Analysis of the formation mechanisms of PVP-drug-formulations generated by the supercritical antisolvent spray process

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Andreas Bräuer; Professor Dr.-Ing. Eberhard Schlücker
• Subject Area: Mechanical Process Engineering
• Term: from 2011 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 197048804

Biologisch abbaubare Polymere, wie das Modelsystem Polyvinylpyrrolidin-( PVP), werden im Mikrometermaßstab in verschiedensten biomedizinischen und pharmazeutischen Anwendungen als Träger und Kristallisationsinhibitor für pharmazeutische Wirkstoffe eingesetzt. Die Transportfähigkeit der Polymer-Wirkstoff- Formulierungen im Körper, sowie die Freisetzungsmechanismen (Löslichkeit, Stabilität) des pharmazeutischen Wirkstoffs aus der Formulierung werden entscheidend durch die Größe, die Morphologie und den Habitus der Polymer-Wirkstoff-Partikel beeinflusst. PVP-Mikropartikel, sowie deren disperse Formulierungen wurden von verschiedenen Forschungsgruppen durch überkritische Antisolvent-Sprühverfahren hergestellt. Die Größe, Form, Morphologie und die Verteilung des Wirkstoffs im Polymer variieren hierbei stark und ohne erkennbaren Trend von den gewählten Prozessbedingungen. Eine Möglichkeit die Größe und die Oberflächenbeschaffenheit von Polymerpartikeln zu beeinflussen, ist die Variation der Lösemittelstärke durch die Verwendung eines Lösemittelgemischs. Ziel dieses Projekts ist zum Einen die Herstellung von PVP-Partikeln und von PVPWirkstoff- Formulierungen im Mikrometerbereich unter verschiedenen Prozessbedingungen, und zum Anderen die umfassende optische in-situ Charakterisierung der bei deren Herstellung (überkritisches Antisolvent-Sprühverfahren) ablaufenden Teilschritte. Die Korrelation der mittels optischer Messmethoden entschlüsselten Teilprozesse des überkritischen Antisolvent-Sprühverfahrens mit den resultierenden Partikeleigenschaften trägt zum Verständnis des Prozesses bei und soll zukünftig erlauben, gezielt PVP-Wirkstoff-Formulierungen mit bestimmten Eigenschaften herstellen zu können. Die experimentellen Messergebnisse sollen zur Validierung von LES-Simulationen im Rahmen des SPP 1423, wie auch für andere Interessenten, zur Verfügung gestellt werden.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1423: Process-Spray: Functionalised Solid Particles from Spray Processes - From Powder Property Demands to Tailored Spray Processes and Feed Control
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Alfred Leipertz