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Magnetresonanztomografie

Magnetresonanztomografie in der Pharmazeutik

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Für die Analyse kleinerer Objekte ist diese räumliche Auflösung nicht ausreichend und die Begrenzung der Radiowellenleistung nicht notwendig. Deshalb wurden NMR-Tomographen entwickelt, die für Objekte mit einem Durchmesser von 20 mm optimiert sind.

Eine ähnliche Entwicklung gab es auch auf dem Gebiet der Röntgen-CT, wo für kleinere Proben Micro-CT‘s auf dem Markt sind. Diese speziellen Benchtop-NMR-Imager besitzen natürlich einen viel kleineren Probenraum, wodurch auf den Einsatz von supraleitenden Magnetsystemen verzichtet werden kann, was die Anschaffungs- und Betriebskosten drastisch reduziert. Durch den kleineren Probendurchmesser können die für die räumliche Information notwendigen Gradientenspulen viel näher zusammenrücken, was viel stärkere Gradienten erlaubt und dadurch die räumliche Auflösung deutlich verbessert. Bei einem Probendurchmesser von 10 mm sind mit dem Gerät von Oxford Instruments, die am Institut für Pharmazie eingesetzt werden, 128 x 128 Bildpunkte möglich. Theoretisch ergibt sich daraus eine maximale Ortsauflösung von 0,078 mm.

Die maximale Auflösung ist aber in den seltensten Fällen praktikabel. Wie erwähnt, wird in der MRT ein Volumeneffekt detektiert. Eine Verkleinerung des Volumens führt zu einer proportionalen Verlängerung der Messzeit. Da in den vorgestellten Untersuchungen relativ schnelle zeitabhängige Prozesse untersucht werden, müssen die NMR-Bilder in Zeitintervallen von fünf bis maximal zehn Minuten generiert werden. Deshalb wird für die Bilder meist ein Ausschnitt von 20 x 20 mm mit einer Auflösung von 64 x 64 Bildpunkten bei einer Schichtdicke von minimal 3 mm gewählt. Das ergibt eine ausreichende zweidimensionale räumliche Auflösung von 0,313 mm bei Messzeiten zwischen fünf und zehn Minuten. Die Messdauer hängt von weiteren Parametern ab, die hier nicht weiter diskutiert werden sollen.

Freisetzung von Medikamenten

In der pharmazeutischen Technologie und in der Arzneimitteltherapie spielt die Tablette immer noch eine dominierende Rolle. Tablettengrundstoffe sind häufig modifizierte Cellulosen, Stärken und Laktose, die beim Kontakt mit Wasser quellen, Gele bilden oder sich auflösen. Die Freisetzung eines Arzneistoffes im Körper aus einer Tablette setzt in jedem Fall die Lösung des Arzneistoffes in Wasser voraus; ob sich dazu die Tablette auflöst oder das Wasser nur eindringt und der gelöste Arzneistoff aus der stabilen Tablette heraus diffundiert, spielt nur eine untergeordnete Rolle. Das Ziel ist in der Regel eine kontinuierliche Arzneistofffreigabe über einen längeren Zeitraum.

Um dies zu erreichen, wurden viele unterschiedliche pharmazeutische Hilfsstoffe eingesetzt, die meist homogen verteilt sind (Matrixsysteme) oder als Überzug aufgebracht werden (z.B. Filmtabletten). Die Freisetzungsgeschwindigkeit wird durch verschiedene sich überlagernde Prozesse (Wassereinstrom, Quellung, Auflösung) bestimmt.

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