k-Carrageenan - ein neuer Pelletierhilfsstoff zur Feuchtextrusion/Sphäronisation

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden pharmazeutische Pellets unter Verwendung von κ-Carrageenan als neuartigem Pelletierhilfsstoff mit dem Verfahren der Feuchtextrusion/Sphäronisation hergestellt. Zur Herstellung der Extrudate wurde ein mit einem Datenerfassungs- und Steuerungssystem ausgerüsteter Zweischneckenextruder verwendet. In ersten Versuchen konnte gezeigt werden, dass sich von den drei untersuchten Carrageenantypen, ι-, κ- und λ-Carrageenan, nur κ-Carrageenan zum Einsatz als Pelletierhilfsstoff bei der Feuchtextrusion eignet. κ-Carrageenan kann in Anteilen von 5 bis 98 % als Pelletierhilfsstoff in Formulierungen eingesetzt werden. Im Vergleich zu Formulierungen mit mikrokristalliner Cellulose als Pelletierhilfsstoff weisen Formulierungen mit κ-Carrageenan als Pelletierhilfsstoff einen größeren nutzbaren Extrudatfeuchtebereich und schnellere Freisetzungsraten auf. In weiteren Versuchsreihen wurden der Sphäronisierprozess optimiert, ein Regelmechanismus des Extrusionsprozesses basierend auf der prozentualen Nennstromstärkenaufnahme implementiert und unter Verwendung von Methoden der statistischen Versuchsplanung eine optimale Rezeptur ermittelt. Hohe Wirkstoffbeladungen von bis zu 80 % in Formulierungen konnten mit κ-Carrageenan als Pelletierhilfsstoff realisiert werden.

The aim of this PhD-thesis was to investigate the suitability of κ-Carrageenan as novel extrusion aid. The pellets were produced by wet extrusion and spheronisation using a co-rotating twin screw extruder equipped with a data acquisition and control system. In first experiments it could be shown, that from the investigated three carrageenan types, ι-, κ- und λ-carrageenan, only κ-carrageenan could be used as extrusion aid. κ-carrageenan can be used in amounts ranging from 5 to 98 % as extrusions aid in formula. In comparison to formula with microcrystalline cellulose as extrusion aid formula with κ-carrageenan as extrusion aid show a broader range of optimal water content and a faster release profile. In further studies the spheronisation process was optimised, a control mechanism using the power input of the extruder drive as steering variable was set up and an optimisation of a formula using DEO methods was performed. High drug loads up to 80 % in formula were achieved using κ-carrageenan as extrusion aid.