Die Erfindung betrifft ein neues kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von morphologisch einheitlichen Mikro-und Nanopartikeln mittels Mikromischer, die Verkapselung von Wirkstoffen mit diesem Verfahren, sowie nach diesem Verfahren hergestellte Partikel.

Der Anmeldung liegen die folgenden Begriffsbestimmungen zugrunde : Nanopartikel : Partikel mit einer Teilchengröße von 1 nm-1000 nm Mikropartikel : Partikel mit einer Teilchengröße von 1 pu-1000 um Partiel : Oberbegriff für Mikro-und Nanopartikel unabhängig von der Verteilung der partikelbildenden Substanz im Partiel Nanokapsel : Nanopartikel mit Kern-Schale-Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß die partikelbildende Substanz als hüllenbildende Kapselwand vorliegt.

Mikrokapsel : Mikropartikel mit Kern-Schale-Struktur, dadurch gekennzeichnet, daß die partikelbildende Substanz als hüllenbildende Kapselwand vorliegt.

Kapseln : Oberbegriff für Mikro-und Nanokapseln Partikelbildende Substanz : Wandbildner bzw. Einbettungsmaterial von Partikeln oder reiner Wirkstoff Koazervation : Überführung eines gelösten Polymers in eine polymerreiche, noch lösungsmittelhaltige Phase mittels Desolvatation. Die einfache Koazervation kann durch Aussalzen, Temperaturänderung, pH-Änderung oder Lösungsmittetzusatz bewirkt werden. Bei einer komplexen Koazervation wird die Desolvatation durch entgegengesetzt geladene lonen oder Polymere ausgelöst.

Das Koazervat als partikelbildende Substanz scheidet sich auf das zu verkapselnde Material ab

Mikroverkapselung : Verkapselung eines Wirkstoffes in ein Partiel.

Lösungsmittelentug : Entfernung von organischen Lösungsmitteln durch Verdampfung und/oder Extraktion.

Innere Phase : I, disperse, dispergierte Phase. auberge Phase : A, Dispersionsmittel.

Natürliche Substanzen : Substanzen natürlichen Ursprungs, sowie naturidentische und naturanaloge Substanzen.

Mikromischer : Mischer mit einer Mischkammer mit ineinandergreifenden Mikrokanälen, in der mindestens zwei fluide Medien an mindestens einer Grenzfläche in Form von Flüssigkeitslamellen kleiner 1000 µm so in Kontakt gebracht werden, daß sich Flüssigkeitslamellen bilden, die alternierend aus den eingesetzten Medien bestehen und beim Aufsteigen im Auslaßkanal in eine kohärente und eine nicht kohärente Phase übergehen.

Statischer Mischer : kontinuierlich betreibbarer Mischer ohne bewegliche Einbauten.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Mikro-oder Nanopartikeln können wie folgt eingeteilt werden : 1. Phasentrennverfahren-Koazervation <BR> #einfach<BR> #komplex 2. mechanisch-physikalische Verfahren . Sprühverfahren<BR> Zentrifugalverfahren<BR> . hot-emulsion-Verfahren 3. Polymerisationsverfahren Emulsionspolymerisation (Polymerisation innerhalb disperser Phase) # Grenzflächenpolymerisation (Polymeristion an Grenzfläche disperse Phase/Dispersionsmittel)

4. Verfahren über Polymerdispersionen Hitzedenaturierung * Desolvatation Lösungsmittelverdampfung (solvent evaporation) * Quervernetzung Alle Verfahren werden diskontinuierlich betrieben und eignen sich zur Mikroverkapselung von Wirkstoffen in eine bioabbaubare synthetische Polymermatrix bzw. Copolymermatrix und/oder in natürliche Substanzen.

Aus der Literatur bekannte synthetische Polymere für diesen Zweck sind Polyamide, Polyanhydride, Polyester, Polyorthoester, Polyacetate, Polylactone, Polyorthocarbonate u. a.. Vor allem aber haben bisher Polylactid und Polylactid- co-glycolid-Polymere Anwendung gefunden.

Als natürliche Substanzen zur Mikroverkapselung eignen sich zum Beispiel Fette und Proteine wie Gelatine und Albumin, sowie Polysaccharide und deren Derivate wie z. B. Stärke und Cellulose und deren Derivate, Alginate und Chitosan.

So sind z. B. aus US 4.675.189 (Syntex Inc.), US 4.835.139 (Debiopharm S. A.) und EP 302 582 B1 (Southern Research Inst.) pharmazeutische Zusammen- setzungen auf der Basis von wasserlöslichen Peptiden oder Proteinen bekannt, die mittels Koazervation hergestellt wurden.

Die Nachteile dieses Verfahrens bestehen neben der Verwendung toxikologisch problematischer Mittel wie Dichlormethan, Heptan und Silikonöl auch darin, daß die verschiedenen durchzuführenden Verfahrensschritte nur einen diskontinuierlichen Betrieb zulassen.

Ein in EP 0 315 875 (Hoechst AG) beschriebenes Verfahren zur Herstellung bioabbaubarer Mikropartikel von wasserlöslichen Peptiden und Proteinen basiert auf dem Sprühtrocknungsverfahren, bei dem eine wäßrige Peptid-oder Proteinlösung in einer organischen Polymerlösung emulgiert und diese Emulsion sprühgetrocknet wird. Auch dieses Verfahren ist nur diskontinuierlich durchführbar.

Nach dem"Solvent-Evaporation-Verfahren"hergestellte Mikropartikel sind in zwei kanadischen Patentanmeldungen CA 2.100.925 (Rhone-Merieux) und CA 2.099.941 (Tanabe Seiyaku Co.) beschrieben.

Üblicherweise wird bei dieser Methode der Wirkstoff in einer organischen Polymerlosung gelost, suspendiert oder direkt bzw. als wäßrige Lösung emulgiert. Nach Zugabe dieser Polymer/Wirkstoffdispersion zu einer zweiten wäßrigen Phase mit einer grenzflächenaktiven Substanz wird das Polymerlösungsmittel verdampft.

Diese Methode ist sehr variabel und es werden normalerweise O/W, aber auch W/O oder komplexe W/O/W-Emulsionen hergestellt (Mülter/Hildebrand : Pharmazeutische Technologie : Moderne Arzneiformen, Wiss. Verlags- gesellschaft, 2.. Aufl., S. 243-258,1998).

