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amixon GmbHamixon GmbH

Welche Anlage eignet sich am besten für die Herstellung von API (Active Pharmaceutical Ingredient)?

 

Bei der Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe ist die Effizienz der Mischtechnik von entscheidender Bedeutung, unabhängig davon, ob es sich um biotechnologische oder chemische Reaktionen handelt. Oberstes Ziel ist die vollständige chemische/biochemische Umsetzung.

Nur wenn der gesamte Reaktorinhalt vollständig durchströmt/durchmischt wird, können die an der Reaktion beteiligten Stoffe - gleichmäßig verteilt - miteinander in Kontakt treten. Erst dann kann ein gleichmäßiges Temperaturniveau im Reaktor erreicht werden. Prozesstemperaturen können nur so sicher geregelt/ kontrolliert werden.

Ausbeute, Qualität und Produktionssicherheit hängen direkt von der Effizienz des Mischprozesses ab.

 

Qualitätsbestimmende Apparateeigenschaften:

  • Es ist es wichtig, dass der Mischer-Synthesereaktor schonend arbeitet.
  • Die Mischwerkzeuge dürfen sich nur langsam bewegen.
  • Trotzdem muss immer eine ideale Mischqualität vorliegen, egal ob es sich um eine Flüssigkeit, eine Suspension oder eine hochviskose Masse handelt.
  • Die entstehenden Suspensionen, Emulsionen, Kristalle, Koagulate, Aggregate oder Flocken dürfen nicht geschert oder beschädigt werden.

Um die thermokinetischen Prozesse sicher beherrschen zu können, muss der Synthesereaktor/ Fermenter über möglichst große Wärmetauscherflächen verfügen. Die Wärmetauscherflächen müssen an allen Stellen gleiche Temperaturen aufweisen. Als Wärmeträger können alternativ Dampf, Wasser oder Thermalöl eingesetzt werden. Der Strömungswiderstand in den Wärmeträgerwänden muss minimal klein sein. amixon® hat in diesem Bereich sehr viel in Forschung und Entwicklung investiert. Je nach gewünschter Chargengröße kann amixon® verschiedene Lösungen anbieten. amixon® kann die jeweiligen Wirkungsgrade im eigenen Technikum nachweisen.

Eine Vielzweck-Syntheseanlage beispielhaft

Biofermenter/ Bioreaktor/ Mischer/ Begaser für die API Herstellung

 

Hier liegen die Ausgangsstoffe meist in Form von Suspensionen oder lipophilen Emulsionen vor. Bei biotechnologischen Umsetzungen ist die gleichmäßige Verteilung von Sauerstoff, Nährstoffen, Enzymkatalysatoren und Nährlösungen entscheidend.  Für ein homogenes Wachstum der Mikroorganismen muss die Temperatur auf ein Zehntelgrad genau geregelt werden. Das Zellwachstum der Mikroorganismen in der Nährlösung führt zu veränderten Strömungseigenschaften. Ankerrührer oder Propeller scheiden als Rührorgane aus, wenn sich die Viskosität erhöht.

SinConvex® / SinConcave® Wendelmischwerke erzeugen auch bei Konsistenzveränderungen (vergleichbar mit Honig oder Melasse) ideale Mischgüten. Besonders schonend und immer effizient. Niedrige Drehzahlen sind besonders wichtig. Das bedeutet geringe Reibung, geringen Druck und geringe Scherbeanspruchung. Für eine Fermentation ist es wichtig, dass der Wärmeeintrag durch Reibung vermieden wird.

 

Gasförmige Einträge

 

Meist wird Sauerstoff in Form von steriler Luft in den Reaktor eingeblasen. Dies fördert das Wachstum aerober Mikroorganismen. Es gibt aber auch Fälle, in denen Kohlendioxid (CO2) oder gasförmiges Ammonium (NH3) zur pH-Regulierung eingebracht werden. Der Eintrag von Wasserstoff (H2) kann das Energiepotential verändern und Redoxreaktionen beschleunigen. In seltenen Fällen kann auch Methan CH4) eingesetzt werden. Stickstoff (N2) wird zur Inertisierung eingesetzt, insbesondere wenn Mikroorganismen nur unter anaeroben Bedingungen wachsen.

