgend im Einzelnen beschrieben.
Der Begriff „Pankreasenzyme" bezieht sich auf ein Enzym oder mehrere Enzyme, die im Pankreassekret enthalten sind, wie beispielsweise Amylase, Lipase, Protease oder eine Mischung, die diese in beliebigen Anteilen enthält oder ein aus dem Pankreas stammender Extrakt mit enzymatischer Aktivität, wie beispielsweise Pankreatin.
Die genannten Enzyme können über unterschiedliche Extraktionsverfahren aus dem Pankreas gewonnen oder künstlich hergestellt werden, beispielsweise durch ein Synthese- oder rekombinantes Verfahren; in der vorliegenden Erfindung werden diese Enzyme vorzugsweise in Pulverform verwendet.
Das hydrophile bei niedriger Temperatur schmelzende Polymer hat einen Schmelzpunkt zwischen 20°C und 90°C, vorzugsweise zwischen 30°C und 70°C. Beispiele für niedrig schmelzende Polymere sind: Polyethylenglykol (Lutrol E^®, Sentry^® Carbonwax^®), Polyoxyethylen (Sentry^® Polyox^® WSR), Kopolymere von Polyoxyethylen-polyoxypropylen (Lutrol F^®). Die Sphäronisationsmischung kann auch andere Trägerstoffe enthalten, welche üblicherweise in der pharmazeutischen Technik verwendet werden, wie beispielsweise Schmier- und Gleitstoffe, Farbstoffe und Verdünner. Unter den zuletzt aufgeführten sind Laktose (anhydriert oder hydriert)), mikrokristalline Zellulose (Avicel^®, Emcocel^®) und Kalziumphosphat (Di Cafos^®) zu erwähnen. Im Allgemeinen können alle Trägerstoffe, die die Wirksamkeit der Sphäronisation verbessern oder diese effizienter machen, zur Mischung zugegeben werden.
Die Zusammensetzung der Mischung, die diesem Verfahren unterzogen wird, welches Gegenstand der Erfindung ist, beinhaltet: Pankreasenzym/e, in Gewichtsverhältnissen zwischen 40% und 99%, vorzugsweise zwischen 60% und 85% und ein hydrophiles Polymer oder hydrophile Polymere zwischen 1% und 60% vorzugsweise zwischen 15% und 40%.
Das Verhältnis zwischen Enzym und hydrophilem niedrig schmelzendem Polymer in der Ausgangsmischung liegt vorzugsweise in einem Verhältnis von 4:1 und 1:1 vor.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die oben beschriebene Mischung zu Mikropellets aggregiert und die Mikropellets gleichzeitig einem Sphäronisationsverfahren unterzogen, über welches die Oberfläche gleichmäßig geformt wird. Das besagte Verfahren umfasst im Einzelnen die folgenden Schritte:

a: Beladung eines geeigneten Reaktors mit genannter Feststoffmischung oder mit den einzelnen Komponenten in festem Zustand;
b: Rühren der Mischung unter hoch energetischen Bedingungen und Erhitzen der Mischung auf eine Temperatur, die gleich der Schmelztemperatur des genannten Polymers oder höher ist;
c: Abkühlen der Mischung unter Rühren;
d: Gewinnung der verfestigten Mikrokügelchen.

Für den Fall, dass die Mischung mehrere hydrophile niedrig schmelzende Polymere enthält, wird die Mischung bei einer Temperatur gleich oder über der Schmelztemperatur des Polymers mit dem höchsten Schmelzpunkt erhitzt. Ein grundlegendes Merkmal beim Erhalt der Mikrokügelchen mit den hier beschriebenen Eigenschaften ist es, das direkte Hinzufügen von Flüssigkeit zur Festmasse zu vermeiden. Das Verfahren wird dann ohne jegliche Lösungsmittel, weder wässrig noch organisch, ausgeführt und es werden auch keine Polymere in geschmolzenem Zustand zur Festmasse hinzu gegeben. Wichtig ist dabei, dass alle Mischungskomponenten in festem Zustand in den Reaktor eingebracht werden, bevor mit dem Erhitzen begonnen wird.
