Top-Down Analyse des Zustandes und des Herstellungsprozesses einer multiplen Emulsion

Im Rahmen dieser Arbeit werden multiple Wasser-in-Öl-in-Wasser Emulsionen in Hinblick auf ihren Zustand und die Herstellung untersucht. Die behandelten Emulsionen sollen als protektive topische Galeniken für von enzymatischer Degeneration gefährdete Wirkstoffe verwendet werden. Dies soll durch Verka...

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Main Author: Beer, Sebastian
Contributors: Keusgen, Michael (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2016
Pharmazeutische Chemie
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Im Rahmen dieser Arbeit werden multiple Wasser-in-Öl-in-Wasser Emulsionen in Hinblick auf ihren Zustand und die Herstellung untersucht. Die behandelten Emulsionen sollen als protektive topische Galeniken für von enzymatischer Degeneration gefährdete Wirkstoffe verwendet werden. Dies soll durch Verkapselung des Wirkstoffes in der inneren Wasserphase gewährleistet werden. Für die Anwendung als pharmazeutisches Produkt sind als Qualitätsparameter Langzeitstabilität, Effizienz der Verkapselung und Reproduzierbarkeit der Herstellung zu beachten. In dieser Arbeit werden die theoretischen Grundlagen und die benötigten Methoden zur Analyse und Optimierung der behandelten Emulsionen mit dem Ziel der Anwendung als pharmazeutisches Produkt entwickelt. Die physikalischen Eigenschaften und dadurch bedingt auch die Herstellung von Emulsionen sind, neben den verwendeten Rohstoffen, im wesentlichen von der Tropfengrößenverteilung und von dem Volumenanteil der dispersen Phase abhängig. Bei der Analyse von multiplen Emulsionen ist zu beachten, dass sich diese Parameter durch Koaleszenz und/oder Diffusion entlang sich einstellender Druckgradienten zwischen der äußeren und der inneren Phase ändern kann. Hierfür werden die theoretischen Zusammenhänge zwischen möglichen Druckgradienten und dispersem Phasenvolumenanteil erstellt und analysiert. Die vorhandenen Analysemethoden - Rheologie und statische Lichtstreuung - werden auf die behandelten Emulsionen adaptiert. Der disperse Phasenvolumenanteil stellt bei den vorhandenen Analysemethoden einen Einflussparameter neben weiteren, nicht direkt quantifizierbaren Parametern dar. Zur genauen Analyse wird eine konfokalmikroskopische Methodik entwickelt um ausschließlich den dispersen Phasenvolumenanteil der multiplen Emulsionen zu bestimmen. Mittels dieser Methodik werden die theoretischen Zusammenhänge untersucht. Durch verschiedene Herstellungsszenarien in Kombination der Messung des dispersen Phasenvolumens können die einzelnen Prozesse während der Herstellung qualitativ beschrieben werden. Die Kombination aus Tropfengrößenreduktion und variablem dispersen Phasenvolumenanteil erzeugt eine positive Rückkopplung. Durch diesen, sich selbst verstärkenden Prozess sind Problematiken bezogen auf die Reproduzierbarkeit der behandelten multiplen Emulsionen zu erklären. Um diesen zu begegnen, wird eine in-line Messmethode (zur Beschreibung des Zustandes der Emulsion während der Herstellung) basierend auf dielektrischer Spektroskopie theoretisch behandelt und praktisch demonstriert. Die Kenntnis der theoretischen Zusammenhänge zwischen den Drucksystemen und dem dispersen Phasenvolumenanteil ermöglicht einerseits einen Rückschluss durch die Messung des dispersen Phasenvolumenanteils auf die Einschlusseffizienz. Andererseits wird eine Evaluation des Einflusses der Emulsionsparameter auf die Sensitivität der Emulsion gegenüber Destabilisierungsprozessen ermöglicht. Basierend auf der Temperaturabhängigkeit der Grenzflächenspannungen wird ein Stresstest entwickelt, durch den die Stabilität der multiplen Emulsionen gegenüber Temperaturvariationen schnell beurteilt werden kann. Zusammenfassend werden in dieser Arbeit die wissenschaftlichen und methodischen Grundlagen gelegt um eine Optimierung der behandelten Emulsionen mit dem Ziel einer Anwendung als pharmazeutisches Produkt zu ermöglichen.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2016.0469