Transdermale therapeutische Systeme: Silicongel-Adhäsive für wirkstoffhaltige Pflaster
Unsere Studie mit mehr als 20 Wirkstoffen zeigt: Silicongel-Adhäsive ermöglichen eine gezielte Wirkstofffreisetzung – schnell, verzögert oder konstant.
Studie jetzt herunterladenUnsere Studie zeigt, wie sich die Freisetzung kosmetischen, pharma- und nutrazeutischen Wirkstoffen mithilfe von Silicongel-Adhäsiven steuern lässt, sodass sie gleichmäßig, schnell oder verzögert erfolgt.
Für hydrophobe Wirkstoffe haben wir Silicongel-Adhäsive entwickelt, die eine optimale Einbettung erlauben. Diese bieten außerdem eine überlegene Freisetzungsrate und übertreffen handelsübliche Produkte bei Weitem.
Studienergebnisse: Silicongel-Adhäsive für transdermale Pflaster
Unsere Studie im Überblick:
Schwerpunkte:
- Neue Siliconformulierungen zur Verbesserung der Wirkstofffreisetzung
- Kompatibilität mit gängigen Wirkstoffen wie Koffein, Vitamin E, Niacinamid, Curcumin, Melatonin, Retinol (Vitamin A₁), Dexamethason, Ibuprofen; insgesamt wurden mehr als 20 Substanzen getestet
Wichtigste Ergebnisse:
- Medizinische Silicongel-Adhäsive eignen sich für transdermale Pflaster bzw. Arzneipflaster
- stabile Einbettung von Wirkstoffen
- keine unerwünschte Phasentrennung oder Aushärtung
- Im Vergleich zu handelsüblichen Produkten zeigten unsere Systeme auf Siliconbasis eine überdurchschnittliche Wirkstofffreisetzung
- Es sind individuell optimierte Freisetzungsprofile möglich, darunter:
- gleichmäßige Freisetzung
- schnelle Freisetzung für eine hohe Wirkstoffdosis unmittelbar nach der Anwendung
- verzögerte Freisetzung für eine gleichmäßige, langfristige Abgabe
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Prüfung und Bewertung transdermaler therapeutischer Systeme
Die Forscherinnen und Forscher des WACKER Health Care Competence Centers in Ann Arbor (USA) haben im Rahmen einer Vergleichsstudie zu transdermalen therapeutischen Systemen mit Silicongel-Adhäsiven folgende Fragen untersucht:
- Wirkstoffe: Welche Wirkstoffe können in Silicongel-Adhäsive eingebunden werden?
- Verfahren: Wie lässt sich eine möglichst homogene Wirkstoffeinbindung erreichen?
- Transdermale Wirkstoffabgabe: Wie genau diffundiert der Wirkstoff aus der Klebstoffmatrix?
- Steuerung: Welche Freisetzungsprofile können erreicht werden, um die gewünschten Freisetzungsraten und Behandlungsziele zu erreichen?
Mithilfe einer Franz-Diffusionszelle wurden die Hautpenetration sowie die Freisetzung von über 20 Wirkstoffen aus einer maximal 300 Mikrometer dicken Siliconschicht analysiert.
„Wir konnten eine überdurchschnittlich hohe Freisetzung von über 20 Wirkstoffen aus der Klebstoffmatrix nachweisen. Darüber hinaus haben wir gezeigt, dass sich Silicongel-Adhäsive zur Entwicklung neuartiger Freisetzungsprofile eignen.“
Dr. Ufuk Karabiyik, Forschungsleiter am Health Care Competence Center in Ann Arbor (USA)Optimale Freisetzung für Wirkstoffpflaster und Beauty-Pads
Bei vielen Anwendungen ist es besonders wichtig, dass der Wirkstoff konstant und gleichmäßig freigesetzt wird. Silicongele eignen sich hierfür ideal und sind somit eine vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Haftklebstoffen.
Mithilfe transdermaler Pflaster können Hormone und andere Wirkstoffe über einen längeren Zeitraum hinweg gleichmäßig freigesetzt werden.
Die Verabreichung von Arzneimitteln und Nutrazeutika (Hautpflegewirkstoffen) mittels transdermaler Pflaster oder topischer Applikation bietet mehrere Vorteile:
- Der Wirkstoff wird gleichmäßig über die Haut aufgenommen.
- Das Arzneimittel gelangt direkt in den Blutkreislauf.
- Gastrointestinale Nebenwirkungen werden vermieden.
- Ein häufiger Wechsel des Pflasters ist nicht notwendig.
- Die Therapieadhärenz wird erleichtert und somit verbessert.
Moderne Pflaster können weitaus mehr, als nur Wunden abzudecken und zu schützen. Als transdermale therapeutische Systeme verfügen sie über funktionelle Schichten, die Wirkstoffe speichern und freisetzen können.
