Wanneer een substantie zijn positie in de markt voor meer dan een eeuw handhaaft, kunt u zich veilig voelen in de wetenschap dat het doet wat het moet doen efficiënt en betaalbaar.

De meeste farmaceutische wetenschappers zijn het eens, als zij één excipient konden kiezen zou het microkristallijne cellulose zijn. Ontdekt in 1955 is microkristallijne cellulose het meest gebruikte bindmiddel op de farmaceutische markt. Het dankt zijn populariteit aan zijn veelzijdigheid en een enorm scala aan toepassingen. Het kan bulkvormend, desintegrerend, bindend en smeermiddel zijn. Het verbetert de stabiliteit en verlengt de vrijgave van geneesmiddelen. Als natuurlijk, vezelrijk bestanddeel is het niet giftig en kauwbaar. Het is ook een favoriet onder fabrikanten van oplosbare geneesmiddelen. Het heeft een plaats veroverd als excipiëns in zowel de supplementenindustrie als in de niche van krachtige medicijnafgifte. Het toepassingsgebied is niet beperkt tot capsules en tabletten. Het wordt ook gebruikt in medicinale gels.

Zie hier onze lijst van verschillende MCC’s

Wat is microkristallijne cellulose (MCC) en hoe wordt het gemaakt?

MCC wordt gemaakt van hoogwaardige, gezuiverde houtcellulose. Door hydrolyse wordt de cellulose verwijderd tot de microkristallijne vorm overblijft. Wanneer de amorfe cellulose is verwijderd, wordt het een inert, wit, vrijstromend poeder. Het kan op een aantal manieren worden verwerkt, via reactieve extrusie, stoomexplosie en zure hydrolyse.

Geschiedenis van Microkristallijne Cellulose (MCC)

Het woord hydrocellulose werd aan het eind van de 19e eeuw bedacht. Het wordt vaak het oudste polymeer genoemd, maar het duurde nog een eeuw voordat het in de jaren vijftig zijn intrede deed in de farmaceutische sector, maar pas in de jaren zestig vonden fabrikanten er nieuwe toepassingen voor. MCC werd in 1955 ontdekt door Battista en Smith en werd onder de merknaam Avicel op de markt gebracht. Avicel is een basisnaam geworden in de farmaceutische gereedschapskist.

De voedingsindustrie begon microkristallijne cellulose te gebruiken om compacte korrels te maken en de textuur van meel te verbeteren. Het was hard en hittebestendig. Het werd een populair constructiemateriaal omdat het bestand was tegen de agressiviteit van een oxyacetyleenbrander. In hetzelfde decennium begonnen wetenschappers met de productie van cellulosederivaten in een nieuwe colloïdale vorm. Zij maakten gebruik van zure hydrolyse om microkristallen te verkrijgen uit vezelige deeltjes. Cellulose is al lang een geliefd bindmiddel in de farmaceutische industrie, maar nieuwe verwerkingstechnologieën vergroten nog steeds de mogelijkheden ervan.

Zie ook onze overzichtsvideo over microkristallijne cellulose als farmaceutisch hulpstof:

Farmaceutische gebieden

Alle cellulosederivaten hebben hun eigen farmaceutische eigenschappen, maar MCC is het meest veelzijdige middel in de industrie. Het kan worden gebruikt om tabletten samendrukbaarder te maken en om zowel natte als droge fabricageprocessen te binden. Het verdikkingsvermogen en de viscositeit van MCC maken het tot een belangrijke cellulose in vloeibare toedieningsvormen. Kwaliteiten met een grotere deeltjesgrootte en een hogere kristallisatie werken goed samen met colloïdaal siliciumdioxide om silicide- en tweede-generatiekwaliteiten te produceren. Microkristallijne cellulose is een uitstekende bioadhesief, en wordt gebruikt in bioadhesieve medicijnafgiftesystemen.

Interessante feiten over MCC

MCC wordt gebruikt als een antiklontermiddel in de verwerkte voedingsmiddelen niche, maar het is ook een populaire texturizer voor cosmetica. Het is een geraffineerde houtpulp met een uniek hydroswelling talent. Het kan op verschillende manieren worden gesynthetiseerd door reactieve extrusie, ultrasonatie en stoomexplosie. Meer recent heeft het zich een plaats veroverd in de 3D-printing niche. Sommigen hebben het een “onuitputtelijke schat” voor de farmaceutische industrie genoemd, omdat het zich leent voor een enorm aantal processen. Op zijn eenvoudigst wordt het gebruikt om orale toedieningsvormen te maken in directe compressie. Zijn opmerkelijke vloei maakt het veel gemakkelijker om een consistent tabletgewicht te verzekeren.

Voordelen van Microkristallijne Cellulose

In termen van deeltjesgrootte kan Microkristallijne cellulose tot verschillende um-groottes worden gemanipuleerd. Door zijn microkristallijne structuur biedt het een natuurlijk groot oppervlak met veel poreusheid en vochtvasthoudend vermogen. Het wordt vaak het beste extrusiehulpmiddel op de markt genoemd vanwege zijn uitstekende bindende eigenschappen en cohesievermogen. Als de waterbeweging goed wordt gecontroleerd, is fasescheiding volledig te vermijden. Het kan een dicht, glad oppervlak creëren dat uiterst ongevoelig is. Het vervormt onder compressie, maar vormt krachtige waterstofbruggen.

