Die vorliegende Erfindung betrifft eine stabile Gelformulierung für die topische Behandlung von sowohl Akne als auch Psoriasis bei Menschen.

Akne ist eine vergleichsweise verbreitete entzündliche Erkrankung, die die Haut beeinträchtigt. Die Schwere der Erkrankung reicht von einer mehr oder weniger oberflächlichen Erkrankung bis zu entzündlichen Zuständen, bei welchen ein Bakterienbefall auftritt, was ein Auftreten von entzündeten und infizierten Blasen verursacht. Die größte Aktivität tritt auf, wo Talgdrüsen am größten, zahlreichsten und naturgemäß aktivsten sind. Die Akneläsionen weiten sich, falls unbehandelt, aus und hinterlassen permanent entstellende Narben.

Die Ursache von Akne liegt in einer erhöhten Aktivität der Talgdrüsen und des Epithelgewebes, die das Infindibulum belegen. Die erhöhte Aktivität der Talgdrüsen erzeugt mehr Talg, der aus freien und veresterten Fettsäuren ebenso wie nicht verseifbaren Fettbestandteilen besteht, was zu einer erhöhten Fettigkeit der Haut führt.

Bei entzündlicher Akne rührt die anfängliche Entzündung von Haarfollikelwandungen von der Anwesenheit von freien Fettsäuren her, die von dem Talg stammen. In der Gegenwart von bakteriellen, lipolytischen Enzymen werden die Triglyceride des Talgs gespalten und die Fettsäuren freigesetzt. Die gewöhnliche bakterielle Flora in dem Talgduktus erzeugt die Enzyme, die für eine Spaltung der Triglyceride verantwortlich sind.

Gegenwärtige Behandlungen für Akne umfassen komedolytische Stoffe, Exfolianten, orale und topische Bakteriostatika, ebenso wie systemische Antibiotika. Idealerweise sollten topische Formulierungen für die Behandlung von Akne mit wenig oder keinem Öl in der Formulierung zusammengesetzt sein und keinen Ölfilm auf der Haut hinterlassen, was den Zustand verschlimmert.

Psoriasis andererseits ist eine chronische, vererbliche, wiederkehrende papulosquamöse Dermatose, die für gewöhnlich die Kopfhaut und die Extensoroberflächen der Glieder mit einbezieht, insbesondere die Ellbogen, Knie und Schienbeine. Die unterscheidende Läsion von Psoriasis ist ein heller roter Fleck, Papel oder Plaque, welcher beinahe immer an seiner Kante durch silbrige lamellierte Schuppen bedeckt ist. Psoriasis ist weiterhin durch eine beschleunigte epidermale Proliferation charakterisiert, was zu einer übermäßigen Schuppenbildung der Haut aufgrund der Tatsache führt, dass psoriatische Haut Wasser acht bis zehn Mal schneller als normale Haut verliert. Aus diesem Grund enthält eine topische Behandlung darauf für gewöhnlich Öle, die am besten geeignet sind, um die Haut zu befeuchten.

Die WO90/14833 offenbart langsam freisetzende Vehikel zur Minimierung von Hautirritation von topischen Zusammensetzungen. Stabile wässrige Gelvehikel werden beschrieben, die für die topische Applikation auf die Haut von irritierenden aktiven Bestandteilen, wie beispielsweise Retinoiden, mit langsamer Freisetzung des aktiven Bestandteils und minimaler Irritation für die Haut bereitgestellt werden.

Die EP0290130 beschreibt Acetylene, die mit einer Phenylgruppe und einer heterobizyklischen Gruppe disubstituiert sind und weisen eine retinoidähnliche Aktivität auf. Eine Polyethylenglycol umfassend Lösungsformulierung und eine Hydroxypropylcellulose umfassende Gelformulierung werden offenbart, durch welche die Verbindungen eine retinoidähnliche Aktivität aufweisen und topisch verabreicht werden können.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine stabile Gelformulierung, die kein Öl enthält und daher die Bedürfnisse einer Behandlung erfüllt und ebenso einen hohen befeuchteten Faktor für eine psoriatische Behandlung anbietet. Wirksamkeit eines aktiven Agens für eine Behandlung von Akne und Psoriasis ist naturgemäß abhängig von der Verfügbarkeit des Agens für betroffene Bereiche, falls in einer topischen Weise angewendet. Das heißt, dass die Formulierung nicht nur ausreichend aktives Agens enthält, um den Zustand geeignet zu behandeln, sondern auch die Freisetzung des aktiven Agens von der Formulierung eine absolute Notwendigkeit darstellt.

Erfindungsgemäß wurde eine Gelformulierung entwickelt, die zur Behandlung von sowohl Akne als auch Psoriasis geeignet ist, die Vehikel umfasst, um sowohl das aktive Agens zu solubilisieren und um eine Freisetzung des aktiven Agens von dem Gel auf den Hautzustand zu steuern.

Erfindungsgemäß wird eine stabile Gelformulierung zur topischen Behandlung von Hautzuständen bei Menschen bereitgestellt, die ein aktives Agens umfasst, welches ein synthetisches Retinoid mit einer Aktivität zur Behandlung von Akne und Psoriasis und in Wasser unlöslich ist. Zusammen damit wird eine Vielzahl von nicht wässrigen Vehikeln kombiniert, die ausgewählt sind von zwei oder mehr von Polysorbat 40 (einer polyhydroxyorganischen Verbindung), Poloxamer 407 und Hexylenglycol, um sowohl das aktive Agens zu solubilisieren bzw. lösen als auch ein Gel damit zu bilden. Die nicht wässrigen Vehikel ermöglichen eine topische Anwendung des Gels auf einen Hautzustand.

Vorzugsweise liegen die Vehikel in Mengen vor, die ausgewählt sind, um eine höchstmögliche Freisetzung des aktiven Agens von dem Gel auf den Hautzustand zu erzeugen, falls alle die Vehikel darin vorliegen.