Essentieller Nachteil dieser Verfahren ist auch hier, daß es sich um diskontinuierliche Verfahren handelt. Im Labormaßstab erfolgt die Produktion z. B. im Becherglas, bei industrieller Herstellung bleibt die Produktionsweise erhalten, da lediglich das Ansatzgefäß vergrößert wird.

Herstellparameter wie z. B. die Dispergierzeit sind nicht direkt vom Labor-auf den Technikumsmaßstab übertragbar. Diese Unterschiede führen zu Schwierig- keiten beim Scaling-up.

Aufgrund eines großen Mischvolumens entstehen mit Großmischern während der Dispergierung im Medium stark unterschiedlich durchmischte Bereiche. Die Dispergierung ist inhomogen und es resultieren uneinheitliche Produkte.

In der EP 0 167 825 wird die Dispergierung z. B. mit hochtourigen Mischern wie Rotor-Stator-Systemen beschrieben. Nachteilig ist, daß uneinheitlich verteilte Leistungsdichten im Dispergiermedium auftreten und die Partiel dadurch uneinheitlich werden.

Die US-Patentschrift 5,188,837 beschreibt beispielsweise die Dispergierung durch Beschallung mittels Ultraschallstäben. Die Produkte sind aber oft mit Metall kontaminiert (z. B. mit Titan des Ultraschallstabes). Zusätzlich ist die Leistungsdichte sowohl um den Rührer als auch um den Kopf des

Ultraschallstabes inhomogen, was zu Polydispersität der Partiel führt (Weyhers, H, Dissertationsschrift, Freie Universität Berlin, 1995).

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Dispergierung mittels Hochdruckhomo- genisation. Es können zwar in der Regel einheitliche Partikel hergestellt werden, doch die unter hohen Drücken auftretende Erosion am Kavitationsspalt kontaminiert das Produkt mit Metallionen. Zusätzlich können die bei Hochdruck- homogenisatoren auftretenden Temperaturspitzen empfindliche Wirkstoffe zersetzen. Die hohe Scherbelastung aufgrund des hohen Druckes (100-2000 bar) kann die Zersetzung von Makromolekülen (z. B. Albumin) zur Folge haben.

Eine Verbesserung der W/O/W-Technik wird in der Patentanmeldung WO 97/19676 beansprucht, indem beim Dispergierprozeß ein zusätzlicher Phaseninversionsprozeß induziert wird. Eine W/O Emulsion wird durch Rühren hergestellt, wobei die W-Phase den Wirkstoff enthält. Bei weiterem Zusatz wirkstofffreier Wasserphase erfolgt eine Phaseninversion zum W/O/W System, das unter Rühren konventionell weiterverarbeitet wird. Da immer noch zwei Dispergierprozesse involviert sind, bleiben die oben beschriebenen Probleme bestehen. Hinzu kommt jedoch, daß der Phaseninversionsprozeß zusätzlich noch kontrolliert werden muß.

Weiterhin werden Verfahren beschrieben, bei denen die Partikelmatrix in flüssiger Form in einer äußeren nicht mischbaren Phase direkt verteilt wird.

Beispiele sind die Herstellung fester Lipidnanopartikel durch Rotor-Stator- Systeme, durch Ultrabeschallung oder durch Homogenisation (EP 0605497 ; Siekmann et al. Pharm. Pharmacol. Lett., 1 (1992) 123-126).

Weiterhin werden Arzneiformen beschrieben, in denen die partikelbildende Substanz reiner Wirkstoff ist. Die Herstellung von Partikeln aus reinen Wirkstoffen kann auch durch Hochdruckhomogenisation erfolgen (DE4440337) Generell gelten die oben beschriebenen Nachteile. Eine weitere Herstellmöglichkeit besteht in der Mahlung der Partiel (z. B. durch Perlmühlen wie bei NanoCrystals). Das Produkt ist aber durch den Abrieb der Mahlkugeln belastet (Buchmann et al., 42nd Congress APV, 124, Mainz, Germany 1996).

Eine Herstellungsmethode für"Mikrokapseln"mit sehr schmaler Partikelgrößenverteilung mittels poröser Glasmembranen wird von Muramatsu et al. (J. Microencapsulation 1994,11 (2), pp 171-178) beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die disperse Phase durch die Poren einer Glasmembran in ein zirkulierendes Dispersionsmittel gedrückt.

Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß nahezu monodisperse kolloidale Systeme erzeugt werden können, jedoch beträgt der Gehalt an disperser Phase in der Suspension max. 1 % (m/m) und es ist bislang nur die Herstellung von Mikropartikein beschrieben worden. Insbesondere eine kontinuierliche Herstellung von Mikrokapseln ist nicht möglich.

Ein Ansatz zur kontinuierlichen Herstellung von Mikropartikeln ist die Verwendung einer handelsüblichen Rotor-Stator-Durchflußzelle wie z. B. von Janke und Kunkel (Ika Labortechnik, Staufen, Deutschland) oder Silverson (Silverson Machined Limited, Chesham, United Kingdom). Letztere wird z. B. in der PCT-Anmeldung WO 98/35654 beschrieben. Die oben diskutierten Rotor- Stator-Probleme bleiben erhalten. Speziell für die aseptische Produktion ergeben sich zusätzlich Probleme bzgl. Keimfreiheit, da die bei diesen Rotoren erforderlichen Dichtungen anfällig für Keimbesatz sind.

Ein weiterer Ansatz zur kontinuierlichen Herstellung von"Mikrokugeln"ist in DE19908171 und EP 0 963 787 beschrieben, wobei eine disperse Phase durch "Mikrokanäle"nicht genannter Größe in eine kontinuierliche Phase gepreßt wird.

Nachteilig bei diesem Verfahren ist das geringe Durchsatzvolumen, das, laut Kawakatsu et al. (J Chem Eng Jpn, 32 (2), pp 241-44 (1999)), gewöhnlich bei 14 ul/min ( !) disperser Phase liegt und somit für eine effiziente Anwendung in einem Produktionsprozeß nicht geeignet ist.