Je feinperliger das Gas eingebracht wird, desto besser ist die Effizienz. Die Dichte des Reaktorinhalts wird reduziert. Dadurch verringert sich der Strömungswiderstand und die mechanische Scherbeanspruchung bei der Durchmischung der Massen. Empfindliche Zellkulturen werden besser vor Scherung und Druck geschützt.

Fünf ähnliche Mischsysteme in vertikaler Bauweise der Firma amixon®.

Bieterauswahl durch Nutzwertanalyse

 

Die Zahl der Hersteller von Synthesereaktoren und Fermentern ist groß. Viele Apparatehersteller haben sich auf bestimmte Prozessschritte oder Endprodukte spezialisiert. Wenn ein Investor eine moderne Anlage plant, ist es nicht einfach, den am besten geeigneten Apparatehersteller zu finden.

Neben vielen anderen Aspekten müssen grundlegende Anforderungen erfüllt werden:

  • Präzise Reaktionsführung,
  • Prozesseffizienz (Ausbeute und Rückstände)
  • universelle Einsetzbarkeit
  • Hygiene und Sterilität,
  • Skalierbarkeit
  • Materialbeständigkeit
  • automatische Prozessüberwachung
  • GMP-Konformität
  • Flexibilität
  • Ergonomie und Arbeitssicherheit,
  • Nachhaltigkeit, .....

Die angehängte Tabelle (PDF Format) zeigt beispielhaft, wie eine solche Analyse durchgeführt werden kann.

Vertikale Präzisionsmischer von amixon®

Die rote Linie zeigt die Position der Welle, wenn ein Hochgeschwindigkeits-Wirbelwerkzeug installiert ist. Dieses kann in Ergänzung zum Hauptmischwerkzeug besonders effektiv desagglomerieren.

Bestimmung der optimalen Apparategröße

 

Diese Frage scheint auf den ersten Blick einfach zu sein. Tatsächlich kann es schwierig sein, sie richtig zu beantworten.

In den meisten Fällen bleibt die Schüttdichte konstant, wenn verschiedene Güter (nass oder trocken) zusammengeschüttet und vermischt werden. Durch den Reaktionsprozess kann sich die Dichte jedoch erheblich ändern. Wenn die Dichte zunimmt, verringert sich der Füllstand im Apparat. In diesem Fall muss sichergestellt werden, dass der Reaktor/ Mischer/ Vakuumtrockner/ Fermenter/ Bioreaktor auch kleinere Volumina gut und effizient mischen kann.

Bei abnehmender Dichte nimmt das Volumen der Masse zu. Die Apparatur muss groß genug sein, um das entsprechend vergrößerte Volumen aufnehmen und mischen zu können. Solche Volumenänderungen können nicht berechnet werden. Sofern Volumenänderungen auftreten, können diese nur durch Versuche festgestellt werden.

Im Gegensatz zu Flüssigkeitsbehältern dürfen Mischer/Reaktoren/Vakuumtrockner/Fermenter/Bioreaktoren nicht vollständig gefüllt werden. Sie benötigen oberhalb ihres Füllstandes einen Freiraum (Gasraum). Dieser ist erforderlich, um eine Strömung/Verwirbelung des Mischguts zu ermöglichen. Das Freiraumvolumen ergibt sich aus der Differenz zwischen Brutto- und Nettovolumen. Das Nettovolumen ist der maximal zulässige Füllungsgrad, bei dem die Mischvorgänge gerade noch ungehindert ablaufen können.

