Medikamente, die unter die Haut gehen

Die orale Einnahme von Medikamenten verursacht häufig Nebenwirkungen. Forscher arbeiten daher statt an Salben, die Wirkstoffe an die Haut abgeben.

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Zu wenig Bewegung, langes – und vor allem falsches – Sitzen: Rückenschmerzen gehören zu den häufigsten Zivilisationskrankheiten. Ein schmerzstillendes Medikament ist rasch geschluckt und lindert die Beschwerden, zumindest vorübergehend. Doch viele dieser Mittel schlagen auf den Magen. Der Rücken ist dann womöglich schmerzfrei – man hat sich aber ein neues, anders gelagertes Leiden zugezogen.

Derartige Nebenwirkungen sind alles andere als selten – doch sie könnten in Zukunft vermeidbar sein: wenn es nämlich gelingt, die orale Aufnahme der Medikamente durch eine kutane Verabreichung zu ersetzen, sprich, wenn die notwendigen Wirkstoffe statt durch den Verdauungstrakt durch die Haut aufgenommen werden – in Form von Cremes oder Gels.


Schutzschild in Schichten. Die Schwierigkeit dabei: Die Haut ist der größte Schutzschild des Menschen, sie hat eigentlich ja die Aufgabe, den Körper gegen Einflüsse aus der Außenwelt abzuschirmen. „Und das ist auch gut so“, sagt die Pharmatechnologin Claudia Valenta vom Department für Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie der Uni Wien. „Krankheitserreger müssen schon einiges aufbieten, um diese Barriere zu überwinden und in unseren Körper zu gelangen.“

Die Wissenschaftler rund um Claudia Valenta erlebten also hautnah, dass es einiges an Raffinesse braucht, um diese perfekt organisierte Hülle zu durchdringen. Sie arbeiten daran, Wirkstoffe durch die Haut in den Organismus einzuschleusen. „Die Haut ist mit ihrem schichtenförmigen Aufbau ein ungemein faszinierendes Gebilde“, schwärmt die Pharmatechnologin, die seit Jahren erforscht, wie das größte Organ des menschlichen Körpers überlistet werden könnte.

Das Element, das bestimmt, wie schnell etwas durch die Haut aufgenommen wird und wie viel davon, ist die oberste Hautschicht, die Hornhaut, so die Forscherin Valenta.


Cremes und Gels.
Die zentrale Frage ist also, wie Cremes und Gels beschaffen sein müssen, damit eine möglichst hohe Konzentration eines Arzneistoffes durch die Haut aufgenommen und dann im Körper verteilt wird. „Derartige Präparate wurden von der pharmazeutischen Technologie in den letzten Jahren bereits entwickelt, sie sind aber in ihrer Wirksamkeit nicht optimal“, sagt Valenta. „Außerdem ist noch unklar, wie genau diese neuen Systeme in die Haut eindringen.“

Valenta und ihre Dissertantin Denise Mahrhauser haben sich deshalb zum Ziel gesetzt, den Mechanismus aufzuklären, mit dem Wirkstoffe und deren Transportmoleküle durch die nahezu undurchdringliche äußerste Hautschicht gelangen. Als Trägermoleküle für das aktuelle Projekt wirken fluorierte Lipide – Fettmoleküle – oder fluorierte Tenside – Lösungsvermittler. Welche Menge des Wirkstoffs durch die Haut geht, wird mithilfe einer Kernspinresonanzspektroskopie mit Fluor, der sogenannten 18Fluor-NMR, festgestellt.

In einem ersten Schritt haben die Wissenschaftlerinnen Mikroemulsionen aus Öl, Wasser und dem jeweiligen Fluor-Tensid hergestellt. Bekanntlich sind Öl und Wasser alleine nicht miteinander mischbar, Öl schwimmt obenauf. Erst durch die Zugabe eines Tensids, das die Grenzflächenspannung zwischen den beiden Flüssigkeiten herabsetzt, lassen sich die beiden vermischen. In das resultierende System wird der Wirkstoff eingearbeitet. Je nach Löslichkeit des Arzneistoffes variiert die Zusammensetzung der sogenannten Mikroemulsion. Grob lässt sich aber sagen, dass ungefähr ein Drittel Öl, ein Drittel Wasser und ein Drittel Tensid eine optimale Kombination ergeben.