Andere Kombinationen der Vehikel stellen ein Mittel zur Erhöhung der Löslichkeit des aktiven Agens in dem Gel bereit.

Die Formulierung umfasst insbesondere drei Vehikel. Das synthetische Retinoid ist vorzugsweise Ethyl-6-[2-(4,4-Dimethylthiochroman-6-yl] Nikotinat oder eines der anderen synthetischen Retinoide, die in den U.S. Patenten 4,739,098; 4,923,884; 4,810,804; 5,013,744; 4,895,868; 5,006,550; 4,992,468; 5,149,705; 5,202,471; 5,130,335 und 5,134,159 offenbart sind.

Zum Zweck einer Veranschaulichung kann eine stabile Gelformulierung mit einer effektiven Menge einer Verbindung die Formulierung aufweisen: Ethyl-6-[2-(4,4-Dimethylthiochroman-6-yl] Nikotinat, (manchmal nachstehen als AGN bezeichnet) zur Behandlung von Akne in einem pharmazeutischen Träger, der Wasser, Dinatriumedetat, Ascorbinsäure, Carbomer 934P, Poloxamer 407, Polyethylenglycol, Polysorbat 40, Hexylenglycol, butyliertes Hydroxytoluol, butyliertes Hydroxyanisol, Benzylalkohol und Tromethamin umfasst.

Für Zwecke einer Veranschaulichung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Formulierung für topische Behandlung von sowohl Akne als auch Psoriasis die Schritte von Mischen von gereinigtem Wasser, Dinatriumedetat, Ascorbinsäure und Carbomer 934P (eine Polyacrylsäure) bis das Carbomer dispergiert ist, um einen Teil I zu bilden, Mischen von gereinigtem Wasser, Poloxamer 407, um einen Teil II zu bilden und hinzufügen von Teil II zu Teil I, während dasselbe homogenisiert wird.

Das Verfahren umfasst weiterhin Mischen von Polyethylenglycol, Polysorbat 40, Hexylenglycol, butyliertes Hydroxytoluol und butyliertes Hydroxyanisol und Erhitzen, um selbiges zu lösen. Danach wird die erhitzte Mischung auf Raumtemperatur gekühlt und Benzylalkohol und Ethyl-6-[2-(4,4-Dimethylthiochroman-6-yl] Nikotinat werden dazugegeben, um einen Teil III zu bilden.

Gereinigtes Wasser wird mit Tromethamin gemischt, um Teil IV zu bilden und Teil III wird zu den Teilen I und II unter Rühren vor Teil IV mit Mischen bis zur Homogenität hinzugegeben.

Die Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden durch die nachstehende Beschreibung besser verstanden werden, falls im Zusammenhang mit den begleiteten Zeichnungen betrachtet, die wie nachstehend bezeichnet sind:

1: Graphische Darstellung von Resten (residuals) gegenüber gefitteten Werten für die Löslichkeitsdaten;

2: Gewöhnliche graphische Darstellung von Resten für die Löslichkeitsdaten;

3: Wirkung einer Transformation der Antwort (Löslichkeitsdaten);

4: Antwort Oberflächenfitten der Löslichkeitsdaten (mit Hexylenglycol);

5: Wirkung von Quadratwurzel von Zeit auf % Arzneimittel, das von Gelen 1 bis 6 freigesetzt wurde;

6: Wirkung von Quadratwurzel von Zeit auf % Arzneimittel, das von Gelen 7 bis 10 freigesetzt wurde;

7: Wirkung von Quadratwurzel von Zeit auf % Arzneimittel, das von Gelen 11 bis 14 freigesetzt wurde;

8: Wirkung von Quadratwurzel von Zeit auf % Arzneimittel, das von Gelen 15 bis 18 freigesetzt wurde;

9: Graphische Darstellung von Resten gegenüber gefitteten bzw. angepassten Werten für die Freisetzungsdaten;

10: Gewöhnliche graphische Darstellung von verbleibenden für die Freisetzungsdaten;

11: Wirkung einer Transformation der Antwort (Freisetzungsdaten);

12: Antwortoberflächenfitten der Freisetzungsdaten (mit Hexylenglycol)

13: Korrelation zwischen Freisetzungsrate von Arzneimittel von Gelen und der Quadratwurzel von Arzneimittellöslichkeit;

14: Freisetzungsprofile, die die Arzneimittelfreisetzung von dem Prototypgel (H) zu einer Arzneimittelfreisetzung von einer gesättigten Lösung vergleichen; und

15: Freisetzungsprofile, die die Wirkung einer Erhöhung der Konzentration von Arzneimittel in dem Gelvehikel auf die freigesetzte Rate, 0,025%, 0,05% und 0,1%, zeigen. Die nachstehenden Faktoren müssen bei der Formulierung einer geeigneten pharmazeutischen Präparation für die Behandlung von Akne und Psoriasis einbezogen werden:

• – Nicht initierend und nicht färbend
• – Geruchsfrei
• – Nicht ölig und nicht trocknend
• – Wasserwaschbar
• – Einfache Anwendung und Lagerung
• – Bestandteilmarkierung

• – Entwicklung von nur einer Formulierung für sowohl Akne als auch Psoriasis
• – Örtliche Arzneimittellieferung und geringer systemischer Effekt
• – Einfach maßstäblich zu vergrößern
• – Stabilität für mindestens zwei Jahre
• – Verwendung von sicheren und Kompendium Excipienten
• – Parabenfreie Formulierung
• – Propylenglycolfreie Formulierung
• – Arzneimittel mit geringer Affinität für die Basis
• – Alkoholfreie Formulierung
• – Ölfreie Formulierung
• – Formulierung, die einen geringen Placeboeffekt aufweist
• – Ein gewisser Anteil des Arzneimittels befindet sich in Lösung zur sofortigen Freisetzung
• – Irritationsniveaus sind vergleichbar zu anderen vermartkten Retinoiden

Es wurde gefunden, dass die Verbindung Ethyl-6-[2-(4,4-Dimethylthiochroman-6-yl] Nikotinat bei der Behandlung von Akne und Psoriasis wirksam ist. Die Löslichkeit von AGN 190168 in Wasser ist jedoch sehr gering. Die Löslichkeit von Ethyl-6-[2-(4,4-Dimethylthiochroman-6-yl] Nikotinat in verschiedenen Lösungen bei 35° ± 0,5° C wird in Tabelle I gezeigt.

