Development and characterization of parenteral fat emulsions prepared by dual asymmetric centrifugation

Abstract

Parenterale Fettemulsionen sind gut untersucht und bewährt als Träger für lipophile Arzneistoffe. Zur Vereinfachung von Screeningprozessen für lipophile Arzneistoffe, wurde die Anwendung der dualen asymmetrischen Zentrifugierung als eine alternative Herstellungstechnik für kleine Probenmengen untersucht. Es war möglich physiologisch verträgliche Nanoemulsionen mit dieser Methode herzustellen. Die Charakterisierung der Partikelgröße und der Partikelgrößenverteilung erfolgte mittels Lichtstreuung. Die Stabilität der Emulsionen wurde durch regelmäßige Messungen der Partikelgröße, des Zetapotentials, des pH-Wertes und der Osmolalität gezeigt. Die etablierte Methode zur Herstellung konnte auch mit leicht veränderten Formulierungen verwendet werden. Außerdem wurden lipophile Arzneistoffe eingearbeitet. Die Emulsionsbildung erfolgte über zwei halbfeste Zwischenschritte. Deren Aussehen und Strukturen wurden mit mehreren Methoden, wie Polarisationsmikroskopie, Gefrierbruchelektronenmikroskopie und Benchtop-NMR untersucht. Ihre Stabilität wurde unter verschiedenen Bedingungen getestet. Ein Zusammenhang zwischen dem Aussehen der Zwischenschritte und der Qualität des Endproduktes konnte hergestellt werden.

Parenteral fat emulsions are well established as drug delivery systems for lipophilic drugs. The applicability of dual asymmetric centrifugation as an alternative technique to produce small amounts of nanoemulsions was investigated. With this method physiological tolerable nanoemulsions could be prepared which facilitates screening processes for active pharmaceutical ingredients. The droplet size and droplet size distribution was determined by light scattering. Stability was shown by repeated measurements of particle size, zeta potential, pH and osmolality. The established procedure could also be applied for modified formulations. Active ingredients were successfully incorporated. During the process of emulsification two semisolid intermediate steps were formed. Their appearance and structure was investigated with several methods, e. g. light microscopy, electron transmission microscopy and benchtop nuclear magnetic resonance. Stability under different conditions was examined. The observed intermediate step was important for predicting the quality of the final product.