Das Verfahren wird vorteilhafterweise in einem Granulatmischer oder Fließbett durchgeführt. Für die Durchführung dieses Verfahrens bevorzugte Anlagen sind hoch energetische Granulatmischer, wie beispielsweise Zanchetta Roto, Diosna P, Niro Pellmix, Henschel, Robot Coupe RSI, Glatt VG oder Fließbett-Anlagen ausgestattet mit rotierenden Scheiben, wie beispielsweise von Glatt mit Rotoreinsatz, von Aeromatic ausgestattet mit rotierenden Scheiben, von ICO PaG mit Einsatz "Tangential-Spray" und aus der Victor-Serie FL "Rotary Disc".
Eine Gemeinsamkeit dieser Anlagen ist, dass die Mischung einem hoch energetischen Mischvorgang unterzogen und gleichzeitig auf eine Temperatur höher oder gleich dem Schmelzpunkt eines der verwendeten hydrophilen Polymere gebracht wird.
Das Rühren und Erhitzen wird für eine Gesamtzeitdauer (zum Beispiel 30'–75') durchgeführt, die ausreichend ist, um den gewünschten Sphäronisationsgrad zu erhalten. Die Temperatur wird dann erniedrigt, damit sich die Mikrokügelchen verfestigen können; der Mischvorgang wird während der Solidierungsphase (zum Beispiel für 10'–50') fortgesetzt, unter Umständen mit weniger Energieaufwand. Das Verfahren endet mit dem Abbrechen des Mischvorgangs und der Gewinnung der Mikrokügelchen. Das gesamte Verfahren dauert normalerweise zwischen 15' und 150', vorzugsweise zwischen 50' und 100'.
Die Mikrokügelchen können durch ein vibrierendes Sieb gesiebt werden, um mögliche Partikel, die nicht den erforderlichen Größenstandards entsprechen, abzutrennen.
Die so gewonnenen Mikrokügelchen, insbesondere diejenigen, die für die orale Verabreichung bestimmt sind, werden vorteilhafterweise mit einem magensaftresistenten Coating überzogen (vorzugsweise nicht löslich bei einem pH-Wert unter 5,5), um die Versorgung mit dem Wirkstoff gerade beim Eintritt ins Duodenum zu gewährleisten und so den Wirkstoff vor dem sauren Magensaft-pH zu schützen. Die Aufbringung des genannten Polymers wird durchgeführt durch Sprayen gemäß dem Stand der Technik in einem Fließbett oder in einer Spray-Pfanne. Das Coating ist aufgrund der kugeligen und regelmäßigen Oberfläche der Mikrokügelchen einfach durchführbar. Beispiele für magensaftresistente Polymere, die aufgebracht werden können, sind: Hydroxypropylmethylcellulosephthalat (zum Beispiel HP-50 oder HP-55), Hydroxypropylmethylcelluloseacetatsuccinat (Aqoat^®), Acrylate (zum Beispiel Eudragit^® L30D) Polyvinylacetophthalat (Sureteric^®). Zur Verbesserung der Aufbringung und Stabilität der Polymermembranen, die durch diese Polymere gebildet werden, können Weichmacher vermischt mit dem gleichen Coating wie beispielsweise Triethylcitrat oder Dibutylphthalat zugegeben werden. Darüber hinaus sind Gleitstoffe wie Talkum hilfreich dabei, die Adhäsion unter den Pellets während des Coatingverfahrens zu senken.
Die Hydrophilie der oben erwähnten hydrophilen niedrig schmelzenden Polymere ermöglicht es durch die erfindungsgemäßen Mikrokügelchen, die Enzyme rasch im Duodenum bioverfügbar zu machen, sobald das magensaftresistente Coating aufgelöst ist.