Wie vorstehend bemerkt ist eine AGN umfassende lösliche Dosierungsform nicht wünschenswert hinsichtlich des Wassergehalts, der Schwierigkeit bei einer Handhabung der Lösung und Anwendung auf die Haut. Eine Cremeformulierung ist anwendbar, aber das darin verwendete Öl ist ebenso für eine Aknebehandlung, wie vorstehend bemerkt, nicht geeignet.

Die Formulierung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Zahl von Bestandteilen, wie sie in Tabelle II ausgeführt werden.

Die Begründung für eine Auswahl der verwendeten Excipienten in dem AGN topischen Gel wird nachstehend ausgeführt.

PEG 400: Polyethylenglycol 400 wird in AGN topischer Gelformulierung als ein Solvens zur Solubilisierung des aktiven Arzneimittels, AGN, verwendet. Löslichkeit von AGN in PEG 400 beträgt 2,2 mg/ml. Bei Umgebungsbedingungen ist PEG 400 eine Flüssigkeit, die vollständig mit Wasser mischbar ist, wobei die topischen Formulierungen einfach vermischt werden können. PEG 400 ist chemisch stabil und unterstützt nicht mikrobielles Wachstum. PEG 400 ist hygroskopisch und topische Formulierungen, die mit PEG 400 zubereitet sind, trocknen nicht unmittelbar nach Anwendung auf die Haut. Die nachstehenden vermarkteten RX Produkte in den USA umfassen PEG 400 als Excipient: Retin A Liquid^®, Lotrimin^®Lösung^®, Cleocin T^® Gel, Haotex^® 1 % Creme, Halog^® 0,1% Salbe und Mycelex^® Lösung. PEG 400 ist ein Bestandteil von "Polythylenglycolsalbe NF".

Carbomer 934P wird als Viskositätserzeuger in AGN topischen Gelformulierungen verwendet. Carbomer 934P weist die Befähigung auf, hohe Viskositäten bei niedriger Konzentration nach Neutralisierung zu erzeugen, mit weitaus größerer lot to lot Konsistenz als die natürlichen Gummi und unterstützt nicht mikrobielles Wachstum. Carbomer 934P Gele zeigen gute plastische Flusseigenschaften, weisen einen signifikanten Ausbeutewert auf (im Allgemeinen definiert als anfänglicher Widerstand gegenüber Fluss unter auferlegter Belastung). AGN topisches Gel, das mit Carbomer 934P hergestellt ist, zeigt eine annehmbare Dicke bzw. Dichte und verteilt gleichmäßig bei Anwendung auf die Haut.

Dinatriumedetat wird in AGN topischen Gelen als ein Gelierungsagens für die Stabilisierung der Gesamtformulierung verwendet. Spurenmengen von Eisen und anderen Übergangsmetallen sind bekannt Carbopolharze (als Dickungsmittel verwendet) und PEG 400 (als Lösungsmittel verwendet) in AGN Gel zu zersetzen. Dinatriumedetat wird verwendet, um Spuren von Metallionen abzusondern, die eine Oxidation von AGN und Ascorbinsäure, das in der Formulierung verwendet wird, katalysieren würden. Wässrige Lösungen von Polysorbat 40 sind ebenso bekannt einer Autoxidation unterzogen zu werden.

Polysorbat 40 wird als oberflächenaktiver Stoff zur Solubilisierung des AGN verwendet. Polysorbat 40 ist bei Umgebungsbedingungen flüssig, mit PEG 400 Wassermischungen mischbar und trübt die Lösung nicht. Polysorbat 40 weist einen HLB-Wert von 15,6 auf und dieses oberflächenaktives Mittel von hohem HLB-Wert ist ausgewählt, um AGN in PEG 400 zu solubilisieren.

Poloxamer 407 wird als oberflächenaktives Mittel in der Wasserphase der AGN Gelformulierung verwendet. Poloxamer 407 ist wasserlöslich und weist einen HLB-Wert von 20 auf.

Hexylenglycol ist mit Wasser PEG 400 Mischungen mischbar und wird als Cosolvens zur Solubilisierung von AGN zusammen mit PEG 400 verwendet.

Tromethamin wird während einer Herstellung von AGN topischen Gel verwendet, um Carbomer 934P zu neutralisieren und den pH einzustellen.

Ascorbinsäure wird als Antioxidans verwendet und wird zur Wasserphase hinzu gegeben, während einer Herstellung AGN topischen Gel. Laboratoriumsformulierungen von AGN, welche ohne Ascorbinsäure hergestellt wurden, zeigen eine geringe Stabilität.

Benzylalkohol wird zusammen mit PEG 400 und Polysorbat 40 verwendet, um das aktive AGN zu solubilisieren. Benzylalkohol wird ebenso als Konservierungsmittel verwendet.

Butyliertes Hydroxytoluol, butyliertes Hydroxyanisol werden in der AGN topischen Gelformulierung als Antioxidantien verwendet, die das Gesamtprodukt von verbleibenden Peroxiden, die in Excipienten gefunden werden, schützen. Diese Antioxidantien sind nicht wasserlöslich und werden zu der PEG 400-Phase während einer Herstellung hinzugegeben. AGN umfassende alkoholische Lösungen werden durch BHT (Präformulierungsbericht) stabilisiert.

Stickstoff, als Inertgas, wird während einer Herstellung von AGH topischen Gel verwendet, um irgendein Potential für eine Autoxidation des aktiven Bestandteils und anderer Excipienten zu verringern.

Gereinigtes Wasser wird als das Vehikel in der AGN topischen Gelformulierung verwendet.

