WO1998034595A1 - Medizinische aerosolformulierungen - Google Patents

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WO1998034595A1
WO1998034595A1 PCT/CH1998/000037 CH9800037W WO9834595A1 WO 1998034595 A1 WO1998034595 A1 WO 1998034595A1 CH 9800037 W CH9800037 W CH 9800037W WO 9834595 A1 WO9834595 A1 WO 9834595A1
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aerosol formulation
formulation according
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pressure
carbon dioxide
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PCT/CH1998/000037
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Inventor
Manfred Keller
Kurt Herzog
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Jago Research Ag
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0012—Galenical forms characterised by the site of application
    • A61K9/007—Pulmonary tract; Aromatherapy
    • A61K9/0073—Sprays or powders for inhalation; Aerolised or nebulised preparations generated by other means than thermal energy
    • A61K9/008—Sprays or powders for inhalation; Aerolised or nebulised preparations generated by other means than thermal energy comprising drug dissolved or suspended in liquid propellant for inhalation via a pressurized metered dose inhaler [MDI]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/10—Dispersions; Emulsions
    • A61K9/12—Aerosols; Foams
    • A61K9/124—Aerosols; Foams characterised by the propellant

Definitions

  • the present invention relates to a pressure-liquefied propellant mixture based on hydrofluoroalkanes, a medical aerosol formulation which contains such a propellant mixture, and a method for producing the aerosol formulation.
  • propellants suitable for medical MDIs that can be liquefied at room temperature and only lead to a slight decrease in internal pressure if the content is sprayed off successively.
  • propellant alkanes such as Propane, butane and isobutane
  • FCK s chlorofluorocarbons
  • WO-A-94/01511 discloses aerosol formulations from a compressed gas (nitrogen, carbon dioxide, compressed air, oxygen, xenon and / or argon), a liquefied hydrocarbon propellant, active ingredient and carrier, the formulations typically being 0.05-2.5% by weight % Nitrogen and 1.0-12.0% by weight of liquefied hydrocarbon propellant and preferably a content of 80-95% by weight volatile carrier compounds, such as ethanoi, propanol, pentane, water, acetone and the like.
  • Derwent abstract AN 86-228980 also describes a dermatophytic agent which contains 0.1-2% by weight of tolunaphthate, 0.5-70% by weight of blowing agent and 30-80% by weight of fluorinated alkyl halide (trichloromonofluoromethane, tetrachlorodifluoroethane) , Trichlorotrifluoroethane and / or dibromotetrafluoroethane) with a boiling point of at least 20 ° C as a solvent; Petroleum gas, dimethyl ether, dichlorodifluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, carbon dioxide etc. are said to be suitable as blowing agents.
  • fluorinated alkyl halide trichloromonofluoromethane, tetrachlorodifluoroethane
  • Trichlorotrifluoroethane and / or dibromotetrafluoroethane with
  • WO-A-93/17665 discloses a method for the administration of physiologically active compounds in which a supercritical liquid solution is formed from a supercritical liquid solvent and the active ingredient and this is then transferred to the subcritical range.
  • Carbon dioxide, nitrous oxide, chlorofluorocarbons, xenon, sulfur hexafluoride, ethanoi, acetone, propane and / or water are said to be suitable as supercritical solvents.
  • CFC substitutes for the medical field are fluorinated alkanes, especially 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFA 134a) and 1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-heptafluoropropane (HFA 227) because they are inert and have very low toxicity. Due to their physical properties, such as pressure, density, etc., they are particularly suitable for replacing CFCs such as Fll, F12 and F114 as propellants in metered dose inhalers. US Pat. No.
  • 4,139,607 also proposes a propellant system consisting of liquefied bis (difluoromethyl) ether and gaseous carbon endoid which, in contrast to combinations of carbon dioxide with other known propellants such as trichlorofluoromethane or methylene chloride, is said to produce satisfactory aerosol patterns, but this has not become established .
  • blowing agents such as nitrous oxide, hydrocarbons and fluorocarbons or liquid carriers such as ethanoi, perchlorethylene, trichlorethylene, acetone, amyl acetate, water and the like can be added to the blowing system are used, in the disclosed examples mostly ethanoi and bis (difluoromethyl) ether were used in a weight ratio of about 1: 1.
  • aerosol pressure packs for the administration of medication also use hydrocarbons such as butanes and pentanes, other compressed gases such as carbon dioxide, dimethyl ether, nitrogen and nitrous oxide or fluorocarbons instead of CFCs could.
  • CFC-free medical aerosol preparations with HFA 134a are already encompassed by the general teaching of US-A-2 868 691 and US-A-3 014 844 and are known from DE-A-2 736 500 and EP-A-0 372 777 .
  • Examples with HFA 227 can be found in WO-A-91/11495, EP-A-0 504 112 and EP-B-0 550 031.
  • auxiliaries used in CFC-containing metered dose aerosols are , such as lecithin, sorbitan trioleate and oleic acid, are insufficient in hydrofluoroalkanes (referred to as “HFA” in the context of the present invention), such as HFA 134a and HFA 227, because chain extension and the substitution of the chlorine atoms by fluorine atoms lead to leads to a deterioration in the solubility properties for polar substances.
  • HFA hydrofluoroalkanes
  • ethanoi or other cosolvents were often added to improve the solubility in order to remove drugs such as
  • hydrofluoroalkanes such as HFA 134a (vapor pressure approx. 6 bar at 20 ° C) and HFA 227 (vapor pressure approx. 4.2 bar at 20 ° C) are preferably used as propellants. Both propellants differ in their density (approx. 1.4 mg / ml for HFA 227 and 1.2 mg / ml for HFA 134a at 20 ° C), which is particularly important for suspensions. If the active substance has a higher density than the propellant gas, sedimentation occurs Flotation occurs if the density is lower.
  • HFAs have lower solution capacity compared to the CFCs, especially in comparison to Fll.
  • the solvent properties decrease with increasing chain length in the order Fll> HFA 134a> HFA 227.
  • polar solvents such as Ethanoi
  • the suspension aids commonly used in CFCs such as sorbitan trioleate, lecithm and oleic acid, can no longer be used in the usual concentrations (approx. 1: 2 to 1:20, based on the active ingredient) and use.
  • suspensions can often only be insufficiently stabilized or in maintain the dispersed state, which can also be linked to a change in the dose per stroke, if the suspension cannot be homogeneously redispersed by shaking before use, ie before inhalation.
  • Inadequate wetting or dispersion of the active ingredient particles also means that in many cases they have a high tendency to adsorb and stick to surfaces such as the inside of the container or the valve, which then leads to an alleged underdosing and poor metering accuracy Spray or the "Content Uniformity" (CU, uniformity of the content) of the declared number of, for example, 200 or 300 sprays (ie single doses).
  • CU Constent Uniformity of the content
  • the wetting and solubility properties of the active ingredient can be changed, for example by pharmaceutical-technological measures.
  • surface-active substances are added, such as were previously used in the CFC-containing formulations.
  • a cosolvent such as Ethanoi is usually added. so that one can better control the pharmaceutical-technological problems.
  • the density of the propellant gas mixture lowers, which can lead to undesired sedimentation of the active substance, especially in the case of suspensions.
  • the increase in solubility during storage can also lead to dissolution effects, which then leads to crystal growth. This effect, as well as an agglomeration of the active substance particles, can then lead to a change or reduction in the inhalable, respirable particles, the so-called “fine particle fraction” (FPF), during storage.
  • FPF fine particle fraction
  • Impactors such as the 5 levels, are suitable for measuring the aerodynamic particle size distribution and the proportion, mass or dose of the inhalable, respirable particles (ie the Fine Particle Fraction FPF, Fine Particle Mass FPM or Fine Particle Dose FPD) Multistage Liquid Impinger (MSLI) or the 8-level Other Cascade Impactor (ACI), which are described in Chapter ⁇ 601> of the United States Pharmacopoeia (USP) or in the Inhalanda Monograph of the European Pharmacopoeia (Ph. Eur.).
  • a log probability plot (logarithmic representation of the probability distribution) can be used to estimate the mean aerodynamic particle diameter (Mass Mediän Aerodynamic Diameter MMAD) of aerosol preparations and to determine whether the active ingredient is in the upper or lower lung area is deposited. If the active ingredient is not in suspension in the HFA propellant gas / ethanol mixture, but instead is in solution, problems with regard to the scattering of the metering accuracy per stroke are usually less pronounced.
  • HFA 134a gives a larger percentage of inhalable (smaller) particles than HFA 227, which is due to the higher pressure of HFA 134a.
  • the higher the internal pressure in the aerosol can the finer the particle spectrum of the aerosol cloud.
  • Solution aerosols with a low ethanol content generally also have a smaller MMAD (0.8-1.5 ⁇ m) than suspension aerosols (2-6 ⁇ m) when using fine atomizing nozzles. This is due to the fact that droplets are generated in solution aerosols and particles in suspension aerosols.
  • particle sizes of approx. 2 - 4 ⁇ m advantageous, as is usually achieved with suspension formulations. Smaller particles that reach the alveolar area are partially exhaled ( ⁇ 0.5 ⁇ m) or get into the systemic circulation through absorption. It follows from this that aerosol preparations for systemic application should advantageously have particle sizes of approximately 0.5 ⁇ m to 2 ⁇ m, for example a monodisperse aerosol with a very high proportion of particles in the range of approximately 1 ⁇ m would be particularly advantageous. Depending on the desired deposition site, a smaller or larger MMAD and, if appropriate, a monodisperse distribution spectrum are therefore preferred.
  • metered dose aerosols it would therefore be desirable for metered dose aerosols to have a propellant gas system with which: - active substances can be wetted better;
  • This object is achieved according to the invention by using a propellant gas mixture based on carbon dioxide and at least one hydrofluoroalkane with 1 to 3 carbon atoms.
  • 1-6 show graphical representations of the pressure curve as a function of the temperature for examples of blowing agent mixtures according to the invention, namely
  • 1a and 1b for a blowing agent mixture of 300 parts by weight of HFA 134a and 1 or 3 parts by weight of carbon dioxide
  • 2a and 2b for a blowing agent mixture of 210 parts by weight of HFA 134a, 90 parts by weight of Ethanoi and 1 and 3 parts by weight of carbon dioxide
  • FIGS. 5a and 5b for a blowing agent mixture of 277.5 parts by weight of HFA 227, 22.5 parts by weight of Ethanoi and 1 or 3 parts by weight of carbon dioxide
  • FIGS. 5a and 5b for a blowing agent mixture of 210 parts by weight of HFA 227, 90 parts by weight of Ethanoi and 1 or 3 parts by weight of carbon dioxide
  • propellant pressure of C0 2 -containing hydrofluoroalkanes does not increase in the square, but only approximately linearly, propellant systems of this type are therefore much less temperature-dependent than, for example, pure CFC mixtures or hydrofluoroalkanes such as HFA 134a and / or HFA 227.
  • hydrofluoroalkanes such as HFA 134a and / or HFA 227 leads to a substantial improvement in the wetting properties for active pharmaceutical ingredients.
  • hydrofluoroalkanes are modified in their wetting properties in such a way that the formulation problems associated with suspension aerosols and solution aerosols with HFA 134a, HFA 227 and other hydrofluoroalkanes can be overcome.
  • Even an addition of carbon dioxide in the order of 0.2% by weight or less ger significantly reduces the tendency of active substances to adhere to interfaces and reduces their adsorption, agglomeration and coagulation.