Die Schwierigkeit der Realisierung eines geeigneten großtechnischen Verfahrens zur Herstellung von Nanopartikeln wird auch dadurch belegt, daß bisher trotz mehr als 30 Jahren intensiver Forschung die Arzneiform Nanopartikel auf dem Markt nicht existiert. Neben technischen Problemen (Realisierung eines kontinuierlichen Prozesses, Kosten des Prozesses) kommt noch die oft fehlende Qualifizierungsfähigkeit der Anlagen dazu.

Zusammenfassend ergeben sich folgende Nachteile des Standes der Technik : 1. diskontinuierliche Produktionstechnik 2. Unterschiede in Produktionsbedingungen von Labor-und Technikumsmaßstab, dadurch Schwierigkeiten beim Scaling-up 3. inhomogene Mischbedingungen im Großansatz 4. uneinheitliche Produkte 5. Kontrollierbarkeit des Prozesses 6. Produktbelastung durch Produktionsprozeß (Kontamination) 7. Wirkstoffzersetzung 8. Kosten des Prozesses 9. Sehr geringe Menge Produkt pro Zeiteinheit 10. Qualifizierungs-und Validierungsfähigkeit des Prozesses bzw. der Anlage Aufgabe der Erfindung ist es, ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung morphologisch einheitlicher, nicht agglomerierender Mikro-und Nanopartikel ohne Verwendung von organischen Lösungsmitteln oder unter Verwendung von toxikologisch unbedenklichen Lösungsmitteln zu erhalten, das zur Mikroverkapselung von Wirkstoffen geeignet ist und das eine problemlose Überführung von einem Labor-auf einen Produktionsmaßstab ("Scaling-up") zutäßt.

Weiterhin sollten die Herstellbedingungen keine Produktbelastung und Wirkstoffzersetzung zur Folge haben.

Die Aufgabe der Erfindung wird überraschend einfach mittels eines Mikromischers gelost. Die erfindungsgemäß verwendeten Mikromischer basieren dabei auf einem einfachen, aber vielseitigen Multilamellar-Prinzip. Die Flüssigkeiten werden durch eine Lamellenschicht gepreßt, wobei sich die Schichtdicke der austretenden Flüssigkeit im Mikrometerbereich befindet.

Das zentrale Element eines solchen Mikromischers ist eine Mischkammer mit einer ineinandergreifenden Mikrokanalanordnung.

Beispiele für die erfindungsgemäß verwendeten Mikromischer sind : # Mikromischer, Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH, Mainz, Deutschland, (Fig. 1 : Mischerarray-Mischkammer (oben) mit Einlaß für die äußere und innere Phase, vergrößerter Ausschnitt aus dem Mischerarray (unten)) # Mikromischer, Siemens, Deutschland (Fig. 2) Mikrotube Mischer, Mesa Research Institute, Niederlande (Fig. 3 : koaxiale Zuführung der Innen-und Außenphase) Mikromischer, Forschungszentrum Karlsruhe, Deutschland (Fig. 4) Die Wände der Mikrokanäle können unterschiedlich ausgeformt sein.

Beispielsweise können die Wände gerade, zickzackförmig oder wellenförmig sein (Fig. 5 : Beispiele für verschiedene Kanalformen in Mikromischern).

Die Mischkammer kann beispielsweise mittels einer Kombination aus Lithographie, Galvanoformung und Abformung (LIGA) hergestellt werden.

Die Mikrokanalweite ist variabel und liegt zwischen 1-1000 um, bevorzugt zwischen 2 und 500 um und besonders bevorzugt zwischen 5 und 100 pm.

Die zu mischenden Flüssigkeiten werden drucklos oder bei Flüssigkeitsdrücken bis zu ca. 30 bar über Einlaßbohrungen dem Multikanalsystem zugeführt. Dies kann z. B. im Gegenfluß, Gleichfluß oder auch koaxial erfolgen. Dabei kommt es zur periodischen Überlappung der Flüssigkeitslamellen. Das Mischprodukt wird dabei nicht über die gesamte Oberfläche der Mischkammer abgezogen, sondern senkrecht oder parallel zur Flußrichtung über einen Auslaßkanal, der die völlige Durchdringung innerhalb einer definierten Kontaktzone erzwingt.

Mit diesem Mikromischern lassen sich überraschenderweise kontinuierlich Mikropartikel herstellen. Zusätzlich zeichnen sich die mit dem Verfahren gewonnenen Partikel überraschenderweise durch eine einheitliche Partikelgrößeaus.

In der vorliegenden Erfindung wird durch den Einsatz von Mikromischern der Mischraum vom Maßstab von mehreren 100 Litern (z. B. Beco-Mix Mischer) auf ein Volumen von maximal wenigen cm3, in der Regel unter 1 cm3, mit einer Grundfläche von in der Regel weniger als 3 cm2 reduziert. Es resultiert eine niedrige Leistungsdichte und die Produktbelastung wird minimiert.

Bei üblichen Flüssigkeitsdrücken von 1-2 bar können Durchflußvolumina von 1- 1,5 L pro Stunde erreicht werden. Es können aber auch Drücke bis zu ca. 30 bar zum Pumpen der Flüssigkeiten durch die Mikrokänale des Mischers eingesetzt werden, bei geeigneter Konstruktion der Mischer auch höhere Drücke. Somit können die Durchflußvolumina entsprechend erhöht werden, daß heißt pro Stunde können mit einem Mischer weit mehr als 10 L Produkt erzeugt werden.

Durch Variation der Mikrokanalbreite und der Auslaßkanalbreite kann die Mischeinheit auf viele verschiedene Herstellparameter wie Flußrate, Druck und Flüssigkeitseigenschaften wie Viskosität angepaßt werden. Damit können Partikelgröße und-verteilung der hergestellten Mikropartikel in weiten Grenzen beeinflußt und kontrolliert werden.

Vorteil der Erfindung ist, daß ein Scaling-up ohne Veränderung der Herstellbedingungen erfolgen kann, das heißt die Produktqualität bleibt unverändert.

Durch einen parallelen Einsatz von Mikromischern ! äßt sich der Volumenstrom und damit der Durchsatz auf einfache Weise erhöhen. Alternativ können auch mehrere vorgefertigte Mischer-Arrays (bestehend aus z. B. 10 Einzelmischern) verwendet werden.