Typische Konzentration von jedem Bestandteil in dem Gel wird in Tabelle III gezeigt.

Die Bestandteile werden miteinander kombiniert, um die folgenden vier Teile zu erhalten: Teil I: Bestandteil Wirkung Gereinigtes Wasser Excipient Dinatriumedetat Stabilisierungsmittel Ascorbinsäure Stabilisierungsmittel Carbomer 934P Verdickungsagens Teil II: Gereinigtes Wasser Excipient Poloxamer 407 Oberflächenaktives Mittel Teil III: PEG-400 Cosolvens Polysorbat 40 Oberflächenaktives Mittel Hexylenglycol Cosolvens Butyliertes Hydroxytoluol Stabilisierungsmittel Butyliertes Hydroxyanisol Stabilisierungsmittel Benzylalkohol Konservierungsmittel AGN Arzneimittel Teil IV: Gereinigtes Wasser Excipient Tromethamin Neutralisierungsmittel

Das Verfahren zur Herstellung des Gels ist wie nachstehend:

• 1. Die Bestandteile in Teil I werden bei Homogenisierung von geringer Geschwindigkeit gemischt bis das Carbomer dispergiert ist.
• 2. Die Bestandteile in Teil II werden gemischt.
• 3. Teil II wird zu Teil I hinzu gegeben und die Mischung wird homogenisiert.
• 4. Die ersten vier Bestandteile in Teil III werden zusammengegeben und auf 65 Grad Celsius erhitzt bis alle Verbindungen gelöst sind.
• 5. Der Mischung wird gestattet auf Raumtemperatur abzukühlen. Anschließend wird unter Mischen (in dem gelben Raum) Benzylalkohol und das Arzneimittel langsam zusammengegeben.
• 6. Teil III wird zu Teil I/II unter Rühren unter Verwendung eines Niedriggeschwindigkeitshomogenisierers hinzugegeben.
• 7. Die Bestandteile in Teil IV werden kombiniert und zu der vorstehenden Mischung hinzu gegeben und bis zur Homogenität gemischt.

Es wurde gefunden, dass drei Vehikel Arzneimittellöslichkeit und Freisetzung beeinflussten; nämlich Polysorbat 40, Poloxamer 407 und Hexylenglycol. Unter Verwendung einer Versuchsanordnung wurden Variationen des Gels formuliert, welche Polysorbat 40 und Poloxamer 407, jeweils bei drei Werten, und Hexylenglycol bei zwei Werten umfassten. Basierend auf dieser 2 × 3² faktorieller Anordnung wurden achtzehn Variationen des Gels formuliert und die Wirkung von oberflächenaktivem Mittel und Cosolvenskonzentration auf Arzneimittellöslichkeit und in vitro Freisetzung evaluiert.

Ethyl-6-[2-(4,4-Dimethylthiochroman-6-yl] Nikotinat (verfügbar von SK&F, Cambridge), Ascorbinsäure, USP (Hoffmann-La Roche), Benzylalkohol, NF (Akzo), Butyliertes Hydroxyanisol, NF (Penta), Butyliertes Hydroxytoluol, NF (Penta), Carbomer 934P, NF (Carbopol 974P, B.F. Goodrich), Dinatriumedetat, USP (Akzo), Ethylalkohol (Quantum Chemical Corp.), Hexylenglycol, NF (Union Carbide), Poloxamer 407, NF (BASF), Polyethylenglycol 400, NF (Union Carbide), Polysorbat 40, NF (ICI), Gereinigtes Wasser, USP, Silastic Folie von medizinischem Grad (Dow Corning Wright), Tromethamin, USP, (American Biorganic).

Brookfield Zähler-Rotationsmischer (Brookfield Engineering laboratories Inc.), Nova II Heizplatte/Rührer (Baxter).

Kassette^® Pumpenantriebseinheit (Manostat), Posi Bloc^TM Diffusionszellenerhitzer (Crown glass company, Inc.), Retriever IV Fraktionssammler (ISCO, Inc.), Teflon^® Durchflussdiffusionszellen (Crown Glass Company, Inc.).

116 Programmierbares Solvensmodul (Beckman), 166 Detektor (Beckman), Beckman Ultrasphere XL HPLC Säule, 4,6 mm × 7,0 cm (Beckman), Autoinjektor WISP^TM Model 712 (Waters).

Access Chrom^® Datensammelsystem (Perkin-Elmer Nelson), RS/Discover^® (BBN Software).

Die in dem Prototypgel verwendeten Bestandteile (Formulierung 8606X) werden in Tabelle III gezeigt. Basierend auf Versuchsanordnung wurden Variationen des Prototypgels hergestellt, welche verschiedene Konzentrationen von drei Bestandteilen, die in dem Gel vorliegen, umfassten; Polysorbat 40 (PS), Poloxamer 407 (PX) und Hexylenglycol (HG). Der Zweck bestand darin, die Wirkung dieser Faktoren auf die Freisetzungsrate und Löslichkeit von AGN in dem Vehikel der Gele zu untersuchen. Das Verfahren für die Herstellung der Gele wird in dem Formulierungsbericht beschrieben.

Versuchsanordnung bzw. Versuchsaufbau wurde verwendet, um die Zahl von notwendigen Formulierungen zu bestimmen, um die gewünschte Information auf die effektivste Weise bereitzustellen. Die untersuchten Variablen waren die Konzentrationen von Hexylenglycol, Poloxamer 407 und Polysorbat 40. Hexylenglycol wurde bei zwei Werten bzw. Niveaus untersucht und jedes der oberflächenaktiven Mittel wurde bei drei Werten untersucht. Daher wurde eine 2 × 3² faktorielle Anordnung erzeugt, die die Herstellung von achtzehn Formulierungen erforderte. Tabelle IV zeigt die eigentlichen Konzentrationen, die für jeden von diesen Bestandteilen verwendet wurden. Für alle Bestandteile zeigt die Konzentration von 0 an, dass der Bestandteil nicht vorliegt.

