dissertation steffi loy · struktur, einer zwischenkette und einer hydrophilen struktur, welche...
TRANSCRIPT
Tierexperimentelle Untersuchungen zur lokalanästhetischen
Wirkung sowie Abklärung der Toxizität von einigen neuen
Morpholin- und Diethanolaminderivaten aus der Gruppe
der Fomocaine
Dissertation
Zur Erlangung des akademischen Grades
doctor medicinae (Dr. med.)
vorgelegt dem Rat der Medizinischen Fakultät
der Friedrich-Schiller-Universität Jena
von
Steffi Loy
geboren am 31.10.1977
in Arnstadt
Gutachter:
1. ...................
2. ...................
3. ...................
Tag der öffentlichen Verteidigung: 02.12.2003
Inhalt Abkürzungsverzeichnis 1. Einleitung................................................................................................................................. 1
1.1. Schmerz ............................................................................................................................. 1 1.2. Der periphere Nerv ............................................................................................................ 1 1.3. Die Geschichte der Lokalanästhesie .................................................................................. 2 1.4. Lokalanästhetika ................................................................................................................ 4
1.4.1. Allgemeine Eigenschaften der Lokalanästhetika ....................................................... 4 1.4.2. Wirkungsmechanismus der Lokalanästhetika ............................................................ 9 1.4.3. Nebenwirkungen der Lokalanästhetika .................................................................... 11 1.4.4. Anwendung der Lokalanästhetika ............................................................................ 13
1.5. Problemstellung ............................................................................................................... 15 2. Material und Methoden........................................................................................................ 16
2.1. Versuchstiere ................................................................................................................... 16 2.2. Substanzen ....................................................................................................................... 16
2.2.1. Referenzsubstanzen .................................................................................................. 17 2.2.1.1. Fomocain........................................................................................................... 18 2.2.1.2. Procain .............................................................................................................. 19 2.2.1.3. Tetracain............................................................................................................ 20
2.2.2. Testsubstanzen.......................................................................................................... 20 2.3. Tierexperimentelle Prüfmodelle ...................................................................................... 22
2.3.1. Bestimmung der Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus der Ratte.................... 22 2.3.2. Bestimmung der Oberflächenanästhesie an der Cornea der Ratte............................ 24 2.3.3. Bestimmung der LD50............................................................................................... 25 2.3.4. Vorversuche.............................................................................................................. 26
2.4. Auswertung und Statistik................................................................................................. 28 3. Ergebnisse.............................................................................................................................. 32
3.1. Allgemeines ..................................................................................................................... 32 3.2. Testung der lokalanästhetischen Wirksamkeit ................................................................ 33
3.2.1. Bestimmung der Leitungsanästhesie ........................................................................ 33 3.2.2. Bestimmung der Parese ............................................................................................ 38 3.2.3. Bestimmung der Oberflächenanästhesie .................................................................. 43 3.2.4. Bestimmung der Toxizität ........................................................................................ 50
4. Diskussion .............................................................................................................................. 54 4.1. Vergleich der Referenzsubstanzen Fomocain, Procain und Tetracain ............................ 54 4.2. Fomocain- Derivate ......................................................................................................... 59
4.2.1. Morpholinderivate .................................................................................................... 60 4.2.2. Diethanolaminderivate ............................................................................................. 63
