Anwendung von Quality by Design zur Optimierung von Herstellungsmethoden für Polymernanopartikel als Wirkstoffträger

Diese Arbeit untersucht die Auswahl, Analyse und Optimierung von Methoden zur Herstellung von Polymernanopartikeln als Wirkstoffträger unter Anwendung von „Quality by Design“ und statistischer Versuchsplanung. Ziel war es, unterschiedliche Methoden systematisch zu prüfen, ein umfassendes Prozessverständnis zu erlangen und reproduzierbar Partikel mit klar definierten Eigenschaften herzustellen.

Im praktischen Teil wurde die Herstellung von PLGA-Nanopartikeln mittels Doppelemulsions-Lösungsmittelevaporationsmethode optimiert. Dazu wurden Zielproduktprofil und kritische Qualitätsmerkmale definiert, zwei Varianten statistisch untersucht und anschließend eine kombinierte Methode zur Herstellung der definierten Partikel angewendet. Die Partikel wurden auf Redispergierbarkeit, Stabilität und Wirkstofffreisetzung geprüft und mittels Elektronenmikroskop visualisiert.

Ein ähnlicher Optimierungsprozess wurde für Chitosan-Carboxymethylcellulose-Nanopartikel durch ionische Gelierung durchgeführt. Dabei konnten Partikel mit hohem Proteingehalt hergestellt und visualisiert werden, die finale Partikelproduktion blieb jedoch anspruchsvoll. Die Methode wurde auch für Chitosan-Carboxymethylcurdlan-Partikel getestet; aufgrund der hohen Kettenlänge des Curdlan waren Partikel <1000 µm schwer zu erzeugen. Zusätzlich wurden Chitosan-Partikel mittels Mini- und Nanosprühtrockner und Beta-Glucan-Partikel im Minisprühtrockner hergestellt.

Abschließend wurden alle durchgeführten und theoretisch betrachteten Methoden verglichen, ihre Eignung für unterschiedliche Edukteigenschaften bewertet und die Optimierungen dokumentiert, um künftige Entwicklungen zu erleichtern.

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