elements34 - Evonik Industries

elements34 

Quarterly Science Newsletter Ausgabe 1| 2011 

Evonik-Innovationspreis 2010 

„And the winner is…“ 

Gesundheit & Ernährung 

Tablette statt Spritze 

Designing with Polymers 

PEEK erobert den Medizintechnikmarkt

02 Inhalt 

06 

20 

30 

elements34 Ausgabe 1|2011 

n E W S 

04 Kapazitätserweiterung in der Isophoronchemie geplant 

04 Absichtserklärung zum Bau neuer Produktionsanlagen für 

Wasserstoffperoxid und Propylenoxid unterzeichnet 

05 Erfolgreiche Kapazitätserweiterung für Laurinlactam 

05 Korea: Joint Venture zur Herstellung von Wasserstoffperoxid 

EvonIk-InnovatIonSprEIS 2010 

06 „And the winner is...“ 

katEgorIE nEuE odEr vErbESSErtE vErfahrEn 

08 Ein neuer Weg zu hochreinem Isobuten 

katEgorIE nEuE produktE/nEuE SyStEmlöSungEn 

14 Bringt verbrauchte Energie zurück: CreAMINO® für die Tierernährung 

n E W S 

18 Energieeffizienz im flachen Design 

18 Technik in 3D: PPA für dreidimensionale Schaltungsträger 

19 Evonik und AU Optronics beschließen strategische Partnerschaft 

19 Schutz für hochwertige Oberflächen 

gESundhEIt & Ernährung 

20 Neue Technologieplattformen machen Wirkstoffe in Tabletten 

besser bioverfügbar: Tablette statt Spritze 

n E W S 

28 ROHACELL® bewährt sich im Kabinendruckschott-Prototyp 

für chinesischen Passagierjet 

28 Umweltschonende Produktion von Natriumcyanid in Russland: 

Evonik vergibt Lizenzen an EPC Engineering Consulting 

29 Elektroschrott macht erfinderisch 

dESIgnIng WIth polymErS 

30 Konkurrenz für Titan: PEEK erobert den Medizintechnikmarkt 

n E W S 

35 Bleifrei – auch auf dem Dach 

35 Impressum

Aus- und Umbau 

Tablette oder Spritze? Nicht immer hat ein Patient die Wahl. Insulin zum Beispiel 

würde als einfache Tablette im Magen-Darm-Trakt sofort abgebaut werden, bevor 

es seine Wirkung entfalten kann, und muss deshalb gespritzt werden. Andere Wirkstoffe 

wie Fenofibrat zur Senkung des Cholesterinspiegels wiederum lösen sich 

nur schlecht und gelangen nicht ins Blut, wenn sie als Tablette verabreicht werden. 

Und das Problem nimmt zu: In Zukunft werden 95 Prozent aller Wirkstoffe oral 

schlecht bioverfügbar sein – weil sie sich entweder schlecht lösen oder weil es sich 

um so genannte Biologika auf Basis von Proteinen und Peptiden handelt, die als 

Tabletten im Magen-Darm-Trakt zerstört würden. 

Evonik ist dafür gut gerüstet. Unser Geschäftsgebiet Pharma Polymers, das über 

unsere Produktreihe EUDRAGIT® über langjährige Erfahrung mit der Formulierung 

von Tabletten und der kontrollierten Freisetzung von Wirkstoffen verfügt, bringt 

derzeit neue Technologien auf den Markt, die vielen Patienten die ungeliebte Spritze 

ersparen könnten – weil sie es erlauben werden, Wirkstoffe oral zu verabreichen, 

die heute noch gespritzt werden müssen. Sie machen einen Wirkstoff löslicher, verbessern 

seine Aufnahme in die Blutbahn und schützen vor Zersetzung etwa durch 

Enzyme. Und mit der Übernahme des Resomer®-Geschäfts von Boehringer Ingelheim 

verfügen wir nun über eine ergänzende Technologieplattform für parenterale Formulierungen, 

wie sie in Spritzen, Infusionen und Langzeitdepots zum Einsatz kommen. 

Mehr über unsere Entwicklungen bei Pharmapolymeren erfahren Sie ab S. 20. 

Ein weiterer Schwerpunkt dieser Ausgabe sind die Gewinner unseres Innovationspreises 

2010 – ein Preis, mit dem wir unsere Forscher für herausragende Entwicklungen 

in der Chemie auszeichnen. Dass sie tatsächlich herausragen, zeigt ein 

Preisträger aus dem Jahr 2004: das HPPO-Verfahren, eine gemeinsame Entwicklung 

von Evonik und Uhde. Es erzeugt besonders wirtschaftlich und umweltfreundlich 

Propylenoxid aus Propylen und Wasserstoffperoxid. Die Idee: Als zweitgrößter Hersteller 

von Wasserstoffperoxid schaffen wir uns einen völlig neuen Markt, indem 

wir für das HPPO-Verfahren Lizenzen vergeben und das dafür benötigte Wasserstoffperoxid 

liefern. Ein Plan, der voll aufgegangen ist. Nach der koreanischen SKC, 

die seit gut zwei Jahren nach dem HPPO-Verfahren sehr erfolgreich 100.000 Tonnen 

Propylenoxid pro Jahr produziert, will nun auch das indische Chemieunternehmen 

Gujarat Alkalies and Chemicals Limited eine Lizenz erwerben, eine Anlage errichten 

und das Wasserstoffperoxid von uns beziehen. Darüber hinaus verhandeln wir mit 

einer Reihe weiterer Unternehmen über die Lizensierung von HPPO. 

HPPO und Pharmapolymere stehen exemplarisch für unser gesamtes Portfolio: 

Sie zielen auf völlig unterschiedliche Märkte, denen wir uns auf völlig unterschiedlichen 

Wegen nähern. Das Ergebnis ist jedoch das Gleiche: ein nachhaltiger Ausbau 

unseres Geschäfts – nicht zuletzt auch deshalb, weil sie die globalen Megatrends 

Gesundheit und Ernährung sowie Ressourceneffizienz bedienen. Der Ausbau ist eine 

wichtige Voraussetzung für unseren Umbau zu einem weltweit führenden Spezialchemieunternehmen. 

Den ersten Schritt dahin haben wir jetzt vollzogen mit dem 

Verkauf von 51 Prozent unserer Anteile an der Evonik Steag GmbH, in der die Energieaktivitäten 

von Evonik gebündelt sind. 

EdItorIal 03 

patrik Wohlhauser 

Vorsitzender der Geschäftsführung 

der Evonik Degussa GmbH 

elements34 Ausgabe 1|2011

04 nEWS 

Kapazitätserweiterung in der Isophoronchemie geplant 

Evonik Industries beabsichtigt, eine neue 

Anlage zur Herstellung von Isophoron und 

Isophorondiamin zu bauen. Die Wahl des 

Standorts wird derzeit geprüft. Bei der 

Entscheidung, an welchem Standort die neue 

Produktionsanlage gebaut werden soll, spielen 

sowohl wirtschaftliche als auch marktstrategische 

Faktoren eine wichtige Rolle. 

Die Geschäftsführung der Evonik Degussa 

GmbH hat jetzt der Planung der Anlage zugestimmt, 

die 2013 in Betrieb gehen soll. 

„Die Isophoronchemie zählt zum Kerngeschäft 

von Evonik. Der Markt für Isophoron 

und die Folgeprodukte wächst beständig und 

hat sich auch in der Wirtschafts krise als robust 

erwiesen. Deshalb wollen wir mit der Kapazitätserweiterung 

unsere Markt- und Technologieführerschaft 

nachhaltig stärken“, erklärte 

Dr. Klaus Engel, Vorsitzender des Vorstands 

von Evonik Industries. 

Mit dem geplanten Bau der World-Scale- 

Anlage, die dem neuesten Stand der Technik 

entsprechen wird, reagiert Evonik auf die 

steigende Nachfrage seiner Kunden aus zahlreichen 

Anwenderindustrien. Darüber hinaus 

schafft das Unternehmen durch die Investition 

die Voraussetzung für einen später möglichen, 

weiteren Ausbau im Bereich der Isopho ronchemie. 

Absichtserklärung 

zum Bau neuer 

Produktionsanlagen 

für Wasserstoffperoxid 

und Propylenoxid 

unterzeichnet 

Evonik Industries und das indische Chemie- 

Unternehmen Gujarat Alkalies and Chemicals 

Limited (GACL) treiben Pläne für ein neues 

Millionenprojekt voran. Kernstücke sind dabei 

der Bau einer neuen Anlage für Wasserstoffperoxid 

durch Evonik sowie die Errichtung 

einer neuen Anlage für Propylenoxid 

durch GACL. Ziel ist es, Propylenoxid nach 

dem von Evonik und Uhde gemeinsam entwickelten, 

umweltfreundlichen HPPO-Verfahren 

(Hydrogen Peroxide to Propylene 

Oxide) herzustellen. Vertreter von Evonik 

und GACL unterzeichneten für das angestrebte 

Projekt in Dahej im indischen Bundes 

staat Gujarat eine entsprechende Ab- 


„Wir wollen den Erwartungen unserer 

Kunden hinsichtlich Kosten und geo graphischer 

Nähe bestmöglich gerecht werden“, 

so Gerd Brand, Leiter des Geschäftsgebiets 

Crosslinkers. „Daher werden insbesondere 

attraktive Investitionsbedingungen in Südostasien 

und China geprüft und finden Berücksichtigung 

in unseren Plänen.“ Derzeit 

produziert Evonik an den Standorten Herne 

und Marl (Deutschland), Antwerpen (Bel- 

Die Isophoronanlage von Evonik in Herne 

sichtserklärung (Memorandum of Understanding). 

Das geplante Projekt steht unter 

dem Vorbehalt der Zustimmung des Vor standes 

der Evonik Industries AG und des Aufsichtsrates. 

Mit der Absichtserklärung soll eine längerfristige 

enge Zusammenarbeit von Evonik 

und GACL auf den Weg gebracht werden: 

Das indische Unternehmen beabsichtigt, von 

Uhde und Evonik eine Lizenz für die Herstellung 

von Propy lenoxid nach dem HPPO- 

Verfahren zu erwerben. In unmittelbarer 

Nähe zu der geplanten neuen Propylenoxid- 

Anlage wird Evonik das für die Produktion 

nötige Wasserstoffperoxid erzeugen und 

GACL damit „über den Zaun“ beliefern. 

Fachleute rechnen für die kommenden Jahre 

mit einer weltweit deutlich steigenden Nachfrage 

nach Propylenoxid. 

Vorbild für die Kooperation in Indien ist 

die weltweit erste großtechnische Anlage zur 

Herstellung von Propylenoxid nach dem 

HPPO-Verfahren: 2008 hatte sie das koreanische 

Unternehmen SKC mit einer Jahreskapazität 

von 100.000 Tonnen in Ulsan 

gien) sowie Mobile (Alabama, USA). Evonik 

ist weltweit das einzige Unter nehmen, das die 

gesamte Kette der Iso phoronchemie produziert 

und vermarktet: Isophoron, Isopho rondiamin, 

Isophoron di isocyanat und De ri va te. 

Diese Produkte werden als wichtiger Bestandteil 

zum Beispiel für die Herstellung von 

Industriefußböden, Kunstleder oder La cken 

und Farben sowie im Wachstumsbereich leistungsfähiger 

Verbund werkstoffe eingesetzt. 

(Korea) in Betrieb genommen. Seither läuft 

die Anlage kontinuierlich und mit maximaler 

Aus lastung. 

„Das neue Projekt in Indien zeigt einmal 

mehr, dass wir mit der innovativen und umweltfreundlichen 

HPPO-Technologie auf dem 

richtigen Weg sind, Wasserstoffperoxid neben 

den klassischen Anwendungen neue 

Märkte zu erschließen“, so Dr. Thomas 

Haeberle, Mit glied der Geschäftsführung der 

Evonik Degus sa GmbH. 

Klassischer Abnehmer für Wasser stoffperoxid 

ist die Papier- und Zellstoffindustrie. 

Evonik ist mit einer Jahreska pazität von rund 

600.000 Tonnen und Standorten in Europa, 

Nordamerika, Südamerika, Neuseeland, 

Asien, Südafrika und Indonesien der weltweit 

zweitgrößte Hersteller des umweltfreundlichen 

Bleich- und Oxidationsmittels. Das mit 

Uhde entwickelte HPPO-Verfahren eröffnet 

einen innovativen Weg, um mit Wasserstoffperoxid 

Propylenoxid zu erzeugen. 

Im Vergleich zu herkömmlichen Produktionsverfahren 

für Propylenoxid gibt es 

dabei klare Vorteile. Das HPPO-Ver fahren

enötigt ein deutlich niedrigeres Inves ti tionsvolumen 

und bringt so eine höhere Wirtschaftlichkeit 

mit sich. Darüber hinaus ist es 

äußerst umweltfreundlich: Es erzielt eine 

hohe Ausbeute, und außer Wasser entstehen 

keine Nebenprodukte in nennenswerter 

Menge. „So gelingt es, die Umwelt zu entlasten 

und gleichzeitig nachhaltig wirtschaftlich 

zu produzieren. Wir bringen auf diese 

Erfolgreiche 

Kapazitätserweiterung 

für Laurinlactam 

Evonik hat die im Mai 2010 für das 4. Quartal 

angekündigte Erweiterung seiner Laurinlactamkapazität 

in Marl erfolg reich in Betrieb 

genommen. Lau rinlactam ist Aus gangsstoff 

für Polyamid 12, das der Konzern als Konstruk 

tionswerkstoff unter dem Mar kennamen 

VES TAMID® sowie als Pulver unter 

dem Namen VESTOSINT® vermarktet. 

Um die Versorgungssituation bei den 

Poly amid 12 basierten Formmassen zu entspannen, 

wird Evonik, wie im November 

bereits angekündigt, seine Laurinlactam- 

ka pazität weiter ausbauen. Mit dieser Maßnah 

me stärkt Evonik seine weltweit führende 

Marktposition bei Polyamid 12 und bietet als 

verlässlicher Partner seinen Kunden auch in 

Zukunft Liefersicherheit. Evonik produziert 

Weise Ressourceneffizienz in die Pra xis“, erläuterte 

Jan Van den Bergh, Leiter des 

Geschäftsbereichs Industrial Chemicals von 

Evonik. Dies unterstütze zudem das Ziel von 

GACL, grüne Technologie voranzubringen. 

Evonik ist das einzige Unternehmen, das 

die Prozesstechnologie für das HPPO-Verfahren, 

den dafür nötigen Katalysator und 

auch den Ausgangsstoff Wasserstoffperoxid 

Korea: Joint Venture zur Herstellung von Wasserstoffperoxid 

Vertragsunterzeichnung: Jang Suk Park (links), CEO der koreanischen 

SKC, Jan Van den Bergh (Mitte), Geschäftsbereichsleiter 

Industrial Chemicals, und Dr. Thomas Haeberle, Mitglied der 

Geschäftsführung der Evonik Degussa GmbH 

Laurinlactam ausgehend von Butadien in einem 

mehrstu figen Prozess und polymerisiert 

und com poundiert anschließend zu einer 

umfang reichen Palette an Polyamid-12-Produkten. 

Diese sind exakt auf die Anf or de - 

rungen von Verarbeitern und Endverbrauchern 

abgestimmt. Aufgrund seiner 

Eigenschaften reicht der Anwendungsbereich 

von VESTAMID® von anspruchsvollen Lei- 

nEWS 05 

aus einer Hand liefern kann. Das auf diese 

Weise erzeugte Propylenoxid ist ein Vorprodukt 

für Polyurethanschäume, mit denen 

zum Beispiel Kühlschränke und Häuser isoliert 

werden, um Energie zu sparen. In Autos 

senken die Schäume in Sitzpolstern, Armaturenbrettern 

und Stoßstangen das Gewicht 

und tragen so dazu bei, den Kraftstoff verbrauch 

zu verringern. 

Eine Anwendung für 

das aus Laurinlactam 

her gestellte Polyamid 

sind Gasrohre, wie 

sie beispiels weise in 

städtischen Verteilernetzen 

im Druckbereich 

zwischen 10 und 20 bar 

zum Ein satz kommen 

tungs systemen für Kraftfahrzeuge über großvolumige 

Rohre beispielsweise für die Roh ölförderung, 

Aderisolierungen in der Kabel industrie 

und Kathetern in der Medizintechnik 

bis zu Präzisionsspritzgussteilen wie Pumpen 

räder und Schaltventilgehäuse im Maschinen- 

und Apparatebau. VESTOSINT® wird für 

die Beschichtung von Metallteilen und Drahtwaren 

wie Spülmaschinenkörben verwendet. 

Mit der Vertragsunterzeichnung Ende 2010 in Essen hat die koreanische SKC 

(Seoul) 45 Prozent der Anteile an Evonik Degussa Peroxide Korea Co., Ltd. 

(Ulsan), einem Tochterunternehmen der Evonik Degussa GmbH, übernommen. 

Evonik Degussa Peroxide Korea ist der größte Produzent von Wasserstoffperoxid 

in Korea und dort seit 2006 aktiv. 

