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Durch in vitro-Studien konnte gezeigt werden, dass Polihexanid im Vergleich zu anderen bekannten antimikrobiellen Wirkstoffen sowie in Anwesenheit anwendungsnah simulierter organischer Belastungen ein für die Wundantisepsis geeigneter Wirkstoff ist. Im Kontext mit den bekannten Daten zur Verträglichkeit zumindest im Bereich der medizinischen Anwendungskonzentrationen (0,02 % und 0,04 % Polihexanid) und zum Einfluss auf die Wundheilung stützen die hier erhobenen Daten die bestehende Konsensusempfehlung zur Wundantiseptik, nach der Polihexanid zwar auch zur akuten Wundantiseptik, insbesondere aber zur Behandlung chronischer Wunden als geeignet angesehen wird. Auf Basis der biochemischen und biopysikalischen Grundlagen der Wirksamkeit von Polihexanid wurde die Möglichkeit der weiteren Verminderung der Zytotoxizität des Polihexanids bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der bakteriziden Wirksamkeit durch die Bindung an Phosphatidylcholin-haltige o/w-Emulsionen gezeigt; im Testsystem bei gleichzeitiger Anwesenheit von Bakterien und eukaryotischen Zellen unter simulierten Wundbedingungen war bereits die Kombination 0,05 % PHMB / 0,4 % EPC vollständig bakterizid und dabei ohne zytotoxischen Effekt wirksam. Diese Darreichungsform fungiert weiterhin als PHMB-Depot, das auch nach wiederholter Passage durch eine Bakteriensuspension noch die gleiche wundantiseptische Wirksamkeit aufweist wie in der ersten Passage. Erste in vitro- und in vivo-Erfahrungen mit den hier beschriebenen PHMB-haltigen o/w-Emulsionen wurden bereits durch andere Arbeitsgruppen publiziert. Demnach führt diese neue Darreichungsform zu einer größeren Eindringtiefe des Wirkstoffs in die Haarfollikel, die in Bezug auf die Hautfläche das mit Abstand größte Reservoir für die mikrobielle Hautflora und nicht zuletzt auch für eine Repopulation oberflächlich desinfizierter Haut darstellen. Die in vivo–Daten deuten darauf hin, dass mit partikel-gebundenem PHMB eine bessere und nachhaltigere Antisepsis erreicht werden kann als mit freiem PHMB. Zusätzlich zum Beitrag an der Konsensusempfehlung des Polihexanids zur Behandlung chronischer Wunden wird damit als wesentliches Ergebnis der Dissertation die Erschließung von bisher für wässrige PHMB-Lösungen nicht möglicher medizinischer Einsatzorte wie in sensiblen Geweben oder Anwendung bei Neugeborenen, am Auge, in Gegenwart von Knorpel, am Peritoneum und in anderen Körperhöhlen (Blase, Harnröhre, vereiterte Gelenkhöhlen), zur Mukositis-Prophylaxe, bei der Krebschemotherapie, bei Verbrennungen 3. Grades, aber auch in der antimikrobiellen Behandlung von Zellkulturen vorstellbar. Bis zu einer solchen therapeutischen Nutzung sind jedoch noch weitere Studien notwendig. Als günstig dürfte sich erweisen, dass es sich sowohl beim Polihexanid, als auch bei dem hier verwendeten Lipofundin ® um bereits etablierte und gut verstandene Medizinprodukte handelt. Im Kontext der weltweit zunehmenden Antibiotikaresistenzen und Verbreitungswege