4.3. Struktur- Wirkungs- Beziehung....................................................................................... 68 5. Zusammenfassung................................................................................................................. 70 6. Anhang................................................................................................................................... 72
6.1. Leitungsanästhesie........................................................................................................... 72 6.1.1. Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus............................................................... 72 6.1.2. Parese am Nervus ischiadicus .................................................................................. 73
6.2. Oberflächenanästhesie an der Cornea.............................................................................. 74 6.3. LD50 nach intraperitonealer Injektion .............................................................................. 75
7. Literaturverzeichnis ............................................................................................................. 77 Ehrenwörtliche Erklärung
Lebenslauf
Danksagung
Abkürzungsverzeichnis
EC : Effektive Konzentration
F : signifikanter Unterschied zu Fomocain
Fomo : Fomocain
HS : Humanserum
HWZ : Halbwertszeit
k.W. : keine Wirkung
KM : Körpermasse
L : Löslichkeit
LA : Lokalanästhetikum
LB : Langzeitbeeinträchtigung
LD50 : Dosis bei der eine Letalität von 50 % auftritt
n : Anzahl der Tiere in einer Gruppe
n. b. : nicht bestimmbar
n.v. : nicht verwertbar
OIG : obere Intervallgrenze
P : signifikanter Unterschied zu Procain
Pv : Verteilungskoeffizient
PEB : Prozentuale Eiweissbindung
Proc : Procain
Sm : Schmelztemperatur
T : signifikanter Unterschied zu Tetracain
Tetr : Tetracain
UIG : untere Intervallgrenze
1 Einleitung
1
1. Einleitung
1.1. Schmerz
Seit Menschengedenken besteht der Wunsch, Schmerzen zu lindern. Laut WHO ist
Schmerz ein unangenehmes Sinnes- und Gefühlserlebnis, das mit aktueller oder
potentieller Gewebeschädigung verknüpft ist oder mit dem Begriff einer solchen
Schädigung beschrieben wird. Schon hieraus geht hervor, dass Schmerz nicht nur eine
reine Sinnesempfindung ist, sondern zugleich ein unlustbetontes Gefühlserlebnis darstellt
und unter Umständen auch ohne tatsächliche Gewebeschädigung auftreten kann. Der
Schmerz kann in zwei große Gruppen unterteilt werden, welche entsprechend ihrem
Entstehungsort unterschieden werden. So lässt sich der somatische Schmerz, welcher den
Tiefenschmerz aus Muskeln, Gelenken, Knochen sowie Bindegewebe und den
Oberflächenschmerz der Haut beinhaltet, vom visceralen Schmerz der Eingeweide
abgrenzen. Schmerzrezeptoren, die durch Reize erregt werden, sind im ganzen Körper in
unterschiedlicher Dichte verteilt, befinden sich aber nicht in allen Geweben. Das Gehirn
z.B. besitzt keine solchen Rezeptoren, ist aber von den äußerst schmerzempfindlichen
Hirnhäuten umgeben. Gleiches gilt analog für Knochen und Knochenhaut. Die
Nozizeptoren (= Schmerzrezeptoren) sind polymodal, d.h., sie reagieren auf verschiedene
Reizqualitäten, z.B. auf mechanische, thermische und chemische Reize. Nach Generation
eines Aktionspotentials wird die Erregung zum ZNS weitergeleitet. Dies geschieht über
afferente Aδ- und C-Fasern (Strichartz 1993). Im Rahmen der Schmerzverarbeitung
kommt es zu motorischen Flucht- und Schutzreflexen (z.B. Wegziehreflex, siehe auch
Versuch zur Leitungsanästhesie 2.3.1., Seite 22) und zu Reaktionen des vegetativen
Nervensystems mit Anstieg von Blutdruck, Herz- und Atemfrequenz sowie zur
Mydriasis. Die Schmerzempfindung kann sowohl abgeschwächt als auch erhöht sein, was
als Hypästhesie bzw. Hyperästhesie bezeichnet wird. Die Anästhesie ist eine vollständige
Ausschaltung der Schmerzempfindung (Dudel 1997, Schaible und Schmidt 1997).
1.2. Der periphere Nerv Der periphere Nerv stellt den Angriffsort für Lokalanästhetika dar. Er ist in seiner
Gesamtheit vom Epineurium umgeben, welches die Hauptbarriere für alle
Lokalanästhetika (LA) darstellt. Im Inneren des Nerven sind die Faszikel vom
1 Einleitung
2
Perineurium umgeben und die darin befindlichen einzelnen Axone vom Endoneurium. Es
gibt myelinisierte und nicht-myelinisierte Fasern. An den myelinisierten Aδ-Fasern
existieren regelmäßige Unterbrechungen der Myelinscheide, die Ranvier’schen
Schnürringe, welche die strukturellen Elemente der Exazerbation darstellen. D.h., nur in
diesen Abschnitten befinden sich Na+-Kanäle, die für die Generation von
Aktionspotentialen verantwortlich sind. An den nicht-myelinisierten C-Fasern hingegen
finden sich überall Na+-Kanäle. Unter klinischen Bedingungen werden nach Applikation
von LA kleine Axone eher als die großen Axone inhibiert (Strichartz 1993). Dies würde
bedeuten, dass die Sensibilität inklusive Schmerzempfindung regelmäßig vor der
Motorik, welche über dicke Aγ-, Aβ- und Aα-Fasern geleitet wird, ausfallen müsste. Aber
schon Koelzer und Wehr (1958a) beobachteten, dass dies bei der Leitungsanästhesie des
Nervus ischiadicus der Ratte nicht der Fall ist. Später berichteten Catterall und Mackie
(1996) ebenfalls über eine primär auftretende Parese. Dies sei darauf zurückzuführen,
dass die dickeren motorischen Fasern zwar langsamer inhibiert werden, aber auf Grund
ihrer peripheren Lage im Nervenbündel eher mit dem applizierten LA in Kontakt
kommen. Parese bezeichnet hierbei eine unvollständige, temporäre Lähmung des
entsprechenden Körperteils (Koelzer und Wehr 1958b-e).
