Wenn sich eine Substanz seit über einem Jahrhundert auf dem Markt behauptet, kann man sicher sein, dass sie ihre Aufgabe effizient und kostengünstig erfüllt.

Die meisten pharmazeutischen Wissenschaftler sind sich einig, dass, wenn sie einen Hilfsstoff auswählen könnten, es mikrokristalline Cellulose wäre. Die 1955 entdeckte mikrokristalline Cellulose ist das am häufigsten verwendete Bindemittel auf dem Pharmamarkt. Ihre Beliebtheit beruht auf ihrer Vielseitigkeit und der großen Bandbreite an Anwendungen. Sie kann schütten, zerfallen, binden und schmieren. Es erhöht die Stabilität und verlängert die Wirkstofffreisetzung. Als natürliche, ballaststoffreiche Komponente ist es ungiftig und kaubar. Es ist auch ein Favorit unter den Herstellern von auflösbaren Medikamenten. Es hat sich als Hilfsstoff sowohl in der Nahrungsergänzungsmittelindustrie als auch in der Nische für die Verabreichung potenter Medikamente einen Platz erobert. Sein Anwendungsbereich ist nicht auf Kapseln und Tabletten beschränkt. Es wird auch in medizinischen Gelen verwendet.

Sehen Sie hier unsere Liste der verschiedenen MCCs

Was ist mikrokristalline Cellulose (MCC) und wie wird sie hergestellt?

MCC wird aus hochwertiger, gereinigter Holzcellulose hergestellt. Durch Hydrolyse wird die Zellulose entfernt, bis die mikrokristalline Form übrig bleibt. Nach Abtrennung der amorphen Zelluloseanteile entsteht ein inertes, weißes, frei fließendes Pulver. Es kann auf verschiedene Weise verarbeitet werden, durch reaktive Extrusion, Dampfexplosion und saure Hydrolyse.

Geschichte der mikrokristallinen Cellulose (MCC)

Der Begriff Hydrocellulose wurde im späten 19. Jahrhundert geprägt. Es wird oft als das älteste Polymer bezeichnet, aber es dauerte noch ein weiteres Jahrhundert, bis es in den fünfziger Jahren in den pharmazeutischen Sektor gelangte, und erst in den sechziger Jahren fanden die Hersteller neue Verwendungsmöglichkeiten dafür. MCC wurde 1955 von Battista und Smith entdeckt und unter dem Markennamen vermarktet. Avicel wurde zu einem festen Bestandteil des pharmazeutischen Instrumentariums.

Die Lebensmittelindustrie begann, mikrokristalline Cellulose zu verwenden, um kompakte Pellets herzustellen und die Textur von Mehl zu verbessern. Sie war hart und hitzebeständig. Es wurde zu einem beliebten Konstruktionsmaterial, da es der Härte eines Autogenbrenners standhielt. Im selben Jahrzehnt begannen Wissenschaftler mit der Herstellung von Cellulosederivaten in einer neuen kolloidalen Form. Sie nutzten die saure Hydrolyse, um aus faserigen Partikeln Mikrokristalle zu gewinnen. Cellulose ist seit langem ein beliebtes Bindemittel in der pharmazeutischen Industrie, aber neue Verarbeitungstechnologien steigern noch immer seine Fähigkeiten.

Siehe auch unser Übersichtsvideo über mikrokristalline Cellulose als pharmazeutischer Hilfsstoff:

Pharmazeutische Bereiche

Alle Cellulosederivate haben ihre eigenen pharmazeutischen Eigenschaften, aber MCC ist das vielseitigste Mittel in der Industrie. Es kann verwendet werden, um Tabletten komprimierbarer zu machen und um sowohl nasse als auch trockene Herstellungsverfahren zu binden. Das Verdickungsvermögen und die Viskosität von MCC machen es zu einer wichtigen Cellulose in flüssigen Darreichungsformen. Sorten mit größerer Partikelgröße und höherer Kristallisation lassen sich gut mit kolloidalem Siliziumdioxid kombinieren, um Silizid und Sorten der zweiten Generation herzustellen. Mikrokristalline Cellulose ist ein hervorragender Bioadhäsivstoff und wird in bioadhäsiven Medikamentenverabreichungssystemen verwendet.

