Tensidfreie multiple W/O/W-Emulsionen als Drug Delivery Systeme - Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung

Wengst, Johannes

Ziel der Arbeit war es, stabile tensidfreie multiple Emulsionen herzustellen und die Freisetzung eines in die innere Wasserphase eingearbeiteten hydrophilen Wirkstoffs zu untersuchen. Für die Beurteilung der Stabilität der hergestellten Emulsionen konnten zwei neue Methoden entwickelt werden: Mit einem Bildanalyseverfahren konnte die Tropfengrößenverteilung von W/O-Primäremulsionen bestimmt werden. Des Weiteren wurde ein Verfahren entwickelt, das die Bestimmung des tatsächlichen Phasenverhältnisses einer multiplen W/O/W-Emulsion ermöglicht. Für das untersuchte System konnte gezeigt werden, dass auch eine extrem polare Substanz wie KCl durch die polymerhaltige Ölphase diffundieren kann. Daher lässt sich vermuten, dass es während der Lagerung zu einem Konzentrationsausgleich von verkapselten Arzneistoffen zwischen beiden wässrigen Phasen durch Diffusion kommen wird. Da nur der Wirkstoffanteil, der sich in der inneren Wasserphase befindet, durch die Formulierung retardiert wird, sollte das Verhältnis der inneren zur äußeren Wasserphase möglichst groß sein. Aus den Untersuchungen zur Freisetzung von Ambroxol HCl aus der multiplen Emulsion ergaben sich zwei Forderungen für die Durchführung von Freisetzungsuntersuchungen aus W/O/W-Emulsionen: Bei Verwendung eines Dialyseschlauches muss beachtet werden, dass nicht dieser die Freisetzung maßgeblich beeinflusst. Außerdem ist ein Vergleich der W/O/W- mit einer O/W-Emulsion hinsichtlich ihrer Retardierung sinnvoll. Dies ist notwendig, da es bei physiologischen pH-Werten dazu kommen kann, dass der Wirkstoff hauptsächlich in der Ölphase vorliegt und aus dieser freigesetzt wird. Die aufwändige Herstellung einer multiplen Emulsion hätte dann keinen Einfluss auf die Freisetzung und eine „einfache“ O/W-Emulsion würde die gleichen Freisetzungseigenschaften zeigen. Im Falle des untersuchten multiplen Systems konnte ein retardierender Einfluss auf die Freisetzung eindeutig dem multiplen Charakter zugeordnet werden.

The aim of this study was to produce stable tensid free multiple emulsions and to characterise the release of an hydrophilic drug from the inner water phase. Two new methods were developed to evaluate the stability of these emulsions: The size distribution of the inner water droplets was determined using an image analysis software. Furthermore another new method was developed to determine the real phase ratio of multiple w/o/w emulsions. It was shown that even extreme polar substances like KCl were able to diffuse through an oil phase containing polymers by simple Fick diffusion. That leads to the conclusion that a concentration equilibration of the entrapped drug between the two water phases will be reached during storage. Since the formulation could only prolong the release of the entrapped part of the substance the ratio of inner to outer water phase should be as high as possible. Two major demands for further release studies resulted from the conducted release experiments: If a dialysis membrane is used, it has to be shown that its effect on the release is only of minor importance. Furthermore it is reasonable to compare the release kinetic of a w/o/w emulsion with that of a o/w emulsion. This is recommended because at physical pH values most of the drug can be located in the oil phase and therefore the release rate ist determined by the diffusion out of this phase. This means that the complex preparation of a multiple emulsion will have no influence on the drug release and a “simple” o/w emulsion will show the same release kinetics. In the case of the investigated multiple system a prolonged effect of the drug release could be definitely associated with the multiple character of the emulsion.

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Wengst, Johannes: Tensidfreie multiple W/O/W-Emulsionen als Drug Delivery Systeme - Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung. 2007.

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