Ein Scaling-up vom Labor-auf einen Produktionsmaßstab iäßt sich somit einfach durch die Erhöhung der Mikromischeranzahl erreichen (Numbering-up).

Die Zufuhr der Phasen erfolgt jeweils aus einem gemeinsamen Vorratsbehälter für sämtliche Mischer.

Die Durchmesser der Zufuhrleitungen sind so geregelt, daß bei jedem Mischer identische Druckverhältnisse und Strömungsgeschwindigkeiten herrschen.

Selbst bei einem niedrigen Druck von 1-2 bar ergeben sich in einem Mischer- Array ca. 5 L Produkt pro Stunde, das heißt bereits bei Kombination von nur 10 Arrays einsteht ein Durchsatz von 50 L Partikeldispersion pro Stunde.

Die Erfindung eignet sich hervorragend zur aseptischen Produktion von Partikeln. Es können Mikromischer aus Metall eingesetzt werden (z. B. Stahl, Silber), die autoklaviert und sogar mit Hitze sterilisiert werden können. Die zugeführten Phasen können problemlos steril filtriert werden. Selbst bei geschmolzenen Lipiden ist Sterilfiltration unter Druck problemlos möglich. Bei

der aseptischen Produktion werden die Förderpumpen vor die Sterilfilter geschaltet. Produktion im Mischer erfolgt dann unter aseptischen Bedingungen im Laminar-Air-Flow. Speziell der Einsatz von Silber-Mikromischern ist hier empfehlenswert, da zusätzlich noch der oligodynamische Effekt (List : Arzneiformenlehre, Wiss. Verlagsgesellschaft, 3. Aufl., S. 445,1982) zum Tragen kommt.

Es sind die meisten zur Zeit noch diskontinuierlich betriebenen Verfahren auch mit einem Mikromischer auf den kontinuierlichen Betrieb umstellbar.

Die Mikropartikelbildung kann dabei direkt in der Kontaktzone oder zeitlich verzögert auftreten. Die Mikro-bzw. Nanopartikelsuspension wird über den Auslaß abgezogen und kann gegebenenfalls weiter aufgearbeitet werden.

Die Verkapselung eines Wirkstoffes kann je nach dessen Löslichkeit in einfacher Weise erfolgen.

Der Wirkstoff wird einfach, direkt oder gelöst in einem geeigneten Medium, in der partikelbildenden flüssigen Phase gelost, suspendiert oder emulgiert.

Ist es erforderlich, den Wirkstoff oder eine Wirkstofflösung zu emulgieren, kann dies zweckmäßigerweise in einem vorgeschalteten Mischer, vorzugsweise Mikromischer oder durch eine zusätzliche Einlaßbohrung bewerkstelligt werden.

Ist die Herstellung einer organischen Lösung der partikelbildenden Substanz nicht vermeidbar, kann es erforderlich werden, die gewonnene Mikropartikel- dispersion nachzuprozessieren.

Im einfachsten Fall läßt sich das Restlösungsmittel mittels einer cross-flow- Filtration oder eines Dünnschichtverdampfers (z. B. Sambay) im kontinuierlichen Betrieb entfernen.

Dünnschichtverdampfung und cross-flow-Filtration eignen sich zudem zur Entfernung von unverkapseltem Wirkstoff und/oder des/der Tenside.

Über die Einlaßbohrungen werden dem Mikromischer die partikelbildende flüssige Phase und das Dispersionsmedium zugeführt.

Die partikelbildende flüssige Phase kann sein : 1. die wäßrige Lösung einer partikelbildenden Substanz (z. B. Gelatinelösung, Wirkstofflösung) 2. eine organische Lösung einer partikelbildenden Substanz (z. B. PLGA in Ethylacetat, Wirkstoffsuspension) 3. eine geschmolzene (z. B. Fett, Wirkstoff, Polymer) partikelbildende Substanz Der partikelbildenden flüssigen Phase können ggf. Tenside, Viskositätserhöher, Lösungsmittel oder Stabilisatoren zugesetzt werden.

Das Dispersionsmedium kann sein : 1. Wasser oder eine wäßrige Lösung 2. eine hydrophile Flüssigkeit (z. B. Glycerol) 3. eine organische Lösung 4. ölige Flüssigkeit (z. B. mittelkettige Trigylceride, Rizinusöl, Erdnußöl) 5. ein-oder mehrphasige Mischungen aus den Medien 1 bis 4 Dem Dispersionsmittel können die Koazervation auslösende oder löslichkeitsvermindernde Substanzen, Tenside, Viskositätserhöher und/oder Lösungsmittel zugesetzt werden.

Die Mikropartikel-oder Nanopartikelbildung erfolgt je nach partikelbildender flüssiger Phase durch Erstarrung, Verfestigung durch Lösungsmittelentzug und/ oder Koazervation.

Im folgenden werden die verschiedenen möglichen Verfahrensvarianten näher beschrieben : Verfahrensvariante I : Die partikelbildende Substanz (z. B. synthetisches Polymer, natürliche Substanz, Wirkstoff) wird in einer organischen Phase ge ! öst und diese dann als innere Phase (I) mit einer ihr nicht mischbaren äußeren Phase (A) mittels Mikromischer dispergiert. Zur Stabilisierung der erhaltenen Dispersion können den Phasen Tenside, Viskositätserhöher, Lösungsmittel oder andere Stabilisatoren zugesetzt sein. Die Entfernung des Lösungsmittels erfolgt durch kontinuierliche Evaporation über einen Dünnschichtverdampfer (z. B. Sambay) oder durch

cross-flow-Filtration. Zur Verfestigung der Partiel kann eine separate Entfernung des Lösungsmittels entfallen, wenn das Lösungsmittel eine ausreichend hohe Löslichkeit in Wasser besitzt. Die Partikel können in diesem Fall durch konventionelle Trennmethoden wie Filtration, Sedimentation oder Zentrifugation abgetrennt werden.

Verfahrensvariante II Die partikelbildende Substanz (z. B. synthetisches Polymer, natürliche Substanz, Wirkstoff) wird in einer organischen Phase gelöst und dann als innere Phase (I) mit einer ihr mischbaren äußeren Phase (A) mittels Mikromischer dispergiert.

