Erlernen von Kapseltypen, Kapselabfüllverfahren, Materialien wie Gelatine und HPMC und die Vorteile von Kapseln in der Arzneimittelversorgung.
Was sind Kapseln？?
Zweck der Kapselhüllen
In der Fachsprache werden kapselförmige medizinische Darreichungsformen als Kapseln bezeichnet. Einfach ausgedrückt handelt es sich um feste Zubereitungen, die durch Einfüllen des pharmazeutischen Wirkstoffs (API) oder geeigneter Hilfsstoffe (Additive) in eine leere Kapselhülle oder durch Versiegeln in einem weichen Kapselmaterial hergestellt werden.
Kapseln können feste Arzneimittel enthalten, die sie vor Feuchtigkeit, Luft und Licht schützen und gleichzeitig die Bitterkeit, den unangenehmen Geruch oder andere unerwünschte Geschmacksrichtungen der Wirkstoffe überdecken.
Der bemerkenswerte Unterschied zwischen den Herstellungsverfahren von Kapseln und Tabletten besteht darin, dass das Pulver in Kapseln im Allgemeinen keinen nennenswerten Druckkräften ausgesetzt ist. Mit anderen Worten: Anders als beim Tablettieren werden beim Befüllen der Kapseln die Auflösungseigenschaften des Pulvers nicht verändert. Infolgedessen beeinflussen das Pulver und die Kapselhülle die Qualitätsmerkmale der Kapsel.
Der Lieferant liefert die Kapselhülle, während die Verarbeitungsschritte die Qualitätsmerkmale des Pulvers vor der Abfüllung bestimmen. Infolgedessen haben die Betriebsparameter des Kapselfüllprozesses keinen wesentlichen Einfluss auf die Qualitätsmerkmale des Endprodukts. Bis zu einem gewissen Grad bestimmen die Eigenschaften der Kapselhülle selbst die anderen Produkteigenschaften, abgesehen von den Pulvereigenschaften.
Das Ziel der Kapselhülle ist, dass sie “weder die Wirkstofffreisetzung in vitro noch die Wirkstoffaufnahme in vivo beeinträchtigt”. Dies hängt in erster Linie davon ab, ob sich die Kapselhülle schnell auflösen kann.
Erscheinungsbild der Kapselschalen
Kapselschalen bestehen aus zwei sich überlappenden Teilen (der Kappe und dem Körper). Jeder Teil hat ein abgerundetes, geschlossenes Ende und ein offenes Ende. Die Kapselkappe mit dem größeren Durchmesser passt auf den Kapselkörper mit dem kleineren Durchmesser und sorgt für eine gute Abdichtung beim Verschließen.
Größe der Kapselschalen
Es sind acht verschiedene Größen von Kapselhüllen erhältlich. Die gängigsten sind 00#, 0#, 1#, 2#, 3# und 4#. Je kleiner die Kapselnummer, desto größer die Kapazität.
Nachstehend finden Sie eine Tabelle mit allen Einzelheiten:
| 00# | 0# | 1# | 2# | 3# | 4# | ||
| Kappenlänge (mm) | 11.6 | 10.8 | 9.8 | 9.0 | 8.1 | 7.1 | |
| Körperlänge (mm) | 19.8 | 18.4 | 16.4 | 15.4 | 13.4 | 12.1 | |
| Dicke der Kappe (mm) | 0.11 | 0.11 | 0.1 | 0.1 | 0.095 | 0.095 | |
| Dicke des Gehäuses (mm) | 0.11 | 0.11 | 0.11 | 0.095 | 0.095 | 0.095 | |
| Durchmesser der Kappe (mm) | 8.48 | 7.58 | 6.82 | 6.35 | 5.86 | 5.33 | |
| Durchmesser des Gehäuses (mm) | 8.15 | 7.34 | 6.61 | 6.07 | 5.59 | 5.06 | |
| Verriegelte Länge (mm) | 23.3 | 21.2 | 19 | 17.5 | 15.5 | 13.9 | |
| Gewicht (mg) | 122 | 97 | 77 | 62 | 49 | 39 | |
| Volumen (ml) | 0.95 | 0.68 | 0.5 | 0.37 | 0.3 | 0.21 | |
| Gewicht der Füllung (mg) | Dichte des Pulvers 0,66 g/ml | 570 | 408 | 300 | 222 | 180 | 126 |