  • hydrofluoroalkanes are hydrophilized to a certain extent. This means that many active ingredients can be used to produce suspensions, which are characterized by controlled flocculation, without any additional aids. As a result of the better suspending properties, the addition of partially undesirable surface-active suspending aids such as oleic acid or a cosolvent such as ethanoi can be dispensed with in many cases.
  • the propellant mixture according to the invention also offers advantages in aerosol formulations in which a surface-active agent and / or a cosolvent is necessary or desirable.
  • the use of the carbon dioxide-containing blowing agents often permits a reduction in the amount of cosolvent required and a better solubility of conventional surface-active agents.
  • the adverse influence can co-solvents such as of ethanol to the Tropfchengrosse entirely or largely be avoided, as by a corresponding increase lendioxidkonzentration of Koh ⁇ even at comparatively high co-solvent concentrations of internal pressure can be adjusted so that a sufficient Fine ER- particle dose can be enough.
  • the invention therefore relates to a pressure-liquefied propellant mixture for aerosols, comprising carbon dioxide and a hydrofluoroalkane of the general formula
  • blowing agent mixtures according to the invention can be prepared in a manner known per se by introducing carbon dioxide under pressure into a hydrofluoroalkane of the formula I.
  • the propellant mixture according to the invention is basically suitable for any aerosol applications, such as cosmetic and household sprays. Because of the advantages described - such as a low drop in internal pressure when emptying, lower temperature dependency and easier adjustment of the internal pressure, improved wetting properties for active pharmaceutical ingredients and the usability of conventional surface-active agents such as oleic acid, lecithin and sorbitan trioleate - the blowing agent mixture according to the invention is, above all, also for medical Aerosol formulations and particularly suitable for inhalation aerosols.
  • the invention therefore also relates to a medical aerosol formulation comprising an effective amount of a pharmaceutical active ingredient and a pressure-liquefied propellant mixture as defined above.
  • hydrofluoroalkanes examples include difluoromethane (HFA 32), pentafluoroethane (HFA 125), 1, 1, 2, 2-tetrafluoroethane
  • HFA 134 1,1,1,2-tetrafluoroethane
  • HFA 134a 1,1,2-trifluoroethane
  • HFA 143 1,1,1-trifluoroethane
  • HFA 143a 1,1-difluoroethane
  • HFA 227) 1, 1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-heptafluoropropane
  • HFA 236 hexafluoropropane
  • HFA 245 per.tafluoropropane
  • hydrofluoroalkanes with 2 or 3 carbon atoms are preferred.
  • Blowing agent mixtures and aerosol formulations which contain 1,1,1,2-tetrafluoroethane (HFA 134a), 1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-heptafluoropropane (HFA 227) or a mixture of the two are particularly preferred -
  • a 1: 1 mixture a 1 mixture.
  • the carbon dioxide content of the propellant mixtures and aerosol formulations according to the invention can preferably be about 0.0001 to 10% by weight, with concentrations of up to about 6% by weight, in particular up to about 3% by weight, generally being particularly preferred. In most cases, a carbon dioxide concentration of at least 'about 0.01 wt .-%, preferably at least about 0.1 wt .-%, is displayed.
  • Suitable pharmaceutical active ingredients for the aerosol formulations according to the invention are in principle all active ingredients which can be administered as aerosol, such as betamimetics, corticosteroids, anticholinergics, cyclooxigenase, mast cell, lipoxigenase and proteolytic enzyme inhibitors, arachidonic acid, leukotriene / thromboxane, sodium Potassium channel, neurokinin, tachykinin, bradykinin, muscarin, histamine, phosphodiesterase and selectin antagonists, potassium channel blockers, anti-infectives, antibiotics, pentamidine, cytostatics, fungistatics, radical scavengers, vitamins, hormones, immunostimulants, immunosuppressants, immunosuppressants , Heparin, antidiabetic, analgesic, sleeping pills and the like, for example
  • active ingredients which can be administered as aerosol such as betamimetics, corticosteroids, anticholinergics, cyclo
  • Betamimetics such as salbutamol, formoterol, salmeterol, salbutamol, fenoterol, clenbuterol, terbutaline, bambuterol, broxaterol, epinephrine, isoprenaline, orciprenaline, hexoprenaline, tulobuterol, reproterol, bamethane etc.
  • Corticoids such as beclomethasone, betamethasone, ciclomethasone, dexamethasone, triamcinolone, budesonide, butixocort, ciclesonide, fluticasone, flunisolide, icomethasone, mometasone, tixocortol, loteprednol, etc., anticholinophenol, mininox, and anticholinophenic agents, and anticholinophenol minin, anticholinergic agents, and anticholinophenic agents, and anticholinergic agents such as minich
  • Mast cell inhibitors such as cromoglycic acid, nedocromil etc. and lipoxigenase inhibitors such as zileuton,
  • - Leukotriene antagonists such as iralukast, zafirlukast and pranlukast, sodium channel antagonists such as amiloride, potassium channel antagonists such as bimakalim, arachidonic acid antagonists such as 2-benzoxazolamine, histamine receptor antagonists such as Epinastin, Cetrizin, Mequitamastin, Mizolastin
  • Migraines such as ergot alkaloids, methysergide, ergotamine, serotonin, sumatriptan, zolmitriptan, cyclandelate etc.
  • analgesics such as fentanyl, morphine, buprenorphine, opium, heroin, nalbuphin, pentazocine, oxycodone, tramadol, pethidine, tilidine, methadone, nefopam, dextropropoxyphene, piritramide etc.
  • Mucolytics such as R-nose, acetylcysteine, ambroxol, apafant, bromhexine, surfactant etc.
  • - antiemetics such as bromopride, domperidone, metoclopramide, triethylperazine, trifluorpromazine, meclozin, chlorophenoxamine, dimenhydrinate etc.
  • Antibiotics such as penicillins (e.g. azlocillin), cephalosporins (e.g. cefotiam or ceftriaxone), carbapenems, monobutamates, aminoglycosides (e.g. streptomycin, neomycin, gentamycin, amikacin or tobramycin), quinolones (e.g. ciprofloxacin) er, makemrolomycin , Nitroimidazoles (e.g. tinidazole), lincosamides (e.g. clindamycin), Glycopeptides (e.g. vancomycin), polypeptides (e.g. bacitracin) etc.,
  • penicillins e.g. azlocillin
  • cephalosporins e.g. cefotiam or ceftriaxone
  • carbapenems monobutamates
  • aminoglycosides e.g
  • Vitamins and radical scavengers such as vitamins A, B, C, D or E, catalase, superoxide bismuthase, reduced glutathione etc.
  • antidiabetic drugs such as gibenclamide, glipizide, gliclacid, glimepirid, troglitazone etc.
  • - sleeping pills such as benzodiazepines, piperidinediones, antihistamines etc., - neuroleptics, antidepressants and anticonvulsants such as benzodiazepines, phenothiazines, butyrophenones, sulpiride, hydrantoins, barbiturates, succinimides, carbamazepine etc.,
  • Hormones such as androgens (eg testosterone), antioestrogens, estrogens (eg estradiol), progestogens (eg progesterone), corticosteroids, calcitonin, parathyrin, somatotopin, oxytocin, prolactin, glucagon, erythropoietin, atrinopeptinin, melanotrope , Vasopressin, insulin etc.,
  • androgens eg testosterone
  • antioestrogens eg estradiol
  • progestogens eg progesterone
  • corticosteroids corticosteroids
  • calcitonin parathyrin
  • somatotopin oxytocin
  • prolactin glucagon
  • erythropoietin erythropoietin
  • atrinopeptinin melanotrope
  • Vasopressin insulin etc.
  • - power means such as alprostadil, - cytostatics such as nitrogen mustard derivatives (such as ifosphamide), N-nitrosourea derivatives (for example, lomustine), antagonists of purine and pyrimidine bases (such as fluorouracil), platinum complexes (such as carboplatin), anthracyclines (eg Doxoru- bicine), Podophyllinderivate (Podophyllotoxin )
  • aerosol formulations which have at least about 0.0001 and contain at most about 5% by weight, in particular about 0.01 to 3% by weight, of active ingredient.
  • the aerosol formulations according to the invention can be prepared in a manner known per se by introducing carbon dioxide under pressure into a liquefied hydrofluoroalkane of the formula I and adding the active pharmaceutical ingredient.
  • the addition of the carbon dioxide and the active ingredient can in principle be carried out in any order. In the case of suspension formulations, however, it is generally preferred to first introduce the carbon dioxide into the blowing agent and then to add the micronized active ingredient.
  • the active ingredient can be micronized in a known manner and is preferably carried out in such a way that a particle size of about 0.5 to 6 ⁇ m is obtained.
  • blowing agent mixtures and aerosol formulations according to the invention can contain one or more hydrofluoroalkanes and, if desired, further blowing gases. However, they preferably contain no chlorofluorocarbons. In general, those are particularly preferred
  • Blowing agent mixtures and aerosol formulations which, apart from compounds which can optionally be used as cosolvents, such as water, lower alkanes, lower alcohols and lower ethers, contain only carbon dioxide and one or more hydrofluoroalkanes of the formula I as blowing gases.
  • the hydrofluoroalkane or the hydrofluoroalkanes and the carbon dioxide concentration are preferably selected so that an internal pressure of about 3 to 12 bar, particularly preferably about 4 to 7 bar, can be set at 20 ° C. in the aerosol container.
  • the aerosol formulations according to the invention are suitable for suspension and solution formulations, and they can contain customary additives such as cosolvents and surface-active agents.
  • the active ingredient and any other additives can be added in a manner known per se.
  • cosolvent is frequently indicated in particular in the case of solution formulations, but can also occasionally be used in the case of suspension formulations. Be an advantage.
  • cosolvents are water, lower alcohols, lower alkanes and lower ethers, preferably water, alcohols with 1 to 3 carbon atoms, alkanes with 3 to 6 carbon atoms and dialkyl ethers with 2 to 4 carbon atoms, such as water, ethanoi, proparoyl, ethylene glycol - Kol, propylene glycol, propane, butane, isobutar., pentane, diethyl ether, diethyl ether and the like. Ethanoi is particularly preferred.
  • the proportion of cosolvent in the blowing agent mixtures and aerosol formulations according to the invention can generally be about 0.1 to 50% by weight, in particular about 1 to 30% by weight, based on the total mixture or the overall formulation. In most cases (if cosolvent is necessary or desired) a cosolvent concentration of approximately 0.1 to 30% by weight, typically approximately 0.1 to 10% by weight, is sufficient.
  • the proportion of one or more hydrofluoroalkanes of the formula I in the propellant mixtures and aerosol formulations according to the invention can accordingly be generally at least about 40% by weight, preferably at least about 64% by weight and particularly preferably at least about 87% by weight of the total mixture or the total formulation.
  • the proportion of hydrofluoroalkanes can also be lower with regard to the content of active ingredient, surface-active agent and any other additives, for example at least about 29% by weight.
  • a surface-active agent is frequently indicated, in particular in the case of suspension formulations, but can also be advantageous in the case of solution formulations, for example for valve lubrication.
  • all useful surface-active agents such as oleic acid, sorbitan trioleate, cetylpyridinium chloride, sooyalecithine, polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, polyoxethylene (10) stearyl ether, polyoxyethylene (2) oleyl ether, polyoxyethylene (20) sorbitan monostearate, polyoxyethylene (20) monooleate, polyoxypropylene-polyoxyethylene block copolymers, polyoxypropylene-polyoxyethylene-ethylene diamine block copolymers, ethoxylated castor oil and the like.
  • oleic acid, sorbitan trioleate and lecithin are preferred.
