A doktori munkám során egy új berendezést terveztünk és építettünk meg, mely alkalmas alacsony sűrűségű GR hordozó előállítására olvadt diszperziók habosításával. A habosítási folyamatot Box–Behnken faktoriális kísérletitervezéssel optimalizáltuk, hogy meghatározzák az ideális, leghatékonyabb beállítást, és a lehető legnagyobb porozitással rendelkező szilárd habot hozzuk létre. BaSO4 tartalmú mintákat gyártottunk, melyek alacsony sűrűséggel rendelkeznek. A nagy porozitást mikro-CT-vizsgálattal bizonyítottuk. Savas kioldóközegben textúra analízist végeztünk a minták in vitro nedvesedésének jellemzésére. A kontrasztanyagot és a PET/CT-t használtuk a habosított készítmény in vivo gasztroretenciójának bizonyítására patkánymodellben. Verapamil tartalmú gasztroretentív kapszulákat állítottunk elő a berendezéssel, majd az in vitro és in vivo viselkedést vizsgáltuk. A termék látszólagos sűrűségét optimalizáltuk a sztearinsav figyelembevételével, mely után a gyártást is validáltuk a megfelelő összetételre. A mikro-CT-vizsgálatok eredményei zárt cellás szerkezetet mutattak, ahol az üregek nagyobb része kisebb átmérővel rendelkezik, mint 120 mikrométer. A textúra elemzés eredményei megerősítették a kemény belső mag szerkezetet, még 5 órás kioldódás után is. A PEG tartalmú mátrix folyamatos eróziója ellenére, a minták folyamatos úszási tulajdonságot mutattak a kioldódás során. Vizsgálataink igazolták, hogy az elsőrendű hatóanyag leadás 2 éves tárolás után is megmaradt. Az in vivo farmakokinetikai vizsgálat igazolta a hatóanyag elnyújtott felszabadulását a mátrixból, a maximális gyógyszer plazmakoncentrációt 4 órával a beadás után érte el. Verapamil oldathoz képest 99,3%-os relatív biohasznosulást értünk el. Eredményeinket összegezve megállapíthatjuk, hogy a habosító berendezésünkkel sikeresen fejlesztettünk alacsony sűrűségű, nagy porozitású szilárd olvadék alapú kapszulát folyamatos gyártással, mely gasztroretentív tulajdonságait in vivo vizsgálatokkal is alátámasztottuk.

During my PhD work, a novel apparatus was designed and built to produce low density GR carrier that based on continuous foaming of molten dispersions. The foaming process was optimized by a Box–Behnken experimental design to determine the most effective setup to create solid foams with high porosity. We developed BaSO4 containing samples with low density. The high porosity was showed in mikro-CT scan. In acidic media, texture analysis was performed to characterize the in vitro wetting of the samples. The contrast agent and PET/CT were used to prove the in vivo gastroretention of the foam formulation in a rat model. We have produced verapamil-loaded gastroretentive capsules and investegated the in vitro and in vivo behavior. After optimizing the apparent density of the product by considering the SA contents, production runs were validated, as well. Micro-CT scans revealed a closed cell structure where the main fraction of the voids is smaller than 120 mikrons. Texture analysis results confirmed hard structure, even after 5 hours of dissolution. Despite continuous erosion of the PEG matrix, floating strengths of the samples remained stable during dissolution. Our studies confirmed that the first order drug release was preserved, even after 2 years of storage. In vivo pharmacokinetic study verified the prolonged release of the API from the matrix, maximum drug plasma concentration was reached after 4 hours of administration. Compared to the verapamil oral solution, a relative bioavailability of 99,3 % was reached. Summarizing our results, we state that our foaming device can be successfully used to produce low density molded capsule by continuous operation with in vivo gastroretentive properties.