Dry Coating - a characterization and optimization of an innovative coating technology

Die vorliegende Arbeit beschaftigt sich mit dem Dry Coating Verfahren, das im Gegensatz zu den konventionellen Coating Verfahren ohne den Gebrauch von organischem Losungsmittel oder Dispersionsmittel (Wasser) zum Auftragen des Coating Polymers durchgefuhrt wird. Der Prozess zeichnet sich durch kurze Prozesszeiten aus, da fur dieses Verfahren das Losungs- bzw. Dispersionsmittel nicht wieder entzogen werden mus. Fur den Prozess wurde ein Rotor-Wirbelschichtgerat gewahlt, welches zusatzlich mit einem Pulverdosierer ausgestattet uber eine Dreistoff-Duse parallel den Weichmacher und das Polymer in das Pelletbett befordert. Der Prozess kann in zwei Phasen unterteilt werden, die Coating Phase und die Curing Phase. Wahrend der Coating Phase wird das Coating Material auf die arzneistoffhaltigen Pellets aufgetragen. Die Verfilmung findet anschliesend wahrend der Curing Phase statt, was im Gegensatz zu konventionellen Verfahren steht, wo Materialauftrag und Verfilmung parallel stattfinden. Verschiedene Formulierungen mit dem magensaftresistenten Polymer HPMCAS (Hydroxypropyl methylcellulose acetat succinat) wurden entwickelt. Dabei wurde im Hinblick auf die Magensaftresistenz und die Coating Effizienz der Einfluss verschiedener Weichmacher untersucht, sowie die Stabilitat wahrend der Lagerung bezuglich Magensaftresistenz. Dabei konnte gezeigt werden, dass Filme mit dem Weichmacher Triethylcitrat eine Magensaftresistenz aufzeigen. Dies steht im Gegensatz zur Formulierung mit Myvacet®, die bereits nach der Herstellung nicht magensaftresistent war. Allerdings besitzen diese die hochsten Coating Effizienzen. Zusatzlich wurde die Klebeneigung der Pellets ohne und mit verschiedenen Gleitmitteln verglichen. Als Alternative zu Talk wurde Aerosil® verwendet, welches bei hohen Luftfeuchten das Verkleben der Pellets bis zu sechs Monaten verhindern kann. Die einzelnen Prozess Phasen wurden charakterisiert. Wahrend der Coating Phase haftet das Polymer durch interpartikulare Krafte auf dem Pellet. Es konnte gezeigt werden, dass dabei der Weichmacher als Flussigkeit die Anhaftung des Polymers auf dem Pellet durch die Ausbildung von Kapillarkraften fordert bis er vollstandig in das Polymer penetriert ist. Danach haftet das Polymer aufgrund der verbliebenen interpartikularen Krafte und der entstandenen Klebrigkeit durch die Weichmachung. Thermoanalytische Messungen zeigen, dass Myvacet® nicht in das Polymer eindringt und somit die Ausbildung von Kapillarkraften fordert. In Kombination mit TEC penetriert es mit Verzogerung ins Polymer. Dies erklart die hohere Coating Effizienz bei der Verwendung von Myvacet®. In der Curing Phase findet die Filmbildung statt. Da beim Dry Coating kein Wasser benutzt wird, kann der Filmbildungsparameter des konventionellen Coatings, die Mindestfilmbildungstemperatur (MFT), als Mas fur die Filmbildung nicht angewendet werden. Um einen Parameter erhalten zu konnen, wurden gecoatete Pellets bei verschiedenen Temperaturen und Zeitintervallen gecured. Die Ergebnisse zeigen, dass die Glassubergangstemperatur (Tg) der entscheidende Parameter ist. Desweiteren wurde festgestellt, dass im Polymerfilm ein Weichmachergradient vorliegt, der dazu fuhrt, dass das Polymer von innen nach ausen verfilmt. Dieser kann dazu fuhren, dass funktionelle Filme erhalten werden, auch wenn wenig unterhalb der Tg gecured wurde. Nach der Entwicklung der Formulierungen und der Charakterisierung des Prozesses wurde eine Prozessoptimierung bezogen auf die Gerateparameter durchgefuhrt. Dabei stellte sich heraus, dass die Curing Temperatur der Schlusselparameter des Prozesses ist, da sie sowohl die Coating Effizienz als auch die Magensaftresistenz erhoht. Es wird gezeigt, dass die Coating Effizienz bei langsamen Forderraten des Coating Materials und niedriger Rotordrehzahl erhoht ist. Fur die Magensaftresistenz ist ein erhohter Luftdurchsatz von Vorteil. Zum Abschluss der Arbeit zeigte ein Transfer auf einen groseren Rotor die Einsatzmoglichkeit des Dry Coating Prozesses bei groseren Chargen.