Innovation leben
Bei AMW leben wir Innovation – vom Labor bis zu verbesserten Therapien für Patienten. Wir entwickeln biologisch abbaubare Langzeitimplantate auf Basis eines datengetriebenen und klinisch orientierten Entwicklungsansatzes.
- Sie zielen auf eine kontrollierte Wirkstofffreisetzung über Wochen oder Monate ab.
- Sie können helfen, Wirkstoffkonzentrationen länger im therapeutisch relevanten Bereich zu halten.
- Sie unterstützen eine lokale Wirkstoffbereitstellung nahe am Zielgewebe und können dadurch die systemische Wirkstoffexposition begrenzen.
- Sie können Konzentrationsspitzen und -abfälle reduzieren, die bei wiederholter Gabe auftreten können.
- Sie reduzieren die Notwendigkeit häufiger Anwendungen und können dadurch die Behandlungslast für Patientinnen und Patienten verringern.
- Sie können die Therapietreue unterstützen, indem Einnahmefehler, ausgelassene Dosen oder unregelmäßige Anwendungen reduziert werden können.
- Sie bauen sich nach Abschluss der Wirkstofffreisetzung schrittweise ab, sodass eine operative Entfernung in der Regel nicht erforderlich ist.
Quality by Design
AMW setzt Quality by Design als Entwicklungsprinzip für degradierbare Langzeitimplantate ein: Qualität wird nicht erst am Endprodukt geprüft, sondern von Beginn an über Zielproduktprofil, kritische Qualitätsattribute sowie relevante Material- und Prozessparameter definiert. Bei polymerbasierten Langzeitformulierungen ist dieser Ansatz besonders wichtig, weil Materialeigenschaften, Prozessführung und Produktleistung unmittelbar miteinander verknüpft sind. AMW verbindet diesen Ansatz mit moderner Analytik, statistischer Versuchsplanung und prozessbegleitendem Verständnis. So können Freisetzungsverhalten, Wirkstoffgehalt, Stabilität, Abbauprodukte und relevante Prozessparameter systematisch bewertet und kontrolliert werden.
Schmelzextrusion
Die biologisch abbaubaren Implantate von AMW werden mithilfe der Schmelzextrusion hergestellt. Hot Melt Extrusion (HME) ist ein kontinuierliches, lösungsmittelfreies Verfahren, bei dem Wirkstoff, Polymermatrix und gegebenenfalls Hilfsstoffe unter kontrollierten Temperatur-, Druck- und Scherbedingungen verarbeitet und in eine definierte Implantatform überführt werden. In der pharmazeutischen Entwicklung wird HME unter anderem zur Herstellung kontrolliert freisetzender Darreichungsformen und Implantate eingesetzt. AMW betrachtet die Schmelzextrusion als Teil eines integrierten Herstellprozesses. Prozessparameter wie Temperaturprofil, Schneckendrehzahl, Verweilzeit, Scherbelastung und Durchsatz werden gezielt auf Wirkstoff, Polymer und gewünschtes Freisetzungsprofil abgestimmt. Je nach Wirkstoff-Polymer-System kann der Wirkstoff kristallin, amorph, molekular gelöst oder fein dispergiert in der Matrix vorliegen. Dieser Festkörperzustand ist ein wichtiger Einflussfaktor für Stabilität, Verarbeitbarkeit und Freisetzungsverhalten. AMW nutzt die Schmelzextrusion daher gezielt zur Entwicklung degradierbarer Implantate mit reproduzierbarer Zusammensetzung, definierten Abmessungen und kontrollierter Wirkstofffreisetzung über den vorgesehenen Behandlungszeitraum.
- Verbesserte Löslichkeit und Bioverfügbarkeit: Durch die Anwendung der Schmelzextrusion lässt sich die Löslichkeit von schwer wasserlöslichen Wirkstoffen optimieren, was potenziell zu einer verbesserten Bioverfügbarkeit im Organismus führt.
- Kontinuierliche Fertigung: Schmelzextrusion ist ideal für die kontinuierliche Fertigung geeignet, was nicht nur die Möglichkeit einer Kostensenkung in der Herstellung bietet, sondern auch eine konstante Produktqualität und eine vereinfachte Skalierung vom Forschungsstadium zur kommerziellen Fertigung ermöglicht.
- Keine Lösungsmittel: Im Gegensatz zu anderen Techniken benötigt Schmelzextrusion normalerweise keine Lösungsmittel, was den Formulierungsprozess vereinfacht und die Technik umweltfreundlicher macht.
- Flexibilität bei der Formulierung: Schmelzextrusion kann zur Herstellung einer breiten Palette von Darreichungsformen, einschließlich Tabletten, Kapseln und Filmen, verwendet werden, was Flexibilität bei der Formulierungsentwicklung bietet.
- Präzise Kontrolle der Freisetzungsrate: Das Verfahren erlaubt eine genaue Steuerung der Freisetzungsrate der aktiven Inhaltsstoffe, die durch eine sorgfältige Auswahl der Polymere und eine wissenschaftlich fundierte Optimierung der Prozessparameter erreicht wird.
