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Verfahrenstechnik für Arzneimittel Eine runde Sache: Forscher verbessern Kugelbildung für Medikamente

| Redakteur: Alexander Stark

Forscher an der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) arbeiten mit Kollegen der Technischen Universität Dortmund daran, die Kugelbildung für Arzneimittel in Kapseln zu verbessern und untersuchen, welche Parameter diesen Prozess fördern.

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Dominik Weis (li.) und Professor Sergiy Antonyuk arbeiten daran, die Prozesse der Kugelbildung im Sphäronisator zu verbessern.
Dominik Weis (li.) und Professor Sergiy Antonyuk arbeiten daran, die Prozesse der Kugelbildung im Sphäronisator zu verbessern.
(Bild: TUK/Thomas Koziel)

Frankfurt; Kaiserslautern – Oft kommen Arzneimittel als Kapseln in die Apotheke, in denen eine Vielzahl winziger Kugeln enthalten ist. Als Ausgangssubstanz dienen dabei meist zylindrisch geformte Pellets, die aus verschiedenen kleinen Partikeln besteht. Um in Medikamenten Verwendung zu finden, müssen sie aber aufbereitet werden.

Dabei bietet sich die Kugelform aus zwei Gründen an, wie Professor Dr. Sergiy Antonyuk vom Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik an der TU Kaiserslautern erläutert. Die gleichen Kugeln enthielten immer dieselbe Menge Wirkstoff. Zum anderen spiele auch die Größe der Kugeloberfläche bei der Produktion eine Rolle. Denn bevor die Kügelchen in eine Kapsel gefüllt werden, werden sie noch mit einer speziellen Beschichtung überzogen. Diese macht sie entweder haltbar gegenüber der Magensäure oder sorgt dafür, dass die ihre Wirkung erst nach einer gewissen Zeit entfalten. Für die pharmazeutische Industrie ist es somit einfacher, genau zu berechnen, wie viel sie davon verwenden muss.

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Hightech Salatschleuder

Um die Kugeln herzustellen, nutzt die Industrie einen Sphäronisator. Auch auf dem Kaiserslauterer Campus kommt ein solcher Apparat zum Einsatz. Die Forscher arbeiteten daran, die Bildung der Kugeln weiter zu verbessern. Die Technik ähnelt einer Salatschleuder oder einer rotierenden Schüssel. Das Besondere dabei: Der Boden des Sphäronisators weist eine raue Oberfläche auf. Diese kleinen pyramidenähnlichen Erhebungen sorgen für eine hohe Reibung und letztlich dafür, dass sich aus den Pellets, in Fachkreisen auch Extrudat genannt, innerhalb von ungefähr 15 Minuten Kugeln bilden. Die Anlage dreht sich dabei zwischen 1.200 und 1.600 mal in der Minute. Dies lasse sich je nach Bedarf einstellen, so die beteiligten Forscher.

Das Team möchte nun herausfinden, wie die Parameter bei diesem Verfahren gestaltet sein müssen, damit der Prozess optimal abläuft und somit zum Beispiel auch weniger Materialausschuss übrig bleibt und weniger Energie verbraucht wird. Neben den Untersuchungen im Labor nutzen sie Computersimulationen, in denen verschiedene Situationen einfacher durchspielen können und etwa Parameter wie Geschwindigkeit oder Füllgrad variieren können.

Die Kaiserslauterer Ingenieure vom Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik arbeiten dabei eng mit Kollegen um Professor Dr. Markus Thommes von der TU Dortmund zusammen, die ihnen die Ausgangsmaterialien für die Experimente sowie experimentelle Daten für die Simulationen zur Verfügung stellen.

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