  • the proportion of surfactant, if present, can generally be about 0.001 to 5% by weight, preferably about 0.01 to 1% by weight, based on the total formulation. Thanks to the improved wetting properties of the inventive blowing agent mixture but already concentrations of about 0.1 wt .-% or less from ⁇ are often sufficient.
  • the aerosol formulation according to the invention can also contain water, for example in an amount of 0.0001 to 20% by weight, based on the total formulation tion, which can be advantageous for certain active ingredients.
  • the aerosol formulations according to the invention can furthermore contain buffer substances or stabilizers such as citric acid, EDTA, vitamin E and the like.
  • buffer substances or stabilizers such as citric acid, EDTA, vitamin E and the like.
  • such substances if present, are used in amounts of not more than about 1% by weight, for example about 0.0001 to 1% by weight, based on the total formulation.
  • a beclomethasone metered dose aerosol can be produced which, compared to a CFC-containing commercial product (Becotide®, Glaxo Pharmaceuticals, Great Britain), has a much better dosing accuracy and an FPF that is approximately 2.7 times as high .
  • the deposition in the leadpipe is approximately halved and that in the "sample induction port" (artificial oropharynx) is reduced from approximately 50 to 20%.
  • the beclomethasone formulation according to the invention thus makes it possible to make the metered dose aerosol more advantageous in relation to several aspects, since an increase in the respectable dose with a simultaneous decrease in the loss of active ingredient in the mouth tube and a reduction in the oropharyngeal deposition enables a significant increase in efficiency compared to the commercial product Becotide.
  • the present invention it is also possible, for example, to administer migraines systemically by inhalation. Migraineurs who suffer from vomiting very often can be treated as an alternative.
  • the formulations according to the invention for metered dose aerosols it is therefore possible to use active substances or combinations of active substances as To create aerosols with defined properties.
  • the particle size distribution spectrum can be set so that you can effectively deposit the active ingredient in the form of "drug targeting" at the desired location in the lungs.
  • the aerosol formulations according to the invention can be closed in customary pressure-proof containers with commercially available metering valves with volumes of 25 ⁇ l to 100 ⁇ l and atomized with suitable commercially available leadpipe adapters.
  • the invention is further illustrated by the following examples.
  • the active substance suspensions were homogenized using a rotor-stator homogenizer (kinematics).
  • the formulation obtained was treated with the commercial products Becotide® 100 and Becotide® 200 (Glaxo Pharmaceuticals, Great Britain; batch numbers 10072926 and 10073077) and Becloforte® (Glaxo AG, Schonbuhl, Switzerland; batch numbers 5H052) based on CFC blowing agents ), of which several samples were bought in a pharmacy and kept in a horizontal position at room temperature until measurement.
  • the new formulations were stored in different positions (valve down or up) at 25 ° C and 60% relative humidity until the measurement or before 6 months at 30 ° C and 70% relative humidity (30 ° / 70% rh) stored. To determine the content uniformity, the hubs No.
  • Example 2 2.25 g of micronized ipratropium bromide are weighed into a pressure batch kettle. After closing and evacuating the same, 10.5 kg of HFA 227 are added, which was previously gassed with CO 2 in another pressure batch vessel and set to a pressure of 6 bar (20 ° C.). After homogenizing this mixture, the suspension obtained is filled into aluminum cans sealed with metering valves by means of pressure filling technology.
  • Example 3 2.25 g micronized ipratropium bromide and 11.25 g micronized salbutamol are weighed into a pressure batch kettle.
  • HFA 227 After closing and evacuating it, 10.5 kg of HFA 227 are added, which was previously gassed with CO 2 in a different pressure batch vessel and set to a pressure of 6.25 bar (20 ° C.). After homogenizing this mixture, the suspension obtained is filled into aluminum cans sealed with metering valves using a pressure filling technique.
  • Example 4 2 g of fluticasone propionate and 0.02 g of ⁇ -tocopherol are weighed into a pressure batch kettle. After closing and evacuating the batch tank, 1.5 kg of HFA 134a, which was previously gassed with CO 2 in another pressure batch boiler and adjusted to a pressure of 4.5 bar (20 ° C.)
  • micronized budesonide 5.0 g of micronized budesonide are weighed into a pressure batch kettle. After sealing and evacuating the same, a mixture of 0.85 kg HFA 134a and 0.85 kg HFA 227 is added, which has previously been gassed with CO 2 in another pressure batch vessel and brought to a pressure of 6.5 bar (20 ° C.) was discontinued. After homogenizing this mixture, the suspension obtained is filled into aluminum cans sealed with metering valves by means of pressure filling technology.
  • Example 6 4.5 g of micronized oxitropium bromide and 0.675 g of micronized formoterol fumarate are weighed into a pressure batch kettle.
  • HFA 227 After closing and evacuating it, 10.5 kg of HFA 227 are added, which has been gassed with CO 2 in another pressure batch vessel and set to a pressure of 6.25 bar (20 ° C.). After homogenizing this mixture, the suspension obtained is filled into aluminum cans sealed with metering valves using a pressure filling technique.
  • Example 7 112.5 g of micronized lomustine are weighed into a pressure batch kettle. After closing and evacuating the same, 10.5 kg of HFA 227 are added, which had previously been gassed with CO 2 in another pressure batch vessel in which 312 g of Ethanoi had been placed and adjusted to a pressure of 4.5 bar (20 ° C.) has been. After homogenizing this mixture, the formulation obtained is filled into aluminum cans sealed with metering valves by means of pressure filling technology.
  • Example 8 5 g of heparin are weighed into a pressure batch kettle and suspended in 50 g of Ethanoi, in which 0.25 g of lecithin had previously been dissolved, with stirring. After closing and evacuating the same, 1.5 kg of HFA 227, which was previously gassed with CO 2 in another pressure batch boiler and was set to a pressure of 4.5 bar (20 ° C.), was added with stirring and homogenized. The suspension obtained is filled into aluminum cans sealed with metering valves by means of pressure filling technology.
  • Example 9 2.6 g of estradiol are weighed into a pressure batch kettle and dissolved in 405.6 g of ethanoi in which 0.26 g of oleic acid have previously been dissolved, with stirring.
  • Example 10 2.6 g of fentanyl are weighed into a pressure batch kettle and dissolved in 405.6 g of ethanoi, in which 0.26 g of oleic acid had previously been dissolved, with stirring. After closing and evacuating the same, 6.7 kg of HFA 134a, which had previously been fumigated with CO 2 in a different pressure batch vessel and set to a maximum pressure of 6.5 bar (20 ° C.), were added with stirring. The formulation obtained is filled into aluminum cans sealed with metering valves by means of pressure filling technology.
  • Example 11 2.6 g of scopolamine are weighed into a pressure batch kettle and dissolved in 405.6 g of ethanoi, in which 0.26 g of oleic acid has previously been dissolved, with stirring. After closing and evacuating the same, 6.7 kg of HFA 134a, which had previously been gassed with CO 2 in another pressure batch boiler and was set to a pressure of 8 bar (20 ° C.), are added with stirring. The solution obtained is filled into aluminum cans sealed with metering valves using pressure filling technology.
  • Example 12 2.6 g of sumatriptan are weighed into a pressure batch kettle and dissolved in 405.6 g of ethanoi in which 0.26 g of oleic acid have previously been dissolved, with stirring.
  • Example 13 15.6 g of beclomethasone dipropionate are dissolved in 811 g of ethanol containing 3 g of oleic acid. 7.3 kg of HFA 227 are added to the clear solution. The mixture obtained is added to 9.4 g of salbutamol sulfate and sufficiently homogenized. After the homogenization is complete, the mixture is diluted with 2 kg of HFA 227, which has been gassed with CO 2 and set at a pressure of 5 bar (20 ° C.), and is then homogenized. The final formulation is by means of pressure filling filled in with metering valves into aluminum cans ⁇ .
  • Example 14 20 g of triamcinolone acetonide are dissolved in 1.5 kg of ethanol. The solution is filled into open aluminum cans and sealed with suitable dosing valves. The cans are filled with a total of 4 kg HFA 227, which was gassed with C0 2 and set to a pressure of 5 bar (20 ° C), using the pressure filling technique.

Abstract

Ein druckverflüssigtes Treibimittelgemisch für Aerosole, umfassend ein fluoriertes Alkan, insbesondere 1,1,1,2-Tetrafluorethan und/oder 1,1,1,2,3,3,3-Heptafluorpropan, und Kohlendioxid, ermöglicht eine Verbesserung der Benetzungseigenschaften für pharmazeutische Wirkstoffe, wobei man die mit Hydrofluoralkanen bestehenden Formulierungsprobleme in Bezug auf Suspensions- als auch Lösungsaerosole überwinden und damit verbesserte medizinische Aerosolformulierungen erhalten kann. Mit Hilfe von Kohlendioxid ist es auch möglich, den Druck und damit die Teilchengrössenverteilung gezielt zu beeinflussen sowie durch Verdrängung von Sauerstoff aus den Hydrofluoralkanen die Lagerstabilität von oxidationsempfindlichen Wirkstoffen zu verbessern.

Description

Medizinische Äerosolformulierungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein druckverflüssigtes Treibmittelgemisch auf der Basis von Hydrofluoralkanen, eine medizinische Aerosolformulierung, die ein solches Treibmittelgemisch enthält, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Aerosolformulierung.
Viele Gase, wie z.B. Kohlendioxid und Stickstoff, lassen sich zwar unter Druck verflüssigen, eignen sich aber nicht als Treibmittel für Dosieraerosole, weil der Binnen- druck im Behältnis mit zunehmender Entleerung sehr stark abnimmt. Aus diesem Grunde eignen sich nur solche Treibgase für medizinische Dosieraerosole, die sich bei Raumtemperatur verflüssigen lassen und nur zu einer geringfügigen Abnahme des Binnendrucks führen, wenn der Inhalt sukzessive abgesprüht wird. Hierzu zählen die treibgasförmigen Alkane, wie z.B. Propan, Butan und Isobutan, sowie die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCK s) , wie z.B. Trichlorfluormethan (Fll), Dichlordifluormethan (F12) und 1, 2-Dichlor-l, 1, 2, 2- tetrafluorethan (F114) .
Für Aerosolanwendungen wie Haarsprays, Deodorantsprays und dergleichen wurden gelegentlich auch Kombinationen von Treibgasen vorgeschlagen. Beispielsweise offenbart WO-A-94/01511 Aerosolformulierungen aus einem komprimierten Gas (Stickstoff, Kohlendioxid, Druckluft, Sauerstoff, Xenon und/oder Argon) , einem verflüssigten Kohlenwasserstofftreibmittel, Wirkstoff und Träger, wobei die Formulierungen typischerweise 0,05-2,5 Gew.-% Stickstoff und 1,0-12,0 Gew.-% verflüssigtes Kohlenwasserstofftreibmittel enthalten können und vorzugsweise einen Gehalt von 80-95 Gew.-% an flüchtigen Trägerverbindungen, wie Ethanoi, Propanol, Pen- tan, Wasser, Aceton und dergleichen, aufweisen. Im Derwent- Abstract AN 86-228980 wird ferner ein Dermatophytiemittel beschrieben, welches 0,1-2 Gew.-% Tolunaphtat, 0,5-70 Gew.- % Treibmittel und 30-80 Gew.-% fluoriertes Alkylhalogenid (Trichlormonofluormethan, Tetrachlordifluorethan, Trichlor- trifluorethan und/oder Dibromtetrafluorethan) mit einem Siedepunkt von mindestens 20 °C als Lösungsmittel enthält; als Treibmittel sollen sich Petroleumgas, Dimethylether, Dichlordifluormethan, Dichlortetrafluorethan, Kohlendioxid etc. eignen. Andererseits ist aus WO-A-93/17665 eine Methode zur Verabreichung physiologisch wirksamer Verbindungen bekannt, bei der aus einem überkritischen flüssigen Lösungsmittel und dem Wirkstoff eine überkritische flüssige Lösung gebildet und diese dann in den unterkritischen Bereich übergeführt wird. Als überkritische Lösungmittel sollen sich Kohlendioxid, Distickstoffmonoxid, Fluorchlorkohlenwasserstoffe, Xenon, Schwefelhexafluorid, Ethanoi, Aceton, Propan und/oder Wasser eignen.