- Gleichmäßige Dispersion des Wirktoffs: Mittels Schmelzextrusion lassen sich Formulierungen mit einer homogenen Verteilung des aktiven pharmazeutischen Wirkstoffs erzeugen. Dies ermöglicht eine kontrollierte Freisetzung und kann so das Auftreten von Nebenwirkungen durch Dosisspitzen minimieren.
- Komplexe Matrix-Formulierungen: Die Schmelzextrusions-Technik erlaubt die Entwicklung komplexer Matrix-Formulierungen, die mehrere Wirkstoffe mit unterschiedlichen Freisetzungsprofilen integrieren können. Dies stellt einen signifikanten Vorteil bei der Entwicklung von Kombinationstherapien dar.
- Stabilität: Formulierungen, die mittels Schmelzextrusion erzeugt werden, zeichnen sich häufig durch hohe Stabilität aus. Dies schützt empfindliche aktive pharmazeutische Wirkstoffe vor Abbau über die Haltbarkeitsdauer des Produkts.
- Regulatorische Akzeptanz: Schmelzextrusion genießt bei der Zulassung von Arzneimitteln eine hohe Akzeptanz seitens der Regulierungsbehörden, was den Genehmigungsprozess potenziell vereinfachen kann. Dies bietet einen Vorteil gegenüber Produkten, die durch technisch komplexere und schwerer zu überwachende Verfahren hergestellt werden.
Trotz ihrer zentralen Rolle in der pharmazeutischen Entwicklung ist die Schmelzextrusion nicht ohne Herausforderungen, insbesondere wenn es um die Eignung aktiver pharmazeutischer Inhaltsstoffe geht. Im Folgenden werden einige der potenziellen Einschränkungen und Anforderungen für Wirkstoffe im Kontext der Schmelzextrusion beschrieben:
- Thermische Stabilität: Wirkstoffe, die thermisch empfindlich sind, könnten im Extrusionsprozess degradieren. Durch eine sorgfältige Auswahl der Komponenten und gezielte Voruntersuchungen können die Prozessbedingungen jedoch so gestaltet werden, dass sie möglichst schonend für den Wirkstoff sind.
- Komplexität in der Formulierung: Die Erstellung von Formulierungen mit exakt definierten Freisetzungsprofilen für Arzneimittel kann oftmals komplex sein und erfordert eine umfassende Forschungs- und Entwicklungsarbeit, um die Charakteristika der Formulierung zu optimieren.
- Physische und chemische Wechselwirkungen: Während des Extrusionsprozesses können physikalische und chemische Interaktionen zwischen dem aktiven pharmazeutischen Wirkstoff und den Matrix-Polymeren stattfinden. Diese Interaktionen könnten potenziell die Stabilität oder die Freisetzungscharakteristika des fertigen Produkts beeinträchtigen.
- Kostenfaktoren: Die Investitionskosten für eine Extrusionslinie können erheblich sein, vor allem wenn man die hochspezialisierten Maschinen und die notwendigen analytischen Instrumente in Betracht zieht. Zudem können die Ausgaben steigen, falls spezialisierte Polymere in der Formulierung zum Einsatz kommen.
- Begrenzt auf bestimmte Wirkstoffe: Aufgrund ihrer physikalischen und chemischen Eigenschaften sind nicht alle aktiven pharmazeutischen Wirkstoffe für die Schmelzextrusion geeignet. Die Identifizierung kompatibler Polymere für spezifische Wirkstoffe kann eine anspruchsvolle Aufgabe darstellen.
- Thermische Stabilität: Der Wirkstoff sollte eine gute thermische Stabilität aufweisen, um den während des Extrusionsprozesses üblicherweise auftretenden hohen Temperaturen ohne Zerfall standzuhalten.
- Kompatibilität mit Polymeren: Der aktive pharmazeutische Wirkstoff sollte mit den in der Formulierung verwendeten Polymeren und anderen Hilfsstoffen kompatibel sein und seine Stabilität sowie Wirksamkeit durch den gesamten Produktionsprozess hindurch bewahren.
- Ausreichende Dispergierbarkeit: In der Schmelzextrusion eingesetzte aktive pharmazeutische Wirkstoffe sollten gut in der polymeren Matrix dispergierbar sein, um eine homogene Verteilung und effiziente Freisetzung aus der Formulierung sicherzustellen.
- Partikelgröße: Bei amorphen festen Dispersionen ist die Partikelgröße ein entscheidender Faktor, der maßgeblich die Erzielung eines spezifischen Arzneimittelfreisetzungsprofils beeinflusst. Die optimale Partikelgröße wird in Voruntersuchungen festgelegt und sollte im Verlauf der gesamten Prozesskette nur in einem kontrollierbaren und reproduzierbaren Umfang variieren.
- Kristallinität: Die Kristallinität und die polymorphen Formen des aktiven pharmazeutischen Wirkstoffs können Einfluss auf dessen Freisetzungsverhalten haben. In bestimmten Fällen kann es erforderlich sein, die Wirkstoffe im Vorfeld zu prozessieren, um die gewünschte polymorphe Form zu erhalten.