1.3. Die Geschichte der Lokalanästhesie
Erste Beschreibungen über Formen der Schmerzlinderung gibt es aus dem Jahre 2700 v.
Chr. Die Chinesen und später auch Japaner benutzten Metallnadeln, die sie in
unterschiedliche Tiefen in die Haut einstachen, um Schmerzen zu reduzieren. Heute ist
dieses Verfahren weltweit als Akupunktur bekannt. Die Chinesen erkannten als erste, dass
es Stoffe gab, die nach oraler Aufnahme eine komplette Schmerzfreiheit hervorrufen
können. So wird berichtet, dass den Patienten vor einer Operation ein Gemisch aus Wein
und „anästhetischem“ Pulver verabreicht wurde. Eine schmerzfreie Operation soll so
möglich gewesen sein (Liljestrand 1967).
In Europa versuchte man später, durch Kompression Schmerzen zu minimieren. Paré
(1510-1590) nutzte diese Methode zur Amputation von Gliedmaßen nach
Kriegsverletzungen. Als Erklärung für die Schmerzausschaltung wurde später die
Unterbindung der Blutzufuhr herausgefunden. Zu Beginn der Lokalanästhesie mit Cocain
begann man diese Methode wieder verstärkt zu nutzen, allerdings nicht zur Ausschaltung
der Sensibilität, sondern um eine Aufnahme des LA in den Kreislauf zu verhindern. Heute
1 Einleitung
3
wird die Kompression nicht mehr eingesetzt, weil Zusatzstoffe, wie z.B. das Adrenalin,
die Aufnahme des LA in die Blutzirkulation deutlich vermindern können.
Um Schmerzen zu minimieren, kamen schon Avicenna (980-1030), Bartholin (1661-
1680) und Hunter (1728-1793) auf die Idee, Eis bzw. Eiswasser zu benutzen. Heute wird
die Kälteanästhesie in Rahmen der Kryochirurgie genutzt (Liljestrand 1967).
Als Francesco Pizarro 1532 Peru entdeckte, gab es hier eine Kultur, die sich die
lokalanästhetische Wirkung des Cocain zu nutze machte. Bei Trepanationen des Schädels
kaute der Operateur auf Cocablättern und ließ seinen mit Coca vermischten Speichel auf
die offene Operationswunde tropfen. Dies führte zu einer lokalen Anästhesie und die
Operationen verliefen wider Erwarten relativ schmerzarm. Mit dem Untergang der Inka-
Kultur geriet diese Operationstechnik in Vergessenheit. Erst im Jahre 1859 machte der
Italiener Paolo Mantegazza wieder auf die Cocablätter aufmerksam. Kurz darauf brachte
der österreichische Arzt Dr. Scherzer Cocablätter von einer Expedition der
österreichischen Fregatte „Novara“ aus Südamerika mit nach Wien. Dem Schüler von
Prof. Wöhler in Göttingen, Albert Niemann, gelang es rasch aus den Blättern, das
Alkaloid Cocain zu isolieren (1860). 1880 beschrieb von Anrep Agitation, Exzitation,
Erhöhung von Atemfrequenz und Puls, Mydriasis, Hyperperistaltik, Blutdruckanstieg und
verminderte Sekretion als Nebenwirkungen von Cocain. Der Wiener Augenarzt Carl
Koller, der nach einem Mittel zur Corneaanästhesie suchte, unternahm auf Anraten
Sigmund Freuds erste Tests mit Cocain an Fröschen und Meerschweinchen. Nachdem er
das Coca-Pulver in destilliertem Wasser gelöst und in den Konjunktivalsack eingebracht
hatte, stellte er fest, dass weder Berührungen noch Verletzungen zu einer Reaktion des
Frosches führten. Nach einem Selbstversuch am Auge folgten erfolgreiche
Kataraktoperationen. 1884 wurde die Anästhesie mit Cocain in die Ophthalmologie
eingeführt.
Auf Grund der zahlreichen Nebenwirkungen des Cocain begann man bald nach besser
geeigneten Substanzen zu suchen. 1904 synthetisierte Einhorn das Procain, welches bis
zum Aufkommen des Lidocain 1948 das am meisten verwendete Lokalanästhetikum war.
Tetracain als eines der am häufigsten genutzten LA für spinale Anästhesien wurde 1931
von Schaumann und Ernst synthetisiert (Vandam 1987).
Schaumann (1938) erkannte bereits die wesentlichen Eigenschaften, die ein neues LA
aufweisen muss:
1 Einleitung
4
1. Das Mittel muss im Verhältnis zu seiner örtlich betäubenden Wirkung
weniger toxisch als Cocain sein.
2. Das Mittel darf keine oder nur geringfügige Gewebeschädigungen
verursachen.
