12-Hydroxystearic acid-based in situ forming organogels - development and characterization

Abstract

In dieser Arbeit wurden innovative In Situ Forming Organogels entwickelt. Diese bestehen zum Großteil aus Erdnussöl sowie einem niedermolekularen Gelbildner (12-Hydroxystearinsäure) und einer geringen Menge eines wassermischbaren, organischen Lösungsmittels (N-Methyl-2-pyrrolidon). Die Formulierung lässt sich mittels schmaler, patientenfreundlicher Kanülen und geringem Kraftaufwand applizieren. Nach Injektion dieser öligen Lösung diffundiert das organische Lösungsmittel in wenigen Stunden in das umliegende wässrige Medium bzw. Gewebe. Folglich präzipitiert der Gelbildner im Öl, geliert dieses und schließt den Wirkstoff mit ein. Je nach Konzentration des Gelbildners wurden die festen Gel-Depots in vitro mittels Lipase innerhalb von 1-3 Monaten schichtweise und rückstandslos abgebaut. Erdnussöl und Gelbildner zeigten keinerlei Zelltoxizität, wohingegen das Lösungsmittel eine konzentrations- und expositionszeitabhängige Beeinträchtigung der Zellen aufwies. In vivo ergaben MRT- und Ultraschall-Untersuchungen einen rückstandlosen Abbau der Depots innerhalb von 3-5 Monaten. Wirkstoff-Therapiestudien an Mäusen zeigten eine gute Verträglichkeit der entwickelten Formulierungen und eine kontrollierte Freisetzung über 5 Monate.

In this work, innovative In Situ Forming Organogels have been developed. They consist for the largest part of peanut oil and a low molecular weight organogelator (12-hydroxystearic acid) as well as a small amount of a water-miscible organic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone). The formulation can be applied by means of narrow, patient-friendly cannulas and minimal effort. After injection of the oily solution, the organic solvent diffuses into the surrounding aqueous medium or tissue within a few hours. Consequently, the organogelator precipitates and gels the oil and simultaneously imbeds the active pharmaceutical ingredient (API). Depending on the concentration of the organogelator, the solid depots were degraded in vitro by means of lipase within a period of 1-3 months layer-by-layer and without residue. Peanut oil and organogelator showed no cell toxicity, whereas the solvent had a concentration and exposure-time-dependent impairment on the cells. In vivo, MRI and ultrasound examinations have resulted in a complete degradation of the depots within 3-5 months. Drug therapies in mice showed good compatibility of the developed formulations and a controlled release over 5 months.