Innovative Formulierungen für besseren Lichtschutz

Die schädigenden Auswirkungen der einzelnen Strahlenbereiche des Lichts auf den Organismus stehen im Zusammenhang mit der Durchlässigkeit der Haut für Licht verschiedener Wellenlängen. Eine Verringerung der Wellenlänge führt zu einer Erhöhung der Strahlungsenergie, wobei jedoch die Eindringtiefe abnimmt. Dennoch ist die Strahlung in den tieferliegenden Schichten der Dermis und Subcutis photochemisch aktiv. UV-A Strahlung kann das dermale Bindegewebe ebenso erreichen, wie auch die kutanen Blutgefäße. Sie schädigt das Bindegewebe durch Austrocknung, was zu einer aktinischen Elastose führt und damit zu einer vorzeitigen Hautalterung. UV-A Strahlen können die DNA indirekt über die Bildung von freien Radikalen und reaktivem Sauerstoff schädigen. Die Induzierung von Radikalen gilt ebenfalls als wesentlicher Faktor des Hautalterungsprozesses. Durch UV-B-Strahlen können akute Lichtschäden wie das Strahlenerythem, aber auch chronische Lichtschäden wie Hautkarzinome verursacht werden. Der physikalische Lichtschutz vor diesen Strahlungen beruht auf der Anwendung von partikulären Lichtschutzfiltersubstanzen wie Titandioxid und Zinkoxid. Titandioxid wird als toxikologisch unbedenklicher Stoff eingestuft und unter anderem in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. Titandioxide mit einer Partikelgröße von 200 bis 220 nm werden als Pigment in der dekorativen Kosmetik eingesetzt. Als Filtersubstanzen in Sonnenschutzformulierungen kommen mikrofeine Titandioxide zur Anwendung. Sie nehmen eine Sonderstellung ein zwischen den absorbierenden und reflektierenden Substanzen, da sie neben der Titandioxideigenen Fähigkeit zur Absorption von ultravioletten Strahlen auch aufgrund der Teilchengröße von unter 100 nm ein geringes Streuvermögen im sichtbaren Bereich aufweisen. Um Titandioxid in Sonnenschutzformulierungen einzuarbeiten wurde nach stabilen galenischen Formulierungen gesucht. Ein Coating der Titandioxidpartikel soll die Photostabilität erhöhen und die Bildung von Radikalen zurückdrängen. Radikalreaktionen werden für eine Vielzahl von entzündlichen Hautreaktionen und degenerativen Prozessen verantwortlich gemacht. Das für das Coating verwendete Carnaubawachs beeinflusst darüber hinaus ebenfalls die Dispergiereigenschaften der Mikropartikel.

Bildung von Lipidnanopartikeln

Lipidnanopartikel oder solid lipid nanoparticels (SLN) haben eine Größe von 50 bis 1000 nm. Sie werden durch Hochdruckhomogenisation hergestellt und weisen eine Reihe von Vorteilen als Arzneistoffträger auf. So erhöhen sie die chemische und physikalische Stabilität und weisen eine geringe Toxizität auf, es sind lösungsmittelfreie biokompatible Materialien. Durch die reduzierte Partikelgröße weisen sie adhäsive und okklusive Eigenschaften auf. Von Nachteil sind Aggregationsphänomene und das Herausdrängen des Wirkstoffes aus dem erstarrten Lipid. Eine Weiterentwicklung sind die sogenannten nanostrukturierten Lipidcarrier (NLC), die Müller-Goymann vorstellte. Darunter versteht man Lipidnanopartikel, die im festen Lipid ein flüssiges Lipid dispergiert enthalten. Die Beladung mit Arzneistoff und die Langzeitstabilität ist verbessert, so dass es zu weniger Wirkstoffverlust bei der Lagerung kommt. Wird Titandioxid hier eingearbeitet erhält man eine mizellähnliche Flüssigkeit, die noch versprühbar ist.

Neue Formulierung für die photodynamische Therapie

Im Rahmen der photodynamischen Therapie bei der aktinischen Keratose wird die 5-Aminolävulinsäure in Verbindung mit Licht definierter Wellenlänge eingesetzt. Das Problem: Bei apothekenüblichen Rezepturen ist die Herstellung problematisch, weil 5-ALA einerseits als polare Aminosäure relativ schlecht in die Haut eindringt und andererseits in ihrer chemischen Stabilität begrenzt ist. Damit ist die Herstellung extrem aufwendig und die Anwendung für den Patienten auch, da der Wirkstoff auf die Haut aufgetragen wird und dann unter Lichtausschluss längere Zeit einwirken muss. Ziel war es daher, eine neue halbfeste Zubereitung für die 5-ALA-Anwendung zu entwickeln. Es entstand das sogenannte Thermogel, eine halbfeste Zubereitung aus fünf Komponenten in definierter quantitativer Zusammensetzung (Poloxamer, Isopropylalkohol, Dimethylsorbid, Miglyol^® , Wasser), die bei 12,7°C einen Sol/Gel-Übergang zeigt. Aufgrund ihres thermoreversiblen Gelierungsverhaltens ist die Rezeptur daher bei Kühlschranktemperatur flüssig, während sie bei einer Raumtemperatur eine cremeartige Konsistenz annimmt. Das Thermogel ist einfach und kostengünstig herzustellen und ermöglich mit seiner thermoreversiblen Gelierung das Lösen von Arzneistoff in der Kälte. Zudem eignete sich die halbfeste Konsistenz sehr gut für die dermale Applikation, sie lässt sich einfach auf die zu behandelnden Hautstellen auftragen und läuft von dort nicht wieder ab. Die Arbeitsgruppe um Müller-Goymann zeigte die Vorteile im Zusammenhang mit der photodynamischen Therapie auf. In den Untersuchungen wurde eine hervorragende Permeationsverbesserung für 5-Aminolävulinsäure erreicht, die Lag-Zeit konnte verkürzt werden – und damit wurden auch die Wartezeiten für den Patienten stark verkürzt. Zudem war der 5-ALA-Flux aus der neuen Formulierung im Vergleich zu bisher zur Verfügung stehenden Grundlagen wie Dolgit^® Mikrogel oder Basiscreme 10- bis 25-mal größer. Vermutet wird, dass die Hautstruktur aufgelockert wird und der Wirkstoff so auch in tiefere Hautschichten eindringen kann. Die Inhaltsstoffe scheinen synergistische Effekte im Hinblick auf die Permeationsförderung zu zeigen. Die neue Formulierung ist mit apothekenüblichen Rührwerken relativ leicht herzustellen. Die 5-Aminolävulinsäure ist wegen ihrer begrenzten chemischen Stabilität auch in der neuen Formulierung genauso instabil, wie in anderen Formulierungen. Daher sollte die Herstellung erst kurz vor der Anwendung erfolgen. Nach Anbruch ist die 5-ALA im Thermogel zwei Wochen stabil. ck