Die Hersteller von Mischern / Reaktoren / Vakuumtrocknern / Fermentern / Bioreaktoren definieren die Freiräume (= Gasvolumina) ihrer Apparate je nach Bauart und Betriebsweise unterschiedlich. Wenn eine Nutzwertanalyse durchgeführt werden soll, ist es notwendig, diese auf der Basis gleicher Nettovolumina durchzuführen. Die Konstruktion und Produktion von amixon ist sehr flexibel. Wir können das jeweils benötigte Nettovolumen in 100-Liter-Schritten annähern. amixon® definiert die Baugrößenbezeichnung über das Nettovolumen = Nutzvolumen. Lautet die Typenbezeichnung eines amixon® Konusmischers/Reaktors beispielsweise AMT 30400, so kann das darin befindliche Mischgut ein Volumen von 30,4 m³ aufweisen. Das Bruttovolumen des amixon® Apparates beträgt dann ca. 40 m³.

Die biotechnologische Synthese von pharmazeutischen Wirkstoffen (APIs) ist weniger verbreitet als die chemische Synthese

 

Dennoch werden biochemische Verfahren in Zukunft an Bedeutung gewinnen. Dies ist auf 3 Sachverhalte zurückzuführen:

  • Milde Reaktionsbedingungen bedeuten hohe Energieeffizienz und kostengünstigen Apparate- und Anlagenbau. - Im Gegenzug muss für eine keimfreie Produktionsumgebung gesorgt werden.
  • Enzyme sind biologisch abbaubar
  • Unerwünschte Nebenprodukte sind in der Regel weniger gefährlich und können kostengünstig entsorgt werden. Sie sind normalerweise weit weniger gefährlich als Reaktionsrückstände aus der chemischen Produktion.

Bekannte pharmazeutische Wirkstoffe, die auf der Basis biologischer Verfahren hergestellt werden, sind z.B: Insulin, Erythrozyten, monoklonale Antikörper, Wachstumshormone, Antibiotika, Cholesterinsenker, Vitamine (B12 und C), Heparin und viele Impfstoffe gegen COVID. Je komplexer die Molekülstrukturen sind, desto eher kommen so genannte biotechnologische Produktionsverfahren zum Einsatz. Dies ist beispielsweise in der personalisierten Medizin der Fall.

Wenig erforscht ist das bioähnliche mikrobielle Wachstum bei Siedetemperaturen unter hohem Druck und in schwefelsaurer Umgebung (heiße Quellen in der Tiefsee). Auch hier werden Katalysatoren vermutet, über die aber kaum etwas bekannt ist.

 

 

Semisynthetische APIs

 

Einige Wirkstoffe wie Antibiotika, halbsynthetische Opiate oder Steroidhormone werden durch eine Kombination von biologischen und chemischen Prozessen hergestellt. In der Regel findet der biologische Prozess zuerst statt. Auf diese Weise können komplexe Molekülstrukturen effizient aufgebaut werden. Die chemische Weiterverarbeitung kann durch den Einsatz organischer Lösungsmittel (polar und apolar) die Reinheit und Bioverfügbarkeit verbessern. Es gibt auch halbsynthetische Arzneimittel, die sich aus synthetischen und biologischen Wirkstoffen zusammensetzen.

Dreidimensionaler Mischeffekt ohne Totraum

 

Der Mischeffekt wird vom Wendelmischwerkzeug erzeugt. Die Mischgüter werden von unten nach oben gefördert. Der geförderte Volumenstrom Iv wird wie folgt berechnet.

Iv:        Volumenstrom, der durch eine Mischwendel von unten nach oben gefördert wird

φ:        ist der Füllgrad

D/ d    äußerer/ innerer Durchmesser der Mischwerkhelix

S:        ist die Steigung der Wendel

n:        ist die Drehfrequenz

ζ:        ist der Geschwindigkeitskoeffizient

 

Über die Abwärtsströmung im Mischraum braucht man sich keine Gedanken zu machen. Sie wird durch die Schwerkraft verursacht. Die Schwerkraft wirkt auf alle Teilchen gleich. Die Aufwärts- und Abwärtsströmung interagieren und bewirken eine zufällige Ortsveränderung der Partikel / Moleküle / Aggregate / Agglomerate / Koagulate/ ..... Der gesamte Prozess wird durch Rotation überlagert.