3. Das Mittel muss wasserlöslich sein. Seine Lösungen dürfen nicht stark sauer
oder alkalisch reagieren und sollten sich auf einfache Weise sterilisieren
lassen.
4. Das Mittel muss sich mit Adrenalin kombinieren lassen.
Auf der Suche nach einem solchen Anästhetikum synthetisierte H. Oelschläger 1957 den
basischen Ether Fomocain, welcher seit 1967 in der Praxis eingesetzt wird und sich durch
eine geringe Toxizität und Sensibilisierungsgefahr auszeichnet (Oelschläger 1959, 1982).
1.4. Lokalanästhetika 1.4.1. Allgemeine Eigenschaften der Lokalanästhetika
Löfgren (1946), der das Lidocain synthetisiert hatte, und Ritchie (1966) kamen zu dem
Schluss, dass viele lokalanästhetisch wirksame Verbindungen einen ähnlichen Aufbau
aufweisen. Sie bestehen, wie auch das Lidocain, aus einer lipophilen, meist aromatischen
Struktur, einer Zwischenkette und einer hydrophilen Struktur, welche fast immer eine
sekundäre oder tertiäre Aminogruppe trägt (Abbildung 1).
Abbildung 1 : Schema des prinzipiellen Aufbaus eines Lokalanästhetikums nach Löfgren (1946) Dieses Schema erwies sich als äußerst hilfreich für die weitere Entwicklung der LA.
Hong Ling beschreibt 1999 fast das gleiche Schema für wirkungsvolle LA, bestehend aus
einem aromatischen Ring, einer Alkyl-Kette und einem tertiären Amin (Abbildung 2).
Abbildung 2 : Löfgrensches Schema des prinzipiellen Aufbaus eines Lokalanästhetikums modifiziert
nach Hong Ling (1999)
Aromatischer Ring (lipophiler Anteil)
Tertiäres Amin (hydrophiler Anteil)
Alkylkette
Aromatischer Rest (lipophiler Anteil)
Aminogruppe (hydrophiler Anteil)
Zwischenkette
1 Einleitung
5
Büchi (1952) kam jedoch zu der Ansicht, dass es zu viele Ausnahmen gebe, so z.B. das 9-
Aminofluoren, welches keine Zwischenkette aufweist. Außerdem gibt es auch
Substanzen, welche ohne Vorhandensein einer Aminogruppe lokalanästhetisch wirksam
sind. Oelschläger (1968) fand in der Gruppe der Fomocaine, dass Verbindungen mit einer
Alkyl-Kette aus 3 C-Atomen zwischen hydrophobem Rest und Stickstoff die intensivste
lokalanästhetische Wirkung haben. Zu dieser Gruppe von Lokalanästhetika gehört u.a.
das im DAC monographierte Fomocain. Laut Tetzlaff (2000) haben LA mit weniger als 3
C-Atomen in der Alkyl-Kette keine Wirkung. Das Optimum liegt zwischen 4 und 7 C-
Atomen.
Insgesamt lassen sich drei Gruppen von LA unterscheiden, die verschiedene
Indikationsbereiche haben (Tabelle 1). Basische Ester und Amide werden für die
Infiltrations-, Leitungs- und Oberflächenanästhesie eingesetzt, während basische Amide
hauptsächlich in der Oberflächenanästhesie und z. T. auch in der Leitungsanästhesie
verwendet werden (Covino und Vasallo 1976, Oelschläger et al. 1977, Mutschler und
Schäfer-Korting 1996a-c ).
Tabelle 1 : Freinamen, Substanzgruppen und chemische Struktur verschiedener Lokalanästhetika
(Oelschläger 1959, Büch und Rummel 1996) Substanzen Typ Lipophiler Rest Zwischenkette hydrophiler Rest
Cocain Ester
Procain Ester
Tetracain Ester
Fomocain Ether
C
O
O N CH3
C
O
H
H
H3CO
C
O
O CH2 CH2 NC2H5
C2H5
H2N
C
O
O CH2 CH2 NCH3
CH3
NH
H9C4
O CH2 CH2 CH2 CH2 N O
1 Einleitung
6
Substanzen Typ Lipophiler Rest Zwischenkette hydrophiler Rest
Prilocain Amid
Lidocain Amid
Lokalanästhetika sind schwache Basen, deren Applikation sowohl im Tierversuch als
auch beim Menschen in einem Bereich von pH 5-8 gut toleriert wird. Die pKa-Werte der
LA liegen zwischen 7,0 und 9,5 (Seeling 1996, Tetzlaff 2000).