| Dichte des Pulvers 0,8 g/ml | 760 | 544 | 400 | 296 | 240 | 168 | |
| Dichte des Pulvers 1,0 g/ml | 950 | 680 | 500 | 370 | 300 | 210 | |
| Dichte des Pulvers 1,2 g/ml | 1140 | 816 | 600 | 444 | 360 | 252 | |
Kapsel-Parameter
Klassifizierung von Leerkapseln
Die am häufigsten verwendeten Materialien für leere Kapselhüllen sind Gelatine und Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC). Im Folgenden werden Gelatinekapseln und HPMC-Kapseln miteinander verglichen:
| Gelatinekapselhülle | HPMC-Kapselhülle | |
| Kategorie | Aus Tieren gewonnene Kapselhülle | Kapselhülle auf pflanzlicher Basis |
| Hauptbestandteile | Gelatine (aus Tierknochen und Haut) + Wasser | Sicher und zuverlässig, in mehreren Pharmakopöen aufgeführt |
| Herstellung Prozess | Hydroxypropylmethylcellulose (aus Baumwoll-Linter, Zellstoff) + Wasser | |
| Feuchtigkeitsgehalt | 12.5%-17.5% | 4%-7% |
| Löslichkeit | Quillt auf, löst sich aber nicht in 25°C kaltem Wasser auf | Löst sich allmählich in 25°C kaltem Wasser auf |
| Zerbrechlichkeit | KEINE | Weniger als 5 brüchige Kapseln pro 50 |
| Sicherheit | Sicher und zuverlässig, in mehreren Pharmakopöen aufgeführt | Gefahr der übermäßigen Verwendung von Konservierungsmitteln, Bedenken wegen BSE (Rinderwahnsinn) |
Kapsel-Parameter
Kapsel-Abfüllmaschinen
Bei der Kapselabfüllung können verschiedene Maschinen und Ausrüstungen verwendet werden. Unterschiedliche Füllmaschinen haben keinen Einfluss auf die Qualität der Kapseln. Im Allgemeinen kann die Kapselabfüllung in kleinem Maßstab manuell erfolgen, z. B. mit Handeinwurf und Kapselabfüllbrettern, mit halbautomatischen Kapselabfüllmaschinen oder mit vollautomatischen Kapselabfüllmaschinen in kleinem Maßstab. Bei der Kapselabfüllung in großem Maßstab werden häufig vollautomatische Kapselabfüllmaschinen verwendet.
Manuelle Befüllung
Für die manuelle Befüllung gibt es generell zwei Ansätze:
Wiegen Sie zuerst die leere Kapselhülle, trennen Sie dann den Kapselkörper und die Kappe, fügen Sie das theoretische Gewicht des Inhalts hinzu, verschließen Sie den Kapselkörper und die Kappe, wiegen Sie das Gewicht und passen Sie es an, und wenn es akzeptabel ist, verschließen Sie den Kapselkörper und die Kappe vollständig.
Wiegen Sie eine bestimmte Menge des Inhalts ab, geben Sie einen Teil in den Kapselkörper, verdichten Sie ihn und fügen Sie dann den restlichen Inhalt hinzu. Nach der Befüllung werden der Kapselkörper und der Deckel verschlossen. Bei der ersten Methode handelt es sich um die Bruttogewichtsmethode, bei der zweiten um die Nettogewichtsmethode mit einer typischen Produktionskapazität von 30-90 Kapseln pro Stunde.
Es ist auch möglich, ein Kapselfüllbrett zum Befüllen von Kapseln zu verwenden. Zunächst werden Kapselkörper und Kappe manuell getrennt, dann wird die Kapsel mit dem Füllbrett befüllt und verschlossen. Das quantitative Prinzip dieses Werkzeugs besteht darin, die Füllhöhe mit Hilfe von Schrauben an den Rändern einzustellen. Unter der Annahme, dass die Dichte konstant bleibt, ist das Gewicht einstellbar. Normalerweise gibt es an den Ecken erhebliche Gewichtsschwankungen. Es kann das Füllgewicht in den Eckkapseln anpassen, um die Gesamtgewichtsschwankungen zu minimieren.
