Franziska Müller

Untersuchungen zur kontaktfreien Applikation von Medikamenten mittels Mikrodosiersystemen: Untersuchungen zur Entwicklung eines computergestützten Arzneimittel-Dosiersystems in der Ophthalmologie

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 20.01.2006

Abstract
In der vorliegenden Arbeit wurde ein Messsystem entwickelt und angewandt, mit dem die Kraft, die unterschiedliche Augentropfenpräparate auf einer Oberfläche erzeugen, charakterisiert wurde. Es wurde gezeigt, dass die Viskosität von Augentropfen Auswirkungen auf die Größe der während der Applikation wirkenden maximalen Kraft hat. Niedrigviskose wässrige Augentropfen oszillieren und begünstigen dadurch das vom Tropfabstand abhängige Auftreten von Kraftspitzen. Eine hohe Viskosität der Lösung verhindert die Oszillation der Tropfen. Die Maximalkraft steigt mit zunehmendem Tropfabstand gleichmäßig an.
Unter Verwendung der In-vitro-Messeinheit wurde die Kraftwirkung eines Augensprays dargestellt. Die von dem Augenspray und einem Augentropfenpräparat erzeugten maximalen Kräfte wurden miteinander verglichen. Während die bei der Augentropfenapplikation wirkenden Maximalkräfte mit zunehmendem Abstand im Trend größer wurden, verringerten sich die Kräfte beim Sprühen.
Im zweiten Teil der Arbeit wurden die Anforderungsliste und die Funktionsstrukturen für ein ophthalmologisches Dosiersystem erstellt. Verschiedene Lösungsmöglichkeiten für die Teilfunktionen der Applikationseinheit des Dosiersystems wurden aufgezeigt und bewertet. In einer Prinzipskizze wurde das Entwicklungskonzept für die Applikationseinheit dargestellt.

In the presented thesis a measuring system was developed and applied where the force exerted by different eye drop preparations on a surface was characterized. It was shown, that the viscosity of eye drops has effects on the quantity of the maximal force effected during the application. Low-viscosity aqueous eye drops oscillate, thus leading to the occurrence of force peaks depending on the drip distance. A high viscosity of the solution obviates the oscillation of the drops. The maximal force steadily rises with increasing drip distance.
Using the in vitro measuring unit the force effect of an eye spray was described. The maximal forces exerted by the eye spray and by an eye drop preparation were compared with each other. Whereas the maximal forces exerted with the eye drop application tended to increase with greater distance, the forces decreased with spraying.
In the second part of the thesis the requirements list and the function structures for an ophthalmic dosage system were developed. Different alternative solutions for the sub-functions of the application unit of the dosage system were demonstrated and evaluated. The developing plan for the application unit was shown in a principle drawing.

Keywords:
Augenspray, Augentropfen, Dosiersystem, In-vitro-Untersuchung, Kraft, Viskosität

eye spray, eye drops, dosage system, in vitro assay, force, viscosity

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Inhaltsverzeichnis (1, I-III)
1. Einleitung und Zielstellung (1-3)
2. Anatomie und Physiologie des menschlichen Auges (4-9)
3. Medikamentöse Therapie von Augenerkrankungen (10-11)
4. Arzneimittel-Dosiersysteme in der Ophthalmologie (12-26)
5. Material und Methoden (27-47)
6. Ergebnisse und Diskussion (48-98)
7. Zusammenfassung (99-100)
8. Literaturverzeichnis (101-107)