Sachverhalt:
A. A.a Mit Eingabe vom 27. Mai 2010 reichte die X._ AG (Beschwerdeführerin) beim Handelsgericht des Kantons Zürich ein Massnahmebegehren gegen die Y._ AG (Beschwerdegegnerin 1) sowie die in Belgien domizilierten Gesellschaften Z._ NV (Beschwerdegegnerin 2) und Q._ BVBA (Beschwerdegegnerin 3) ein.
Die Beschwerdeführerin beantragte, es sei den Beschwerdegegnerinnen "unter Androhung der Bestrafung ihrer Organe mit Haft im Widerhandlungsfall zu untersagen, den antimykotischen Stift gegen Nagelpilz, den sie unter der Marke R._ bewerben und verkaufen ..., in die Schweiz einzuführen, hier zu bewerben, anzubieten, zu verkaufen oder auf andere Weise gewerblich zu verwenden". Dabei machte sie geltend, der von den Beschwerdegegnerinnen hergestellte bzw. vertriebene Stift verletze ihr Patent EP 111._.
Der unabhängige Anspruch 1 des Streitpatents lautet wie folgt:
"Wasserfreie und von film- und lackbildenden Zusätzen freie, topisch anwendbare Mittel zur Behandlung von Onychomykosen und zur Nagelpflege, enthaltend
a. eine oder mehrere Wirksubstanzen
b. einen oder mehrere CrC4-Alkylester der Milchsäure, der Apfelsäure, der Weinsäure oder der Zitronensäure als Carrier und
c. gegebenenfalls physiologisch verträgliche Hilfsstoffe."
Der inkriminierte Stift der Beschwerdegegnerinnen hat unstrittig einen Wassergehalt von 2 %.
A.b Mit Verfügung vom 11. Februar 2011 wies der Einzelrichter im summarischen Verfahren am Handelsgericht des Kantons Zürich das Massnahmebegehren ab (Dispositiv-Ziffer 1). Er erwog, der Beschwerdeführerin sei es nicht gelungen, glaubhaft zu machen, dass das Merkmal "wasserfrei" des unabhängigen Anspruchs 1 dahingehend auszulegen sei, dass ein Wassergehalt von 2 % darunter falle. Damit habe die Beschwerdeführerin nicht glaubhaft gemacht, dass der Stift der Beschwerdegegnerinnen in den Schutzbereich des Streitpatents falle.
Der Einzelrichter setzte im Weiteren die Gerichtsgebühr auf Fr. 35'000.-- fest (Dispositiv-Ziffer 2), auferlegte der Beschwerdeführerin die Kosten (Dispositiv-Ziffer 3) und verpflichtete sie zur Zahlung einer Prozessentschädigung an die Beschwerdegegnerinnen von je Fr. 35'000.-- (Dispositiv-Ziffer 4).
B. Mit Beschwerde in Zivilsachen beantragt die Beschwerdeführerin dem Bundesgericht, es seien Dispositiv-Ziffern 1, 3 und 4 der Verfügung des Handelsgerichts des Kantons Zürich vom 11. Februar 2011 aufzuheben und die Sache sei zu neuer Entscheidung über die Gewährung der vorsorglichen Massnahme an das Handelsgericht zurückzuweisen. Dabei sei das Handelsgericht anzuweisen, das beantragte Verbot zu erlassen, eventualiter sei ein Fachrichtervotum, subeventualiter ein Kurzgutachten einzuholen.
Die Beschwerdegegnerinnen beantragen die Abweisung der Beschwerde, soweit darauf eingetreten werden könne. Die Vorinstanz hat auf eine Vernehmlassung verzichtet.
