Füllgut und Füllstoffe für Kapseln
Welches Füllgut in Hart- und Weichkapseln passt, woraus der NRF-Standardfüllstoff besteht und wie hochdisperses Siliciumdioxid das Füllen erleichtert.
Das Wichtigste in Kürze
- Das Füllgut einer Kapsel richtet sich nach der Hülle: Hartkapseln nehmen vor allem feste, Weichkapseln vor allem ölige Füllungen auf.
- Geeignete Füllmittel für Hartgelatinekapseln sind Lactose-Monohydrat, Mannitol, mikrokristalline Cellulose und Macrogol 4000, ungeeignet sind wässrige Lösungen und Suspensionen sowie Glycerol 85 %.
- Weichkapseln enthalten ölige Füllungen mit Neutralöl, Sojaöl, Macrogol oder Bienenwachs, Wasser und übliche Pulvermischungen gehören nicht hinein.
- Weichkapseln haben herstellungsbedingt oft eine umlaufende Naht, ihre Hülle darf Konservierungsmittel und Wirkstoff enthalten und ist nicht zwingend weicher oder dünner als eine Hartkapselhülle.
- Der NRF-Standardfüllstoff besteht aus 99,5 % Mannitol und 0,5 % hochdispersem Siliciumdioxid, Mannitol wird Lactose vorgezogen.
- Hochdisperses Siliciumdioxid ist ein Fließregulierungsmittel, voluminöse Arzneistoffe werden mit 0,5 % davon in einer rauen Reibschale angerieben.
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Worum es geht
Ob ein Arzneistoff in eine Hart- oder in eine Weichkapsel kommt, entscheidet vor allem die Art des Füllguts. Pulver und Granulate gehören in die Hartkapsel, ölige Flüssigkeiten in die Weichkapsel. Für die Rezeptur gibt das NRF zudem einen Standardfüllstoff vor, mit dem sich Hartkapseln reproduzierbar herstellen lassen.
Füllgut von Hartkapseln
Die zweiteilige Hülle der Hartkapsel wird nach dem Füllen nur zusammengesteckt. Deshalb enthält sie üblicherweise festes Füllgut. In der Rezeptur sind das Pulver und Granulate, meist als Mischung aus Arzneistoff und Füllmittel. Typisch sind Arzneistoff-Lactose-Mischungen oder Mischungen aus Arzneistoff, Mannitol und kolloidaler Kieselsäure.
Ein Füllmittel ist ein indifferenter Hilfsstoff, der die Arzneistoffmenge auf das Volumen der gewählten Kapselgröße ergänzt. So enthält jede Kapsel trotz kleiner Arzneistoffmenge eine vollständige, gleichmäßig dosierbare Füllung.
Als Füllmittel für Hartgelatinekapseln eignen sich:
- Lactose-Monohydrat
- Mannitol
- mikrokristalline Cellulose
- Macrogol 4000
Hartkapseln nehmen auch halbfeste Zubereitungen auf. Eine Macrogol-4000-Schmelze etwa wird warm eingefüllt und erstarrt in der Kapsel. Macrogole sind daher als Füllung von Gelatinekapseln brauchbar.
Wasser verträgt die Hülle dagegen nicht. Gelatine quillt in Wasser und löst sich in der Wärme. Wässrige Lösungen und wässrige Suspensionen würden die Hülle aufweichen und gehören deshalb nicht in Hartgelatinekapseln. Aus demselben Grund taugt Glycerol 85 % nicht als Füllmittel. Es enthält Wasser, ist stark hygroskopisch und greift die Gelatine an.
Füllung von Weichkapseln
Weichkapseln sind einteilig und rundum dicht verschlossen. Sie eignen sich daher für flüssige und halbfeste Füllungen, vor allem für ölige Flüssigkeiten. Der Arzneistoff liegt darin gelöst oder suspendiert vor. Dafür stehen mehrere Füllhilfsstoffe zur Verfügung.
| Füllhilfsstoff | Aufgabe in der Füllung |
|---|---|
| Neutralöl | lipophile Trägerflüssigkeit für Lösungen und Suspensionen |
| Sojaöl | fettes Öl als Trägerflüssigkeit |
| Macrogol (flüssig) | hydrophiler, aber wasserfreier Träger |
| Bienenwachs | erhöht die Viskosität und hält Teilchen in Schwebe |
Wasser ist als Füllhilfsstoff ungeeignet. Wässrige Flüssigkeiten würden die Gelatinehülle von innen auflösen. Auch übliche pulverförmige Arzneistoff-Hilfsstoff-Mischungen füllt man nicht in Weichkapseln. Das Herstellungsverfahren dosiert nämlich eine fließfähige Masse.
Weichkapseln entstehen meist im Rotary-Die-Verfahren. Zwei Gelatinebänder laufen zwischen zwei Formwalzen zusammen. Ein Füllkeil dosiert die Füllung dazwischen, dann werden die Kapseln ausgestanzt und verschweißt. Füllen und Verschließen geschehen also in einem Schritt. Dabei entsteht eine umlaufende Naht. Da jede Hälfte aus einem eigenen Band stammt, ist eine Weichkapsel nicht immer einfarbig.