Wie bei allen Geräten mit rotierenden Einbauten ist die Relativbewegung zwischen Mischwerkzeug und Mischgut entscheidend. Die reine Rotation erzeugt keine Relativbewegung. Je stärker das Mischgut vom Mischwerkzeug nach oben gefördert wird, desto effektiver ist die Mischwirkung. Insofern kann ein Vertikalmischer auch bei sehr niedrigen Drehzahlen optimale Mischgüten erzeugen. Totraumfrei werden alle Volumenanteile im Mischbehälter erfasst und in den Strömungsprozess einbezogen.

amixon® unterstützt Ihre Kunden von Anfang an ...

 

und auf Wunsch bis zur erfolgreichen Inbetriebnahme. Für Hersteller von Wirkstoffen ist es oft schwierig, den optimalen Synthesereaktor und den passenden Hersteller zu finden. Die amixon GmbH unterstützt mit einem großen Technikum und zahlreichen Versuchsanlagen - eine wertvolle Hilfe bei der Auswahl des richtigen Systems.

  • Erstklassige Versuchsergebnisse im Technikum sind die wichtigste Voraussetzung für eine Kaufentscheidung.
  • Solider, ausgereifter Maschinenbau mit hohem Eigenfertigungsanteil ist ein Garant für Zuverlässigkeit, Ersatzteilversorgung und lange Lebensdauer.
  • Serviceeinsätze und Schulungen, die amixon® seit fast 40 Jahren weltweit selbst durchführt, ermöglichen dem Betreiber Kostenvorteile und Wertbeständigkeit.
  • Die ständige Weiterentwicklung der amixon® Produkte ermöglicht die Nachrüstung älterer amixon® Maschinen.
  • Langjährig erfahrene amixon® Mitarbeiter sind Ihre kompetenten Ansprechpartner. Wir stehen für kurze Reaktionszeiten und höchste Effizienz.
  • Hohe Transparenz garantiert ein optimales Preis-/Leistungsverhältnis.

 

Darüber hinaus hilft amixon mit etablierten Lösungen, wichtige Industriestandards zu erfüllen:

  • ATEX (ATmosphères Explosives) Europäische Gesetzgebung zur Vermeidung von Bränden und Explosionen.
  • OSHA (Occupational Safety and Health Administration; US-Gesetzgebung zur Arbeitssicherheit)
  • FDA (Food and Drug Administration) Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde der USA
  • GMP-Konformität (Gute Herstellungspraxis)
  • Unterstützung bei der vollständigen Validierung (Design Qualification, Installation Qualification, Operational Qualification, Performance Qualification)
  • Internationale anerkannte Normen für Automatisierung

Enzyme sind Reaktionsbeschleuniger

 

Enzyme bestehen aus langen Aminosäureketten. Katalysatoren senken die Energiebarriere, die überwunden werden muss, damit eine chemische Reaktion ablaufen kann. Sie können chemische Umwandlungsprozesse um das Hundertfache beschleunigen.

Beschleunigt ein Enzym chemische Reaktionen, ohne dabei selbst verbraucht zu werden, spricht man von Enzymkatalysatoren. Sie beschleunigen biochemische Reaktionen und agieren hochselektiv. Sie wirken spezifisch nur auf bestimmte Moleküle oder Molekülgruppen.

  • Hydrolasen können Esterverbindungen spalten. Sie können auch Fette in Glycerin und Fettsäuren spalten.
  • Oxidoreduktasen können Redoxreaktionen beschleunigen, indem sie Wasserstoffatome abspalten oder Sauerstoffatome in eine andere Molekülgruppe einbauen.
  • Transferasen können Methylgruppen von Molekülen abspalten und in fremde Akzeptoren einbauen.
  • Lyasen sind Enzymkatalysatoren, die ohne die Anwesenheit von Wasser wirken. Sie spalten Kohlenstoff-Kohlenstoff-, Kohlenstoff-Wasserstoff- oder Kohlenstoff-Stickstoff-Verbindungen. Umgekehrt können sie Aminosäuren Doppelbindungen aufbauen.