C. Mit Verfügung vom 21. März 2011 wies das Bundesgericht das Gesuch der Beschwerdeführerin um aufschiebende Wirkung ab.
Erwägungen:
1. 1.1 Da mit der vorliegenden Beschwerde ein Entscheid angefochten wird, der eine vorsorgliche Massnahme zum Gegenstand hat, kann nur die Verletzung verfassungsmässiger Rechte gerügt werden (Art. 98 BGG). Die Verletzung dieser Rechte kann das Bundesgericht nur insofern prüfen, als eine solche Rüge in der Beschwerde präzise vorgebracht und begründet worden ist (Art. 106 Abs. 2 BGG; BGE 134 I 83 E. 3.2 S. 88; 134 II 244 E. 2.2 S. 246; 133 III 439 E. 3.2 S. 444 f.; je mit Hinweisen). Der Beschwerdeführer muss klar und detailliert anhand der Erwägungen des angefochtenen Entscheids darlegen, inwiefern verfassungsmässige Rechte verletzt worden sein sollen (BGE 135 III 232 E. 1.2 S. 234; 133 III 589 E. 2 S. 591 f.). Macht der Beschwerdeführer eine Verletzung von Art. 9 BV geltend, genügt es nicht, wenn er einfach behauptet, der angefochtene Entscheid sei willkürlich; er hat vielmehr im Einzelnen zu zeigen, inwiefern der angefochtene Entscheid offensichtlich unhaltbar ist (BGE 134 II 349 E. 3 S. 352; 133 I 1 E. 5.5 S. 5; 130 I 258 E. 1.3 S. 262).
Willkür im Sinne von Art. 9 BV liegt nach ständiger Rechtsprechung nicht schon dann vor, wenn eine andere Lösung ebenfalls vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre. Das Bundesgericht hebt einen kantonalen Entscheid wegen Willkür nur auf, wenn er offensichtlich unhaltbar ist, zur tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgrundsatz zuwiderläuft. Willkür liegt zudem nur vor, wenn nicht bloss die Begründung eines Entscheids, sondern auch das Ergebnis unhaltbar ist (BGE 135 V 2 E. 1.3 S. 4 f.; 134 II 124 E. 4.1 S. 133; 132 III 209 E. 2.1 S. 211; je mit Hinweisen).
Unerlässlich ist im Hinblick auf Art. 42 Abs. 2 sowie Art. 106 Abs. 2 BGG, dass die Beschwerde auf die Begründung des angefochtenen Entscheids eingeht und im Einzelnen aufzeigt, worin eine Rechtsverletzung liegt. Der Beschwerdeführer soll in der Beschwerdeschrift nicht bloss die Rechtsstandpunkte, die er im kantonalen Verfahren eingenommen hat, erneut bekräftigen, sondern mit seiner Kritik an den als rechtsfehlerhaft erachteten Erwägungen der Vorinstanz ansetzen (vgl. BGE 134 II 244 E. 2.1 S. 245 f.; 121 III 397 E. 2a S. 400; 116 II 745 E. 3 S. 749). Die Begründung hat ferner in der Beschwerdeschrift selbst zu erfolgen und der blosse Verweis auf Ausführungen in anderen Rechtsschriften oder auf die Akten reicht nicht aus (BGE 133 II 396 E. 3.1 S. 399 f.; 131 III 384 E. 2.3 S. 387 f.; je mit Hinweisen).
1.2 Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG); neue Tatsachen und Beweismittel sind grundsätzlich unzulässig (Art. 99 Abs. 1 BGG). Da gegen den angefochtenen Entscheid nur die Verletzung verfassungsmässiger Rechte geltend gemacht werden kann (Art. 98 BGG), kommt eine Berichtigung oder Ergänzung der Sachverhaltsfeststellungen (vgl. Art. 97 Abs. 1 und Art. 105 Abs. 2 BGG) nur dann in Frage, wenn die Vorinstanz verfassungsmässige Rechte verletzt hat. Wird Letzteres geltend gemacht, ist neben der Erheblichkeit der gerügten Tatsachenfeststellung für den Ausgang des Verfahrens klar und detailliert darzutun, inwiefern diese verfassungswidrig, insbesondere willkürlich, sein soll (BGE 133 III 393 E. 7.1 S. 398, 585 E. 4.1 S. 588 f.; je mit Hinweisen).
1.3 Die Beschwerdeführerin verkennt diese Grundsätze über weite Strecken. Ihre Darlegungen unter dem Titel "Übersicht über das vorinstanzliche Verfahren" beschränken sich darauf, den Verfahrensablauf, die Parteivorbringen sowie die Rechtslage hinsichtlich der Auslegung des im Patentanspruch verwendeten Begriffs "wasserfrei" aus eigener Sicht zu schildern. Eine rechtsgenügend begründete Rüge bringt die Beschwerdeführerin darin nicht vor, sie setzt sich hingegen verschiedentlich über den von der Vorinstanz verbindlich festgestellten Sachverhalt hinweg oder erweitert diesen in unzulässiger Weise. So bringt sie etwa vor, ihr eigenes Produkt enthalte Wasser in einer geringen Menge von ca. 1 %, was als unwesentlich betrachtete Menge in manchen Ländern gar nicht deklariert werden müsse. Weiter führt sie aus, eine absolute Wasserfreiheit komme in der Praxis nicht vor und die Beschwerdegegnerinnen gäben eine Kleinmenge von 2 % Wasser absichtlich hinzu bzw. 2 % Wasser lägen im Bereich der natürlichen Wasseraufnahme des Stifts, wie sie an jedem Tag mit hoher Luftfeuchtigkeit natürlicherweise in den Stift gelange. Entsprechende Feststellungen finden sich nicht im angefochtenen Urteil. Ihre Vorbringen haben insoweit unberücksichtigt zu bleiben.
