Arzneimittelinnovationen vorantreiben: Entwicklungen bei pharmazeutischen Kapseln

Gepostet: 7. September 2022 | Hannah Balfour (European Pharmaceutical Review) | Noch keine Kommentare

Kapselhüllen der nächsten Generation sind nicht nur vegan, sondern haben auch einen geringeren Feuchtigkeitsgehalt, was eine höhere Leistungskonsistenz und eine maximale Produkthaltbarkeit bietet, sagt der Formulierungsexperte.

Es wird erwartet, dass die am zweithäufigsten verwendete pharmazeutische Darreichungsform, Kapseln, bis 2030 einen Markt von 5,2 Milliarden US-Dollar ausmachen wird, ausgehend von einem Wert von rund 2,4 Milliarden US-Dollar im Jahr 2020.1 Hier berichten die Experten Torkel Gren von Recipharm und Dr. Jnanadeva Bhat von ACG-Worldwide über wichtige Entwicklungen in Kapseln durch die Beantwortung von vier Schlüsselfragen.

Zweigstelle Torkel , Senior Director, Technology Officer & Strategic Investments, Recipharm: In den letzten Jahren haben sich im Kapselbereich mehrere wichtige Trends herauskristallisiert. Erstens sehen wir eine wachsende Nachfrage nach neuen Materialien als Ersatz für die herkömmliche Gelatinekapselhülle.

Dr. Jnanadeva Bhat , Vizepräsident – ​​Formulierungsforschung und -entwicklung (Pharma & Nutra), ACG-Worldwide: Obwohl Gelatinekapseln nach wie vor die beliebtesten Kapseln sind, haben Fortschritte in den Materialwissenschaften und der Chemie den Entwicklern pharmazeutischer Formulierungen eine neue vegane Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC)-Kapsel zur Verkapselung ermöglicht. Diese sind in den letzten Jahren in der Pharmaindustrie immer beliebter geworden.

Aufgrund ihrer Kompatibilität wurden viele der neuen Moleküle, die in den letzten drei Jahren als Hartkapseln eingeführt wurden, in HPMC-Kapseln formuliert.“

Gren : Einer der Gründe dafür ist die wachsende Bedeutung, eine alternative vegane Kapsel für Patienten anzubieten, die keine tierischen Produkte konsumieren möchten. Gelatine birgt auch potenzielle langfristige Leistungsprobleme, die sich auf die Haltbarkeit eines Produkts auswirken können; Beispielsweise kann es bei Lagerung unter bestimmten Bedingungen unlöslich werden, was zu einer Kapsel führt, die das Arzneimittel nicht freisetzt. Die nächste Generation von Schalenmaterialien, die Gelatine ersetzen, wie z. B. HPMC, sind nicht nur vegan, sondern haben auch einen geringeren Feuchtigkeitsgehalt, was eine höhere Leistungskonsistenz und eine maximale Produkthaltbarkeit bietet.

Dr. Bhat : HPMC-Kapseln bieten nicht nur die erforderliche Auflösungsleistung, sondern sind auch mit verschiedenen Arzneimittelmolekülen und -formulierungen kompatibel – einschließlich hygroskopischer und feuchtigkeitsempfindlicher Formulierungen. Hygroskopische Formulierungen sind solche, die leicht Feuchtigkeit absorbieren und Gelatinekapseln spröde machen können. Aufgrund ihrer Kompatibilität wurden viele der neuen Moleküle, die in den letzten drei Jahren als Hartkapseln eingeführt wurden, in HPMC-Kapseln formuliert.

Gren : Ein weiterer Trend, den wir sehen, ist die Entwicklung anspruchsvollerer Kapseln, die als Forschungsinstrumente in der pharmazeutischen Entwicklung dienen. Beispielsweise wurden Kapseln entwickelt, die die Überwachung äußerer Bedingungen wie den pH-Wert und die externe Kontrolle der Arzneimittelfreisetzung ermöglichen. Diese neu entwickelten Instrumente können in der klinischen Forschung eingesetzt werden, beispielsweise in Arzneimittelabsorptionsstudien, und können zu einer schnelleren und effizienteren Entwicklung oraler pharmazeutischer Produkte beitragen.

