Lipidsysteme als Stratum corneum Modelle: Charakterisierung und Eignung für Permeationsuntersuchungen

Glombitza, Bettina

doi:10.24355/dbbs.084-200511080100-24

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Lipidsysteme als Stratum corneum Modelle : Charakterisierung und Eignung für Permeationsuntersuchungen

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Die Permeabilität der Haut wird im wesentlichen durch die interzelluläre multilamellare Lipidsubstanz des Stratum corneum bestimmt. In der vorliegenden Arbeit wurden in vitro Modell Lipid Systeme für diese Lipide, bestehend aus ungesättigten Fettsäuren, gesättigten Fettsäuren, Cholesterol und Ceramiden und der Einfluß der einzelnen Komponenten auf die Mikrostruktur der Systeme untersucht. Die physikochemische Charakterisierung der Systeme erfolgte mittels optischer, röntgenographischer und thermoanalytischer Methoden. Die Untersuchung der Systeme ergab, daß die Mikrostruktur von der Zusammensetzung beeinflußt wird. Dabei konnte ein Modell System entwickelt werden, das zu den Stratum corneum Lipiden vergleichbare Eigenschaften aufweist. Weiterhin wurden Permeationsuntersuchungen mit Hilfe eines einfachen Modells durchgeführt, um die Barriereeigenschaften der Modelle und den Effekt der zugesetzten Bestandteile auf die Permeabilität zu untersuchen. Hierbei wurden verschiedene topisch applizierbare Arzneistoffe eingesetzt. Die Permeationsuntersuchungen zeigten, daß sich die Barriereeigenschaften mit den zugesetzten Bestandteilen verändern, wobei eine Korrelation zur Mikrostruktur der Systeme gegeben ist. Eine Mischung aus verschiedenen Fettsäuren, Cholesterol und einem Ceramid Gemisch wird als in vitro Modell vorgeschlagen, mit dem sowohl Permeationsstudien durchgeführt, als auch Interaktionen topisch applizierter Arzneistoffe verfolgt werden können.

Stratum corneum consists of several layers of keratinized corneocytes embedded in a lipid matrix of ordered lamellar structure. This lipids are considered to constitute the barrier to percutaneous penetration. Aim of this thesis was to develop an in vitro model system for these lipids. For that purpose mixtures containing unsaturated fatty acids, saturated fatty acids, cholesterol, and ceramides and the influence of these components on the microstructure of these systems were investigated. The systems were characterized using X-ray analysis, optical and thermoanalytical methods. The physicochemical characterization revealed that the microstructure of the systems depends on the composition. An in vitro system was developed which is comparable to stratum corneum lipids regarding the physicochemical properties. Furthermore permeation studies using a simplified model were carried out to investigate the barrier properties of the model lipid systems and the effects of the components on the permeability. Different topically applied drugs were used as donor. The results of the permeation studies revealed that the permeability of the systems is influenced by the added components showing a correlation to the microstructure of the systems. To summarize, a model lipid system containing fatty acids, cholesterol and a mixture of ceramides is proposed as a suitable in vitro model for permeation studies as well as for the investigation of interactions of topically applied drugs.