Schmelzextrusion verbessert die Bioverfügbarkeit schwerlöslicher Wirkstoffe

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PIERALISI Northern Europe B.V. NL Deutschland

Wissenschaftler von Evonik erzeugen durch Schmelzextrusion feste Lösungen (Dispersionen) des Wirkstoffs in den Eudragit-Polymeren. Zur Herstellung der Dispersion schmilzt der Doppelschneckenextruder die Polymerkomponenten, die Hilfsstoffe sowie den Wirkstoff und vermischt und homogenisiert sie. Die homogene Schmelze wird unter Druck durch eine Düse gepresst, und es entsteht eine feste Lösung als Strang, als Pellet oder als Folie, die anschließend zu Tabletten weiterverarbeitet werden können. Nach dem Erstarren der Schmelze bleibt die molekulare Verteilung des Wirkstoffs in der Polymermatrix als feste Lösung bzw. Dispersion erhalten. Stabilisiert wird die homogene Lösung durch Wasserstoffbrückenbindungen, die eine Rekristallisation verhindern. Sobald sich das Polymer dann im Magen-Darm-Trakt löst, gibt es auch den Wirkstoff frei, und zwar in molekularer Form. Die Wirkstoffmoleküle können direkt hydratisiert und resorbiert werden, ohne dass Kristallgitterenergie aufgebracht werden muss, wie dies beim Lösen eines kristallinen Wirkstoffs der Fall ist.

Die Schmelzextrusion lässt sich auch bei temperaturempfindlichen Arzneistoffen anwenden, da durch geeignete Formulierungen die Temperatur, wenn notwendig, stark abgesenkt werden kann. Zudem ist die Zeit, die der Wirkstoff den Temperaturen ausgesetzt ist, durch den modularen Temperaturaufbau des Extruders sehr kurz.

Per Computer zur passenden Formulierung

Je nach Wirkstoff und gewünschtem Freisetzungsprofil wird eine maßgeschneiderte Polymerformulierung entwickelt. Welches Polymer zu welchem Wirkstoff passen könnte, wird zunächst computergestützt mit dem Berechnungssystem MemFis geprüft. Es berechnet u.a. die Löslichkeitsparameter des Wirkstoffs und vergleicht sie mit den bekannten Löslichkeitsparametern vieler Polymere. Mit MemFis ist es möglich, die Anzahl an Experimenten zu reduzieren, da es Polymer-Wirkstoff-Mischungen mit der größten Wahrscheinlichkeit für gute Mischbarkeit und Stabilität identifiziert. Das von Evonik entwickelte System warnt, wenn ein System instabil sein könnte, sich ein Wirkstoff also im Polymer nicht löst und schnell wieder auskristallisieren würde.

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