Auch in ihrer weiteren Beschwerdebegründung setzt sich die Beschwerdeführerin über den von der Vorinstanz verbindlich festgestellten Sachverhalt hinweg oder erweitert diesen, ohne eine hinreichende Sachverhaltsrüge zu erheben, indem sie etwa vorbringt, 2 % Wasser gefährdeten die Stabilität des Produkts nicht. Ausserdem stützt sie sich darin teilweise auf die soeben erwähnten unbeachtlichen Sachverhaltsvorbringen. Darauf kann nicht abgestellt werden.
Allgemein verkennt die Beschwerdeführerin, dass das Bundesgericht keine Appellationsinstanz ist, die eine freie Prüfung in rechtlicher und tatsächlicher Hinsicht vornimmt, wenn sie ihm - grösstenteils ohne konkreten Bezug zu den Erwägungen des angefochtenen Entscheids - unter Hinweis auf verschiedene Parteivorbringen im kantonalen Verfahren ihre eigene Sicht bezüglich der Auslegung des Patentanspruchs darlegt und daraus ableitet, 2 % Wassergehalt liege noch im Bereich des Begriffs "wasserfrei" im Sinne des erwähnten Anspruchs.
Nicht hinreichend begründet ist die Rüge der Beschwerdeführerin, die Vorinstanz habe in willkürlicher Weise die Verhandlungsmaxime verletzt, behauptet sie doch lediglich eine Verletzung des genannten Verfahrensgrundsatzes, geht jedoch nicht darauf ein, inwiefern die Vorinstanz diesen in offensichtlich unhaltbarer Weise missachtet hätte. Abgesehen davon, dass es sich bei der Auslegung des Patentanspruchs um eine Rechtsfrage handelt, wäre ohnehin nicht nachvollziehbar, inwiefern der angefochtene Entscheid angesichts der von der Beschwerdeführerin behaupteten "Zugabe" der Beschwerdegegnerinnen, Produkte mit bis zu 0.33 % Wassergehalt könnten als "wasserfrei" gelten, auch im Ergebnis unhaltbar wäre, zumal der inkriminierte Stift der Beschwerdegegnerinnen einen Wassergehalt von 2 %, und damit mehr als 0.33 %, aufweist.
2. Die Beschwerdeführerin wirft der Vorinstanz zunächst eine formelle Rechtsverweigerung (Art. 29 Abs. 1 BV) vor.
2.1 Sie behauptet dabei zu Unrecht, die Vorinstanz habe sich geweigert, die materiellrechtlichen Voraussetzungen der vorsorglichen Massnahme zu prüfen, weshalb ihr Entscheid einen "Nicht-Entscheid" darstelle. Die Vorinstanz hat entgegen der Ansicht der Beschwerdeführerin die Frage, ob der von den Beschwerdegegnerinnen hergestellte bzw. vertriebene Stift in den Schutzbereich des Streitpatents falle, geprüft und eine Patentverletzung als nicht glaubhaft erachtet. Eine Rechtsverweigerung liegt nicht vor. Ob die Rechtsauffassung der Vorinstanz zutrifft, kann im Beschwerdeverfahren nicht frei, sondern nur unter dem Gesichtspunkt der Verletzung verfassungsmässiger Rechte geprüft werden (vgl. Art. 98 BGG).
Die Beschwerdeführerin verkennt die beschränkte Überprüfungsbefugnis des Bundesgerichts, wenn sie vorbringt, es sei für den Richter unmittelbar einsichtig, dass der Stift der Beschwerdeführerin unter den sinngemäss ausgelegten Wortlaut des Patentanspruchs falle. Sie zeigt auch keine Verletzung verfassungsmässiger Rechte auf, indem sie der Vorinstanz eine Missachtung des Protokolls vom 29. November 2000 über die Auslegung von Artikel 69 des Europäischen Patentübereinkommens (SR 0.232.142.25) oder der Verfahrensbestimmung von Art. 57 der Schweizerischen Zivilprozessordnung vom 19. Dezember 2008 (Zivilprozessordnung, ZPO; SR 272) bzw. § 57 der Zivilprozessordnung des Kantons Zürich vom 13. Juni 1976 (aZPO/ZH) vorwirft.
