Einfluss des Lipidmusters und der Morphologie der Epidermis auf transdermale Permeationsraten im In-vitro-Versuch

In-vitro-Permeationsversuche werden sowohl in der pharmakologischen, der toxikologischen als auch der kosmetischen Forschung zur näheren Charakterisierung des transdermalen Stofftransportes eingesetzt. Die Versuchsergebnisse unterliegen dabei stets erheblichen Ergebnisschwankungen, deren maßgebliche Ursachen Unterschiede in den biochemischen und morphologischen Hauteigenschaften sind. Mit der vorliegenden Arbeit wurde ein umfassender Vergleich morphologischer Parameter sowie epidermaler Lipidkompositionen von vier dermatologisch relevanten Hautmodellen angestrebt (Rinder: Euterhaut, Schweine und Hunde: laterale Bauchhaut, Ratten: Bauch- und Rückenhaut). Ziel der durchgeführten Untersuchungen war es, den Einfluss dieser Hauteigenschaften auf den transdermalen Stofftransport näher zu charakterisieren, um somit eine Grundlage für die weitere Entwicklung topisch applizierter Arzneimittel in der Veterinärmedizin zu schaffen. Zudem wurde die untersuchte Haut hinsichtlich ihrer Eignung als Ersatzmaterial für Humanhaut in In-vitro-Diffusionsversuchen bewertet. Dazu wurden morphologische Hautparameter (u.a. Dicke der Epidermis) an Kryostatschnitten (Hämatoxilin-Eosin gefärbt) untersucht. Die Untersuchung der epidermalen Lipide erfolgte mittels Hochleistungsdünnschichtchromatographie (HPTLC). Es wurde gezeigt, dass sich der morphologische Hautaufbau (z.B. die Haarfollikeldichte) ebenso wie die epidermale Lipidzusammensetzung zwischen den verschiedenen Spezies erheblich unterscheidet. Darüber hinaus wurde die Permeation der nichtsteroidalen Antiphlogistika Flufenaminsäure, Ibuprofen, Indomethacin sowie Salicylsäure über 30 Stunden an Spalthaut (500 µm Dicke) der vier Spezies in der Diffusionszelle nach FRANZ (1975) untersucht. In den Versuchen wurde für jede Testsubstanz die gleiche Reihenfolge der Permeabilität der untersuchten Spezies festgestellt: Schwein < Hund < Rind < Ratte. Zudem wies jede Tierart die gleiche Abfolge der Testsubstanzpermeabilität auf (Salicylsäure < Indomethacin < Ibuprofen < Flufenaminsäure), die positiv mit der Lipophilie und negativ mit dem Schmelzpunkt der eingesetzten Substanzen korrelierte. Beim Vergleich der Permeationsraten der einzelnen Tierarten mit den untersuchten hautphysiologischen Parametern wurden Zusammenhänge zwischen der Hautdurchlässigkeit und der Dicke des Stratum corneum (negative Korrelation) sowie dem epidermalen Gesamtlipidgehalt (positive Korrelation) festgestellt. Ein direkter Einfluss einzelner Lipidfraktionen der Epidermis auf die transdermale Permeation wurde trotz Hinweisen aus der einschlägigen Literatur nicht nachgewiesen. Die vorliegende Arbeit zeigt einen deutlichen Zusammenhang zwischen der Hornschichtdicke sowie dem epidermalen Gesamtlipidgehalt und der Hautdurchlässigkeit von den nichtsteroidalen Antiphlogistika Flufenaminsäure, Ibuprofen, Indomethacin und Salicylsäure bei vier dermatologisch relevanten Hautmodellen. Porcine Haut erweist sich aufgrund der ähnlichen Morphologie und epidermalen Lipidzusammensetzung als geeignetes Ersatzmaterial zu humanem Material. Allerdings sind auch die untersuchten Häute der Spezies Hund, Ratte und Rind in Abhängigkeit von der Fragestellung als Vergleichsmodelle zur menschlichen Haut geeignet.