Immer mehr Medikamente werden in so genannten „Fertigspritzen“ vertrieben, das heißt sie sind so vorbereitet, dass sich die Patienten die entsprechenden Injektionen selbst verabreichen können. Der Wirkstoff muss nicht mehr aus einer Ampulle in die Spritze aufgezogen werden, womit Dosierungsfehler ausgeschlossen werden, die Anwendung wird sicherer, Probleme mit der Sterilität der Injektion bestehen nicht mehr.
Freie Silikonöltröpfchen im Medikament
Bei der Herstellung dieser vorfüllbarer Glasspritzen ist eine Silikonisierung unumgänglich, um die Gleitreibungskräfte des Kolbenstopfens beim Einsatz der Spritze möglichst gering zu halten. Aktuell werden zwei Verfahren zur Modifikation der Glasoberfläche eingesetzt: die Sprüh-Silikonisierung sowie die Einbrennsilikonisierung.
Größtes Problem bei der Silikonisierung waren bislang freie Silikonöltröpfchen im Medikament, die durch zu hohe Mengen an Silikonöl zustande kommen und anschließend mit bestimmten Wirkstoffen aggregieren können. Die Einbrennsilikonisierung ist deshalb meist die bevorzugte Wahl, da hierbei eine möglichst geringe Belastung mit freien Silikonöltröpfchen erreicht wird.
Ziel des Forschungsprojektes bei Innovent e.V. war es daher, effektivere Fixierungsmethoden zur Anbindung des Silikonöls an die Glasoberfläche zu entwickeln, bei denen die gewünschten Eigenschaften (Hydrophobie und Gleitwirkung) nicht beeinträchtigt werden.
Neue Beschichtungsmethoden
Nach umfangreichen Untersuchungen können nun zwei Alternativen aufgezeigt werden. So ist es zum einen möglich, die bisher thermisch fixierte Silikonölemulsion nach einer geringfügigen Modifikation, zum einen mittels Mikrowellenbehandlung anzubinden, oder thermisch bei deutlich reduzierter Temperatur (nur 150 °C anstatt der sonst üblichen 300 °C).
Zum anderen kann mit Hilfe einer komplett nachbehandlungsfreien Methode eine Anbindung von Silikonöl in Form einer ultradünnen Beschichtung erreicht werden. Dabei werden einzelne Moleküle der Reaktionslösung an der Glasoberfläche gebunden. Weitere Moleküle reagieren damit, so dass an der Oberfläche Polymere aus Silikonöl ausgebildet werden, die man sich wie Borsten einer Bürste vorstellen kann. Die hydrophoben Eigenschaften der so behandelten Glasoberflächen sowie das Gleitreibungsverhalten sind vergleichbar mit den Werten von Spritzenkörpern mit Sprüh- oder Einbrennsilikonisierung. Die ultradünnen hydrophoben Schichten sind temperaturstabil bis 150 °C und weisen eine sehr gute mechanische Beständigkeit auf.
Metalle, Kunststoffe und mehr
Vor diesem Hintergrund ergibt sich neben den ursprünglich adressierten Anwendungen im Bereich der Pharmaverpackungsindustrie eine Vielzahl weiterer Applikationsmöglichkeiten: hydrophobe Schichten auf Glasoberflächen ohne die Beeinträchtigung der Transmission im sichtbaren Bereich, funktionelle Schichten, die Behandlung metallischer Oberflächen mit natürlicher Oxidbildung, haftfeste Pyrosil-Schichten auf nicht-oxidischen Materialien wie Kunststoffen.