„Die Beteiligung der SKC an Evonik Degussa Peroxide Korea wird die bewährte 

Zusammenarbeit unserer beiden Unternehmen stärken und uns für das 

zukünftige Wachstum optimal aufstellen“, so Jan Van den Bergh, Geschäftsbereichsleiter 

Industrial Chemicals, bei der Vertragsunterzeichnung. „Für unseren 

Partner SKC bedeutet die Kooperation darüber hinaus hohe Liefersicherheit 

und größere Unabhängigkeit von aktuellen Marktpreisen für das Rohmaterial 

Wasserstoffperoxid.“ 

SKC hatte 2008 die weltweit erste kommerzielle Anlage für Propylenoxid 

nach dem HPPO-Verfahren in Betrieb genommen. Die Produktion mit einer 

Kapazität von 100.000 Tonnen jährlich läuft seit Inbetriebnahme kontinuierlich 

mit maximaler Auslastung. Evonik und das Engineering-Unternehmen Uhde hatten 

das HPPO-Verfahren gemeinsam entwickelt und an SKC lizenziert. Es 

erzeugt mit Hilfe eines von Evonik entwickelten Kataly sators Propylenoxid aus 

Propylen und Wasserstoffperoxid. Dieses Verfahren ist besonders wirtschaftlich 

und umweltfreundlich. Außer Wasser entstehen keine Nebenprodukte in nennenswerter 

Menge. 


06 EvonIk-InnovatIonSprEIS 2010 

Kategorie neue oder verbesserte Verfahren: 

Ein neuer Weg zu hochreinem Isobuten 

Dr. Christian Böing, Reiner Bukohl, Helmut Kamps, 

Dr. Dietrich Maschmeyer, Peter Nothhaft, Dr. Udo Peters, 

Dr. Dirk Röttger, Arnd Schade, Dr. Markus Winterberg 

Geschäftsgebiet C4 Chemistry 

Dr. Torsten Balduf, Dr. Wilfried Schmidt 

Geschäftsgebiet Acrylic Monomers 

Dr. Thomas Quandt 

Geschäftsgebiet Catalysts 

Walter Luh, Dr. Armin Rix, Dr. Horst-Werner Zanthoff 

Servicebereich Verfahrenstechnik & Engineering 


Kategorie neue Produkte/neue Systemlösungen: 

Bringt verbrauchte Energie zurück: 

CreAMINO® für die Tierernährung 

Dr. Ernst Krämer, Ricardo Gobbi, Dr. Andreas Lemme, 

Dr. Michael Binder, Dr. Alfred Petri, Dr. Thomas Kaufmann 

Geschäftsbereich Health & Nutrition

EvonIk-InnovatIonSprEIS 2010 07 

Evonik-Innovationspreis 2010 

CreAMINO ® , eIN Neues Futtermitteladditiv, sowie ein Verfahren 

zur Herstellung von Isobuten aus MTBE sind die Gewinner 

des Evonik-Innovationspreises 2010. Als Patrik Wohlhauser, Vorsitzender 

der Geschäftsführung der Evonik Degussa GmbH, beim 

letztjährigen Weihnachtskolloquium in Essen am Abend des 14. 

Dezember mit den Worten „and the winner is…“ zum Umschlag 

griff, stieg die Spannung bei den rund 200 Gästen fühlbar an. 

Denn sechs Teams – jeweils drei in den Kategorien neue Produkte 

und neue Verfahren – hatten den Einzug ins Finale geschafft 

und damit gute Chancen, den Innovationspreis zu gewinnen. 

Mit dem mit jeweils 30.000 € dotierten Preis würdigt Evonik 

einmal im Jahr herausragende Entwicklungsarbeiten in der 

Chemie. 

Das Rennen in der Kategorie neue Produkte machte ein Team 

des Geschäftsbereichs Health & Nutrition mit CreAMINO®, 

einem neuen Baustein für eine nachhaltige Tierernährung. In 

der Kategorie neue Verfahren gewann ein gemischtes Team aus 

den Geschäftsgebieten C4 Chemistry, Acrylic Monomers und 

Catalysts sowie dem Servicebereich Verfahrenstechnik & Engineering. 

Es hat innerhalb kürzester Zeit ein neues Verfahren 

zur Herstellung von Isobuten aus MTBE (Methyl-tertiär-butylether) 

entwickelt und in die großtechnische Produktion sowohl 

in Schanghai als auch in Antwerpen überführt. 

Patrik Wohlhauser 

Wohlhauser bedankte sich bei den Teams für ihre herausragende 

Leistung, betonte aber zugleich, der Sieg der einen 

sei keine Niederlage der anderen: „Auch wenn heute in jeder 

Kategorie nur ein Team aufs Siegertreppchen passt, so sind 

doch alle sechs Teams Gewinner, die mit ihren guten Ideen und 

exzellenten Arbeiten spürbar zum Erfolg von Evonik beitragen.“ 

20 Teams hatten sich diesmal um den Preis beworben – elf 

in der Kategorie neue Produkte und neun in der Kategorie neue 

Verfahren. Ende Oktober hatte eine Jury die sechs Finalisten anhand 

von Kriterien wie wirtschaftlicher Bedeutung, ökologischen 

Vorteilen und gesellschaftlichem Nutzen ausgewählt. In 

einer abschließenden Sitzung am Tag der Preisverleihung wählte 

eine zweite Jury, der neben Wohlhauser und Dr. Peter Nagler, 

Leiter Innovation Management Chemicals & Creavis, drei Geschäftsbereichsleiter 

sowie drei Professoren angehörten, die 

Gewinner aus. Zuvor hatten die nominierten Teams noch einmal 

die Gelegenheit, der Jury ihr Projekt zu präsentieren und sie im 

persönlichen Gespräch vom Nutzen und wirtschaftlichen Potenzial 

ihrer Entwicklung zu überzeugen. „Denn“, so Wohlhauser, 

„eine neue Entwicklung ist nur dann eine Innovation, wenn sie 

am Markt Erfolg hat. Und dazu gehört auch die kaufmännische 

Seite: gutes Marketing und professioneller Vertrieb.“ 777 


08 katEgorIE nEuE odEr vErbESSErtE vErfahrEn 

Ein neuer Weg zu hochreinem Isobuten 

Gemeinsam als Erste durchs Ziel 

Forschung kann sehr praxisnah sein. Experten aus vier Geschäfts- und Servicebereichen von 

Evonik bündelten ihre Expertise und realisierten innerhalb kurzer Zeit ein neues Verfahren für 

die großtechnische Herstellung von hochreinem Isobuten. Ein Vorzeigebeispiel dafür, wie sich 

moderne Simulation und Experimentalwissen, Kosten- und Ökoeffizienz, Grundlagenforschung 

und Praxis auf ideale Weise miteinander verzahnen lassen. 

[ text Dr. Thomas Quandt, Dr. Dirk Röttger, Dr. Wilfried Schmidt, Dr. Markus Winterberg, Dr. Horst-Werner Zanthoff ] 

CheMIsChe FOrsChuNg FINdet häufig weit ab vom harten Produktionsalltag 

statt – in Labors, im Technikum und immer häufiger 

am Computer in online-Datenbanken und -Bibliotheken. 

Eine empirische Regel lautet, dass die Umsetzung von Forschungsergebnissen 

in die Praxis ein schwieriger und langwieriger 

Weg ist und nicht selten auf halber Strecke scheitert. 

Experten aus vier Geschäfts- und Servicebereichen von Evonik 

haben jetzt bewiesen, dass es auch anders geht. Innerhalb nur 

weniger Jahre gelang es dem Team aus vielen Spezialisten, ein 

neues Verfahren zur Produktion von hochreinem Isobuten zu 

entwickeln, zu testen und in zwei Großanlagen in Antwerpen 

und Schanghai zur Anwendung zu bringen. Der Schlüssel zum 

Erfolg: Chemiker, Verfahrenstechniker, Katalysatorentwickler, 

Anlagenplaner und Marketingexperten haben ihr Know-how gebündelt, 

und Forschung, Entwicklung, Planung und Produktmarketing 

erfolgten weitgehend parallel. Durch die enge Verzahnung 

der einzelnen Schritte – von der ersten Idee bis hin zum Bau der 

Großanlagen – konnten sie ein preiswertes und effizientes Produktionsverfahren 

realisieren, das nicht nur ein hochreines Isobuten 

liefert, sondern zudem weniger Abfall erzeugt und weniger 

Energie verbraucht als herkömmliche Verfahren. 


Das Geschäftsgebiet C4 Chemistry betreibt in Marl und in Antwerpen 

einen Produktionsverbund, der aus dem sogenannten 

Crack-C4 verschiedene Chemikalien gewinnt, darunter auch 

Methyl-tertiär-butylether, kurz MTBE. MTBE, den Autofahrern 

als Antiklopfmittel in bleifreiem Benzin bekannt, ist die zentrale 

Komponente im neuen Prozess. Die Substanz ist volumenmäßig 

eines der großen Produkte von Evonik und wird in Mengen von 

über 500.000 Jahrestonnen hergestellt. 

Das Ausgangsmaterial für den C4-Verbund, Crack-C4, ist ein 

Kohlenwasserstoffgemisch, das bei der Produktion von Ethylen 

und Propylen als Nebenprodukt anfällt. Es besteht typischerweise 

aus 20 bis 28 Prozent Isobuten, 14 bis 20 Prozent 1-Buten 

und anderen vermarktbaren C4-Kohlenwasserstoffen wie Butadien, 

2-Butenen, Isobutan und n-Butan. Da 1-Buten und Isobuten 

nahezu identische physikalische Eigenschaften haben, lassen sie 

sich weder durch Destillation noch durch Extraktion voneinander 

trennen. Also greifen die Chemiker zu einem Trick: Sie verwandeln 

Isobuten in einen Ether, der sich aufgrund des deutlich 

höheren Siedepunktes von den anderen Kohlenwasserstoffen 

leicht durch Destillation abtrennen lässt. Erfolgt diese Umsetzung 

mit Methanol, entsteht MTBE. 333 

Seit Oktober 2010 ist das 

neue Verfahren zur 

Herstellung von Isobuten 

in Antwerpen in Betrieb




Höhere Wertschöpfung durch 

hochreines Isobuten 

Die Umsetzung von Isobuten mit Methanol zu MTBE ist eine 

Gleichgewichtsreaktion und kann daher auch in umgekehrter 

Richtung ablaufen. Hier setzte das Team an: Wie sieht ein Verfahren 

aus, das aus dem MTBE das chemisch gebundene Isobuten 

zurückgewinnt? Wie muss der dafür notwendige Katalysator 

beschaffen sein? Wie gelingt es, entstehende Nebenprodukte 

im Prozess sauber abzutrennen, um hochreines Isobuten zu erzeugen? 

Der Grund für diese Überlegungen: Isobuten ist eine Substanz 

mit hoher Wertschöpfung und einem wachsenden Markt. 

Die Chemikalie ist unter anderem ein wichtiger Rohstoff für 

Methylmethacrylat, kurz MMA. MMA wiederum ist ein begehrtes 

Produkt, aus dem zum Beispiel PLEXIGLAS® für hochmoderne 

LED-Flachbildschirme entsteht, umweltfreundliche 

Lacke oder auch leichte und damit Kraftstoff sparende Kunststoffteile 

für die Automobilproduktion. Der globale Markt für 

MMA wächst jährlich um fünf Prozent, in Asien ist es noch deutlich 

mehr. Außerdem ist Isobuten Ausgangsprodukt für andere 

chemische Erzeugnisse wie Butylkautschuk (Reifen), Klebstoffe 

und pharmazeutische Produkte. 

Katalysator entscheidend für Erfolg 

Die Umsetzung von MTBE ist eine heterogen katalysierte Reaktion, 

die bevorzugt in der Gasphase bei hohen Temperaturen 

erfolgt. Damit der Umsatz möglichst hoch ist, verwendeten die 

Experten viel Zeit darauf, Wärmezufuhr und Strömung der Gase 

Abbildung 1 

Typische Zusammensetzung von sogenanntem Crack-C4, einem C4-Kohlen - 

wasserstoffgemisch aus Steam-Crackern. Die physikalischen Eigen schaften 

von 1-Buten und Isobuten sind so ähnlich, dass diese Komponenten weder 

durch Destillation noch durch Extraktion voneinander getrennt werden 

können 

Komponente 

Isobutan 

Isobuten 

1-Buten 

1,3-Butadien 

n-Butan 

trans-2-Buten 

cis-2-Buten 


Siedepunkt 

[°C] 

–11,7 

–6,9 

–6,3 

–4,6 

–0,5 

0,9 

3,6 

Chemische Struktur Gehalt im Crack-C4 

[Mass-%] 

1–3 

20–28 

14–20 

40–45 

4–8 

4–6 

2–5 

im Reaktor optimal zu gestalten. Entscheidend für den Erfolg 

des Verfahrens ist aber ein maßgeschneiderter und hoch selektiver 

Katalysator. Für das neue Verfahren zur Isobutenherstellung 

musste das Team daher auch einen neuen Katalysator finden, 

denn bekannte Formulierungen erwiesen sich als zu wenig 

selektiv und produzierten zu viele Nebenprodukte. Außerdem 

alterten sie zu schnell. 

Evonik profitierte dabei von seinem umfangreichen Knowhow 

in Katalysatorentwicklung und kinetischem Screening. Für 

das Screening wurde eine große Anzahl von katalytisch aktiven 

Substanzen hergestellt und in miniaturisierten und parallel betriebenen 

Laborreaktoren computergestützt getestet. Innerhalb 

von nur neun Monaten untersuchten die Spezialisten 90 Varianten 

mit unterschiedlichen Trägern, Promotermengen und Präparationsmethoden. 

1.500 Experimente waren notwendig, um 

die Parameter Temperatur, Druck, Verweilzeit und MTBE-Zusammensetzung 

zu variieren. Am Ende dieses High Throughput 

Screening stand ein Katalysator aus unterschiedlichen anorganischen 

Oxiden, der das MTBE sehr selektiv spaltet und sich 

durch hohe Lebensdauer, hohe Aktivität und geringe Nebenproduktbildung 

auszeichnet. 

Mit Simulationen schnell zum Ziel 

Experimente sind bei der Entwicklung neuer Verfahren jedoch 

nur ein Teil des Weges. Vielmehr begleitet die Computersimulation 

die gesamte Entwicklung – von der Idee über die Katalysatorsuche 

und Prozesssynthese bis zur Planung der großtechnischen 

Anlagen. Simulationen haben vielerlei Vorteile. Sie führen 

zu wichtigen Fragestellungen für die weitere Laborarbeit, 

zum Beispiel, ob die Reaktion auch bei einem bestimmten Druck 

durchgeführt werden kann, der eine Aufarbeitung deutlich vereinfacht. 

Erzeugt der Katalysator Nebenprodukte, die bei der 

Abbildung 2 

Spaltung von MTBE in Isobuten und Methanol: Gleichgewichtsumsätze 

in der Flüssig- und in der Gasphase. Durch eine Umsetzung in der Gasphase 

bei hohen Temperaturen lässt sich das Gleichgewicht weiter in Richtung 

Isobuten und Methanol verschieben 

Flüssigphase Gasphase 

MTBE-Umsatz [%] 

100 

80 

60 

40 

20 

0 

O 

+ 

MeOH 

MTBE Isobuten Methanol 

50 100 150 200 250 300 

Temperatur [°C]

Abtrennung möglicherweise Probleme bereiten, können die 

Forscher dies bei der Verfahrensentwicklung durch Simulationsrechnungen 

voraussagen und rechtzeitig berücksichtigen. 

Umgekehrt wird mit Erkenntnissen aus den Experimenten 

die Simulation verfeinert. Moderne Software ist nicht zuletzt 

unverzichtbar, um die Wirtschaftlichkeit neuer Prozesse kontinuierlich 

zu überprüfen und auf diese Weise das Risiko von Fehlinvestitionen 

zu minimieren. 

Dieser Iterationsprozess aus Simulation, Experiment und Bewertung 

bildete auch das Gerüst bei der Entwicklung des neuen 

Isobutenverfahrens. Die permanente Rückkopplung zwischen 

Theorie und Praxis erlaubte innerhalb kurzer Zeit die Realisierung 

eines komplexen Produktionsprozesses, an dessen Ende 

Isobuten mit einer Reinheit von über 99,9 Prozent gewonnen 

wird. Die hohe Reinheit ist maßgeblich für den Erfolg: Da nur 

reine Ausgangsprodukte effiziente und ökonomische Folgeprozesse 

möglich machen, steigen die Anforderungen der Kunden 

an ihre Rohstoffe ständig. 

Für die Prozesssynthese werteten Experten aus dem Servicebereich 

Verfahrenstechnik & Engineering zunächst die zugänglichen 

Stoffdaten aus, fehlende Daten schätzten sie mittels molekularer 

Simulation ab. Auf der Grundlage der ersten Ergebnisse 

aus dem Katalysatorscreening entwickelten sie mehrere mögliche 

Verfahrensvarianten und simulierten sie zunächst am Computer. 

Die Ergebnisse dieser Rechnungen wurden anschließend 

im Labormaßstab überprüft. Nach iterativer Testung und Bewertung 

kristallisierte sich schließlich das optimale Verfahren 

heraus, das in einem Pilotreaktor getestet wurde. 

