Hochauflösendes Röntgen-Mikrotomographiegerät (XµCT)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im größten Umfang wurde der Röntgen-Mikrotomograph (XµCT) zur Bestimmung der Porositätsverteilung in Schülpen, die durch Walzenkompaktieren hergestellt wurden, genutzt. Im Gegensatz zu vorherigen Arbeiten, konnte durch die Hilfe des XµCT die Verteilung in verschiedenen Raumrichtungen zu untersucht werden. Durch die präzisen Messungen des Gerätes, konnte darüber hinaus eine Maßzahl zur Quantifizierung der Verteilung eingeführt werden, die systematische Untersuchungen des Einflusses verschiedener Einflussgrößen auf die Verteilung erlaubte. Des Weiteren konnte zum ersten Mal untersucht werden, wie relevant die Verteilung der Poren innerhalb der Schülpe für die Qualität von anschließend hergestellten Arzneimittel ist. Dabei konnte keine Relevanz dieser (in der Fachliteratur viel diskutierten) Verteilung gezeigt werden. Neben diesen Detailuntersuchungen, wurde das XµCT auch als Referenzmethode bei der Entwicklung eines entsprechenden in-line Messsystems eingesetzt, das die Schülpenporosität auf der Basis thermografischer Analysen bestimmt. In einer anderen Arbeit, konnten die unterschiedlichen Tablettiereigenschaften von verschiedenen Typen desselben Hilfsstoffs (Isomalt) erklärt werden. Ungewöhnlich war dabei, dass ein Typ trotz gleicher Tablettenporosität, deutlich festere Tabletten ergab. Mittels XµCT konnte gezeigt werden, dass das Verhältnis von intra- zu extra-partikulären Poren unterschiedlich war, was die unterschiedliche Tablettenfestigkeit erklärte. Für Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der personalisierten Medizin, wurden Arzneiformen per 3D-Druck hergestellt. Ziel war es dabei, Arzneimittel mit patientenindividueller Dosis herstellen zu können, ohne dass die Variation der Dosis eine Veränderung des Freisetzungsverlaufs bedingt. Durch die Bestimmung der Oberfläche der gedruckten Strukturen aus hochaufgelösten XµCT Bildern, konnten Freisetzungsverläufe vorhergesagt werden. Es wurde gezeigt, dass durch gezielte Anpassung der Druckmuster die erwünschten Wirkstofffreisetzungen realisiert werden können. In Arbeiten, die sich mit der Aufklärung von Extrusions- und Pelletierungsmechanismen beschäftigten, konnten Partikelgrößenverteilungen von verschiedenen Calciumhydrogenphosphat-Typen innerhalb von Pellets bestimmt werden. Dabei war eine Bestimmung der Partikelgrößenverteilung im Ausgangsmaterial, im Extrudat und im Pellet möglich. Ein Vergleich dieser Werte ließ einen Schluss auf die mechanische Belastung der Partikel während der einzelnen Prozessschritte zu.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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The Density Distribution in Ribbons from Roll Compaction, Chem. Ing. Tech. 89(8), pp. 1017-1024
R. Wiedey, P. Kleinebudde
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3D-Printed Network Structures as Controlled-Release Drug Delivery Systems: Dose Adjustment, API Release Analysis and Prediction, AAPS Pharm. Sci. Tech. 31 May 2018, Pages 1-10
C. Korte, J. Quodbach
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Infrared thermography — A new approach for in-line density measurement of ribbons produced from roll compaction, Powder Technol. 337, September 2018, Pages 17-24
R. Wiedey, P. Kleinebudde
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The influence of isomalt particle morphology on tabletability after roll compaction/dry granulation, Powder Technol.
S. Grote, H. Osthues, F. Schaeffer, P. Kleinebudde