Enzymatische Stoffumwandlungen erscheinen unspektakulär. Sie laufen meist bei moderaten Temperaturen ab. Die pH-Werte der Nährlösungen sind relativ neutral. Es meistens herrschen atmosphärische Bedingungen.

Synthesereaktor/ Mischer für chemische Synthesen

 

Bei der chemischen Synthese von APIs müssen die Reaktionspartner (wie Reagenzien, Lösungsmittel und Katalysatoren) zu jedem Zeitpunkt gleichmäßig stochastisch verteilt sein. Nur so kann eine optimale Reaktionsgeschwindigkeit und Ausbeute erreicht werden.

Bei der Herstellung von pulverförmigen/kristallinen Active Pharmaceutical Ingredients (API) ist die Effizienz der Kristallbildung qualitätsbestimmend. Die Kristalleigenschaften sind qualitätsbestimmend für die Wirkstofffreisetzung.

Eine effiziente Temperierung der Mischung ist nur mit einer großen spezifischen Wärmeaustauschfläche möglich. Im Gemisch dürfen keine Temperaturgradienten auftreten. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Keimbildung.

Unabhängig von der Drehzahl des Mischwerkzeuges muss immer die ideale Mischgüte vorliegen: Während der Synthesereaktion ebenso wie während der Kristallisation. Homogenität, Löslichkeit, Bioverfügbarkeit und Stabilität des Wirkstoffs werden dadurch beeinflusst.

Bekannte chemisch hergestellte pharmazeutische Wirkstoffe sind z.B: Paracetamol, Ibuprophen, Atrovistan, Amoxicillin, Metforin, Omeprrazol, Aspirin, Hydrochlorothiazid, ...…

Es gibt auch pharmazeutische Wirkstoffe, die im ersten Teil biologisch und im zweiten Teil synthetisch hergestellt werden: Zum Beispiel Amoxillin, Vitamin C, Stanine, Steroidhormone oder das Peptidhormon Humaninsulin.

Hygiene, vollständige Entleerung, Versuche im Technikum

 

Das Kontaminationsrisiko ist umso geringer, je besser die Mischer / Fermenter / Synthesereaktoren  Vakuummischtrockner in der Lage sind, sich selbst vollständig zu entleeren. Dies kann bei Pulvern, Suspensionen oder hochviskosen Produkten schwierig sein.

Im Laufe von 40 Jahren hat amixon® spezielle Lösungen entwickelt und erprobt. In unserem Technikum in Paderborn verfügen wir über verschiedene Anlagen, die wir gerne für Versuche mit Ihrem Originalprodukt einsetzen. Wir freuen uns auf Ihren Besuch und sichern Ihnen schon jetzt einen hohen Erkenntnisgewinn zu.

Moderne Werkstoffe mit maßgeschneiderten Eigenschaften

 

Nur optimal geeignete Werkstoffe ermöglichen die Durchführung risikoreicher chemischer Prozesse. Vier Faktoren sind dabei entscheidend:

  • Beständigkeit gegen korrosive Angriffe durch Laugen und Säuren
  • Widerstand gegen Verformung
  • Beständigkeit gegen Rissbildung und Ermüdung
  • Hervorragende Schweißbarkeit
  • Hervorragende Schleifbarkeit

Neben den klassischen austenitischen Edelstählen 1.4301 (Grade 304), 1.4571 (Grade 316), 1.4404 (Grade 316L) etablieren sich die Duplex-Edelstähle 1.4462 und die Super-Duplex-Edelstähle z.B. 1.4410.

Super-Duplex-Edelstähle sind sehr korrosionsbeständig und haben wesentlich bessere Festigkeitseigenschaften als austenitische Edelstähle. Sie vermindern das Auftreten von Spannungsrisskorrosion. Im Gegensatz zu austenitischen nichtrostenden Stählen neigen Duplexstähle weniger zu „Lochfraßkorrosion“. Bei dickwandigen Blechen/Profilen gilt: Im Gegensatz zu austenitischen Werkstoffen müssen diese vor dem Schweißen vorgewärmt werden.

