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| Kongressbericht | Perkutane Absorption: Nachweise und Modelle | Wolfgang Pittermann |
Eine häufig gestellte Frage in der Kosmetik, die auch auf einer Fortbildungsverantstaltung der Gesellschaft Schweizerischer Kosmetik-Chemiker diskutiert wurde, dreht sich um die Eindringtiefe von Wirkstoffen, die auf die Haut gegeben werden. Eine ebenso häufige Antwort ist, dass viele Kosmetika in der obersten Hautschicht "hängen" bleiben, und dass die Eindringtiefe von der Substanz abhängig ist. Die bessere Antwort wäre, dass die Eindringtiefe von Wirkstoffen von der Formulierung und der Nachweismethode abhängig ist und dass es im Einzelnen nicht bekannt ist, was wirklich (nach wiederholter Anwendung) "hängen" bleibt.
Die Haut ist das größte Organ des menschlichen Körpers. Vergleicht man jedoch die Kenntnisse zur Penetration bestimmter Inhalts- oder Wirkstoffe mit Penetrationsdaten des z.B. Magen-Darmtraktes, dann fällt das Ergebnis nicht so eindeutig aus. Die eingangs zitierte einfache und unbefriedigende Antwort findet darin allerdings ihre Berechtigung.
Methoden und Formulierungen für Strategien zur Verbesserung der Hautpenetration werden in der Literatur umfassend beschrieben und diskutiert (1). Es entsteht der Eindruck, dass es nicht grundsätzlich unmöglich ist, einen Penetrationsnachweis zu erbringen. Vielmehr ist die Penetration kosmetischer oder dermatologischer Formulierungen durch die natürliche Barriere der Hornschicht von einer Kombination physiologischer und physikalischer Effekte abhängig, die einer reinen technisch-physikalischen Prüfung nicht zugänglich ist.
Die besondere Aufgabenstellung beruht auf der Vielschichtigkeit der Haut als lebende, sehr dynamische, wachsende Biomembran, die darüber hinaus eine enge Verbindung mit psychischen Momenten ausweist. Die wichtigste Einflussgröße für die Permeabilität ist die Hornschicht mit ihrer Barriere- und Reservoirfunktion. Die Barrierefunktion steht räumlich im umgekehrten Verhältnis zur Reservoirfunktion: Mit zunehmender Tiefe nimmt die Barrierefunktion zu, die Funktion als Reservoir für topisch aufgetragene Stoffe ab. Barriere- und Reservoirfunktion erfüllen ihre Aufgabe im Original und Modell nur im Zusammenspiel mit einer adäquaten dermalen Rezeptorsituation unterhalb der Hornschicht/Epidermis. Unter natürlichen Bedingungen handelt es sich hierbei um das Blutgefäßsystem und im geringeren Grad die Lymphbahnen. Das subpapilläre Kapillarnetz bietet zudem eine Organbesonderheit. Die Gefäßwände sind teilweise fenestriert, sie weisen also eine höhere "Undichtigkeit" für die Aufnahme von Fremdstoffen auf als der übrige Organismus.
Ein Wirkstofftransport ist über die Hautanhangsgebilde, aber auch über die Epidermis möglich. Die Penetration in die Talgdrüsen wie in die Haarfollikel (Haarwurzel) ist kosmetisch als Bestandteil des zeitgemäßen Wirknachweises ebenso interessant wie die transepidermale Route, um das Bindegewebe der Dermis zu erreichen. Die Abbildung zeigt verschiedene Routen, die eine penetrierende Substanz durch die Hautbarriere nehmen kann.
Abbildung: Routen, die eine penetrierende Substanz
durch die Hautbarriere nehmen kann. (1) Durch die Hornschicht (transepidermal),
(2) entlang der Haarfollikel und der damit assoziierten Talgdrüsen
(transfollikulär) oder (3) durch die Schweißdrüsen
(transglandulär) (Abbildung 3, Rolf Daniels, Strategien zur Verbesserung
der Hautpenetration, Skin Care Forum 37, www.scf-online.com)
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Für Penetrationsstudien stehen verschiedene Methoden und Modelle wie beispielsweise die Mikrodialyse, das perfundierte Rindereuter-Hautmodell (BUS) oder die Franz-Diffusionszelle zur Verfügung. Dort sind die Barriere- und Rezeptoranordnungen sehr verschieden ausgebildet, daher sind die Modelle unterschiedlich einsetzbar. Die in den vergangenen Jahren entwickelten Formulierungskonzepte, die auf Mikroemulsionen oder nanodispersen Vehikelsystemen basieren, stellen zudem neue, hohe Ansprüche an die gewählte Modellsituation. Physikalische Penetrationsverbesserungen, wie etwa durch die Iontophorese, sind darüber hinaus möglich.
Weitere Ausführungen zum Thema perkutane Absorption im Zusammenhang mit humanen Hautmodellen werden in einer Dissertation beschrieben (2). Die Forderung nach tierversuchsfreien Methoden bei Sicherheitsuntersuchungen von Kosmetika, Chemikalien und Arzneimitteln wurde in die Richtlinien der EU aufgenommen. Alternative Testmethoden zur Bestimmung der perkutanen Absorption haben das Ziel, den Einsatz von Tieren zu reduzieren oder zu ersetzen und darüber hinaus die Reaktion der humanen Haut in vivo besser vorherzusagen als es in Tierexperimenten möglich ist.
Hinweise:
Dr. Wolfgang Pittermann hielt ein Fachreferat zum Thema "Percutane Absorption: Nachweise und Modelle" auf der SWISS SCC Fortbildungsveranstaltung, (Olten, October 2006).
Siehe auch: Die Schweizer Kosmetika- und Parfum-Industrie, SWISS SCC Fortbildungsveranstaltung 19. Oktober 2006 in Olten: Wirksamkeit und Sicherheit - ein eingespieltes Team, Hg. Marion Fröschle, EUROCOSMETICS 1-2007, 30-33
Referenzen:
(1) Rolf Daniels, Strategien zur Verbesserung der Hautpenetration, Skin Care Forum 37, www.scf-online.com.
(2) Sylvia Schreiber, Charakterisierung humaner Hautmodelle - Stabilität und metabolische Kapazität sowie vergleichende Untersuchungen zur perkutanen Absorption, Dissertation, FB Biologie, Chemie, Pharmazie, Freie Universität Berlin, Berlin 2006.
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