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Wie ein Verfahren aus der Kunststoffindustrie die Arzneimittelentwicklung veränderte

News   •   Dez 07, 2016 18:54 CET

Nachdem der Wirkstoff im geschmolzenen Polymer gelöst wurde, liegt er in Form einer festen Lösung vor.

Nicht selten stehen Wissenschaftler bei der Arzneimittelentwicklung vor einer großen Herausforderung: einen Wirkstoff wirksam werden zu lassen. Folgende Situation: Forscher entdecken und entwickeln einen Wirkstoff, der an eine spezifische Zielstruktur bindet, die für die Erkrankung verantwortlich ist. Kurz gesagt, er ist wirksam und kann helfen. Zumindest theoretisch. Denn der Wirkstoff muss zunächst vom Körper und seinen Zellen aufgenommen werden können, er muss „bioverfügbar“ sein. Nur so wird er zur Therapie. Wenn es nicht gelingt einen Wirkstoff bioverfügbar zu machen, dann kann es passieren, dass Wissenschaftler diese Substanz aufgeben müssen und sich einem anderen Arzneimittelkandidaten zuwenden. Um diese Hürde zu überwinden und Patienten innovative Wirkstoffe zur Verfügung stellen zu können, arbeiten Forscher auch an Verfahren, schwerlösliche Substanzen bioverfügbar zu machen.

Schmelzextrusion (MELTREX®-Technologie) – eine Lösung aus Ludwigshafen

Wissenschaftler aus Ludwigshafen kamen auf die Idee, ein Verfahren aus der Kunststoffindustrie auch für die Formulierung von schwerlöslichen Wirkstoffen zu nutzen. Nach einigen Anpassungen gelang es ihnen 1995, die Schmelzextrusion für die Arzneimittelentwicklung und -produktion nutzbar zu machen.

Schmelzextrusionstechnologie gibt es bereits seit geraumer Zeit, sie wird im industriellen Umfeld seit den Dreißigerjahren des letzten Jahrhunderts weitreichend eingesetzt. Zur Herstellung von Kunststoffprodukten werden Harze und andere Materialien bei dieser Technologie bei hohen Temperaturen geschmolzen. Anschließend wird der geschmolzene Kunststoff in die gewünschte Form gepresst. Letztendlich werden daraus bspw. Joghurtbecher oder andere Behälter zur Verpackung von Lebensmitteln gefertigt.

Bei der Formulierung von Arzneimitteln kommt derselbe Ansatz zum Tragen. Der Wirkstoff, der im Körper nicht gelöst werden kann, wird in einem geschmolzenen Polymer vorab gelöst und kann sich in dieser Substanz gleichmäßig verteilen. Auf diese Weise liegt der Wirkstoff in einer festen Lösung vor, die im Anschluss gemahlen, mit Hilfsstoffen kombiniert und letztendlich in die endgültige Form, z. B. eine Tablette oder Kapsel, überführt werden kann.

„Wir haben vor 20 Jahren damit begonnen, die Meltrex-Technologie bei unserer Arbeit einzusetzen. Durch die Anpassungen, die wir im Laufe der Zeit vorgenommen haben, konnten wir eine Verfahrenstechnologie der Kunststoffindustrie zu einer pharmazeutischen Formulierungstechnologie weiterentwickeln. Somit wurde es möglich, aus schwer zu lösenden Wirkstoffen Arzneimittel herzustellen, die bioverfügbar sind,“ erklärt Dr. Bernd Liepold, Senior Principal Research Scientist in der Formulierungsentwicklung bei AbbVie in Ludwigshafen. „Meltrex ist ein wichtiges Verfahren, das viele weitere Möglichkeiten zur Formulierung neuer Arzneimittel bietet, um Menschen mit einer Vielzahl von Erkrankungen – von Virusinfektionen bis hin zu Krebserkrankungen – zu behandeln.“

Aufgrund der jahrzehntelangen Erfahrung und stetigen Optimierung ist AbbVie in Ludwigshafen Kompetenzzentrum für die Schmelzextrusion. Am Standort finden große Teile der Formulierungs- und Prozessentwicklung für schwerlösliche Wirkstoffe statt.

Die unmittelbare Nähe zur Pharmaproduktion auf dem gleichen Gelände bietet ideale Rahmenbedingungen für den Technologie- und Verfahrenstransfer in den Produktionsbereich.