In Bezug auf Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit haben Hastelloy/Alloy-Werkstoffe die besten Eigenschaften. Leider sind sie auch am teuersten. Die Bearbeitung und das Schweißen dieser Werkstoffe ist schwierig. amixon® verfügt über viele Qualifikationen und kann diese Werkstoffe mit Robotern schweißen.

Reine Nickelwerkstoffe sind für Salpeter- und Schwefelsäure geeignet, werden aber wegen der geringeren Festigkeitseigenschaften und des hohen Preises nur selten eingesetzt. Sehr hohe Kosten entstehen, wenn Apparate oder Bauteile aus Titanlegierungen (chloridhaltige Säuren) oder Tantal Legierungen (Salpetersäure) hergestellt werden müssen. Letztere sind relativ weich und bei abrasiver Beanspruchung ungeeignet.

Spreng- und Walzplattierung

 

Man unterscheidet je nach Korrosionsursache zwischen Flächenkorrosion, Lochkorrosion, Spaltkorrosion, Kontaktkorrosion, interkristalliner Korrosion und Spannungsrisskorrosion. Dies macht es manchmal schwierig, einen geeigneten Konstruktionswerkstoff zu definieren.

Insbesondere bei großen drucktragenden Apparaten werden zwei oder drei Werkstoffe miteinander kombiniert. Der produktberührte Teil ist besonders korrosionsbeständig. Die äußeren tragenden Konstruktionen werden dagegen aus preiswerteren Werkstoffen hergestellt. Diese Vorgehensweise ist sinnvoll und hilft Kosten zu sparen. Wichtig ist jedoch, dass die kombinierten Werkstoffe miteinander verschweißt werden können. Ebenso wichtig ist es, dass die Werkstoffe gleiche Elastizitäts- und Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen.

amixon® verfügt über umfangreiche Erfahrungen insbesondere beim Schweißen von plattierten Werkstoffen.

Die rechts dargestellte Art der Werkstoffverbindung wird als Kaltpressschweißen oder Kaltschweißen bezeichnet. Dieser Probestreifen wurde aus einem plattierten Walzblech herausgeschnitten und gebogen.

Die "Kaltpressschweißverbindung" ist nach dem Biegevorgang noch intakt.

Große Rektifikationskolonne, die im Freien aufgestellt ist.

Lösungsmittel sollten zurückgewonnen werden

 

Komplexe Syntheseschritte erfordern den Einsatz speziell geeigneter Lösungsmittel. Lösungsmittel sind teuer, flüchtig und gesundheitsgefährdend. Sie sind schwer in der erforderlichen Reinheit herzustellen. Das macht sie noch teurer. Beispiele sind Dimethylsulfoxid (DMSO), Tetrahydrofuran (THF), Hexafluorisopropanol (HFIP), perfluorierte Lösungsmittel (z.B. Perfluorheptan), Dichlormethan (Methylenchlorid) oder Acetonitril.

Die Lösungsmittel sollen nach ihrer Verwendung nicht verbrannt, sondern zurückgewonnen und gereinigt werden. Häufig sind Lösungsmittel nach Gebrauch mit gelösten Feststoffen verunreinigt. Dies verbietet dann den Einsatz klassischer Rektifikationskolonnen. amixon® hat spezielle Verdampfer entwickelt, mit denen die Lösungsmittelrückgewinnung auch dann gut funktioniert, wenn es sich um aufkonzentrierte Lösungen oder Suspensionen handelt. Die amixon®-Versuchsanlagen stehen auch diesbezüglich für Versuche zur Verfügung.

Geschichte der Pharmakologie

 

Seit Menschengedenken wird nach Heilmethoden gesucht. Zunächst geschah dies mit natürlichen Wirkstoffen aus Kräutern, Früchten, Blättern, Mineralien, ...... Später dienten Fette und Öle als Träger für heilende Substanzen.

