Фармацевтическая экструзия

Одним из перспективных направлений работы лаборатории является создание полимерных систем для фармацевтической экструзии расплава – технологии, которая всё шире применяется в производстве современных лекарственных форм. Интересно отметить потенциал фармацевтической экструзии с использованием экструдеров лабораторного уровня для мелкосерийного производства и персонализированного изготовления лекарственных форм.
Ключевое ограничение экструзионной технологии с точки зрения фармации связано с температурной нагрузкой. Многие активные фармацевтические субстанции чувствительны к нагреванию, поэтому стандартные режимы экструзии могут приводить к их деструкции или ухудшению свойств будущего лекарственного препарата. Таким образом, задача разработки полимерной матрицы, позволяющей проводить экструзию при пониженной температуре без потери технологичности процесса, представляет особую актуальность. При этом с точки зрения высвобождения активной фармацевтической субстанции для композиции важна растворимость в воде и биорелевантных средах.
В работе [1] с помощью лазерной микроинтерферометрии выполнен анализ взаимной совместимости ряда водорастворимых компонентов (поливинилпирролидонов, гидроксипропилцелллюлозы и полиэтиленгликолей различных молекулярных масс). Показано, что поливинилпирролидон (ПВП) и гидроксипропилцеллюлоза (ГПЦ) несовместимы между собой, но каждый из них полностью совместим с полиэтиленгликолем со средней молекулярной массой 400 (ПЭГ-400). В то же время совместимость и ПВП, и ГПЦ с полиэтиленгликолем со средней молекулярной массой 1500 (ПЭГ-1500) носит ограниченный характер, улучшаясь с повышением температуры. Фазовое состояние системы ГПЦ — ПЭГ-1500 характеризуется комбинацией аморфного равновесия с верхней критической температурой равновесия и жидкокристаллического равновесия при высоких содержаниях ГПЦ. При комнатной температуре избыток ПЭГ-1500 стремится к кристаллизации в системе.
Исходя из полученных данных, была разработана четырехкомпонентная композиция, предназначенная для использования в качестве основы при фармацевтической экструзии с температурой переработки ниже 80 °С. После охлаждения композиции формируется устойчивая матрица, не склонная к хладотекучести и липкости.
Важно отметить особую роль ПЭГ-1500 в этой композиции: при температурах выше 50°С он плавится, снижая вязкость композиции при 70-80°С до уровня, достаточного для экструзии, а также выступая в качестве лубриканта при прохождении расплава через фильеру. При температурах ниже 50°С избыток ПЭГ-1500, не способный раствориться в матрице, кристаллизуется в виде дисперсных частиц, обеспечивая жесткость материала, его устойчивость к слеживаемости.
Исследованы реологические свойства разработанной композиции в зависимости от температуры.
Эксперименты с активными фармацевтическими субстанциями подтвердили возможность получения однородных экструдатов при низкотемпературной (до 70-90°С) переработке [2]. Таким образом, созданная полимерная композиция может использоваться как технологическая основа для дальнейшей разработки различных лекарственных форм (гранул, пеллет, таблеток) а также филаментов, пригодных для фармацевтической 3D-печати, в том числе содержащих термолабильные активные фармацевтические субстанций.

Список публикаций по теме

1. Mandrik M., Makarova V., Korol L., Krasnyuk I., Antonov S. Rational Design of Multicomponent Polymeric Systems Based on a Transient Plasticization Window for Hot-Melt Extrusion. Pharmaceutics, vol. 18, No. 6, 667, 2026. DOI: 10.3390/pharmaceutics18060667
2. М.А. Мандрик, В.В. Макарова, С.В. Антонов. Полимерная композиция с низкой температурой стеклования для получения лекарственного препарата экструзионным способом (варианты). Патент РФ 2855252 С2, 2026