Präsentation des Projektes Freeze-Casting – Kaltes Verpressen ...

Präsentation des ProjektesFreeze-Casting – KaltesVerpressen hochporöser ArzneistoffeNadine Walther

Probleme bei der Tablettierung• Temperaturempfindlichkeit vieler Materialienà Funktionalitätsverlust durch Tablettierungà Inaktivierung von Enzymenà Umwandlung polymorpher Stoffe• Auflösunggeschwindigkeit• Tablettierbarkeit• wenige Materialien direkt tablettierbar• Verwendung von Hilfsstoffen (Binde-, Sprengmittel)Nachteil: große Tabletten, teuer in Herstellung

Idee aus der Keramikherstellung• Freeze-Casting (Sol-Gel-Prozesse): Gefrieren einerwasserhaltigen Suspension und die anschließende Trocknung• Vorteile:• Apparativer Aufwand gering• Umweltfreundlich• Einstellung der Porosität, Porengröße• für Pharmazeutika → durch große Porosität große Oberfläche &schnelle Auflösung

DurchführungWirkstoffSuspendiermittelMischen derKomponentenEingießen inFormenGefrierenTrocknenSuspensionPlexiglasröhrchenMikroskop,StahlplatteCCD-KameraFließrichtungKühlflüssigkeit

PrinzipWährend des GefrierensNach dem Trocknengefrierendes WasserWirkstoffpartikelDurch Volumenzunahmewährend desPhasenübergangs vomWasser zum Eis werden diePartikel zusammengepresst.Frühere Eiskristalle stellennach dem Gefrieren Porendar. Die Partikel desWirkstoffes behalten ihreForm.

Nachweis• Proof of Concept• Porosität, Porengröße und Auflösungsverhalten einstellbar• schnelle Auflösung gewährleistet• geringe Zusatzstoffzugabe ( z.B. SiO 2 ): Verbesserung derEigenschaftenPrinzipielle Anwendbarkeit der Technik impharmazeutischen Sektor1cm5 mm1 cm

Proben mit Paracetamol und ZuckerWachstumsgeschwindigkeitder Eiskristalle [m/s]1E-058E-066E-064E-062E-060E+00Feststoffgehalt20% Paracetamol50% Paracetamol70% Paracetamol0 10 20 30 40Abstand von der Kühlfläche [mm]

Proben mit Paracetamol und SiO 2Porengröße [µm]8642030,60% Paracet. , T= -20 °C62,50% Paracet. , T= -20 °C71,40% Paracet. , T= -20 °C78,90% Paracet. , T= -20 °CParacetamolgehalt0 0,2 0,4 0,6Abstand vom Boden [cm]

Proben mit Theophyllin, T = –10°CAufgelöster Feststoff100%80%60%40%20%0%Feststoffgehalt41,8%49,67%54,25%hydraulisch gepressthydraulisch gepresst0 30 60 90 120Zeit [min]

• ErgebnisseZusammenfassung• Erhöhung des Feststoffgehaltes‣Niedrigere Wachstumsgeschwindigkeiten‣Erhöhen der Auflösezeit‣Zunahme der Porosität‣Verringerung der mittleren Porengröße• Abstand vom Boden‣Verringerung der Porositäten‣Erhöhen der mittleren Porengröße• Bedeutung• schonende Tablettierung für temperaturempfindliche Stoffe• sehr schnelle Auflösung• gute Festigkeit mit einem sehr geringen Hilfsstoffanteil

Danksagung• Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, FBIngenieurwissenschaften,Prof. Dr. Ing. Joachim Ulrich• Universität Szeged, FB PharmazieProf. Dr. Piroska Szábo-Révesz• DAAD / MÖB• Veranstalter des IQ InnovationspreisesMitteldeutschland• Stadt Halle• TGZ/ Bio-Zentrum Halle GmbH• Sponsoren