Optimierung und Bewertung eines im Magen aufenthaltbaren Films aus Eudragit S100 und Ethylcellulose mittels Versuchsplanung

Warum ein im Magen schwimmender Film wichtig ist

Viele Menschen mit Verdauungsbeschwerden nehmen Medikamente, die am besten wirken, wenn sie mehrere Stunden im Magen verbleiben. Standardtabletten verlassen den Magen oft zu schnell, wodurch die tatsächlich aufgenommene Wirkstoffmenge begrenzt werden kann. In dieser Studie wird ein dünner, faltbarer Film untersucht, der mit Itoprid‑Hydrochlorid beladen ist, sich im Magen entfaltet und dort schwimmt, sodass das Arzneimittel über längere Zeit langsam und wirksamer freigesetzt wird.

Ein faltbares Blatt, das zur Magen‑Plattform wird

Die Forschenden entwickelten ein „gastro‑expandables“ System: einen flachen Polymerfilm, der zusammengefaltet und in einer kleinen Kapsel verpackt werden kann. Nach dem Schlucken löst sich die Kapselhülle, der Film quillt auf, entfaltet sich und wird so groß, dass er nicht leicht aus dem Magen hinausgeschwemmt wird. Zwei Schlüsselkomponenten verleihen dem Film seine Struktur und sein Verhalten: Ethylcellulose, ein häufiges Filmbildungsmittel, und Eudragit S100, ein Polymer, das dem Blatt Stabilität in saurer Magenumgebung verleiht. Eine dritte Komponente, Triethylcitrat, wirkt als Weichmacher, sodass der Film sich biegt, ohne zu reißen. Ziel war es, diese Zutaten in genau den richtigen Verhältnissen zu kombinieren, sodass sich der Film schnell entfaltet, stabil und schwimmfähig bleibt und das Itoprid gleichmäßig und nahezu vollständig freisetzt.

Den idealen Schwimmfilm planen

Statt sich allein auf Versuch‑und‑Irrtum zu verlassen, nutzte das Team einen strukturierten statistischen Ansatz, das sogenannte zentrale Komposit‑Design, um seine Versuche zu planen und auszuwerten. Sie variierten die Mengen an Ethylcellulose und Triethylcitrat, während sowohl die Itoprid‑Dosis als auch die Menge an Eudragit S100 konstant gehalten wurden. Für jede Formulierung maßen sie, wie oft sich ein Filmstreifen falten ließ, bevor er brach (ein Maß für Zähigkeit), wie lange er in simuliertem Magensaft schwamm, und wie viel Wirkstoff er über die Zeit freisetzte. Fortgeschrittene Methoden wie Infrarotspektroskopie, thermische Analyse, Röntgenbeugung und Elektronenmikroskopie bestätigten, dass der Wirkstoff chemisch stabil blieb, gleichmäßig in amorpher (nicht‑kristalliner) Form im Film dispergiert war und die Filmoberfläche glatt und frei von Defekten war.

Schwimmen und Wirkstofffreisetzung über Stunden

Aus diesen Versuchen identifizierten die Forschenden eine optimierte Filmformulierung mit relativ hohem Anteil an Ethylcellulose und Triethylcitrat. Diese Variante zeigte eine hohe mechanische Ausdauer: Sie widerstand mehr als hundert Faltungen, ohne zu brechen, und begann in magensäureähnlicher Flüssigkeit in unter einer Minute zu schwimmen. Einmal entfaltet, blieb sie länger als acht Stunden auftriebfähig — ein Zeitraum, der die übliche Magenverweildauer während des Fastens und der frühen Verdauung abdeckt. In Laborfreisetzungstests setzte der Film nahezu den gesamten Itoprid‑Gehalt (etwa 99 %) über 12 Stunden frei. Die Analyse des Freisetzungsmusters deutete darauf hin, dass der Wirkstoff durch eine Mischung aus langsamer Diffusion und allmählicher Erosion des Blattes freigesetzt wurde, was eine gleichmäßige, anhaltende Abgabe statt eines schnellen Peaks unterstützt.

Was im lebenden Tier passiert

Um die Leistung im lebenden Organismus zu prüfen, wurde der optimierte Film an Kaninchen getestet und mit einer kommerziellen Retardkapsel von Itoprid verglichen. Röntgenaufnahmen mit einem mit Kontrastmittel beladenen Placebofilm zeigten, dass sich das gefaltete Blatt entfaltet und länger als acht Stunden im Magen verbleibt, passend zu den Labor‑Schwimmergebnissen. In separaten Tests zur Messung der Blutspiegel ergab der Film eine etwas höhere Spitzenkonzentration und – wichtiger – eine längere Verweildauer von Itoprid im Blutkreislauf. Kennwerte wie die gesamte Wirkstoffexposition über die Zeit, Halbwertszeit und mittlere Verweildauer verbesserten sich gegenüber dem kommerziellen Produkt, obwohl die Standard‑In‑Vitro‑Auflösungskurven der beiden Produkte nicht identisch waren.

Eine neue Möglichkeit, Magenmedikamente dort zu halten, wo sie wirken

Vereinfacht zeigt diese Arbeit, dass ein clever konstruierter, im Magen schwimmender Film ein prokinetisches Mittel wie Itoprid lange genug am richtigen Ort halten kann, um seine Wirkung zu entfalten, und dabei die Gesamtresorption im Vergleich zu einer bestehenden Retardkapsel erreicht oder leicht verbessert. Der Film ist robust, entfaltet sich schnell, schwimmt über Stunden und bleibt während der Lagerung stabil. Für Patientinnen und Patienten, die eine verlängerte Kontrolle von Symptomen wie Reflux und verlangsamter Magenentleerung benötigen, könnten solche gastro‑retentiven Filme zuverlässigere Linderung und möglicherweise geringere Dosisfrequenzen bieten und damit eine praktikable Alternative zu konventionellen langwirksamen Tabletten und Kapseln darstellen.

Zitation: Dass, R., Rani, P., Verma, V. et al. Optimization and evaluation of gastro-expandable film of Eudragit S100 and ethylcellulose by using the design of experiment. Sci Rep 16, 10735 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45540-y

Schlüsselwörter: gastroretentive Arzneimittelverabreichung, im Magen schwimmender Film, Itoprid, verzögerte Freisetzung, Versuchsplanung