Die Mikrokügelchen aus Pankreasenzymen, die gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wurden, besitzen eine hohe Bioverfügbarkeit.
Das vorliegende Verfahren ermöglicht es tatsächlich neue Mikrokügelchen mit Pankreasenzymen mit den folgenden Merkmalen zu erhalten: (a) reduzierte Größe mit einem Durchmesser zwischen 10 μm und 1500 μm, vorzugsweise zwischen 100 μm und 800 μm, somit mit einer hohen Bioverfügbarkeit des einmal verabreichten Enzyms; (b) hoher enzymatischer Titel; ein hoher enzymatischer Titel bedeutet ein enzymatischer Titel des Mikrokügelchens (gemessen in Einheit FIP/mg) gleich oder höher als 90%, vorzugsweise gleich oder höher als 95% des Titels der Feststoffmischung (Enzym, hydrophiles Polymer und Trägerstoffe entsprechend ihrer Ausgangsmenge) aus der sie hergestellt wurden; genannte Mischung wird nachfolgend als „physikalische Mischung aus ihren Bestandteilen" bezeichnet. Anders ausgedrückt liegt die Aktivität des in den vorliegenden Mikrokügelchen enthaltenen Pankreasenzyms bei ≥90%, vorzugsweise bei ≥95% der Aktivität des nativen, unbehandelten Enzyms.
Für den Fall, dass die Mikrokügelchen mehr als ein Pankreasenzym enthalten, wird der oben erwähnte enzymatische Titel unter Bezug auf die Aktivität des thermolabilsten unter diesen Enzymen festgelegt; zum Beispiel im Fall von Pankreatin (welches Lipase, Amylase und Protease beinhaltet) ist das Enzym, dessen Titel gemessen wird, die Lipase.
Die erfindungsgemäß erhaltenen Mikrokügelchen haben eine starke Oberflächenregelmäßigkeit und eine längere Stabilität des enzymatischen Titels über die Zeit.
Die entsprechend der vorliegenden Erfindung erhaltenen Mikrokügelchen enthalten: ein Pankreasenzym oder mehrere Pankreasenzyme in Gewichtsverhältnissen von 40% bis 99%, vorzugsweise zwischen 60% und 85%, ein hydrophiles Polymer oder mehrere hydrophile Polymere mit einem mengenmäßigen Anteil von 1% bis 60%, vorzugsweise zwischen 15% und 40% und pharmazeutisch akzeptable Trägerstoffe.
Im Weiteren werden pharmazeutische Zusammensetzungen beschrieben einschließlich der oben beschriebenen Mikrokügelchen (möglicherweise mit Coatingpolymeren überzogen) und andere Trägerstoffe, welche geeignet sind zur pharmazeutischen Verwendung beispielsweise Schmierstoffe, Gleitstoffe, Farbstoffe, Verdünner usw. Genannte Zusammensetzungen können in für Mensch und Tier geeigneten Formulierungen angeboten werden, wie beispielsweise Pulver oder Pellets in Beuteln, die zur Einnahme mit Wasser verdünnt werden, Suspensionen, Kapseln aus harter und weicher Gelatine, Tabletten oder Mikrotabletten.
