Nanoparticle preparation process using novel microjet reactor technology for enhancing dissolution rates of poorly water soluble drugs

In this study a novel method MicroJet reactor technology was developed to enable the custom preparation of nanoparticles. rnDanazol/HPMCP HP50 and Gliclazide/Eudragit S100 nanoparticles were used as model systems for the investigation of effects of process parameters and microjet reactor setup on the nanoparticle properties during the microjet reactor construction. rnFollowing the feasibility study of the microjet reactor system, three different nanoparticle formulations were prepared using fenofibrate as model drug. Fenofibrate nanoparticles stabilized with poloxamer 407 (FN), fenofibrate nanoparticles in hydroxypropyl methyl cellulose phthalate (HPMCP) matrix (FHN) and fenofibrate nanoparticles in HPMCP and chitosan matrix (FHCN) were prepared under controlled precipitation using MicroJet reactor technology. Particle sizes of all the nanoparticle formulations were adjusted to 200-250 nm. rnThe changes in the experimental parameters altered the system thermodynamics resulting in the production of nanoparticles between 20-1000 nm (PDI<0.2) with high drug loading efficiencies (96.5% in 20:1 polymer:drug ratio).rnDrug releases from all nanoparticle formulations were fast and complete after 15 minutes both in FaSSIF and FeSSIF medium whereas in mucodhesiveness tests, only FHCN formulation was found to be mucoadhesive. Results of the Caco-2 studies revealed that % dose absorbed values were significantly higher (p<0.01) for FHCN in both cases where FaSSIF and FeSSIF were used as transport buffer.rn

In der vorliegenden Arbeit wurde eine neuartige Methode entwickelt - die Mikrojetreaktor-Technologie - um die spezifische Herstellung von Nanopartikeln zu ermöglichen. rnDanzol/HPMCP HP50 und Gliclazid/Eudragit S100 Nanopartikel wurden als Modellsysteme für die Untersuchung des Einflusses der verschiedenen Prozess- und konstruktionsbedingten Parameter am Mikrojetreaktor auf die Eigenschaften der Nanopartikel genutzt. rnNach Abschluss einer initialen Machbarkeitsstudie am Mikrojetreaktorsystem wurden drei verschiedene Nanopartikelformulierungen unter Verwendung des Modellwirkstoffes Fenofibrat durch kontrollierte Fällung im Mikrojetreaktor hergestellt. Dies waren Fenofibrat Nanopartikel, stabilisiert mit Poloxamer 407 (FN), Fenofibrat Nanopartikel in einer Hydroxypropylmethylcellulosephthalat (HPMCP) Matrix (FHN) und Fenofibrat Nanopartikel in einer HPMCP/Chitosan Matrix (FHCN). Bei allen Formulierungen konnte die Partikelgröße auf 200-250 nm eingestellt werden. rnVariationen der experimentellen Parameter resultierten in thermodynamischen Änderungen des Systems, welche die Herstellung von Nanopartikeln zwischen 20-1000nm (PDI <0,2) mit hohen Wirkstoffbeladungen (96,5% bei einem Polymer:Wirkstoff Verhältnis von 20:1).rnFenofibrat Formulierungen zeichneten sich durch eine schnelle und vollständige Wirkstofffreisetzung in FaSSIF und FeSSIF Medien innerhalb von 15 Minuten aus. Die Mucoadhäsionstests ergaben nur für die FHCN Formulierung eine Mucoadhäsion. Die Caco-2 Studien zeigten sowohl bei der Nutzung von FaSSIF als auch FeSSIF Medien als Transportpuffersystem für FHCN signifikant höhere (p<0,01) prozentuale Absorptionswerte. rn