Gren : Kapseln bieten eine großartige Lösung für die Herausforderung, anspruchsvolle Produkte mit veränderter Wirkstofffreisetzung herzustellen. Durch Mischen verschiedener beschichteter Pellets oder Minitabletten können zahlreiche komplexe und präzise Wirkstofffreisetzungsmuster erzielt werden.

Im Vergleich zu anderen oralen festen Darreichungsformen (OSDs) bieten Kapseln auch die einfachste Möglichkeit, Festdosiskombinationen (FDCs) inkompatibler Arzneimittelsubstanzen zu erzielen. Durch das Mischen beschichteter Granulate, Pellets oder Minitabletten in einer Kapsel können inkompatible Arzneimittelsubstanzen ohne Stabilitätsprobleme in eine Einzeldosis eingearbeitet werden. Dies hat Vorteile für Patienten, denen komplexe Behandlungen verschrieben werden, die die Verabreichung mehrerer pharmazeutischer Wirkstoffe (APIs) erfordern, da dadurch die Anzahl der täglichen Dosen auf eine einzige Multi-APIs-Kapsel reduziert werden kann, was wiederum den Komfort und die Patiententreue erhöht.

Dr. Bhat : Zu den chronischen Krankheiten, bei denen FDCs eingesetzt werden, gehören Bluthochdruck, Diabetes, das Humane Immundefizienzvirus (HIV) und Tuberkulose (TB). FDCs verringern außerdem das Risiko der Entwicklung von Arzneimittelresistenzen und unterstützen einen synergistischen Effekt.

Die Kapsel ist eine vielseitige Darreichungsform, die komplexe Formulierungen aufnehmen kann; So können beispielsweise Formulierungen, die schwer zu komprimieren sind, problemlos verkapselt werden. Der Verkapselungsprozess ist einfach und umfasst das Befüllen einer Kapsel mit einer geringen Dosis des Wirkstoffs und einem Minimum an Hilfsstoffen. Es ist keine komplexe Ausrüstung erforderlich, da Hartkapseln während der Entwicklungsphase mit einer kleinen manuellen oder halbautomatischen Füllmaschine abgefüllt werden können.

Fortschritte bei Verkapselungsmaschinen mit Kapseltechnologie erleichtern auch die Entwicklung und Lieferung des Produkts in kürzeren Zeiträumen.

Gren : Bei der schnellen Entwicklung eines Produkts für klinische Studien vermeiden Kapseln das Problem der Sicherstellung einer ausreichenden Kompaktierbarkeit für die Bildung einer kohärenten Tablette und machen es einfacher, die Dosis zu variieren. Darüber hinaus lässt sich ein Placebo einfach herstellen, indem identische Kapseln mit einem Hilfsstoff wie Laktose, Stärke oder Zellulose gefüllt werden.

Gren : Die Hauptbeschränkung von Kapseln ist ihre Größe, da höhere Medikamentendosen relativ große Kapseln erfordern. Glücklicherweise sind Kapseln im Allgemeinen glatt und haben eine längliche Form, sodass selbst größere Kapselgrößen im Vergleich zu einigen herkömmlichen OSDs relativ leicht zu schlucken sind. Allerdings empfinden bestimmte Patienten die größeren Kapseln, die für einige Multi-API-Arzneimittelprodukte erforderlich sind, oder solche mit komplexen kontrollierten Freisetzungsprofilen als schwierig zu schlucken. Dies kann zu Herausforderungen hinsichtlich der Patientencompliance führen. Um dem entgegenzuwirken, wird daran gearbeitet, die Formulierungsentwicklung voranzutreiben, um die Kapselgröße für komplexe Arzneimittel weiter zu reduzieren und so den Patientenkomfort zu optimieren.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Herstellung von Kapseln traditionell etwas teurer war als die von Tabletten, was auf die Kosten der Kapselhülle und einen etwas langsameren Herstellungsprozess im Vergleich zu Tabletten zurückzuführen ist. Allerdings wird das Befüllen von Kapseln immer effizienter und einige Schritte bei der Tablettenherstellung, wie etwa das Granulieren und Überziehen, können recht zeitaufwändig sein. Daher stellen Kapseln in immer mehr Fällen eine kostengünstigere Lösung dar als Tabletten.

