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Analyse unerwünschter Partikel in parenteralen Medikamenten

02.08.2011
Intravenös applizierte Partikel stellen heute immer noch ein medizinisches Risiko dar, sodass sie in den letzten Jahren in den Fokus der Pharmaforschung gerückt sind.

Die Abteilung Reinst- und Mikroproduktion am Fraunhofer IPA entwickelte eine Methode zur Analyse von Partikeln in parenteralen Arzneilösungen. Mit diesem Verfahren kann jeder Partikel einer Materialklasse oder einem bestimmten Material zugeordnet werden.


REM-Bilder einer untersuchten Kontamination
© Fraunhofer IPA


Aluminium-Bisphos­phonat-Komplex (links) und Bisphos­phonat-Wirkstoff (rechts) als synthetisierte Referenzpartikel für das Ein­lesen von deren EDX-Spek­tren in die EDX-Datenbank
© Fraunhofer IPA

Injektions- und Infusionslösungen, die direkt in den Körper unter Umgehung des Magen-Darm-Trakts gegeben werden, so genannte parenterale Arzneilösungen, können sowohl intrinsische als auch extrinsische Partikel enthalten. Beispiele für extrinsische, von außen herkommende Partikel, sind Fasern, Glas und Abrieb von Maschinenteilen. Für intrinsische, vom Medikament selbst stammende Partikel, können Wirkstoffausfällungen, Interaktionen zwischen Rezepturbestandteilen und Primärpackmittel oder, insbesondere bei Antikörpern mit einer identischen molekularen Struktur (monoklonal), verwandte Substanzen mit höherer relativer Molekülmasse (Aggregate) genannt werden. Für die nicht-sichtbaren Partikel sind in den Arzneibüchern klare Grenzwerte und Analysen­methoden zur Untersuchung beschrieben.

Das medizinische Risiko, das von intravenös applizierten Partikeln ausgeht, ist immer noch Gegenstand von zahlreichen Forschungsarbeiten. Hier sind in den letzten Jahren insbesondere die Aggregate und deren Fähigkeit, Immunisierungsreaktionen beim Patienten hervorzurufen, bzw. toxische Eigenschaften zu haben, in den Fokus der Pharmaforschung gerückt. Auch von Verblockungen der Blutgefäße wurde berichtet; meistens werden die Partikel jedoch vom Körper im Gewebe (z. B. am Ort der Injek­tion) eingelagert.

Eine am Fraunhofer IPA etablierte Methode zur Analyse von Partikeln in parenteralen Arzneilösungen beruht auf der Filtration einer parenteralen Lösung und der Analyse der auf dem Filter befindlichen Partikel unter Reinraumbedingungen der Klasse ISO 1. Für eine qualitative und quantitative Analyse der filtrierten Partikel wurde das in der Abteilung Reinst- und Mikroproduktion vorhandene vollautomatisierte System eines Rasterelektronenspektroskops (REM), kombiniert mit der energiedispersiven X-Ray Spektroskopie (EDX), eingesetzt. Dieses System ermöglicht nicht nur ein automatisiertes Auszählen aller auf dem Filter vorhandenen Partikel, sondern auch für jeden Partikel ein EDX-Spektrum. Durch den Vergleich der Spektren mit einer Spektrendatenbank kann jeder Partikel einer Materialklasse oder sogar einem bestimmten Material zugeordnet werden. Durch Einlesen von bekannten Referenzkontaminationen kann somit gezielt die Stecknadel im Heuhaufen gesucht werden, sprich beispielsweise ein einzelner Partikel aufgrund einer Wirkstoffausfällung unter Tausenden von Natriumchlorid-Kristallen, welche bei der Filtertrocknung entstehen können. Ein Beispiel der Forschungsergebnisse, welche auf dieser Methodik beruhen, wurden in der pharmind 5-2011 in Zusammenarbeit mit der Firma Roche Diagnostics GmbH publiziert.

Ihr Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-biol. t. o. Markus Keller | Telefon +49 711 970-1560 I markus.keller@ipa.fraunhofer.de

Hubert Grosser | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ipa.fraunhofer.de

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