Interessante Fakten über MCC

MCC wird als Antibackmittel in der verarbeiteten Lebensmittelindustrie verwendet, ist aber auch ein beliebtes Texturierungsmittel für Kosmetika. Es handelt sich um einen raffinierten Holzstoff mit einem einzigartigen Hydroquellungsvermögen. Er kann auf verschiedene Weise durch reaktive Extrusion, Ultraschallbehandlung und Dampfexplosion hergestellt werden. In jüngster Zeit hat er sich einen Platz in der Nische des 3D-Drucks erobert. Manche haben es als „unerschöpflichen Schatz“ für die Pharmaindustrie bezeichnet, weil es sich für eine Vielzahl von Verfahren eignet. Am einfachsten ist es für die Herstellung von oralen Darreichungsformen durch direkte Kompression geeignet. Ihre bemerkenswerte Fließfähigkeit macht es viel einfacher, ein gleichmäßiges Tablettengewicht zu gewährleisten.

Vorteile von mikrokristalliner Cellulose

In Bezug auf die Partikelgröße kann mikrokristalline Cellulose in verschiedenen um-Größen hergestellt werden. Aufgrund ihrer mikrokristallinen Struktur bietet sie eine natürlich große Oberfläche mit viel Porosität und Feuchthaltevermögen. Aufgrund ihrer hervorragenden Bindungs- und Kohäsionseigenschaften wird sie oft als das beste Extrusionshilfsmittel auf dem Markt bezeichnet. Wenn die Wasserbewegung gut kontrolliert wird, ist eine Phasentrennung völlig vermeidbar. Es kann eine dichte, glatte Oberfläche erzeugen, die extrem unempfindlich ist. Sie verformt sich unter Druck, bildet aber starke Wasserstoffbrückenbindungen.

Warum und wo sollte ich mikrokristalline Cellulose verwenden?

Wenn es um feste Darreichungsformen geht, wird MCC in allem verwendet, von Hartgelatinekapseln bis zu dispergierbaren Tabletten. MCC ist einer der wenigen Füllstoffe, die wasserunlöslich und hydrophil sind, so dass sie sich perfekt für Nassgranulationsverfahren eignen. Es kann verwendet werden, um feuchten Pulvermischungen eine Dochtwirkung zu verleihen. Wenn es zu teuer ist, um als einziger Füllstoff zu fungieren, kann es mit trockener Laktose gemischt werden. Sie bewirkt einen schnellen Zerfall, bevor sie komprimiert wird. Es wird hauptsächlich als Bindemittel und Verdünnungsmittel verwendet.

Was ist der rechtliche Rahmen für MCC?

Die Food and Drug Administration betrachtet mikrokristalline Cellulose als sicher für alle Tierarten. Es gibt keine Bedenken hinsichtlich der Verbrauchersicherheit, die über die Anforderungen der Lebensmittelqualität hinausgehen. Wie bei jeder Zellulose muss ihr Aschegehalt unter 0,6 % liegen. Sie wurde in das GRAS-Verzeichnis aufgenommen und gilt bei Verwendung in „normalen“ Mengen als sicher. Als Zellulose fällt sie unter die Vorschriften des National Organic Program. Sie kann mit Zusatzstoffen kombiniert werden, um die Absorption zu verbessern oder die Viskosität zu verändern.

Die United States Pharmacopeia hat strengere Normen, die alles von der Partikelgrößenverteilung bis zur Verpackung und Lagerung regeln. Die Zellulose ist eine Substanz der Stufe vier, die eine begrenzte Anzahl aerober Mikroben aufweisen muss. Sie muss in dichten Behältern aufbewahrt werden, um die Gefahr des nominalen Verlusts zu verringern.

