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Phospholipid-Based Delivery Systems: Injectable Depot Formulations

Because many drugs have a short biological half-life, multiple administrations are needed to achieve a therapeutic effect. In addition, drugs may not be suitable for oral administration because of degradation in the gastrointestinal tract and poor absorption. These include high molecular weight proteins and peptides. For such drugs, extended-release depot injectables for local or systemic applications enable a more patient-friendly, low frequency therapy, leading to a better compliance.

Extended drug release can be achieved by various formulation strategies. For intermediate release periods (days up to several weeks), lipid-based and especially phospholipid-based formulations are an interesting and innovative depot-injectable approach (Fig. 1).

Fig. 1: Overview of categories of phospholipid-based depot technologies: (A) drug suspension, (B) multivesicular liposomes, (C) in situ formed depots at injection site.

Compared to polymer depots, phospholipid depots exhibit favorable degradation profiles related to the formation of less acidic products. All this together makes phospholipids highly interesting excipients for depot injectables.

Phospholipids are nowadays successfully used in numerous approved and marketed depot formulations and are being investigated in ongoing research and development projects using various technologies.

Lipoid offers a wide range of large-scale available natural and synthetic phospholipids of pharmaceutical quality to formulate innovative depot injectables with optimized drug release profiles.

„Good Morning Meeting“ in Kopenhagen

Lipoid präsentierte natürliche und synthetische Phospholipide für innovative Arzneimittelverabreichungssysteme, die Impfstoffe, pulmonale Anwendungen und Depotformulierungen umfassen. Vielen Dank an alle Teilnehmer, das außergewöhnliche Interesse an unseren Materialien – cGMP-Phospholipide für Ihre Produkte von der Forschung bis zur Vermarktung – und die ergiebigen Diskussionen.

Teilnahme am 18. „Annual Skin Forum 2022“ in Malmö – gerne treffen wir uns mit Ihnen

Das „Annual Skin Forum 2022“ bringt international anerkannte Experten aus der ganzen Welt zusammen, um die Hautforschung durch Wissens- und Informationsaustausch voranzubringen.

Jedes Jahr organisiert das Hautforum ein Treffen mit angesehenen Hauptrednern sowie Studenten, Klinikern, Wissenschaftlern und Interessenvertretern aus der Industrie, um die neuesten Forschungsergebnisse und regulatorischen Entwicklungen zu diskutieren.

Lipoid ist offizieller Sponsor des 13. „Global DDF Summit“ – besuchen Sie uns am Stand Nr. 21

Beim „13. Drug Delivery and Formulation Summit“ werden die aufregendsten und innovativsten Entwicklungen in der pharmazeutischen Technologie präsentiert. Themen des diesjährigen Treffens sind die neuesten Trends, Konzepte und Innovationen der pharmazeutischen Industrie, wie:

• Formulierungsdesign für schwer lösliche Wirkstoffe

• Potenzial der Nanotechnologie für bessere Dareichungsformen

• Die neuesten Technologien zur kontrollierten Freisetzung

• u. v. m.

Lipoid auf der Vitafoods Europe 2022 in Genf – dem wichtigsten Treffpunkt für den Ernährungs- und Gesundheitsmarkt

Als einer von über 1.200 Ausstellern präsentierte sich Lipoid auf der weltweit führenden Veranstaltung für Lebensmittelzutaten, Wirkstoffe und Rohstoffe, Nahrungsergänzungsmittel und Dienstleistungen, an der rund 25 000 Fachleute aus der Ernährungsbranche teilnahmen.

Die diesjährige Messe, die alle Akteure einer sich ständig wandelnden Nahrungsergänzungsmittelbranche zusammenbringt, hat vom 10. bis 12. Mai 2022 in den Hallen 2, 4, 5 und 6 des Palexpo Messe- und Kongresszentrums stattgefunden und war ein voller Erfolg.

Langjährig bestehende Kontakte konnten vertieft und viele neue geknüpft werden. Dabei hat sich gezeigt, dass das Konzept, neben den natürlichen Rohstoffen auch fertige Systeme anzubieten, voll aufgegangen ist.
Insbesondere unsere Trägersysteme waren von großem Interesse, da sie den Kunden eine schnelle und einfache Produktentwicklung ermöglichen. Flüssige Formulierungen mit fettlöslichen Aktivstoffen wie z.B. Coenzym Q10, Curcumin oder Omega-3-Fettsäuren sowie liposomales Vitamin C sind ohne zusätzliche Herstellschritte zur direkten Abfüllung verfügbar.

Für individuelle Lösungen erfreuen sich unsere vorformulierten Liposomen oder Phospholipid-Pflanzenöl-Mischungen großer Beliebtheit. Diese Trägersysteme lassen sich einfach in Formulierungen einarbeiten oder sind direkt zur Abfüllung geeignet.

