Untersuchungen zur Funktionsoptimierung schwer wasserlöslicher Wirkstoffe

Hochwirksame, spezifische Arzneistoffe sind oftmals chirale Verbindungen mit einem oder mehreren
Chiralitätszentren. Da neue Arzneimittel nur das aktive Enantiomer enthalten sollten, werden nicht-aktive oder
gar gegensätzlich wirksame Enantiomere als Verunreinigung des Produktes betrachtet. Ferner sind solche
Wirkstoffe oftmals in wässrigen Medien schwer oder sehr langsam löslich. Deshalb ist der limitierende Teilschritt
für die Resorption deren geringe Auflösungsgeschwindigkeit. Dies führt in der Regel zu einer schlechten
Bioverfügbarkeit und stellt somit eines der Hauptprobleme für die Herstellung von neuen Formulierungen mit
einer verbesserten Bioverfügbarkeit und damit Wirksamkeit dar. Im Rahmen des geplanten Vorhabens sollen
deshalb Methoden entwickelt werden, mit denen das biologisch wirksame Enantiomer aus dem Racemat
selektiv gereinigt und anschließend als submikroner Wirkstoff in ein geeignetes Trägermaterial eingebettet
werden kann. Alternativ zur Abtrennung des nicht wirksamen Enantiomers wird auch die Abtrennung des
wirksamen Enantiomers mit Hilfe entsprechender Adsorbentien verfolgt. Bei beiden Prozessvarianten wird die
Bioverfügbarkeit der Wirkstoffe durch Untersuchungen zur pH-Wert abhängigen und somit gezielten Freisetzung
des Wirkstoffes untersucht und bewertet.
Die selektive Gewinnung des wirksamen Enantiomers umfasst zunächst die Auswahl und Modifizierung
geeigneter Trägermaterialien und deren Anpassung an die konkreten Anforderungen der Moleküladsorption und
Stofftrennung. Im Vordergrund stehen dabei zum einen kommerzielle chirale Adsorbentien wie Cyclodextrine
und Cyclofructane, zum anderen sollen anorganische Träger auf Grundlage achiraler Silicagele und AlO(OH)
eingesetzt werden, die zwecks Oberflächenmodifizierung mit chiralen, biokompatiblen Selektoren umgesetzt
werden. Als chirale Selektoren sollen zum Beispiel Aminosäuren oder chirale Alkohole dienen, die durch
chemische Bindungen auf den Partikeloberflächen fixiert werden. Eine geeignete analytische Charakterisierung
ist erforderlich, um die erhaltene Struktur und Oberflächenausstattung nachzuweisen bzw. durch Vorversuche
eine Auswahl der für die Stofftrennung aussichtsreichen Trägersysteme treffen zu können. Zu nennen sind hier
auch Untersuchungen zu Partikelgröße und -morphologie.
Durch die systematische Untersuchung der Zusammenhänge zwischen Prozessparametern und erzielten
Produkteigenschaften wie z.B. das Dissolutionsverhalten sollen sowohl der Gesamtprozess als auch die
Wirksamkeit der hergestellten Produkte gezielt optimiert werden.

Stichworte

• Adsorption
• Adsorptionsgleichgewichte
• Adsorptive Anreicherung
• Bioverfügbarkeit
• Chromatographie
• Enantiomere
• Enantioselektivität
• Hochdruck
• Kohlendioxid
• Mikronisierung
• Phasengleichgewichte
• Supercritical Fluid Chromatography
• thermodynamisches Gleichgewicht
• überkritisch
• überkritische Fluide