Um das spätere Scale-up zu erleichtern, bestand dieser Pilotreaktor 

aus einem Einzelrohr mit ähnlichen Abmessungen wie 

die Reaktorrohre in der geplanten großtechnischen Anlage. Aus 

dem Testbetrieb erhielten die Verfahrenstechniker wichtige 

Informationen über Nebenprodukte und Katalysator- 333 

Abbildung 3 

Mögliche Nebenreaktionen bei der Spaltung von MTBE zu Isobuten und 

Methanol. Die markierten Komponenten sind zum einen im Endprodukt Isobu ten 

in sehr engen Grenzen spezifiziert, zum anderen können sich diese bzw. die 

entsprechenden Ausgangssubstanzen im Prozesskreislauf anreichern 

2 

2 MeOH 

+ H 2 O 

O 

O 

O 


High Throughput Screening 

Auf der Suche nach dem optimalen Katalysator für die 

MTBE-Spaltung führten die Forscher etwa 1.500 

Experimente an 90 Katalysatoren in miniaturisierten 

und parallel betrie benen Laborreaktoren durch 

OH 

+ H 2O 

+ MeOH 

+ MeOH 

= 

Kleine Grenzwerte 

im Endprodukt Isobuten 

= 

Anreicherung 

im Prozesskreislauf 



Um ein sicheres Scale-up zu gewährleisten und 

wichtige Informationen über Aktivität des 

Katalysators, Nebenproduktspektrum und Alterung sverhalten 

zu gewinnen, wurde der Katalysator 

in einem Pilotreaktor getestet 

333 alterung, die in die Simulation zurückflossen. Diese Rückkopplung 

ist wichtig, weil Katalysatoren beim Up-scaling – beispielsweise 

durch später zugegebene Bindemittel und Additive 

– oft ihre Aktivität und Selektivität verändern. Die Rückkopplung 

gab zudem Aufschluss über das optimale Temperatur- und 

Druckspektrum und über die Trennschritte, die notwendig sind, 

um entstehende Nebenprodukte auszuschleusen. 

Da die Reinheit des Isobutens eine zentrale Anforderung der 

Kunden war, legten die Entwickler besonderes Augenmerk auf 

die Nebenprodukte: Welche Stoffe entstehen in welchen Mengen? 

Welche bislang unbekannten Verunreinigungen könnten 

sich bilden? Wie reagiert der Katalysator auf die Verunreini - 

g ungen? Werden Nebenprodukte beispielsweise bei der Kreislaufführung 

in Trennkolonnen angereichert oder stören sie 

gar den ganzen Prozess? Besonders schwierige Trennschritte 

wurden in einzelnen Kolonnen im Technikum nachgestellt und 

optimiert. 

Die Energiebilanz muss stimmen 

Neue Verfahren haben in der Chemie heute kaum eine Chance, 

wenn sie nicht Vorteile in Ressourcen- und Energieeffizienz versprechen. 

Für die Planung der Großanlagen für die Isobutenproduktion 

legten die Ingenieure daher besonderen Wert auf eine 

ausgetüftelte Energieintegration. Üblicherweise werden dabei 


heiße und kalte Stoffströme so verschaltet, dass Kühlwasser- und 

Dampfverbrauch insgesamt minimiert werden. Sinken die Verbräuche 

an Kühlwasser und Dampf, sinken auch die Energiekosten 

und die energiebedingten Kohlendioxidemissionen. Im 

vorliegenden Verfahren wurden darüber hinaus auch Eingriffe 

in den Prozess, wie zum Beispiel Anhebung von Druckniveaus 

bei Kolonnen und Reaktoren, vorgenommen, um den internen 

Wärmeaustausch zu maximieren. 

Beim neuen Isobutenverfahren ist die Bilanz durchweg positiv: 

Das Verfahren verbraucht beispielsweise nur halb so viel 

Heißdampf wie ein vergleichbarer Prozess ohne Energierückläufe 

oder wie Konkurrenzverfahren, die Isobuten durch andere 

chemische Prozesse herstellen. Die eingesparten Energiekosten 

belaufen sich auf mehrere Millionen Euro pro Jahr. Für die Anlagenrealiserung 

in Antwerpen investierte Evonik beispielsweise 

rund zehn Prozent der Gesamtkosten in die Energieintegration 

der Großanlagen – eine Investition, die sich bei den ständig steigenden 

Energiekosten innerhalb weniger Jahre amortisiert. 

In einem Jahr zwei Anlagen auf zwei 

Kontinenten realisiert 

Eine besondere und bisher einmalige Herausforderung an alle 

Beteiligten war, dass das Verfahren in zwei ganz unterschiedlichen 

Anlagen auf zwei Kontinenten realisiert werden sollte:

zum einen im C4-Produktionsverbund in Antwerpen zur Herstellung 

von Isobuten, zum anderen in Schanghai. Hier betreibt 

Evonik eine MMA-Verbundproduktion, in der neben Methylmethacrylat 

und Polymethylmethacrylat, einem Granulat, das 

als PLEXIGLAS® breite Anwendung findet, auch eine Vielzahl 

Spezialmonomere für den asiatischen Markt produziert wird. 

Letztere kommen in Klebstoffen, in der Papier- und Gummiindustrie, 

in Kontaktlinsen oder auch in der Abwasseraufbereitung 

zum Einsatz. Das in Schanghai erforderliche MTBE 

wird, anders als in Antwerpen, nur zu einem Teil selbst hergestellt, 

der andere Teil wird zugekauft. Daher musste beispielsweise 

schon frühzeitig sichergestellt werden, dass das neue 

Verfahren MTBE ganz unterschiedlicher Qualität sicher und 

effizient verarbeiten kann. 

Seit Oktober 2010 ist die neue Isobutenproduktion in 

Antwerpen in Betrieb, bereits seit September 2009 produziert 

Evonik in Schanghai mit dem neuen Verfahren aus Isobuten 

Methylmethacrylat und dessen Folgeprodukte. Beide Anlagen 

arbeiten effizient und erfolgreich, und der Katalysator zeigt eine 

höhere Standzeit als ursprünglich prognostiziert. Das gewonnene 

Isobuten zeichnet sich durch eine Reinheit aus, die die 

hohen Anforderungen der Abnehmer voll erfüllt. In Antwerpen 

liegt die Anlagenauslastung über der ursprünglich geplanten 

Produktionsmenge an Isobuten, in Schanghai läuft der MMA- 

Verbund sogar oberhalb der Auslegungskapazität. 

Der Methacrylatverbund in Schanghai. 

Hier wird seit September 2009 

unter anderem der Rohstoff Isobuten 

nach dem neuen Verfahren aus 

MTBE produziert 


dIE autorEn 

dr. thomas Quandt 

Geschäftsgebiet Catalysts 

+49 2365 49-86078 

thomas.quandt@evonik.com 

dr. dirk röttger 


+32 3 560-3974 

dirk.röttger@evonik.com 

Katalysator der zweiten Generation 

bereits in Arbeit 

dr. Wilfried Schmidt 

Geschäftsgebiet Acrylic Monomers 

+86 21 6119-2650 

wilfried.schmidt@evonik.com 

dr. markus Winterberg 


+49 2365 49-19814 

markus.winterberg@evonik.com 

dr. horst-Werner Zanthoff 

Servicebereich 

Verfahrenstechnik & Engineering 

+49 2365 49-19322 

horst-werner.zanthoff@evonik.com 

Trotz dieser Erfolge denken die Chemiker bei Evonik bereits 

weiter. Sie arbeiten derzeit an einem Katalysator der zweiten 

Generation, der MTBE mit noch höherer Selektivität und bei 

niedrigeren Temperaturen umsetzt. Außerdem soll künftig das 

Isobuten zu neuen Folgeprodukten mit hoher Wertschöpfung 

direkt bei Evonik veredelt werden. 

Das Entwicklungsteam erhielt im vergangenen Dezember 

den Evonik-Innovationspreis 2010. „Neben dem Kernteam“, sagt 

Dr. Markus Winterberg vom Geschäftsgebiet C4 Chemistry, 

„haben viele weitere Kollegen zur Verfahrensentwicklung und 

zu der erfolgreichen Realisierung in Schanghai und Antwerpen 

beigetragen. Ihnen soll an dieser Stelle ausdrücklich gedankt 

werden“. Damit war die Entwicklung des neuen Isobuten- 

Verfahrens im Rückblick ein Musterprojekt, das zeigt, wie sich 

Forschung, Anlagenplanung und Marketing optimal verzahnen 

lassen. Ein Projekt, das unter Beweis gestellt hat, wie durch Bündelung 

von Know-how aus ganz unterschiedlichen Geschäftsbereichen 

kosten- und zeiteffizient komplexe Aufgaben gelöst 

werden können. Und das nicht zuletzt belegt, wie ein breit aufgestelltes 

Spezialchemieunternehmen, das von der Grundlagenchemie 

bis zur Großanlagenplanung alles im eigenen Haus hat, 

seine Stärken im besten Sinne ausspielen kann. 777 


14 katEgorIE nEuE produktE/nEuE SyStEmlöSungEn 

Bringt verbrauchte Energie zurück: 

CreAMINO® für die Tierernährung 

Dank dem Futtermitteladditiv CreAMINO® lassen sich Tiere zukünftig noch nachhaltiger und 

effizienter ernähren. Für diese Entwicklung erhielt ein Team des Geschäftsbereichs 

Health & Nutrition den Evonik-Innovationspreis des Jahres 2010 in der Kategorie „Neue Produkte“. 

[ text Dr. Ernst Krämer, Ricardo Gobbi, Dr. Andreas Lemme ] 

glaubt man dEn Prognosen, wird die Weltbevölkerung 

bis zum Jahr 2050 um weitere 2,3 Milliarden Menschen wachsen. 

Fleisch, Fisch und Milchprodukte sind hochwertige Proteinlieferanten 

für die menschliche Ernährung, und so ist es 

kein Wunder, dass bei steigendem Wohlstand auch der Hunger 

auf Fleisch weiter steigen wird. Die Weltgesund heits organisation 

FAO schätzt, dass der weltweite Verbrauch an Fleisch 

von derzeit 38 Kilogramm pro Kopf und Jahr bis 2050 auf 52 

Kilogramm zunehmen wird. Allein der Konsum von Geflügelfleisch, 

so die FAO weiter, steige bis in 20 Jahren um 60 

Prozent auf dann mehr als 140 Millionen Tonnen an. Eine erhöhte 

Fleischerzeugung bringt aber auch ökologische Auswir 

kungen mit sich, denn Anbauflächen für Viehfutter sind 

begrenzt. Ihr weiterer Ausbau gerät schnell in Konflikt mit 

wünschenswerten ökologischen und sozialen Rahmenbe dingungen 

– etwa dem Erhalt von Wäldern oder der Versorgung 

der Weltbevölkerung mit pflanzlicher Nahrung. 

Einen Beitrag zur Lösung dieser Probleme liefern innovative 

Fütterungskonzepte, bei denen die Tiere das Futter bestmöglich 

für Wachstum und Fleischansatz verwerten können. 


Dank ihnen lassen sich mit der gleichen Menge Futter mehr 

Tiere ausgewogen ernähren. Schon seit vielen Jahren leistet 

der Geschäftsbereich Health & Nutrition von Evonik mit 

Aminosäuren hierzu einen wichtigen Beitrag. Mit dem 

Futtermitteladditiv CreAMINO® ist einem Team des Geschäfts 

bereichs nun gemeinsam mit dem Partner AlzChem 

Trostberg GmbH eine weitere Entwicklung gelungen, welche 

die Effizienz der Geflügelernährung weiter verbessert. 

Angeregt wurde diese Entwicklung durch neue Be stimmungen 

der EU im Zuge der BSE-Krise: Seitdem ist es in 

Euro pa verboten, landwirtschaftliche Nutztiere mit Nebenprodukten 

aus der Fleischverarbeitung zu füttern. Hühner 

sind von Natur aus aber Allesfresser, und ihr Orga nismus ist 

für eine optimale Entwicklung auch auf Substanzen tierischen 

Ursprungs angewiesen. Die Problematik einer rein 

vegetarischen Fütterung besteht in der Versorgung mit Kreatin 

– einer Substanz, die eine wesentliche Rolle im Energiestoffwechsel 

der Tiere, aber auch des Menschen spielt 

und bei einer rein pflanzlichen Ernährung nicht gewährleistet 

ist. 333


2050 werden neun Milliarden Menschen 

auf der Erde leben, die alle ernährt werden 

müssen. Damit steigt der Bedarf an 

Milch, Eiern und Fleisch, aber auch an 

Getreide, Gemüse und Obst. Der Anbau 

von Pflanzen für die menschliche 

Ernährung einerseits und für Nutztiere 

wie Geflügel, Schweine oder Rinder andererseits 

stehen damit in direktem 

Wettbewerb. Doch die Anbauflächen 

sind begrenzt: Weltweit stehen gegenwärtig 

etwa 1,5 Milliarden Hektar 

Ackerland zur Verfügung. Davon geht 

jährlich noch ein gewisser Teil durch 

Erosion und für Siedlungszwecke verloren. 

Vor diesem Hintergrund erklärt sich 

das vitale Interesse an neuen und weiter 

optimierten Fütterungskonzepten, um 

mit der gleichen Menge Futter mehr 

Tiere ausgewogen zu ernähren. 

CreAMINO® ist ein solcher Baustein für 

die nachhaltige Tierernährung 


16 katEgorIE nEuE produktE/nEuE SyStEmlöSungEn 

Kreatin – geeignet für die Tierernährung? 

Vor allem für die Muskelkontraktion, aber auch für Hirn- 

und Nervenfunktionen wird Kreatin in seiner aktivierten 

Form Kreatinphosphat benötigt. Kreatinphosphat liefert die 

Phosphorylgruppe, die zur Umwandlung des bei der Kon traktion 

entstandenen Adenosin-Diphosphats (ADP) in energiereiches 

Adenosin-Triphosphat (ATP) erforderlich ist. Kreatinphosphat 

dient als Energiespeicher, da die Zelle die Konzentration 

des ATP in engen Grenzen reguliert: Die verfügbare 

ATP-Menge reicht nur für wenige Sekunden, um kurzfristig 

einen hohen Energiebedarf zu decken. Mit Kre atinphosphat 

lässt sich dieser Speicher aber wieder schnell auffüllen. 

Ambitionierten Sportlern ist Kreatin ein Begriff, da es 

sich positiv auf die Leistungsfähigkeit und die Regeneration 

auswirkt. Die heutige AlzChem in Trostberg ist ein führender 

Hersteller von Kreatin für die Humananwendung und trat 

im Jahr 2003 an die Tierernährer im Konzern mit der Frage 

heran, ob sich Kreatin nicht auch für die Tierfütterung eignen 

könnte. Da die Tierernährungsexperten ihrerseits von 

Kun den wegen der gesunkenen Fütterungseffizienz angesprochen 

worden waren, die nach dem Anwendungsverbot für 

Nebenprodukte der Fleisch ver arbeitung beobachtet wurde, 

lag es nahe, der „Kreatin-Frage“ in Fütterungsstudien nachzugehen. 

Diese verliefen recht ermutigend: Tatsächlich stellte 

sich heraus, dass Kreatin die Effizienz der Fütterung um einige 

Prozentpunkte verbessern kann. Allerdings erwies sich 

Kreatin als zu teuer, um es als Futtermitteladditiv für Ge flü gel 

einzusetzen. 

Naheliegende Schritte zur Kostensenkung waren Vereinfachungen 

in der Produktion des Kreatins, etwa durch weniger 

Aufreinigungsschritte. Doch anschließende Tests mit die- 

Das Kreatinkinase/Kreatinphos phat-System 

Kreatinphosphat (PCr) liefert die Phosphoryl gruppe, die zur Umwand lung 

von Adeno sin-Diphosphat (ADP) in energiereiches Adenosin-Triphosphat 

(ATP) nötig ist und dient so als Energiespeicher. Das bei der Ab spal tung 

der Phosphorylgruppe entstehende Kreatin (Cr) wird durch die mitochondrische 

Kreatin kinase wieder zu Kreatinphosphat umgesetzt 


Mitochondrium Cytosol 

ATP 

ADP 

CK 

ATP 

ADP 

sem weniger reinen Produkt zeigten nicht mehr die zuvor 

beobachtete Wirksamkeit. Hinzu kam, dass pulverförmiges 

Kreatin bei den relativ hohen Temperaturen der Pel le tierung 

in der Mischfutterproduktion nicht ausreichend stabil war. 

Das Projekt befand sich in einer kritischen Phase. Ein neuer 

Weg musste gefunden werden. 

Kreatinvorstufe GAA: gleiches Leistungsprofil, 

höhere Wirtschaftlichkeit 

Das Projektteam analysierte daraufhin nochmals ausführlich 

die wissenschaftliche Literatur über den tierischen Stoff wechsel, 

ob es Alternativen zu Kreatin geben könnte. Dabei erschien 

Guanidinoessigsäure (Guanidino Acetic Acid, GAA) 

als geeignete Option für die Tierernährung. GAA ist eine 

natürliche, körpereigene Vorstufe in der Biosynthese des 

Kre atins. 

Kreatin kann sowohl durch die Nahrung aufgenommen als 

auch vom Körper selbst gebildet werden. Die Biosynthese 

startet mit den zwei Aminosäuren Glycin und L-Arginin als 

Ausgangssubstanzen. Bei Säugetieren wird vor allem in den 

Nieren die Guanidino-Gruppe des L-Arginins durch das Enzym 

Amidinotransferase abgespalten und auf das Glycin 

über tragen; dabei bildet sich die Guanidinoessigsäure. Das 

L-Arginin wird hierbei in L-Ornithin umgewandelt. Die so 

gebildete GAA wird im nächsten Schritt – bei Wirbeltieren 

geschieht dies ganz überwiegend in der Leber – mit Hilfe 

einer Transmethylase in Kreatin umgewandelt. Hierbei dient 

das S-Adenosylmethionin als Methylgruppen-Donor. 

GAA zeigte im Tierversuch die gleichen Vorteile wie Kreatin. 

