Feste Dispersion
Englisch: solid dispersion
Definition
Eine feste Dispersion bezeichnet in der Pharmazie ein heterogene Mischung aus zwei festen Phasen. Dabei handelt es sich meist um eine hydrophile Matrix und einen hydrophoben Arzneistoff. Feste Dispersionen werden verwendet, um die Bioverfügbarkeit von schwerlöslichen Arzneistoffen zu verbessern oder um eine Retardierung zu erzielen.
Hintergrund
Eine Dispersion ist definiert als eine Mischung aus zwei kaum ineinander lösbaren Phasen. Bei der festen Dispersion liegt der Wirkstoff in einem in der Regel gut löslichen Träger vor. Davon abzugrenzen sind physikalische Mischungen, die durch einfaches Mischen der beiden Komponenten entstehen, da sich hier weder die physikalischen Eigenschaften noch die Kristallinität des Arzneistoffes verändern.
Einteilung
Abhängig vom Dispersitätsgrad des Arzneistoffs im inerten Träger unterscheidet man:
| Gruppe | Phasen | Arzneistoff | Träger |
|---|---|---|---|
| glasartige Suspension | ≥ 2 | kristallin oder amorph | amorph |
| amorphes Präzipitat | ≥ 2 | amorph | kristallin |
| feste Kristallsuspension (SCS), eutektische Mischung | ≥ 2 | kristallin | kristallin |
| Komplexverbindung | 1 | molekulardispers | kristallin oder amorph |
| glasartige, feste Lösung (GSS) | 1 | molekulardispers | amorph |
| feste Lösung | 1 | molekulardispers | kristallin |
Bei einer festen Kristallsuspension (SCS) ist der Arzneistoff in kleinen Partikeln verteilt. Als Trägermaterialien werden v.a. Zuckeralkohole verwendet. Arzneistoff und Träger sind kristallin, wobei alle Bestandteile diskrete Schmelzpeaks aufweisen, die unabhängig von der Konzentration der jeweils anderen Komponenten sind. Das unterscheidet die SCS von eutektischen Mischungen.
Herstellung
Feste Dispersionen können z.B. über Schmelzextrusion, Sprühtrocknung oder Kopräzipitation hergestellt werden.
Anwendung
Bioverfügbarkeit
Die Galenik bietet verschiedene Methoden zur Erhöhung der Löslichkeit von Arzneistoffen. Eine Möglichkeit ist die Herstellung einer glasartigen festen Lösung, bei der ein schwerlöslicher Arzneistoff molekulardispers in einem glasartigen Träger vorliegt. Entsprechend ist der Arzneistoff bereits gelöst und die Lösungsgeschwindigkeit ist in erster Linie abhängig von der Auflösung des gesamten Systems. Verwendet man hydrophile Träger, ist bei Kontakt mit dem wässrigen Medium eine starke Erhöhung der Lösungsgeschwindigkeit des Arzneistoffs zu erwarten.
In der Regel besitzen die Träger auch solubilisierende Eigenschaften, d.h. sie neigen zur Mizellenbildung und ermöglichen somit eine Emulgation des Wirkstoffs. Ein Beispiel für solch einen Hilfsstoff ist Soluplus®. Hierbei handelt es sich um ein Polymer, das ein hydrophiles Rückgrat und einen hydrophoben Kern aufweist. Der hydrophobe Arzneistoff wird im Kern des Polymers gelöst und vom hydrophoben Anteil umschlossen. Auf diese Weise bilden sich Mizellen, die den Arzneistoff im Inneren inkorporieren. Kommt die feste Dispersion in Kontakt mit Wasser, werden die Mizellen und damit der Arzneistoff gelöst.
Feste Dispersionen erhöhen lediglich die Lösungsgeschwindigkeit und nicht die maximale Sättigungslöslichkeit. Direkt im Anschluss an den Lösevorgang wird zwar die Sättigungslöslichkeit überschritten, sodass eine übersättigte Lösung vorliegt, dieser Effekt ist jedoch nur von kurzer Dauer, da der Arzneistoff rekristallisiert oder aus den Mizellen freigesetzt wird. Durch die vorübergehende Überschreitung der Sättigungslöslichkeit wird die Bioverfügbarkeit erhöht, da mehr Arzneistoff zur Resorption zur Verfügung steht.
Retardierung
Neben einer Erhöhung der Lösungsgeschwindigkeit können feste Dispersionen auch zur Retardierung, also der kontrollierten, verlangsamten Freisetzung verwendet werden. Hierfür wird der Arzneistoff in einer lipophilen Matrix dispergiert, die ihn nur langsam freisetzt. Anwendung findet dieses Prinzip u.a. bei hormonhaltigen Implantaten zur Kontrazeption (z.B. Nuvaring®).
Nachteile
Nachteile der festen Dispersionen sind der hohe Entwicklungsaufwand und eine begrenzte Auswahl an Hilfsstoffen. Des Weiteren können amorphe oder molekulardisperse feste Dispersionen kristallisieren, was zu Problemen bzgl. ihrer Lagerungsstabilität führen kann.
Außerdem kann der Arzneistoff in Flüssigkeiten (z.B. im Darm) auskristallisieren, sodass die Löslichkeit wieder geringer wird. Deshalb existieren derzeit (2020) nur wenige Arzneimittel auf dem Markt, die als feste Dispersion verfügbar sind (z.B. Tacrolimus oder Vemurafenib).