Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines Modells zur in-situ Untersuchung der Arzneistoffpenetration mittels konfokaler Raman-Mikrospektroskopie

Für die Wirksamkeit von Dermatika spielt die in die Haut penetrierte Arzneistoffmenge eine entscheidende Rolle. Den Penetrationsverlauf einer Substanz im zeitlichen Verlauf zu bestimmen ist mit konventionellen Methoden sehr zeit- und arbeitsaufwendig. Durch eine kontinuierliche in-situ-Messung wird die Untersuchungszeit auf die reine Inkubationszeit reduziert, wodurch die Entwicklung von Dermatika deutlich beschleunigt wird. Dies ist insbesondere für KMU von großer Bedeutung, da neue Produkte schneller auf den Markt gebracht werden können und so die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen steigt.

Die konfokale Raman-Mikroskopie ist eine solche Methode. Sie ermöglicht eine kontinuierliche in-situ Messung, da sie chemisch sensitiv und nicht zerstörend ist sowie ortsaufgelöste Messungen in kurzer Zeit ermöglicht. Um die Penetration von Arzneistoffen in die Haut zu messen, wird sie im Rahmen des Projekts mit dem konventionellen Versuchsaufbau der Franz-Diffusionszelle kombiniert. Die Haut kann so in der Penetrationszelle direkt unter dem Objektiv des Raman-Mikroskops mit der Formulierung inkubiert werden. Zur Etablierung der Methode werden deuterierte Substanzen eingesetzt. Anschließend wird die Penetration typischer hydrophiler und lipophiler Markersubstanzen aus Lösungen untersucht. Danach wird zu realitätsnäheren Formulierungen, wie Gelen und Öl-in-Wasser-Emulsionen übergegangen, um zu evaluieren, ob eine Messung der Penetration möglich ist, sofern die Zubereitung auf der Haut verbleibt. In einem weiteren Schritt werden Modellformulierungen mit und ohne Penetrationsverbesserer verwendet, um dessen Wirkung auf die Penetration sichtbar zu machen. Zudem erfolgt ein Abgleich der erhaltenen Daten mit Daten aus in-vivo-Messungen, um zu zeigen, dass die Methode prinzipiell in der Lage ist, die in-vivo-Situation abzubilden.

Ergebniszusammenfassung:

Die wirtschaftliche Bedeutung des Vorhabens für kleine und mittlere Unternehmen ergibt sich aus den folgenden Überlegungen: Immer noch sind 67% der deutschen pharmazeutischen Unternehmen, kleine und mittelständische Unternehmen. Die Situation der mittelständischen deutschen Pharma-Unternehmen wird vom Bundesverband der Pharmazeutischen Industrie (BPI) als immer schwieriger beschrieben, da sie in einem immer stärker regulierten Gesundheitsmarkt bestehen müssen, während Entwicklungs- und Marketingkosten weiterhin hoch sind. Die mittelständischen Unternehmen lösen dies, indem sie sich erfolgreich auf einzelne Indikationsgebiete und Nischenmärkte spezialisiert haben (dazu können auch Dermatika gezählt werden) und sich vor allem in Schrittinnovationen engagieren. Gerade hier kann das vorgeschlagene Projekt eine Hilfe sein, da es sich um eine Schrittinnovation im Bereich der Analytik handelt, welche die Penetrationsuntersuchung von Arzneistoffen in die Haut beschleunigt. Nachdem die Methode nun etabliert ist, können interessierte Pharma-Unternehmen auf die Daten und Methodik zugreifen und in ihren Betrieb integrieren. Dies kann Neuentwicklungen wie auch Weiterentwicklungen auf Grundlage bestehender Arzneimittel beschleunigen und kosteneffizienter gestalten und damit einen Wettbewerbsvorteil sichern. Weitere Nutzer der Projektergebnisse sind Unternehmen der Kosmetikindustrie, welche die Penetration von aktiven Kosmetik-Inhaltsstoffen untersuchen können. Außerdem sind Auftragslabore zu nennen, welche derartige Untersuchungen für Pharma- und Kosmetikunternehmen anbieten können. Die Anwendung der Ramanmikrospektroskopie zur Untersuchung der Hautpenetration wird derzeit im Rahmen von Richtlinien der Europäischen Arzneimittelbehörde EMA stark diskutiert. Es ist daher in den nächsten Jahren mit einem deutlich erhöhten Interesse und einer verstärkten Anwendung der im Projekt entwickelten Methode zu rechnen.