Autor Dr. Wilfried Babel, Technical Sales Pharma Gelita Autorin Dr. Gabriele Reich, Research Group Leader IPMB, Universität Heidelberg
Je nach Natur des zu verkapselnden Füllgutes kommen Hart- oder Weichkapseln aus Gelatine zum Einsatz (Bild 1). Für flüssige oder pastöse Füllgüter werden meist Weichkapselformulierungen gewählt, während für pulverförmige Produkte Hartkapseln bevorzugt werden. In Gelatinekapseln bleiben Wirkstoffe stabil und sind wirksam vor Licht und Sauerstoff geschützt.
Gelatinekapseln sind geschmacksneutral und leicht zu schlucken. Das macht sie bei Patienten und Konsumenten gleichermaßen beliebt. Ihre vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten in Größe, Form, Farbe und Bedruckung erhöhen den Komfort und die Sicherheit in der Anwendung – Verwechslung ausgeschlossen.
Die Wirkstofffreisetzung erfolgt im Magen-Darm-Trakt nach Öffnung bzw. Zerfall der Kapselhülle. Bei bestimmten reaktiven Füllgutformulierungen und drastischen Lagerbedingungen (hohe Temperatur und Luftfeuchte) kann es bei einigen Gelatinekapseln in Extremfällen zu einer verzögerten Wirkstofffreisetzung kommen, die unter In-vitro-Testbedingungen zur Unlöslichkeit der Kapseln führen kann.
Dabei bildet sich an der Grenzfläche zwischen Kapselhülle und Füllgut eine dünne, wasserunlösliche Schicht (Pellikel genannt), die durch chemische Reaktion von wasserlöslichen Gelatinemolekülen untereinander verursacht wird. Über längerkettige Zwischenstufen führt dies letztendlich zu einem wasserunlöslichen hochmolekularen Netzwerk. Dieser Vorgang wird als Quervernetzung (engl.: Cross-Linking, abgekürzt: XL) bezeichnet.
Bei der Quervernetzung von Gelatine kann man zwei unterschiedliche Reaktionswege beobachten: Self Cross-Linking und chemisch induziertes Cross-Linking. Im ersten Fall kommt es bei erhöhter Temperatur und Luftfeuchte (z. B. +40 °C und 75 % r.F.) zu einer Reaktion von funktionellen Gruppen der Gelatine untereinander. Im zweiten Fall erfolgt die Reaktion zwischen Gelatinemolekülen (über Aminogruppen von Lysin und Hydroxylysin) und niedermolekularen Reaktionspartnern (wie z. B. Aldehyden, vinylogen Verbindungen), die entweder Verunreinigung, Abbauprodukt oder Teil von pharmazeutischen Wirk- und Hilfsstoffen sein können. Dieser Effekt tritt bei ICH-Stabilitätsuntersuchungen (+40 °C/75 % r.F.) ggf. bereits innerhalb weniger Tage auf, kann aber auch bei Raumtemperaturlagerung zu einer Beeinträchtigung der Wirkstofffreisetzung führen.
Für den Hersteller von pharmazeutischen Produkten hat diese Quervernetzungsneigung der Gelatine einen nicht unwesentlichen Einfluss auf die Auswahl und Haltbarkeit von Kapselprodukten, mit allen damit verbundenen Auswirkungen auf Logistik und Profitabilität.
