Schmelzextrusion erhöht die Bioverfügbarkeit von Wirkstoffen

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Veolia Water Technologies Deutschland GmbH

Und so steht neben dem technischen Support für die Kunden denn auch aktuell die Entwicklung neuer Formulierungen, die die Löslichkeit von Wirkstoffen erhöhen, im Fokus ihrer Forschungen bei Evonik Industries. Hinzu kommt die Möglichkeit, klinische Chargen nach GMP-Standards herzustellen.

In Darmstadt nimmt man die verschiede-nen physikalisch-chemischen Parameter sowohl vollkommen neuer Wirkstoffe als auch altbekannter genau unter die Lupe, um die Mischbarkeit von Wirkstoffen mit Polymeren zu untersuchen. Besonders interessant ist eine Fallstudie am Beispiel des Wirkstoffs Felodipin, einem Calcium-Kanal-Blocker der BCS-Klasse II mit einer Löslichkeit in Wasser von einem Mikrogramm pro Milliliter bei 37 Grad Celsius. Anhand dieses Modellarzneistoffs konnten die Wissenschaftler zeigen, dass die Löslichkeit von Felodipin mithilfe der Anwendung zweier Eudragit-Polymere in der Schmelzextrusion enorm gesteigert werden konnte. Das eine Polymer erhöht die Löslichkeit des Wirkstoffs und das zweite, nicht wasserlösliche Polymer, stabilisiert die übersättigte Lösung. „Die Erhöhung der Bioverfügbarkeit des Arzneistoffs konnten wir in einem Tiermodell erfolgreich nachweisen“, berichtet Nollenberger.

Technische Ausstattung

Dass die technischen Anlagen des Teams um Kathrin Nollenberger auf dem neuesten Stand sind, versteht sich von selbst. Mit einem ThermoFisher Minilab Extruder werden vor allem Machbarkeitsstudien durchgeführt. Der Output dieser Anlage liegt hier zwischen fünf und 100 Gramm Extrudat pro Stunde. In einer Leistritz-Anlage zur Stranggranulierung, mit der auch klinische Chargen produziert werden, sorgen zwei gleichlaufende Schnecken mit einem Durchmesser von 18 Millimeter für eine optimale Vermischung von Wirkstoff und Polymer. Bei diesem gleichläufigen Doppelschneckenextruder ist der Durchsatz zwischen 300 Gramm und 2,5 Kilogramm Extrudat pro Stunde variabel einstellbar.

Und die Pelletierungsanlage, mit deren Hilfe sich kleine Pellets herstellen lassen, hat ebenfalls einen Output zwischen 300 Gramm und mehreren Kilogramm Pellets pro Stunde. „Im Forschungsbetrieb fahren wir die Anlage meist mit einer Geschwindigkeit von einem Kilogramm pro Stunde“, so Nollenberger. Es ist möglich Mikropellets in verschiedenen Größen herzustellen, beispielsweise unter 1000 Mikrometern. Sie sind eine ideale Form, um in der Weiterverarbeitung eine modifizierte Wirkstofffreigabe oder auch eine Löslichkeitsverbesserung zu erreichen – sowohl in Tabletten als auch in Kapseln.

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