Aufgrund der Ozonproblematik, hervorgerufen durch die Abspaltung von radikalischen Chloratomen aus den FCKWs, haben sich im Montrealer Abkommen viele Staaten darauf verständigt, die FCKWs als Treibmittel zukünftig nicht mehr zu verwenden. Als FCKW-Ersatzstoffe für den medizinischen Bereich eignen sich fluorierte Alkane, vor allem 1,1,1,2- Tetrafluorethan (HFA 134a) und 1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-Heptafluorpro- pan (HFA 227), da diese inert sind und eine sehr geringe Toxizität aufweisen. Aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften, wie Druck, Dichte etc. sind sie besonders geeignet, um die FCKWs wie Fll, F12 und F114 als Treibmittel in Dosieraerosolen zu ersetzen. In US-A-4 139 607 wurde ferner ein Treibmittelsystem aus verflüssigtem Bis (difluormethyl) ether und gasförmigem Kohlendixoid vorgeschlagen, das im Gegensatz zu Kombinationen von Kohlendioxid mit anderen bekannten Treibmitteln wie Trichlorfluormethan oder Methylenchlorid befriedigende Aerosolmuster ergeben soll, das sich aber nicht durchgesetzt hat. Gemass der Offenbarung von US-A-4 139 607 können dem Treibmittelsystem andere, herkömmliche Treibmittel wie Di- stickstoffmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Fluorkohlenwas- serstoffe oder flussige Trager, wie Ethanoi, Perchlorethy- len, Trichlorethylen, Aceton, Amylacetat, Wasser und dergleichen, zugesetzt werden, wobei in den offenbarten Beispielen meist Ethanoi und Bis (difluormethyl) ether im Ge- wichtsverhaltnis von etwa 1:1 verwendet wurden. Anderer- seits wird im Derwent-Abstract AN 89-184245 ausgesagt, dass in Aerosoldruckpackungen zur Verabreichung von Medikamenten anstelle von FCKWs auch Kohlenwasserstoffe, wie Butane und Pentane, andere Druckgase, wie Kohlendioxid, Dimethylether, Stickstoff und Distickstoffoxid, oder Fluorkohlenwasser- Stoffe verwendet werden konnten.
FCKW-freie medizinische Aerosolzubereitungen mit HFA 134a sind bereits durch die allgemeine Lehre von US-A-2 868 691 und US-A-3 014 844 mit umfasst und aus DE-A-2 736 500 und EP-A-0 372 777 bekannt. Beispiele mit HFA 227 finden sich in WO-A-91/11495, EP-A-0 504 112 und EP-B-0 550 031. Es ist aus verschiedenen Veröffentlichungen bekannt, dass sich die üblichen, in FCKW-haltigen Dosieraerosolen verwendeten Hilfsstoffe, wie z.B. Lecithin, Sorbitantrioleat und Olsaure, nur unzureichend in Hydrofluoralkanen (im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit „HFA" bezeichnet), wie z.B. HFA 134a und HFA 227 losen, weil eine Kettenverlängerung und die Substitution der Chloratome durch Fluoratome zu ei- ner Verschlechterung der Loslichkeitseigenschaften für polare Stoffe fuhrt. Bereits bei den FCKWs, die im Vergleich zu den HFAs erheblich bessere Losungsmittel darstellen, wurden zur Verbesserung der Loslichkeit oft Ethanoi oder andere Cosolventien zugesetzt, um Arzneistoffe wie z.B.
Isoprenalin und Epmephnne (vgl. US-A-2 868 691) als Aerosol applizieren zu können. Es war daher naheliegend, nicht nur die Loslichkeit der FCKWs, sondern auch diejenige der HFAs durch Zugabe von Ethanoi zu verbessern. Beispiele hierfür finden sich in der Fachliteratur als auch in verschiedenen Patentanmeldungen. Alternativ dazu gibt es eine Reihe von Entwicklungen druckverflussigter Aerosolzuberei- tungen mit HFA 134a und/oder HFA 227, die treibgaslosliche Hilfsstoffe, wie z.B. fluorierte oberflächenaktive Stoffe (WO-A-91/04011) , mono- oder diacetylierte Glyceride (EP-A-0 504 112) oder polyethoxyl erte Verbindungen (WO-A-92/00 061) , verwenden, die sich auch ohne Ethanolzusatz in den beiden Treibgasen in der erforderlichen Menge losen lassen. Bisher ist jedoch erst ein Produkt auf der Basis von HFAs als bioaquivalenter Ersatz zugelassen worden, namlich eine Suspensionsaerosolformulierung von Salbutamolsulfat in HFA 134a, Ethanoi und Olsaure (Airomir®, 3M Health Care Ltd., England) .
Für Neuentwicklungen medizinischer, FCKW-freier Aero- solzubereitungen werden heute als Treibgase vorzugsweise Hydrofluoralkane wie HFA 134a (Dampfdruck ca. 6 bar bei 20°C) und HFA 227 (Dampfdruck ca. 4,2 bar bei 20°C) verwendet. Beide Treibgase unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Dichte (ca. 1,4 mg/ml für HFA 227 und 1,2 mg/ml für HFA 134a bei 20°C) , was insbesondere für Suspensionen von Bedeutung ist. Besitzt der Wirkstoff eine höhere Dichte als das Treibgas, kommt es zu einer Sedimentation, ist dessen Dichte geringer, kommt es zu einer Flotation. Zur Problemlosung bietet es sich deshalb unter Umstanden an, Treibgas- Mischungen zu verwenden und/oder zur Erniedrigung der Dichte Cosolventien wie Ethanoi, Diethylether oder andere niedrig siedende Losungsmittel oder Treibgase wie n-Butan zuzusetzen. Ein wesentlicher Nachteil der HFAs ist deren geringeres Losungsvermogen im Vergleich zu den FCKWs, insbesondere m Vergleich zu Fll. Die Solvenzeigenschaften nehmen mit zunehmender Kettenlange in der Reihenfolge Fll > HFA 134a > HFA 227 ab. Aus diesem Grunde lassen sich ohne Erhöhung der Hydrophilie durch Zugabe von polaren Losungsmitteln, wie z.B. Ethanoi, die üblicherweise in FCKWs verwendeten Suspendierhilfsmittel, wie Sorbitantrioleat, Le- cithm und Olsaure, nicht mehr in den üblichen Konzentra- tionen (ca. 1 : 2 bis 1 : 20, bezogen auf den Wirkstoff) losen und damit verwenden.
Es ist allgemein bekannt, dass im Falle von Suspensionsformulierungen nur Wirkstoffteilchen, die kleiner als 6 μm sind, lungengangig sind. Zur gewünschten Deposition derselben in der Lunge, müssen diese deshalb vor der Verarbeitung mittels spezieller Verfahren, wie z.B. Mikronisie- rung (Mahlen) , zerkleinert werden. Der Mahlprozess fuhrt bei den meisten Wirkstoffen zu einer Oberflachenvergrosse- rung, die meist mit einer Erhöhung der elektrostatischen Ladung einhergeht. Dies kann in der Aerosolzubereitung zu einer Agglomeration oder Koagulation fuhren und erschwert im allgemeinen eine homogene Wirkstoff-D spergierung . Als Folge der Grenz- und Ladungsaktivitaten kommt es häufig zu einer Adsorption von Wirkstoff an Grenzflachen, die z.B. zu einer Ringbildung im Behalter an der Stelle fuhrt, wo die Flussigphase in die Gasphase übergeht. Daneben lassen sich die Suspensionen oft nur unzureichend stabilisieren bzw. in dispergiertem Zustand halten, was ebenfalls mit einer Veränderung der Dosis pro Hub verknüpft sein kann, wenn vor Gebrauch, d.h. vor der Inhalation, die Suspension nicht durch Schütteln homogen redispergiert werden kann. Die man- gelhafte Benetzung bzw. Dispergierung der Wirkstoffpartikel hat auch zur Folge, dass diese in vielen Fällen eine hohe Adsorptionstendenz aufweisen und an Oberflächen, wie z.B. der Behälterinnenwand oder dem Ventil, kleben, was dann zu einer vermeintlichen Unterdosierung sowie schlechten Do- siergenauigkeit im Sprühstoss bzw. der „Content Uniformity" (CU, Gleichförmigkeit des Gehalts) der deklarierten Anzahl von z.B. 200 oder 300 Sprühstössen (d.h. Einzeldosen) führt. Bei Suspensionen ist es deshalb in der Regel erforderlich, einen oberflächenaktiven Hilfsstoff bzw. ein Schmiermittel zuzusetzen, weil es ansonsten zu einem Klemmen der Ventile und einer ungenauen Abgabe des Wirkstoffs von Sprühstoss zu Spühstoss kommen kann. Besonders problematisch ist eine im Laufe der Lagerung eintretende Veränderung bzw. Erniedrigung der inhalierbaren, lungengängigen Teilchen, der sogenannten „Fine Particle Fraction" (FPF) , was zu einer Abnahme der Wirksamkeit der HFA-Zubereitung führt.
Zur Überwindung der oben dargelegten Probleme können z.B. durch pharmazeutisch-technologische Massnahmen die Benetzungs- und Löslichkeitseigenschaften des Wirkstoffes verändert In der Regel werden jedoch oberflächenaktive Substanzen zugesetzt, wie sie bereits früher bei den FCKW-haltigen Formulierungen Anwendung fanden. Weil sich aber oberflächenaktive Mittel wie Ölsäure und Lecithin nur unzurei- chend in Hydrofluoralkanen wie HFA 134a und/oder HFA 227 lösen, wird meistens ein Cosolvens wie Ethanoi zugesetzt, damit man die pharmazeutisch-technologischen Probleme besser kontrollieren kann.
Werden höhere Ethanolkonzentrationen zugesetzt, erniedrigt sich die Dichte der Treibgas-Mischung, was vor al- lem bei Suspensionen zu einer unerwünschten Wirkstoff-Sedimentation führen kann. Daneben kann es aber durch die Erhöhung der Löslichkeit während der Lagerung auch zu Anlö- sungseffekten kommen, was dann zu einem Kristallwachstum führt. Dieser Effekt als auch eine Agglomeration der Wirk- stoffpartikel kann dann im Laufe der Lagerung zu einer Veränderung bzw. Erniedrigung der inhalierbaren, lungengängigen Teilchen, der sogenannten „Fine Particle Fraction" (FPF) , führen.