Halbautomatische Kapselabfüllmaschine
Eine halbautomatische Kapselfüllmaschine arbeitet immer in drei Schritten, von der Kapselkörper-Kappen-Trennung über die Füllung bis hin zum Verschließen der Kapsel. Das Prinzip der Kapselabtrennung ist dasselbe wie bei der manuellen Befüllung, wobei das Schneckenfüllverfahren verwendet wird. Die rotierende Schnecke drückt das Pulver durch den Zubringer in den offenen Kapselkörper im Drehring unter dem Trichter. Das Füllvolumen steuert das Füllgewicht.
Vollautomatische Kapselabfüllmaschine
Dosierrohr-Kapsel-Abfüllmaschine
Das Material wird in den Pulverbehälter gefüllt, an dessen Boden eine Dosierscheibe angebracht ist. Die Dosierscheibe hat sechs gleichmäßig verteilte Dosierlöcher, und bei jeder mechanischen Drehung von 60° komprimiert das Dosierrohr das Pulver allmählich in fünf Schritten. Nach der fünften Verdichtung trennt ein Abstreifer das Pulver von der Dosierplatte. Wenn sich die Dosierscheibe bis zum letzten Loch dreht, wird die Pulversäule in den Kapselkörper geschoben, womit der Füllvorgang abgeschlossen ist.
Drei Faktoren bestimmen die Füllmenge:
- Die Dichte des Pulvers und die Dicke der Dosierscheibe,
- Die Druckkraft, die das Dosierrohr bei jedem Schritt ausübt,
- Die Höhe des Pulvers im Pulverbehälter.
Kolben-Kapsel-Füllmaschine
Das Gerät besteht aus einem hohlen Metalldosierrohr und einem federbelasteten verstellbaren Kolben. Der Kolben bewegt sich auf und ab, um das Volumen einzustellen und so die Pulverdosis zu steuern.
Das Dosiergerät wird während des Betriebs der Maschine in das Pulverbett eingeführt. Das Material im Pulverbehälter bleibt auf einer konstanten Höhe. Wenn sich das Dosiergerät an den Boden des Pulverbettes bewegt, wird das Pulver vorkomprimiert.
Anschließend komprimiert der Kolben das Pulver weiter und bildet so eine Pulversäule von ausreichender Stärke. Nachdem das Dosiergerät das Pulverbett verlassen hat, richtet es sich auf den offenen Kapselkörper aus. Der Kolben bewegt sich nach unten zum Boden des Dosierrohrs und drückt die Pulversäule in den Kapselkörper, wodurch der Füllvorgang abgeschlossen wird.
Drei Faktoren bestimmen die Füllmenge:
- Die Dichte des Pulvers,
- Das Volumen des Dosierrohrs und die Höhe des Kolbens im Dosiergerät,
- Die Höhe des Pulvers im Pulverbehälter.
Pelletbefüllung - Dosierscheibenverfahren
Der entscheidende Unterschied zwischen Pellets und Pulvern ist, dass Pellets nicht komprimiert werden können. Das Füllvolumen wird durch das Volumen der Dosierlöcher in der Dosierscheibe gesteuert, die das Füllgewicht bestimmt. Diese Art von Abfüllvorrichtung ist in der Praxis der Pelletabfüllung weit verbreitet. Die Füllgenauigkeit ist relativ hoch, wenn die Pelletgröße und -dichte konstant sind. Ein wesentlicher Nachteil ist jedoch, dass eine neue, passende Dosierscheibe erforderlich ist, wenn sich die Pelletdichte oder -größe ändert. Die Anlagenhersteller könnten sich auf die Innovation und Optimierung dieses Problems konzentrieren.
Pulver-Kolben-Füllvorrichtung
Die Pellets können auch mit Hilfe eines Vakuumsaugverfahrens abgefüllt werden, das ebenfalls für die Pelletabfüllung verwendet werden kann. Die Dosierung der Pellets kann durch Veränderung des Vakuumdrucks und der Höhe des Kolbens im Dosiergerät eingestellt werden. Während der Befüllung werden überschüssige Pellets mit einem Pinsel oder mit Druckluft entfernt.