Mikroverkapselung

Unter Mikroverkapselung versteht man das Einbetten mindestens einer Substanz (Wirkstoff) mit Hilfe mindestens einer zweiten (Hüllmaterial). Erstere kann oft aus verschiedenen Gründen (Löslichkeit, Reaktivität, Stabilität etc.) nicht direkt eingesetzt werden, oder es sollen bestimmte Wirkungen durch die Mikroverkapselung erzielt werden (z.B. Freisetzungskurven für Controlled Release, Alleinstellungsmerkmale etc.).

In der Praxis gibt es eine Reihe von Ansätzen zur Mikroverkapselung, die im Wesentlichen auf zwei Methoden hinauslaufen:

  • Matrixverkapselung
  • Kern-Hülle-Verkapselung
Schematische Mikrogranulate (von l. nach r.): Mikrokapsel mit fester Hülle und homogenem Kern, Mikrokapsel mit fester Hülle und Zellsuspension als Kern, Mikrokugel aus einer homogenen Mischung von Wirkstoff und Hüllmaterial

BRACE GmbH bietet für beide Methoden Lösungen an. Dazu werden individuell auf die Wirkstoffe zugeschnittene Rezepturen und Verfahren angewendet. BRACE verwendet für die Mikroverkapselungen vorzugsweise die eigenen Mikrogranulationsverfahren, die monomodale hochsphärische Mikrogranulate mit sehr engen Kornverteilungen produzieren. Neben der Auftragsentwicklung bietet BRACE GmbH natürlich Lohnfertigungen und Mikrokugelanlagen - von den Tischanlagen Spherisator S und Spherisator M bis zur Produktionsanlage - an.

Matrixverkapselung

Von einer Matrixverkapselung spricht man, wenn der oder die Wirkstoffe homogen, also gleichmäßig verteilt, innerhalb eines Partikels vorliegt. Im Falle eines runden Partikels spricht man von Mikrokugeln. BRACE GmbH entwickelt für ihre Kunden Rezepturen, die in der vorteilhaften Mikrokugelform für die Anwendung optimiert sind. Solche Mikrokugeln ermöglichen die kontinuierliche Freisetzung der verkapselten Wirkstoffe über einen definierten Zeitraum. Durch die passende Wahl der Hüllmaterialien und der Partikelgröße lassen sich unterschiedliche Freisetzungskurven ("Controlled Release") einstellen. Je nach Applikation können die Hüllmaterialien z.B. Wachse, Hydrokolloide oder andere organische oder anorganische Substanzen sein.

Für Kosmetik- oder Pharmaanwendungen können z.B. Mikrokugeln aus Wachs mit Wirkstoff hergestellt werden, um definierte Freisetzungsprofile bei langfristiger Stabilisierung des Wirkstoffes zu erreichen.

Bei Anwendungen in der Lebensmittelindustrie werden die Retentionszeiten der Aromen wesentlich erhöht.

Für die chemische Industrie lassen sich katalytisch aktive Substanzen auf Trägern mit extrem hohen BET-Oberflächen in einem Schritt herstellen, eine aufwendige Imprägnierung des Katalysators entfällt. Da die aktiven Substanzen gleichmäßig verteilt sind, wird eine äußerst effektive Wirkung erzielt.

Kern-Hülle-Verkapselung

Für Anwendungen, die eine schlagartige Freisetzung oder eine Freisetzung über einen sehr langen Zeitraum erfordern, wird bevorzugt die Kern-Hülle-Verkapselung verwendet. Ein sphärischer Partikel mit einer festen Außenhülle wird generell als Mikrokapsel bezeichnet.

Je nach Anwendungen können unterschiedliche Eigenschaften gewünscht sein: In Mikrokapseln eingebettete Aromen erzeugen ein sehr intensives Geschmackserlebnis beim Zerbeißen, wohingegen bei antiallergischen Matratzenbezügen die Kapseln über einen Zeitraum von bis zu zwei Jahren ihre Wirkstoffe freisetzen - und das sogar nach eine Kochwäsche.

BRACE GmbH verwendet spezielle Vertropfungsverfahren, die echte Kapseln - also eine feste Hülle um einen festen oder flüssigen Kern - in einem Schritt generieren. Und das aus den unterschiedlichensten Substanzen. Typische Hüllmaterialien sind Hydrokolloide (Alginate, Gelatine, Agar-Agar), aber auch Gummi Arabicum, Latex, Polymethacrylate, Polyethersulfone, Wachse und viele andere Materialien können verwendet werden. Das Kernmaterial kann von stark hydrophilen wässrigen Lösungen und Suspensionen bis hin zu hydrophoben Ölen der Anwendung angepasst werden. Selbst nachgeschaltete reaktive Schritte wie Coaten, Reagieren, Polymerisieren oder Quervernetzen sind möglich.

Anwendungsbereiche

BRACE-Mikrokugeln und -Mikrokapseln sind bereits in den unterschiedlichsten Anwendungsbereichen und Industriezweigen im Einsatz. Ob als antiallergische Bettwäsche (kochfest, bis zu zwei Jahre wirksam), Aromaträger (Kaugummi, Kekse, Fertiggerichte, Zigaretten), Katalysatoren (Luftfilter, Petrochemie), Hilfsmittel für die Lebensmittelindustrie (Champagnergärung), Pharmazie (Schmerzmittel, Knochenzement), Kosmetik (Hautpflegeprodukte, Duschgel, Shampoo) oder vieles mehr, es gibt immer eine gute Lösung. Natürlich von BRACE GmbH.

Anwendungensbeispiele

Da wird immer wieder gefragt werden, für welche Materialien unsere Verfahren geeignet sind, und für welche Anwendungen diese eingesetzt werden, haben wir hier einige Beispiele zusammengestellt.

Weiterlesen …

Zurück