Zahlreiche Herausforderungen

Es gibt Pulver, die sich schwieriger abfüllen lassen als andere. Eine Herausforderung ist, dass Formulierungen nach ihrer Zulassung nicht mehr geändert werden dürfen. Deshalb müssen sie so verarbeitet werden, wie sie sind – dasselbe gilt für die Zielgefäße. Prinzipiell bestimmt demnach das Produkt den Prozess.

 

Auf der Suche nach Lösungen steht zunächst das passende Dosiersystem im Fokus. Häufig sind die Maschinen von Harro Höfliger mit volumetrischen Dosiersystemen ausgestattet. Oft wird dabei mit niedrigen Dosiermengen gearbeitet, die in kleine Zielbehältnisse gefüllt werden müssen. Teilweise haben diese einen Füllgrad von bis zu 100 %. Hinzu kommen die Pulver mit Partikelgrößen bis unter 10µm. Wegen der interpartikulären Haftkraft fließen die winzigen Partikel sehr schlecht, verklumpen und haften an den Oberflächen der Maschinen.

  • Hohle Mikrokügelchen haben eine extrem geringe Dichte (<0,03 g/ml). Zum Vergleich: Die Dichte von Zucker ist 20 Mal höher. Die Partikel sind daher trotz Kugelform nur mäßig fließend und empfindlich gegenüber hoher relativer Luftfeuchtigkeit.

  • Solche Formulierungen bestehen aus dem Wirkstoff in Form kleiner „Krümel“, die auf Trägerkristalle aus Laktosemonohydrat aufgezogen sind. Im Pulverinhalator müssen sich die Wirkstoffpartikel vom Träger ablösen. Das kann leider bereits beim Dosierprozess passieren. Dann besteht Entmischungsgefahr.

  • Gefriergetrocknete Formulierungen verklumpen bei zu hoher relativer Luftfeuchtigkeit. Zudem werden die Fließeigenschaften des Pulvers durch die ungünstige Partikelform negativ beeinflusst: Die Schuppen können sich mechanisch verhaken.

  • Polymerkügelchen, in die ein Wirkstoff eingebettet ist, dürfen nicht beschädigt werden, da sich dadurch die Freisetzungsrate verändert. Diese Formulierung wird injiziert, daher muss die Abfüllung aseptisch erfolgen. Aufgrund des hohen Materialwerts muss das Dosiersystem komplett leergefahren werden können.

  • Silberoxid zur Beschichtung von Wundverbänden ist eine Anhäufung extrem feiner Teilchen. Die interpartikulären Haftkräfte führen dazu, dass das Material schlecht fließt, dazu neigt, zusammenzuklumpen und bei der Verarbeitung an Maschinenteilen zu kleben.

Passendes Dosiersystem

Aufgrund dieser Eigenschaften wird zuvor das Fließverhalten der Pulver im Labor getestet. Hier zeigt sich bereits im Kleinen, was später bei den großen Maschinen zum Problem werden kann. Wenn das Pulver schlecht fließt, wird die Dosierkammer nicht optimal befüllt. Rüttelvorrichtungen, Ultraschall oder das Ansaugen des Pulvers mithilfe von Unterdruck können helfen. Wenn ein passendes System gefunden wurde, kann ein Scale-up bis zur Produktionsmaschine erfolgen.

 

Über 90 Prozent der Projekte, an denen Harro Höfliger arbeitet, betreffen Arzneimittel und Medizinprodukte. Hier müssen Pulver und Prozesse harmonieren, damit die Stabilität über die gesamte Lager- und Anwendungsdauer gewährleistet ist. Beispielsweise kommen immer häufiger Biopharmazeutika mit Proteinen und Peptiden zum Einsatz. Da sie oft als Lyophilisate oder sprühgetrocknete Pulver verwendet werden, dürfen sie nur bei geringer relativer Luftfeuchtigkeit verarbeitet werden. Falls die Luftfeuchtigkeit aber zu gering ist, kommt es zu statischer Aufladung und der Dosierprozess ist nur schwer zu kontrollieren. Bei schwierigen Substanzen müssen also häufig individuelle Lösungen entwickelt werden.

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HARRO #09

Schwierige Pulver abfüllen

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