Mikronisierung - Micronization

Mikronisierung ist der Prozess des Reduktions durchschnittlichen Durchmesser eines festen Materials Teilchen. Traditionelle Techniken zur Mikronisierung konzentrieren sich auf mechanische Mittel wie Fräsen und Schleifen . Moderne Techniken nutzen die Eigenschaften überkritischer Flüssigkeiten und manipulieren die Löslichkeitsprinzipien .

Der Begriff Mikronisierung bezieht sich üblicherweise auf die Verringerung des durchschnittlichen Teilchendurchmessers auf den Mikrometerbereich , kann aber auch eine weitere Verringerung auf den Nanometerbereich beschreiben . Übliche Anwendungen umfassen die Herstellung von chemischen Wirkstoffen, Lebensmittelbestandteilen und Pharmazeutika . Diese Chemikalien müssen mikronisiert werden, um die Wirksamkeit zu erhöhen.

Traditionelle Techniken

Traditionelle Mikronisierungstechniken basieren auf Reibung , um die Partikelgröße zu verringern. Solche Verfahren umfassen Fräsen , Schlagen und Schleifen . Eine typische Industriemühle besteht aus einer zylindrischen Metalltrommel, die normalerweise Stahlkugeln enthält. Während sich die Trommel dreht, kollidieren die Kugeln im Inneren mit den Partikeln des Feststoffs und zerkleinern sie so zu kleineren Durchmessern. Beim Mahlen entstehen die Feststoffpartikel, wenn die Mahleinheiten der Vorrichtung aneinander reiben, während dazwischen Partikel des Feststoffs eingeschlossen sind.

Methoden wie Zerkleinern und Schneiden werden auch zur Verringerung des Partikeldurchmessers verwendet, erzeugen jedoch im Vergleich zu den beiden vorherigen Techniken rauere Partikel (und sind daher die frühen Stadien des Mikronisierungsprozesses). Beim Zerkleinern werden hammerähnliche Werkzeuge verwendet, um den Feststoff durch Aufprall in kleinere Partikel zu zerlegen. Beim Schneiden werden scharfe Klingen verwendet, um die rauen festen Stücke in kleinere zu schneiden.

Moderne Techniken

Moderne Methoden verwenden überkritische Flüssigkeiten im Mikronisierungsprozess. Diese Verfahren verwenden überkritische Flüssigkeiten, um einen Übersättigungszustand zu induzieren , der zur Ausfällung einzelner Partikel führt. Die am weitesten verbreiteten Techniken dieser Kategorie umfassen das RESS-Verfahren (Rapid Expansion of Supercritical Solutions), das SAS-Verfahren (Supercritical Anti-Solvent) und das PGSS-Verfahren (Particles from Gas Saturated Solutions). Diese modernen Techniken ermöglichen eine bessere Abstimmbarkeit des Prozesses. Parameter wie relativer Druck und Temperatur, Konzentration gelöster Stoffe und Verhältnis von Antilösungsmittel zu Lösungsmittel werden variiert, um die Leistung an die Bedürfnisse des Herstellers anzupassen. Die überkritischen Fluidverfahren führen zu einer feineren Kontrolle der Teilchendurchmesser, der Verteilung der Teilchengröße und der Konsistenz der Morphologie. Aufgrund des relativ niedrigen Drucks können viele überkritische Fluidverfahren thermolabile Materialien enthalten. Moderne Techniken beinhalten erneuerbare, nicht brennbare und ungiftige Chemikalien.

RESS

Im Fall von RESS (Rapid Expansion of Supercritical Solutions) wird das überkritische Fluid verwendet, um das feste Material unter hohem Druck und hoher Temperatur aufzulösen und so eine homogene überkritische Phase zu bilden . Danach wird die Mischung durch eine Düse expandiert, um die kleineren Partikel zu bilden. Unmittelbar nach dem Verlassen der Düse tritt eine schnelle Expansion auf, wodurch der Druck gesenkt wird. Der Druck fällt unter den überkritischen Druck, wodurch die überkritische Flüssigkeit - normalerweise Kohlendioxid - in den Gaszustand zurückkehrt . Diese Phasenänderung verringert die Löslichkeit des Gemisches stark und führt zur Ausfällung von Partikeln. Je weniger Zeit die Lösung benötigt, um sich auszudehnen, und der gelöste Stoff, um auszufällen, desto enger wird die Partikelgrößenverteilung. Schnellere Ausfällungszeiten führen tendenziell auch zu kleineren Partikeldurchmessern.

SAS

Bei der SAS-Methode (Supercritical Anti-Solvent) wird das feste Material in einem organischen Lösungsmittel gelöst. Die überkritische Flüssigkeit wird dann als Antilösungsmittel zugesetzt, was die Löslichkeit des Systems verringert . Dadurch werden Partikel mit kleinem Durchmesser gebildet. Es gibt verschiedene Untermethoden für SAS, die sich in der Methode zum Einbringen der überkritischen Flüssigkeit in die organische Lösung unterscheiden.

PGSS

Bei der PGSS-Methode (Partikel aus gasgesättigten Lösungen) wird das feste Material geschmolzen und die überkritische Flüssigkeit darin gelöst. In diesem Fall wird die Lösung jedoch gezwungen, sich durch eine Düse auszudehnen, und auf diese Weise werden Nanopartikel gebildet. Das PGSS-Verfahren hat den Vorteil, dass aufgrund der überkritischen Flüssigkeit der Schmelzpunkt des festen Materials verringert wird. Daher schmilzt der Feststoff bei einer niedrigeren Temperatur als der normalen Schmelztemperatur bei Umgebungsdruck.

Anwendungen

Pharmazeutika und Lebensmittelzutaten sind die Hauptindustrien, in denen die Mikronisierung eingesetzt wird. Partikel mit reduzierten Durchmessern weisen höhere Auflösungsraten auf, was die Wirksamkeit erhöht. Progesteron kann zum Beispiel mikronisiert werden, indem sehr kleine Kristalle des Progesterons hergestellt werden. Mikronisiertes Progesteron wird in einem Labor aus Pflanzen hergestellt. Es ist zur Verwendung als HRT , Unfruchtbarkeitsbehandlung, Behandlung von Progesteronmangel, einschließlich dysfunktioneller Uterusblutungen bei Frauen vor der Menopause erhältlich. Compounding-Apotheken können mikronisiertes Progesteron in sublingualen Tabletten, Ölkappen oder transdermalen Cremes liefern. Kreatin gehört zu den anderen Medikamenten, die mikronisiert sind.

Verweise

Externe Links