Schmelzextrusion

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    Schnecken-Extruder Extrusion

    Beschreibung

    Die Schmelzextrusion ist ein mittlerweile weit verbreitetes Verfahren zur Herstellung von festen Dispersionen. Ein wichtiger Vorteil der Schmelzextrusion, gegenüber anderen Verfahren für die Herstellung fester Dispersionen ist das lösungsmittelfreie Arbeiten. Hierdurch können Zeit und Kosten gespart werden. Zusätzlich ist die Extrusion ein kontinuierliches und effizientes Verfahren, bei dem die Weiterverarbeitung der Extrudate ein weites Feld bietet. Sich anschließen können Rundungs- oder Mahlprozessen, nach denen das entstandene Intermediat beispielsweise abgefüllt oder tablettiert werden kann.

    Durch kurze Prozesszeiten ist es unter Umständen sogar möglich hitzeempfindliche Stoffe in der Schmelzextrusion zu verarbeiten (Breitenbach 2002). Variable Prozessparameter, wie die Pulverdosierrate, die Schneckendrehgeschwindigkeit, die Düsengeometrie oder die Schneckenkonfiguration ermöglichen es, den Extrusionsprozess und somit auch die Produkteigenschaften zu beeinflussen. [1]


    Ablauf

    1. Einbringung des zu verabeitenden Gutes durch ein Fördersystem
    2. Aufschmelzen, Mischen, Dispergieren und Formen
    3. Strangausformung (und ggf. Kühlen im Extruder)
      Wird nicht im Extruder gekühlt und der Strang direkt an der Düsenplatte abgeschnitten spricht man von einem „hot face“-Verfahren
    4. Kühlung nach dem Austritt

    Ziele & Vorteile der Schmelzextrusion

    Circa die Hälfte aller neu entwickelten Arzneistoffe weisen eine schlechte Wasserlöslichkeit auf. Die molukulardisperse Verteilung in Hilfstoff-Polymeren kann die Wirkstofffreisetzung positiv beeinflussen. So kann sowohl die Löslichkeit verbessert werden, als auch eine gezielte  Milieu- oder zeitabhängig Wirkstofffreisetzung erreicht werden. [2;3;4]

    1. Verbesserung der Löslichkeit
    2. Geschmacksmaskierung
    3. Retardierung der Wirkstofffreisetzung
    4. Lösungsmittelfreies Verfahren.
      Trockene Verarbeitung von feuchtigkeitsempfindlichen Substanzen

    5. Schnelle, kostengünstige Methode zur Verbesserung der Löslichkeit von schwerlöslichen Wirkstoffen. Daraus folgt eine erhöhte Bioverfügbarkeit.

    6. Ideales Verfahren zur Maskierung von schlecht schmeckenden Wirkstoffen

    7. Einfache und zuverlässige Methode, um eine zeitverzögerte Wirkstofffreisetzung zu realisieren; im Vergleich zu beschichteten monolithischen Tabletten geringeres Risiko der Sturzentleerung („dose dumping“)

    8. Schnelle und zuverlässige Methode zur Herstellung wirkstoffhaltiger Filme oder Pflaster

    9. Kontinuierlicher Prozess mit weniger Einzelschritten, effizientes Scale-up vom Labor zum Produktionsmaßstab

    10. Intensiver Mischprozess führt guter Dispergierung des Wirkstoffs

    11. Keine Kompression erforderlich, daher für wenig kompressible Pulver geeignet. Kompressibilität der Ausgangsmaterialien spielt nur geringe Rolle

    12. Weniger Hilfsstoffe nötig, da Polymere so designt werden können, dass sie verschiedene Aufgaben erfüllen

    13. Höhere thermodynamische Stabilität als andere Schmelzverfahren, damit geringere Neigung zur Umkristallisierung

    14. keine Trocknungsschritte notwendig

    Fertigarzneimittel

    Beispiele für Fertigarzneimittel, welche mittels Schmelzextrusion hergestellt werden:

    1. Nuvaring®
    2. Implanon®
    3. Palexia® PR (prolong release)

    Videos

     

     

     


    Literatur & Quellen

    1. Reitz, E.; Extrudierte feste Dispersionen zur Verbesserung der Lösungsgeschwindigkeit und Bioverfügbarkeit (2014) Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Doktorgrades der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
    2. Informationsbroschüre Leistritz Pharma „Pharmaextrusion“ (Stand 2016) LINK
    3. http://www.industry.siemens.com/topics/global/de/magazine/process-news/pharma/seiten/schmelzextrusion.aspx?ismobile=true
    4. Bialleck S.; Herstellung  von Polysaccharidpellets mittels Schmelzextrusion (2011) Dissertation LINK

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