nosokomialer Erreger bei entsprechend geringer werdenden chemotherapeutischen Interventionsmöglichkeiten durch Antibiotika gewinnt die Möglichkeit des Einsatzes von Antiseptika mit breitem Wirkungsspektrum und guter Verträglichkeit immer mehr an Bedeutung, und dabei auch umso mehr die Erweiterung bestehender Einsatz-Indikationen. Neben der auf den ersten Blick vordringlich erscheinenden Identifikation neuer Wirkstoffe kann nicht zuletzt auf Basis der hier vorgelegten Ergebnisse die auf das gewünschte Wirkumfeld zugeschnittene Modifikation der Darreichungsform bekannter antiseptischer Wirkstoffe als möglicher Weg zur verbesserten antimikrobiellen Therapie herausgestellt werden. Diesem Gedanken folgen beispielsweise bereits Versuche, die die besonderen Eigenschaften von Nanopartikeln oder Peptid-basierten Nanostrukturen für die Bekämpfung von Infektionen und Kolonisationen zu nutzen, wobei deren Einsatz wegen der zum Teil hohen ökologischen Fremdartigkeit für biologische Systeme kritisch evaluiert werden muss. Im Gegensatz dazu ähnelt die Wirkung des Polihexanids auf die zwangsläufig und physiologisch kaum modifizierbar negativ geladenen bakteriellen Zellwandstrukturen dem Wirkmechanismen natürlich vorkommender antibakterieller Peptide wie dem β-Defensin, die einen wesentlichen Bestandteil des evolutionär sehr alten, angeborenen Immunsystems der Vertebraten darstellen – mikrobielle Zellumhüllungen sind anfällig gegenüber polykationischen Verbindungen mit hydrophoben Domänen. Auch das stellt einen Vorteil des Polihexanids gegenüber anderen Antiseptika dar.
In dieser Arbeit wird eine Methode entwickelt und angewendet, mittels welcher Wundauflagen hinsichtlich Endotoxin-Bindungskapazität, bakteriozider Wirkung, Endotoxin-Freisetzung und Zytotoxizität untereinander verglichen werden können. Hierzu werden die Wundauflagen in einer Endotoxin- bzw. Bakterien-Lösung inkubiert und nach festgelegten Kontaktzeiten der Endotoxin- bzw. der Bakteriengehalt im Überstand gemessen. Der Endotoxin-Nachweis erfolgt mittels LAL-Test, die Bakteriensuspensionen werden auf CSA-Platten kultiviert und ausgezählt. Die Untersuchung der Wundauflagen auf Zytotoxizität erfolgt in einem Agarose-Overlay In-vitro-Zytotoxizitätstest. Für Aquacel® ergibt sich die höchste Bindungskapazität für LPS. Der Aktivkohlekern der Wundauflage Actisorb® Silver hat ebenfalls eine hohe Endotoxin-Bindungskapazität. Die Aktivkohle-Auflage CarboFlex® bindet nur eine viel geringere Menge Endotoxins. Bei Contreet-H® kommt es zu einem Anstieg der Endotoxin-Konzentration nach Inkubation. Die silberhaltigen Wundauflagen Actisorb® Silver und Contreet-H® zeigen die beste bakteriozide Wirksamkeit. CarboFlex® und Aquacel® können die Bakterien in geringem Umfang binden, zeigen aber keine bakteriozide Wirksamkeit im eigentlichen Sinne. Unter Inkubation mit der Bakteriensuspension kommt es zu einer maximalen Endotoxin-Freisetzung von 100 EU/ml. Der Zytotoxizitätstest ergibt für Actisorb® Silver eine starke, für die übrigen Wundauflagen eine leichte Zytotoxizität.
