Ad- und Desorptionsverhalten von pharmazeutischen Wirkstoffen auf porösen Trägermaterialien
Arzneistoffe, die sich durch eine hohe spezifische Wirksamkeit auszeichnen, sind oftmals racemische Verbindungen mit einem oder mehreren Chiralitätszentren. Da die verschiedenen Enantiomere häufig unterschiedlich stark wirksam und im Extremfall gegensätzlich wirksam sind, werden nichtaktive oder gar gegensätzlich wirksame Enantiomere als Verunreinigung des Produktes betrachtet. Ziel des Gemeinschaftsprojektes „Poröse Hohlkugeln zur Herstellung enantiomerenreiner Wirkstoffe und deren direkte Überführung in funktionsoptimierte Darreichungsformen“ ist es, die selektive Abtrennung des biologisch wirksamen Enantiomers mit Hilfe funktionalisierter nanoskaliger Hohlkugeln in überkritischem CO2 zu untersuchen. Die Abtrennung soll in einem einzigen integrierten Verfahrensschritt (s. Abb. 1) mit direkter Abscheidung des Produktes in porösem Trägermaterial oder den Hohlkugeln selbst stattfinden. Bei beiden Prozessvarianten soll die Bioverfügbarkeit der Wirkstoffe durch Untersuchungen zur pH Wert -abhängigen und somit gezielten Freisetzung des Wirkstoffes untersucht und bewertet werden.
Abb. 1: Schematische Darstellung der prinzipiell möglichen Prozessvarianten.
Die Schwerpunkte der Arbeiten am ITTK liegen dabei in der Untersuchung des Phasenverhaltens der Modellwirkstoffe in überkritischem CO2, und den eingehenden Untersuchung des Adsorptionsvorganges an verschiedenen porösen Trägermaterialien. Ferner soll auch die Bioverfügbarkeit für ausgewählte Träger-Wirkstoff-Kombinationen untersucht werden. Dazu stehen Hochdruckapparaturen zur Durchführung von Phasen-gleichgewichtsmessungen und Beladungsversuchen sowie eine Magnetschwebewaage zur Untersuchung der Adsorptionskinetik im Hochdruckbereich zur Verfügung. Mit Hilfe der gewonnen Daten sollen zudem Partikelbildung und -abscheidung modelliert werden, um Voraussagen für den integrierten Gesamtprozess treffen zu können.
Gefördert wird dieses Projekt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft im Schwerpunktprogramm SPP 1570 „Poröse Medien mit definierter Porenstruktur in der Verfahrenstechnik – Modellierung, Anwendung, Synthese“ (DFG) TU 93/14-1.
Unser besonderer Dank gilt der Firma Rubotherm für die stetige und unbürokratische Unterstützung der Arbeitsgruppe bei der Inbetriebnahme und bei der Durchführung der Adsorptionsuntersuchungen mit der Magnetschwebewaage.
Teilnehmende Arbeitsgruppen:
AG Türk Institut für Technische Thermodynamik und Kältetechnik, KIT
AG Johannsen Institut für Bioprozess- und Biosystemtechnik, TU Hamburg-Harburg
AG Feldmann Institut für Anorganische Chemie, KIT
AG Staudt Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik, FH Offenburg
