Gefriertrocknung in der Wirbelschicht : Möglichkeiten und Grenzen für die Anwendung in der Pharmazie

Die Gefriertrocknung in der Wirbelschicht ist ein Verfahren bei dem das Produkt
die Eigenschaften von Lyophilisaten aufweist. In der Herstellung können
jedoch die Vorteile der Wirbelschichttrocknung genutzt werden. Das Verfahren
teilt sich in zwei Verfahrensschritte. Im ersten Schritt wird das flüssige
Gut in einer Kältekammer zerstäubt und im freien Fall eingefroren. Im zweiten
Schritt wird das gefrorene Gut in einer Wirbelschichtkammer getrocknet.
Diese Zweiteilung erweist sich aufgrund unterschiedlicher Anforderungen hinsichtlich
der Anlagendimensionierung der beiden Schritte als notwendig. Im
Trocknungsschritt ist eine minimale Teilchengröße von etwa 200 μm vorgegeben.
Kleinere Teilchen lassen sich aufgrund des hohen Gewichtsverlustes
in der Gefriertrocknung im letzten Drittel der Primärtrocknung und in der
Sekundärtrocknung nicht mehr mit sinnvollen Luftmengen fluidisieren. Diese
nehmen zu kleine Werte an. Eine Erzeugung von Partikeln größer 200 μm
erfordern jedoch Fallstrecken über 1 m Länge. Je nach gewünschter Partikelgr
öße kann die Kältekammer deutlich größere Dimensionen annehmen, als
diese für eine Trocknungskammer notwendig wären.
Zur Generation von Tropfengrößen über 200 μm wurden verschiedene
Düsensysteme evaluiert. Für die Evaluierung des Verfahrens erwies sich eine
Zweistoffdüse als vorteilhaft. Für die Produktion von Partikeln zeigte sich
jedoch ein Düsensystem als vorteilhaft, das mit dem Prinzip des zwangszerst
örten laminaren Strahlzerfalls Lösungen zerstäubt. Durch letzteres Verfahren
kann der bei anderen Düsensystemen auftretende Feinanteil vermieden
werden.
Aufgrund der hohen Einfriergeschwindigkeiten (mehr als 50 °C/s) ergeben
sich ausschließlich amorphe Produkte. Dieses macht das Verfahren geeignet
für die Trocknung von Protein und Peptidformulierungen, die besonders in
amorphen Matrizes stabilisiert werden können. Es wurden deshalb hinsichtlich
der Trocknungstemperaturen von Temperaturen zwischen -40 bis -30 °C.