q&more
Meine Merkliste
my.chemie.de  
Login  

News

Sprühtrocknung: Wirkstoffe passgenau verkapseln

© Fraunhofer IGB

Kern-Schale-Partikel

04.09.2017: Instant-Kaffee oder Milchpulver werden mittels Sprühtrocknung hergestellt. Fraunhofer-Forscher haben das Verfahren jetzt so angewandt, dass sich auch unlösliche Komponenten problemlos zu Kern-Schale-Partikeln verarbeiten lassen. Die neue Methode hilft dabei, Wirkstoffkonzentrationen bei medikamentösen Behandlungen zu senken.

Die Verkapselung von Wirkstoffen dient in der Kosmetik oder Pharmazie unter anderem dazu, Substanzen vor äußeren Einflüssen wie zum Beispiel aggressiver Magensäure zu schützen. Mit Hilfe der Verkapselung lässt sich aber auch die Freisetzung der Wirkstoffe im Körper steuern: Sie entweichen je nach Durchlässigkeit des Schalenmaterials nicht auf einmal, sondern nach und nach. Weil so geringere Dosen freigesetzt werden – diese dafür aber kontinuierlich – ist die medikamentöse Therapie besser verträglich und außerdem einfacher handhabbar. Denn anstatt dreimal täglich eine Tablette zu nehmen, reicht unter Umständen eine.

Unlösliche Stoffe sind problematisch

Um den Wirkstoff zu verkapseln, wird er zunächst in einer Flüssigkeit gelöst und mit dem Schalenmaterial vermischt. Danach wird die Lösung in das Zentrum einer Düse geleitet, wo Druckluft mit hoher Geschwindigkeit aus einem Ringkanal strömt. Aufgrund des Drucks wird die Lösung in feine Tröpfchen zerstäubt und anschließend in einen Trocknungszylinder gesprüht. Die Flüssigkeit verdampft und die Kern-Schale-Partikel bleiben als feines Pulver zurück.

Das Problem: Unlösliche Stoffe lassen sich nur schwer mit anderen Materialien vermischen. Das schränkt die Auswahl an Schalenmaterialien ein, die sich zur Herstellung der Partikel verwenden lassen.

Dreistoffdüse ermöglicht beliebige Materialkombinationen

»Wir haben daher für diesen Zweck eine Dreistoffdüse im Sprühverfahren eingesetzt. Damit ist es möglich, zwei Stoffe getrennt voneinander in die Düse einfließen zu lassen. Aufgrund der Scherkräfte vermischen sich die Substanzen an der Düsenöffnung und werden dann gemeinsam zerstäubt«, sagt Michael Walz, der zusammen mit Dr. Achim Weber das neuartige Verfahren am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart etabliert und optimiert hat.

So lassen sich beliebige Materialien kombinieren und die Freisetzung der Wirkstoffe individuell steuern. »Je nach Stoff, Konzentration der Lösung, Volumenstrom der Flüssigkeiten, Trocknungstemperatur oder Druck, der an der Düse angelegt wird, können wir die Partikelgröße und die Effizienz der Verkapselung verändern. Damit sind wir in der Lage, auf alle Kundenwünsche zu reagieren und maßgeschneiderte Lösungen zu entwickeln«, sagt Weber.

Neben der Kosmetik- und Pharmaindustrie ist das neue Verfahren zur Verkapselung von Wirkstoffen auch für die Düngemittel- oder Lebensmittelherstellung interessant.

Fakten, Hintergründe, Dossiers

  • Wirkstoffe
  • Fraunhofer
  • Verkapselung
  • Grenzflächen

Mehr über Fraunhofer-Institut IGB

  • News

    Eine echte Alternative zum Erdöl

    Ein Forschungsteam der Fraunhofer-Gesellschaft und der Technischen Universität München (TUM) unter Leitung des Chemikers Volker Sieber hat eine neue Polyamid-Familie entwickelt, die sich aus einem Nebenprodukt der Zelluloseproduktion herstellen lässt – ein gelungenes Beispiel für nachhaltig ... mehr

    Impfstoffe chemikalienfrei produzieren

    Impfstoffe herzustellen ist ein schwieriges Unterfangen: Bei den Tot-Impfstoffen müssen die Krankheitserreger abgetötet werden, ohne deren Struktur zu verändern. Bislang geschieht dies meist mit giftigen Chemikalien. Eine neuartige Technologie von Fraunhofer-Forschern nutzt stattdessen Elek ... mehr