Die Versuchsanordnung wird in Tabelle V gezeigt. Diese Anordnung benötigte die Herstellung von achtzehn Gelen, die alle möglichen Kombinationen der oberflächenaktiven Mittel und Cosolvens bei den gewünschten Werten umfassten. Da das Prototypgel (Gel B) eines dieser Gele darstellte, war es notwendig, siebzehn weitere Gele zu formulieren.

Formulierungen, die weniger als zwei von Polysorbat 40, Poloxamer 407 und Hexylenglycol umfassen, wurden ausschließlich für Vergleichszwecke mit einbezogen.

Lösungsmittelsysteme, die die gleichen Bestandteile wie die Gele umfassen, wurden hergestellt, um die gesättigte Löslichkeit des Arzneimittels in dem Vehikel von jedem der 18 Gelformulierungen zu bestimmen. Die gesättigte Löslichkeit wurde einmal in Lösungen des Vehikels ohne Carbomer und Basis bestimmt und ein anderes Mal durch Ersetzen von Propionsäure für Carbomer, um unter Beibehaltung der Ionenstärke der Lösung so nahe zu dem Gel wie möglich eine Filtration der Lösung zu vereinfachen. Die Lösungen wurden durch eine 0,4 &mgr;m Filter filtriert, um irgendwelche Kristalle zu entfernen, die gebildet werden könnten. Die erhaltenen Lösungen wurden anschließend verdünnt und ihr Arzneimittelgehalt wurde unter Verwendung von Hochdruck Flüssigkeitschromatographie (HPLC), wie in Methode HL036 beschrieben, untersucht.

Die Freisetzung von AGN durch jedes der 0,1% Gele wurde unter Verwendung einer zuvor entwickelten Freisetzmethode untersucht. Die gesammelten Fraktionen wurden anschließend unmittelbar unter Verwendung der HPLC-Methode HL036 untersucht.

Die Daten, die von dem Assay der gesammelten Fraktionen für jedes Gel erzeugt wurden, wurden verwendet, um das Freisetzungsprofil des Arzneimittels als das % freigesetztes Arzneimittel gegenüber Quadratwurzel von Zeit graphisch darzustellen. Für jedes Freisetzungsprofil wurde die Steigung des linearen Bereichs, der mindestens 6 Punkte enthielt, unter Verwendung linearer Regression berechnet. Die Standardabweichung und der Korrelationskoeffizient für jede Steigung wurden ebenso berechnet.

Die gesättigten Löslichkeitswerte und Steigungen von den Linien, die von der graphischen Darstellung von % freigesetztem Arzneimittel gegenüber Quadratwurzel von Zeit für jedes Gel erhalten wurden, wurden statistisch analysiert. Der Unterschied zwischen den Steigungen und Löslichkeiten von Gel zu Gel wurden unter Verwendung eines zweiseitigen T-Tests untersucht, um die Gele zu finden, die zu signifikant verschiedenen Werten führen. RS/Discover^® wurde verwendet, um Gleichungen zu berechnen, die die Daten fitten und um Antwortoberflächen zu konstruieren.

Die erhaltenen Steigungs- und Löslichkeitsdaten wurden ebenso unter Verwendung von RS/Discover^® analysiert, um diese Antworten zu maximieren. Anfänglich wurde die Steigung maximiert, um das Gel zu finden, das die maximale Arzneimittelfreisetzung aufwies, anschließend wurde die Solubilisierung maximiert, um das Gel zu finden, welches die höchste Arzneimittellöslichkeit aufwies. Schließlich wurden sowohl Solubilisierung als auch Steigung gleichzeitig maximiert, um das Gel zu finden, welches die beste Arzneimittelfreisetzung und Solubilisierung bereitstellte.

Wirkung von Arzneimittelteilchen Solubilisierung auf Arzneimittelfreisetzung Von den Löslichkeitsdaten ist es offensichtlich, dass ungefähr 90% des Arzneimittels in dem Wasser basierten Gel in der Form von festen Teilchen vorliegt. Um zu bestimmen, ob die Auflösungsrate der Teilchen die Arzneimittelfreisetzungsrate begrenzt, wurden die Daten, die von der in vitro Freisetzungsstudie erhalten wurden, analysiert.

Um die Möglichkeit zu untersuchen, dass die Silikonmembran Raten-limitierend ist, wurde die Steigung des Freisetzungsprofils für Arzneimitteldiffusion durch das Gel mit der Steigung des Freisetzungsprofils verglichen, das von einer gesättigten Lösung des Arzneimittels erhalten wurde.

Eine Freisetzungsstudie wurde durchgeführt, die den Einfluss einer Arzneimittelkonzentration auf die in vitro Freisetzung von AGN von drei Gelformulierungen zeigt. Die drei Gele wiesen Formulierungen 8606X (0,1%), 8607X (0,05%) und 8649X (0,025%) auf und graphische Darstellungen von Mengen von Arzneimittelfreisetzung gegenüber Quadratwurzel von Zeit wurden verglichen.

Die Löslichkeit des Arzneimittels wurde in dem Vehikel des Prototypgels (Gel B) und all den anderen formulierten Gelen bestimmt, um die Wirkung der oberflächenaktiven Mittel und der Cosolvens Zugabe auf Arzneimittelsolubilisierung in dem Gel zu untersuchen. Die erhaltenen Löslichkeitswerte unter Verwendung der beiden Methoden (ohne Carbomer und Basis gegenüber mit Propionsäure und Basis) waren unwesentlich verschieden. Die erhaltenen Arzneimittellöslichkeitswerte unter Verwendung von Propionsäure anstelle von Carbomer werden in Tabelle VI gezeigt.

Formulierungen, die weniger als zwei von Polysorbat 40, Poloxamer 407 und Hexylenglycol umfassen, wurden ausschließlich für Vergleichszwecke einbezogen.