Zur Messung der aerodynamischen Partikelgrössenver- teilung und des Anteils, der Masse oder der Dosis der inhalierbaren, lungengängigen Teilchen (d.h. der Fine Particle Fraction FPF, Fine Particle Mass FPM bzw. Fine Particle Dose FPD) eignen sich Impaktoren, wie z.B. der 5-Stufen Multistage Liquid Impinger (MSLI) oder der 8-Stufen Ander- sen Kaskaden Impaktor (ACI), die in Chapter <601> der United States Pharmacopoeia (USP) oder in der Inhalanda Monographie der Europäischen Pharmacopoe (Ph. Eur.) beschrieben sind. Anhand der aerodynamischen Partikelgrössenverteilung kann man mittels eines „Log-probability plots" (logarithmi- sehe Darstellung der Wahrscheinlichkeitsverteilung) den mittleren aerodynamischen Teilchendurchmesser (Mass Mediän Aerodynamic Diameter MMAD) von Aerosol-Zubereitungen abschätzen und ableiten, ob der Wirkstoff eher im oberen oder unteren Lungenbereich deponiert wird. Liegt der Wirkstoff im HFA-Treibgas/Ethanol-Gemisch nicht suspendiert, sondern gelöst vor, sind Probleme in Bezug auf die Streuung der Dosiergenauigkeit pro Hub meist weniger ausgeprägt.
Bei gleichem Ethanolgehalt erhält man mit HFA 134a im Vergleich zu HFA 227 einen grösseren Prozentsatz inhalierbarer (kleinerer) Teilchen, was auf den höheren Druck von HFA 134a zurückzuführen ist. Prinzipiell gilt: Je höher der Binnendruck in der Aerosoldose, desto feiner ist das Teil- chenspektrum der Aerosolwolke. Lösungsaerosole mit geringem Ethanolanteil weisen in der Regel bei Verwendung von feinen Vernebelungsdüsen auch einen kleineren MMAD (0,8 -1,5 um) auf als Suspensionsaerosole (2 - 6 μm) . Dies hängt damit zusammen, dass bei Lösungsaerosolen Tröpfchen und bei Suspensionsaerosolen Partikel erzeugt werden.
Für die topische Applikation von Wirkstoffen im Bereich der Bronchien und Bronchiolen, sind Partikelgrössen von ca . 2 - 4 μm vorteilhaft, wie sie üblicherweise mit Suspensionsformulierungen erreicht werden. Kleinere Parti- kel, die in den Alveolarbereich gelangen, werden zum Teil exhaliert (< 0,5 μm) oder gelangen durch Absorption in den systemischen Kreislauf. Hieraus folgt, dass Aerosolzubereitungen für die systemische Applikation günstigerweise Partikelgrössen von ca. 0,5 μm - 2 μm aufweisen sollten, wobei z.B. ein monodisperses Aerosol mit einem sehr hohen Anteil an Partikeln im Bereich von ca. 1 μm besonders vorteilhaft wäre. Abhängig vom gewünschten Depositionsort ist deshalb ein kleinerer oder grösserer MMAD sowie gegebenenfalls ein monodisperses Verteilungsspektrum bevorzugt. Hinsichtlich der Aerodynamik gilt: Je grösser die Masse der Partikel desto grösser ist ihre Tendenz geradlinig weiterzufliegen. Hieraus ergibt sich, dass es bei einer Änderung der Stromungsrichtung zur Impaktion von Teilchen kommt. Aus Deposi- tionsstudien ist bekannt, dass selbst bei einem optimalen Inhalationsmanover nur ca. 20% der aus einem Dosieraerosol emittierten Teilchen in die Lunge gelangen und nahezu 80 % im Oropharynx impaktieren.
Bei ethanolhaltigen Losungsaerosolen kommt es leider häufig zu Problemen betreffend der WirkstoffStabilität . Der Zersetzungsgrad von Wirkstoffen, wie z.B. Budesonid, Feno- terol-HBr, Formoterol-fumarat , Ipratropiumbromid, Salbutamol etc., kann nach Lagerung in ethanolhaltigen Losungsaerosolen über den tolerierten Höchstwerten (< 0,5%) liegen. Nachteilig ist des weitern, dass bei höheren Ethanolkonzen- trationen von z.B. 10% - 30% der Anteil inhalierbarer Partikel (< 6 μm) abnimmt, weil aufgrund der andersgearteten Verdampfungseigenschaften von Ethanoi weniger Energie zur Dispergierung der Aerosolzubereitung, d.h. zur Bildung inhalierbarer Tropfchen bzw. Partikel bereitgestellt wird. Diese und andere Grunde geben einen Hinweis darauf, weshalb die meisten Dosieraerosole als Suspensionen in den Handel gebracht wurden.
Aufgrund der oben dargelegten Zusammenhange wäre es also wünschenswert für Dosieraerosole, ein Treibgassystem zu haben, mit dem man: - Wirkstoffe besser benetzen kann;
- Suspensionsaerosole mit verbesserten Suspensions- und Haltbarkeitseigenschaften herstellen kann;
- Losungsaerosole mit verbesserter Lagerungsstabilitat und geringerem Ethanolzusatz herstellen kann; - die Dosiergenauigkeit verbessern kann; - die Partikelgrösse bzw. das Partikelgrössenverteilungs- spektrum besser einstellen kann; und
- die Fine Particle Dose erhöhen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch Ver- v/endung eines Treibgasgemisches auf der Basis von Kohlendioxid und mindestens eines Hydrofluoralkans mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen .
Es wurde nämlich gefunden, dass sich Kohlendioxid in den Hydrofluoralkanen löst und quasi seine Eigenschaften als kompressibles Gas verliert. Derartige Hydrofluoralkan/ Kohlendioxid-Treibgasgemische zeigen bei zunehmender Entleerung nur eine geringfügige Abnahme des Binnendrucks im Behältnis, was deren Verwendung als Treibmittel für Dosieraerosole ermöglicht. Durch die Zugabe von Kohlendioxid zu den Hydrofluoralkanen erhöht sich der Druck annähernd linear mit steigender Kohlendioxidkonzentration. Ferner wird der Druckverlauf in Abhängigkeit der Temperatur durch den Gehalt an Kohlendioxid dahingehend beeinflusst, dass es im Gegensatz zu reinen Hydrofluoralkanen (vgl. Fig. 2 von EP- B-0 550 031) nur zu einem schwach exponentiellen, nahezu linearen Druckanstieg kommt, wenn die Temperatur schrittweise z.B. von 20°C auf 50°C erhöht wird. Diese Effekte werden auch beobachtet, wenn das Treibgasgemisch zusätzlich ein Cosolvens enthält.
Fig. 1-6 zeigen graphische Darstellungen des Druckverlaufes in Abhängigkeit von der Temperatur für Beispiele erfindungsgemässer Treibmittelgemische, nämlich
- Fig. la und lb für ein Treibmittelgemisch aus 300 Gewichtsteilen HFA 134a und 1 bzw. 3 Gewichtsteilen Kohlen- dioxid, - Fig. 2a und 2b für ein Treibmittelgemisch aus 210 Gewichtsteilen HFA 134a, 90 Gewichtsteilen Ethanoi und 1 bzw. 3 Gewichtsteilen Kohlendioxid,
- Fig. 3a und 3b für ein Treibmittelgemisch aus 300 Ge- wichtsteilen HFA 227 und 1 bzw. 3 Gewichtsteilen Kohlendioxid,
- Fig. 4a und 4b für ein Treibmittelgemisch aus 277,5 Gewichtsteilen HFA 227, 22,5 Gewichtsteilen Ethanoi und 1 bzw. 3 Gewichtsteilen Kohlendioxid, - Fig. 5a und 5b für ein Treibmittelgemisch aus 210 Gewichtsteilen HFA 227, 90 Gewichtsteilen Ethanoi und 1 bzw. 3 Gewichtsteilen Kohlendioxid, und
- Fig. 6a und 6b für ein Treibmittelgemisch aus 180 Gewichtsteilen HFA 134a, 120 Gewichtsteilen HFA 227 und 1 bzw. 3 Gewichtsteilen Kohlendioxid.
Da sich der Treibgasdruck C02-haltiger Hydrofluoral- kane nicht im Quadrat, sondern nur annähernd linear erhöht, sind deshalb derartige Treibgassysteme weitaus weniger tem- peraturabhangig als zum Beispiel reine FCKW-Gemische oder Hydrofluoralkane wie HFA 134a und/oder HFA 227.
Überraschenderweise wurde zusatzlich gefunden, dass die Zugabe von Kohlendioxid zu Hydrofluoralkanen wie HFA 134a und/oder HFA 227 zu einer wesentlichen Verbesserung der Benetzungseigenschaften für pharmazeutische Wirkstoffe fuhrt. Durch Einleiten von Kohlendioxid werden also ähnlich einem Wirkstoffcoating Hydrofluoralkane dahingehend in ihren Benetzungseigenschaften verändert, dass man die mit HFA 134a, HFA 227 und anderen Hydrofluoralkanen bestehenden Formulierungsprobleme in Bezug auf Suspensions- als auch Lösungsaerosole überwinden kann. Schon eine Zugabe von Kohlendioxid in einer Grossenordnung von 0,2 Gew.-% oder weni- ger reduziert signifikant die Adhäsionstendenz von Wirkstoffen an Grenzflächen und vermindert deren Adsorption, Agglomeration und Koagulation. Bereits durch Zugabe geringer Mengen von Kohlendioxid werden die Hydrofluoralkane ge- wissermassen hydrophilisiert. Damit lassen sich von vielen Wirkstoffen ohne weitere Hilfsmittel Suspensionen herstellen, die sich durch kontrollierte Flockung auszeichnen. Als Folge der besseren Suspendiereigenschaften kann man in vielen Fallen auf die Zugabe von zum Teil unerwünschten ober- flachenaktiven Suspendierhilfsmitteln wie z.B. Olsaure oder eines Cosolvens wie z.B. Ethanoi verzichten.
Das erfindungsgemasse Treibmittelgemisch bietet jedoch auch bei Aerosolformulierungen Vorteile, bei denen ein oberflächenaktives Mittel und/oder ein Cosolvens nötig oder erwünscht ist. Einerseits gestattet die Verwendung der koh- lendioxid-haltigen Treibmittel namlich häufig eine Verringerung der benötigten Cosolvensmenge und eine bessere Loslichkeit herkömmlicher oberflächenaktiver Mittel. Ander¬ seits kann der nachteilige Einfluss von Cosolventien wie Ethanoi auf die Tropfchengrosse ganz oder weitestgehend vermieden werden, da durch entsprechende Erhöhung der Koh¬ lendioxidkonzentration auch bei vergleichsweise hohen Co- solvenskonzentrationen der Binnendruck so eingestellt werden kann, dass eine ausreichende Fine Particle Dose er- reicht werden kann.
Mit Hilfe von Kohlendioxid ist es auch möglich, Sauerstoff aus den Hydrofluoralkanen zu verdrangen, wodurch die Lagerstabilitat von oxidationsempfindlichen Wirkstoffen verbessert wird. Daruberhinaus kann man mit Kohlendioxid den Binnendruck im Aerosolbehältnis so einstellen, dass man im Vergleich zu einem konventionellen FCKW- oder HFA-Do- sieraerosol, die FPF und den MMAD quasi so beeinflussen kann, wie es für die Anwendung am sinnvollsten erscheint. Es ist somit möglich, sowohl MDIs (Metered Dose Inhalers) für die lokale als auch topische Applikation herzustellen. Insbesondere für die systemische Applikation eröffnen sich völlig neue Anwendungsmöglichkeiten, weil man in Verbindung mit geeigneten Vernebelungsdüsen quasi monodisperse Aerosole mit definiertem MMAD und hohen respirablen Fraktionen herstellen kann.