    Impfstoffe effizienter herstellen

    In vielen Impfstoffen werden Viren abgetötet, so dass sie dem Patienten nicht schaden können. Üblicherweise geschieht dies durch Chemikalien. Fraunhofer-Forscher gehen einen anderen Weg und bestrahlen die Erreger mit Elektronen. Die Vorteile der neuen Methode: Es fallen keine giftigen Abfäl ... mehr

  • q&more Artikel

    3D-Gewebemodelle mit Immunkompetenz

    Die angeborene Immunität ist ein zentraler Bestandteil der menschlichen Immunabwehr. Mustererkennungsrezeptoren (Pattern Recognition Receptors, PRR), wie die Toll-like-Rezeptoren (TLR) spielen in diesem System eine Schlüsselrolle. mehr

  • Autoren

    Dr. Anke Burger-Kentischer

    Anke Burger-Kentischer promovierte an der Universität Tübingen über „Zelluläre und molekulare Mechanismen der strahleninduzierten Lungenfibrose“. Während ihres Postdoc-Aufenthaltes am Institut für Physiologie der Ludwig-Maximilians-Universität München beschäftigte sie sich mit dem zellspezi ... mehr

    Dr. Kai Sohn

    Kai Sohn, Jahrgang 1968, studierte Biologie an der Universität Heidelberg und schloss sein Studium als Diplombiologe ab. Er promovierte 1997 am Biochemiezentrum der Universität Heidelberg. Ab 1998 arbeitete Dr. Sohn an der Universität Stuttgart als Postdoc im Bereich medizinisch relevanter ... mehr

    Prof. Dr. Steffen Rupp

    Steffen Rupp, geboren 1962, studierte Chemie an den Universitäten Stuttgart, Freiburg und Cincinnati, OH, USA. Er promovierte 1994 am Institut für Biochemie der Universität Stuttgart mit Auszeichnung. Von 1995-1998 arbeitete er im Rahmen seines DFG-Forschungsstipendiums am Whitehead Institu ... mehr

Mehr über Fraunhofer-Gesellschaft

  • News

    Fraunhofer stellt High-Speed-Mikroskop mit intuitiver Gestensteuerung vor

    Zur Qualitätskontrolle großflächiger Objekte aus der Halbleiter- und Elektronikindustrie oder zur schnellen Überprüfung biologischer Proben hat das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen ein High-Speed-Mikroskop entwickelt, das Proben mit bis zu 500 Bildern pro Sekund ... mehr

    Food-Scanner für die Hosentasche

    Laut einer Studie der Umweltstiftung WWF Deutschland landen jährlich zehn Millionen Tonnen Lebensmittel in Deutschland im Müll, obwohl sie noch verzehrbar sind. Mit einem mobilen Food-Scanner sollen Verbraucher und Supermarktbetreiber in Zukunft prüfen können, ob Nahrungsmittel verdorben si ... mehr

    Impfstoffe chemikalienfrei produzieren

    Impfstoffe herzustellen ist ein schwieriges Unterfangen: Bei den Tot-Impfstoffen müssen die Krankheitserreger abgetötet werden, ohne deren Struktur zu verändern. Bislang geschieht dies meist mit giftigen Chemikalien. Eine neuartige Technologie von Fraunhofer-Forschern nutzt stattdessen Elek ... mehr

q&more – die Networking-Plattform für exzellente Qualität in Labor und Prozess

q&more verfolgt den Anspruch, aktuelle Forschung und innovative Lösungen sichtbar zu machen und den Wissensaustausch zu unterstützen. Im Fokus des breiten Themenspektrums stehen höchste Qualitätsansprüche in einem hochinnovativen Branchenumfeld. Als moderne Wissensplattform bietet q&more den Akteuren im Markt einzigartige Networking-Möglichkeiten. International renommierte Autoren repräsentieren den aktuellen Wissenstand. Die Originalbeiträge werden attraktiv in einem anspruchsvollen Umfeld präsentiert und deutsch und englisch publiziert. Die Inhalte zeigen neue Konzepte und unkonventionelle Lösungsansätze auf.

> mehr zu q&more

q&more wird unterstützt von:

 

Ihr Bowser ist nicht aktuell. Microsoft Internet Explorer 6.0 unterstützt einige Funktionen auf Chemie.DE nicht.