Die vorliegende Erfindung bietet mehrere Vorteile: das direkte Sphäronisationsverfahren ist schnell und kostengünstig, da keine organischen Lösungsmittel erforderlich sind, die teuer und potenziell gefährlich sind, falls sie in die Umwelt gelangen und es wird auch kein Wasser benötigt, das lange Trocknungszeiten mit sich bringt und möglicherweise die Enzyme inaktivieren kann. Entgegen allen Erwartungen kann dieses Verfahren effizient selbst bei Temperaturen über der Denaturierungstemperatur der genannten Enzyme durchgeführt werden, ohne die Enzymaktivität zu senken. Die so hergestellten Mikrokügelchen haben einen verminderten Durchmesser von durchschnittlich unter 700 μm, was eine hohe Bioverfügbarkeit ermöglicht. Die regelmäßige Oberfläche der Mikrokügelchen erlaubt die Herstellung von pharmazeutischen Formulierungen mit Coating unter Verwendung einer geringen Menge von überzogenen Polymeren: daraus ergibt sich die Möglichkeit, die Menge an Coatingagenzien und die für das Coating erforderliche Zeit zu reduzieren, wodurch insgesamt die Kosten für das Verfahren und das Risiko der Enzyminaktivierung gesenkt werden. Wie im experimentellen Teil betont, haben die Mikrokügelchen einen enzymatischen Titel, der sich nur unwesentlich im Vergleich zum nativen Enzym verändert und eine anhaltende hohe Aktivität unter Lagerungsbedingungen, wodurch die Produktion von pharmazeutischen Zusammensetzungen an Pankreasenzymen mit hoher Aktivität und Stabilität möglich wird. Die vorliegende Erfindung wird nun durch die nachfolgenden, den Erfindungsgedanken nicht einschränkende Beispiele beschrieben.
EXPERIMENTELLER TEIL
Die Herstellungsverfahren für Mikrokügelchen mit Pankreasenzymen, die zum Vergleich mit der vorliegenden Erfindung verwendet wurden, sind: Aufbringung von Pankreatin auf inerte Nukleuskeime (Bsp. 1); Extrusion und Sphäronisation (Bsp. 2). Das erfindungsgemäße Verfahren (direkte Sphäronisation) wird in einem Fließbett mit rotierender Scheibe durchgeführt (Bsp. 3), oder mit einem hoch energetischen Granulatmischer (Bsp. 4). Die enzymatische Aktivität wird anhand der Lipaseaktivität bestimmt. Dieses Enzym wurde als Referenz gewählt, da es das labilste unter den Pankreasenzymen ist. Bestimmt wird die Aktivität anhand von analytischen Assays der biologischen Art, beschrieben in der Europäischen und Amerikanischen Pharmakopöe und ausgedrückt in Einheit/mg (Einheit FIP oder Einheit USP entsprechend dem verwendeten Assay). Gemäß der Europäischen Pharmakopöe darf 1 mg Pankreatin nicht weniger als 1 U-FIP an proteolytischer Aktivität, nicht weniger als 15 U-FIP an lipolytischer Aktivität und nicht weniger als 12 U-FIP an amilolytischer Aktivität enthalten.
Beispiel 1 (Referenz)
Herstellung von Pankreatinpellets durch Pulveraufbringung auf inerten Nuclei
Im Fangkorb eines Fließbettes vom Typ Glatt GPCG-1, ausgestattet mit Rotoreinsatz (rotierende Scheibe) werden 798,0 g neutrale Pellets (Typ „Nonpareil seeds", gebildet aus Saccharose und Maisstärke) im Größenbereich von 250 bis 350 μm eingebracht. Die Pellets werden auf 23°C aufgeheizt unter Einstrom von warmer Luft bei 28°C. Die Geschwindigkeit der einströmenden Luft beträgt während der gesamten Verfahrenszeit 1 m/sec. Separat davon wird das pulverige Pankreatin mit 2,0 Gew.% an kolloidalem Silika (Aerosil^® V200) gemischt, um die Fließfähigkeit zu verbessern. Die Temperatur der einströmenden Luft im Fließbett wird auf 54°C erhöht, so dass die Pellettemperatur bei etwa 27–28°C liegt und 490,0 g an genannter Mischung werden durch ein Proportionierungsgerät vom Typ Heton Feeder in einer Geschwindigkeit von 26 g/min gegeben, während gleichzeitig demineralisiertes Wasser durch eine Düse mit einem 0,8 mm Loch und einer Flussrate von etwa 5–6 g/min gesprüht wird. Die Filterschläuche werden alle 12 Sekunden für 5 Sekunden zum Verfahrensbeginn geschüttelt. Nach 25 Minuten Aufbringung ist es erforderlich, die Schläuche alle 6 s für 5 s schütteln. Getrocknet werden die Pellets im Luftstrom mit einer Temperatur von 50°C, um so Spuren von Rückstandswasser zu entfernen und schließlich bei einer Temperatur von 30°C für 10 Minuten gekühlt. Die Gesamtzeit des Verfahrens beträgt 120 Minuten. Diese Technik erfordert lange Verfahrenszeiten, da große Mengen an Wirkstoff über den Luftstrom in die Filterschläuche gebracht wird; die Größe der Mikrokügelchen ist schwer kontrollierbar. Der theoretische Titel der Pellets (Lipase), berechnet anhand der Zusammensetzung, betrug 18,27 U-USP/mg. Der erhaltene Lipase-Titel lag im Gegensatz dazu bei 8,39 U-USP/mg. Diese Technik bedingt auch einen Verlust der enzymatischen Aktivität von 54%.
