W przemyśle farmaceutycznym zainteresowanie technologią ekstruzji na gorąco, czyli tzw. hot melt extrusion (HME) stale wzrasta ze względu na możliwość jej wykorzystania do wytwarzania nowych produktów, podawanych zarówno doustnie, miejscowo, jak i pozajelitowo, oraz stałych rozproszeń czy stałych roztworów. Wytłaczanie termoplastycznego materiału jest innowacyjną techniką stosowaną do otrzymywania form leku o niemodyfikowanym uwalnianiu, o przedłużonym sposobie uwalniania oraz form szybko rozpadających się. Dostępne produkty farmaceutyczne wytworzone poprzez wytłaczanie na gorąco zostały zatwierdzone w Stanach Zjednoczonych, Europie i Azji. Kompleksowa dokumentacja wykorzystywanych w tej technologii urządzeń obejmuje kontrolę parametrów procesu, tj.: przepływ, temperatura, szybkość operacyjna śruby, ciśnienie, lepkość oraz moment obrotowy, a także kontrolę mycia i czyszczenia urządzenia.

Plusy i minusy

Technika HME zyskuje na znaczeniu, gdyż nie wymaga użycia rozpuszczalników, zapewnia ciągłość produkcji i homogeniczność produktu. Charakteryzuje się mniejszą ilością etapów przetwarzania oraz krótszym czasem uzyskania produktu, przy zachowaniu wydajności procesu na wysokim poziomie, w porównaniu do klasycznych metod produkcyjnych. Wyzwaniem dla szerszego stosowania tej metody jest możliwa degradacja substancji leczniczej i matrycy, wynikająca ze znacznego wzrostu temperatury procesu oraz działających sił ścinających. Pokonanie tych ograniczeń jest możliwe poprzez odpowiedni dobór sprzętu i techniki sporządzania, co może, oprócz minimalizowania wpływu wymienionych sił, skrócić czas procesu, oraz poprzez wykorzystanie kompatybilnych plastyfikatorów, które mogą dodatkowo obniżyć jego temperaturę. W piśmiennictwie pojawiają się obiecujące doniesienia opisujące wykorzystanie technologii HME do wytwarzania form leku zwierających substancje termolabilne.

Nośniki w technologii HME

W procesie hot melt extrusion najczęściej wykorzystywanymi nośnikami są polimery i woski charakteryzujące się niską temperaturą topnienia. Wybór nośnika jest niezmiernie istotny, gdyż wpływa na kinetykę uwalniania substancji z postaci leku uzyskanej z wykorzystaniem tej technologii. Polimery termoplastyczne mają określoną temperaturę zeszklenia (Tg), powyżej której się topią. Trzeba zaznaczyć, iż polimery o Tg niższej od temperatury rozkładu leku, są najszerzej wykorzystywane jako substancje wiążące i opóźniające wytłaczanie w procesie wytwarzania. Dla form
zawierających polimery nierozpuszczalne w wodzie, tj. etyloceluloza lub woski (np. wosk Carnauba), uwalnianie substancji czynnej przebiega na drodze dyfuzji, natomiast dla form, w których nośnikami są rozpuszczalne związki wielkocząsteczkowe, tj. hydroksypropyloceluloza, poli(tlenek etylenu) czy poli(winylopirolidon), mechanizm uwalniania leku oparty jest na dyfuzji i erozji matrycy. Wykorzystanie polimerów jonowo- lub pH-zależnych do opracowania matrycy nośnika może skutkować uzyskaniem uwalniania substancji czynnej, zgodnego z kinetyką zerowego rzędu lub uwalniania w określonym obszarze przewodu pokarmowego.

Cały artykuł można przeczytać w magazynie "Przemysł Farmaceutyczny" 3/2014

Fot.: www.freeimages.com