Vorteile und Nutzen lyophilisierter Medikamente

Bei der Herstellung empfindlicher biopharmazeutischer Produkte hat sich die Gefriertrocknung zur Haltbarmachung bewährt. Die Anforderungen an den komplexen Prozess sind hoch. Dafür bieten lyophilisierte Wirkstoffe etliche Vorteile. Wie zeigen sie sich, und was ist bei der Rekonstitution zu beachten?

Die Herstellung lyophilisierter Wirkstoffe

Seit Beginn des 21. Jahrhunderts ist die Gefriertrocknung (Lyophilisierung) ein wichtiger Bestandteil des Herstellungs- und Entwicklungsprozesses pharmazeutischer Arzneistoffe.1 Als Grundprinzip wird dabei der Wirkstofflösung Wasser entzogen. Die Lyophilisierung wirkt sich in vielerlei Hinsicht auf die Produktqualität aus: Chemische und physikalische Abbaureaktionen sind im gefriergetrockneten Zustand verlangsamt oder werden sogar vollständig unterbunden. Dies führt zu einer verbesserten Langzeitstabilität. In den vergangenen Jahren hat sich die Gefriertrocknung zur gängigsten Formulierung biopharmazeutischer Medikamente entwickelt.1

Der Lyophilisierungsprozess

Die Lyophilisierung ist ein komplexer Prozess, dessen Vorgänge auf das jeweilige Medikament optimiert sein müssen. Er durchläuft mehrere Stufen:2

1. Kälte: Die wässrige Wirkstofflösung gefriert im Vial. Dieser Schritt ist Voraussetzung für die Niedrig-Temperatur-Trocknung.

2. Vakuum: Im Vakuum vaporisiert (verdampft) das gefrorene Lösungsmittel, ohne die flüssige Phase zu durchlaufen (Sublimierung).

3. Wärme: Durch den Temperaturanstieg wird die Sublimierung beschleunigt.

4. Kondensation: Das vaporisierte Lösungsmittel kondensiert an den Wänden der Vakuumkammer und wird entfernt. Dies schließt den Separationsprozess ab.3

Das Ergebnis ist ein nahezu wasserfreier, gefriergetrockneter Medikamentenkuchen.1

Die Vorteile lyophilisierter Wirkstoffe

Der Aufwand der Gefriertrocknung lohnt sich, denn lyophilisierte Wirkstoffe haben einige relevante Vorteile:

• Die chemischen und biochemischen Eigenschaften des Wirkstoffs bleiben durch die schonende Gefriertrocknung unverändert.

• Der steril im Vial verbleibende gefriergetrocknete Medikamentenkuchen ist über längere Zeit stabil lagerungsfähig.

• Transport und Lagerung sind durch den geringen Platzbedarf vereinfacht.

Ein entscheidender Vorteil von Lyophilisaten zeigt sich bei der Wirkstoff-Rekonstitution. Denn die poröse Struktur lyophilisierter Wirkstoffe gewährleistet eine schnelle Lösbarkeit bei der Wiederaufnahme in wässrige Lösung. Hierbei bestehen allerdings hohe Ansprüche an das Transfersystem.

Die Rekonstitution

Eine zuverlässige und schonende Rekonstitution ist wichtig, um das hochwertige Medikament zu schützen, das bereits den aufwendigen Lyophilisierungsprozess durchlaufen hat. Eine unsachgemäße Rekonstitution kann einen Qualitätsverlust bis hin zur Unbrauchbarkeit der teuren Wirkstofflösungen verursachen. Neben dem Sicherheitsrisiko für die Patienten kann dadurch auch ein ökonomischer Schaden entstehen.

Das Premium-Transfersysteme nextaro® von sfm medical devices GmbH löst aufgrund seiner besonderen Geometrie das Lyophilisat schonend und vollständig. Außerdem kann nextaro® an die individuellen Anforderungen der Komponenten angepasst werden, um den Rekonstitutionsprozess zu optimieren. Als Ergebnis steht eine qualitativ hochwertige Wirkstofflösung zur Injektion zur Verfügung.

Referenzen

1. Nireesha GR, Divya L, Sowmya C et al. Lyophilization/Freeze Drying - An Review. International Journal of Novel Trends in Pharmaceutical Sciences 2013; 3: 87-98. https://www.scienztech.org/index.php/ijntps/article/view/96

2. Kawasaki H, Shimanouchi T, Kimura Y. Recent Development of Optimization of Lyophilization Process. Journal of Chemistry 2019; 2019: 9502856. https://doi.org/10.1155/2019/9502856

3. Kuu WY, Hardwick LM, Akers MJ. Correlation of laboratory and production freeze drying cycles. Int J Pharm 2005; 302: 56-67. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16099610