Beispiel 2 (Referenz)
Herstellung von Pankreatinpellets durch Extrusion-Sphäronisation
660,0 g Pankreatin, 2465,1 g Avicel^® PH101 (mikrokristalline Cellulose), 165,0 g Kollidon^® K30 (Polyvinylpyrrolidon) und 9,9 g Syloid^® 244 (kolloidales Silika) werden in einem 18-Liter Mischwürfel bei 18 U/min für 15 Minuten gemischt. Die Mischung wird durch einen co-rotierenden Double-Screw-Extruder TSA EF 26–20 eingebracht. Die Cochlea des Aufgabetrichters ist in Position III, während die Extruder-Cochlea bei 125 U/min rotiert. Gleichzeitig wird eine Lösung mit demineralisiertem Wasser und Isopropylalkohol im Verhältnis 4:1 Gew.% mithilfe einer peristaltischen Pumpe von Watson-Marlow bei etwa 20 g/min zugegeben. Das Produkt wird mit einer 0,4 mm axialen Modellform extrudiert. Die Gesamtextrusionszeit beträgt 102 Minuten. Sofort nach der Extrusion wird das Produkt mit einem Spheronizer Glatt P-50 mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 750 U/min für 3 Minuten einem Sphäronisationsverfahren unterzogen. Die auf diese Weise erhaltenen Pellets werden in einem thermostatischen Hochofen bei 35 °C für 15 Stunden getrocknet. Der theoretische Titel der Pellets, berechnet anhand der Zusammensetzung, betrug 16,25 U-FIP/mg. Der erhaltene Lipasetitel lag im Gegensatz dazu bei 0 U-FIP/mg. Es wird angenommen, dass die Lipase abgebaut wird (100% Aktivitätsverlust) aufgrund der Verfahrensbedingungen (Überhitzen des Produktes und/oder Anwesenheit von Wasser in der extrudierten Masse).
Weitere vom Antragsteller durchgeführte Referenzexperimente führten nicht zu besseren Ergebnissen: die Feuchtgranulierung bringt Pellets mit unregelmäßiger Oberfläche hervor, wodurch es einer zu hohen Menge an magensaftresistenten Coating-Polymeren bedarf. Die Aufbringung von Pankreatin auf Pankreatinpellets (im Fließbett mit rotierender Scheibe Glatt GPCG-1 mit Einsatz-Rotor „Tangential-Spray") ist ein viel zu langes Verfahren mit häufigen Stopps der Filterschläuche und mit Problemen bei der Kontrolle der Mikrokügelchengröße.
