Die Matrix macht’s

Dr. Michelle Jones, Technical Manager Europe, ADM Natural Health and Nutrition

Die Controlled Delivery Technology dient zur Herstellung von Retardprodukten. Das amerikanische Unternehmen SCOLR hat auf diesem Gebiet eine Reihe von patentierten Technologien entwickelt, die für verschiedenste chemischen Verbindungen mit unterschiedlichen Eigenschaften eingesetzt werden können.

CDT basiert auf dem einfachen Modell einer in Wasser quellenden Matrix (hydrophilen), die geometrisch verändert wurde. Diese Technologie macht sich die in situ auftretenden Wechselwirkungen zwischen den Ionen des aktiven Wirkstoffs und denen der Hilfsstoffe zunutze. Dadurch wird durch Diffusion eine bestimmte Menge eines oder mehrerer Wirkstoffe aus dem Nahrungsergänzungsmittel über einen vorgegebenen Zeitraum freigesetzt.

Die Tabletten lösen sich nach der Einnahme in der Magenflüssigkeit auf. Hydrophile Polymere und alle anderen Inhaltsstoffe reagieren mit dem verfügbaren Hydratwasser und bilden eine Gelschicht um den Kern der Tablette. Das heißt: Es entsteht ein geschlossenes Mikrosystem. Ausgewählte Rohstoffe kontrollieren die Hydratation, ermöglichen die Bildung der Gelmatrix und steuern die Wirkstofffreisetzung innerhalb bzw. an der Oberfläche des Mikrosystems. Ionische (anionische und amphotere) Rohstoffkomponenten sorgen dafür, dass die Gelschicht erhalten bleibt. Das bedeutet, dass auch die Kapillaren, die durch die Hydratation der quellbaren Polymere entstanden sind, bestehen bleiben. Diese ionischen Komponenten ermöglichen die kontrollierte Freisetzung der Wirkstoffe.

In Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Systems lassen sich die Freisetzungsgeschwindigkeiten und -muster sehr genau eingestellen. Auf diese Weise stehen die Nährstoffe zeitlich und mengenmäßig so zur Verfügung, als ob sie über die normale Nahrung zugeführt worden wären. Diesen Umstand nutzt ADM aus, indem das Unternehmen CDT zur Herstellung von Novasoy Daily, einem speziellen Sojaisoflavonkonzentrat nutzt.

Positive wissenschaftliche Berichte über die Wirkung von Sojaisoflavonen auf das Wohlbefinden in der Lebensmitte oder auf die Gesundheit des Knochen- und Herzsystems lenken die Aufmerksamkeit der Verbraucher vermehrt auf Produkte, die mit diesen Zutaten angereichert sind. Die Isoflavone haben eine ähnliche chemische Struktur wie das menschliche Hormon Östrogen. Deshalb bezeichnet man Isoflavone häufig auch als Phytoöstrogene. Sie sind von Natur aus nicht steroidal, haben aber trotzdem östrogene und antiöstrogene Eigenschaften. Isoflavone kommen in Sojabohnen vor, in der Regel in Mengen zwischen 0,027 und 0,1 Gew.-%. In sehr geringen Mengen findet man sie auch in Erbsen, Bohnen und andern Hülsenfrüchten.

Sojabohnen enthalten eine breite Palette von Isoflavonen, die beiden bekanntesten sind Genistein und Daidzein. Letztere stellen auch mengenmäßig den größten Anteil dar. In etwas geringeren Mengen enthalten Sojabohnen auch das Isoflavon Glycitein. Generell gilt, dass der Anteil der verschiedenen Isoflavone von der Sojabohnensorte und den Anbaubedingungen abhängt.

In Teilen Ostasiens ist der Verzehr von Soja und Sojabohnen traditionell recht hoch. Beispielsweise nehmen die Japaner pro Tag und Person schätzungsweise 50 mg Soja-isoflavone zu sich. Ganz anders die Situation in Europa. Hier nehmen die Verbraucher lediglich 1 bis 3 mg Sojaisoflavone pro Tag zu sich. Dieses Defizit lässt sich bequem mit Hilfe von Nahrungsergänzungsmitteln, die auf die Bedürfnisse der Verbraucher abgestimmt sind, ausgleichen.

Bei Novasoy Daily handelt es sich um ein Sojaisoflavonkonzentrat, das ADM unter Zuhilfenahme von CDT entwickelt hat. Diese Zutat bietet eine vorhersagbare und kontrollierte Langzeitwirkung, wobei die biologische Verfügbarkeit des Isoflavons konstant ist.

