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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-56825
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/5682/


Hardung, Hendrik

Semifluorierte und perfluorierte Verbindungen zur topischen und parenteralen Anwendung

Semifluorinated and perfluorinated substances for topical and parenteral application

Dokument1.pdf (15.241 KB) (md5sum: 53872bd3f9ead9bb14d1d8fca6ee3fe6)

Kurzfassung in Deutsch

Die semifluorierten Alkane (z. B. Perfluorhexyloctan, F6H8) besitzen ähnliche Eigenschaften wie perfluorierte Verbindungen (z. B. Perfluordekalin). So sind die semifluorierten Alkane äußerst inert und damit untoxisch und biokompatibel. Sie zeigen eine erhöhte Löslichkeit für Sauerstoff und Kohlendioxid. Im Vergleich zu den perfluorierten Verbindungen sind die semifluorierten Alkane lipophiler und haben eine geringere Dichte, was unter anderem zum Einsatz von F6H8 in der Augenheilkunde geführt hat.

In verschiedenen Versuchen wurde der Einsatz der semifluorierten Alkane für die topische Anwendung untersucht. So konnte zum einen gezeigt werden, dass F6H8 keine Penetration in das Stratum corneum und damit in die Haut zeigt. Zum anderen verbessert F6H8 die Permeation verschiedener Modellwirkstoffe (z. B. Diclofenac) durch die Haut. Hierzu wurde nach Applikation der wirkstoffhaltigen Zubereitung die Haut mit F6H8 überschichtet. Der beobachtete Effekt konnte auf eine Okklusion der Haut und in Folge auf eine Erhöhung der Permeabilität des Stratum corneum zurückgeführt werden.

Unter Verwendung biokompatibler Emulgatoren (z. B. Lezithin) lassen sich die semifluorierten Alkane und perfluorierten Verbindungen in Nanoemulsionen des Typs O/W überführen. In dieser Arbeit wurden unterschiedliche Nanoemulsionen mit F6H8 bzw. perfluorierten Verbindungen entwickelt, die durch Autoklavieren sterilisiert werden können und danach eine Stabilität über mehrere Monate zeigen. Während der Untersuchungen zeigte sich, dass die Wahl der Hilfsstoffe einen großen Einfluss auf die Autoklavierbarkeit und Stabilität der Formulierung hat.

Die erhöhte Gaslöslichkeit des F6H8 für Sauerstoff und Kohlendioxid könnte eine Anwendung der Verbindung in reiner Form oder als Nanoemulsion zur Unterstützung der Wundheilung ermöglichen. Die Versuche wurden stellvertretend an der HaCaT-Zelllinie durchgeführt. Unter Einfluss von F6H8 bzw. einer F6H8-haltigen Nanoemulsion konnte jedoch kein positiver Effekt auf das Wachstum der HaCaT-Zelllinie beobachtet werden.

Eine neue Anwendung stellt der Einsatz von perfluorierten Verbindungen für das in vivo Monitoring von inflammatorischen Prozessen mit Hilfe der 19F/1H-Magnetresonanzbildgebung (MRT) im Körper dar. Hierbei wird die perfluorierte Verbindung zunächst in eine Nanoemulsion überführt und anschließend intravenös appliziert. Im Blutkreislauf werden die Nanoemulsionspartikel von Makrophagen und Monozyten phagozytiert und aufgrund deren Funktion in der Immunantwort an den Ort der Entzündung transportiert. Mit Hilfe der 19F-MRT kann die perfluorierte Verbindung detektiert und mit Hilfe der 1H-MRT im Körper lokalisiert werden. In zwei verschiedenen Entzündungsmodellen (Myokard- und Hirninfarkt) konnte das Konzept und durch weitere Untersuchungen auch der genannte Mechanismus bestätigt werden.


Kurzfassung in Englisch

Semifluorinated alkanes (e. g. perfluorohexyloctane, F6H8) have comparable properties to perfluorinated substances (perfluorocarbons). They are inert, non-toxic and biocompatible and they show a high solubility for oxygen and carbon dioxide. In contrast to perfluorocarbons semifluorinated alkanes are more lipophilic and have a lower density, which is the reason for using F6H8 in ophthalmology.

Topical application of semifluorinated alkanes was investigated. F6H8 does not penetrate the stratum corneum, i. e. not the skin. But it increases the permeation of different drugs (e. g. diclofenac) through the skin. After the application of a drug containing preparation F6H8 was applied onto the skin and the resulting occlusion of the skin enhanced the permeation of different drugs.

Using biocompatible surfactants (e. g. lecithin) o/w emulsions based on semifluorinated alkanes or perfluorocarbons were produced. Different emulsions containing F6H8 and perfluorocarbons, respectively, were developed. After preparation the emulsions were sterilized in a steam autoclave and they were stable over a period of several months. The choice of excipients has a big influence on stability and autoclavibility of the resulting formulation.

The high solubility of F6H8 for oxygen and carbon dioxide could be a possibility for using F6H8 or a F6H8 containing emulsions to influence wound healing. Investigations were performed on HaCaT cell lines and no positive effects on growth of the cell lines were observed.

A new approach is the application of perfluorocarbon for in vivo visualization of inflammatory processes by magnetic resonance imaging (MRI). After injection, emulsified particles are taken up by the monocyte/macrophage system and are transported to areas of inflammation. Using 19F MRI the perfluorocarbons can be detected and localized by 1H MRI within the body. Feasibility of this application was shown in two separate murine models of inflammation (acute cardiac and cerebral ischemia).


SWD-Schlagwörter: Penetration
Freie Schlagwörter (deutsch): Haut , Permeation , F6H8 , MRT , Entzündung
Freie Schlagwörter (englisch): inflammation , skin , permeation , F6H8, MRI
Institut: Institut für Pharmazeutische Wissenschaften
Fakultät: Fakultät für Chemie, Pharmazie und Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Chemie
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Schubert, Rolf (Prof. Dr.)
Quelle: In vivo monitoring of inflammation after cardiac and cerebral ischemia by fluorine magnetic resonance imaging. Circulation. 2008 Jul 8;118(2):140-8.
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 29.07.2008
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 18.08.2008
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