Dermal drug delivery with drug nanocrystals: hair follicle targeting, passive penetration and the novel method for their determination

In dieser Arbeit wurden Wirkstoff-Nanokristalle (NC) als Formulierungsansatz für schwerlösliche Wirkstoffe (WS) für die follikuläre und passive dermale Penetration systematisch untersucht. Das Ziel dieser Arbeit war es, die optimale Methode zur Bestimmung der follikulären und passiven dermalen Penetrationseffizienz von NC-Formulierungen zu etablieren und mit dieser Methode die Einflüsse wesentlicher Formulierungsaspekte auf die Penetrationswirksamkeit von NC-Formulierungen in die Haarfollikel und in die Haut zu untersuchen. Die bisher etablierte "universelle" Methode zur Charakterisierung der follikulären und der passiven dermalen Penetration von dermalen Formulierungen – die differenzielle Abrissmethode – erwies sich als unzureichend sowie ungeeignet für die Charakterisierung der follikulären und der passiven dermalen Penetration von dermalen NC-Formulierungen. Deswegen wurde eine neuartige „Zwei-in-Eins“-Methode zur fundierten Charakterisierung der follikulären und passiven dermalen Penetration von NC-Formulierungen etabliert. Die neue Methode beruht auf Visualisierung der Wirkstoffpenetration in die Haarfollikel sowie in die Haut mit Fluoreszenzmikroskopie. Die Quantifizierung der follikulären Penetration erfolgt durch Messung der Eindringtiefe der NC in µm, während für die Quantifizierung der passiven dermalen Penetration eine Methode zur digitalen Bildanalyse mit der Software ImageJ etabliert wurde. Die neuartige Methode stellt eine einzigartige "Zwei-in-Eins"-Technik dar, die es erlaubt, die follikuläre und die passive dermale Penetration einer Formulierung mit nur einer Methode, einem Hautpenetrationsmodell und innerhalb des Hautpenetrationsmodells mit nur einem Hautareal zu untersuchen. Die neuartige Methode ermöglicht eine detaillierte zeit- und ortsaufgelöste Bestimmung des Penetrationsverhaltens einer dermalen Formulierung. Somit stellt sie ein fundiertes, zuverlässiges und universelles Tool zur gründlichen Charakterisierung der follikulären und passiven dermalen Penetration von dermalen Formulierungen dar, das alle wesentlichen Nachteile herkömmlicher Methoden überwindet. Damit wird von nun an ein neues Kapitel im Bereich der Penetrationsstudien mit dermalen Formulierungen geschrieben. Mit der neuartigen Methode wurden die Einflüsse wesentlicher Formulierungsaspekte auf die follikuläre und passive dermale Penetration von NC-Formulierungen detailliert und mechanistisch untersucht. Basierend auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen können von nun an, durch gezielte Optimierung der Formulierungskomponenten, maßgeschneiderte NC-Formulierungen für ein effektives Haarfollikel-Targeting, eine effektive passive dermale Penetration und eine gezielte dermale Wirkstoffabgabe konzipiert werden. Dieser Ansatz soll nun in der Entwicklung von hochwirksamen dermalen Produkten mit NC umgesetzt werden.