Es war von Interesse zu bestimmen, ob die Menge an oberflächenaktivem Mittel in dem Referenzgel B (PS=0,2, PX=0,2, HG=2) zu einer signifikanten Zunahme in Arzneimittellöslichkeit führte. Daher wurde ein Student's T-Test durchgeführt, um die Löslichkeit von Arzneimittel in Gel B mit der Löslichkeit in den zwei Gelen ohne oberflächenaktivem Mittel zu vergleichen. Diese beiden Gele waren Gel 3 (PS=0, PX=0, HG=2) und Gel 10 (PS=0, PX=0, HG=0). Der einzige Unterschied zwischen Gelen 3 und 10 bestand in der Konzentration von Hexylenglycol. Der T-Test (Tabelle VII) zeigte, dass die Zugabe von oberflächenaktivem Mittel zu einer signifikanten Zunahme an Arzneimittellöslichkeit führte. Acht Gele wiesen Löslichkeitswerte auf, die von dem Referenzgel nicht wesentlich verschieden waren. Diese Gele waren # 5, 6, 11, 12, 13, 16, 17 und 18, welche die höchsten Niveaus an oberflächenaktiven Mitteln umfassten (Tabelle V).

Die Löslichkeitsdaten wurden ebenso mit der Verwendung von RS/Discover^® Software und Antwortoberflächenmethodik (response surface methodology (RSM)) analysiert. Das Ziel bestand darin, die Kombination von Polysorbat 40, Poloxamer 407 und Hexylenglycolkonzentrationen zu finden, welche zu der maximalen Arzneimittellöslichkeit führten (innerhalb des Bereichs der untersuchten Faktoren). Waren einmal die Daten für die Faktoren und Antworten in das Arbeitsblatt bzw. Worksheet eingetragen, wurde ein Model an die Daten gefittet. Tabelle VIII zeigt die kleinsten Quadratkoeffizienten. Von der Tabelle ist es klar, dass zwei der Interaktionsterme die Hexylenglycol einbeziehen, nicht signifikant sind. Daher wurden diese beiden Terme ausgeschlossen. Die kleinsten Quadratkoeffizienten für das verbesserte Model werden in Tabelle IX gezeigt.

Das Model wurde einfacher. Die Gleichung, welche die Daten fittet ist: Löslichkeit = 76,91 + 17,14 PS + 13,90 PX + 7,44 HG – 20,48 PS·P.

Die verbleibenden Werte sind der Unterschied zwischen den beobachteten Werten und den gefitteten Werten der Antwort, die mit dem Model zusammenhängt bzw. zusammenhängen. RS/Discover^® studentisiert automatisch die Reste, so dass sie eine konstante Abweichung von eins aufweisen. Um zu überprüfen, ob irgendein Zusammenhang zwischen der Größenordnung der Reste und den gefitteten Werten der Antwort vorliegt, wurde eine graphische Darstellung der absoluten Werte der studentisierten Reste gegen die gefitteten Werte erzeugt (1). Irgendeine Art von Zusammenhang kann den Bedarf anzeigen, die Antwort zu transformieren. Die graphische Darstellung legt nahe, dass kein klarer Trend bei den Resten vorliegt, und dass das Model keiner Verbesserung bedarf.

Eine normale wahrscheinlichkeitsgraphische Darstellung der Reste, die in 2 gezeigt wird, zeigt an, dass Punkte auf der graphischen Darstellung zu nahe auf die Linie fallen, was anzeigt, dass die Reste des Models gewöhnlich verteilt sind.

Um zu bestimmen, ob das Model durch Transformierung der Antwort verbessert werden kann, wird das Fitten des Models überprüft. RS/Discover^® erzeugt eine graphische Darstellung, die die möglichen Transformationen und ihre Wirkungen auf den Logarithmus der Summe von Quadraten der Reste (3) anzeigt. Die Transformation, die zu dem kleinsten Wert für diese Zahl führt, erzeugt das beste Fitten bzw. die beste Anpassung. Da die nicht transformierte Antwort unterhalb der Linie liegt, wurde die Antwort nicht transformiert.

Eine dreidimensionale Antwortoberfläche wird in 4 gezeigt. Eine Optimierung wurde durchgeführt, um die Faktorenniveaus zu bestimmen, welche zu einer maximalen Arzneimittellöslichkeit führen. Wie aus Tabelle X ersichtlich ist, wenn ein Gel hergestellt wird, das zwischen 0 bis 0,4 Polysorbat 40, Poloxamer 407 und Hexylenglycol enthält, kann eine maximale Löslichkeit von 103,17&mgr;g/ml mit Polysorbat 40 bei Wert 0,4, Poloxamer 407 bei Wert 0,0 und Hexylenglycol bei Wert 2 erhalten werden.

Arzneimittelfreisetzung wurde von allen siebzehn formulierten Gelen, wie vorstehend beschrieben, untersucht. Die Freisetzungsprofile für jedes Gel waren ein Durchschnitt von sechs Läufen und wurden als % freigesetztes Arzneimittel gegenüber Quadratwurzel von Zeit graphisch dargestellt. Die Freisetzungsprofile dieser Gele werden in den 5 – 8 gezeigt.

Aus den graphischen Darstellungen von % freigesetztem Arzneimittel gegenüber Quadratwurzel von Zeit ist es ersichtlich, dass die durchschnittliche Menge an freigesetztem Arzneimittel von 200 mg von irgendeiner der Formulierungen ungefähr 70% über einen 44-Stunden-Zeitraum betrug. Die höchste Freisetzungsrate wurde für das Prototypgel beobachtet, welches 0,2% Polysorbat 40, 0,2% Poloxamer 407 und 2% Hexylenglycol enthielt. Die geringste Freisetzungsrate wurde mit Gel 3 beobachtet (BS=0, PX=0, HG=2). Die in jedem Lauf beobachtete durchschnittliche Schwankung betrug ungefähr 5,56%.