Es wird extrem effizient umgewandelt. In der Evonikeigenen 

Pilotanlage für Mischfutterproduktion konnte das 

Projektteam nachweisen, dass GAA auch hitzebeständiger als 

Kreatin ist, es sich also für die Verarbeitung in der industriellen 

Mischfutterproduktion gut eignet. AlzChem gelang es, 

einen geeigneten Syntheseprozess für die Her stel lung von 

GAA zu etablieren, der mit preiswerteren Rohstoffen arbei- 

Mitochondrische Kreatinkinase (sMtCK, uMtCK) 

Cytosolische Kreatinkinase (MM-CK, BB-CK, MB-CK) 

Cytosolische ATPasen (Transporter, Pumpen, Enzyme) 

Oxidative Phosphorylierung Glykolyse 

Cytosolisches ADP/ATP-Verhältnis Cytosolischer ATP-Verbrauch 

Cr 

PCr 

CK 

CK 

ATPase 

CK CK 

ATP 

ADP 

CK 

ATP 

ATPase 

ADP

tet und effizienter abläuft als die Herstellung des Kre atins. Da 

GAA dann als feines Pulver vorlag, wurde in gemeinsamer 

Ent wicklungsarbeit auf Basis der Erfahrungen der An wendungs 

techniker von Evonik ein Granulierprozess entwickelt, 

der zu optimierten Verarbeitungseigenschaften führt. Das Produkt 

lässt sich dadurch ohne Modifikationen des Pro duk tionsprozesses 

in der Futtermittelherstellung einsetzen. 

EU-Zulassung: hohe Ansprüche an Wirksamkeit 

und Sicherheit erfüllt 

Eine weitere Hürde, 

die die Tierernäh rungs - 

experten von Evonik 

genommen haben, 

war die Über führung 

des GAA in ein gut 

fließ fähi ges Granulat 

(unten), das ohne 

Modifika tionen in der 

Futter mit tel herstellung 

verwendet werden 

kann 


Auch eine von der Deutschen Landwirtschafts-Gesell schaft 

(DLG) eingesetzte, internationale Expertenkommission ist von 

dem neuen Produkt überzeugt: Auf der wichtigsten europäischen 

Fachausstellung für Tierhaltung und -management, der 

EuroTier 2010 in Hannover, wurde Evonik für das innovative 

Produkt CreAMINO® ausgezeichnet. 

Nachhaltiges Alleinstellungsmerkmal 

Die Tierernährungsexperten von Evonik haben mit 

CreAMINO® wird von AlzChem exklusiv für Evonik produziert. 

Evonik hat mit CreAMINO® eine ganz neue Produktklasse 

für die Tierernährung erschlossen. Vergleichbare Wett- 

CreAMINO® nicht einfach ein weiteres Produkt zu einer bebewerbsprodukte gibt es bislang nicht. Kreatin und GAA komstehenden 

Produktklasse von Futtermittelzusatzstoffen hinmen als natürliche Substanzen vor und lassen sich daher nicht 

zugefügt: Weder Kreatin noch GAA waren bislang als Addi- direkt patentrechtlich schützen. Evonik und AlzChem halten 

tive in Tierfutter zugelassen. Die Ansprüche an eine Zu las- aber Patente auf die Anwendung von GAA und Kreatin in der 

sung sind für die Tierernährung zum Teil höher als zum Bei- Tierernährung. 

spiel in der Pharmazie, weil die Tiere Teil der Nah rungs kette Prinzipiell lässt sich CreAMINO® auch als Futteradditiv für 

sind, die der Verbraucher nicht überblicken kann. Dies er- andere Tiere nutzen, etwa für Schweine oder auch Fische. 

klärt, warum die Zulassung von CreAMINO® durch die in der Al lerdings sind hierfür weitere Untersuchungen zur Wirk- 

EU zuständige EFSA (European Food Safety Au thority) rund samkeit des CreAMINO® mit statistisch gesicherten Effekten 

vier Jahre gedauert hat. Neben Studien zur Sicherheit – auch bei diesen Tierarten erforderlich sowie separate Zu las sungs- 

bei Überdosierung – waren hierfür Un ter suchungen zur verfahren. Daher muss im Einzelfall entschieden werden, ob 

Wirk samkeit und zu Umweltaspekten erforderlich. Ende sich der hierfür erforderliche Aufwand auch lohnt. 

2009 hat die EFSA die Zulassung für alle 27 Mit gliedsländer CreAMINO® steigert nicht nur die Effizienz der Nähr stoff- 

erteilt. Auch in Chile und Brasilien ist CreAMINO® inzwiverwertung in der Tierernährung, sondern reduziert auch 

schen zugelassen; in den USA läuft das Verfahren noch. die Einflüsse auf die Umwelt und trägt damit zu nachhalti- 

Erst nach der Zulassung konnten die Praxistests der gerem Tierfutter bei. Wie Evonik in Life Cycle Assessments 

Kunden beginnen, die nun im Lauf des vergangenen Jahres von Aminosäuren zeigen konnte, haben diese als Fut ter mit- 

eigene Analysen mit Blick auf ihre Gesamtwertschöpfungstelzusätze eine positive Ökobilanz im Vergleich zu anderen 

kette durchgeführt haben. Bereits durch die Beimischung Futterkomponenten wie Soja- oder Rapsschrot. Alles deu tet 

von nur 600 Gramm CreAMINO® zu einer Tonne rein pflanz- daraufhin, dass die Ergebnisse bei CreAMINO® ähnlich auslichem 

Fut termittel lässt sich das Fehlen des Kreatins komfallen werden: Das Projektteam schätzt, dass sich mit jedem 

pensieren. Angesichts der vielversprechenden Resultate eingesetzten Kilogramm CreAMINO® bis zu 26 Kilo gramm 

schätzt das Pro jektteam das Marktpotenzial von CreAMINO® Getreide, 12 Kilogramm Sojabohnenschrot und 5 Kilogramm 

in den zunächst anvisierten Marktsegmenten nach der Ein- pflanzliches Öl einsparen lassen. CreAMINO® steht also für 

füh rungs phase auf 180 Millionen Euro pro Jahr. eine in jeder Hinsicht nachhaltige Tierernährung. 777 

dIE autorEn 

dr. Ernst krämer 

Geschäftsbereich Health & Nutrition 

+49 6181 59-2723 

ernst.kraemer@evonik.com 

ricardo gobbi 


+49 6181 59-4761 

ricardo.gobbi@evonik.com 

dr. andreas lemme 


+49 6181 59-4254 

andreas.lemme@evonik.com 


18 nEWS 

Energieeffizienz im 

flachen Design 

Fernseher werden immer flacher und energiesparender. 

Speziell für diese Anwen dun - 

gen hat Evonik PLEXIGLAS® POQ66 entwickelt. 

Das Spezialprodukt besitzt eine 

besonders hohe Lichttransmission verbunden 

mit einem geringen Brechungsindex, was es 

zum idealen Werkstoff zur Herstellung von 

Lichtleitern macht. Dadurch ist es vor allem 

für LCD-Fernseher geeignet, die eine Backlight 

Unit in Edge-Lit-Konfiguration besitzen. 

Bei diesen koppeln LEDs das Licht über die 

Kanten einer Lichtleitplatte ein. So mit wird 

das Display gleichmäßig hinterleuchtet. Die 

Platte ist das zentrale Element der Hinterleuch 

tungseinheit. So können die Fernseher 

flacher und attraktiver gestaltet werden. 

Zudem sparen sie Strom, weil LEDs anstelle 

von Kaltkathodenlampen verwendet werden 

und gleichzeitig auch weniger Leucht mittel als 

bei direkter Hinterleuchtung notwendig sind. 

Mit Lichtleitplatten aus dem Spezialprodukt 

von Evonik geht außerdem kein Licht durch 

Absorption oder Streuung verloren. 

„Lichtleitplatten für diese Anwendung 

können aufgrund der benötigten Materialeigenschaften 

nur aus PMMA hergestellt 

werden“, sagt Dr. Alexander Laschitsch, 

Leiter des Segments Optically Functional 

Materials im Bereich Business Development 

bei Acrylic Polymers. „Nur dieser hochtrans- 


Brightness 

Enhancement 

Film (BEF) 

Aufbau einer Hinterleuchtungseinheit für LCD-Displays 

parente Werkstoff ermöglicht die kantenbeleuchteten 

LED Backlight Units, die deutlich 

energieeffizienter sind als die bisherige 

Technologie.“ Grund dafür ist vor allem die 

hohe Transmission des Materials. Seine optimale 

Lichtbrechung sorgt außerdem für 

hohe Lichtdurchlässigkeit. „PLEXIGLAS® hat 

mit 1,49 den niedrigsten Brechungsindex unter 

den kommerziell verfügbaren transparenten 

Kunststoffen, die Fresnelreflexion beträgt 

bei Eintritt in die Lichtleitplatte nur 3,8 

Prozent“, so Laschitsch. 

Damit die Farbdarstellung nicht verfälscht 

wird, muss das Ma te rial auch dauer haft trans- 

Technik in 3D: PPA für dreidimensionale Schaltungsträger 

VESTAMID® HTplus wurde speziell für die 

Laserdirektstrukturierung ausgelegt, ein 

Verfahren zur Herstellung dreidimensionaler 

Schaltungsträger, das zum Beispiel für Handyantennen 

und in Computern eingesetzt wird 

LCD-Panel 

Evonik Industries vermarktet mit VESTAMID® 

HTplus ein PPA der neuesten Generation, das 

genau auf die Anforderungen des Laser 

Direct Structuring (LDS) Verfahrens ausgerichtet 

ist. Mit seiner sehr guten Tem pe raturbeständigkeit 

eignet es sich speziell für 

den Einsatz in bleifreien Lötverfahren. 

Das mit Glasfasern und mineralischen 

Füllstoffen verstärkte VESTAMID® HTplus 

wird als 50-Prozent-biobasiertes PA10T mit 

besonders breitem Prozessfenster und sehr 

geringer Wasseraufnahme sowie als PA6T/X 

mit erhöhter Temperaturbeständigkeit angeboten. 

Beide Typen weisen eine sehr gute 

Chemikalienbeständigkeit auf. Die gute 

Verarbeitbarkeit und die ausgezeichneten 

thermomechanischen Eigenschaften des 

Materials gewährleisten die wirtschaftliche 

Fertigung hochwertiger Bauteile. 

Laserdirektstrukturierung steht für Designfreiheit, 

Miniaturisierung und Prä zi sion 

Diffuser Lichtleiter 

(PLExIGLAS®) 

Gehäuse mit 

LED-Lichtquelle 

Reflektor 

parent bleiben. Manche Kunststoffe vergilben 

im Laufe der Jahre. Darunter leidet das 

Bild. PMMA hat als farbneutraler Werkstoff 

keinen negativen Einfluss auf die Farben. Sie 

bleiben dauerhaft erhalten. 

Auch künftige Anwendungsansprüche an 

Lichtleitplatten aus PLEXIGLAS® Formmassen 

prüft Evonik bereits. „Derzeit tes ten wir neue 

Strukturierungen, die die Lichtauskopplung 

verbessern sollen“, erklärt Laschitsch. „Insbe 

sondere für die neuen 3D-Fernseher wird 

mehr Licht von der Backlight Unit benötigt 

– und das möglichst mit weiterer Einsparung 

von Energie.“ 

von elektronischen Bauteilen, da diese Technologie 

die Integration von metallischen Leiterbahnen 

direkt in die Oberfläche dreidimensionaler 

Schaltungsträger aus Kunststoff 

erlaubt. In vielen Anwendungen kommt das 

Verfahren bereits zum Einsatz – sei es für 

Handyantennen und in Computern, in der 

Medizintechnik oder in der Fahrzeu g elektronik. 

Die Herstellung im Spritzgießverfahren 

garantiert eine optimale Designfreiheit. 

Ein Infrarot-Laserstrahl erzeugt dabei auf 

der Oberfläche des Schaltungsträgers eine 

dem späteren Verlauf der Leiterbahnen entsprechende 

Vorstrukturierung (Mikro rauheit) 

und sorgt für die chemisch-physikalische 

Aktivierung in diesem Bereich. Diese 

Aktivierung wird durch ein spezielles 

Additiv im Kunststoff ermöglicht. Bei der 

folgenden Metallisierung entstehen hier 

selektiv die auf der Oberfläche fest haftenden 

Leiterbahnen.

Evonik und AU Optronics beschließen strategische Partnerschaft 

Evonik Industries und AU Optronics Corp. 

(AUO) haben vereinbart, ihre erfolgreiche 

Geschäftsbeziehung weiter zu intensivieren. 

Die beiden Unternehmen arbeiten seit 2008 

im Joint Venture Evonik Forhouse Optical 

Polymers (EFOP) zusammen, das in Taichung 

(Taiwan) eine Anlage zur Produktion von 

Acrylpolymeren für die TFT-LCD-Industrie 

betreibt. In einer neuen, nicht exklusiven 

Kooperationsvereinbarung konzentrieren 

sich AUO und Evonik nun insbesondere auf 

wachstumsstarke Märkte wie die Solar technik, 

Beleuchtung und andere Märkte im 

Bereich erneuerbarer Energien. Der Partnerschaftsvertrag 

umfasst Forschung und Entwick 

lung sowie Produktionsplanung und 

Produktion. Ein weiterer Schwerpunkt der 

Zusammenarbeit ist beispielsweise das Recycling 

von PMMA. Zudem plant das EFOP- 

Joint-Venture eine Kapazitätsverdop pelung 

für PMMA auf 85.000 Tonnen. 

Gemeinsam sind AUO und Evonik ein 

starkes Team: Evonik bietet hochwertige 

Systemlösungen und Werkstoffe mit dem 

Schutz für hochwertige Oberflächen 

Oberflächen aus mikrokristallinen Polya mid folien TROGAMID® TCR 

(Trans parent, Che mical Resistant) sind hart im Nehmen: Weder 

Sonnenlicht noch Hitze, Schläge, Chemikalien oder Kosmetika wie 

Sonnenmilch können ihnen etwas anhaben. Darüber hinaus vermitteln 

sie den hochwertigen „Look“, ob transparent oder bedruckt. 

Evonik vermarktet die Folien in Dicken zwischen 50 µm und 750 µm 

zur Dekoration und zum Schutz hochwertiger Oberflächen. 

Gerade in langlebigen Produkten wie Automobilen sollen aufwendig 

dekorierte Blenden, Konsolen und Bedienelemente über die 

gesamte Lebensdauer des Fahrzeugs ansehnlich bleiben, obwohl sie 

stark strapaziert werden: Schweiß, Hautfett und Kosmetika greifen 

die Oberflächen an, auch Reini gungs mittel können sie beschädigen. 

Hinzu kommen häufige Temperaturwechsel, wenn das Fahrzeug etwa 

Fokus auf Ressourceneffizienz und Globa lisierung 

von Technologien. AUO ist ein weltweit 

agierendes Fertigungsunter nehmen, das 

in punkto Design, Entwicklung und Herstellung 

von Flüssigkristall-Displays auf Basis 

von Dünnfilmtransistoren, den so genannten 

TFT-LCDs, international Takt gebend ist. 

2009 erwirtschaftete AUO einen Verkaufserlös 

von 356 Milliarden NT$ (11,2 Milliarden 

Folien aus dem mikrokristallinen 

Polyamid von Evonik sind anderen 

transparenten Kunststoffen vor 

allem in der Beständigkeit gegen 

Sonnen milch und andere Kosmetika 

weit überlegen 

nEWS 19 

US$), und in den Betrieben in Taiwan, 

Mainland China, Japan, Singapur, Südkorea, 

USA und Europa arbeiten 42.000 Beschäftigte. 

Die neue strategische Partnerschaft 

zwischen Evonik und AUO soll beiden 

Unternehmen ermöglichen, im Rahmen einer 

nachhaltigen Produkt- und Verfahrensentwicklung 

verstärkt in wachstumsstarke Geschäfts 

segmente vorzudringen. 

EFOP, das Joint Venture zwischen 

Evonik und AUO, produziert 

PMMA-Formmassen für Lichtleitplatten 

für Flachbildschirme. Da der 

Markt der Flachbildschirme stark 

wächst, steigt auch der Bedarf an 

PMMA: In jedem LED-TV, der auf 

Kantenbeleuchtung beruht, sind 

heute im Schnitt 2 bis 2,5 Kilogramm 

PMMA als Lichtleitplatte verbaut. 

Kein anderes Material kann nach 

heutigem Stand ökonomisch sinnvoll 

PMMA in dieser Anwendung 

ersetzen. Die Nachfrage nach PMMA 

wird in drei bis vier Jahren weiter 

zunehmen, getrieben durch Technologien 

wie die Solartechnik, bei 

denen Evonik und AUO intensiver 

zusammenarbeiten wollen 

nach einer kühlen Nacht in der prallen Sonne steht. All diese 

Belastungen können Spannungsrisse oder Eintrübungen hervorrufen, 

die Reklamationen und Image verluste nach sich ziehen. 

Abhilfe schaffen transparente TROGAMID® TCR-Folien. Sie sind 

aus farblosem, mikrokristallinem Polyamid gefertigt, das anderen 

transparenten Kunststoffen in seiner Chemikalienbeständigkeit, vor 

allem in der Beständigkeit gegen Sonnenmilch und Kosmetika, weit 

überlegen ist. Eine vergleichende Untersuchung nach VW-Prüfvorschrift 

mit Handcreme und Sonnencreme bestätigt dies. Die Folien 

aus dem mikrokristallinen Polyamid waren dabei 24 Stunden lang bei 

80 °C mit den Cremes in Kontakt. Der Test gilt als bestanden, wenn 

keine Verän derung des Materials sichtbar ist und die Kratzfestigkeit 

nicht beeinträchtigt wird. Einzig die nur 50 µm dicke Spezialpolyamidfolie 

bestand diesen Test in allen Punkten. Im Vergleich waren 

Styrolacrylnitril (SAN), Polymethylmethacrylat (PMMA) und Polycarbonat 

(PC). 