Das Lösungsmittel der inneren Phase diffundiert in das Lösungsmittel der äußeren Phase und die partikelbildende Substanz bildet Partiel aus.

Zur Stabilisierung der erhaltenen Dispersion können den Phasen Tenside, Viskositätserhöher, weitere Lösungsmittel und/oder andere Stabilisatoren zugesetzt sein.

Die Entfernung des Lösungsmittels erfolgt durch kontinuierliche Evaporation über einen Dünnschichtverdampfer (z. B. Sambay) oder durch cross-flow- Filtration. Die Partikel können auch durch konventionelle Trennmethoden wie Filtration, Sedimentation oder Zentrifugation abgetrennt werden.

Verfahrensvariante III : Alternativ zur Partikelbildung durch Lösungsmittelentzug können die Partikel auch durch Koazervation hergestellt werden. Dabei ist die partikelbildende Substanz in dem Dispersionsmedium, das auch Stabilisatoren enthalten kann, gelöst. Im Mikromischer wird nun eine ganz oder teilweise im Dispersionsmedium unlösliche innere Phase, die wirksoffhaltig sein kann, mit dem Dispersionsmedium dispergiert. Die Koazervation kann durch physikalische Maßnahmen wie die Veränderung der Temperatur oder des pH-Wertes, sowie durch den Zusatz von Salzen (z. B. Natriumsulfat) oder Alkohol ausgelöst werden, wobei sich die gelöste partikelbildende Substanz auf der dispersen Phase abscheidet (einfache Koazervation).

Eine die Koazervation auslösende Substanz kann im Dispersionsmedium oder einer Vorlage gelöst sein, in die die Dispersion eingeleitet wird.

Verfahrensvariante IV : Partikel können aber auch ohne Lösungsmittel hergestellt werden, wenn die partikelbildende Substanz durch Erwärmen in den flüssigen Aggregatzustand überführt werden kann (z. B. bei Raumtemperatur feste Lipide, Wachse, Polymere oder Wirkstoffe). Man verfährt in diesem Fall in der Weise, daß in dem Mikromischer eine geschmolzene partikelbildende Substanz in einem geeigneten Dispersionsmedium bei erhöhter Temperatur dispergiert wird. In dem Dispersionsmedium können gegebenenfalls noch Tenside gelöst sein.

Verfahrensvariante V : Zur Herstellung von Kapseln kann z. B. ein flüssiger Kapselinhalt (Öl oder flüssiges Lipid) im Mikromischer in einer äußeren Phase dispergiert werden, die die partikelbildende Substanz gelöst enthält (z. B. Gelatine in Wasser). Die hergestellte Dispersion wird direkt in eine Fällungslösung geleitet (z. B. 5 % NaCI-Lösung). Die partikelbildende Substanz (z. B. Gelatine) fallut aus und zieht sich im Rahmen des Phasenseparationsprozesses unter Bildung der Kapselwand auf den Kapselinhalt auf.

Verfahrensvariante VI : Zur Herstellung von Kapseln nach dem W,/OA/V2-Prinzip werden zwei Mikromischer oder ein statischer Mischer und ein Mikromischer hintereinandergeschaltet. Im ersten Mischer wird die Wr Phase im organischen Lösungsmittel dispergiert, das die partikelbildende Substanz in gelöster Form enthält (O Phase), z. B. PLA in Ethylacetat. Im nachgeschalteten Mischer wird dann die W1/O Emulsion in der wäßrigen Phase (W2) dispergiert. Es entsteht ein W/O/W2-System, das wie unter Variante I getrocknet werden kann.

Den Phasen können ggf. Salze, Tenside oder Lösungsmittel zugesetzt sein.

Verfahrensvariante Vit : Eine Mikropartikelbildung kann auch durch Vernetzung von gelöster partikelbildender Substanz (vorwiegend natürliche Polymere) erfolgen. Die Vernetzung zu unlöslichen Verbindungen kann durch geeignete chemische Reaktionen (Vernetzung von Proteinen mit Aldehyden) oder aber auch durch entgegengesetzt geladene lonen (z. B. durch Ca2+ bei Alginaten) herbeigeführt werden. Man verfährt in diesem Fall beispielsweise so, daß in dem Mikromischer eine Phase, in der die partikelbildende Substanz, sowie das beispielsweise durch Komplexierung inaktivierte Vernetzungsreagenz gelöst

sind, mit einer zweiten, den Stabilisator (z. B. Tensid) enthaltenden Phase, dispergiert wird. Der Aktivator für das Vernetzungsreagenz kann sowohl im Dispersionsmittel als auch in einer Vorlage, in der die hergestellte Dispersion aufgefangen wird, enthalten sein. Der Aktivator kann beispielsweise eine Substanz sein, die die Freisetzung eines komplexierten Vernetzungsreagenzes aus dem Komplex bewirkt.

Das Phasenvolumenverhältnis l : A (innere Phase (I) zu äußerer Phase (A)) beträgt 1 : 1 bis 1 : 20, vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 10.

Bei einer Partikelherstellung über Doppelemulsionen vom Typ W1/O/W2 beträgt das Phasenvolumenverhältnis W1 : O : W2 1 : 1 : 1 bis 1 : 10 : 100, vorzugsweise 1 : 2 : 4 bis 1 : 8 : 50.

Als partikelbildende Substanz können bioabbaubare, synthetische und/oder natürliche Substanzen eingesetzt werden. Die Partikel können auch aus reinem Wirkstoff bestehen. Die partikelbildende Substanz kann vorgefertigt sein oder während der Herstellung z. B. durch Polymerisation entstehen.

Als bioabbaubare synthetische Polymere sind bevorzugt Polyester von Hydroxycarbonsäuren, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können : Polyglycolide (PGA) und Copolymere von Glycoliden wie Glycolid/Lactid Copolymere (PGA/PLA=PLGA) oder Glycolid/Trimethylencarbonat Copolymere (PGA/TMC) ; L-Polylactide (PLA) und Stereocopolymere von Polylactiden wie Poly-L-Lactid (PLLA), Poly-DL-Lactid Copolymere und L-Lactid/DL-Lactid Copolymere ; Copolymere von PLA wie Lactid/Tetramethylglycolid Copolymere, Lactid/8-Valerolacton Copolymer und Lactid/s-Caprolacton Copolymer ; Poly-ß- hydroxybutyrat (PHBA), PHBA/ß-Hydroxyvalerat Copolymere (PHBA/HVA), Poly-ß-hydroxypropionat (PHPA), Poly-p-dioxanon (PDS), Poly-b-valerolacton, hydrophobisierte Polysaccharide,-Hyaluronsäure,-Dextrane oder hydrophobisiertes Amylopektin und Poly-s-caprolacton.

