Lösungsgeschwindigkeit

    0
    3205
    Lösungsgeschwindigkeit

    Beschreibung

    Das Lösen von festen oder gasförmigen Substanzen in einem Lösungsmittel wird definiert sowohl durch deren  Löslichkeit als auch deren Lösungsgeschwindigkeit.

    Die Lösungsgeschwindigkeit ist abhängig von der Temperatur und der Konzentrationsdifferenz zwischen der Sättigungskonzentration und der aktuell in der Lösung vorhandenen Konzentration des zu lösenden Stoffes. Da die Sättigungskonzentration umso höher ist, je größer die Löslichkeit ist, ist auch die Lösungsgeschwindigkeit um so höher sein, je größer die Löslichkeit ist.

    Der Resorption eines Arzneistoffes in den Körper geht in den meisten Fällen ein Lösen der Substanz vorraus. Die Auflösung stellt somit sehr häufig den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt bei der Resorption dar. Deshalb ist für die Bioverfügbarkeit, die als Ausmaß und Geschwindigkeit, mit der ein Arzneistoff am Wirkort oder im systemischen Kreislauf auftritt, definiert ist, die Lösungsgeschwindigkeit ein wichtiger Faktor. Sie wird maßgeblich von drei Faktoren beeinflusst:

    1. Oberfläche
    2. Diffusionstransport
    3. Sättigungslöslichkeit

    Die Lösungsgeschwindigkeit wird durch das Gesetzt von Noyes-Whitney beschreiben [2]


    Galenik & Lösungsgeschwindigkeit

    Durch Zerkleinern wird die Partikelgröße reduziert und folglich die Oberfläche erhöht. Eine größere Oberfläche bedeutet eine größere Interaktionsfläche zwischen Arzneistoff und Lösungsmittel. Zusätzlich erfolgt eine Verkleinerung der Dicke der Diffusionsschicht. Wobei die Lösungsgeschwindigkeit nicht zwangläufig mit der Reduzierung der Partikelgröße ansteigt. Effekte wie „Pulvernest“-Bildungen können bei sehr feinen Pulvern auftreten.

    Zerkleinern (Mikronisierung) von schwer löslichen Stoffen kann zum Beispiel durch eine Kolloid- oder Luftstrahlmühle erfolgen. Mit diesen Verfahren kann eine Reduzierungen der Partikelgrößen von 0,1 μm bis ca. 25μm erreicht werden, wobei nur ein sehr geringer Teil unter 1 μm liegt [2].

    Durch eine Verarbeitung in einer Perlmühle können nanopartikuläre Partikelgrößen erreicht werden. Bei dieser Technik wird der Arzneistoff zusammen mit einer Tensidlösung in die Perlmühle gegeben und bis zum Erreichen der gewünschten Partikelgröße stunden- bzw. tagelang vermahlen. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist die Verarbeitungsdauer.

    Um die Lösungsgeschwindigkeit von Arzneistoff zu verbessern können diese mit Hilfsstoffen zu Komplex- oder Einschlussverbindungen verarbeitet werden. Zum Beispiel Solubilisierung des Arzneistoffes beziehungsweise Überzug von Mikropartikeln mit Tensiden oder der Einschluss des Arzneistoffs in Cylcodextrin auf molekularer Ebene.

    Die pharmazeutische Forschung konzentriert sich aktuell auf die Entwicklung fester Dispersionen. Hierbei werden die schlecht löslichen Arzneistoffe mit einem häufig hydrophilen Trägermaterial coprozessiert.  Dadurch wird die Arzneistofffreisetzung wesentlich durch die Auflösungseigenschaften des Trägermaterials bestimmt [1].  Anwendung finden dabei häufig die Schmelzextrusion.

    Der Arzneistoff kann in einer festen Dispersion unterschiedlich vorliegen, wobei die Anzahl sowie die Art der Phasenlage zur Charakterisierung der jeweiligen Untergruppe dient. Werden hydrophile Polymere als Trägermaterial verwendet liegt der Arzneistoff meist molekulardispers stabilisiert vor. Diese Art fester Dispersionen bezeichnet man als glasartige, feste Lösung (GSS). In diesen Formulierungen liegt der Arzneistoff nicht nur in einem hydrophilen Trägermaterial vor, sondern er ist in molekulardispersem Zustand in diesem Träger gelöst, was sowohl die Löslichkeit als auch die Lösungsgeschwindigkeit verbessern kann [1].


    Literatur & Quellen

    1. Reitz, E.; Extrudierte feste Dispersionen zur Verbesserung der Lösungsgeschwindigkeit und Bioverfügbarkeit (2014) Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
    2. Claudia Jacobs „Nanosuspensionsformulierungen für verschiedene Applikationsformen“ (2003) Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde im Fachbereich Biologie, Chemie, Pharmazie der Freien Universität Berlin LINK