Da die Folien glasklar und farblos sind, haben Designer maximale 

Freiheit bei der Oberflächengestaltung. Farbverschiebungen bei 

rückseitig gedruckten Dekoren treten nicht auf. Die Deckschichten 

sind stabil gegen Witterungseinflüsse und UV-Licht, gut abriebbeständig 

und verleihen einen ansprechenden Tiefeneffekt. Die 

Kratzfestigkeit liegt auf dem Niveau unbeschichteter Folien nach 

Industriestandard. 

Doch auch für die farbige Variante ist gesorgt: In Zusammenarbeit 

mit dem Hersteller industrieller Siebdruckfarben Pröll KG 

(Weißenburg, Deutschland) und dem Werk zeugbauer Niebling Junior 

(Penzberg, Deutschland) wurden Druckfarben und ein Verfahren für 

das Folienhinterspritzen mit TROGAMID® TCR-Folien entwickelt. 


20 gESundhEIt & Ernährung 

Neue Technologieplattformen machen Wirkstoffe in Tabletten besser bioverfügbar 

Tablette statt Spritze 

„Zur richtigen Zeit am richtigen Ort“ lautet die Devise der innovativen Drug-Delivery-Systeme 

und Wirkstoffformulierungen von Evonik. Seit Neuestem gilt dies auch für schwerlösliche Wirk stoffe: 

Evonik hat mit der Schmelzextrusion eine Technologieplattform entwickelt, die die Bioverfügbar - 

keit dieser Wirkstoffe deutlich verbessert und so die Effizienz und Effektivität von oralen Darreichungsformen, 

also von Tabletten oder Kapseln, steigert. Die aufstrebende neue Wirkstoffklasse der Biopharmazeutika 

(Arzneistoffe biologischer Natur) profitiert zwar nicht von der Schmelzextrusion, dafür 

aber von einer zweiten Neuentwicklung von Evonik: Mit dem modularen Drug-Delivery-System 

(MDD) des Geschäftsgebiets Pharma Polymers gelingt bei Verabreichung von Biopharmazeu tika der 

Wechsel von der unbeliebten, aber häufig notwendigen Spritze zur Tablette. Damit ist Evonik auf 

der Höhe der Zeit bei der Therapie vieler Krankheiten. 

[ text Dr. Rosario Lizio, Dr. Kathrin Nollenberger, Dr. Norbert Windhab, Dr. Firouz Asgarzadeh, Dr. Thomas Riermeier ] 


SEIt übEr 50 JahrEn steuern funktionelle Polymere der Marke 

EUDRAGIT® von Evonik die Wirkstoffabgabe aus Tabletten und 

kümmern sich darum, dass der Wirkstoff entweder pH-Wertoder 

zeitgesteuert am gewünschten Ort des Magen-Darm-Trakts 

freigesetzt wird. Die funktionellen Polymere bestimmen dabei 

nicht nur Zeitpunkt und Ort der Wirkstoffabgabe, sondern können 

noch viel mehr: Als Tablettenüberzug überdecken sie Geruch 

und Geschmack eines Arzneimittels – ein wesentlicher 

Pluspunkt vor allem bei der Behandlung von Kindern – und sorgen 

dafür, dass der Wirkstoff unbeschadet ans Ziel kommt. 

Hierzu schirmen die Polymere den Wirkstoff beispielsweise vor 

Feuchtigkeit oder vor der Magensäure ab und schleusen ihn sicher 

zum Resorptionsort im Dünn- oder Dickdarm. 

Doch der magensaftresistente Tablettenüberzug kann nicht 

nur den Wirkstoff schützen, sondern umgekehrt auch den 

Magen. Ein Beispiel ist die Acetylsalicylsäure, die bei Bluthochdruck 

zur Vorbeugung eines Herzinfarkts dauerhaft in niedriger 

Dosierung eingenommen wird. Hier schützt der hauchdünne 

Polymerüberzug den Magen vor der schädlichen Einwirkung 

der Acetylsalicylsäure. 

Durch Verwendung spezieller Polymere können Wirkstoffe 

auch gleichmäßig über einen längeren Zeitraum freigegeben 

werden. Diese sogenannten Retardformulierungen werden immer 

dann genutzt, wenn ein Arzneimittel, beispielsweise ein 

Betablocker, über den ganzen Tag hinweg wirken soll. 

Wissenschaftler in den Forschungszentren des Evonik-Geschäftsgebiets 

Pharma Polymers in Deutschland, Indien, China, 

Japan und den USA erforschen neue Polymere und entwickeln 

für ihre Kunden spezifische Formulierungen mit EUDRAGIT®- 

Polymeren. Außerdem erarbeiten sie komplett neue Konzepte 

für die weitere Funktionalisierung der Polymere, um dem wachsenden 

Bedarf des pharmazeutischen Markts für neue Funktionalitäten 

gerecht zu werden. 

Bioverfügbarkeit bestimmt die 

Wirkstoffeffizienz 

Die Bioverfügbarkeit eines Wirkstoffs gibt an, in welchem Umfang 

er nach der Applikation eines Arzneimittels in den Blutkreislauf 

aufgenommen wird. Sie ist eine wesentliche Kennzahl 

und therapeutische Stellgröße und sagt unter anderem aus, wie 

effizient ein Medikament ist. Die Bioverfügbarkeit ist meist umso 

besser, je leichter löslich ein Wirkstoff ist und je besser er von 

den Zellen des Absorptionsorts (Magen-Darm-Trakt, Schleimhäute, 

Haut, etc.) aufgenommen und in die Blutbahn überführt, 

also resorbiert wird. 

Je nach Löslichkeit und Zellgängigkeit (Permeabilität) lassen 

sich die Wirkstoffe mithilfe des biopharmazeutischen Klassifizierungssystems 

(BCS) in vier Klassen einteilen (Abb. 1): Sind 

sie gut wasserlöslich und zellgängig, wie zum Beispiel der Betablocker 

Metoprolol, zählen sie zur Klasse I. Eine schlechte Löslichkeit 

des Wirkstoffs bei guter Zellgängigkeit führt zur Ein- 

gESundhEIt & Ernährung 21 

gruppierung in die BCS-Klasse II. Gute Löslichkeit und schlechte 

Zellgängigkeit bedeuten BCS-Klasse III. Und zur BCS-Klasse IV 

gehört ein Wirkstoff, wenn er sowohl schlecht löslich als auch 

schlecht zellgängig ist. 

Von den heute im Markt befindlichen Medikamenten fallen 

30 Prozent in die BCS-Klasse II und 10 Prozent in die BCS-Klasse 

IV. Das bedeutet, dass 40 Prozent der derzeit angebotenen 

Medikamente ein Löslichkeitsproblem haben. Bei den Neuentwicklungen 

liegt dieser Prozentsatz sogar bei 95 Prozent. Denn 

durch das in der Industrie angewendete Wirkstoffscreening am 

Computer gehen überwiegend lipophile Wirkstoffe in die Entwicklung, 

weil diese besonders gut mit dem jeweiligen Wirkort 

wechselwirken. Doch je lipophiler eine Substanz ist, desto 

schlechter löst sie sich im wässrigen Medium des Magen-Darm- 

Trakts. 333 

Abbildung 1 

Das biopharmazeutische Klassifizierungssystem (BCS). 

Schätzungen zufolge werden künftig rund 95 Prozent aller 

Wirkstoffe problematisch sein in Bezug auf Bioverfügbarkeit 

Zellgängigkeit 

Löslichkeit 

II 

I 

IV III 

Anteile der Entwicklungskandidaten in den BCS-Klassen 

Klasse IV: 20% 

Klasse III: 5% 

Quelle: L. Benet, C.-Y. Wu et al 2006, 

Bulletin technique Gattefosse 99; S. 9-16 

Klasse I: 5% 

Klasse II: 70% 



333 

Eine Substanzklasse, die zunehmend an Bedeutung gewinnt, 

sind die Biopharmazeutika. Gegenwärtig machen sie 16 Prozent 

des Arzneimittelumsatzes und 15–25 Prozent der jährlich neu 

eingeführten Arzneimittel in Deutschland aus. Bei Biopharmazeutika 

handelt es sich um Arzneimittel, die meistens in gentechnisch 

veränderten Bakterien, Hefen oder Säugetierzellen 

hergestellt werden, wie etwa Proteine und Nukleinsäuren. Sie 

werden überwiegend parenteral, meist durch Spritzen in die 

Vene, verabreicht. Bei peroraler Applikation, also über den 

Mund, würden sie meist schon im Magen-Darm-Trakt verdaut, 

inaktiviert und zudem schlecht resorbiert werden. 

Neue modulare Formulierungssysteme von Evonik erlauben 

es, auch für kleine und mittelgroße Biopharmazeutika peroral 

anwendbare Formulierungen zu entwickeln. Sie führen den 

Wirkstoff sicher durch den Verdauungstrakt und helfen ihm am 

gewünschten Ort unversehrt durch die Barriere der Darmschleimhaut, 

wo er kontrolliert in die Blutbahn gelangt. 

Bessere Löslichkeit durch Schmelzextrusion 

Die Löslichkeit und die Lösungsgeschwindigkeit fester 

Arz neimittelsubstanzen hängen von unterschiedlichen physikalisch-chemischen 

Parametern ab und lassen sich über geeignete 

galenische Formulierungen verbessern. So erhöht eine 

vergrößerte Oberfläche, die beim Vermahlen zu Mikro- und 

Nanometer großen Teilchen (Mikronisieren) entsteht, die 

Lösungsgeschwindigkeit. Manche Arzneistoffe lassen sich dann 

aber schlechter benetzen und zeigen dadurch keine Verbesserung 

der Lösungsgeschwindigkeit. 


Die Kristallisationsform beeinflusst ebenfalls die Löslichkeit. 

So löst sich ein amorpher Wirkstoff im Allgemeinen besser als 

ein kristalliner, ist aber eher instabil. Er neigt dazu, zu rekristallisieren, 

also wieder die thermodynamisch stabilere Form 

an zunehmen. Manche Wirkstoffe lassen sich durch Komplexierung 

etwa als Cyclodextrin-Einschlussverbindung lösen, andere 

wiederum durch Zugabe von Emulgatoren. 

Einen innovativen Weg, der sich auf viele Wirk stof fe anwenden 

lässt, beschreiten die Wissenschaftler von Evonik. Sie erzeugen 

durch Schmelzextrusion – Evonik verfügt hier über jahrzehntelange 

Erfahrung aus der Kunststoff ver arbeitung – feste 

Lösungen (Dispersionen) des Wirkstoffs in den EUDRAGIT®- 

Polymeren (Abb. 2). 

Zur Herstellung der Dispersion schmilzt der Doppelschneckenextruder 

die Polymerkomponenten, die Hilfsstoffe 

sowie den Wirkstoff und vermischt und homogenisiert sie. Die 

homogene Schmelze wird unter Druck durch eine Düse gepresst, 

und es entsteht eine feste Lösung als Strang, als Pellet oder als 

Folie, die anschließend zu Tabletten weiterverarbeitet werden 

können. Nach dem Erstarren der Schmelze bleibt die molekulare 

Verteilung des Wirkstoffs in der Polymermatrix als feste Lösung 

bzw. Dispersion erhalten. Stabilisiert wird die homogene Lösung 

durch Wasserstoffbrückenbindungen, die eine Rekristallisierung 

verhindern. Sobald sich das Polymer dann im Magen-Darm-Trakt 

löst, gibt es auch den Wirkstoff frei, und zwar in molekularer 

Form (Abb. 3). Die Wirkstoffmoleküle können direkt hydratisiert 

und resorbiert werden, ohne dass Kristallgitterenergie aufgebracht 

werden muss, wie dies beim Lösen eines kristallinen 

Wirkstoffs der Fall ist.

Abbildung 2 

Feste Lösungen können die 

Löslichkeit eines Wirkstoffs deut - 

lich verbessern. Mit EUDRAGIT® 

als Träger lässt sich der Wirkstoff 

in den Polymeren lösen – in 

Form von Kristallen (links) oder 

amorphen Partikeln (Mitte) oder 

molekular dispers (rechts) 

Quelle: Prof. Duncan Craig, University 

of East Anglia (Großbritannien) 

Abbildung 3 

Bioverfügbarkeit von Felodipin, 

einem Wirkstoff zur Behandlung 

von Bluthoch druck. Der reine 

Wirkstoff lässt sich im Unterschied 

zur schmelz extrudierten Variante 

nicht im Plasma nachweisen 

● Extrudat mit EUDRAGIT® E 

● Reiner Wirkstoff 

Maßeinheit: µm 

Die Schmelzextrusion lässt sich auch bei temperaturempfindlichen 

Arzneistoffen anwenden, da durch geeignete Formulierungen 

die Temperatur, wenn notwendig, stark abgesenkt werden 

kann. Zudem ist die Zeit, die der Wirkstoff den Temperaturen 

ausgesetzt ist, durch den modularen Temperaturaufbau des 

Extruders sehr kurz. In zahlreichen Kooperationen und Machbarkeitsstudien 

gemeinsam mit Kunden konnte der Bereich 

Pharma Polymers zeigen, dass die Schmelzextrusion eine echte 

Plattformtechnologie ist, die sich sehr vielseitig anwenden lässt. 

Per Computer zur passenden Formulierung 

Neue Entwicklungen zur Löslichkeitsverbesserung mittels 

Schmelzextrusion führt Evonik nah am Markt und möglichst in 

akademischen und kommerziellen Partnerschaften durch. Je 

nach Wirkstoff und gewünschtem Freisetzungsprofil wird eine 

maßgeschneiderte Polymerformulierung entwickelt. Welches 

Polymer zu welchem Wirkstoff passen könnte, wird zu nächst 

computergestützt mittels des Berechnungssystems MemFis TM 

geprüft. Es berechnet unter anderem die Löslichkeitspara - 

meter des Wirkstoffs und vergleicht sie mit den bekannten 

Löslichkeitsparametern vieler Polymere. Dabei greift MemFis 

auf den großen Erfahrungsschatz der Evonik-Experten zurück. 

Mit MemFis TM ist es möglich, die Anzahl an Experimenten zu 

reduzieren, da es Polymer-Wirkstoff-Mischungen mit der größten 

Wahrscheinlichkeit für gute Mischbarkeit und Stabilität identifiziert. 

Das von Evonik entwickelte System warnt, wenn ein 

System instabil sein könnte, sich ein Wirkstoff also im Polymer 

nicht löst und schnell wieder auskristallisieren würde. 

10 

5 

0 

0 

5 10 

10 

5 

0 

0 

Mittlere Konzentration von Felodipin im Plasma [ng/l] 

10.000 

8.000 

6.000 

4.000 

2.000 

● 

● 

● 

● 

● 

+ 5 

+2 

+ 3 

+ 6 

+ 

4 

5 10 


● 

● 

0 

● ● ●● 

● ● ● ● ● ● ● 

● ● 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 

Zeit [h] 

Dieses systematische Vorhersagemodell kann für ein schnelles 

Screening von verschiedenen Polymeren verwendet werden und 

spart Zeit, Geld und auch Wirkstoff, der oft nur in geringen 

Mengen zur Verfügung steht. Für die Kunden sind diese Vorarbeiten 

von großem Wert, da es ihnen eine zielgerichtete Versuchsplanung 

ermöglicht und das langwierige experimentelle 

Ausprobieren entfällt. Sind Formulierungsvorschläge gefunden, 

werden die Freisetzungsprofile der Formulierungen in standardisierten 

In-vitro-Tests nach Arzneibuch mithilfe von Pufferlösungen 

und HPLC-Messungen experimentell ermittelt und gegebenenfalls 

optimiert. 

Die Ergebnisse dieser Experimente nutzt Evonik auch, um 

die Technologie der Löslichkeitsverbesserung durch Schmelzextrusion 

kontinuierlich weiter zu entwickeln. Das Unternehmen 

setzt dabei auch auf internationale Hochschulkooperationen. 

Aktuell erforschen zwei Doktoranden in Großbritannien, 

wie sich die Stabilität von Dispersionen noch besser vorhersagen 

lässt und wie sie sich auf die Freisetzung von Wirkstoffen auswirkt. 

Eine Lösung für die Lösung 

+ 7 

+ 1 

Die Schmelzextrusion ist ein auch von der FDA anerkanntes 

Verfahren zur Herstellung von Arzneiformen, und viele 

Pharmaunternehmen besitzen bereits Know-how auf diesem 

Gebiet. Protease-Hemmer, die als antiviraler Wirkstoff in der 

AIDS-Therapie eingesetzt werden, werden mit großem therapeutischen 

Erfolg mittels Schmelzextrusion in Tablettenform 

gebracht. 333 

100 

50 

0 

0 

50 100 



Abbildung 4 

Aufbau des MDD-Systems 

Quelle: Glatt GmbH 

Bindertropfen 

Pulver 

Startkeim 

Abbildung 5 

Messanordnung 

zur Ermittlung des 

transepithelialen 

elektrischen 

Widerstands 

333 Die Löslichkeitsverbesserung durch Schmelzextrusion ist 

einerseits für Neuentwicklungen von Arzneimitteln interessant. 

Andererseits können bereits auf dem Markt befindliche Arzneimittel 

ebenfalls von der Schmelzextrusion profitieren. Sie 

bietet beispielsweise eine neue Perspektive für das Life Cycle 

Management, etwa über neue optimierte medizinische Anwendungen 

und den dadurch möglichen neuen Patentschutz. Ein 

neuer Patentschutz lässt sich zum Beispiel realisieren, wenn die 

Löslichkeitsverbesserung eine Bioäquivalenz – also die gleiche 

Bioverfügbarkeit mit viel weniger Wirkstoff – erreicht. Das ist 

gut für den Patienten und dämpft die Kosten im Gesundheitssystem. 