Um die Freisetzungsraten von Arzneimitteln von jeder Formulierung zu vergleichen, wurde die Steigung des linearen Abschnitts der graphischen Darstellung von % freigesetztem Arzneimittel gegenüber Quadratwurzel von Zeit für jedes der 18 Gele berechnet. Der Wert der berechneten Steigungen wird in Tabelle XI gezeigt. Die Steigung für jede graphische Darstellung wurde als ein Durchschnitt von sechs Läufen erhalten und basiert auf einem Korrelationskoeffizienten (R²) > 0,94800.

Wie mit der Arzneimittellöslichkeit war es von Interesse zu bestimmen, ob die Menge an oberflächenaktivem Stoff in dem Referenzgel B (PS=0,2, PX=0,2, HG=2) zu einer wesentlichen Zunahme in Arzneimittelfreisetzung führte. Daher wurde ein Student's T-Test durchgeführt, um die Freisetzungsrate eines Arzneimittels in Gel B mit der Freisetzungsrate von den zwei Gelen ohne oberflächenaktiven Stoff zu vergleichen; Gel 3 (PS=0, PX=0, HG=2), und Gel 10 (PS=0, PX=0, HG=0). Der T-Test (Tabelle XII) zeigte an, dass die Zugabe von oberflächenaktivem Stoff zu einer signifikanten Zunahme in der Freisetzung des Arzneimittels von Gel B führte. Darüber hinaus zeigte der T-Test, dass die Freisetzung von Arzneimittel von dem Referenzgel signifikant höher als die meisten Gele mit Ausnahme von Gel 6 (0,4; 0; 2), Gel 7 (0,2; 0,2; 0) und Gel 17 (0,4; 0,4; 2) war.

Zunächst wurden die Freisetzungsdaten, die von all den Gelen erhalten wurden, mit Verwendung von RS/Discover^® Software und Antwortoberflächenmethodik (RSM) analysiert. Das Ziel bestand darin, die Kombination von Polysorbat 40, Poloxamer 407 und Hexylenglycolkonzentrationen zu finden, sie zu einer maximalen Arzneimittelfreisetzung in dem Bereich von untersuchten Faktoren führten.

Ein Model, das Interaktionsterme umfasste, wurde an die Freisetzungsdaten gefittet. Die Gleichung wird nachstehend gezeigt. Tabelle XIII zeigt die kleinsten Quadratkoeffizienten. Steigung = 10,94 + 0,88 PS + 0,38 PX + 0,30 HG – 0,42 PS·PX + 0,48 PS·HG + 0,04 PX·HG

Von der Tabelle ist es ersichtlich, dass die Interaktionskoeffizienten nicht wesentlich waren. Daher wurde entschieden, die Arzneimittelfreisetzungsdaten in zwei Kategorien zu teilen, die auf der Menge von Hexylenglycol basierten, das in den Gelen (HG=0 gegenüber HG=2) vorliegt. Jede Gruppe wurde getrennt analysiert.

Zuerst wurden die Freisetzungsdaten von den neun Gelen, die kein Hexylenglycol umfassten, analysiert. Ein quadratisches Model wurde verwendet, um die Freisetzungsdaten zu fitten. Tabelle XIV zeigt die kleinsten Quadratkoeffizienten. Die Gleichung wird nachstehend gezeigt: Steigung = 11,29 + 0,40 PS + 0,34 PX + 0,19 PS·PX – 0,31 PS² – 0,66 PX²

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, sind die Interaktionsterme nicht wesentlich. Ein Ausschließen dieser Terme führt zu einem linearen Model, das die Daten nicht gut fittet. Dies zeigt an, dass keine ausreichenden Daten innerhalb den untersuchten Bereichen vorliegen, um ein geeignetes Model zu fitten. Die Gleichung, welche die Daten fittet, ist: Steigung = 11,29 +0,40 PS + 0,34 PX

Die Freisetzungsdaten, die von Gelen erhalten wurden, die Hexylenglycol bei 2% umfassten, wurden ebenso unter Verwendung eines quadratischen Models gefittet. Die kleinsten Quadratkoeffizienten werden in Tabelle XV gezeigt.

Es ist ersichtlich, dass all die Interaktionsterme wesentlich sind. Die Gleichung, welche die Daten fittet, ist: Steigung = 13,20 + 1,16 PS + 0,28 PX – 0,88 PS·PX – 1,02 PS²

Eine graphische Darstellung von absoluten Werten der studentisierten Reste gegenüber den gefitteten Werten wurde durchgeführt (9), um zu bestimmen, ob irgendein Zusammenhang zwischen der Größenordnung der Reste und der gefitteten Werte der Antwort besteht. Die graphische Darstellung legt nahe, dass kein klarer Trend bei den Resten vorliegt und das Model keiner Verbesserung bedarf.

Eine normalwahrscheinlichkeitsgraphische Darstellung von den in 10 gezeigten Resten zeigt, dass Punkte auf der graphischen Darstellung sehr nahe an die Linie fallen, was anzeigt, dass die Reste des Models normal verteilt sind.

Das Fitten bzw. Anpassen des Models wurde überprüft, um zu bestimmen, ob das Model durch Transformation der Antwort verbessert werden kann. Die graphische Darstellung, die die möglichen Transformationen und ihre Effekte auf den Logarithmus der Summe der Quadrate der Reste zeigt, wird in 11 gezeigt. Transformationen unterhalb der gestrichelten Linie sind innerhalb des 95 % Vertrauensintervals für die beste Transformation. Die Antwort wurde nicht transformiert, da die nicht transformierte Antwort unterhalb der Linie liegt.

Eine dreidimensionale graphische Darstellung, die die Wirkung von Polysorbat 40 und Poloxamer 407 (falls HG=2) auf die Steigung zeigt, wird in 12 gezeigt.

Eine Optimierung wird durchgeführt, um die Niveaus von oberflächenaktiven Stoffen zu bestimmen, welche zu der maximalen Arzneimittelfreisetzungsrate führen. Wie aus Tabelle XVI ersichtlich, wenn ein Gel hergestellt wird, das zwischen 0 bis 0,4% Polysorbat 40 und Poloxamer 407 und 0 bis 2% Hexylenglycol enthält, kann eine Steigung von 13,53 mit 0,32% Polysorbat 40, 0,18% Poloxamer 407 und 2% Hexylenglycol erhalten werden.