Für ein basisches Pharmakon gilt: HBBlgpHpK a −= (1)
pKa - pKa-Wert der Substanz pH - pH-Wert der Lösung B - Salz HB - Säure
Das bedeutet, wenn der pH-Wert der Lösung gleich dem pKa-Wert des LA ist, liegt das
LA zu 50 % geladen und zu 50 % ungeladen vor (Tetzlaff 2000). So bestimmt die
Differenz zwischen pKa-Wert und pH-Wert den Anteil der protonierten Form des LA.
D.h., bei hohem pH-Wert dominiert die ungeladene Form (Hille 1977a). Während
Tetracain-HCl (pKa = 8,5) bei einem pH von 6 zu 100 % protoniert vorliegt, ist
Fomocain-HCl (pKa = 7,1) unter gleichen Bedingungen nur zu 90 % protoniert
(Oelschläger et al. 1982). Da Wirkort und Applikationsort der Lokalanästhetika nicht
identisch sind, spielen das Verhältnis zwischen geladener und ungeladener Form des LA,
pKa und pH eine bedeutende Rolle für die Wirksamkeit des LA. Lokalanästhetika müssen
die Lipidmembran der Nervenzelle als ungeladenes Molekül durchdringen. Im
alkalischen Milieu nimmt demnach die Wirksamkeit eines LA zu (Sollmann 1918, Herr
und Balogh 1958, Hille 1977b). Im Inneren der Zelle ist der pH-Wert geringer als
außerhalb, so dass das Gleichgewicht in Richtung der geladenen Form verschoben wird,
welche die eigentliche Wirkform darstellt (Tetzlaff 2000). Das LA penetriert die
NH C
O
C
H
CH3
NH
C3H7
NH C
O
CH2 NC2H5
C2H5
CH3
CH3
1 Einleitung
7
Membran also ungeladen (Abbildung 3), erlangt seine inhibitorische Wirkung
intrazellulär aber erst nach Dissoziation zum Kation (Ritchie und Grenngard 1966,
Chernoff und Strichartz 1990, Strichartz 1993). Um lokalanästhetisch wirksam zu
werden, muss sich der pKa-Wert des LA, wie bereits erwähnt, in engen Grenzen zwischen
7 und 9,5 bewegen. Bei zu niedrigem pKa ist zwar die Membranpenetration, nicht aber
die Protonierung möglich. Bei zu hohem pKa ist die Penetration durch die Membran
dagegen erschwert (Ritchie und Grenngard 1966).
Abbildung 3 : Diffusion der basischen Form des Lokalanästhetikums (B) durch die Nervenmembran. Umwandlung zum Kation (BH+), welches in den Natriumkanal eindringt und von innen an der Bindungsstelle für Lokalanästhetika andockt (Covino 1993).
Weiteren Einfluss auf die Wirksamkeit der LA hat die Plasmaproteinbindung, die durch
verschiedene Faktoren beeinflusst wird. Je geringer die Plasmaproteinbindung ist, desto
größer ist der freie Anteil des Lokalanästhetikums und um so größer seine Hemmwirkung
1 Einleitung
8
am Na+-Kanal. Mit zunehmender Protonierung des LA sinkt seine Plasmaproteinbindung.
Ähnliche Auswirkungen hat auch die Verringerung der Temperatur. Tetzlaff (2000)
erklärt dies mit einer Erhöhung des pKa-Wertes bei sinkender Temperatur. Mit
zunehmendem pH-Wert des umgebenden Milieus steigt die Plasmaproteinbindungsrate
(Butterworth und Strichartz 1990, Oliver 1995). Procain, das nur einen geringen Effekt
als Oberflächenanästhetikum besitzt, ist nur zu 6 % an Eiweiße gebunden. Tetracain und
Fomocain, die beide gut zur Oberflächenanästhesie geeignet sind, liegen dagegen zu 76 %
bzw. 95 % gebunden vor (Büch und Rummel 1996).
Der Verteilungskoeffizient
sewäßrigePha
Lipidphase ist ein Maß für die Lipophilie eines Stoffes.
Die Potenz, d.h. die Wirkungsstärke eines Lokalanästhetikums, ist direkt proportional zu
seiner Lipidlöslichkeit (Tetzlaff 2000). Allerdings führt eine zu hohe Lipophilie zu einer
Anreicherung der Substanz in Lipidmembranen. Der Wirkort wird somit nicht erreicht
und die Wirksamkeit ist herabgesetzt oder aufgehoben. Dieses Phänomen wird als Cut-
off-Effekt bezeichnet (Büchi und Perlia 1967a,b, 1962a,b). Die Dauer der Wirkung steigt
ebenfalls mit der Lipophilie (Catterall und Mackie 1996). Zu einer Abnahme der
Wasserlöslichkeit kommt es mit zunehmender Zahl der C-Atome in der Alkyl-Kette
(Büchi und Perlia 1962a-d).