Biopharmazeutika: 

das Modular-Drug-Delivery-System 

Biopharmazeutika, auch Biologika gennant, werden unter anderem 

zur Behandlung von entzündlichen Krankheiten wie Rheuma 

und Morbus Crohn sowie bei Krebs, Nierenerkrankungen und 

Stoffwechselkrankheiten eingesetzt. Ihre Bedeutung nimmt ständig 

zu. In einfacher Tablettenform verabreicht, würden sie im 

Magen-Darm-Trakt oftmals abgebaut und zudem schlecht resorbiert 

werden. Sie müssen also überwiegend gespritzt werden. 

Das verursacht nicht nur höhere Kosten als eine Therapie über 

Tabletteneinnahme, sondern ist auch bei den Patienten wenig 

beliebt. 

Das Verdauungssystem ist dafür ausgelegt, die Biomoleküle 

aus der Nahrung zunächst in ihre Bestandteile zu zerlegen und 

diese anschließend über die Zellbarriere hinweg in den Blut- 


Zellmonoschicht 

Sprühen Aufrollen Trocknen/Verfestigen Schichtbildung Pellet 

Apikales Kompartiment 

Basolaterales Kompartiment 

Flüssigkeitsbrücke Feststoffbrücke Erste Schicht Zwiebelstruktur 

Filter 

312 

Widerstandsmessgerät 

kreislauf zu transportieren. Ungeschützte Biologika erleiden das 

gleiche Schicksal – sie werden verdaut und damit unwirksam 

gemacht. 

Hier haben die Wissenschaftler von Evonik angesetzt und 

innovative Formulierungskonzepte entwickelt, die bei kleinen 

bis mittelgroßen Biologika nun einen Wechsel zu peroraler 

Verabreichung ermöglichen können. Mit verschiedenen Hilfsstoffen 

haben sie ein modulares Drug-Delivery-(MDD-)System 

geschaffen, mit dem sie schnell individuelle Formulierungen 

entwickeln und die perorale Bioverfügbarkeit von Biologika 

verbessern können. 

Biologika gehören unterschiedlichen Substanzklassen an, 

weshalb zu Anfang die Herausforderung darin bestand, dass 

für möglichst viele Wirkstoffklassen eine breit verwendbare 

Formulierung gefunden werden musste. Mit der Kombination 

verschiedener Module können unterschiedliche Wirkstoffe 

adressiert werden. Evonik bietet so den Kunden die Möglichkeit, 

mit einer Technologieplattform viele unterschiedliche Medikamente 

auf den Markt zu bringen. 

Kleine und mittelgroße Biologika können in Mikropartikel 

oder Mini-Pellets formuliert werden. Dabei erhält jeder Partikel 

die für den Wirkstoff erforderlichen Module des MDD-Systems 

– der einzelne Partikel ist also ein komplettes pharmazeutisches 

System. Die Dosierungseinheit des Wirkstoffs wird auf eine Vielzahl 

von Partikeln verteilt und diese zu einer Kapsel oder einer 

Tablette zusammengeführt. 

Diese multipartikuläre Darreichungsform (multi-unit 

dosage form) hat deutliche pharmakologische Vorteile gegenüber 

einem monolithischen System, wie zum Beispiel eine

ZuSätZlIChE polymErplattform 

Evonik kauft Resomer®-Geschäft 

von Boehringer Ingelheim 

Evonik und die Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG 

haben einen Vertrag zum Verkauf des Resomer®-Geschäfts 

an Evonik unterzeichnet. Danach übernimmt Evonik die gesamte 

Produktpalette aus Standard- und kundenspezifischen Polymeren 

für die Herstellung von medizinischen Anwendun gen 

und pharmazeutischen Formulierungen. Die Resomer®-Monomere 

basieren auf Milch- und Glykolsäure und werden unter 

anderem durch Fermentation von nachwachsenden Rohstoffen 

gewonnen. Die Polymere sind im Körper vollständig bioabbaubar. 

Damit soll die orale EUDRAGIT®-Polymerplattform des 

Evonik-Geschäftsgebiets Pharma Polymers durch eine zusätzliche 

parenterale Polymerplattform erweitert und das Marktsegment 

Pharma des gesamten Unternehmens gezielt strategisch 

gestärkt werden. 

Die Copolymere der Milch- und Glykolsäure der Marke 

Resomer® werden beispielsweise für Peptidwirkstoff enthaltende 

Depotarzneiformen bei Krebserkrankungen eingesetzt, 

schnellere Magenpassage, eine bessere Verteilung an der Darmoberfläche, 

eine höhere Sicherheit in der Anwendung und die 

Vermeidung einer Überdosierung bei einer beschädigten Darreichungsform. 

Die multipartikulären Darreichungsformen von 

Evonik werden mittels konven tioneller Herstellungsprozesse 

produziert und dürfen auch in GMP-konformen Herstellungsprozessen 

eingesetzt werden. Das ist die Voraussetzung für die 

Anwendung in der pharmazeutischen Industrie. 

Eingebettet in einen 500µm großen Mikropartikel des modularen 

MDD-Systems überleben Biologika tatsächlich den Weg 

durch den Magen, denn eine magensäureresistente äußere Polymerschicht 

schützt sie gegen den Angriff der Magensäure. Die 

Partikel wandern unbehelligt weiter zum Darm, wo sich die 

äußere Schicht pH-abhängig und je nach Zusammensetzung 

gezielt im oberen oder im unteren Darmabschnitt auflöst. 

Die am gewünschten Ort freigesetzten und von der äußeren 

Schicht befreiten Partikel sind durch eine weitere Komponente 

geschützt, die die enzymatische Verdauung verhindert. Ein 

weiteres Modul verleiht ihnen Mukokompatibilität, so dass sie 

die Schleimschicht überwinden können, die wie eine Barriere 

über den Epithelzellen der Darmwand sitzt. Über letztere 

gelangt der Wirkstoff schließlich allein und unversehrt in die 

Blutbahn. Dass die Formulierung den Transport des Wirkstoffs 

über die Zellbarriere hinweg unterstützt, wird fachsprachlich 

als Penetra tionsförderung bezeichnet. Dieser Effekt wird durch 

ein zusätzliches Modul unterstützt, das den Transport des Wirkstoffs 

temporär positiv beeinflusst. 

Die Pellets bestehen aus verschiedenen Schichten, die in zwei 

Schritten hergestellt werden (Abb. 4). Zuerst wird der den Wirk- 


die eine therapeutische Wirkung über bis zu sechs Monate sicherstellen. 

Die Milchsäurepolymere werden auch in der Medizin 

technik verwendet. Dabei ist es von Vorteil, dass sich diese 

bioabbaubaren Polymere nach ihrer Nutzungsphase im Körper 

schnell und schonend auflösen und somit weitere Operationen 

zur Entfernung vermeiden. Darüber hinaus erlauben die Polymere 

die Einbettung von pharmazeutischen Wirkstoffen, wie 

zum Beispiel Wachstumsfaktoren oder Antibiotika, die den 

Heilungsverlauf positiv beeinflussen. 

Bioabbaubare Polymere werden in der Pharmaindustrie vorzugsweise 

zur Formulierung innovativer biotechnologischer 

Wirkstoffe eingesetzt. Während das Wachstum des gesamten 

Pharmamarkts stagniert, zeigt der Markt für biotechnologische 

Wirkstoffe ein wesentlich höheres Wachstum. Mit der neuen 

Resomer®-Polymerplattform betritt das Evonik-Geschäftsgebiet 

Pharma Polymers den dynamischsten Wachstumsmarkt der 

biotechnologischen Wirkstoffe. 

stoff enthaltende Kern beispielsweise durch Extrusion gebildet. 

Anschließend erhält dieser Kern im Wirbelschichtverfahren eine 

Hülle aus mehreren Schichten mit unterschiedlichen Komponenten. 

Bei diesem sogenannten Spraycoating handelt es sich 

um ein Standardverfahren, das für den Aufbau von EUDRAGIT®- 

Schichten genutzt wird. Für die Herstellung der Partikel werden 

die Komponenten in einem Prozessschritt Schicht für Schicht 

aufgetragen. 

Ein besonderer Vorteil für die Kunden besteht darin, dass sie 

für den Prozess keine spezielle Ausrüstung anschaffen müssen. 

Vielmehr können sie mit Extruder und Wirbelschichtanlagen 

arbeiten, also mit zwei Standardverfahren der Pharmaindustrie. 

Die Bewährungsprobe: In-vivo-Studien 

Das MDD-System hat zwei In-vivo-Studien, die gemeinsam mit 

Pharmafirmen durchgeführt wurden, erfolgreich durchlaufen. 

Getestet wurden ein peptidischer und ein nicht peptidischer 

Wirkstoff. Für die erste Studie stand ein peptidischer Wirkstoff 

zur Verfügung, der bereits auf dem Markt ist und sowohl nasal 

als auch peroral verabreicht wird. Bei peroraler Verabreichung 

zeigt der Wirkstoff eine absolute Bioverfügbarkeit von unter 

0,1 Pro zent (gegenüber parenteral). Der Wirkstoff wurde mit 

drei der vier Module von Evonik formuliert: einer gastrointestinalen 

Targeting-, einer Enzyminhibitor- sowie einer För derungs 

komponente. 

Die Transportförderung verschiedener Pelletformulierungen 

wurde in der Zellkultur an einer Schicht aus standardisierten 

Darmzellen (CaCo-2-Zellen) bestimmt (Abb. 5). Diese 333 



Abbildung 6 

Vergleich des Einflusses des transepithelialen elektrischen Widerstands 

(TEER) eines peptidischen Wirkstoffs, der einmal mit dem MDD-System 

von Evonik und einmal konventionell formuliert wurde. Bei dem neuen 

System von Evonik sinkt der TEER bereits nach kurzer Zeit – Voraussetzung 

dafür, dass der Wirkstoff die Zellschicht passieren kann 

MDD-System Vergleichsformulierung (ohne MDD-System) 

TEER [Ohm x cm2 ] 

500 

450 

400 

350 

300 

250 

200 

150 

100 

50 

0 

● ● 

● 

● 

● 

● 

333 Einzelschicht stellt für den Wirkstoff eine Barriere dar und 

ist durch einen hohen transepithelialen elektrischen Widerstand 

(Trans Epithelial Electrical Resistance, TEER) gekennzeichnet. 

Sobald der elektrische Widerstand in diesem Modell sinkt, liegt 

die Vermutung nahe, dass eine sogenannte penetrationsfördernde 

Wirkung vorliegt (Abb. 6). Dieser Effekt korreliert oft 

mit dem physiologischen Widerstand der Darmbarriere gegenüber 

der Diffusion des Wirkstoffs. Erst in diesem Zustand kann 

der Wirkstoff in hinreichenden Mengen die Zellschicht passieren. 

Die Messungen zeigten, dass der Wirkstoff nur dann durch 

die Schicht diffundieren kann, wenn die Formulierung des Pellets 

einen Transportförderer enthält. Dieser Effekt muss natürlich 

reversibel sein, da sonst das Gewebe angegriffen würde. 

Eine In-vivo-Studie mit Schweinen zeigte, dass mit dem 

MDD-System im Vergleich zur klassischen Tablette eine siebenmal 

höhere relative Bioverfügbarkeit erreicht wird (Abb. 7). 

Diese Erhöhung ist von großer Bedeutung, denn Biologika sind 

sehr teure Wirkstoffe: 1 g kostet im Allgemeinen mehr als 1.000 

Euro. Wie bei der Löslichkeitsverbesserung klassischer Wirkstoffe 

zeigt sich auch in diesem Fall, dass das MDD-System eine 

wesentlich höhere Bioverfügbarkeit erreicht bei gleichzeitig 

weniger Nebenwirkungen und höherer Kosteneffizienz. 

Auch für einen nicht peptidischen Wirkstoff, der klassisch 

subkutan verabreicht wird, entwickelten die Wissenschaftler 

von Evonik in Zusammenarbeit mit einem Kunden ein modulares 

System für die perorale Applikation. Zusätzlich zu einem 

Targeting-, einem Enzyminhibitor- und einem reversiblen, nicht 

toxischen Förderungselement setzten sie zur Verbesserung der 

Bioverfügbarkeit ein Antiaggregationselement ein (Abb. 8). 


● 

● 

● 

● 

● 

● 

● ● 

–60 0 60 120 180 

● 

● 

● 

● 

240 

Zeit [min] 

Abbildung 7 

In-vivo-Studie an einem peptidischen Wirkstoff 

mit Schweinen. Die Kon zentration des Wirkstoffs 

im Plasma ist beim MDD-System nach zwei 

Stunden nahezu um den Faktor zehn größer 

als bei der klassischen Tablette 

MDD-System Klassische Tablette 

Plasmakonzentration [pg Peptid/ml] 

250 

200 

150 

100 

● 

● 

50 

● ● ● 

● 

0 ● 

● 

● ● ● 

● 

● 

● 

0 60 120 180 240 300 360 420 480 

Zeit [min] 

●● 

● 

● 

● 

Letzteres war notwendig, weil der Wirkstoff so stark mit der 

Polymermatrix wechselwirkt, dass er sich nur schwer von ihr 

löst. 

Im Rahmen einer In-vivo-Studie im Säugetier bestimmte ein 

Partnerunternehmen von Evonik die biologische Wirkung in 

Serum und errechnete daraus die entsprechende Konzentration 

des Wirkstoffs im Blut. Das modulare Wirkstoffsystem erreichte 

eine perorale Bioverfügbarkeit von 15 Prozent, ein Wert, der aus 

dem Vergleich mit einer subkutanen Verabreichung berechnet 

wurde, da der Wirkstoff allein peroral nicht resorbiert wird. 

Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass der Wirkstoff durch das 

MDD-System das ideale pharmakokinetische Profil hat. 

Polymere, Service, Beratung – 

alles aus einer Hand 

● 

● 

Evonik wird das MDD-System, das das Geschäftsgebiet Pharma 

Polymers in den vergangenen fünf Jahren entwickelt und an 

relevanten Wirkstoffen getestet hat, in diesem Jahr auf den 

Markt bringen – nicht als Standardlösung, sondern als ein System 

spezifischer Komponenten, das zu maßgeschneiderten Lösungen 

führt. Speziell im Auftrag eines Kunden entwickelte 

Komponenten und Formulierungen werden exklusiv von diesem 

Kunden genutzt und lizenziert. 

Durch das MDD-System, die Schmelzextrusionstechnologie 

sowie die langjährige Polymer-und Formulierungserfahrung 

ist Evonik nun in der Lage, für alle Wirkstoffklassen eine Applikation 

anbieten zu können, mit der sich wirkungsvolle und 

sichere Arzneimittel realisieren lassen. Damit festigt Evonik

Abbildung 8 

Rasterelektronenmikroskopisches Bild eines 

MDD-Partikels mit den unterschiedlichen funktionellen 

Modulen: Targetingmodul, Penetra tionsver 

bes serungsmodul (rever sibel, nicht toxisch), 

Enzy minhibitionsmodul, Anti aggregations modul 

(von außen nach innen) 

8,84 µm 

10,62 µm 

20,30 µm 

18,09 µm 

seine Position als „Solution Provider“ für die pharmazeu tische 

Industrie, der weit mehr anbietet als pharmazeutische Hilfsstoffe. 

Sämtliche Polymere, Hilfsstoffe und Herstellungsprozesse für 

die multipartikulären Darreichungsformen sind pharmakologisch 

zugelassen, und das System ist patentgeschützt. Evonik 

begleitet seine Kunden bis zur Markteinführung und bietet auch 

GMP-konforme Dienstleistungen im eigenen GMP-Labor an. 

Darüber hinaus besitzt Evonik auch Kompetenzen bei Wirkungs- 

dr. rosario lizio 

Leiter Discovery and 

Development Pharma Polymers 

+49 6151 18-4768 

rosario.lizio@evonik.com 

dr. firouz asgarzadeh 

Principles Scientist 

Pharma Polymers 

+1 732 981-5146 

firouz.asgarzadeh@evonik.com 


studien und hat mit seinen EUDRAGIT®-Polymeren bereits selbst 

klinische Phase-I-Studien in eigener Verantwortung durchgeführt. 

Doch das ist nur ein Teil der Innovationsstrategie. In sogenannten 

„Proof of Value“-Projekten geht das Geschäftsgebiet 

Pharma Polymers auch auf ganz neue Kundenwünsche ein, baut 

schnell die notwendigen Kompetenzen mit Partnern auf und ermittelt 

anhand von Prototypen Realisierbarkeit, Aufwand und 

Geschäftspotenzial. 777 

dr. kathrin nollenberger 

Formulation Development 


+49 6151 18-4292 

kathrin.nollenberger@ 

evonik.com 

dr. thomas riermeier 

Leiter Innovation Management 


+49 6151 18-3528 

thomas.riermeier@evonik.com 

dr. norbert Windhab 

Leiter Strategic Projects 


+49 6151 18-3571 

norbert.windhab@evonik.com 


28 nEWS 

ROHACELL® bewährt sich 

im Kabinendruckschott-Prototyp 

für chinesischen Passagierjet 

Erstmals kommt in einem in China gebauten, 

kommerziellen Flugzeug ein Sandwich- 

Verbundwerkstoff in der tragenden Primärstruktur 

zum Einsatz: Im Prototyp des ersten 

großen chinesischen Passagierflugzeugs 

C919 bestehen die Stringer des Kabinendruck 

schotts, ebenfalls ein Prototyp, aus 

ROHACELL®, einem Hartschaumstoff auf 

PMI-Basis (Polymethacrylimid) von Evonik, 

der die Steifigkeit und Beulfestigfestigkeit 

des Bauteils verbessert. Die schnelle Lie ferung 

eines hochwertigen, gebrauchsfertigen 

ROHACELL® Formteils von Evonik ermöglichte 

es, den Kabinendruckschott-Prototypen 

innerhalb von fünf Monaten nach Freigabe 

der CAD-Konstruktion herzustellen. Durch 

die erfolgreiche Vorstellung des Prototypen 

Mitte Oktober wurde der Konstruktions- und 

Fertigungsprozess weiter validiert, so dass 

die reibungslose Entwicklung weiterer Flugzeugbauteile 

aus Verbundwerkstoff sichergestellt 

werden kann. 

