Einfluss von Hilfsstoffen auf die Arzneistoffpermeation aus Transdermalpflastern auf Basis nachwachsender Rohstoffe

Fokuhl, Joana Sigune

In den letzten Jahrzehnten hat die transdermale Applikation von Arzneistoffen an Bedeutung gewonnen. Auch steht der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen zum Schutz der fossilen Ressourcen stärker im Fokus. Daher war es das Ziel der Arbeit den Einfluss des strukturellen Aufbaus von Trägersystemen, die teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen aufgebaut waren, mit unterschiedlichen Hilfsstoffen auf die Permeationseigenschaften zu untersuchen. Eingesetzt wurden dafür vier unterschiedlich zusammengesetzte Polyacrylate, die jeweils eine aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnene Kohlenhydratkomponente enthielten. Als Modell-Arzneistoffe wurden Lidocain (freie Base, lipophil) und Diclofenac-Natrium (Salz, hydrophil) eingesetzt und es wurden Hilfsstoffe aus unterschiedlichen chemischen Gruppen eingearbeitet. Neben Untersuchungen zum Freisetzungs- und Permeationsverhalten der Arzneistoffe aus den Polymermatrizes sollten weitere Untersuchungen bezüglich viskoelastischer Eigenschaften, thermischer Eigenschaften, Lösungseigenschaften und der Wasserdampfpermeabilität durchgeführt werden, um zu systematischen Aussagen bezüglich der Pflastereigenschaften und der Effekte der Hilfsstoffe gelangen zu können. Es konnte gezeigt werden, dass die in der vorliegenden Arbeit eingesetzten Polymere bei Wahl geeigneter Hilfsstoffe für den Einsatz als Matrizes für Pflasterzubereitungen geeignet sind. Zur Interpretation der Permeationsdaten für die zwei Arzneistoffe müssen stets die verschiedenen die Permeation beeinflussenden Faktoren zusammen berücksichtigt werden. Erst das Zusammenspiel dieser lässt eine Aussage über die zugrunde liegenden Mechanismen zu. So konnte festgestellt werden, dass es sich bei der Permeationserhöhung von Diclofenac-Natrium durch die Kombination eines kurzkettigen Glykols in Verbindung mit Bernsteinsäure um einen synergistischen Effekt handelte, der neben Löslichkeits- und Freisetzungseffekten eine thermoanalytisch nachweisbare Beeinflussung der Stratum corneum-Lipide (T3) beinhaltete. Durch die Auswahl geeigneter Matrixbestandteile konnten Permeationsraten erreicht werden, die mit vermarkteten halbfesten Produkten vergleichbar sind. Die Pflasterzubereitung hat allerdings den Vorteil, dass sie über eine längere Zeit diesen Arzneistoffflux aufrechterhalten kann, als es nach einmaliger Applikation mit einer halbfesten Zubereitung möglich wäre.

For several decades transdermal administration of drugs in the form of transdermal patches has become increasingly important. In addition, the use of renewable resources to protect fossil resources is increasingly in focus. It was therefore the aim of the present study to investigate the influence of the structural design of delivery systems that were partially constructed from renewable materials in combination with different excipients on permeation properties. For this four differently constructed polyacrylates, each containing a carbohydrate component derived from growing raw materials, were used. Model drugs were lidocaine (free base, lipophilic) and diclofenac sodium (salt, hydrophilic) and in the formulations excipients were incorporated coming from different chemical groups. In addition to studies regarding release and permeation of the model drugs from the different polymer matrices further investigations, such as investigations with respect to the viscoelastic properties, thermal properties, solubility properties and water vapor permeability were done to come to systematic conclusions regarding patch characteristics and effects derived by the incorporated excipients. It was shown that the polymers used in the present study are suitable as matrices for patch preparation if appropriate excipients are selected. To interpret the permeation data obtained for the two drugs, however, the various factors that influence the permeation must always be considered together. Only interpretation of these interacting effects permits statements about the underlying mechanisms causing the different behaviors observed. Thus, it was found that the pronounced increase in permeation of diclofenac sodium brought about by a combination of a short-chain glycol with succinic acid was not only additive, but synergistic. Besides solubility and release effects this was caused by a thermoanalytically visible effect on stratum corneum lipids comprising a shift of T3 transition. By selection of suitable matrix components it was possible to achieve permeation rates as found for commercially available semi-solid preparations. However, the patch preparation has the advantage that it can maintain a constant drug permeation rate over a much longer time compared to a single application of a semi-solid preparation.

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Fokuhl, Joana Sigune: Einfluss von Hilfsstoffen auf die Arzneistoffpermeation aus Transdermalpflastern auf Basis nachwachsender Rohstoffe. 2015.

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