Die Mikroemulsion samt Wirkstoff wird dann in Form von Klebestreifen auf die Haut aufgebracht. „Derzeit verwenden wir für die Versuche Schweinehaut, die der menschlichen Haut besonders ähnlich ist. Wir möchten aber auch In-vivo-Versuche durchführen“, erklärt Claudia Valenta. „Nach einer gewissen Einwirkzeit ziehen wir die Klebestreifen ab und analysieren, wie viel vom Wirkstoff und vom Tensid durch die Haut aufgenommen wurde.“

Gearbeitet wird dabei derzeit mit bekannten Modellwirkstoffen: mit den Schmerzmitteln Diclofenac und Ibuprofen – die eben auch bei den erwähnten Rückenschmerzen häufig Anwendung finden –, mit Fluconazol, das zur Behandlung von Scheidenpilz verwendet wird, oder mit Aciclovir, einem Arzneistoff gegen Fieberblasen.


Erstes Raman-Spektrometer. Wie stark der Wirkstoff die Haut durchdringt, wurde bislang mittels Infrarotspektroskopie gemessen. Valenta ist es jedoch nun gelungen, das österreichweit erste Raman-Spektrometer bewilligt zu bekommen (siehe Faktenkasten rechts). „Mit diesem neuen Gerät wird es möglich sein, die Messungen direkt in vivo, also am Unterarm eines Menschen durchzuführen“, erklärt die Forscherin. Darüber hinaus können auch körpereigene Substanzen wie der „Natural Moisturizing Factor“, das sind alle Wasser bindenden Stoffe der Haut, quantifiziert oder Veränderungen durch auf die Haut aufgetragene Substanzen sichtbar gemacht werden.

„Die Messungen mit dieser Technik sind präziser, weil dadurch bis in eine Eindringtiefe von etwa 200 Mikrometern gemessen werden kann“, erklärt die Forscherin die Vorteile des neuen Gerätes. Konkret heißt das, dass sich damit also das Geschehen auch in tieferen Schichten der Oberhaut nachweisen lässt.

Aus den Spektren die richtigen Informationen herauszulesen, ist äußerst komplex. Die Wissenschaftler kooperieren daher mit anderen Forschergruppen. „Wir arbeiten eng mit Physikern zusammen, die für uns die Analysen der gemessenen Spektren vornehmen.“


Keine Botox-Creme. Mögliche Anwendungen gibt es viele, sagt Valenta: „Wir könnten uns Anwendungen im Bereich der Nasenschleimhäute und der Vagina vorstellen.“ Auch für die Herstellung von Anti-Aging-Produkten könnte eine optimale Hautdurchdringung eine große Rolle spielen.

„Die Botox-Creme wird es zwar nicht geben“, so die Forscherin. „Aber mit neuen Transportmolekülen ließen sich mehr Lipide und Proteine in die Hautzellen einschleusen.“ Damit könnte man beispielsweise Kollagen abbauende Enzyme beeinflussen.

Anwendung

Salben. Forscherinnen der Uni Wien arbeiten an Cremes und Gels, durch die Wirkstoffe über die Haut in den Körper geschleust werden können, statt sie oral einzunehmen.

Wirkstoffe. Gearbeitet wird derzeit etwa mit den Schmerzmitteln Diclofenac und Ibuprofen, zudem mit Fluconazol gegen Scheidenpilz und Aciclovir gegen Lippenherpes.

Forschung

Emulsionen sind fein verteilte Gemische aus zwei Flüssigkeiten, die normalerweise nicht miteinander mischbar sind. Milch ist wohl eines der bekanntesten Beispiele dafür. Eine Mikroemulsion besteht aus so kleinen Teilchen, dass das Licht durch diese nicht gestreut wird, sie ist daher durchsichtig.

Unter einer Raman-Spektroskopie versteht man die spektroskopische Untersuchung der Streuung des Lichts an Molekülen oder Festkörpern. Damit lässt sich herausfinden, wie viel von einer bestimmten Komponente in einem Gas, einer Flüssigkeit oder einem Festkörper vorhanden sind.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 13.07.2014)

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