The analysis of the hot-melt extrusion process in terms of solid dosage forms manufacturing.

Ekstruzja topliwa jest to nowoczesna metoda stosowana w farmacji, która znajduje zastosowanie w wytwarzaniu wielu postaci leku, tj. tabletek, granulatów, mikrokapsułek, systemów transdermalnych oraz filamentów stosowanych w druku 3D. Wynika to z wielu zalet procesu ekstruzji topliwej m.in możliwości wytwarzania stałych dyspersji bez udziału rozpuszczalników oraz możliwości przeprowadzania formy krystalicznej substancji leczniczej w amorficzną, która ze względu na rozproszenie w polimerze utrzymuje się w takim stanie przez długi czas. Jednakże, ze względu na charakterystykę procesu ekstruzji, nie można tej metody wykorzystać dla substancji termolabilnych. Ekstruder dwuśrubowy składa się z systemu dozującego, termostatywowanego cylindra, zestawu 2 ślimaków o ustawieniu współbieżnym oraz dyszy, której średnica otworu wpływa na wymiary wytwarzanych filamentów. Wszystkie te elementy wpływają na jakość wytłaczanego filamentu. Poprzez zmiany temperatury, obrotów ślimaków czy szybkości zasypywania uzyskujemy filamenty o różnych właściwościach. Ponadto, duży wpływ na jakość wytłaczanego produktu ma również wybór odpowiedniego polimeru oraz innych substancji pomocniczych, które powinny dobrze mieszać się z substancją leczniczą oraz mieć temperaturę przejścia szklistego poniżej temperatury degradacji substancji leczniczej. Wykonano badania dla takich polimerów jak: Soluplus®, Kollicoat® IR, Kollidon® VA64 oraz Parteck® MXP oraz dla mieszaniny Parteck® MXP oraz Kollidonu®VA64 w stosunkach (7:3) oraz (9:1). Wybrano z nich 2 formulacje tj. PVA oraz PVA+KVA64 (7:3), które ekstrudowano z itrakonazolem oraz Kollidonem® CL-M. Sporządzone filamenty badano pod kątem ich właściwości mechanicznych, jak również przydatności w procesie druku 3D. Wykonano badania uwalniania substancji leczniczej z filamentów, a następnie porównano je z badaniami wykonanymi dla tabletek zawierających w składzie zmielone filamenty.

Hot-melt extrusion is a modern method used in pharmacy, which is employed in the production of many forms of medicine, i.e.: tablets, granulates, microcapsules, transdermal patches, and filaments used in 3D printing. This is due to many advantages of the hot-melt extrusion process, among others the possibility of producing solid dispersions without the use of solvents and the possibility of converting the drug substance’s crystalline form into an amorphous one, which due to dispersion in the polymer remains in this state for a long time. However, due to the characteristics of the extrusion process, this method cannot be used with thermolabile substances. The twin-screw extruder consists of a dosing system, a thermostatically controlled barrel, a set of two co-rotating screws, and a nozzle. The dimensions of the filaments produced are affected by the diameter of the nozzle. All of these elements influence the quality of the extruded filaments. By altering the temperature, screw rotation, or the backfilling speed we can obtain filaments with varying properties. Additionally, the choice of the appropriate polymer and other production aids that should mix well with the drug substance while having a glass transition temperature that does not degrade it has a great impact on the quality of the extruded product. The research was conducted for polymers such as Soluplus, Kollicoat IR, Kolliodon VA64, Parteck MXP, and a mixture of Kolliodon VA64 with Parteck MXP in a 3:4 and 9:1 ratios. Two formulations were chosen i.e: PVA and PVA+KVA64 (7:3) which were extruded with itraconazole and Kolliodon CL-M. The obtained filaments were tested for their mechanical properties as well as their suitability for 3D printing. Release examination was carried out on the filaments and then compared with the results of tests done on tablets containing the ground filaments.