Simultane Bestimmung der Hautpenetration von Arzneistoffen und Vehikelbestandteilen

Ziel des vorliegenden Projektes ist die gleichzeitige Analyse der Hautpenetration von Modellarzneistoffen und wesentlichen Vehikelbestandteilen, wie fluorierte Lipide oder Fluor-Tenside mittels 19F-NMR. Derzeit gibt es kaum Befunde über die Hautpenetration von solchen Vehikelbestandteilen. Drei Kategorien an Formulierungen sollen neu entwickelt oder optimiert werden: Liposomen basierend auf fluoriertem Lipid, Flüssigkristalle und Mikroemulsionen mit fluorierten Tensiden und halbfeste Zubereitungen mit Fluor-Tensiden. Nach der Charakterisierung der Formulierungen mittels Partikelgröße, Rheologie und Mikrostruktur, wird die Diffusion des aktiven Wirkstoffes durch Schweinehaut und der passiven Komponente mittels Tape Stripping und FRANZ-zell Technilk gemessen und verglichen. Mittels ATR-FTIR Untersuchungen der Schweinehaut nach Applikation der Kolloidsysteme können mögliche Konformationsänderungen der Haut festgestellt werden. Nach allen diesen in vitro Untersuchungen werden die besten Formulierungen ausgewählt und mittels Tape stripping Technik in vivo an gesunden Probanden getestet. Auch bei diesen Untersuchungen wird die Hautpenetration sowohl des Arzneistoffes als auch der fluorierten Vehikelbestandteile analysiert.

Die Haut, unser größtes Organ, verhindert durch ihren speziellen Aufbau das Eindringen körperfremder Substanzen. Der Wirkstofftransport in oder durch die Haut ist eine herausfordernde Aufgabe. In letzter Zeit wurden zunehmend kolloidale Wirkstofftransportsysteme, die aus dispergierten Partikeln oder Tröpfchen im Nano- bzw. Mikrometerbereich bestehen, eingesetzt. Hierzu gehören Mikroemulsionen, Liposomen, Nanocarrier und zahlreiche halbfeste Zubereitungen. Der genaue Hautpenetrationsmechanismus verschiedener aufgetragener Inhaltsstoffe ist noch nicht vollständig geklärt. Die Art und Weise wie Substanzen in die Haut eindringen hängt stark von zahlreichen Faktoren, wie deren physikalischen Eigenschaften und der Anwesenheit von penetrationsfördernden Komponenten, ab. Der wesentliche Inhalt dieses Projekts bestand darin die Mechanismen der simultanen Penetration von Tensid oder anderen Zusatzstoffen der angewendeten Rezepturen und ihren möglichen Effekt auf die Penetration zugesetzter Wirkstoffe zu untersuchen. Hierfür wurden Mikroemulsionen, Liposomen und halbfeste Doppelemulsionen sowie Wasser-in-Öl Emulsionen und Nanoemulsionen herangezogen. Die Anwendung fluorierter Vehikelkomponenten ermöglichte deren Analyse mittels 19F-NMR (19F nuclear magnetic resonance) Spektroskopie. Dies bot zudem die Möglichkeit Vehikelkomponente und penetrierten Wirkstoff simultan zu bestimmen. Neben dem hautpenetrationsfördernden Effekt der Vehikel spielt auch ihr Einfluss auf die Gesundheit der Haut eine wichtige Rolle. Daher wurde auch eine in vivo Studie durchgeführt um den Effekt selektierter Vehikel auf die Hautparameter Sebumgehalt, Hautfeuchtigkeit und Transepidermaler Wasserverlust (TEWL) zu untersuchen. In diesem Projekt erfolgte die parallele Bestimmung der Diffusion von Vehikelbestandteil und Wirkstoff. Durch die simultane Untersuchung ihrer Penetration konnten Zusammenhänge ihrer Diffusionsprozesse abgeleitet werden. Sowohl Permeations- als auch Penetrationsstudien deuteten einen Push-Effekt auf die Hautpenetration des inkorporierten Wirkstoffes an, der durch die verwendeten Mikroemulsionen und Liposomen verübt wurde. Darüber hinaus wurde ein Zusammenhang der Tröpfchenform der Mikroemulsion und dem Penetrationsverhalten des Wirkstoffes beobachtet. Im Gegensatz dazu, wiesen die verwendeten Perfluoropolyether, die zur Herstellung der halbfesten Doppelemulsionen verwendet wurden, keinen penetrationsfördernden Effekt auf. Weiters zeigte sich in Hautstudien, dass die Beschaffenheit der Ölphase von Wasser-in-Öl Emulsionen einen Einfluss auf die Freigabe eines hydrophilen Modellarzneistoffes hat. Die positive Wirkung geeigneter Vehikel auf Sebumgehalt, Hautfeuchtigkeit und TEWL konnte während der in vivo Studie gezeigt werden. Sowohl die multiple W/O/W Emulsion als auch die Liposomen erwiesen sich als gut verträgliche Vehikel zur Anwendung auf der Haut.