Die Erfindung betrifft daher ein druckverflüssigtes Treibmittelgemisch für Aerosole, umfassend Kohlendioxid und ein Hydrofluoralkan der allgemeinen Formel
CχHyFz (I) worin x für die Zahl 1, 2 oder 3 steht, y und z je eine ganze Zahl > 1 bedeuten und y + z = 2x + 2 ist.
Die Herstellung der erfindungsgemässen Treibmittelgemische kann in an sich bekannter Weise dadurch erfolgen, dass man Kohlendioxid unter Druck in ein Hydrofluoralkan der Formel I einleitet.
Das erfindungsgemässe Treibmittelgemisch eignet sich grundsätzlich für beliebige Aerosolanwendungen wie beispielsweise kosmetische und Haushaltssprays. Aufgrund der beschriebenen Vorteile - wie geringer Abfall des Binnen- druckes bei Entleerung, geringere Temperaturabhängigkeit und leichtere Einstellbarkeit des Binnendruckes, verbesserte Benetzungseigenschaften für pharmazeutische Wirkstoffe und Verwendbarkeit herkömmlicher oberflächenaktiver Mittel wie Ölsäure, Lecithin und Sorbitantrioleat - ist das erfindungsgemässe Treibmittelgemisch aber vor allem auch für medizinische Aerosolformulierungen und insbesondere für Inhalationsaerosole geeignet.
Die Erfindung betrifft daher ebenfalls eine medizinische Aerosolformulierung, umfassend eine wirksame Menge ei- nes pharmazeutischen Wirkstoffes und ein druckverflüssigtes Treibmittelgemisch wie oben definiert.
Beispiele geeigneter Hydrofluoralkane, die in den er- findungsgemässen Treibmittelgemischen und Aersolformulie- rungen verwendet werden können, sind: Difluormethan (HFA 32), Pentafluorethan (HFA 125), 1, 1, 2, 2-Tetrafluorethan
(HFA 134), 1,1,1,2-Tetrafluorethan (HFA 134a), 1,1,2-Tri- fluorethan (HFA 143), 1, 1, 1-Trifluorethan (HFA 143a), 1,1- Difluorethan (HFA 152a), 1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-Heptafluorpropan (HFA 227), Hexafluorpropan (HFA 236) , Per.tafluorpropan (HFA 245) und dergleichen. Im allgemeinen sind Hydrofluoralkane mit 2 oder 3 Kohlenstoffatome bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Treibmittelgemische und Aerosolformulierungen, die 1,1,1,2-Tetrafluorethan (HFA 134a) , 1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-Hep- tafluorpropan (HFA 227) oder ein Gemische der beiden, bei- spielsweise ein l:l-Gemisch, enthalten. Der Kohlendioxidgehalt der erfindungsgemässen Treibmittelgemische und Aerosolformulierungen kann vorzugsweise etwa 0,0001 bis 10 Gew.-% betragen, wobei in der Regel Konzentrationen von bis zu etwa 6 Gew.-%, insbesondere bis zu etwa 3 Gew.-% besonders bevorzugt sind. In den meisten Fällen ist eine Kohlendioxidkonzentration von mindestens ' etwa 0,01 Gew.-%, vorzugsweise mindestens etwa 0,1 Gew.-%, angezeigt. Im Falle von medizinischen Aerosolen und insbesondere bei Inhalationsaerosolen ist im allgemeinen ein Koh- lendioxidgehalt von etwa 0,01 bis 2 Gew.-%, typischerweise etwa 0,1 bis 1,0 Gew.-%, bevorzugt; höhere Konzentrationen sind in der Regel nur dann angezeigt, wenn die Formulierung einen vergleichsweise hohen Anteil an Cosolventien wie Ethanoi oder Wasser enthält.
Als pharmazeutische Wirkstoffe für die erfindungsgemässen Aerosolformulierungen eignen sich grundsätzlich alle als Aerosol verabreichbaren Wirkstoffe, wie Betamimetika, Corticosteroide, Anticholinergika, Cyclooxigenase-, Mast- zell-, Lipoxigenase- und Proteolytische Enzym-Inhibitoren, Arachidonsäure-, Leukotrien-, Thromboxan-, Natrium/Kaliumkanal-, Neurokinin-, Tachykinin-, Bradykinin-, Muscarin,- Histamin-, Phosphodiesterase- und Selectin-Antagonisten, Kaliumkanalblocker, Antiinfektiva, Antibiotika, Pentamidin, Cytostatika, Fungistatika, Radikalfänger, Vitamine, Hormo- ne, Immunstimulantien, Immunsuppresiva, Mucolytika, Hepa- rin, Antidiabetika, Analgetika, Schlafmittel und dergleichen, beispielsweise
- Betamimetika wie Salbutamol, Formoterol, Salmeterol, Salbutamol, Fenoterol, Clenbuterol, Terbutalin, Bambuterol, Broxaterol, Epinephrin, Isoprenalin, Orciprenalin, Hexo- prenalin, Tulobuterol, Reproterol, Bamethan etc., - Corticoide wie Beclomethason, Betamethason, Ciclometha- son, Dexamethason, Triamcinolon, Budesonid, Butixocort, Ciclesonid, Fluticason, Flunisolid, Icomethason, Mometa- son, Tixocortol, Loteprednol etc., - Anticholinergika und Spasmolytika wie Atropin, Scopola- min, N-Butylscopolamin, Trospiumchlorid, Ipratropiumbromid, Oxitropiumbromid, Thiotropiumbromid, Droferin, Oxy- butinin, Moxaverin, Glycopyrrolat etc.,
- Mastzellinhibitoren wie Cromoglycinsäure, Nedocromil etc. und Lipoxigenasehemmer wie Zileuton,
- Leukotrienantagonisten wie Iralukast, Zafirlukast und Pranlukast, Natriumkanalantagonisten wie Amilorid, Ka- liumkanalantagonisten wie Bimakalim, Arachidonsäureanta- gonisten wie 2-Benzoxazolamin, Histaminrezeptorantagoni- sten wie Epinastin, Cetrizin, Mizolastin und Mequitamium,
- Migränemittel wie Mutterkornalkaloide, Methysergid, Ergo- tamin, Serotonin, Sumatriptan, Zolmitriptan, Cyclandelat etc. ,
- Analgetika wie Fentanyl, Morphin, Buprenorphin, Opium, Heroin, Nalbuphin, Pentazocin, Oxycodon, Tramadol, Pethi- din, Tilidin, Methadon, Nefopam, Dextropropoxyphen, Piri- tramid etc. ,
- Mucolytica wie R-nase, Acetylcystein, Ambroxol, Apafant, Bromhexin, Surfactant etc., - Antiemetika wie Bromoprid, Domperidon, Metoclopramid, Triethylperazin, Trifluorpromazin, Meclozin, Chlorphe- noxamin, Dimenhydrinat etc.,
- Antibiotika wie Penicilline (z.B. Azlocillin) , Cephalos- porine (z.B. Cefotiam oder Ceftriaxon) , Carbapeneme, Mo- nobatame, Aminoglykoside (z.B. Streptomycin, Neomycin, Gentamycin, Amikacin oder Tobramycin) , Chinolone (z.B. Ciprofloxacin) , Makrolide (z.B. Erytromycin) , Nitroimida- zole (z.B. Tinidazol), Lincosamide (z.B. Clindamycin) , Glykopeptide (z.B. Vancomycin) , Polypeptide (z.B. Baci- tracin) etc. ,
- Vitamine und Radikalfänger wie Vitamin A, B, C, D oder E, Katalase, Superoxidbismutase, reduziertes Glutathion etc. ,
- Antidiabetika wie Gibenclamid, Glipizid, Gliclacid, Gli- mepirid, Troglitazone etc.,
- Schlafmittel wie Benzodiazepine, Piperidindione, Antihi- staminika etc. , - Neuroleptika, Antidepressiva und Antikonvulsiva wie Benzodiazepine, Phenothiazine, Butyrophenone, Sulpirid, Hy- dantoine, Barbiturate, Succinimide, Carbamazepin etc.,
- Hormone wie Androgene (z.B. Testosteron), Antioestrogene, Oestrogene (z.B. Estradiol) , Gestagene (z.B. Progeste- ron) , Corticosteroide, Calcitonin, Parathyrin, Somatoto- ropin, Oxytocin, Prolactin, Glucagon, Erythropoietin, Atriopeptin, Melanotropin, Throtropin, Gonadotropin, Va- sopressin, Insulin etc.,
- Potenzmittel wie Alprostadil, - Cytostatika wie Stickstofflostderivate (z.B. Ifosphamid) , N-Nitrosoharnstoffderivate (z.B. Lomustin) , Antagonisten von Purin-und Pyrimidinbasen (z.B. Fluorouracil) , Platinkomplexe (z.B. Carboplatin) , Anthracycline (z.B. Doxoru- bicin) , Podophyllinderivate (Podophyllotoxin)
Die genannten Wirkstoffe können gegebenenfalls in
Form ihrer Isomere, Enantiomere oder Racemate und im Falle von Säuren oder Basen als solche oder in Form ihrer pharmazeutisch annehmbaren Salze verwendet werden. Die optimale Wirkstoffmenge in den erfindungsgemässen Formulierungen hängt vom jeweiligen Wirkstoff ab. In der Regel sind jedoch Aerosolformulierungen bevorzugt, die mindestens etwa 0,0001 und höchstens etwa 5 Gew.-%, insbesondere etwa 0,01 bis 3 Gew.-%, an Wirkstoff enthalten.
Die Herstellung der erfindungsgemässen Aerosolformulierungen kann in an sich bekannter Weise dadurch erfolgen, dass man Kohlendioxid unter Druck in ein verflüssigtes Hydrofluoralkan der Formel I einleitet und den pharmazeutischen Wirkstoff zusetzt. Die Zugabe des Kohlendioxids und des Wirkstoffes kann grundsätzlich in beliebiger Reihenfolge erfolgen. Im Falle von Suspensionsformulierungen ist es jedoch in der Regel bevorzugt, zuerst das Kohlendioxid in das Treibmittel einzuleiten und dann den mikronisierten Wirkstoff zuzusetzen. Die Mikronisierung des Wirkstoffes kann in bekannter Weise erfolgen und wird vorzugsweise so durchgeführt, dass eine Partikelgrösse von etwa 0,5 bis 6 μm erhalten wird.
Die erfindungsgemässen Treibmittelgemische und Aerosolformulierungen können ein oder mehrere Hydrofluoralkane und gewünschtenfalls weitere Treibgase enthalten. Vorzugsweise enthalten sie jedoch keine Fluorchlorkohlenwasser- Stoffe. Besonders bevorzugt sind im allgemeinen solche
Treibmittelgemische und Aerosolformulierungen, die - abgesehen von gewünschtenfalls als Cosolventien verwendbaren Verbindungen wie Wasser, niedere Alkane, niedere Alkohole und niedere Ether - als Treibgase lediglich Kohlendioxid und ein oder mehrere Hydrofluoralkane der Formel I enthalten. Das Hydrofluoralkan bzw. die Hydrofluoralkane und die Kohlendioxidkonzentration werden vorzugsweise so gewählt, dass im Aerosolbehältnis ein Binnendruck von etwa 3 bis 12 bar, besonders bevorzugt etwa 4 bis 7 bar, bei 20°C einge- stellt werden kann. Die erfindungsgemässen Aerosolformulierungen eignen sich für Suspensions- und Lösungsformulierungen, und sie können übliche Zusätze wie Cosolventien und oberflächenaktive Mittel enthalten. Die Zugabe des Wirkstoffes und all- fälliger weiterer Zusätze kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Infolge der erfindungsgemäss erzielbaren Verbesserung der Fine Particle Fraction und der damit erreichbaren hohen respirablen Fraktionen von bis zu 70% ist es häufig möglich, die Wirkstoffkonzentration um bis zu etwa 50% zu verringern.
