Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von Pellets mit hoher Wirkstoffbeladung durch Pulverbeschichtung und Direktpelletierung in der Luftgleitschicht

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Ziel dieser Arbeit war es, unter Verwendung von Prototypen Verfahren zur Wirkstoffpelletherstellung durch Pulverbeschichtung und Direktpelletierung in der geführten Wirbelschicht, auch als „Luftgleitschicht“ bezeichnet, zu entwickeln. Bisher erfolgt die Herstellung von Wirkstoffpellets in der Luftgleitschicht vor allem in Form des Beschichtens von Starterkernen mit Lösungen bzw. Suspensionen. Da diese Prozesse zur Herstellung hochbeladener Wirkstoffpellets zeitaufwendig und kostenintensiv sind, stellen Pulverbeschichtungs- und Direktpelletierverfahren ökonomisch interessante Alternativen dar.
Anhand von Prototypen und Modellarzneistoffen wurden geeignete Apparateeinstellungen und Prozessparameter sowie Formulierungen erarbeitet, um Pellets mit einem hohen Wirkstoffgehalt von 80 % oder mehr herzustellen. Die Prozesse wurden im Hinblick auf die zur Durchführung erforderliche Zeit und die Layering-Effizienz bzw. Ausbeute beurteilt.
Bei zufriedenstellender Ausbeute bzw. Layering-Effizienz konnten Wirkstoffpellets mit gleichem Wirkstoffgehalt durch Direktpelletierung des Wirkstoffs in deutlich kürzerer Zeit hergestellt werden als durch Pulverbeschichtung. Darüber hinaus konnte durch Direktpelletierung des Wirkstoffs ein noch höherer Wirkstoffgehalt erreicht werden. Die Prozesszeit war in beiden Prozessen durch die Klebrigkeit der Pulvermischung und Homogenität der Feuchtigkeitsverteilung begrenzt. Die maximale Sprührate wurde zudem im Pulverbeschichtungsprozess durch die Agglomerationsneigung der zu beschichtenden Partikel, die Fließeigenschaften der Pulvermischung und die Pulverförder-geschwindigkeit begrenzt. Eine gleichmäßige Verteilung des Sprühmediums war im Direktpelletier-prozess von Bedeutung, um die Bildung von großen Agglomeraten und das Anhaften feuchten Pulvers auf dem Rotor und an den Behälterinnenwänden zu vermeiden.
Die direkt pelletierten und pulverbeschichteten Pellets wurden bezüglich typischer Pelleteigen-schaften, wie Partikelgrößenverteilung, Formfaktoren, Bruchfestigkeit, Gehalt und Freisetzungs-verhalten, untersucht. Die Bruchfestigkeit und das Freisetzungsverhalten waren vergleichbar und der Wirkstoff jeweils homogen verteilt. Engere Partikelgrößenverteilungen und bessere Formfaktoren wurden bei der Herstellung mittels Pulverbeschichtung erreicht.
Da Wirkstoffpellets häufig in einem weiteren Prozessschritt, zum Beispiel mit einem funktionellen Coating, überzogen werden, ist es vorteilhaft, sowohl die Wirkstoffpelletherstellung als auch das funktionelle Coating in derselben Apparatur durchführen zu können. Deshalb wurde untersucht, inwiefern sich die mit den genannten Prototypen hergestellten Wirkstoffpellets und insbesondere die Direktpelletierapparatur zur Applikation eines funktionellen Coatings eignen. Sowohl durch Pulver-beschichtung als auch durch Direktpelletierung hergestellte Pellets konnten erfolgreich in einer konventionellen Luftgleitschicht-Apparatur überzogen werden. Nach geringfügiger Adaption der Prozessparameter konnte der Überzugsprozess auch in der Direktpelletierapparatur durchgeführt werden, wobei sogar eine höhere Coating-Effizienz erreicht wurde und deshalb bereits ein niedrigeres Coating-Level zum Erreichen der Funktionalität des Coatings ausreichte. Somit konnte gezeigt werden, dass die Herstellung hochbeladener Wirkstoffpellets durch Direktpelletierung und deren funktionelles Coating prinzipiell in derselben Apparatur ohne Umbau möglich ist.