Die europäische Sicherheitsbehörde hat MCC 2018 erneut bewertet, aber festgestellt, dass es bis zur Ausscheidung intakt bleibt. Da keine Absorption zu befürchten ist, ist das Risiko einer akuten oralen Toxizität gering und eine Genotoxizität unwahrscheinlich. MCC ist nach wie vor als technologischer Lebensmittelzusatzstoff gemäß Anhang II der Verordnung Nr. 1333/2008 geregelt. Seine Reinheitskriterien sind in der Verordnung Nr. 231/2012 festgelegt. Er sollte in der niedrigsten erforderlichen Menge verwendet werden. Die Mitgliedstaaten sind verpflichtet, den Verbrauch zu überwachen und einen risikobasierten Ansatz für die Berichterstattung zu verfolgen.

Qualitätsstufen von MCC für die Direktverdichtung von mikrokristalliner Cellulose

MCC-Qualitäten variieren je nachdem, wo die Cellulose gewonnen wird. MCC 10, bekannt unter dem Handelsnamen Avicel PH 101, wird im Allgemeinen als Antibackmittel, Emulgator und Fettersatzstoff verwendet. Es verleiht Textur und sorgt für mehr Volumen. Ceolus M CC ist besser für die Komprimierung geeignet. Avicel PH 101 kann Schäume stabilisieren und Stärken strecken, wurde aber für die Nassgranulation entwickelt.

Wenn es um Fließfähigkeit geht, ist Avicel PH 102 der MCC-Typ der Wahl. Sein niedriger Dichtewert und seine Auflösung sorgen für geringere Gewichtsschwankungen und geringere Brüchigkeit. Noch wichtiger ist, dass sie dem Körper die Aufnahme wichtiger Inhaltsstoffe ermöglichen. Durch direkte Komprimierung kann der Grad 200 erreicht werden – ein pharmazeutischer Standard-Hilfsstoff mit ausgezeichneter Gleitfähigkeit.

Beide, 302 und 102, bieten eine gute Kompressibilität und Fließfähigkeit, wobei 101 die kleinste Partikelgröße aufweist. 302 hat eine geringere Schüttdichte. Die größte durchschnittliche Partikelgröße wird von der Sorte 200 erreicht, aber ihre hervorragende Fließfähigkeit macht sie zu einem beliebten Hilfsstoff in der pharmazeutischen Industrie. 105 hat die kleinste Partikelgröße.

3D-Druck mit MCC

Neue patentgeschützte Versionen von MCC sind abbaubare Biokomposite, die sich in Kombination mit verstärkter Polymilchsäure ideal für den 3D-Druck eignen. Dieses neue MCC wurde erstmals 2016 getestet, als Doppelschneckenextrusion und Lösungsmittelgießen verwendet wurden, um genau die richtige Filamentform zu erreichen. M CC ist nicht vollständig mit PLA kompatibel, so dass Oberflächenmodifikationen erforderlich waren, aber der Versuch war ein durchschlagender Erfolg. MCC eignet sich perfekt für die additive Fertigung mit 3D-Fertigung. Es erzeugt nur minimale Abfälle und verbraucht sehr wenig Energie. Seine Zug- und Wärmeeigenschaften eignen sich perfekt für den schichtweisen Aufbau von Bauteilen aus photosynthetisch hergestellten Schichten. Zellulose hat mehrere wichtige Eigenschaften für die AM-Technologie. Sie ist das am häufigsten vorkommende Biopolymer auf der Welt, das sich für 3D-Anwendungen eignet. Sie kann für die Herstellung von Polymeren auf Zellulosebasis, für den Druck von Filamenten, für die Modellierung durch Flüssigkeitsabscheidung und für 4D-gedruckte Materialien verwendet werden. Die Technologie der additiven Fertigung erfordert schnelle Prototypen und variable Materialien, und Cellulose bietet beides.

Sehen Sie hier unsere Liste der Produkte und Hersteller von mikrokristalliner Cellulose