Die Verwendung eines Cosolvens ist insbesondere bei Lösungsformulierungen häufig angezeigt, kann aber gelegentlich auch bei Suspensionsformulierungen vor. Vorteil sein. Als Cosolventien eignen sich insbesondere Wasser, niedere Alkohole, niedere Alkane und niedere Ether, vorzugsweise Wasser, Alkohole mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, Alkane mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen und Dialkylether mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Wasser, Ethanoi, Propar.oi, Ethylengly- kol, Propylenglykol, Propan, Butan, Isobutar., Pentan, Di e- thylether, Diethylether und dergleichen. Besonders bevorzugt ist Ethanoi. Der Anteil an Cosolvens in den erfindungsgemässen Treibmittelgemischen und Aercsolformulierun- gen kann, falls vorhanden, im allgemeinen etwa 0,1 bis 50 Gew.-%, insbesondere etwa 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgemisch bzw. die Gesamtformulierung betragen. In den meisten Fällen genügt (falls Cosolvens nötig oder erwünscht ist) bereits eine Cosolvenskonzentration von etwa 0,1 bis 30 Gew.-%, typischerweise etwa 0,1 bis 10 Gew.-%.
Der Anteil an einem oder mehreren Hydrofluoralkanen der Formel I in den erfindungsgemässen Treibmittelgemischen und Aerosolformulierungen kann dementsprechend im allgemei- nen mindestens etwa 40 Gew.-%, vorzugsweise mindestens etwa 64 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens etwa 87 Gew.-% des Gesamtgemisches bzw. der Gesamtformulierung betragen. Im Falle der medizinischen Aerosolformulierungen kann je- doch der Anteil an Hydrofluoralkanen im Hinblick auf den Gehalt an Wirkstoff, oberflächenaktivem Mittel und allfälligen weiteren Zusätzen auch niedriger sein und beispielsweise mindestens etwa 29 Gew.-% betragen.
Die Verwendung eines oberflächenaktiven Mittels ist insbesondere bei Suspensionsformulierungen häufig angezeigt, kann aber auch bei Losungsformulierungen z.B. zur Ventilschmierung von Vorteil sein. Grundsatzlich eignen sich alle gebrauchlichen oberflächenaktiven Mittel wie Olsaure, Sorbitantrioleat, Cetylpyridiniumchlorid, Soyaleci- thin, Polyoxyethylen (20) sorbitanmonolaurat, Polyoxethy- len (10) stearylether, Polyoxyethylen (2) oleylether, Polyoxyethylen (20) sorbitanmonostearat , Polyoxyethylen (20) sorbitan- monooleat, Polyoxypropylen-polyoxyethylen-Blockcopolymere, Polyoxypropylen-polyoxyethylen-ethylendiamm-Blockcopoly- mere, ethoxyliertes Ricinusöl und dergleichen. Bevorzugt sind im allgemeinen Olsaure, Sorbitantrioleat und Lecithin. Der Anteil an oberflächenaktivem Mittel kann, falls vorhanden, im allgemeinen etwa 0,001 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtformulierung, betragen. Dank den verbesserten Benetzungseigenschaften des erfindungsgemässen Treibmittelgemisches sind jedoch oft bereits Konzentrationen von etwa 0,1 Gew.-% oder weniger aus¬ reichend.
Gewünschtenfalls kann die erfindungsgemässe Aerosol- formulierung ferner Wasser, beispielsweise in einer Menge von 0,0001 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtformulie- rung, enthalten, was bei gewissen Wirkstoffen von Vorteil sein kann.
Weiterhin können die erfindungsgemässen Aerosolformulierungen gewünschtenfalls Puffersubstanzen oder Stabilisa- toren wie Citronensäure, EDTA, Vitamin E und dergleichen enthalten. Im allgemeinen werden solche Substanzen, falls vorhanden, in Mengen von nicht mehr als etv/a 1 Gew.-%, beispielsweise etwa 0,0001 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtformulierung, verwendet.
Mit dem erfindungsgemässten Treibgas-System lässt sich beispielsweise ein Beclomethason-Dosieraerosol herstellen, das im Vergleich zu einem FCKW-haltigen Handelsprodukt (Becotide®, Glaxo Pharmaceuticals, Grossbritannien) eine weitaus bessere Dosiergenauigkeit und eine ca. 2,7-mal so hohe FPF besitzt. Ergänzend dazu wird die Deposition im Mundrohr etwa halbiert und diejenige im „sample induction port" (artifizieller Oropharynx) von ca. 50 auf 20% reduziert. Die erfindungsgemässe Beclomethason-Formulierung ermöglicht also das Dosieraerosol in Bezug auf mehrere Aspek- te vorteilhafter zu gestalten, da eine Erhöhung der respi- rablen Dosis bei gleichzeitiger Erniedrigung des Wirkstoffverlustes in Mundrohr, und einer Reduktion der oropharynge- alen Deposition, quasi eine signifikante Effizienzsteigerung gegenüber dem Handelprodukt Becotide ermöglicht.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich z.B. Migränemittel per inhalationem systemisch zu verabreichen. Migränepatienten, die sehr häufig unter Erbrechen leiden, können damit alternativ behandelt werden. Mit den erfindungsgemässen Formulierungen für Dosieraerosole ist es also möglich, Wirkstoffe oder Wirkstoffkombinationen als Aerosole mit definierten Eigenschaften zu schaffen. Im Vergleich zu Handelsprodukten kann man das Partikelgrössenver- teilungsspektrum so einstellen, dass man quasi den Wirkstoff in Form eines „Drug Targeting" zielgerichtet an dem gewünschten Ort in der Lunge deponieren kann. Mit dieser Art einer optimierten Wirkstoffapplikation können gleichzeitig unerwünschte Begleitwirkungen reduziert werden. Da- rüberhinaus können auch Wirkstoffe, die bislang nicht pul- monal appliziert wurden bzw. werden und oral nicht verab- reicht werden können, da sie peroral eine schlechte Biover- fugbarkeit und/oder ein unerwünschtes Nebenwirkungsspektrum besitzen, mittels Inhalation systemisch appliziert werden, was völlig neue Therapiemöglichkeiten eröffnet. Die Erfindung dieses „Pulmonalen Drug Targeting Systems" (PDTS) wird in den Ausführungsbeispielen anhand einiger Rezepturbeispiele weiter erläutert.
Die erfindungsgemässen Aerosolformulierungen können in üblichen drucksicheren Behältnissen mit handelsüblichen Dosierventilen mit Volumina von 25 μl bis 100 μl verschlos- sen und mit geeigneten handelsüblichen Mundrohradaptern vernebelt werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht. Die Homogenisierung von WirkstoffSuspensionen erfolgte jeweils mit einem Rotor-Stator-Homogeni- sator (Kinematika) .
Beispiel 1 a) 2,5 g Beclomethason-dipropionat werden in einen Druckansatzkessel eingewogen und in 55 g Ethanoi, in dem zuvor 0,25 g Ölsäure gelöst wurden, unter Rühren gelöst. Nach Verschliessen und Evakuieren desselben werden 1,5 kg HFA 227, das zuvor in einem anderen Druckansatzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von 6,5 bar (20°C) eingestellt wurde, unter Rühren zugegeben. Die erhaltene Lösung wird mittels Druckfülltechnik (Anlage von Pamasol W. Mae- der, Pfaffikon, Schweiz) in mit Dosier-Ventilen verschlossene Aluminiumdosen abgefüllt.
Die erhaltene Formulierung wurde mit den auf FCKW- Treibmitteln basierenden Handelsprodukten Becotide® 100 und Becotide® 200 (Glaxo Pharmaceuticals, Grossbritannien; Batch-Nr. 10072926 bzw. 10073077) sowie Becloforte® (Glaxo AG, Schonbuhl, Schweiz; Batch-Nr. 5H052) verglichen, von denen mehrere Proben in einer Apotheke gekauft und bis zur Messung in horizontaler Lage bei Raumtemperatur aufbewahrt wurden. Die neuen Formulierungen wurden in unterschiedli- eher Lage (Ventil nach unten oder oben) bei 25°C und 60% relativer Feuchte bis zur Messung aufbewahrt bzw. vorher wahrend 6 Monaten bei 30°C und 70% relativer Luftfeuchtigkeit (30°/70%rh) gelagert. Zur Bestimmung der Content Uni- formity wurden im Falle der Handelsprodukte jeweils die Hube Nr. 5-9 und 196-200 (je 3 Kanister) und im Falle der neuen Formulierung Hube Nr. 3 und 200 (je 10 Kanister) gemessen. Die aerodynamische Partikelgrossenverteilung und die Fine Particle Fraction FPF bzw. die Fine Particle Dose FPD (Stufen 2-8) wurde mit einem 8-Stufen-Andersen-Kaska- den-Impaktor gemass USP 23 unter Verwendung der Hübe Nr. 11-30 und 178-197 (je 3 Kanister, manuelle Betätigung) bestimmt. Die Bestimmung des Beclomethason-dipropionats erfolgt in allen Fallen mittels HPLC und UV-Messung bei 230 nm. Der mittlere aerodynamische Teilchendurchmesser MMAD wurde aus den entsprechenden logarithmischen Darstellungen der Wahrscheinlichkeitsverteilung berechnet. Die erhaltenen Werte (Anzahl Messungen in Klammer) und die relativen Standardabweichungen (RSD) sind in Tabelle 1 zusammengefasst . Tabelle 1
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Ausgangsuntersuchung
b) In gleicher Weise wie in Absatz a) wurde eine Lösungsaerosolformulierung von Beclomethason-dipropionat in HFA 227, Ethanoi und Ölsäure hergestellt, aber der Druck durch Einleiten von Kohlendioxid auf 4,5 bar (20°C) eingestellt, und die erhaltene Lösung mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Aluminiumdosen abgefüllt.
Beispiel 2 2,25 g mikronisiertes Ipratropiumbromid werden in einen Druckansatzkessel eingewogen. Nach Verschliessen und Evakuieren desselben werden 10,5 kg HFA 227 zugegeben, das zuvor in einem anderen Druckansatzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von 6 bar (20°C) eingestellt wurde. Nach Homogenisieren dieser Mischung wird die erhaltene Suspension mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Aluminiumdosen abgefüllt. Beispiel 3 2,25 g mikronisiertes Ipratropiumbromid und 11,25 g mikronisiertes Salbutamol werden in einen Druckansatzkessel eingewogen. Nach Verschliessen und Evakuieren desselben werden 10,5 kg HFA 227 zugegeben, das zuvor in einem anderen Druckansatzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von 6,25 bar (20°C) eingestellt wurde. Nach Homogenisieren dieser Mischung wird die erhaltene Suspension mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Alu- miniumdosen abgefüllt.
Beispiel 4 2 g Fluticason-propionat und 0,02 g δ-Tocopherol werden in einen Druckansatzkessel eingewogen. Nach Verschliessen und Evakuieren des Ansatzkessels werden 1,5 kg HFA 134a, das zuvor in einem anderen Druckansatzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von 4,5 bar (20°C) eingestellt
WUir)de, unter Rühren zugegeben. Die erhaltene Suspension w/i:rd mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Aluminiumdosen abgefüllt.