Des weiteren spielt für die Dauer der Wirkung die Größe der Moleküle eine bestimmende
Rolle. Kleine Moleküle lösen sich von den Rezeptoren am Na+-Kanal offensichtlich
schneller als große, was zu einer kürzeren Wirkdauer führt (Butterworth und Strichartz
1990, Catterall und Mackie 1996).
Der Trübungs-pH-Wert gibt den pH-Wert an, bei dessen Überschreitung eine Substanz
aus der Lösung ausfällt. Für Fomocain liegt er bei pH 6,88 (Seeling 1996).
Mit steigendem Molekulargewicht geht das Diffusionsvermögen einer Substanz zurück.
Das Ausmaß der Diffusion und die Molekülgröße korrelieren zwar miteinander, dagegen
scheint aber kein Zusammenhang zur lokalanästhetischen Wirksamkeit zu bestehen
(Büchi und Perlia 1962c,d). Somit muss ein Stoff, um lokalanästhetisch wirksam zu werden, bestimmte physiko-
chemische Eigenschaften aufweisen, die optimale Bedingungen für Verteilung,
Resorption und Elimination schaffen.
1 Einleitung
9
1.4.2. Wirkungsmechanismus der Lokalanästhetika Lokalanästhetika wirken prinzipiell auf jeden Typ von Nervenfasern. Der Vorteil ihrer
Anwendung liegt in der vollen Reversibilität der Wirkung und somit der Rückkehr der
Funktion des Nerven ohne Zeichen einer Schädigung, wenn sie in klinisch relevanten
Dosen angewendet werden. LA heben die Schwelle für die Exzitation der Zelle an und
vermindern somit die Fortleitung von Aktionspotentialen. Wie in Abbildung 4 dargestellt,
sinkt das Leitungsvermögen des Nerven unter Einwirkung eines LA (Catterall und
Mackie 1996).
Abbildung 4 : Schematische Darstellung des Erregungsvorgangs an der Nervenmembran vor und
nach Einwirkung von Lokalanästhetika (Büch und Rummel 1996).
Da LA die Aktivität aller erregbaren Zellen senken können, wirken sie auch antikonvulsiv
und sedativ (Tetzlaff 2000). Man geht davon aus, dass die Hauptwirkung der LA auf der
Blockade von spannungsabhängigen Na+-Kanälen beruht. Durch diese Blockade wird die
Membranpermeabilität für Na+-Ionen reduziert und die Ausbildung von
Aktionspotentialen verhindert. Hierbei spielt, wie bereits unter 1.4.1 erwähnt, die
1 Einleitung
10
geladene Form der LA die entscheidende Rolle (Strichartz 1976). Da die Blockade sehr
schnell eintritt, kommt es nicht oder nur zu einer geringen Änderung des
Membranpotentials (Ritchie und Grenngard 1966). Strichartz (1985) stellte fest, dass die
Wirkung der Lokalanästhesie zunahm, wenn beim Patienten bzw. Versuchstier eine
Hyponatriämie vorlag. Er schloss daraus, dass Na+-Ionen und LA um die gleichen
Bindungsstellen konkurrieren. Hille (1977a,b) fand heraus, dass die
Erregungsleitungsunterbrechung wesentlich vom Membranzustand und der
Stimulationsfrequenz abhängig ist. In diesem Zusammenhang kann zwischen einem
tonischen und einem phasischen Block (= used dependent block) unterschieden werden.
Der tonische Block ist definiert als Abfall des Ionen-Stromes während einer einzelnen
Depolarisation. Beim phasischen Block kommt es zu einer zusätzlichen Abnahme des
Stromflusses während wiederholter Depolarisationen. Der phasische Block ist um so
ausgeprägter, je mehr Lokalanästhetikum protoniert vorliegt und je höher die Frequenz
aufeinanderfolgender Depolarisationen ist. Die Affinität des Lokalanästhetikums zum
Na+-Kanal ist im Ruhezustand also geringer als im offenen bzw. inaktivierten Zustand.
Die protonierte Form des LA muss erst durch den offenen Kanal in das Innere der Zelle
gelangen, um ihren Wirkort zu erreichen. Undissoziierte LA hingegen erreichen ihre volle
Wirkung auch an ruhenden Membranen, da sie auch ohne Kanalöffnung die
Lipidmembran durchdringen können. Sie sind verantwortlich für den tonischen Block
(Strichartz und Wang 1986, Butterworth und Strichartz 1990, Strichartz 1993, Balser et
al. 1996, Hong-Ling et al. 1999).