Als Blockcopolymere von Polyestern von Hydroxycarbonsäuren und linear-oder Star-Polyethylenglykol (PEG) können in dem erfindungsgemäßen Verfahren die nachfolgend genannten Anwendung finden :

AB-Blockcopolymere aus PLA oder PLGA und PEG, ABA-Triblock-Copolymere aus PLA-PEG-PLA bzw.-PLGA, S (3)-PEG-PLA bzw.-PLGA Blockcopolymere und S (4)-PEG-PLA bzw.-PLGA Blockcopolymere.

Bevorzugt sind gemäß der Erfindung PLGA-Polymere mit einem Lactid/Glycolidverhältnis von 50 : 50,75 : 25,85 : 15 oder dazwischen liegende Mischungen. Die verwendeten mittleren Molekulargewichte liegen zwischen 1000 und 300000 Dalton. Es können auch Mischungen verschiedener Molekulargewichte vorliegen. Bevorzugt sind mittlere Molekulargewichte zwischen 10000 und 250000 Dalton.

Beispiele für diese bevorzugten Polymere sind Resomer RG-505 insbesondere Resomer~ RG-752, Resomer~ RG-756 oder Resomer~ RG-858.

Daneben können auch Polyamide (z. B. Poly-E-caprolactam), Polyanhydride (z. B. Poly-carboxyphenoxyalkytcarbonsäuren), Polyorthoester, Polyacetate, Polyorthocarbonate, Polyphosphazene u. a. geeignete Polymere Verwendung finden.

Bevorzugte erfindungsgemtire natorliche Substanzen sind Fette (Lipide und Lipoide), natürliche und künstliche Mono-, Di-und Triglyceride, natürliche und künstliche Wachse, Kohlenwasserstoffe, Fettalkohole und ihre Ester und Ether, Lipidpeptide, Proteine und Zucker, sowie deren Derivate und Gemische wie z. B. : Glycerintrilaurat,-myristat,-palmitat,-stearat,-behenat, Glycerintrioleat, Glycerolmonopalmitostearat, Cetylpalmitat, Kokosfett, Stearylalkohol-, Glycol-, Butandiol-und Glycerolester folgender Fettsäuren : Ameisen-, Essig-, Propion-, Butter-, Valerian-, Capron-, Önanth-, Capryl-, Pelargon-, Caprin-, Undecan-, Laurin-, Tridecan-, Myristin-, Pentadecan-, Palmitin-, Margarin-, Stearin-, Nonadecan-, Arachin-, Behen-, Lignocerin-, Cerotin-, Melissin-, Isobutter-, Isovalerian-, Tuberculostearin-, Acryl-, Croton-, Palmitolein-, ÖI-, Eruca-, Sorbin-, Linol-, Linolen-, Elaeostearin-, Arachidon-, Clupanodon-und/oder Docosahexaensäure.

Hartparaffin, Oleylalkohol, Stearylalkohol, Cetylalkohol, gebleichtes Wachs, Gelatine, Humanserumalbumin, Bovinserumalbumin, Natriumalginat, Chitosan, Cellulose, Methylcellu lose, Ethylcellulose, Hyd roxypropylcellu lose,

Hydroxyethylcellulose, Natriumcarboxymethylcellulose, Pektin, Xanthan und Stärke oder deren Gemische.

Erfindungsgemäß einsetzbare Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische sind Methanol,AlkylacetatewieMethyl-,Ethyl-,Propyl-,Ethanol,Isopr opanol, Isopropyl-oder Butylacetat, Alkylformiate wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl- oder Butylformiat, Triacetin, Triethylcitrat und/oder C1-C4-Alkyllactate z. B.

Methyl-oder Ethyllactat, Ketone z. B. Aceton, Ethylmethylketon.

Bevorzugt werden Methylacetat, Ethylacetat, Propylacetat, Isopropylacetat und Propylformiat eingesetzt.

Im Sinne der Erfindung werden als oberflächenaktive Substanzen Poloxamere (Polyoxyethylen-Polyoxypropylen Blockcopolymere), Poloxamine (Polyoxyethylen-Polyoxypropylen Blockpolymere des Ethylendiamins), <BR> <BR> Polyethylenglycol Alkylether, Sorbitanfettsäureester (Span (E)), ethoxylierte<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> Sorbitanfettsäureester (Polysorbate, Tween), Saccharosefettsäureester, Gelatine, Polyvinylpyrrolidon, Fettalkoholpolyglycosid, CHAPS, CHAPSO, Dodecyl-ß-D-Decyl-ß-D-Glycopyranoisd,Decyl-ß-D-Matltopyra nosid, Maltopyranosid, Natriumoleat, Polyethylenglykol, Polyvinyalkohol, polyoxyethylierte Fettsäureether (Brij), Alkylphenol poly (oxy) ethylene (z. B.

Triton X-100 (E'), Phospholipide wie z. B. Lecithine oder Lecithinderivate, Cholesterin und Cholesterinderivate, Cholate oder deren Gemische.

Bevorzugt finden Phospholipide, Polyvinylalkohol, polyoxyethylierte Poloxamere(Polyoxyethylen-PoyloxpropylenFettsäureether(Brij #), Blockcopolymere), Poloxamine (Polyoxyethylen-Polyoxypropylen Blockpolymere des Ethylendiamins), ethoxylierte Sorbitanfettsäureester (Polysorbate, Tween#), Natriumcholat und Saccharosefettsäureester oder deren Gemische Anwendung.

Weiterhin ist die Verwendung viskositätserhöhender Substanzen zur Stabilisierung der inneren und äußeren Phase möglich.

Es können beispielsweise Celluloseether und -ester wie Methylcellulose, Hydroxyethylcellulose oder Hyd roxypropylcellu lose, Polyvinylderivate wie Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon oder Polyvinylacetat, Polyacrylsäure (z. B.

