Wenn LSR und Arzneistoffe eine Symbiose eingehen

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Trelleborg kombiniert für pharmazeutische Anwendungen Flüssigsilikonkautschuk (LSR) mit Arzneistoffen, die im Körper kontrolliert freigesetzt werden.

Der Geschäftsbereich Healthcare & Medical von Trelleborg Unternehmen nutzt verschiedenste Methoden, um LSR mit Wirkstoffen zu versetzen. Medikamentenfreisetzende Systeme – implantiert oder auf der Haut fixiert – gewinnen stetig an Bedeutung, um chronische Krankheiten wie Herzschwächen oder Diabetes zu überwachen, vor Entzündungen und Infektionen zu schützen und Medikamente zu verabreichen.

In der Gesundheits- und Medizinbranche gibt es einen starken Trend zur Kombination von Arzneistoffen (Active Pharmaceutical Ingredients – API) mit Geräten und neuen Medikamenten-Verabreichungssystemen. Laut einer Marktanalyse von Allied Market Research vom September 2018 wird der weltweite Markt für Arzneimittel-Medizinprodukt-Kombinationen bis 2025 einen Wert von 139,2 Mrd. USD erreichen, was einer jährlichen Wachstumsrate von 6,9 % ab dem Jahr 2018 entspricht.

Versetzen von LSR mit Wirkstoff oder Imprägnierung gefertigter Teile

„Grundsätzlich kann Trelleborg LSR mit einem aktiven Inhaltsstoff versetzen bevor er verarbeitet wird, oder das fertige Silikonteil in ein mit Medikamenten versetztes Lösungsmittel tauchen, um es beispielsweise mit einem antibakteriellen oder antimikrobiellen Mittel zu imprägnieren“, erklärt Andreas Schmiedel, Technical Manager Healthcare & Medical Europe bei Trelleborg Sealing Solutions. „Im ersten Fall wird ein API üblicherweise unmittelbar vor dem Spritzgießen oder der Folienherstellung mit dem LSR kombiniert. Der Wirkstoff wird dabei stets in Pulverform zugesetzt, da dies in der Regel die stabilste Form eines Medikaments ist.“

Mischung vor der LSR-Verarbeitung sorgt für hochpräzise Freisetzung

„Der Hauptvorteil der vor der Verarbeitung erfolgenden Zugabe eines Wirkstoffs zum Silikon ist, dass sich das vorgegebene Mischungsverhältnis sehr genau einhalten lässt. Normalerweise erreichen wir Genauigkeiten von plus/minus 5 Prozent oder besser“, sagt Schmiedel. Das Verfahren eigne sich ideal für die Herstellung von Systemen, die eine präzise Dosis eines Medikaments abgeben sollen, wie Hautpflaster zur Schmerzbehandlung, Vaginalringe zur Empfängnisverhütung oder entzündungshemmende Implantate zur Behandlung von Augenkrankheiten.

„Wenn man APIs mit Rohsilikon mischt, sind jedoch mehrere verarbeitungstechnische Faktoren zu berücksichtigen“, so Schmiedel weiter. „Zum einen gibt es APIs, die mit dem Vernetzungssystem von Silikon reagieren oder chemisch in Wechselwirkung treten können. Des Weiteren ist die Temperaturbeständigkeit vieler Medikamente im Vergleich zur Vernetzungstemperatur von Silikon relativ niedrig. Außerdem bergen viele APIs in Pulverform ein Gefährdungspotenzial, dem mit entsprechenden Schutzmaßnahmen für die Mitarbeiter entgegengewirkt werden muss. Und schließlich benötigen alle Kombinationsprodukte eine neue behördliche Zulassung, auch wenn das Medikament in einer anderen Form bereits zugelassen wurde.“

Imprägnieren von LSR ist die einfachere Methode

Demgegenüber hat das Verfahren des Eintauchens von fertigen Silikonkomponenten in gelöste APIs laut Schmiedel mehrere Vorteile: Die neu erprobte Technologie weise üblicherweise kürzere Entwicklungszeiten auf, da der gesamte Design- und Herstellungsprozess verschlankt werden kann. „Mit diesem Verfahren ist ein einfaches Upscaling von Laborversuchen auf die Serienfertigung möglich“, so der Trelleborg-Experte. Es könnten temperaturempfindliche Medikamente verwendet werden, da der gesamte Prozess bei Raumtemperatur erfolge und die Ergebnisse in hohem Maße wiederholbar seien. Das Lösemittel lasse das Silikon aufquellen, wodurch das darin vollständig gelöste API in das vernetzte Teil eindringen könne. Nach der definierten Imprägnierzeit werde die Komponente aus der Lösung genommen und das Lösungsmittel verdampfe, während das API im Silikon verbleibe.

LSR-Imprägnierung ist weniger genau

„Diese Methode ist jedoch weniger genau als die Mischung des Rohsilikons mit einem Wirkstoff. Sie eignet sich daher eher für Fälle, in denen präzise Wirkstofffreisetzungsraten nicht kritisch sind“, betont Schmiedel. „So muss beispielsweise die Menge des aus einer Herzschrittmacherelektrode freigesetzten Entzündungshemmers nicht aufs Mikrogramm pro Tag genau kontrolliert werden. Vielmehr dient der Wirkstoff dazu, die Sicherheit oder Wirksamkeit des Geräts zu verbessern, was in der Regel eine starke Präsenz des Medikaments in den ersten zwei bis vier Wochen nach der Platzierung erfordert.“

Dennoch berge der Prozess viele Vorteile. Zum einen erweitere sich die Auswahl der möglichen Wirkstoffe enorm. „Zum anderen ergeben sich klare Prozessparameter, die einen reproduzierbaren Serienprozess sicherstellen. So ist es uns möglich, unseren Kunden ein verlässliches Produkt, abgestimmt auf ihre Marktanforderungen, zu bieten.“
sk

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