Auch die Hülle hat Besonderheiten. Sie darf Konservierungsmittel enthalten und kann sogar selbst Wirkstoff tragen. Der Name führt leicht in die Irre. Weichkapselhüllen sind nicht zwingend weicher als Hartkapselhüllen und üblicherweise auch nicht dünner, sondern eher dickwandiger. Nach dem Trocknen enthalten sie weniger Wasser als Hartgelatinehüllen. Ihre Elastizität verdanken sie dem zugesetzten Weichmacher.
Die Abbildung stellt beide Kapselarten mit ihrem typischen Füllgut gegenüber.
NRF-Standardfüllstoff
Damit Hartkapseln in jeder Apotheke gleich hergestellt werden, gibt das NRF eine fertige Füllmischung vor. Dieser NRF-Standardfüllstoff kombiniert ein Füllmittel mit einem Fließregulierungsmittel.
NRF-Standardfüllstoff für Hartkapseln: 99,5 % Mannitol und 0,5 % hochdisperses Siliciumdioxid (etwa Aerosil® 200). Er dient der Kapselrezeptur, nicht den Suppositorien.
Das Massenverhältnis ist also extrem ungleich und nicht etwa 50 : 50. Mannitol liefert das Volumen, das Siliciumdioxid wirkt schon in Spuren. Siliciumdioxid allein wäre als Füllstoff ungeeignet, und Talkum kommt in dieser Mischung nicht vor.
Mannitol wird Lactose-Monohydrat vorgezogen. Als Zuckeralkohol besitzt Mannitol keine reduzierende Gruppe. Anders als Lactose kann es daher keine Maillard-Reaktion mit Arzneistoffen eingehen, die Aminogruppen tragen. Zudem ist Mannitol kaum hygroskopisch und auch bei Lactoseintoleranz unproblematisch. Lactose-Monohydrat bleibt eine mögliche Alternative. Auch ihr setzt man 0,5 % hochdisperses Siliciumdioxid zu.
Fließregulierung der Füllung
Feine Pulver haften aneinander und fließen schlecht. Beim Füllen muss das Pulver aber gleichmäßig in die Kapselunterteile rieseln. Sonst schwankt die Dosis von Kapsel zu Kapsel. Hier setzt hochdisperses Siliciumdioxid an. Seine winzigen Partikel lagern sich an die Oberfläche der Pulverteilchen an und vergrößern deren Abstand. Man kann sich das wie Kugellager zwischen den Körnern vorstellen: Die Haftkräfte sinken, das Pulver fließt. Das Prinzip ist bei den Pulvermischungen erklärt, der Stoff selbst bei hochdispersem Siliciumdioxid.
In Kapselfüllungen ist hochdisperses Siliciumdioxid also ein Fließregulierungsmittel und kein Füllmittel. Mit 0,5 % ist sein Anteil viel zu klein, um Kapselvolumen aufzufüllen.
Nimmt der Arzneistoff selbst einen großen Teil des Kapselvolumens ein, bleibt kaum Platz für Mannitol. Dann wird der Arzneistoff in der Regel direkt mit 0,5 % hochdispersem Siliciumdioxid angerieben.
- Berechnen: 0,5 % der Pulvermasse ansetzen. Für 30,0 g Mischung sind das 0,15 g Siliciumdioxid und 29,85 g Arzneistoff.
- Anreiben: Beides in einer Reibschale mit rauer Oberfläche verreiben. Eine glatte Fantaschale eignet sich nicht, denn ohne Reibung verteilt sich das Siliciumdioxid nicht gleichmäßig auf den Teilchen.
- Füllen: Die fließfähige Mischung in die Kapseln füllen, wie bei der Herstellung von Hartkapseln beschrieben.
Quiz
Aussage 1
Füllt ein Arzneistoff einen Großteil des Kapselvolumens aus, wird er in der Regel mit 0,5 % hochdispersem Siliciumdioxid angerieben.
Für Mannitol bleibt dann kaum Platz. Das Siliciumdioxid verbessert als Fließregulierungsmittel die Fließfähigkeit des Arzneistoffs.
Aussage 2
Mikrokristalline Cellulose kann als Füllmittel in Hartgelatinekapseln eingesetzt werden.
Mikrokristalline Cellulose gehört neben Lactose-Monohydrat, Mannitol und Macrogol 4000 zu den geeigneten Füllmitteln.
Aussage 3
Weichkapselhüllen sind grundsätzlich dünner als die Hüllen von Hartkapseln.
Weichkapselhüllen sind üblicherweise nicht dünner, sondern eher dickwandiger. Ihre Elastizität stammt vom Weichmacher.
Aussage 4
Glycerol 85 % ist ein geeignetes Füllmittel für Hartgelatinekapseln.
Glycerol 85 % enthält Wasser, ist hygroskopisch und greift die Gelatine an. Geeignet sind etwa Lactose-Monohydrat, Mannitol, mikrokristalline Cellulose oder Macrogol 4000.
Aussage 5
Der NRF-Standardfüllstoff für Hartkapseln enthält Mannitol und hochdisperses \(\ce{SiO2}\) im Massenverhältnis 50 : 50.
Die Mischung besteht aus 99,5 % Mannitol und nur 0,5 % hochdispersem Siliciumdioxid.
Aussage 6
Bienenwachs eignet sich als Füllhilfsstoff für Weichkapseln.
Bienenwachs erhöht die Viskosität öliger Füllungen und hält suspendierte Teilchen in Schwebe.
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