Egal ob fertig beladen oder als Eigenentwicklung – unsere Phospholipide überzeugen durch Ihre Natürlichkeit und ermöglichen eine erhöhte orale Bioverfügbarkeit von Wirkstoffen ohne Einsatz chemisch hergestellter Zusatzstoffe.

Phospholipid-Based Delivery Systems: Advanced Vaccines in Modern Medicine

Vaccine Adjuvants

The routine use of vaccines is one of the most outstanding accomplishments of modern medicine. The first major milestone was the eradication of smallpox. Nowadays, emerging pathogens like Sars-CoV-2 require innovative vaccination approaches. Besides the prevention of infectious diseases, vaccination is also an emerging field to prevent and treat cancer.

The first generations of vaccines were made by use of live attenuated organisms or inactivated organisms, followed by specific antigens and most recently by antigen encoding mRNA. Antigens often induce only a low immune response. In such cases, adjuvants are needed to boost and/or modulate the immune response. Adjuvants can be classified into carrier systems and immunostimulants or antigens.

Carrier Systems

Carrier systems include e.g. oil-based emulsions, Immune Stimulating Complexes (ISCOMs), liposomes, lipoplexes and lipid nanoparticles (LNPs). Natural and synthetic phospholipids, mainly phosphatidylcholine, often called “lecithin” in American literature, and other phospholipids relevant for the adjuvant use are often explored and attract more and more attention (Fig. 1).

Such systems are used as carriers for immunostimulants, antigens or mRNA along with cationic lipids like DOTAP for complexation (Fig. 2). In addition, certain phospholipids of the carrier systems like DOPC and DOPE play a major role in intracellular processing. Since the advent of COVID-19 vaccines based on LNPs and mRNA, wherein phospholipids are essential components, the interest in lipid carriers is tremendously increased.

Immunostimulants

In 1925, Ramon demonstrated for the first time in horses that artificial enhancement of diphtheria and tetanus antitoxin levels by the addition of immunostimulants like agar, metallic salts and saponins is possible. In the 1940s, first trials were performed with water-in-oil emulsions as adjuvants. These so-called Freund adjuvants comprised mineral oil emulsions. Freund adjuvants are no longer used in marketed vaccines as they are poorly tolerated due to the nondegradable mineral oils present. Nevertheless the use of aluminium salts is well established, immunostimulants like saponins, Monophosphoryl Lipid A (MPL).

“Lipoid goes Rotterdam” – Gold Sponsor auf dem 13. PBP Meeting

Vom 28. bis 31. März begrüßte Lipoid seine Kunden und Freunde an seinem Stand auf dem 13. PBP World Meeting in Rotterdam. Diese Konferenzreihe gewinnt unter den pharmazeutischen Wissenschaftlern immer mehr an Bedeutung: Mit fast 1000 eingereichten Abstracts und mehr als 1300 Teilnehmern hat sie sich zu einer etablierten Großveranstaltung entwickelt, die Wissenschaftler aus der ganzen Welt anzieht.

Wichtig ist, dass das gesamte Themenspektrum in den Bereichen Pharmazie, Biopharmazie und pharmazeutische Technologie abgedeckt wird. Dazu gehören beispielsweise technische Aspekte der Herstellungsverfahren, die Palette der kommerziell erhältlichen Hilfsstoffe, die die Formulierung einer Vielzahl von Arzneimitteln und Medizinprodukten ermöglichen, die zugrunde liegenden Grundlagenwissenschaften (z. B. physikalisch-chemische Prinzipien), modernste Techniken zur Charakterisierung von Darreichungsformen in vitro und in vivo sowie potenzielle Fallstricke und Hürden, die bei der Produktentwicklung, Herstellung und Qualitätskontrolle zu überwinden sind.

Phospholipid-Based Delivery Systems – Advanced Pulmonary Applications Using Phospholipids

Phospholipids in Pulmonary Formulations

Phospholipids, in particular saturated phospholipids like dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), are the main components of lung surfactant. As endogenous molecules they provide unique advantages for pharmaceutical formulations. They are biocompatible, biodegradable, and recognized as safe for pulmonary drug delivery [1].

The administration of phospholipids to the lungs has proven successful for decades in the treatment of pathological conditions characterized by a lack of phospholipids in the lung tissue, especially in the alveoli, as in the case of respiratory distress syndrome (RDS) [2]. Pulmonary drug delivery is the preferred route of administration for the local treatment of respiratory disorders such as respiratory distress syndrome, asthma, and chronic obstructive pulmonary disease (COPD).

It is also gaining interest for the systemic delivery of low molecular weight compounds, peptides, and potentially proteins, as it allows fast absorption, low metabolism rates and avoids invasive administration routes [3]. Phospholipids are further used as technical excipients, acting as solubilizer or dispersant, for stable drug formulations. They may serve as structure-giving agents and to improve the physical characteristics of drug delivery systems. Moreover, phospholipids can modulate the pharmacokinetics of a drug by enabling a sustained drug release or enhancing the drug permeability through the lung epithelium [4,5].

