Preparation and characterization of nanosuspensions for controlled drug delivery in preclinical research

Abstract

Nanosuspensionen stellen ein wertvolles Tool zur Überwindung der schlechten Wasserlöslichkeit von Arzneistoffen dar. Die kontrollierte Freisetzung dieser Formulierungen aus Osmose-basierten Systemen ist eine mögliche Option für das Erreichen konstanter Organlevel von schwerlöslichen Wirkstoffen über die Zeitdauer von einer Woche. Ziel dieser Dissertation war es, die Brauchbarkeit von Nanosuspensionen für die kontrollierte Freisetzung in der präklinischen Forschung zu untersuchen. Dies basierte a) auf der physikochemischen Untersuchung der nanopartikulären Systeme, b) auf der in-vitro-Testung der Nanosuspensionsfreisetzung aus osmotischen Pumpen und c) auf der in-vivo-Evaluation der in-vitro erhaltenen Ergebnisse. Die in-vitro-Freisetzung von Nanosuspension zeigte unerwartete Einflussfaktoren wie die Viskosität von Nanosuspension auf. Die In-vivo-Evaluation wurde über Radioimaging- und Organverteilungsstudien verschiedener aus Pumpen freigesetzter Nanosuspensionen untersucht.

Nanosuspensions have emerged as a powerful tool to overcome poor solubilities of drug substances. The controlled release of those formulations from osmosis-based drug delivery devices can be one option to create constant organ levels of poorly soluble compounds over the timeframe of one week. Aim of the thesis was to evaluate the suitability of using nanosuspensions for the controlled drug delivery in the preclinical drug development. This was based a) on the physicochemical characterization of the nanoparticulate system, b) on the in-vitro testing of nanosuspension release from osmotic pumps and c) on the in-vivo evaluation of the in-vitro obtained results. The in-vitro release of nanosuspension revealed additional impact factors such as nanosuspension viscosity. In-vivo evaluation was done by radioimaging and organ distribution studies of various nanosuspensions released from subcutaneously implanted osmotic pumps. Constant organ levels of compounds could be achieved.