Characterization of starch-based system for parenteral controlled drug release applications

Abstract

This thesis explores an alternative material for parenteral controlled release systems, aiming to overcome issues associated with the predominant polymers PLA and PLGA. While these polymers degrade into acidic monomers, risking the degradation of active substances or causing non-linear release profiles, starch emerges as a promising alternative due to its non-toxic and non-acidic monomers. To address starch's weak mechanical properties and rapid degradation, the study employs physical modification through heat and pressure. Through extensive pre-screening studies, an appropriate starch type is identified, and production parameters were optimized. Animal studies demonstrated a 4-week release of a hydrophobic drug, with complete implant degradation within the same period. The results confirm the starch implant's potential in forming a biodegradable controlled release system for hydrophobic drugs.

Diese Dissertation erforscht ein alternatives Material für parenterale Systeme mit kontrollierter Freisetzung, um Probleme mit den üblichen Polymeren PLA und PLGA zu überwinden. Die Zersetzung dieser Polymere in saure Monomere kann zu Wirkstoffabbau oder nichtlinearen Freisetzungsprofilen führen. Stärke zeigt sich als vielversprechende Alternative, da ihre Monomere nicht toxisch und nicht sauer sind. Um Stärkes schwache mechanische Eigenschaften und schnellen Abbau zu verbessern, wird eine physikalische Modifikation durch Hitze und Druck angewendet. Nach umfassenden Vorstudien wurde ein geeigneter Stärketyp identifiziert und Produktionsparameter optimiert. Tierversuche zeigten eine 4-wöchige Freisetzung eines hydrophoben Arzneimittels, wobei das Implantat innerhalb dieses Zeitraums vollständig abgebaut wurde. Diese Ergebnisse bestätigen das Potenzial des biologisch abbaubaren Stärkeimplantats für kontrollierte Freisetzung hydrophober Arzneimittel.