Phospholipids are flexible excipients: depending on the headgroup and the fatty acid composition, they harbor different characteristics such as phase transition temperature, size, and polarity. Chemical modifications, e.g. pegylation, further expand their versatility. The selection of a distinct lipid composition enables the generation of formulations with applicationoptimized specific properties.

Die Lipoid-Gruppe erweitert Kapazitäten am Standort Köln

Spatenstich in Köln am 19. Januar 2022

Der Ludwigshafener Konzern Lipoid, der weltweit die Pharmaindustrie mit Hilfsstoffen beliefert und vier unabhängige Produktionsanlagen in Deutschland betreibt, setzt kontinuierlich auf Wachstum.

An seinem Kölner Standort, der PHOSPHOLIPID GmbH, wird mittelfristig ein dreistelliger Millionenbetrag zur Errichtung eines modernen Produktions- und Laborkomplexes, eines pharmazeutischen Lagers, sowie einer neuen Dampf- und Kühlwassererzeugung auf insgesamt über 15.000 m2 Grundfläche investiert.

An der Realisierung dieses Projekts arbeitet ein interdisziplinäres Team von über 20 Mitarbeitern aus den Bereichen Technik, Qualitätssicherung, Qualitätskontrolle, Produktion und Einkauf zusammen mit lokalen Architekten, Fachplanern und Experten.

Trotz des Einflusses der COVID-Pandemie und der damit verbundenen veränderten Rahmenbedingungen während den laufenden Planungsphasen, die z. B. zeitweise zu einem Verzicht auf persönliche Besprechungen geführt haben, konnten die vorbereitenden Maßnahmen, nach Genehmigung des vorzeitigen Baubeginns im März 2021, in weniger als 12 Monaten abgeschlossen werden. Das ermöglichte die planmäßige Durchführung des symbolischen Spatenstichs bereits im Januar 2022 – zusammen mit Vertretern aus der lokalen Politik, der unmittelbaren Nachbarschaft, sowie dem Projektteam.

Die Inbetriebnahme der Dampf- und Kühlwassererzeugung wird noch in diesem Jahr erfolgen. Die Fertigstellung des Logistikgebäudes ist bereits für das erste Quartal 2024 vorgesehen. Die Bereiche für die Qualitätskontrolle, Qualitätssicherung sowie Verwaltung sollen bis spätestens Ende 2024 bezugs-fertig sein. Die Inbetriebnahme des Produktionsgebäudes erfolgt ebenfalls im vierten Quartal 2024. Mit der geplanten Prozess- und Anlagentechnik möchte die Unternehmensgruppe die Kapazitäten dieses Standortes erheblich erhöhen und gleichzeitig die Einhaltung der selbst gesteckten Nachhaltigkeitsziele sicherstellen.

Nach Aussage des Gesamtprojektleiters Dr. Lorenz Gabel basieren diese Investitionsvorhaben auf einer klaren Entscheidung der Lipoid-Gruppe, den bestehenden Standort langfristig zu entwickeln.

 

Abbildung 1: 1. bis 3. Pharmazeutischer Lager- und Laborkomplex, 4. Dampf- und Kühlwassererzeugung, 5. Produktionsgebäude

Topical Applications – Formulate Dermal Pharmaceutical Products with Phospholipids

Phospholipids are the excipients of choice in dermal formulations to modulate the interaction of active pharmaceutical ingredients (APIs) with the skin.
Phospholipids have unique multifunctional properties. They are natural components of every human cell. Therefore they are highly biocompatible and well tolerated – even by sensitive skin. The external application of phospholipids makes it possible to influence the degree of skin interaction: On using natural unsaturated phospholipids fluidization of the stratum corneum allows the penetration of APIs into deeper skin layers, while use of saturated (hydrogenated) phospholipids will restore/improve the barrier function of the skin in order to keep APIs in place longer [1].

In addition, they can replace missing or attenuated substances in the stressed skin (e.g. linoleic acid) via instrinsic metabolic pathways in the skin. Besides their use as penetration enhancer or retention time prolonger, phospholipids can also act as emulsifiers, natural moisturizers, texturizers or emollients, highlighting their role as multifunctional excipients contributing multiple benefits to dermal formulations [2].

Two classes of phospholipids (saturated phospholipids and unsaturated phospholipids) and three classes of phospholipid-based delivery systems (liposomes, emulsions, and lamellar structures) are commonly used in dermal pharmaceutical products. Saturated (hydrogenated) phospholipids have a phase transition temperature above the skin temperature and therefore form rigid structures that enhance the skin retention time of actives, while natural unsaturated phospholipids have a phase transition temperature below the skin temperature, enabling the formation of more flexible carrier systems with increased skin interaction, resulting in deeper tissue penetration of active ingredients [3].
In addition to being used to functionally improve dermal drug products, phospholipids can also be considered to make pharmaceutical form line extensions, by replacing other functional excipients [4,5,6].