Um die gewünschten Langzeitwirkungsprofile zu erreichen, wurden über 50 verschiedene Rezepturen untersucht, bevor man sich schließlich für eine nicht kovalent gebundene Matrix entschied. Die verwendeten, rieselfähigen Trägerstoffe eignen sich gut zur Tablettierung und sind außerdem allgemein als sicher anerkannt (GRAS). Das aus der Kolloidchemie bekannte Phänomen des Aussalzens ist besonders wichtig, denn es beeinflusst die Kinetik des Quellens und der Erosion der nichtionischen Polymermatrix. In letztere sind die Novasoy-Sojaisoflavone und ein oder mehrere Elektrolyte eingeschlossen.

Die derzeit erhältlichen Novasoy-Daily-Präparate zeigen innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums einen linearen und kontinuierlichen Verlauf der Isoflavonkonzentration. Damit unterscheiden sie sich von anderen Retard-Nahrungsergänzungsmitteln, die die Hauptmenge des Wirkstoffs bereits innerhalb der ersten zwei Stunden nach Aufnahme freisetzen.

Bild 2 zeigt die Freisetzungsprofile von Novasoy-Daily-50 (125 mg, 24 Stunden, Retard-Wirkung) und von Novasoy-Daily-100 (250 mg, 24 Stunden, Retard-Wirkung). Mit Hilfe von speziell für diese Untersuchung entwickelten Methoden zur Feststellung der Wirkstofffreisetzung wurden die in vivo auftretenden Prozesse simuliert. Zunächst wurden die Retardtabletten in einem USP-Gerät, Typ II, für zwei Stunden in eine künstliche Magenflüssigkeit gegeben, um den Aufenthalt im Magen nach der Mahlzeit zu simulieren. Zwei Stunden später überführte man die Tabletten in ein phosphatgepuffertes Medium, um die Vorgänge im Darmtrakt nachzuahmen. Mit Hilfe dieser Methode war SCOLR in der Lage, die Kinetik des Herauslösens von Novasoy aus den neuartigen Tablettenmatrizen genauer zu analysieren. Es hat sich gezeigt, dass diese in-vitro-Methoden zur Bestimmung der Wirkstofffreisetzung hilfreiche Informationen liefern und in guter Korrelation zur Wirksamkeit in vivo stehen.

Novasoy Daily lässt sich problemlos auf konventionellen Maschinen zur Herstellung von Tabletten oder Kapseln mit harter Hülle verarbeiten. Das Matrixsystem ist eine Feststoffmischung mit guten Fließeigenschaften, die direkt zur Herstellung von kostengünstigen monolithischen Tabletten verwendet werden kann. Es gibt maßgeschneiderte Rezepturen, auf deren Basis die Hersteller von Nahrungsergänzungsmitteln durch Zusatz eigener Wirkstoffe ihre speziellen Produkte realisieren können.

Das auf der Basis von CDT erzeugte Novasoy Daily verhindert eine plötzlich auftretende hohe Wirkstoffkonzentration. Vielmehr werden mit den Retardprodukten niedrigere Isoflavonmengen gleichmäßig über einen definierten Zeitraum dem Körper zur Verfügung gestellt. Möglich wird dies, weil sich die ionischen Hilfsstoffe der CDT-Matrix gezielt auflösen. Dabei hängt das Löslichkeitsverhalten nicht von der Ionenstärke, dem pH-Wert oder anderen Parametern im Verdauungstrakt ab.

Novasoy Daily kann auf herkömmlichen Maschinen zu Tabletten und Kapseln mit harter Hülle verarbeitet werden. Des Weiteren ist das Produkt widerstands- und strapazierfähig, so dass es sich problemlos handhaben und verpacken lässt. Bei der Herstellung von Novasoy Daily kommen schonende Produktionsverfahren zum Einsatz. Das heißt, die Wirksamkeit und natürliche Zusammensetzung der Sojaisoflavone bleibt erhalten.

Erfahrungen mit pharmazeutischen Produkten haben gezeigt, dass Verbraucher oral einzunehmende Produkte bevorzugen. Auch in diesem Punkt erfüllen Nahrungsergänzungsmittel mit Novasoy Daily die Erwartungen der Verbraucher, denn sie haben die Größe wie herkömmliche Tabletten oder Kapseln.

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