Dadurch eröffnen sich neue Möglichkeiten für:
- medizinische Anwendungen (transdermale Arzneimittelpflaster, z. B. Hormontherapie, Schmerztherapie, Alzheimer-Behandlung)
- nicht verschreibungspflichtige Produkte (z. B. rezeptfreie Wirkstoffe, Nahrungsergänzungsmittel, pflanzliche Heilmittel)
- Kosmetik und Wellness (z. B. Anti-Aging)
- orthetische Behandlung (Hautpflege für Prothesenträger)
Gängige Arten von transdermalen Pflastern:
Musterbeschichtung eines medizinischen Silicongel-Adhäsivs der Marke SILPURAN® auf einer PU-Trägerfolie
WACKER hat ein Verfahren zur systematischen Vorbereitung und Prüfung von Silicongel-Adhäsiven für transdermale therapeutische Systeme entwickelt. Für die Tests kamen Silicongel-Adhäsive aus unserem SILPURAN® Portfolio zum Einsatz.
Diese zeichnen sich durch folgende Eigenschaften aus:
- hautfreundlich und biokompatibel
- allergieneutral
- atmungsaktiv und geruchsneutral
- leicht zu entfernen und neu anzubringen
- breites Spektrum an Haftstärken
- einstellbares Freisetzungsprofil von Wirk- und Arzneistoffen
Die Silicongel-Adhäsive der Marke SILPURAN® von WACKER gehören zu den additionsvernetzenden RTV-Siliconen (Vulkanisation bei Raumtemperatur). Sie bestehen aus zwei Komponenten: einer Siliconkautschukbasis und einem Vernetzer.
SILPURAN® Silicongele:
- ergeben besonders weiche Vulkanisate
- vernetzen bereits bei Raumtemperatur
- weisen eine hohe Reinheit auf
- verleihen dem Fertigprodukt eine hervorragende mechanische Festigkeit
- enthalten einen Platinkatalysator (Reaktivität ist bei der Verarbeitung zu berücksichtigen)
Transdermale Pflaster werden zunehmend für nicht verschreibungspflichtige und kosmetische Produkte verwendet. WACKER hat deshalb spezielle Silicongele entwickelt, die für die Einbettung der gängigsten Substanzen geeignet sind.
Das Ziel war, eine möglichst hohe und präzise Freisetzung zu erreichen, ohne die strukturelle Integrität der Klebeschicht zu beeinträchtigen. Zu diesem Zweck wurde der Wirkstoff in eine maximal 300 Mikrometer dicke Matrix aus Silicongel eingebettet.
Es wurden mehr als 20 Wirkstoffe getestet, darunter:
- Therapeutika, z. B. Dexamethason, Ibuprofen
- nichtsteroidale Antirheumatika, z.B. Diclofenac
- Antimikrobielle Wirkstoffe
- rezeptfreie Wirkstoffe wie Koffein, Melatonin
- Nahrungsergänzungsmittel, z. B. Curcumin
- Vitamine, z. B. Vitamin E, Niacinamid (Vitamin B₃), Retinol (Vitamin A), Vitamin C
- gängige Wirkstoffe für Anwendungen in den Bereichen Personal Care und Wellness
- pflanzliche Heilmittel
Folgendes wurde geprüft:
- Hautdurchdringung (Geschwindigkeit der Freisetzung der eingebundenen Stoffe und deren Aufnahme über die Haut)
- Freisetzungsprofile einzelner Wirkstoffe
- Diffusion der Wirkstoffe
- Optimierung der Adhäsionseigenschaften (Klebkraft, Haftung, Scherkraft)
Vom Rohstoff zur Analyse: Verfahren zur Herstellung und Evaluierung von Silicongel-Adhäsiven für transdermale therapeutische Systeme
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Die Franz-Diffusionszelle wird häufig verwendet, um die Hautpenetration und die Wirkstofffreisetzung aus verschiedenen Formulierungen, die beispielsweise in transdermalen Pflastern enthalten sind, zu untersuchen.
Die Freisetzungsraten wurden mit einer Franz-Diffusionszelle oder einem Orbitalschüttler ermittelt.
Mithilfe der Franz-Diffusionszelle lässt sich das Verhalten von Wirkstoffen und Formulierungen nach dem Anbringen des Pflasters auf der Haut simulieren.
Bei diesem System wird die Probe auf einer Membran platziert. Um die Wirkstofffreisetzung zu messen, wird das Permeat aufgefangen, welches die Membran durchdringt.
Zur Prüfung der transdermalen Diffusion wurde das Ausmaß der Hautpenetration mit einer Strat-M® Membran ermittelt.
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„Transdermale Pflaster mit einer Klebeschicht aus Silicongel sind sehr vielseitig einsetzbar. Die Freisetzungsgeschwindigkeit des Wirkstoffs lässt sich optimal an das jeweilige Behandlungsziel anpassen. Darüber hinaus sind Silicongele besonders hautverträglich.“
Dr. Ming Guo, Leitende Wissenschaftlerin am Health Care Competence Center in Ann Arbor (USA)Die vollständige Studie können Sie hier herunterladen!
Download
- Silicongel-Adhäsive für die transdermale Verabreichung
- Produktentwicklungsansatz
- Aufbau und Ergebnisse der Studie
- Freisetzungsprofile von Retinol (Vitamin A₁), Vitamin B₃, Vitamin E, Koffein, Melatonin und Grüntee (teilweise im Vergleich zu handelsüblichen Pflastern)