Christiane Fauth

Untersuchung der Anwendungseigenschaften transdermaler therapeutischer Systeme (TTS) und Entwicklung eines TTS mit einstellbarer Okklusivität

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 12.12.2003

Abstract
Zielstellungen: Es sollen die Hauthaftung ausgewählter TTS und die Okklusivität klebender Filme in vivo mit Hilfe von in vitro Methoden vorhergesagt werden. Des weiteren wird das Verhalten klebender Filme bei Kontakt mit Wasser untersucht. Basierend auf der Kenntnis des Auslösens von Hautreizungen durch Okklusion werden auf textiler Grundlage TTS mit einstellbarer Okklusivität entwickelt.
Methoden: Es wurden die Schälkraft, das Elastizitätsmodul, die Adhäsionsarbeit sowie basierend auf klinischen Studien die Hauthaftung ausgewählter TTS bestimmt. Die Okklusivität auf der Haut klebender pharmazeutischer Filme wurde über den transepidermalen Wasserverlust ermittelt und mit den Ergebnissen aus in vitro durchgeführten Versuchen verglichen. Das Verhalten klebender Filme bei Kontakt mit Wasser wurde mit Hilfe der atmosphärischen Rasterelektronenmikroskopie untersucht. Zur Charakterisierung der entwickelten TTS wurden die Beladungskapazität, das Elastizitätsmodul, die Wasserdampfdurchlässigkeit und die Wirkstofffreisetzung herangezogen.
Ergebnisse: Die Berechnung der Adhäsionsarbeit zwischen TTS und Substraten mit hautähnlicher Oberflächenspannung, sowie Nacktmaushaut und Vitro-Skin® stellt sich als geeignet heraus, die Hauthaftung vorherzusagen. Die in vitro bestimmte Okklusivität klebender Filme entspricht nicht immer der Okklusivität auf der Haut, sodass für deren Einschätzung ein in vivo Versuch durchgeführt werden muss. Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen zeigen, dass der Kontakt klebender Filme mit Wasser zum Herauslösen von Substanzen aus den Klebern führt. Die Entwicklung eines TTS mit einstellbarer Okklusivität war sowohl mit textilen Abdeckmaterialien als auch mit textilen Wirkstoffdepots erfolgreich. Dabei können die entwickelten textilen Wirkstoffdepots bis zu 10mal höher beladen werden als herkömmliche TTS.

Aims: The objectives of the present studies were to predict the skin adhesion of different TTS, to predict the skin occlusion of adhesive films, to investigate the behaviour of adhesive films being in contact with water, and to develop a TTS with adjustable occlusion using textiles.
Methods: The peel force, the tensile strength, the work of adhesion, and the skin adhesion of TTS based on clinical data were determined. The occlusion of adhesive films in vitro was determined by different methods in order to predict the occlusion in vivo measured by the transepidermal water loss method. The behaviour of adhesive films was investigated applying the environmental scanning electron microscopy. New TTS were characterised by drug loading capacity, tensile strength, water vapour permeability, and dissolution.
Results: To predict the skin adhesion the calculation of the work of adhesion between the selected TTS and Vitro-Skin®, nude mouse skin as well as with substrates with skin-like surface tensions are suitable. It was not possible to predict the occlusion of films adhering to the skin applying in vitro methods. Changes of adhesive films being in contact with water were observed applying the electron microscopy. The development of TTS with adjustable occlusion was successful using both textile backing layers and textile drug reservoirs. Main advantage of the textile drug reservoir systems is their approximately 10 times higher drug loading capacity.

Keywords:
Kleben; Diffusion; in vitro/in vivo Korrelation; transdermale Wirkstofffreisetzung

adhesion; diffusion; in vitro/in vivo correlation; transdermal drug delivery

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Inhaltsverzeichnis, Abkürzungen (1, i-vii)
1 Einleitung (1-24)
2 Ergebnisse und Diskussionen (25-78)
3 Zusammenfassung und Ausblick (79-81)
4 Experimenteller Teil (82-101)
5 Anhang (A1-A15)
Literaturverzeichnis (I-IX)
Publikationsliste (X)