Polykationische Oligomere und Polymere als Breitband-Konservierungsstoffe für Arzneimittel zur Anwendung am Auge

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Viele Menschen nutzen täglich wässrige Augentropfen zur Behandlung z.B. eines erhöhten Augeninnendruckes, einer Infektion oder von allergischen Beschwerden. Diese sind häufig in Mehrdosenbehältnissen verpackt. Wird kein spezielles Behältnis verwendet, welches die Zubereitung schützt, können bei der Anwendung Mikroorganismen in die Flüssigkeit gelangen. Um den Anwender vor Infektionen zu schützen, fordert das Europäische Arzneibuch, dass wässrige Augentropfen ein geeignetes Konservierungsmittel enthalten müssen. Dies gilt auch für Medizinprodukte, die direkt oder indirekt am Auge angewendet werden, wie künstliche Tränen oder Reinigungs- und Aufbewahrungslösungen für Kontaktlinsen. Aufgrund ihres breiten Wirkspektrums wird zur Konservierung sehr häufig die quartäre Ammoniumverbindung Benzalkoniumchlorid eingesetzt. Bei einem kurzen oder seltenen Gebrauch ist Benzalkoniumchlorid unbedenklich. Werden benzalkoniumchloridhaltige Augentropfen häufig oder dauerhaft angewendet, treten vermehrt Begleiterscheinungen wie allergische Reaktionen oder Entzündungen auf. Als Alternative kann das neue Konservierungsmittel Polyquaternium-1 verwendet werden. Wie Benzalkoniumchlorid ist Polyquaternium-1 eine quartäre Ammoniumverbindung. Allerdings ist es auch bei langer oder häufiger Anwendung gut verträglich. Nachteilig ist sein Wirkspektrum. Es ist weniger breit und schließt Pilze wie Aspergillus brasiliensis oder Candida albicans nicht mit ein. Da viele Menschen täglich konservierungsmittelhaltige Produkte am Auge anwenden, war es das Ziel dieser Arbeit, neue wirksame und verträgliche Konservierungsmittel zu entwickeln. Dazu wurden ausgehend von Polyquaternium-1 verschiedene Oligomere und Polymere entworfen und synthetisiert. Die Produkte ließen sich aufgrund ihrer Struktur in drei Gruppen einteilen. Die erste Gruppe enthielt Copolymere aus N,N,N’,N’-Tetramethyl-1,4-diaminobutan und 1,4-
Dibrombutan mit N,N-Dimethyloctylamin- bis N,N-Dimethylhexadecylamin-Endkappen. Die zweite Gruppe umfasste sowohl dipyridinhaltige Dimere und Polymere sowie Dipiperidin-Polymere. Die Oligomere der dritten Gruppe verfügten über ein 4,4’-Bipyridinelement. Von diesen oligomeren und polymeren kationischen Verbindungen wurde die Wirksamkeit gegen die Mikroorganismen Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylokokkus aureus, Aspergillus brasiliensis und Candida albicans untersucht. Im zweiten Schritt wurde die Zytotoxizität der verschiedenen Oligomere und Polymere an Zellkulturen aus humanen cornealen Epithelzellen untersucht. Um abschätzen zu können, in wie weit sich die Verbindungen auf epitheliale Barrieren auswirken können, wurde an MDCK I Monolayern der transepitheliale elektrische Widerstand untersucht. Um den Einfluss auf den passiven Stofftransport abschätzen zu können, wurden Permeationsstudien mit Mannitol und einem Zellkulturmodell der humanen Cornea durchgeführt. Abschließend wurden die erhaltenen Ergebnisse verglichen, um mögliche Strukturwirkungsbeziehungen ermitteln zu können.