Wie in Abbildung 5 dargestellt, besteht der Na+-Kanal aus 3 Untereinheiten (= subunit):
α, β1 und β2. Die α-subunit besteht aus 4 Domänen, die jeweils aus 6 transmembranalen
Segmenten aufgebaut sind. Das Segment 6 (S6) der Domäne IV soll für die Bindung des
Lokalanästhetikums verantwortlich sein. Verändert man S6 aus Domäne IV, so nimmt die
Wirkung des Lokalanästhetikums ab (Catterall und Mackie 1996, Marban et al. 1998).
LA wirken auch auf Acetylcholin-Rezeptoren sowie auf K+- und Ca++-Kanäle. Während
Catterall und Mackie (1996) davon ausgehen, dass die Bindung am K+-Kanal keinen
entscheidenden Einfluss auf die Hemmung der Erregungsleitung ausübt, sind Strichartz
(1985) sowie Ritchie und Grenngard (1966) der Meinung, dass die Potenz des
Lokalanästhetikums dadurch verringert wird. Auch zum Einfluss der Blockade von Ca++-
Kanälen gibt es unterschiedliche Meinungen. Kwon und Triggle (1991) vermuten, dass
der Ca++-Kanal nur eine untergeordnete Rolle bei der Lokalanästhesie spielt. Sugiyama
und Muteki (1994) fanden in ihren Untersuchungen eine gute Korrelation zwischen der
1 Einleitung
11
Potenz eines Lokalanästhetikums und seiner Hemmwirkung auf den Ca++-Transport. Für
das Fomocain ist die Wirkung an Ca++-Kanälen gut untersucht. Die Affinität des
Fomocain zu den einzelnen Ca++-Kanälen, von denen es vier Subtypen gibt, nimmt in
folgender Reihenfolge ab: α1E>α1C>α1A>α1B. Die Blockade ist inkomplett reversibel und
korreliert gut mit der antiarrhythmischen Wirkung des Stoffes (Zamponi und French
1993, Stea et al 1995, Zamponi et al. 1996).
Abbildung 5 : Darstellung der Untereinheiten eines Spannungsabhängigen Natrium-Kanals aus dem
Gehirn eines Säugetiers. Zylinder stellen die transmembranalen α-Helices dar. I bis IV sind jeweils homologe Domänen der α-Untereinheit. S4 bildet den Spannungssensor. S5 und S6 mit der sie verbindenden Schleife bilden die Wand der Poren des Kanals. Die Schleife zwischen III und IV ist für die Inaktivierung des Kanals verantwortlich. Durch eine Phosphorylierung wird die Inaktivierung verlangsamt. Die Aktivität des Natrium-Kanals wird durch eine Phosphorylierung der Kette zwischen I und II herabgesetzt (Catterall und Mackie 1996).
1.4.3. Nebenwirkungen der Lokalanästhetika Die Toxizität der unterschiedlichen LA hängt von mehreren Faktoren ab. Je schlechter
wasserlöslich ein LA ist, desto langsamer ist seine Resorption und desto geringer die
Toxizität. Im allgemeinen steigen mit der Potenz auch die Nebenwirkungen der LA. Sinkt
1 Einleitung
12
der Serumeiweißspiegel, so steigt die Toxizität. Mit zunehmender Acidose und
Hyperkapnie nimmt die Toxizität des LA zu. Gleiches geschieht bei Abnahme des
Blutflusses durch die Leber, da diese zu einer Verringerung der Biotransformation des LA
führt. Männliche Patienten sind davon häufiger betroffen als weibliche, weil sie zum
einen LA schlechter metabolisieren können und zum anderen die Inzidenz von
Lebererkrankungen bei Männern höher ist (Catterall und Mackie 1996, Tetzlaff 2000).
Killian (1961) schätzt die Letalität nach Verabreichung von Lokalanästhetika auf
1:100.000.
In der Literatur lassen sich folgende Zahlen finden:
Tabelle 2 : Todes- und Vergiftungsfälle nach Applikation von Lokalanästhetika mit Angabe von Ort,
Zeitraum und Literaturnachweis 1 Studie über Todesfälle nach Tumeszenzanästhesie im Rahmen einer Fettabsaugung in New York zwischen 1993 und 1998. 2 Hochrechnung für Todesfälle nach Applikation eines Lokalanästhetikums auf Grundlage der beim Statistischen Bundesamt gemeldeten Fälle (Anzahl der gemeldeten Fälle ≅ 40 %)
Tod / Vergiftung Ort und Zeitraum Literatur
31 / 106 Deutschland 1939-1950 Hohlfeld 1953
29 Philadelphia 1942-1952 Eichholtz und Staab 1953
51 New York 1993-1998 Brüser 2002
882 Deutschland pro Jahr Killian 1961
Um systemische Vergiftungen zu verhindern, benutzt man LA häufig in Kombination mit
Adrenalin, Noradrenalin oder Vasopressin und deren Derivaten. Damit kann die
Aufnahme des LA in den Blutkreislauf verzögert werden (Covino 1993, Curatolo et al.