Beispiel 3
Herstellung von Pankreatinpellets durch direkte Sphäronisation im Fließbett
680,0 g Pankreatin und 320,0 g PEG400 (Polyethylenglycol) werden in den Fangkorb eines Fließbettes GPCG-1 ausgestattet mit Rotoreinsatz eingebracht. Die Scheibe ist vom Rändeltyp und dreht sich bei 1200 U/min während gleichzeitig Luft bei 70°C mit einer Geschwindigkeit von 1–2 m/s eingeblasen wird. Die Filterschläuche werden alle 6 s für 5 s geschüttelt. Nach 60-minütiger Sphäronisation wird die Einstromtemperatur auf 20°C gesenkt, um die Verfestigung der Pellets zu erreichen, während die Scheibe weiterhin mit 700 U/min rotiert. In dieser Phase werden die Filter alle 12 s für 5 s geschüttelt. Nach einer Abkühlungszeit von 30 Minuten wird das Produkt aus dem Fangkorb des Fließbettes herausgenommen. Die Gesamtverfahrenszeit beträgt 90 Minuten. Der theoretische Titel der Pellets, berechnet anhand der Zusammensetzung, betrug 40,12 U-FIP/mg. Der erhaltene enzymatische Titel (Lipase) lag bei 38,12 U-FIP/mg mit einem Aktivitätsverlust unter 5%.
In allen Tests wurde der abschätzbare Ertrag an Pellets in einer Größenordnung von 150 μm bis 700 μm ermittelt (Tabelle 1). Bei gleicher prozentualer Zusammensetzung doch erhöhter Scheibenrotationsgeschwindigkeit war es möglich, die Sphäronisationszeit zu reduzieren, während der Durchmesser der Mikrokügelchen sich nicht wesentlich veränderte (Tabelle 2).
Beispiel 4
Herstellung von Pankreatinpellets durch direkte Sphäronisation im Granulatmischer
717,8 g Pankreatin und 190,8 g PEG4000 (Polyethylenglycol) werden in den Behälter eines hoch energetischen Granulatmischers Zanchetta Rotolab eingebracht. Die Maschinenmesser werden bei 900 U/min betrieben und der Hitzemantel wird auf 75°C eingestellt. Nach 45-minütiger Sphäronisation wird die Heizung ausgeschaltet, die Messergeschwindigkeit auf 120 U/min heruntergefahren und die Ummantelung über Rohr mit Wasser gekühlt. Nach 15 Minuten Abkühlung werden die Pellets entnommen. Die Gesamtverfahrenszeit beträgt 60 Minuten. Der theoretische Titel der Pellets, berechnet anhand der Zusammensetzung, betrug 65,87 U-FIP/mg. Der erhaltene enzymatische Titel (Lipase) lag bei 67,80 U-FIP/mg.
Unter Verwendung des beschriebenen Verfahrens mit einem Granulatmischer vom Typ Zanchetta Rotolab P-50 werden sphärische Pellets erhalten, die danach mit einer magensaftresistenten Membran aus HP-55, Triethylcitrat und Talkum überzogen werden. Die überzogenen Pellets werden in thermoverschweißte Beutel (geformt aus einer dreifachen Papierschicht, Aluminium und Polyethylen) verpackt und dann einem Stabilitätstest bei 25°C + 60% UR und bei 30°C + 60% UR unterzogen. Die Ergebnisse des Stabilitätstests der beiden Chargen gemäß diesem Verfahren, ausgedrückt in Prozent der verbleibenden Lipaseaktivität sind in 1 dargestellt: es ist zu beachten, dass die enzymatische Aktivität der Mikrokügelchen im Wesentlichen während der gesamten Testzeit (6 Monate) unverändert bleibt (fluktuierend in einem Bereich von 90–110% des ursprünglichen Wertes).