Beispiel 5
5,0 g mikronisiertes Budesonid werden in einen Druckansatzkessel eingewogen. Nach Verschliessen und Evakuieren desselben wird eine Mischung aus 0,85 kg HFA 134a und 0,85 kg HFA 227 zugegeben, die zuvor in einem anderen Druckan- satzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von 6,5 bar (20°C) eingestellt wurde. Nach Homogenisieren dieser Mischung wird die erhaltene Suspension mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Aluminiumdosen abgefüllt. Beispiel 6 4,5 g mikronisiertes Oxitropiumbromid und 0,675 g mikronisiertes Formoterol-fumarat werden in einen Druckansatzkessel eingewogen. Nach Verschliessen und Evakuieren desselben werden 10,5 kg HFA 227 zugegeben, das zuvor in einem anderen Druckansatzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von 6,25 bar (20°C) eingestellt v/urde. Nach Homogenisieren dieser Mischung wird die erhaltene Suspension mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlos- sene Aluminiumdosen abgefüllt.
Beispiel 7 112,5 g mikronisiertes Lomustin werden in einen Druckansatzkessel eingewogen. Nach Verschliessen und Evakuieren desselben werden 10,5 kg HFA 227 zugegeben, das zu- vor in einem anderen Druckansatzkessel, in dem 312 g Ethanoi vorgelegt wurden, mit C02 begast und auf einen Druck von 4,5 bar (20°C) eingestellt wurde. Nach Homogenisieren dieser Mischung wird die erhaltene Formulierung mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Alu- miniumdosen abgefüllt.
Beispiel 8 5 g Heparin werden in einen Druckansatzkessel eingewogen und in 50 g Ethanoi, in dem zuvor 0,25 g Lecithin gelöst wurden, unter Rühren suspendiert. Nach Verschliessen und Evakuieren desselben werden 1,5 kg HFA 227, das zuvor in einem anderen Druckansatzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von 4,5 bar (20°C) eingestellt wurde, unter Rühren zugegeben und homogenisiert. Die erhaltene Suspension wird mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Aluminiumdosen abgefüllt. Beispiel 9 2,6 g Estradiol werden in einen Druckansatzkessel eingewogen und in 405,6 g Ethanoi, in dem zuvor 0,26 g Öl- saure gelöst wurden, unter Rühren gelöst. Nach Verschlies- sen und Evakuieren desselben werden 6,7 kg HFA 134a, das zuvor in einem anderen Druckansatzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von maximal 6,5 bar (20°C) eingestellt wurde, unter Rühren zugegeben. Die erhaltene Formulierung wird mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlos- sene Aluminiumdosen abgefüllt.
Beispiel 10 2,6 g Fentanyl werden in einen Druckansatzkessel eingewogen und in 405,6 g Ethanoi, in dem zuvor 0,26 g Ölsäure gelöst wurden, unter Rühren gelöst. Nach Verschliessen und Evakuieren desselben werden 6,7 kg HFA 134a, das zuvor in einem anderen Druckansatzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von maximal 6,5 bar (20°C) eingestellt wurde, unter Rühren zugegeben. Die erhaltene Formulierung wird mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Aluminiumdosen abgefüllt .
Beispiel 11 2,6 g Scopolamin werden in einen Druckansatzkessel eingewogen und in 405,6 g Ethanoi, in dem zuvor 0,26 g Ölsäure gelöst wurden, unter Rühren gelöst. Nach Verschlies- sen und Evakuieren desselben werden 6,7 kg HFA 134a, das zuvor in einem anderen Druckansatzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von 8 bar (20°C) eingestellt wurde, unter Rühren zugegeben. Die erhaltene Lösung wird mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Aluminium- dosen abgefüllt. Beispiel 12 2,6 g Sumatriptan werden in einen Druckansatzkessel eingewogen und in 405,6 g Ethanoi, in dem zuvor 0,26 g Öl- saure gelöst wurden, unter Rühren gelöst. Nach Verschlies- sen und Evakuieren desselben werden 6,7 kg HFA 134a, das zuvor in einem anderen Druckansatzkessel mit C02 begast und auf einen Druck von 7 bar (20°C) eingestellt wurde, unter Rühren zugegeben. Die erhaltene Zubereitung wird mittels Druckfülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Alu- miniumdosen abgefüllt.
Beispiel 13 15,6 g Beclomethasondipropionat werden in 811 g Ethanoi, das 3 g Olsaure enthält, gelöst. Die klare Lösung wird mit 7,3 kg HFA 227 versetzt. Die erhaltene Mischung wird zu 9,4 g vorgelegtem Salbutamolsulfat gegeben und ausreichend homogenisiert. Nach Abschluss der Homogenisierung wird mit 2 kg HFA 227, das mit C02 begast und auf einen Druck von 5 bar (20°C) eingestellt wurde, verdünnt und abschliessend homogenisiert. Die fertige Zubereitung wird mittels Druck- fülltechnik in mit Dosier-Ventilen verschlossene Aluminium¬ dosen abgefüllt.
Beispiel 14 20 g Triamcinolonacetonid werden in 1,5 kg Ethanoi gelöst. Die Lösung wird in offene Aluminiumdosen abgefüllt und diese mit geeigneten Dosier-Ventilen verschlossen. Die Dosen werden mit insgesamt 4 kg HFA 227, das mit C02 begast und auf einen Druck von 5 bar (20°C) eingestellt wurde, mittels Druckfülltechnik befüllt.

Claims

Patentansprüche
1. Druckverflüssigtes Treibmittelgemisch für Aerosole, umfassend Kohlendioxid und ein Hydrofluoralkan der allgemeinen Formel CxHyFz (I) worin x für die Zahl 1, 2 oder 3 steht, y und z je eine ganze Zahl > 1 bedeuten und y + z = 2x + 2 ist.
2. Treibmittelgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, es mindestens 40 Gew.-% an Hydrofluoralkan der Formel I enthält.
3. Treibmittelgemisch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens 64 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 87 Gew.-%, an Hydrofluoralkan der Formel I enthält.
4. Treibmittelgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es als Hydrofluoralkan der Formel I 1, 1, 1, 2-Tetrafluorethan, 1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-Heptafluorpropan oder ein Gemisch der beiden enthält.
5. Treibmittelgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es bei 20 °C einen Druck von 3 bis 12 bar, vorzugsweise 4 bis 7 bar, aufweist.
6. Treibmittelgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlendioxidgehalt 0,0001 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 6 Gew.-%, beträgt.
7. Treibmittelgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich ein Cosolvens in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, enthält.
8. Treibmittelgemisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es als Cosolvens Wasser, Ethanoi, Propanol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Dimethylether oder Diethylether enthält.
9. Medizinische Aerosolformulierung, umfassend eine wirk- same Menge eines pharmazeutischen Wirkstoffes und ein druckverflüssigtes Treibmittelgemisch, enthaltend Kohlendioxid und ein Hydrofluoralkan der allgemeinen Formel
CxHyFz (I) worin x für die Zahl 1, 2 oder 3 steht, y und z je eine ganze Zahl > 1 bedeuten und y + z = 2x + 2 ist.
10. Aerosolformulierung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, sie mindestens 29 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 40 Gew.-%, an Hydrofluoralkan der Formel I enthält.
11. Aerosolformulierung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens 64 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 87 Gew.-%, an Hydrofluoralkan der Formel I enthält.
12. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Hydrofluoralkan der Formel I 1, 1, 1, 2-Tetrafluorethan, 1, 1, 1, 2, 3, 3, 3-Heptafluorpropan oder ein Gemisch der beiden enthält.
13. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei 20°C einen Druck von 3 bis 12 bar, vorzugsweise 4 bis 7 bar, aufweist.
14. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlendioxidgehalt 0,0001 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,01 bis 6 Gew.-%, beträgt.
15. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich ein Cosolvens in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, enthält.
16. Aerosolformulierung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Cosolvens Wasser, Ethanoi, Propanol, Ethylenglykol, Propylenglykol, Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Dimethylether oder Diethylether enthält.
17. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff ein Betami- metikum, vorzugsweise Salbutamol, Formoterol, Salmeterol, Salbutamol, Fenoterol, Clenbuterol, Terbutalin, Bambuterol, Broxaterol, Epinephrin, Isoprenalin, Orciprenalin, Hexo- prenalin, Tulobuterol, Reproterol oder Bamethan, enthält.
18. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff ein Corti- coid, vorzugsweise Beclomethason, Betamethason, Ciclome- thason, Dexamethason, Triamcinolon, Budesonid, Butixocort, Ciclesonid, Fluticason, Flunisolid, Icomethason Mometason, Tixocortol oder Loteprednol, enthält.
19. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff ein Anticho- linergikum und/oder ein Spasmolytikum, vorzugsweise Atro- pin, Scopolamin, N-Butylscopolamin, Trospiumchlorid, Ipra- tropiumbromid, Oxitropiumbromid, Thiotropiumbromid, Drofe- rin, Oxybutinin, Moxaverin oder Glycopyrrolat, enthält.
20. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff einen Mastzellinhibitor, vorzugsweise Cromoglycinsaure oder Nedocro- mil, und/oder einen Lipoxigenasehemmer, vorzugsweise Zileu- ton, enthält.
21. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff ein Migränemittel, vorzugsweise ein Mutterkornalkaloid, Methysergid, Ergotamin, Serotonin, Sumatriptan, Zolmitriptan oder Cy- clandelat, enthält.
22. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff ein Analge- tikum, vorzugsweise Fentanyl, Morphin, Buprenorphin, Opium, Heroin, Nalbuphin, Pentazocin, Oxycodon, Tramadol, Pethi- din, Tilidin, Methadon, Nefopam, Dextropropoxyphen oder Pi- ritramid, enthält.
23. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Wirkstoff ein Hormon, vorzugsweise ein Androgen, ein Antioestrogen, ein Oestro- gen, ein Gestagen, ein Corticosteroid, Calcitonin, Parathy- rin, Somatotoropin, Oxytocin, Prolactin, Glucagon, Erythro- poietin, Atriopeptin, Melanotropin, Throtropin, Gonadotro- pin, Vasopressin oder Insulin, enthält.
24. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein oberflächenaktives Mittel, vorzugsweise Ölsäure, Sorbitantrioleat, Cetylpyri- diniumchlorid, Soyalecithin, Polyoxyethylen (20) sorbitanmo- nolaurat, Polyoxethylen (10) stearylether, Polyoxyethylen (2) - oleylether, Polyoxyethylen (20) sorbitanmonostearat, Polyoxyethylen (20) sorbitanmonooleat, ein Polyoxypropylen-polyoxy- ethylen-Blockcopolymer, ein Polyoxypropylen-polyoxyethylen- ethylendiamin-Blockcopolymer oder ethoxyliertes Ricinusöl, enthält.
25. Aerosolformulierung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass sie höchstens 5 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 1 Gew.-%, an oberflächenaktiven Mitteln enthält.
26. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass sie höchstens 0,1 Gew.-% an oberflächenaktiven Mitteln oder kein oberflächenaktives
Mittel enthält.
27. Aerosolformulierung nach einem der Ansprüche 9 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine Puffersub- stanz und/oder einen Stabilisator, vorzugsweise Citronen- säure, EDTA oder Vitamin E, enthält.
28. Verfahren zur Herstellung der medizinischen Aerosolformulierung gemass Ansprüchen 9 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass man Kohlendioxid unter Druck in ein verflüssigtes Hydrofluoralkan der allgemeinen Formel
CxHyFz (I) worin x für die Zahl 1, 2 oder 3 steht, y und z je eine ganze Zahl > 1 bedeuten und y + z = 2x + 2 ist, einleitet und den pharmazeutischen Wirkstoff zusetzt.
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