Untersuchung der räumliche Verteilung von injizierten Medikamenten im Gewebe mittels Synchrotronbildgebung
Die Novartis AG ist ein weltweit tätiger und börsennotierter Biotechnologie- und Pharmakonzern mit Sitz in Basel in der Schweiz. Die Kernbereiche des Konzerns sind das Erforschen, Entwickeln, Produzieren und Vertreiben von verschreibungspflichtigen Arzneimitteln. Die Entwicklung in den Bereichen Kardiologie, Neurologie, Immunologie und Onkologie konzentriert sich auf aktuelle Forschungsergebnisse aus Chemie und chemischer Biologie sowie auf innovative Therapien durch Biotherapeutika und Radioliganden, auf RNA basierende Therapien sowie auf Gentherapie und Zelltherapie.
Vorgefüllte Spritzen (Prefilled Syringes, PFS) sind primäre Verpackungsmaterialien, die für die subkutane Injektion von parenteralen Arzneimittellösungen Komfort und Sicherheit bieten. Ein mit dem Trend zu höheren Medikamentenkonzentrationen immer häufiger auftretendes Problem ist jedoch das Verstopfen der Nadel während der Lagerung aufgrund von Wasserverlust durch Verdunstung und der daraus folgenden Verfestigung des Medikaments. Im Gegensatz zu allen bisherigen Studien zu diesem Thema konzentriert sich diese Arbeit auf pharmakokinetisch relevante Aspekte und untersucht die Auswirkungen des Verstopfens der Nadel auf die räumliche Verteilung des injizierten Arzneimittels im Gewebe.
Die angewandte Materialanalytik von ANAXAM mittels Synchrotron-CT wurde eingesetzt, um das Ausbreitungsmuster und den Verbleib der injizierten Flüssigkeit in einer Schweinehaut zu visualisieren und zu analysieren. Untersuchungen an einer monoklonalen Antikörperlösung zeigen, dass sich Verstopfungen, die durch Verdunstung von Wasser und Verfestigung der Medikamentenlösung in der Nadelspitze entstehen, während der Injektion in der Regel im Flüssigkeitsstrom auflösen. In der Anfangsphase der Injektion beginnt der Flüssigkeitsstrahl nur durch einen schmalen Kanal in der Verstopfung aus der Nadel zu entweichen. Der daraus resultierende hohe dynamische Druck kann die Verteilung der Flüssigkeit im Gewebe verändern und einen langen Flüssigkeitsschwanz verursachen, der tief in das Fasernetz der subkutanen reicht. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass sich ein in das Gewebe eingedrungener Pfropfen schnell auflösen würde.
Viele Phänomene verstehen wir erst richtig durch Visualisierung. Das Verhalten von injizierten Medikamenten im Gewebe zu visualisieren ist dabei eine wichtige Erkenntnis, um zu verstehen, welchen Einfluss eine verstopfte Nadel auf die Injektion haben kann, was wir in diesem Forschungsprojekt nun verwirklichen konnten. Bildgebungsverfahren, speziell Synchrotron-Röntgentomorgraphie, ermöglichte dies auf eine eindrucksvolle Weise, wie dies vorher noch nie gezeigt wurde. 3-D-Bilder geben hierbei sogar noch mehr Informationen und zeigen ein wirklich klares Model, das den Mechanismus der Injektion aufzeigt. Die grossartige Expertise des gesamten interdisziplinären Teams hat dies möglich gemacht.”
Publikation: Verändert das Verstopfen der Nadel die räumliche Verteilung des injizierten Medikaments im Gewebe? Neue Erkenntnisse durch Röntgen-Computertomographie