Dr. Bhat : Wie bei jeder Darreichungsform gibt es Vor- und Nachteile. Beispielsweise gibt es derzeit keine magensaftresistente Kapsel auf dem Markt, die direkt für die Freisetzung von Arzneimitteln im Darm eingesetzt werden kann. Magensaftresistente Kapseln sind die bevorzugte Wahl für die Verabreichung von Arzneimitteln und funktionellen Hilfsstoffen im Darm. Sie befinden sich derzeit in der Entwicklung und werden der Pharmaindustrie enorme Möglichkeiten eröffnen.

Gren : Ein weiteres Problem besteht darin, dass Kapseln im Vergleich zu Tabletten tendenziell empfindlicher auf hohe Temperaturen und höhere Feuchtigkeit reagieren. Dieses Problem wird jedoch mit der Einführung neuer Kapselmaterialien angegangen, die weniger anfällig für solche Herausforderungen sind und so zur Maximierung der Haltbarkeit beitragen.

Gren : Wir werden einen weiteren Prozess der Umstellung von Gelatine auf HPMC und andere neue Kapselmaterialien erleben. Dies ist auf die zunehmende Einführung vegetarischer Ernährung sowie auf die stärkere Verbreitung in Märkten mit heißem und feuchtem Klima zurückzuführen. Da die Haltbarkeitsgrenzen von Kapseln mit diesen neuen Hüllenmaterialien überwunden werden, werden wir eine noch breitere Verwendung von Kapseln bei allen oralen Arzneimitteln erleben. Auch neue Arten von Arzneimitteln, etwa orale Impfstoffe, werden als Kapseln formuliert.

Auch bei Kapseln zur Inhalation kann es zu Wachstum kommen. Wir erwarten einen starken Anstieg von Asthma und chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen, was zu einer Nachfrage nach kosteneffizienten Inhalationsmedikamenten und Inhalatoren führen wird. Trockenpulverinhalatoren, die Wirkstoffe in Kapseln verwenden, sind relativ kosteneffiziente Geräte und das Befüllen der Kapseln ist ein einfacher Vorgang. Wir glauben, dass dies eine kostengünstige Lösung für die Inhalationstherapie darstellt.

Dr. Bhat : Die Verabreichung von Medikamenten mittels Trockenpulverinhalation über Hartkapseln wird in neuen Therapiesegmenten wie der Parkinson-Krankheit, Migräne und Mukoviszidose untersucht. Verschiedene Forschungsuniversitäten arbeiten auch an der Verabreichung von Biomolekülen und Impfstoffen über Inhalationskapseln zur Behandlung von Krankheiten wie Krebs und Tuberkulose, wobei die Medikamentendosis reduziert und die Wirksamkeit verbessert wird.

Gren: Trotz Herausforderungen wie dem Trend zur injizierbaren Medizin, da es sich bei immer mehr neuen Arzneimitteln um Biologika handelt, die injiziert werden müssen, und dem Aufkommen alternativer Methoden zur Arzneimittelherstellung, wie dem dreidimensionalen (3D-)Druck, ist die Patientenfreundlichkeit von Kapseln – kombiniert mit ihren einzigartigen Vorteilen der kontrollierten Freisetzung – überzeugt mich davon, dass in den kommenden Jahrzehnten ein großer Bedarf an Kapseln bestehen wird.

Zweigstelle Torkelist Senior Director, Technology Officer & Strategic Investments bei Recipharm.

Dr. Jnanadeva Bhatist Vizepräsident – ​​Formulierungsforschung und -entwicklung (Pharma & Nutra) bei ACG-Worldwide.

Hannah Balfourist Wissenschaftsautor für European Pharmaceutical Review.

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Dr. Jnanadeva Bhat, Torkel Gren