Weitere positive Effekte von Medikamenten, die für die Inhalation konzipiert sind, sind ein schneller Wirkungseintritt, ein geringeres Risiko von systemischen Nebenwirkungen und eine hohe und langfristige pulmonale Wirksamkeit. Dank der besseren Bioverfügbarkeit kann für eine Dosis eines inhalierbaren Medikaments bereits ein Bruchteil des Wirkstoffs ausreichen, der in einer festen Dosierung verwendet wird.

Für den globalen Markt für inhalierbare Medikamente wird im Zeitraum von 2019 bis 2026 ein jährliches Wachstum von ca. 6,4 % und im Jahr 2026 ein Volumen von ca. 41,5 Mrd. USD erwartet. Auch wenn die Hauptanwendungsgebiete weiterhin Asthma, chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD), Lungenkrebs, bakterielle Lungenentzündung, Tuberkulose (TB), Infektionskrankheiten und andere Atemwegserkrankungen sein werden, beschleunigt auch die steigende Prävalenz von nicht-respiratorischen Erkrankungen wie Parkinson das Marktwachstum.

Gleichzeitig sehen viele Prognosen die steigende Prävalenz verschiedener Atemwegserkrankungen und -sterblichkeit in Verbindung mit einem wachsenden älteren Bevölkerungsanteil, steigender Luftverschmutzung und einer zunehmenden Verstädterung – insbesondere in asiatischen Megacitys – als weiteren Wachstumsmotor für den Markt der inhalativen Medikamente und Atemwegsgeräte. Die Weltgesundheitsorganisation erkennt die große Bedeutung von Asthma für die öffentliche Gesundheit an und schätzt, dass weltweit mehr als 340 Millionen Menschen an der Krankheit leiden.

Jüngste Virusausbrüche, die sich von Asien aus über die ganze Welt ausgebreitet haben, Tuberkulose (mit oder ohne HIV) und die Antibiotikaresistenz bakterieller Organismen haben ebenfalls zur Persistenz von Atemwegserkrankungen beigetragen, insbesondere bei Berücksichtigung sozioökonomischer Faktoren. Sogar für COVID-19 gelangen inhalative Therapeutika in Reichweite. Ein Unternehmen arbeitet an zwei spezifischen Medikamenten mit antiviralen Eigenschaften zur direkten Inhalation in die Atemwege, und ein anderes entwickelt ein Nasenspray, das bei Anwendung vor öffentlichen Zusammenkünften das Infektionsrisiko nachweislich um 78 % senkt.

Herstellung von Sprühpulvern und Flüssigkeiten zur Inhalation

An der Entwicklung eines Inhalationsprodukts sind verschiedene Disziplinen beteiligt, darunter Geräte-, Partikel- und Formulierungstechnologien, Aerosol- und Fertigungswissenschaften sowie regulatorisches Fachwissen. Die Anwendung neuer Ansätze, das anschließende Management des Produktlebenszyklus und die enge Zusammenarbeit mit den Aufsichtsbehörden werden im Bereich der Inhalationsprodukte wahrscheinlich zur Routine werden und letztendlich für mehr Qualitätsprodukte für die Patienten sorgen.   

Feine Pulver: Die Herstellung von Pulvern zur Inhalation ist in kleinem Maßstab relativ einfach, eine Umsetzung auf kommerzieller Ebene kann jedoch schwierig sein. Um diesen Prozess zu erleichtern, hat GEA ein hochspezialisiertes Sprühtrocknungssystem zur Partikelherstellung im großtechnischen Maßstab entwickelt. Damit lassen sich die aerodynamische Größe und die Fließeigenschaften der Partikel zur Herstellung feiner, frei fließender Pulver genau steuern, wichtig zum Beispiel für Anwendungen zur Vermarktung von biologischen Wirkstoffen wie Hormonen, Peptiden und Proteinen, die bei oraler Gabe abgebaut werden könnten.

Wenn es um Mischen und Vermengen geht, weiß GEA um die Bedeutung von Homogenität und Stabilität – die Schlüsselfaktoren bei der Produktion von Arzneimitteln zur Inhalation. GEA bietet auch Lösungen zum Mischen und Vermengen im Produktionsmaßstab für die Herstellung von Inhalationsprodukten (Trockenpulver und Suspensionen) an. Das Hochgeschwindigkeits-Mischermodul TRV, ein eigenständiges PharmaConnect^®-Modul, eignet sich besonders für das rasche Chargenmischen geringer Mengen an pharmazeutischen Wirkstoffen mit Basisträgerstoffen.

Inhalierbare Flüssigkeiten: Bei flüssigen Darreichungsformen kommt es auf die Größe an! Mit der GEA Technologie zur Reduzierung der Partikelgröße kann jede flüssige Dispersion oder Emulsion – in einem breiten Viskositätsbereich – unter aseptischen Bedingungen mit cGMP-validierten Hochdruckhomogenisatoren mikronisiert werden. Dies macht die API-Dispersion stabiler für eine verbesserte klinische Wirksamkeit.

Um sicherzustellen, dass flüssige Inhalationsprodukte und Aerosole dorthin gelangen, wo sie hingehören – in die Mundhöhle oder in die größeren Atemwege – betreibt GEA einen großen Aufwand bei der Konstruktion und Auslegung entsprechender Anlagen, unabhängig von deren Größe.

Der Blick in die Zukunft

Mit den Fortschritten beim Einsatz von Nanokristallen, Tensidträgern und Mikro- und verschiedenen Nanopartikeln sowie der Anwendung von kleinen Molekülen sind weitere Fortschritte im Bereich der Inhalation absehbar. So zielen beispielsweise viele der derzeit neu entwickelten Wirkstoffe auf Anwendungen ab, die von der Onkologie über das ZNS und die Endokrinologie bis hin zum Herz-Kreislauf-System und darüber hinaus reichen. Auch über den Bereich der Atemwege hinaus profitieren einige Therapeutika bereits von dieser Verabreichungsmethode, unter anderem Peptide und Proteine, Impfstoffe und neuerdings auch RNA-basierte Behandlungen sowie einige Schmerzmittel.

Bei der Verabreichung von Medikamenten hat sich das Gerätespektrum über die konventionellen Dosier- und Trockenpulverinhalatoren hinaus entwickelt. Es umfasst nun Vernebler, Flüssigkeits- und Sprühaerosolinhalatoren sowie treibgasfreie Varianten, die eine bessere Verabreichungseffizienz und eine größere Kompatibilität mit labilen Molekülen bieten.

Das Aufkommen neuer Gerätetechnologien, Verbesserungen bei den Behälterverschlusssystemen, neue Trägerstoffe und Fortschritte in der Partikeltechnik bringen alle bedeutende Entwicklungen in Bezug auf Effizienz und klinische Wirksamkeit mit sich. Fragen der Bioverfügbarkeit und Löslichkeit werden angegangen; es gibt einen verstärkten Fokus auf die kombinierte Entwicklung von Medikamenten und Geräten und ein enormes Bestreben, die Patientenerfahrung zu verbessern und zu steigern.