FUNKTIONSPRINZIP

Aus dem Vorlagegefäß wird das zu verarbeitende Material bei Drücken bis 2068 bar durch die festen Kanäle der Interaktionskammer gepumpt, wo es konstant hohen Scherraten und Prallkräften unterworfen wird. Die Gesamtheit des Materials wird unter gleichen Prozessbedingungen verarbeitet, wodurch gleichbleibend gute und reproduzierbare Ergebnisse erzielt werden. Je nach Erfordernissen wird das Material nach Durchlauf durch die Interaktionskammer gekühlt.

Die Kombination von konstantem Prozessdruck und dem exklusiven Interaktionskammerdesign sind Grundlage der Überlegenheit der Microfluidizer®-Technologie über herkömmliche Homogenisationstechnologien.

Höchste Scherraten

Wie in der unten stehenden Graphik zu erkennen ist, generiert die Microfluidizer® - Technologie deutlich höhere Scherraten als andere Verfahren und liefert eine homogene Zerkleinerungswirkung.

Die exakte Kontrolle über die eingetragenen Scherkräfte erlaubt die Verarbeitung sowohl bei hohen Drücken und Scherraten als auch die schonende Verarbeitung scherempfindlicher Materialien. Die Folge ist eine effiziente Zerkleinerung bei geringstmöglichem Energieeintrag.

High Shear Rates

Enge Partikelgrößenverteilungen

Die Erzeugung feinster Partikel ist nur eines der wichtigen Ziele bei der Entwicklung eines erfolgreichen Produkts. Die Erreichung einer homogenen Partikelgrößenverteilung ist das zweite, nicht minder wichtige Ziel.

Hunderte von Kunden vertrauen daher bei der Erzeugung feinster Dispersionen mit den engst möglichen Partikelgrößenverteilungen auf die Microfluidizer® -Technologie. Dies erlaubt nicht nur Rohstoffeinsparungen, sondern auch die Entwicklung von Produkten mit erhöhter Stabilität/Lebensdauer und besserer Bioverfügbarkeit oder anderen innovativen Eigenschaften.

Particle sizer distribution data chart

Kein Vergleich: Microfluidizer® und Ventilhomogenisatoren

Da beide für ähnliche Anwendungen eingesetzt werden – wenn auch mit signifikant unterschiedlichen Ergebnissen – werden Microfluidizer® häufig für herkömmliche Hochdruckhomogenisatoren gehalten. Tatsächlich jedoch werden mit der Microfluidizer® -Technologie (inklusive des exklusiven Interaktionskammerdesigns) häufig Ergebnisse erzielt, die herkömmliche Homogenisationsprozesse nicht liefern können.

Microfluidics_difference.PNG

Vorteile der Microfluidizer® -Technologie gegenüber konventionellen Hochdruckhomogenisatoren:

Feinere Partikel

Microfluidizer® -Homogenisatoren erzeugen höchstmögliche Scherraten.

Dadurch werden deutlich kleinere mittlere Partikelgrößen erzeugt. Beim Vergleich eines Microfluidizers® mit einem herkömmlichen Hochdruckhomogenisator bei der Herstellung einer Liposomenformulierung erzielte der Microfluidizer® -Hochdruckhomogenisator bei gleichem Prozessdruck (2000 bar) weniger als halb so große Partikel je Durchlauf.

Smaller particle sizes graph

Gleichförmiger Prozessdruck

Ein weiterer Vorteil der Microfluidizer® -Technologie ist die Erzeugung eines sehr konstanten Prozessdrucks während der Vorwärtsbewegung des Kolbens (Prozessdruckprofile s.u. rechts). Dies resultiert in deutlich homogeneren Produkteigenschaften (Abb. unten links).

Uniform processing graph

Herkömmliche Hochdruckhomogenisatoren erreichen den eingestellten Maximalprozessdruck häufig nur sehr kurz (ca. 7% der Zeit); in der Folge werden breitere Partikelgrößenverteilungen und damit weniger stabile Produkte erzeugt. Häufig bedingt dies auch, dass mehrere Durchläufe erforderlich sind, um die gewünschte Produktfeinheit zu erreichen. Dagegen erzeugt Microfluidics konstante Scher- und Druckprofile und damit homogene und reproduzierbare Ergebnisse: feinste Partikel mit den engst möglichen Partikelgrößenverteilungen.

Der Praxistest: Vergleich Microfluidizer®-Prozess und Hochdruckhomogenisation

Das sagen Kunden, die die Microfluidizer® -Technologie mit herkömmlichen Homogenisationsverfahren verglichen haben:

  • Prozessdruckschwankungen bei herkömmlichen Hochdruckhomogenisatoren erfordern häufige Anpassungen und kontinuierliche Überwachung.
  • Microfluidizer® verstopfen weniger häufig, auch wenn hohe Feststoffkonzentration zu verarbeiten sind.
  • Die Entlüftung konventioneller Homogenisatoren ist oft aufwändig.
  • Die Produkteigenschaften (Partikelgrößen, Polydispersität) nach Verarbeitung auf einem Microfluidizer sind besser.