Eine graphische Darstellung der Steigung von Freisetzungsprofil gegenüber Quadratwurzel von Löslichkeit von Arzneimittel in Gel wurde durchgeführt, um eine mögliche Korrelation zwischen Arzneimittellöslichkeit und der Rate an Arzneimittelfreisetzung zu untersuchen. Der höchste erhaltene Korrelationskoeffizient betrug 0,5553, was die höchste Arzneimittellöslichkeit in Lösungen ohne Carbomer oder Basis (13) darstellte. Es wurde daher geschlossen, dass in dem untersuchten Bereich von oberflächenaktivem Stoff und Cosolvens keine Korrelation vorlag, welche zwischen Arzneimittelfreisetzung und Löslichkeit beobachtet wurde.

Die letzte statistische Analyse bezog die gleichzeitige Optimierung der zwei untersuchten Antworten ein; Arzneimittellöslichkeit und Freisetzungsrate. Diese Analyse wurde durchgeführt, um die Konzentration der zwei oberflächenaktiven Stoffe und Cosolvez zu bestimmen, welche verwendet werden könnten, um ein Gel mit maximaler Löslichkeit und Freisetzung herzustellen. RS Discover^® führt keine gleichzeitigen Optimierungen durch, es ist allerdings möglich, eine der Antworten zu optimieren, während der Bereich der anderen Antwort eingeschränkt ist. Dies stellt einen iterativen Vorgang dar.

Zu diesem Zweck wurde die Steigung maximiert, während der Bereich an Löslichkeit eingeschränkt wurde. Die Ergebnisse des Vorgangs werden in Tabelle XVII gezeigt. Es wurde geschlossen, das eine maximale Steigung von 12,02 durch Herstellung eines Gels erhalten werden kann, das 0,4% Polysorbat 40, 0,0% Poloxamer 407 und 2% Hexylenglycol enthält. Der Bereich an Arzneimittellöslichkeit in diesem Gel wird berechnet zwischen 102 bis 108 &mgr;g/ml zu liegen.

Von den in Tabelle VII angezeigten Löslichkeitsdaten ist es offensichtlich, dass ungefähr 90% des Arzneimittels in dem Wasser basierten Gel in der Form von festen Teilchen vorliegen. Die Daten, die von der in vitro Freisetzungsstudie erhalten wurden, wurden analysiert (Tabelle XVIII), um zu bestimmen, ob die Auflösungsrate der Teilchen die Arzneimittelfreisetzungsrate begrenzt. Von den Daten wird ersichtlich, dass die Rate an Arzneimittelfreisetzung selbst nach drei Stunden konstant bleibt nach dem Punkt, wo 10% des Arzneimittels (die Gesamtmenge an Arzneimittel, die das wässrige Gel sättigt) freigesetzt werden. Daher wird geschlossen, dass die Löslichkeit der Arzneimittelteilchen in dem Gel nicht Raten-limitierend ist.

Um die Möglichkeit zu bestimmen, dass die Silikonmembran ratenlimitierend ist, wurde die Steigung des Freisetzungsprofils für eine Arzneimitteldiffusion durch das Gel mit der Steigung des Freisetzungsprofils verglichen, das von einer gesättigten Lösung des Arzneimittels (14) erhalten wurde. Die Steigung des linearen Anteils der Kurve für das Gel war 13,587 ± 0,973 und die Steigung, die von der gesättigten Lösung erhalten wurde, war 46,652 ± 0,998, was anzeigt, dass die Arzneimittelfreisetzung der gesättigten Lösung viel höher war als die Arzneimittelfreisetzung durch das Gel. Daher wurde diese Membran gefunden als geeignete Trägermembran zu dienen, die der Arzneimitteldiffusion keinen Widerstand bietet.

Die Ergebnisse der Arzneimittelfreisetzungsuntersuchung unter Verwendung von 0,1 %, 0,05% und 0,025% zeigten, dass die Arzneimittelfreisetzung von dem Gel, das 0,1% enthält, ungefähr 60% höher ist, als die Freisetzung von Arzneimittel von dem 0,05% Gel, während Arzneimittelfreisetzung von dem 0,05% Gel ebenso 60% höher als das 0,025% Gel (15) ist. Daher hat die in vitro Freisetzungsmethode Änderungen in Arzneimittelfreisetzung aufgrund von Änderungen in Arzneimittelkonzentration hervorgehoben. Die Ergebnisse zeigen ebenso an, dass die Arzneimittelfreisetzung von dem Gel ähnlicher einer Arzneimittelfreisetzung von Lösung ist, da eine Arzneimittelfreisetzung von Suspensionen, die doppelt so viel Arzneimittel umfassen, erwartet werden, nur 40 % Zunahme in Arzneimittelfreisetzungsrate bereitzustellen (gemäß Higuchi's Theorie).

Die Wirkung einer Variierung der Konzentration von Polysorbat 40, Poloxamer 407 und Hexylenglycol auf die Freisetzung und Löslichkeit von AGN in einem Gel zeigte an, dass das Gel eine maximale Löslichkeit und Freisetzung des Arzneimittels, AGN, aufwies. Dieses Gel enthielt 0,2% Polysorbat 40, 0,2% Poloxamer 407 und 2% Hexylenglycol. Ein anderes Gel wurde darüber hinaus identifiziert, welches eine Arzneimittellöslichkeit und Arzneimittelfreisetzung aufwies, die von dem Prototypgel nicht wesentlich verschieden waren. Dieses zweite Gel (Gel 6) enthielt 0,4% Polysorbat 40 und 2% Hexylenglycol, enthielt allerdings kein Poloxamer. Alle anderen Bestandteile waren zu der gleichen Konzentration für beide Gele verfügbar.