Der Gesetzgeber verlangt aus Gründen der Arzneimittelsicherheit für nasal anwendbare Arzneimittel und Medizinprodukte (Nasalia) in Mehrdosisbehältnissen den Zusatz von geeigneten Konservierungsmitteln in angemessener Konzentration (Eu. Pharm. 2001). Diese dienen dem Schutz des Inhalts vor Keimen aus der Umgebung nach Anbruch (mikrobiologische Anbruchstabilität). Es gibt kein Konservierungsmittel, das alle Anforderungen erfüllt und universell für alle Formulierungen einsetzbar ist. Da Konservierungsmittel per Definition Keime abtöten bzw. ihre Vermehrung verhindern muss, ist zwangsläufig eine gewisse Zytotoxizität gegeben. Da die meisten Nasalia immer noch konserviert sind, lässt sich die Forderung des Arzneibuchs nach Zubereitungen zur nasalen Applikation, die nicht reizend sind und keine unerwünschten Wirkungen auf die Funktion der mukoziliaren Clearance ausüben, in diesem Fall nur bedingt erfüllen. Der Kompromiss zwischen Verträglichkeit und mikrobiologischer Sicherheit geht bei den konservierten Präparaten auf Kosten der Verträglichkeit. Dabei addieren sich die zytotoxischen Eigenschaften der arzneilich wirksamen Substanz mit der Zytotoxizität des Konservierungsmittels. Grundsätzlich ist daher der Einsatz von Konservierungsmitteln in der heutigen Zeit zu hinterfragen. Mit Hilfe dieser Substanzen werden nur die Folgen einer mikrobiologischen Kontamination bekämpft, anstatt die Ursachen auszuschließen. Moderne Pumpsysteme machen es möglich, konservierungsmittelfreie Nasensprays herzustellen und so den umstrittenen Zusatz des am häufigsten eingesetzten Konservierungsmittels Benzalkoniumchlorid zu vermeiden. Im Rahmen dieser Arbeit wurden folgende Ergebnisse erzielt: - In der größten und am häufigsten eingesetzten Gruppe der Vasokonstriktiva (Xylometazolin, Oxymetazolin, Tetryzolin, Tramazolin) wurde durch den Verzicht auf Benzalkoniumchlorid ein signifikanter Anstieg der Verträglichkeit registriert. Da diese Kombination von Wirkstoff und Konservierungsmittel besonders zellschädigend ist, ist es empfehlenswert auf konservierte Formulierungen zu verzichten. In der Gruppe der Antiallergika wurden mit Ausnahme von Cromo-ratiopharm analoge Ergebnisse erzielt. Die schlechte Verträglichkeit (Zellwachstum nur 1,1%) der unkonservierten Formulierung ist auf die Matrix (hypoton) zurückzuführen. In der Gruppe der Kortikosteroide sind alle Formulierungen konserviert und schlecht verträglich. Neue Entwicklungspräparate (ölige Matrix, unkonserviert, ohne Hilfsstoffe) sind dagegen gut verträglich. Hier bietet sich eine Möglichkeit, preiswerte und gut verträgliche Präparate herzustellen, vor allem für die Patientengruppen, die über Brennen, Trockenheit oder Irritationen nach Benutzung der herkömmlichen Nasalia klagen. In der Gruppe der Heil- und Pflegemittel mit arzneilichen Zusätzen sind alle un-konservierte Präparate gut verträglich. Der Verzicht auf Benzalkoniumchlorid erhöht die Verträglichkeit. Die getesteten Öle sind ebenfalls gut verträglich. In Bereich der Hormone scheint die Faustregel der besseren Verträglichkeit nach Verzicht auf Benzalkoniumchlorid nicht immer zu gelten. Die wachstumsfördernde Wirkung des Hormons Calcitonin scheint einen Einfluss auf die Ergebnisse der Zytotoxizitätstest zu haben. In der Gruppe saliner Lösungen sind alle Nasensprays konservierungsmittelfrei und gut verträglich. Der Zusatz von Dexpanthenol hat einen positiven Einfluss auf die Verträglichkeit. Der Zusatz von Aloe vera hat keinen keinen Einfluss auf die Verträglichkeit. Die Gruppe der Analgetika besteht vorwiegend aus Entwicklungspräparaten. Der Zusatz von Hyaluronsäure hat einen positiven Einfluss auf die Verträglichkeit, die bis auf Werte im Bereich saliner Lösungen liegen. Hier eröffnet sich eine zukünftige Möglichkeit, gut verträgliche Analgetika herzustellen. Die Reaktion des Gesetzgebers auf die in der Literatur reichlich beschriebenen Nebenwirkungen von Benzalkoniumchlorid lässt hoffen, dass vor allem die neu zugelassenen Nasensprays konservierungsmittelfrei und somit besser verträglich werden.