Waarom en waar moet ik microkristallijne cellulose gebruiken?

Wanneer het gaat om vaste toedieningsvormen wordt MCC gebruikt in alles van harde gelatinecapsules tot dispergeerbare tabletten. Het is een van de zeldzame vulstoffen die niet in water oplosbaar en hydrofiel zijn, zodat het perfect is voor natte granulatieprocedures. Het kan worden gebruikt om natte poedermengsels een wicking-effect te geven. Als het te duur is om als enige vulstof te dienen, kan het worden gemengd met droge lactose. Het valt snel uiteen voordat het wordt samengeperst. Het wordt voornamelijk gebruikt als bindmiddel en verdunner.

Wat is de regelgeving voor MCC?

De Food and Drug Administration beschouwt microkristallijne cellulose als veilig voor alle diersoorten. Buiten de voedselveiligheidsvoorschriften zijn er geen problemen met de veiligheid voor de consument. Zoals voor alle cellulose geldt, moet het asgehalte lager zijn dan 0,6%. Het is toegevoegd aan de GRAS Notice Inventory en wordt algemeen erkend als veilig bij gebruik in “normale” hoeveelheden. Als cellulose valt het onder de regelgeving van het National Organic Program. Het kan worden gecombineerd met hulpstoffen om de absorptie te verbeteren of de viscositeit te veranderen.

De United States Pharmacopeia heeft strengere normen die alles regelen, van de verdeling van de deeltjesgrootte tot verpakking en opslag. De cellulose is een fase vier stof die een beperkt aëroob microbieel aantal moet hebben. Het moet worden opgeslagen in strakke containers om de blootstelling aan nominaal verlies te beperken.

De veiligheidsautoriteit van Europa heeft MCC in 2018 opnieuw geëvalueerd, maar ontdekte dat het intact bleef totdat het werd uitgescheiden. Zonder absorptie om je zorgen over te maken, is het orale acute toxiciteitsrisico laag en is genotoxiciteit onwaarschijnlijk. Het is nog steeds gereguleerd als een technologisch levensmiddelenadditief in overeenstemming met bijlage II Verordening nr. 1333/2008. De zuiverheidscriteria zijn vastgelegd in Verordening nr. 231/2012. Het moet worden gebruikt in het laagste vereiste niveau. De lidstaten moeten toezicht houden op het verbruik, waarbij een risicogebaseerde aanpak voor de rapportage wordt gevolgd.

Kwaliteit MCC-graden voor microkristallijne cellulose met directe compressie

MCC-graden variëren afhankelijk van waar de cellulose wordt verkregen. MCC 10, bekend onder de commerciële naam Avicel PH 101, wordt over het algemeen gebruikt als antiklontermiddel, emulgator en vetvervanger. Het geeft textuur aan het product en voegt bulk toe. Ceolus M CC is beter geschikt voor compressie. Avicel PH 101 kan schuim stabiliseren en zetmeel verlengen, maar het is ontworpen voor natte granulatie.

Wanneer het op vloeibaarheid aankomt, is Avicel PH 102 het MCC-type bij uitstek. Door zijn lage dichtheidswaarde en zijn oplossend vermogen heeft het minder gewichtsverschillen en brosheid. Belangrijker is dat het lichaam daardoor belangrijke ingrediënten kan opnemen. Directe compressie kan worden gebruikt om graad 200 te bereiken – een farmaceutisch standaard excipiens met uitstekende smeerbaarheidsniveaus.

Zowel 302 als 102 bieden een goede samendrukbaarheid en vloeibaarheid, waarbij 101 de kleinste deeltjesgrootte heeft. 302 heeft een lagere bulkdichtheid. De grootste gemiddelde deeltjesgrootte wordt bereikt door rang 200, maar zijn superieure vloeibaarheid maakt het een populair excipiëns in de farmaceutische industrie. 105 heeft de kleinste deeltjesgrootte.

3D-printen met MCC

Nieuwere gepatenteerde versies van MCC zijn afbreekbare bio-composieten die ideaal zijn voor 3D-printen wanneer ze worden gecombineerd met versterkt polymelkzuur. Deze nieuwe MCC werd voor het eerst getest in 2016 toen extrusie met twee schroeven en solventgieten werden gebruikt om precies de juiste filamentvorm te bereiken. MCC is niet helemaal compatibel met PLA, dus er waren oppervlakte-aanpassingen nodig, maar de poging was een daverend succes. MCC is perfect voor additieve vervaardiging met 3D-fabricage. Het produceert minimaal afval en verbruikt zeer weinig stroom. Zijn trek- en thermische eigenschappen zijn perfect om componenten laag per laag op te bouwen. Cellulose heeft verschillende belangrijke eigenschappen voor AM technologie. Het is het meest overvloedige geschikte biopolymeer op de planeet voor 3D toepassingen. Het kan gebruikt worden om cellulose-gebaseerde polymeren, printfilamenten, vloeibare depositiemodellering, en 4D-geprinte materialen te bouwen. Additieve productietechnologie vraagt om snelle prototypes en variabele materialen, en cellulose biedt beide.

Zie onze lijst van Microkristallijne Cellulose Producten en Fabrikanten hier