Kurz gefasst zeigen die Daten der oben gegebenen Beispiele, dass während die bekannten Verfahren (Referenzbeispiele 1–2) zu einer wesentlichen Reduktion der enzymatischen Aktivität beitragen, das Verfahren, welches Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist (Beispiele 3–4), es ermöglicht, Mikrokügelchen mit sehr kleinen Größen (< 700 μm) und einem enzymatischen Titel von 95% bis über 100% des nativen Enzyms, der somit im Wesentlichen unverändert bleibt; die Stabilität dieser Werte über die Zeit wird bestätigt durch die Daten in 1. Genannte Ergebnisse heben dann die nicht vorhersehbare Effizienz des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hervor und die damit erreichte bessere Leistungsfähigkeit der so erhaltenen Mikrokügelchen. Es wurden weitere Test unter den in Beispiel 3 aufgeführten Bedingungen gemacht, unter Wechsel der hydrophilen niedrig schmelzenden Konzentration und der Scheibenrotationsgeschwindigkeit. Die Tabellen 1 und 2 zeigen den Verfahrensertrag. Die PEG-Konzentration wird gemessen als Gewichtsverhältnis von PEG unter Bezug auf die Ausgangsmischung: Der Verfahrensertrag wird als Gewichtsverhältnis (unter Bezug auf die Ausgangsmischung) der Mikrokügelchenfraktion mit den dazugehörigen Größenverhältnissen von 150 bis 700 μm berechnet.
Tabelle 1.
Durch Erhöhen der Scheibenrotationsgeschwindigkeit auf 1200 U/min (Tabelle 2) verändern sich die Ertragswerte nicht merklich, während es sich als möglich herausgestellt hat, die Gesamtverfahrenszeit auf 10–15% zu senken zum Vorteil der Enzymstabilität.
Tabelle 2.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung von Mikrokügelchen (Mikrosphären) enthaltend ein Pankreasenzym oder mehrere Pankreasenzyme, ein hydrophiles bei niedriger Temperatur schmelzendes Polymer oder mehrere dieser Polymere und optional Trägersubstanzen zur pharmazeutischen Verwendung. Genannte Mikrokügelchen haben einen Durchmesser von 10 μm bis 1500 μm und einen enzymatischen Titel, der gleich oder höher liegt als 90% des Titels der Festmischung ihrer Komponenten, dadurch gekennzeichnet, dass eine Festmischung, welche aus einem Pankreasenzym oder mehreren Pankreasenzymen, einem hydrophilen bei niedriger Temperatur schmelzenden Polymer oder mehreren dieser Polymere und optional Trägersubstanzen besteht, unter Rühren auf eine Temperatur gebracht wird, die gleich der Schmelztemperatur des genannten hydrophilen bei niedriger Temperatur schmelzenden Polymers ist oder darüber liegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, die folgenden Schritte umfassend: a: Beladung eines geeigneten Reaktors mit genannter Festmischung oder den einzelnen Komponenten in festem Zustand; b: Rühren der Mischung unter hoch energetischen Bedingungen und Erhitzen der Mischung auf eine Temperatur, die gleich der Schmelztemperatur des genannten Polymer ist oder höher; c: Abkühlen der Mischung unter Rühren; d: Gewinnung der verfestigten Mikrokügelchen.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–2, wobei das genannte hydrophile Polymer einen Schmelzpunkt zwischen 20°C und 90°C besitzt.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–3, wobei das genannte hydrophile Polymer einen Schmelzpunkt zwischen 30°C und 70°C besitzt.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–4, wobei die genannte Festmischung neben den optionalen Trägersubstanzen 15% bis 40% w/w an genanntem hydrophilen Polymer und 60% bis 85% w/w an genannten Pankreasenzymen enthält.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–5, wobei das genannte hydrophile Polymer ausgewählt wird unter Polyethylenglycol, Polyoxyethylen, Copolymeren von Polyoxyethylen und Polyoxypropylen oder Mischungen daraus.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–6 durchgeführt mit einem hoch energetischen Mixer-Granulator oder in einem Flüssigbett mit rotierenden Scheiben.
Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1–7, wobei die erhaltenen Mikrokügelchen im Weiteren mit einem Polymerfilm überzogen werden.