Physikochemische Charakterisierung von Poloxamer 407-haltigen Systemen für den potentiellen Einsatz von 5-Aminolävulinsäure in der photodynamischen Therapie

van Hemelrijck, Carlos

doi:10.24355/dbbs.084-201212101030-0

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Physikochemische Charakterisierung von Poloxamer 407-haltigen Systemen für den potentiellen Einsatz von 5-Aminolävulinsäure in der photodynamischen Therapie

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Ziel dieser Arbeit war die physikochemische Charakterisierung von Poloxamer 407 (POX)-haltigen Grundlagen. Hierfür wurde ein pseudoternäres Mischungsdreieck aus Wasser und festen Mischungsverhältnissen von POX/Miglyol® 840 (MIG) (4:1) und Isopropanol (lPA)/Dimethylisosorbid (DMIS) (1:1) aufgestellt. Als Arzneistoffe wurden 5-Aminolävulinsäure (ALA) zur Applikation in der Photodynamischen Therapie und Lidocain als Lokalanästhetikum eingesetzt. Die makroskopische Charakterisierung wirkstofffreier Systeme erlaubte Zubereitungen mit geeigneter Konsistenz für die dermale Applikation zu identifizieren. Mittels Polarisationsmikroskopie und Röntgenweitwinkelbeugung wurde eine Grenze zwischen isotropen/röntgenamorphen und anisotropen/kristallinen Systemen festgestellt. Die Anisotropie wurde auf kristallines POX zurückgeführt. Ferner wurde festgestellt, dass die Mischung aus IPA und DMIS schlechtere Lösungseigenschaften für POX als Wasser hatte. Stabilitätsuntersuchungen über zwölf Monate zeigten, dass nur wenige Zubereitungen entweder mikrobiologisch oder physikochemisch instabil waren, wobei die Kristallinität im anisotropen Bereich zunahm, während fast alle röntgenamorphen Systeme unverändert blieben. Rheologische Untersuchungen mit wirkstoffhaltigen Systemen zeigten, dass die komplexe Viskosität von dem IPA/DMIS und dem POX/MIG-Gehalt abhängig war. Die Gelierungstemperatur wurde durch Interaktionen zwischen MIG, IPA und DMIS stark beeinflusst. Mehrere Zubereitungen mittlerer Konsistenz waren in Bezug auf die ALA-Permeation dem von Grüning (2007) entwickelten Thermogel überlegen. Lidocain permeierte aus dem Thermogel und zwei anderen niedrigviskoseren Systemen am besten. Mittels Röntgenkleinwinkelbeugung wurden mindestens zwei verschiedene kubisch flüssigkristalline Strukturen identifiziert. Kubisch flüssigkristalline Zubereitungen zeigten außerdem gute Permeationsfluxe für ALA, während Lidocain besser aus Systemen ohne flüssigkristalline Struktur permeierte.

The aim of this work was the physicochemical characterization of poloxamer 407 (POX)-based systems. Therefore, a pseudo ternary phase diagram consisting of water and fixed ratios of POX/Miglyol® 840 (MIG) (4:1) and isopropylic alcohol (lPA)/dimethyl isosorbide (DMIS) (1:1) was used. 5-amino levulinic acid (ALA), topically used in photodynamic therapy, and lidocaine, a common local anesthetic, were chosen as model active pharmaceutical ingredients (API). As a first step, the systems containing no API were categorized macroscopically according to their consistencies with special emphasis on appropriate formulations for dermal application. Polarizing microscopy and wide angle X-ray diffraction (WAXD) enabled a clear differentiation between isotropic/amorphous and anisotropic/crystalline systems. Anisotropy was shown to be due to crystalline POX. Furthermore it was shown that the mixture consisting of IPA and DMIS was an inferior solvent mixture for POX compared to water. Only few systems showed microbiological or physicochemical instabilities upon 12 months storage. WAXD was able to show that, while isotropic systems did not change upon storage, anisotropic systems showed an increase in crystallinity. Rheological characterization of API-containing formulations showed that complex viscosity depended on IPA/DMIS and POX/MIG content. The gelation temperature was strongly influenced by interactions between MIG, IPA and DMIS. Regarding permeation behavior several systems showed better permeation fluxes for ALA than the original 'thermogel' (Grüning 2007). Permeation of lidocaine was better for 'thermogel' as well as for two other systems of low viscosity. By means of small angle X-ray diffraction at least two different cubic liquid crystalline microstructures were identified. Cubic liquid crystalline systems showed good permeation fluxes for ALA, while for lidocaine systems without cubic liquid crystalline structure had better permeation fluxes.