2.2 Die Beschwerdeführerin zeigt auch keine Verletzung von Art. 29 Abs. 1 BV auf, wenn sie vorbringt, der Einzelrichter habe sich nicht auf die Kenntnisse der Fachrichter am Handelsgericht des Kantons Zürich gestützt, dem Chemiker mit guten Kenntnissen der Pharmabranche sowie Patentanwälte angehörten, womit er die Möglichkeiten nicht wahrgenommen habe, die ihm das Prozessrecht biete. Sie legt nicht dar, auf Grundlage welcher Bestimmungen es nach dem - für das vorinstanzliche Verfahren massgebenden - zürcherischen Prozessrecht im Einzelrichterverfahren möglich gewesen wäre, ein Fachrichtervotum eines Handelsrichters mit besonderen Fachkenntnissen einzuholen, der dem Spruchkörper nicht angehört. Ebenso wenig zeigt sie auf, inwiefern sich aus der erwähnten Verfassungsbestimmung ein Anspruch auf Beizug eines Fachrichters ergeben soll.
Der Vorwurf der formellen Rechtsverweigerung (Art. 29 Abs. 1 BV) ist unbegründet.
3. Ins Leere stösst auch die Rüge, die Vorinstanz habe der Beschwerdeführerin das rechtliche Gehör (Art. 29 Abs. 2 BV) verweigert, indem sie ihr keine Gelegenheit des Beweises durch ein Fachrichtervotum oder ein Gutachten gegeben habe.
Der aus Art. 29 Abs. 2 BV fliessende Anspruch auf rechtliches Gehör verleiht der betroffenen Partei das Recht, in einem Verfahren, welches in ihre Rechtsstellung eingreift, mit rechtzeitig und formgültig angebotenen Beweisanträgen gehört zu werden, soweit diese erhebliche Tatsachen betreffen und nicht offensichtlich beweisuntauglich sind (BGE 136 I 265 E. 3.2 S. 272; 131 I 153 E. 3 S. 157; 127 I 54 E. 2b S. 56; 124 I 241 E. 2 S. 242; je mit Hinweisen).
Die Beschwerdeführerin hat im vorinstanzlichen Verfahren kein Gutachten oder ein Fachrichtervotum beantragt. Vielmehr vertrat sie die Ansicht, was sie in der Beschwerdeschrift bekräftigt, es sei für den Richter unmittelbar und ohne weitergehende Fachkenntnisse einsichtig, dass der Stift der Beschwerdegegnerinnen in den Schutzbereich des Streitpatents falle. Die Vorinstanz war aufgrund dieser Verhältnisse nicht veranlasst, der rechtskundig vertretenen Beschwerdeführerin nachträglich noch formell die Möglichkeit einzuräumen, ein Gutachten zu beantragen. Es war im Massnahmeverfahren an der gesuchstellenden Beschwerdeführerin, die Voraussetzungen des beantragten Verbots glaubhaft zu machen und insbesondere die tatsächlichen Behauptungen, auf die sie die angebliche Patentverletzung stützte, zu substantiieren und entsprechende Beweisanträge zu stellen. Nachdem die Beschwerdeführerin vor der Vorinstanz gar kein Gutachten beantragt hatte, ist nicht erkennbar, inwiefern es ihr im Massnahmeverfahren verunmöglicht worden wäre, sich ins Verfahren einzubringen und zur Sachaufklärung beizutragen.
4. Die Beschwerde erweist sich als unbegründet und ist abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann. Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend wird die Beschwerdeführerin kosten- und entschädigungspflichtig (Art. 66 Abs. 1 sowie Art. 68 Abs. 2 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 10'000.-- werden der Beschwerdeführerin auferlegt.
3. Die Beschwerdeführerin hat die Beschwerdegegnerinnen für das bundesgerichtliche Verfahren mit je Fr. 12'000.-- zu entschädigen.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Handelsgericht des Kantons Zürich schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 31. Mai 2011
Im Namen der I. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Die Präsidentin: Der Gerichtsschreiber:
Klett Leemann