Carbopol) und deren Derivate sowie Xanthane oder Pektine und deren Gemische eingesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung sind auch morphologisch einheitliche Mikro-bzw. Nanopartikelpartikel, die nach dem genannten Verfahren hergestellt werden.

Die Partikelgrößenverteilungen sind sehr eng.

Anschließend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne sie darauf einzuschränken.

Beispiel 1 : Herstellung von PLA-Mikropartikeln Verfahrensvariante I 2,0 g Resomer RG 858 werden in 38,0 g Ethylacetat gelöst (innere Phase = I).

2,0 g Poloxamer 188 (Synperonic F68) werden in 198,0 g destilliertem Wasser gelöst (äußere Phase = A). Die Lösungen werden mittels HPLC Pumpen (Gynkotec) durch einen Mikromischer (Institut für Mikrotechnik, Mainz (IMM), Deutschland) gepumpt. Die Mikrokanalbreite beträgt 40 pm. Das Phasenvo ! umenverhä ! tnis ! : A beträgt 1 : 8. Die Partikelgrößenbestimmung mittels Laserdiffraktometrie (LS 130, Coulter Electronics, USA) der frisch dispergierten Partikel ergibt einen mittleren Volumen-Durchmesser D50 von 3,0 µm, 98 % der Partiel liegen zwischen 0,5 um und 11,1 pm. Der mittlere Durchmesser D50 der Anzahiverteilung beträgt 606 nm.

Die Vollständigkeit der Lösungsmittelentfernung kann dadurch gezeigt werden, daß auch eine Nachtrocknung nicht mehr zu einer Abnahme der Partikelgröße führt. Die Größe der Partiel nach Dispergierung mit dem Mischer und nach Nachtrocknung sind praktisch identisch (Fig. 6).

Beispiel 2 : Herstellung von Partikeln aus Hartfett (Witepsol H5) : Verfahrensvariante IV 40,0 g Hartfett (Witepsol H5) werden bei 70 °C aufgeschmolzen (innere Phase = I). 2,0 g Poloxamer 188 (Synperonic F68) werden in 198,0 g destilliertem Wasser gelöst (äußere Phase = A). Die äußere Phase wird ebenfalls auf 70 °C erhitzt. Die Lösungen werden mittels HPLC Pumpen (Gynkotec) durch einen Mikromischer (IMM) gepumpt. Die Mikrokanalbreite beträgt 40 pm. Das Phasenvolumenverhaltnis I : A beträgt 1 : 7.

Die Partikelgrößenbestimmung mittels Laserdiffraktometrie ergibt einen mittleren Volumen-Durchmesser D50 von 2,4 µm, 98 % der Partiel liegen zwischen 0,6 pm und 6,9 um.

Beispiel 3 : Gelatinekapseln Verfahrensvariante III 1,0 g Gelatine werden in 39,0 g destilliertem Wasser bei 70 °C gelöst (äußere Phase = A). 10 ml Maiskeimöl werden auf 70 °C erwärmt (innere Phase = I). Die Lösungen werden mittels HPLC Pumpen durch einen Mikromischer (IMM) gepumpt. Die Mikrokanalbreite beträgt 40 pm. Das Phasenvolumenverhältnis I : A beträgt 1 : 7. Die Partikelgrößenbestimmung mittels Laserdiffraktometrie ergibt einen mittleren Volumen-Durchmesser D5o von 2,3 µm, 98 % der Partiel liegen zwischen 0,4 pm und 9,1 um.

Beispiel 4 Alginatpartikel, Einheitlichkeit der Partiel Verfahrensvariante VII 0,5 g Natriumalginat und 0,25 g CaCI2x2H20 werden in 50,0 ml wäßriger 0,1 M EDTA-Lösung gelöst und mit destilliertem Wasser auf 160,0 ml ergänzt (innere <BR> <BR> <BR> Phase). 1,0 g Span 80 werden in 175,0 g Propylacetat gelöst (äußere Phase = A). Als Vorlage diente eine Lösung von Acetanhydrid in Propylacetat. Die Lösungen werden mittels HPLC Pumpen (Gynkotec) durch einen Mikromischer (Institut für Mikrotechnik, Mainz, Deutschland) in die Vorlage gepumpt. Die Mikrokanalbreite beträgt 40, um. Das Phasenvolumenverhältnis I : A beträgt 1 : 3.

Die einheitliche Größe der erhaltenen Mikropartikel zeigt das mikroskopische Bild in Fig. 7.

Beispiel 5 : Einheitlichkeit des Produktes nach Herstellung mit Mikromischer PLA-Mikropartikel werden nach Beispiel 1 hergestellt. Zum Vergleich erfolgt die Herstellung mit einem hochtourigen Rührer Ultra-Turrax (Janke und Kunkel, Modell RW20 DZM) unter Verwendung des Rührwerkzeugs S 25N-10G bei 24000 Umdrehungen pro Minute für 5 Minuten. Fig. 8 zeigt die mit beiden Methoden erhaltenen Partikelgrößenverteilungen. Die erfindungsgemäß hergestellten Partikel sind hinsichtlich der Einheitlichkeit den Partikeln, die mittels Ultra-Turrax hergestellt werden, eindeutig überlegen.

Beispiel 6 : Reproduzierbarkeit der Herstellmethode : Die Rezeptur von Beispiel 1 wird sechsmal hergestellt und die Partikelgröße mittels Laserdiffraktometrie analysiert. Fig. 9 zeigt ein Overlay sämtlicher 6 Kurven, Tab. 1 gibt die wichtigsten Durchmesser an.