Bereits in der Antike wurden hochwirksame Substanzen isoliert: Olivenöl, Opium aus dem Saft der Mohnpflanze, Salicin aus der Weidenrinde, Chinin gegen Malaria, Aloe Vera bei Verbrennungen, Knoblauch bei Infektionen. .... Thymian, Myrte, Fenchel, Honig, Blutegel, Schwefel, Salz, Alkohol, Essig, Naturasphalt/Bitumen, ....  Seife wurde um 2000 v. Chr. erfunden und diente als Konservierungsmittel und Trägerstoff für heilende Substanzen.

Vom Mittelalter bis in die Neuzeit wurden in Europa kaum neue Erkenntnisse gewonnen. Die medizinischen Theorien basierten auf den Lehren der Antike. Arabische, persische, griechische und römische Überlieferungen wurden übersetzt und in den Klöstern verbreitet.

Pharmakologie in der Gründerzeit

 

Große Erkenntnissprünge in der organischen Chemie erfolgten zu Beginn der Industrialisierung. 1804 isolierte der Apotheker Friedrich Sertürner Morphin aus Opium. Alder Wright entdeckte 1874 das Diacetylmorphin (Heroin). Felix Hoffmann entdeckt 1897 Aspirin. Justus von Liebig entdeckt 1832 das synthetische Beruhigungsmittel Chloralhydrat. Adolf von Baeyer entdeckt 1864 Psychopharmaka und Barbiturate. Paul Ehrlich und Sahasaburo Hata entdecken 1909 das Antibiotikum Salvarsan (Arsphenamin). 1901 entdeckt der Japaner Jokichi Takamine das Adrenalin.

Um 1900 entwickelten Ingenieure das, was wir heute den chemischen Apparatebau nennen. Sie entwickelten korrosionsbeständige Werkstoffe mit hoher Festigkeit, große Rührwerke, große drucktragende Reaktionsbehälter, druckfeste Dichtungen für Mischerwellen, Wärmetauscheranlagen, Heiz- und Kühlaggregate, Destillationskolonnen, Rektifikationstürme, Zentrifugen, Kammerfilterpressen, Vakuum-Gefriertrockner, Walzentrockner, Spühtrockner, Wirbelschichtapparate und Ringschicht-Agglomeratoren.

Die Kombination verschiedenster verfahrenstechnischer Apparate ermöglicht die großtechnische Herstellung und Formulierung synthetischer Wirkstoffe.

Wo immer möglich, wird heute versucht, medizinische Wirkstoffe möglichst schonend in Bioreaktoren herzustellen. Insofern werden sich zwei Entwicklungsstränge nebeneinander weiterentwickeln: die biotechnologische und die chemische Stoffumwandlung. Beide können sich ergänzen und gegenseitig nutzen, da anspruchsvolle Wirkstoffe in mehreren Schritten synthetisiert werden.

Galenik

 

Die Galenik befasst sich mit der Zubereitung von Wirkstoffen, damit diese für den Patienten sicher und anwendbar sind. Die Vielfalt der Darreichungsformen ist ein zentrales Thema der Galenik. Dazu gehören

  • Feststoffe Tabletten, Kapseln, Pulver
  • Flüssigkeiten: Sirupe, Tropfen, Lösungen
  • Halbfeste Formen: Cremes, Gele, Salben
  • Inhalativa**: Sprays, Aerosole
  • Transdermale Systeme Pflaster
  • Parenteralia Injektions- und Infusionslösungen

Hochreine Wirkstoffe müssen meist in Hilfsstoffen dispergiert werden. So werden z.B. wenige Mikrogramm eines hormonellen Wirkstoffs in einer 500 mg Tablette verteilt. Der pulverförmige Wirkstoff wird dann im Verhältnis 1:1000 oder sogar 1: 5000 in eine Trägersubstanz eingemischt. Zu diesem Thema erstellt amixon® einen separaten Blogbeitrag der in Kürze verfügbar sein wird.

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