Design, Entwicklung und Herstellung modifizierter gastroretentiver schwimmender Systeme auf Basis von schmelzextrudierten hohlen Zylindermatrices

Abstract

Die Entwicklung gastroretentiver Arzneiformen ist komplex, da neben der kontrollierten Freisetzung des Wirkstoffs zusätzlich die Verlängerung der Verweilzeit im Magen gewährleistet werden muss. Hierfür werden meist hydrophile Polymere verwendet, die bei Kontakt mit der Magenflüssigkeit aufquellen und dadurch sowohl die Freisetzung steuern als auch den gastroretentiven Mechanismus ausbilden. Der Nachteil dieser Technik ist eine direkte Abhängigkeit zwischen der Freisetzungskontrolle und den gastroretentiven Eigenschaften, sodass eine aufwendige Formulierungsentwicklung notwendig ist, um am Ende einen Kompromiss aus den erforderlichen gastroretentiven Eigenschaften und dem gewünschten Freisetzungsprofil zu erhalten. Ausgehend von dieser Problematik wird im Rahmen der Dissertation eine innovative schwimmende gastroretentive Arzneiform, basierend auf schmelzextrudierten hohlen Zylindermatrices, entwickelt. Dadurch wird die Trennung der gastroretentiven Eigenschaften von der Kontrolle der Freisetzung ermöglicht. Anhand des Wirkstoffs Metformin wird das Schlauchextrusionsverfahren etabliert und im Anschluss die Charakterisierung der hergestellten Hohlzylinder vorgenommen. Unter anderem werden die Einflüsse von Wirkstoffbeladung, Änderung der Polymerzusammensetzung und Geometrie der Hohlzylinder auf das Freisetzungsverhalten und die Schwimmfähigkeit untersucht. Die Ergebnisse der Metformin Versuche werden dann auf die Formulierungsentwicklung mit dem Wirkstoff Levodopa übertragen. Im Rahmen eines statistischen Versuchsplans wird die Weibull-Verteilungsfunktion zur Parametrisierung der Freisetzungsverläufe verwendet. Darauf basierend wird ein statistisches Modell erstellt, welches die Vorhersage von Freisetzungsprofilen innerhalb des Versuchsraums ermöglicht. Im letzten Kapitel wird die Anwendbarkeit des entwickelten Herstellungsprozesses auf den Wirkstoff Gabapentin untersucht, welcher eine mechanische und temperaturabhängige Zersetzung aufweist. Mittels statistischer Versuchsplanung in Verbindung mit einer Simulationssoftware für Extrusionsverfahren (Ludovic®) werden die Auswirkungen der identifizierten kritischen Prozessparameter auf die Stabilität des Wirkstoffs systematisch evaluiert.<br /> Das untersuchte Verfahren der Schlauchextrusion stellt durch die hohe Flexibilität, die präzisen Vorhersagemöglichkeiten und den einfachen Herstellungsprozess eine innovative Option zur zeitoptimierten und kostenreduzierten Entwicklung schwimmender gastroretentiver Arzneiformen dar.