Tab. 1 : Volumen Reihe 1 Reihe2 Reihe3 Reihe4 Reihe5 Reihe6 % Partikel-Partikel-Partikel-Partikel-Partikel-Partikel- Durchmesser Durchmesser Durchmesser Durchmesser Durchmesser Durchmesser um < um < um < um < um < um < 1 0,856 0,571 0,707 0,634 0,393 0,890 10 1,525 1,492 1,324 1,279 1,031 1,543 25 2,203 2,211 1,961 1,958 1,74 2,211 50 3,278 3,328 2,952 3,028 2,835 3,275 75 4,742 4,826 4,236 4,428 4,188 4,716 90 6,379 6,456 5,612 5,941 5,596 6,297 99 9,235 9,164 7,965 8,595 7,944 8,892 Standard-1,91 1,94 1,67 1,82 1,76 1,85 abweichung s [Pml Beispiel 7 : Testosteron Mikropartikel Verfahrensvariante II 0,2 g Testosteron werden in 9,8 g Aceton (innere Phase = I) gelöst. 1,4 g Synperonic~F68 in 68,6 g destilliertem Wasser gelöst (äußere Phase = A). Die Lösungen werden mittels HPLC Pumpen durch einen Mikromischer (IMM) gepumpt. Die Mikrokanalbreite beträgt 40 um. Das Phasenvolumenverhältnis I : A beträgt 1 : 7. Die Partikelgrößenbestimmung mittels Laserdiffraktometrie ergibt einen mittleren Volumen-Durchmesser D50 von 1,5 µm, 98 % der Partiel liegen zwischen 0,1 um und 2,7 pm.

Beispiel 8 : Herstellung von methylenblauhaltigen PLGA Mikrokapseln Verfahrensvariante VI 2,0 g Resomer RG 858 und 0,4 g Span 80 werden in 38,0 g Ethylacetat gelöst (Phase O). 0,025 g Methylenblau werden in 9,975 g destilliertem Wasser gelöst (Phase W1). Die Lösungen werden mittels HPLC Pumpen (Gynkotec) durch einen Mikromischer (Institut für Mikrotechnik, Mainz, Deutschland) gepumpt. Die Mikrokanalbreite beträgt 25 µm. Das Phasenvolumenverhältnis W1 : 0 beträgt 1 : 4.

Die entstandene W/O-Emusion wird in einen zweiten Mikromischer mit einer Mikrokanalbreite von 40 um geleitet. Als zweite Phase wird eine wäßrige 4 % ige Poloxamer 188 (Synperonic F68) Lösung hinzugegeben (Phase W2). Das Phasenvolumenverhältnis W1 DO : W2 beträgt = 1 : 4 : 15.

Die resultierenden Kapseln zeigen einen mittleren Volumendurchmesser von D5o= 1,06 µm, 98 % der Mikrokapseln liegen zwischen 0,13 um und 5,14 pm.

Beispiel 9 : Herstellung von Ethinylestradiol-haltigen PLA-Mikropartikeln Verfahrensvariante I Es werden Mikropartikel analog Beispiel 1 hergestellt. Zusätzlich sind 0,2 g Ethinylestradiol in der organischen Phase gelost.

Beispiel 10 : Herstellung von Estradiol-haltigen PLA-Mikropartikeln Verfahrensvariante I Es werden Mikropartikel analog Beispiel 1 hergestellt. Zusätzlich sind 0,2 g Estradiol in der organischen Phase gelöst.

Beispiel 11 : Herstellung von Testosteron-haltigen PLA-Mikropartikeln Verfahrensvariante I Es werden Mikropartikel analog Beispiel 1 hergestellt. Zusätzlich sind 0,2 g Testosteron in der organischen Phase gelöst.

Beispiel 12 : Herstellung von Gestoden-haltigen PLA-Mikropartikeln Verfahrensvariante I Es werden Mikropartikel analog Beispiel 1 hergestellt. Zusätzlich sind 0,2 g Gestoden in der organischen Phase gelöst.

Beispiel 13 : Herstellung von Levonorgestrel-haltigen PLA-Mikropartikeln Verfahrensvariante I Es werden Mikropartikel analog Beispiel 1 hergestellt. Zusätzlich sind 0,2 g Levonorgestrel in der organischen Phase gelöst.

Beispiel 14 : Herstellung von Poloxamee F68-stabilisierten, Humanserum- albumin-haltigen PLGA-Mikrokapseln Verfahrensvariante VI 5,0 g Resomer RG 752 werden in 95,0 g Ethylacetat gelöst (Phase O). 0,200 g Humanserumalbumin (HSA) werden in 19,8 g destilliertem Wasser gelöst (Wr Phase). Die Lösungen werden mittels HPLC Pumpen (Gynkotec) durch einen Mikromischer (Institut fur Mikrotechnik, Mainz, Deutschland) gepumpt. Die Mikrokanalbreite beträgt 40 pm. Das Phasenvolumenverhältnis W1 : O beträgt 1 : 6.

Die entstandene W1/O-Emusion wird in einen zweiten Mikromischer mit einer Mikrokanalbreite von 40 um geleitet. Als zweite Phase wird eine wäßrige 4 % ige Poloxamer 188 (Synperonic F68) Lösung hinzugegeben (Phase W2). Das Phasenvotumenverhättnis Wi : O : W2 beträgt 1 : 6 : 21 Die resultierenden Kapseln zeigen einen mittleren Volumendurchmesser von D5o= 1,06 um, 90 % der Mikrokapseln sind kleiner 1,80 pm.

Die Beladung der Mikrokapseln betrug 6,7% der theoretisch zu erzielenden Beladung von 3,23% (m/m), d. h. es wurde eine absolute Beladung von 0,22% (m/m) erreicht.

Beispiel 15 : Herstellung von Natriumcholat stabilisierten, Humanserum- albumin-haltigen PLGA-Mikrokapseln Verfahrensvariante VI Es werden Mikrokapseln analog Beispiel 14 hergestellt, wobei in der äußeren wäßrigen (W2-) Phase anstelle des Poloxamer F68 nun 0,5 % (m/m) Natriumcholat zur Stabilisierung verwendet wird. Der mittlere Volumendurch- messer D50 beträgt 2,18 um, der D90 beträgt 4,15 µm.

Beispiel 14 : Herstellung von Poloxamer~ stabilisierten, Humanserumalbumin- haltigen PLGA-Mikrokapseln, Ethanolzusatz Verfahrensvariante VI Es werden Mikrokapseln analog Beispiel 14 hergestellt, wobei die äußere wäßrige Phase neben 4 % (m/m) Poloxamer noch einen Anteil von 37,5 % (m/m) Ethanol enthielt. Der mittlere Volumendurchmesser D50 beträgt 1,15 um, der Dgo beträgt 3,13 µm.