Theoretische Untersuchungen zur Adsorption von Arzneistoffen an Mikrokristalliner Cellulose (PDF)

Mikrokristalline Cellulose (MCC) ist eine spezielle Verarbeitungsform der nativen Cellulose und kommt in weiten Teilen der Pharmazeutischen Technologie zum Einsatz. Sie wird unter anderem als Hilfsstoff bei der Feuchtgranulation eingesetzt, wo sie mit Arzneistoffen in Kontakt kommt.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde mit Hilfe computergestützter Verfahren, die eine Quantifizierung von Wechselwirkungen ermöglichen, versucht, Wechselwirkungen von Arzneistoffen mit MCC auf molekularer Ebene zu untersuchen. Dazu musste zunächst aufgrund der fehlenden Kristallstrukur von Cellulose ein Modell basierend auf Koordinaten für den Cellulose Iβ-Polymorph erstellt werden, welches die für eine Mikrofibrille wichtigen Flächen in einem Modell repräsentiert und gleichzeitig einen amorphen Teilbereich enthält. Das erstellte Modell diente als Basis für moleküldynamische Untersuchungen des Verhaltens von MCC in wässriger und isopropanolischer Umgebung.
Anhand der Arzneistoffe Procain-HCl und Ethacridin-Lactat zusammen mit Wasser wurde mittels Monte-Carlo-Simulation in Kombination mit einem Simulated-Annealing-Verfahren die Adsorption und Wechselwirkung an diesem Modell untersucht. Zur Überprüfung der Güte des Verfahrens wurde zuvor eine reine Wasseradsorption durchgeführt, deren Ergebnisse im Einklang mit experimentellen Werten standen.
Das in dieser Arbeit vorgestellte Modell bietet eine sinnvolle Lösung, alle relevanten Flächen zusätzlich zu einem amorphen Anteil in einem Modell untersuchen zu können. Das angewendete Verfahren zur Adsorption von Arzneistoffen stellt eine effiziente Möglichkeit dar, mit hoher Wahrscheinlichkeit die günstigsten Adsorptionsstellen aufzufinden.