Bei Konstruktion und Entwicklung des 

Prototypen spielte Evonik die Rolle eines 

strategischen Partners. Die Werkstofflösung 

ROHACELL® erleichtert zum einen die Um- 

Umweltschonende Produktion von 

Natriumcyanid in Russland: Evonik vergibt 

Lizenzen an EPC Engineering Consulting 

Ende 2011 wird das russische Unternehmen 

Korund Cyan in der Provinz Nishni Novgorod 

(Russische Föderation) eine der modernsten 

Anlagen der Welt zur Herstellung von 

Natriumcyanid in Betrieb nehmen: Die 

Anlage produziert das Natriumcyanid nach 

der innovativen CyPlus Cyanide Advanced 

Technology der CyPlus GmbH, einer hundertprozentigen 

Tochtergesellschaft von 

Evonik Industries, und die Vorstufe Cyanwasserstoff 

nach einer Technologie des 


setzung der schwierigen kugelförmigen Konstruktion 

und gewährleistet zum anderen die 

Bauteilfunktionen. Aufgrund seiner Materialeigenschaften 

– in erster Linie die ausgezeichneten 

Kriech- und Schereigen schaften 

auch unter anhaltender dynamischer Beanspruchung 

– hat sich ROHACELL® als hervorragender 

Strukturschaum in Bauteilen aus 

Faserverbundstoffen für die Luftfahrtindustrie 

Der Prototyp des Kabinendruckschotts für die C919. 

Für die Stringer wird ROHACELL® verwendet, um 

die Steifigkeit und Knick festigkeit zu verbessern 

Evonik-Geschäftsbereichs Performance 

Polymers. 

Performance Polymers und CyPlus haben 

jetzt entsprechende Lizenzen an den An lagenbauer, 

die im thüringischen Rudolstadt 

ansässige EPC Engineering Consulting 

GmbH, vergeben. EPC errichtet auf Basis der 

Technologien von Evonik die schlüsselfertige 

Anlage, deren Grundstein Ende September 

2010 im Beisein des Gouverneurs der Region 

Nishni Novgorod, Valery Shanzev, gelegt 

Die C919 

erwiesen. Die Gewichtsminderung spart 

Treibstoff und reduziert den CO 2 -Ausstoß. 

Durch die Zusammenarbeit mit den 

Designingenieuren konnten die Material vorteile 

des Strukturschaums in eine innovative 

und wirtschaftliche Lösung umgesetzt werden. 

„Nahe beim Kunden und Teil seines 

Netz werkes zu sein, ist ein Schlüssel zum 

Erfolg“, so Hu Pei, Sales Director Film and 

Foams im Geschäftsgebiet High Perfor - 

man ce Polymers im Raum Asien-Pazifik. 

„ROHACELL® wurde bereits in Winglet und 

Spaltklappe des in China gebauten Regio - 

nal jets ARJ21-700 erfolgreich eingesetzt.“ 

Der Prototyp der C919 wurde der Öffentlichkeit 

erstmals am 16. November 2010 

auf der Luftfahrtmesse Airshow China 2010 

in Zhuhai präsentiert. Nach Angaben des 

Flugzeugbauers Commercial Aircraft Corp of 

China (Comac) liegt bereits eine Erstbestellung 

von bis zu 100 Jets vor; er erwartet 

einen Bedarf von 2.000 Standardrumpfflugzeugen 

im In- und Ausland. Nach der 

Zertifizierung durch die Regulierungs behörden 

soll die C919 im Jahr 2016 den kommerziellen 

Betrieb auf nehmen. 

wurde. In der ersten Ausbaustufe wird sie 

eine Kapazität von jährlich 40.000 Tonnen 

Natriumcyanid haben. 

Natriumcyanid wird benötigt, um Gold 

aus Golderzen herauszulösen. Speziell für 

diese Anwendung im Edelmetallbergbau hat 

CyPlus ihre CyPlus Cyanide Advanced Technology 

(CyPlus CAT) zur Herstellung des 

Natriumcyanids entwickelt. CyPlus CAT erfüllt 

die strengen Kriterien von Responsible 

Care und des International Cyanide Manage-

ment Code und gilt als sehr sicheres und zuverlässiges 

Verfahren; zudem zeichnet sie 

sich durch niedrige Investitions- und Betriebskosten 

aus. 

Das Natriumcyanid wird dabei aus Cyanwasserstoff 

produziert, der nach der von 

Evonik entwickelten Herstellungstechnologie 

auf Basis des Andrussow-Verfahrens erzeugt 

wird; Evonik verfügt über mehr als 50 Jahre 

Erfahrung in der Herstellung von Cyan wasserstoff. 

Beide Herstellungsprozesse sind so 

aufeinander abgestimmt, dass sie in Summe 

sehr energieeffizient arbeiten und eine hohe 

Rohstoffausbeute ermöglichen. 

Evonik unterstützt EPC und Korund Cyan, 

eine Tochter von OOO Korund, zudem mit 

seinem umfangreichen Know-how in der 

Produktion und der sicheren Handhabung 

von Cyaniden. „Damit ermöglichen wir es unserem 

Partner, nach höchsten technischen 

und Sicherheitsstandards zu produzieren“, 

betonte Gregor Hetzke, Leiter des Geschäfts- 

Elektroschrott macht erfinderisch 

Alte Kassettenrekorder, ramponierte Fernlenkautos, 

ausrangierte Computertastaturen 

und anderer Elektroschrott lagen kunterbunt 

durcheinander auf Werkbänken von Evonik 

Industries im Industriepark Wolfgang in 

Hanau. Wo sonst Jugendliche beispielsweise 

zu Mechatronikern ausgebildet werden, tüftelten 

rund 60 zehn- bis zwölfjährige Kinder 

in vier Recycling Science Camps mit Schraubendreher, 

Zange und Co.. Die Auf gabe: alte 

Elektrogeräte auseinandernehmen und neue, 

kreative Erfindungen zusammenbauen. 

Bevor die erste Schraube gelöst wurde, 

stand allerdings eine ausführliche Sicher heitsbelehrung 

auf dem Programm. Strom aus der 

Steckdose war tabu – aber mit Batterien, 

bereichs Performance Polymers. „Mit der 

Kombination aus Technologie, Beratung und 

Training tragen wir dazu bei, dass die Anlage 

sowohl umweltverträglich als auch wirtschaftlich 

arbeitet“, ergänzte Frank Harenburg, 

Geschäftsführer der CyPlus GmbH. Die 

vor allem in Produktion und Vertrieb von 

Natrium- und Kaliumcyanid tätige CyPlus war 

das weltweit erste Unternehmen, das sowohl 

nach den Managementsystemen ISO 

9001:2000 und 14001, als auch nach dem 

International Cyanide Management Code 

(ICMC) auditiert und zertifiziert wurde. 

Auch die neue Anlage von Korund Cyan 

in Nishni Novgorod soll nach dem International 

Cyanide Management Code zertifiziert 

werden. Mit diesem Code verpflichtet 

sich die Goldbergbauindustrie freiwillig dazu, 

weltweit gültige, sehr hohe und einheitliche 

Sicherheits-, Umwelt- und Qualitätsstandards 

beim Einsatz von Cyaniden im Goldbergbau 

zu gewährleisten. 

Kabeln und Krokodilklemmen war es für die 

neugierigen Forscher ein Leichtes zu prüfen, 

welcher Motor oder welches Lämpchen der 

ausrangierten Geräte noch einmal zum Leben 

erweckt werden konnte. Dann kombinierten 

sie ausgebaute Elektrobauteile zu neuen 

Erfindungen; tatkräftig unterstützt von Jens 

Walther und Jürgen Vormwald, die beide als 

Ausbilder im elektrotechnischen Bereich in 

Hanau tätig sind. So entstand aus dem Motor 

eines Kassettenrekorders eine Seilbahn, die 

sich vorwärts und rückwärts bewegte. 

Lustige Boote mit Elektroantrieb fuhren 

durch eine Wasserwanne und Kehrbesen mit 

Federschmuck und Beleuchtung düsten mit 

Batteriebetrieb durch den Raum. 

Natriumcyanid wird benötigt, um Gold 

aus Golderzen herauszulösen 

nEWS 29 

Die Teilnehmer der Science Camps erlebten, 

wie viel Spaß das Experimentieren mit 

Elektrobauteilen macht. Sie erfuhren außerdem, 

dass Elektroschrott wahre Schätze birgt, 

vor allem in Form von Metallen, die wieder 

verwertet werden können. 

Initiiert wurden die Science Camps vom 

Bildungszentrum Rhein-Main von Evonik 

Industries in Zusammenarbeit mit dem Personalmanagement 

am Standort Hanau-Wolfgang 

und den hessischen Chemie ver bänden. 

„Unser Ziel ist es, Schüler frühzeitig für 

Themen aus Mathematik, Informatik, Naturwis 

senschaften, Technik zu begeistern und 

sie für eine Ausbildung oder für ein Studium 

in diesen Fächern zu motivieren“, sagt Klaus 

Lebherz, Leiter des Bildungszentrums Rhein- 

Main. „Letztlich wollen wir das Berufsfeld 

Tech nik und Naturwissenschaften besser bekannt 

machen und seine Vorzüge präsentieren.“ 

Den erfolgreichen Pilotcamps in Hanau 

sollen 2011 je ein Demontage-Montage- 

Camp an den Evonik-Standorten Darmstadt 

und Worms folgen. Parallel wird ein neues 

Camp mit Ausrichtung auf Chemie für die 

Altersgruppe 13 bis 15 Jahre entwickelt, das 

in Hanau erprobt werden soll. Die Camps sollen 

ab 2012 in loser Folge angeboten werden. 

Alles andere als langweilig: Bei den Science Camps 

erlebten die Zehn- bis Zwölfjährigen, wie viel Spaß 

das Experimentieren mit Elektrobauteilen macht 


30 dESIgnIng WIth polymErS 


Konkurrenz für Titan 

PEEK erobert den 

Medizintechnikmarkt 

Immer häufiger werden chirurgische Instrumente, Endoskope und vor 

allem Implantate aus PEEK (Polyetheretherketon) gefertigt. Seinen 

Erfolg verdankt der Hochleistungskunststoff, den Evonik unter dem 

Namen VESTAKEEP® vermarktet, seinen mechanischen Eigenschaften, 

seiner Röntgentransparenz und seiner Biokompatibilität. 

[ text Marc Knebel ]

Wirbelsäulenimplantat 

aus PEEK: Die höhere 

Elastizität von 

VESTAKEEP® im Vergleich 

zu Titan reduziert 

Spannungsspitzen an 

der Grenzfläche von 

Knochen und Wirbelsäulenimplantat 

eINer studIe vON Frost & Sullivan zufolge gehören Rückenschmerzen 

zu den häufigsten Beschwerden in den USA – allein 

im Jahr 2005 gingen die US-Amerikaner wegen Problemen mit 

Bandscheiben oder Wirbelsäule knapp 20-millionenmal zum 

Arzt. Bisweilen hilft nur ein chirurgischer Eingriff gegen die 

Schmerzen: Jedes Jahr werden in den USA mehr als 800.000 

Operationen an der Wirbelsäule durchgeführt. Zu den gängigen 

Methoden gehören je nach Alter und Krankheitsbild die Entfernung 

von Bandscheiben (Diskektomie) oder von Teilen des Wirbelkörpers 

(Laminektomie), der Ersatz von Bandscheiben durch 

Implantate und die Stabilisierung (Non Fusion) oder Versteifung 

(Fusion) des entsprechenden Wirbelsäulenabschnitts ebenfalls 

mit Implantaten. 

Immer häufiger greifen Hersteller medizinischer Produkte 

in der Wirbelsäulenchirurgie, aber auch in Bereichen von Traumatologie 

und Orthopädie zu Polyetheretherketon (PEEK), wenn 

es um die Fertigung von Implantaten oder medizinischen Instrumenten 

geht. Das Material, das Evonik unter dem Namen 

VESTAKEEP® vermarktet, ist biokompatibel, inert gegen Körperflüssigkeiten 

und lässt sich einfach zu individuellen Implantaten 

verarbeiten. Gegenüber Titan, dem klassischen Implantatmaterial, 

punktet es außerdem mit Röntgentransparenz und einer 

Elastizität, die etwa der von Knochen entspricht. Wegen 

seiner herausragenden Eigenschaften hat sich PEEK mittlerweile 

zum wichtigsten thermoplastischen Ersatzstoff für Titanimplantate 

entwickelt. 

Da Implantate ein Leben lang halten sollen, müssen die dafür 

genutzten Materialien sowohl biostabil als auch mechanisch beanspruchbar 

sein. Lange Zeit war dies ausschließlich die Domäne 

von Titan oder Kobalt-Chrom. Doch inzwischen werden immer 

dESIgnIng WIth polymErS 31 

mehr Implantate aus PEEK eingesetzt, die sich, aus Halbzeugen 

gefertigt, besser zerspanen lassen oder, im Spritzgießverfahren 

hergestellt, noch zusätzliche Designfreiheit gewähren. 

Elastisch und röntgentransparent 

Im Vergleich zu Titan oder anderen Metalllegierungen bieten 

Implantate aus PEEK noch zahlreiche weitere Vorteile. So kommen 

metallische Implantate an ihre Grenzen, wenn es um bildgebende 

Verfahren geht, mit denen der Arzt die Operation begleitet, 

den Heilungsprozess verfolgt und das Ergebnis kontrolliert. 

Wegen ihrer Dichte sind Metalle undurchlässig für Röntgenstrahlen 

und produzieren deshalb im einfachen C-Bogen wie 

auch im Computertomographen (CT) und beim Magnetic Resonance 

Imaging (MRI) Artefakte. Diese versperren den Blick auf 

das hinter dem Implantat liegende Knochengewebe und erschweren 

so eine sichere Bildauswertung. 

VESTAKEEP® dagegen ist wegen seiner Röntgentransparenz 

im CT und MRI unsichtbar und erlaubt so eine gute Kontrolle 

von Knochenwachstum und Heilungsprozess. In bestimmten 

Fällen will der Arzt dennoch das Implantat sehen können, etwa, 

um den Sitz des Implantats zu kontrollieren. Auch dies lässt sich 

durch Modifizierungen einstellen. 

Eine weitere Schwachstelle der Metalle ist der hohe Elastizitätsmodul, 

der deutlich über dem des Knochenmaterials liegt. 

Das Implantat übernimmt deshalb einen Großteil der mechanischen 

Belastung und entlastet so den Knochen. Dieser sogenannte 

Stress-Shielding-Effekt kann weitreichende Folgen haben: 

Da Knochen die mechanische Beanspruchung brauchen, 

um sich einerseits im Heilungsprozess zu regenerieren und 

333 



Zahnimplantate aus PEEK. Im 

Unterschied zu den klassischen 

Materialien können sie spritzgegossen 

werden und reduzieren 

damit die Herstellkosten 

333 andererseits dauerhaft ihre Festigkeit zu behalten, kann sich 

die Heilung verlangsamen und der entlastete Knochen sich im 

Laufe der Jahre sogar abbauen. 

Im Gegensatz zu den Metallen weist VESTAKEEP® einen niedrigeren 

E-Modul bzw. eine höhere Elastizität auf, die in der Größenordnung 

von Knochenmaterial liegt. Dadurch wird der 

Stress-Shielding-Effekt verhindert, so dass im Kontakt mit dem 

Knochen dieser nicht völlig von mechanischer Beanspruchung 

entlastet wird. Er kann so seine Festigkeit auch über Jahre behalten. 

Ein Kunststoff für harte Umweltbedingungen 

Sowohl die Röntgentransparenz als auch die Verhinderung des 

Stress-Shielding-Effekts haben mit dazu beigetragen, dass sich 

PEEK in den vergangenen Jahren als bedeutendste thermoplastische 

Alternative zu den metallischen Implantatmaterialien etabliert 

hat. Der vergleichsweise junge Hochleistungskunststoff 

ist erst seit Anfang der 1980er Jahre auf dem Markt und kommt 

immer dann zum Einsatz, wenn Bauteile harten Umweltbedingungen 

standhalten müssen – etwa hohen Temperaturen, Korrosion 

durch Salze, Lösemitteln, ätzenden Stoffen und Säuren 

oder extremen mechanischen Belastungen. 

Grund dafür ist der aromatische, teilkristalline Charakter des 

PEEK-Polymers. Aufgrund seiner chemischen Struktur und seiner 

Morphologie besitzt es ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber 

Verschleiß, Abrieb, Hydrolyse, Korrosion und Chemikalien. 

Zudem zeichnet sich PEEK durch hohe Maßhaltigkeit aufgrund 

der geringen Wasseraufnahme, hohe Steifigkeit bei niedrigem 

Gewicht, eine hohe Wärmeformbeständigkeit, eine Dauergebrauchstemperatur 

von 260 °C und vielseitige Verarbeitbar- 


keit aus. Verglichen mit anderen Kunststoffen bietet PEEK die 

beste Kombination aus inertem Verhalten und Wärmeformbeständigkeit. 

Wichtige nichtmedizinische Anwendungsbereiche 

sind die Halbleiterfertigung, die Ölexploration, Fahrzeuge sowie 

die Luftfahrt, wo es beispielsweise in Flugzeugen zunehmend 

Werkstoffe wie Aluminium, Titan oder Stahl verdrängt. 

