Entwicklung einer antibakteriell beschichteten Harnleiterschiene

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer antibakteriell beschichteten Harnleiterschiene. Dies soll dazu dienen, Komplikationen im Zusammenhang mit der Bildung von Biofilmen zu vermeiden oder zu verringern. Aus einer Auswahl verschiedener antibakteriell wirksamer Arzneistoff...

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Main Author: Belz, Elvira
Contributors: Keusgen, Michael (Prof. Dr.) (Thesis advisor)
Format: Dissertation
Language:German
Published: Philipps-Universität Marburg 2009
Pharmazeutische Chemie
Subjects:
Online Access:PDF Full Text
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Description
Summary:Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung einer antibakteriell beschichteten Harnleiterschiene. Dies soll dazu dienen, Komplikationen im Zusammenhang mit der Bildung von Biofilmen zu vermeiden oder zu verringern. Aus einer Auswahl verschiedener antibakteriell wirksamer Arzneistoffe wurde Ethacridinlactat als geeignet ausgewählt. Dieser Entschluss wurde mit Hilfe von Spektralphaseninterferenz (SPI) getroffen, eine Methode bei der man Bindungsereignisse auf einem Messchip in Echtzeit beobachten kann. Es standen zwei Immobilisierungsansätze zur Auswahl. Nach den SPI-Messungen wurde entschieden, sich auf die Immobilisierung direkt im Material der Harnleiterschiene (Polyurethan) zu konzentrieren, da über Spacer-Moleküle keine größeren Wirkstoffmengen immobilisiert werden können. Ethacridinlactat wurde im Polyurethan immobilisiert, indem das Polymer durch wirkstoffhaltige Lösungsmittel aufgequollen wurde. Beim Trocknen des Polymers wurde Ethacridinlactat dann in die Matrix eingeschlossen. Der Erfolg wurde mit Hilfe von Freisetzungsversuchen beurteilt. Die Bestimmung der freigesetzten Wirkstoffmengen erfolgte dabei zu Beginn durch die UV/Vis-Spektroskopie, später wurde auf die Fluoreszenzspektroskopie gewechselt. Die höhere Empfindlichkeit der letzteren Methode brachte eine Vielzahl von Vorteilen mit sich. Von den per Freisetzung untersuchten Lösungsmitteln erwiesen sich sowohl Ethanol als auch Methanol als geeignet. Wegen der geringeren Toxizität wurde schließlich Ethanol ausgewählt. Bei der Untersuchung verschiedener Beschichtungen aus amorphem Kohlenstoff konnten keine Unterschiede hinsichtlich der Freisetzungseigenschaften zwischen den Beschichtungen festgestellt werden. Aus den unbeschichteten Schläuchen wurden geringfügig niedrigere Wirkstoffmengen freigesetzt als aus den beschichteten Proben. Dies konnte jedoch nur bei Proben detektiert werden, aus denen extrem wenig Ethacridinlactat freigesetzt wurde. In weiteren Freisetzungsexperimenten wurde gezeigt, dass die Harnleiterschienen mit dem Wirkstoff im Dunkeln zumindest drei Monate haltbar sind, möglicherweise auch länger. Bei der Bestrahlung durch UV-Licht wird Ethacridinlactat jedoch zerstört. Mit Ethylenoxid sterilisierte Proben zeigten kein schlechteres Freisetzungsprofil als unsterilisierte Proben. Zum Nachweis der Wirksamkeit der veränderten Harnleiterschienen wurde ein mikrobiologischer Assay entwickelt. Dieser beruht auf der These, dass durch Proben mit einer bakterienfeindlichen Oberfläche weniger Mikroorganismen in eine Spüllösung eingeschleppt werden als durch Proben mit einer bakterienfreundlichen Oberfläche. Die Keimzahlen in den Spüllösungen der verschiedenen Proben wurden ausgezählt und zueinander ins Verhältnis gesetzt. Durch diesen Assay konnte bestätigt werden, dass an den Ethacridinlactat-haltigen Proben weniger Bakterien anhaften als an Proben ohne Wirkstoff. Der Assay wurde mit unterschiedlichem Erfolg auf andere Problemstellungen übertragen. So konnte nachgewiesen werden, dass auch Proben, in denen Benzalkoniumchlorid oder Cetylpyridiniumchlorid durch Quellen in Ethanol immobilisiert worden waren, eine geringere Verkeimungstendenz zeigten als Proben ohne Wirkstoff. Der Nachweis, dass die Sterilisation mit Ethylenoxid den immobilisierten Wirkstoff nicht schädigt, wurde nicht eindeutig erbracht. Wahrscheinlich tritt jedoch keine Schädigung ein. Auch der Nachweis, dass die Mengen an Ethacridinlactat, die nach sechs Monaten Freisetzung noch aus dem Schlauchmaterial abgegeben werden, noch ausreichen, um eine bakterielle Besiedelung zu verringern, ist nicht so eindeutig ausgefallen wie erhofft. Ein schwacher Hinweis auf diese Wirksamkeit ist jedoch vorhanden. Der Vergleich der Immobilisierungsmethoden hinsichtlich der Wirkung auf die bakterielle Besiedelung des Harnleiterschienen-Material ergab eine deutliche Überlegenheit der Methode, die die Immobilisierung durch Quellen des Polyurethans herbeiführt gegenüber der Methode, bei der Ethacridinlactat über Spacer an die Oberfläche gebunden wird. Um einen Unterschied zwischen den Proben ohne Wirkstoff und den Proben mit Spacer aufzudecken, war der hier entwickelte Assay jedoch nicht empfindlich genug. Sollte es Unterschiede zwischen den verschiedenen Kohlenstoffbeschichtungen und den unbeschichteten Proben hinsichtlich der Verkeimungsneigung geben, so wurden diese durch diesen Assay ebenfalls nicht aufgedeckt.
DOI:https://doi.org/10.17192/z2009.0784