In Medizinprodukten wird PEEK in der Regel eingesetzt, weil 

es einen höheren Nutzen bietet: Es spart Gewicht, ermöglicht 

mehr Freiheit beim Design und eine höhere Funktionsintegration. 

Zugleich ist es eine kostengünstigere Alternative zu Metall 

oder anderen Materialien. Neben chirurgischen Instrumenten 

und Endoskopen, bei denen auch die guten elektrischen Isolationseigenschaften 

von PEEK zum Tragen kommen, sind vor allem 

die Implantate ein wichtiges Einsatzgebiet. Typische 

Anwendungen sind Wirbelsäulenimplantate, orthopädische Implantate, 

Dentalimplantate sowie die Traumachirurgie, bei der 

Knochenbrüche fixiert oder Knochenfragmente ersetzt werden. 

Sehr gute Sterilisationsbeständigkeit 

Wesentlich für die medizinischen Anwendungen von PEEK sind 

neben den mechanischen Eigenschaften und der Röntgentransparenz 

die ausgezeichnete Sterilisationsbeständigkeit und die 

Biokompatibilität. Viele andere Polymere kommen an ihre Grenzen, 

wenn zur hygienischen Reinigung die Kombination aus 

Waschen, chemischem Reinigen und Dampfsterilisation eingesetzt 

wird. 

Nicht so PEEK: Der Hochleistungskunststoff behält auch nach 

Langzeiteinwirkung von heißem Dampf, Ethylenoxid und Gammastrahlen 

seine ursprünglichen Eigenschaften unverändert bei 

und lässt sich deshalb problemlos mit allen gängigen Methoden

Evonik hat die Biokompatibilität seiner VESTAKEEP® 

Polymere in umfang reichen Untersuchungen 

von einem unabhängigen Prüfinstitut nachweisen 

lassen; sie ist vor allem auf die hohe Chemikalien - 

beständig keit zurückzuführen 

sterilisieren – eine wichtige Voraussetzung beispielsweise für 

den Einsatz in chirurgischen, mehrfach verwendbaren Instrumenten. 

Da die Polymere sich zudem gut einfärben lassen, sind 

auch Farbkodierungen der Instrumente möglich. 

Maßgeblich für Biokompatibilität ist 

das fertige Medizinprodukt 

Die Biokompatibilität entscheidet über die grundsätzliche Eignung 

eines Werkstoffs als Implantatmaterial – der Werkstoff 

darf weder cytotoxisch noch mutagen noch cancerogen sein, 

darf keine allergenen Eigenschaften besitzen und muss auch in 

der biologischen Umgebung stabil sein. Der Nachweis der Biokompatibilität 

muss jedoch immer am fertigen Medizinprodukt 

erfolgen, da sich durch die Verarbeitung und Kombination der 

Rohstoffe deren biologische Verträglichkeit ändern kann. 

Die Anforderungen an die Biokompatibilität des fertigen Medizinprodukts 

hängen dabei sowohl von der Art des Kontakts 

(Haut, Blut, Fettgewebe, etc.) als auch von der Dauer des Kontakts 

ab. Die biologische Beurteilung von Medizinprodukten 

richtet sich deshalb nach der vorgesehenen Verwendung. Die 

DIN EN ISO 10993 fasst zahlreiche internationale Normen zur 

Biokompatibilitätsprüfung zusammen und regelt die Auswahl 

der Prüfungen, die für die jeweilige Anwendung relevant sind. 

Dennoch sind bestimmte Prüfungen am Rohstoff sinnvoll, da 

sie einen wichtigen Hinweis auf die Eignung im fertigen Endprodukt 

liefern. Neben der DIN EN ISO 10993 beschreibt die US 

Pharmacopoeia (USP) „General Chapter ” Prüfungen an 

Kunststoffen für Medizinprodukte und ermöglicht eine Einteilung 

je nach Anwendung in die Klassen I bis VI, wobei Kunststoffe 

der Klasse VI die höchsten Anforderungen erfüllen 333 

Tabelle 1 

Tabelle 2 

dESIgnIng WIth polymErS 33 

Biokompatibilitätsprüfungen 

VESTAKEEP® I 

VESTAKEEP® M 

USP Class VI 

■ ■ 

Akute systemische Toxizität 

■ ■ 

Subkutane Irritation 

■ ■ 

Implantationstest 7 Tage 

■ ■ 

Zytotoxizität 

■ ■ 

Sensibilisierung 

■ ■ 

Hämokompatibilität 

■ 

Implantation subkutan 90 Tage 

■ 

Genotoxizität 

■ 

Subchronische systemische Toxizität 

■ 

Entsprechend den Untersuchungen eines unabhängigen 

Prüfinstsituts erfüllen VESTAKEEP® I-Formmassen umfangreiche 

Anforderungen für medizinische Anwendungen 

United States Pharmacopoeia Testing: 

„Biological Reactivity Testing In Vivo“ Class VI: 

• Acute Systemic Toxicity Test: 4 verschiedene 

Extraktionsmedien (70°C/24h) 

• Irritation Test – Intracutaneous Injection Test: 

4 verschiedene Extraktionsmedien (70°C/24h) 

• Implantation Test: In-vivo-Implantation Test: 

intramuskulär, 7 Tage 

Weitere Prüfungen, die in Anlehnung der ISO 10993 

durchgeführt wurden. Hierbei handelt es sich um 

Untersuchungen der Toxizität, Sensibili sie rung, Irritation, 

subchronischen Toxizität, Geno toxizität und der 

Implantation: 

• Zytotoxizität gemäß ISO 10993-5 

• Hämokompatibilität gemäß ISO 10993-4 

• Intrakutane Reaktivität gemäß ISO 10993-10 

• Sensibilisierung gemäß ISO 10993-10 

• Akute systemische Toxizität gemäß ISO 10993-11 

• Subchronische Toxizität gemäß ISO 10993-11 

• Genotoxizität (Ames Test); Durchführung 

gemäß EN ISO 10993-3 und OECD 

• Genotoxizität (Chromosomenaberrationstest); 

Durchführung gemäß ISO 10993-3 

• Genotoxizität (Maus-Lymphoma-Test) 

gemäß ISO 10993-3 OECD 476 

• Implantation In-vivo-Implantation intramuskulär 

12 Wochen gemäß ISO 10993-6 



Mit zertifizierten und valdidierten 

Arbeitsabläufen gewährleistet Evonik 

die gleichbleibende Qualität der 

eingesetzten Rohstoffe, der Produktions 

prozesse und der PEEK-Polymere 

333 müssen. Auch hier gilt natürlich der Grundsatz, dass die Biokompatibilität 

am fertigen Endprodukt sichergestellt werden 

muss. 

Umfangreiche Biokompatibilitätsprüfungen 

bestanden 

Evonik hat die sehr gute Biokompatibilität von VESTAKEEP® – 

sie ist vor allem auf die hohe Chemikalienbeständigkeit zurückzuführen 

– in umfangreichen Untersuchungen von einem unabhängigen 

Prüfinstitut nachweisen lassen. Je nach Art und 

Dauer des Körperkontakts werden zwei unterschied liche PEEK 

Varianten angeboten. Die Variante VESTAKEEP® M ist für kurzzeitigen 

Kontakt geeignet, beispielsweise für chirurgische Instrumente. 

VESTAKEEP® I dagegen eignet sich für den Langzeitkontakt, 

wie es für Implantate erforderlich ist (Tab. 1, S. 33). Die 

Rezeptur dieser Polymere ist auf eine hohe Bio kompatibilität 


marc knebel ist im Geschäftsgebiet 

High Performance Polymers von Evonik 

verantwortlich für Sales & Marketing 

von VESTAKEEP® Medical. 

+49 2365 49-6783 

marc.knebel@evonik.com 

abgestimmt, und eine Chargenprüfung „in vitro“ auf Zytotoxizität 

nach DIN EN 10993-5 bietet zusätzliche Sicherheit. 

VESTAKEEP® I-Formmassen erfüllen entsprechend den Untersuchungen 

umfangreiche Anforderungen für medizinische 

Anwendungen (Tab. 2, S. 33). 

Danach sind VESTAKEEP® I-Polymere inert gegen Körperflüssigkeiten 

und zeigen keine nachteiligen Effekte in den standardisierten 

Biokompatibilitätsprüfungen: Sie sind nicht toxisch, 

rufen keine Hautrötungen oder Ödeme hervor und sind nicht 

biologisch reaktiv. Im intramuskulären Implantationstest ließen 

sich außerdem weder Entfärbung oder Verkapselung noch Infektionen, 

Blutungen oder Nekrose feststellen. Auch die Untersuchungen 

der Hämokompatibilität und der subchronischen 

Toxizität zeigten keine Auffälligkeiten. Die Spezifikation, die 

Produktion und die produktbegleitende Dokumentation wurden 

an die hohen Anforderungen der Medizintechnik angepasst. 

Gleichbleibende Qualität wichtige 

Voraussetzung für Medizintechnik 

Medizinprodukte, die für den Langzeitkontakt mit Körpergewebe 

vorgesehen sind, müssen für die Registrierung in Europa 

oder in den USA besonders hohe Qualitätsanforderungen erfüllen. 

Die Hersteller müssen dazu einerseits nachweisen, dass die 

Rohstoffe für das jeweilige Einsatzgebiet geeignet sind, und 

andererseits darlegen, wie sie eine gleichbleibende Qualität gewährleisten. 

Beispielsweise wirken sich bei der Weiterverarbeitung in 

Extrusion oder beim Spritzgießen unterschiedliche Abkühlraten 

auf die Materialeigenschaften von PEEK aus. Auch Dauer und 

Temperatur der Wärmenachbehandlung haben einen direkten 

Einfluss auf die Kristallinität der PEEK-Polymere und damit auf 

ihre mechanischen Eigenschaften. Das heißt einerseits, dass die 

Materialeigenschaften gezielt gesteuert werden können, andererseits 

aber auch, dass Fehler im Produktionsprozess die Qualität 

verändern. Evonik als Rohstoffproduzent gewährleistet die 

gleichbleibende Qualität der eingesetzten Rohstoffe, der Produktionsprozesse 

und der PEEK-Polymere mit zertifizierten und 

validierten Arbeitsabläufen und einem leistungsfähigen Qualitätssicherungssystem. 

Diese zum Teil vertraulichen Informationen wurden außerdem 

in einem Device Master File bei der Food and Drug Administration 

(FDA) in den USA hinterlegt. Das erleichtert den Kunden 

die Registrierung eines neuen Implanatats: Beantragt ein 

Medizinproduktehersteller die Registrierung in den USA, kann 

die FDA direkt in der jeweiligen Dokumentation alle relevanten 

Informationen über den eingesetzten Rohstoff recherchieren. 

Evonik bietet darüber hinaus anwendungstechnische Beratung 

bei der Fertigung der Implantate, die wegen der meist geringen 

Stückzahlen überwiegend spanend aus Halbzeugen und 

nur bei größeren Volumina im Spritzgießverfahren hergestellt 

werden. Basis der Beratung sind umfangreiches Know-how in 

allen gängigen Verarbeitungstechniken, ein eigens für die 

Medizintechnik geschultes Team und externe medizinische 

Berater, die für die notwendige Augenhöhe gegenüber dem 

Kunden sorgen. Dahinter steckt nicht nur ein umfassender Servicegedanke, 

sondern auch Eigennutz: Da die Lebenserwartung 

kontinuierlich steigt, nimmt auch das Risiko von Wirbelsäulenerkrankungen 

zu – und damit auch die Wahrscheinlichkeit, 

selbst ein Implantat zu benötigen. 777

Bleifrei – auch auf dem Dach 

Bislang galt Blei in der Bauwirtschaft als unverzichtbares 

Isolationsmaterial im Dach bereich. 

Nun haben Evonik Industries, Bitufa 

Water proofing B.V., Wapenveld (Niederlande), 

und Ubbink B.V., Doesburg 

(Niederlande), eine Produktinnovation mit 

bestechenden Vorteilen zur Marktreife geführt. 

Das unter dem Handelsnamen 

“Ubiflex“ in Fachge schäften erhältliche 

Produkt ist 100 Prozent bleifrei und stellt eine 

umwelt- und gesundheitsverträgliche Alternative 

in der Bautenisolierung dar. „Ubiflex 

kann universell für alle traditionellen Blei anwen 

dungen eingesetzt werden“, erklärt Roeland 

van Delden, CEO von Bitufa. 

Gemeinsam mit Technikern von Evonik 

Industries wurde an der Rezeptur für eine 

entsprechende Bitumen-Modifikation getüftelt. 

Die Grundlage von Ubiflex bildet letztendlich 

eine mit dem Evonik-Produkt 

VESTOPLAST® modifizierte Bitumenbahn, 

die mit einem dehnbaren Aluminiumträger 

kombiniert wird. Ubiflex eignet sich insbesondere 

für die Klassiker auf dem Dach, die 

sogenannten Bleischürzen, die Dachdecker 

als wasserdichte Abschlüsse beispielsweise 

an Kaminen, Gauben oder Dachflächenfenstern, 

aber auch bei Balkonen oder Solaranlagen 

einbauen. Wie gewohnt kann man 

das Material schneiden, formen, hämmern 

und kleben. 

Impressum 

herausgeber 

Evonik Degussa GmbH 

Innovation Management 

Chemicals & Creavis 

Rellinghauser Straße 1–11 

45128 Essen 

Ubiflex: flexibel und 

einfach zu handhaben 

Wissenschaftlicher beirat 

Dr. Norbert Finke 

Evonik Degussa GmbH 

Innovation Management 

Chemicals & Creavis 

norbert.finke@evonik.com 

„Die Vorteile, die der Austausch des giftigen 

Schwermetalls Blei mit sich bringt, sind weitreichend“, 

erklärt Marlies Vey, Anwendungstechnikerin 

bei Evonik: Die Umwelt 

wird bei der Herstellung wesentlich weniger 

belastet, das Gesundheitsrisiko durch Ein atmen 

bei der Verarbeitung ist gleich Null, notwendige 

Sicherheitsvorkehrungen können 

entfallen. Die körperlichen Belastungen von 

Handwerkern durch die um 70 Prozent leichteren 

Rollen verringern sich enorm. Außerdem 

können nun sogar Bahnen von bis zu 

zwölf Metern Länge genutzt werden. Das 

spart Zeit und Geld. 

Das Material verzeiht auch kleine Beschädigungen 

beispielsweise durch Nägel, da es 

sich durch die elastischen Eigenschaften 

automatisch selbst dicht zieht. Ein wertvoller 

Nebeneffekt der Bleifreiheit: Aluminium, 

Zink und Kupfer in Regenwasserab führ syste 

men werden nicht mehr angegriffen, wo- 

redaktion 

Dr. Karin Aßmann 

(verantwortlich) 

Evonik Services GmbH 

Konzernredaktion 

karin.assmann@evonik.com 

redaktionelle mitarbeiter 

Dr. Angelika Fallert-Müller 

Christa Friedl 

Michael Vogel 

fotos 

Evonik Industries 

Karsten Bootmann 

Frank Preuß 

Markus Schmidt 

Stefan Wildhirt 

L.-L. Grandadam – 

Getty Images (S.14/15) 

Tom Grill – Getty Images (S.18) 

Idris Kolodziej (S.29) 

Sebastian Kaulitzki – Fotolia (S.30) 

gestaltung 

Michael Stahl, München 

druck 

Laupenmühlen Druck 

GmbH & Co.KG, Bochum 

Nachdruck nur mit 

Genehmigung der Redaktion 

nEWS 35 

durch die Konstruktionen länger halten. Der 

eingebaute Baustoff ist beständig gegen 

Kor rosion, UV-Belastung, große Temperaturschwankungen 

von –30 bis +90 Grad Celsius 

und starke Windlasten. Analog der Lebensdauer 

gewährt der Hersteller eine Garantie 

von bis zu 25 Jahren. 

Im Vergleich mit traditionellen Blei schürzen 

lässt sich das Altmaterial auch problemlos 

durch thermische Prozesse trennen und 

wiederverwerten. Neben Umwelt- und 

Ge sund heitsvorteilen bietet Ubiflex dem 

Gebäu deeigentümer noch einen weiteren 

großen Vorteil: Da Ubiflex im Gegensatz zu 

Blei keinen hohen Schrottwert hat, ist 

Dieb stahl kein Thema mehr. Verkauf und 

Marke ting für die Bleialternative Ubiflex sind 

in den Händen der Ubbink Group, dem 

weltweiten Lie feranten energiesparender, 

nachhaltiger Systeme und Lösungen für die 

Bau- und Instal lationsindustrie. 


Gut, dass 

unsere Ideen 

nicht ins 

Gewicht fallen. 

Dort, wo auf Leichtbauweise gesetzt wird, um Energie zu sparen, hat 

Evonik eine außergewöhnliche Produktidee entwickelt: Rohacell®. 

Der Hartschaumstoff aus Polymethacrylimid wird im Flugzeugbau eingesetzt, 

einem Bereich, in dem das Material extrem belastbar und zugleich 

besonders leicht sein muss. Rohacell® ist nur ein Beispiel für die vielen 

Innovationen, die Evonik zur kreativen Kraft in der Spezialchemie machen. 

An weltweit mehr als 35 Forschungs- und Entwicklungsstandorten 

entwickeln wir normbrechende Lösungen. Mit unseren Ideen begeistern 

wir Kunden in so unterschiedlichen Märkten wie Automotive, Coatings, 

Cosmetics, Plastics und Pharma. Überzeugen Sie sich selbst: 

www.evonik.de

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