1998). Konvulsionen bis hin zu Streckkrämpfen und Hypoxie oder Cyanose sind die
führenden Symptome einer Vergiftung. Weitere Nebenwirkungen, die sich am ZNS
manifestieren, können Hirnnervenausfälle, Benommenheit, Tinnitus, Beklemmung, Angst
und unkontrollierte Muskelaktivitäten sein. Das Herz reagiert auf LA mit einer
Abschwächung der Herzkraft, mit Reizleitungsstörungen und ventrikulärer Arrhythmie.
Weiterhin kann es zu einer Methämoglobinämie kommen. Fälle von maligner
Hyperthermie sind nach Applikation von Lokalanästhetika ebenfalls beschrieben worden.
Sie gehen mit Muskelzuckungen, Rigidität, Hyperventilation und Tachykardie einher. In
1 Einleitung
13
wenigen Fällen kommt es zu einer Depression des Immunsystems (Dukes 1996, Tetzlaff
2000).
Wie bei vielen anderen Stoffen ist eine Sensibilisierung des Patienten gegen die
Lokalanästhetika oder auch deren Zusatzstoffe möglich. Die LA-Moleküle reagieren als
Haptene, d.h. sie selbst sind zu klein, um direkt allergische Reaktionen hervorzurufen,
können aber nach Bindung an die Eiweiße des Blutes immunogen wirksam werden. Eine
anaphylaktoide Reaktion ist schon nach der ersten Applikation möglich, da die LA als
Histaminliberatoren direkt zur Degranulation der Mastzellen führen können. Eine
Hypersensitivität entwickelt sich erst nach mehrmaligem Kontakt mit dem
Lokalanästhetikum und ist fast ausschließlich bei LA vom Ester-Typ zu finden (typisch:
para-Gruppen-Allergie gegenüber Procain). Auch Kontaktallergien kommen vor
(Catterall und Mackie 1996, Tetzlaff 2000).
Bisher wurde kein Lokalanästhetikum gefunden, welches bei der Oberflächenanästhesie
die Cornea nicht beeinträchtigt. Schon nach einmaliger Anwendung sind Schäden
möglich, bei mehrfacher Applikation kommt es fast immer zu Cornealäsionen. Das
klinische Bild besteht aus Erosionen, Quellungen, Ulcerationen mit geringer
Heilungstendenz und fortschreitende Hornhauteinschmelzung auch nach Absetzen des
LA (Adriani und Campell 1956, Meyer 1965, Seeling 1996, Hansen 1997). Bei der
Leitungsanästhesie können mechanische Schädigungen infolge einer Läsion durch die
Injektion, sowie als Folge intraneuraler Blutungen bzw. des Injektionsdrucks auftreten.
Intraneurale Gefäßspasmen mit Thrombenbildung sind ebenfalls beschrieben worden
(Haas 1993).
Die pharmakodynamischen Besonderheiten der in der vorliegenden Arbeit getesteten
Substanzen sind im Kapitel Material und Methoden näher dargestellt.
1.4.4. Anwendung der Lokalanästhetika LA finden in verschiedenen Formen der Anästhesie ihre Anwendung. Einen Überblick
dazu gibt die Tabelle 3.
1 Einleitung
14
Tabelle 3 : Überblick über verschiedene Anwendungsbereiche von Lokalanästhetika mit Angabe von Wirkort, Indikation, Freinamen häufig angewendeter LA und Applikationsform. (Büch und Rummel 1996, Sommer et al. 2001)
Anwendung Wirkort Indikation Häufig an-
gewendete LA
Applikatons-
Form
Oberflächen-
anästhesie
Endigung der
sensiblen Nerven
in der Haut bzw.
Schleimhaut an
Nase, Auge, etc.
Beseitigung des
Schmerz- und
Juckreizes,
diagnostische
Maßnahmen
Tetracain
Lidocain
Benzocain
Lösung
Spray
Salben
Puder
Infiltrations-
anästhesie
Endigung der
sensiblen Nerven
in der Subkutis
Zahnbehandlung,
chirurgische
Eingriffe
Procain
Lidocain
Articain
Injektions-
lösungen mit
oder ohne Vaso-
konstringens
Leitungs-
anästhesie
Gemischte
Nerven
Zahnbehandlung,
chirurgische
Eingriffe an
Extremitäten
Lidocain
Bupivacain
Articain
Injektions-
lösungen mit
oder ohne Vaso-
konstringens
Spinal-
anästhesie
Subarchnoidal-
raum,
Spinalwurzeln
geburtshilfliche,
gynäkologische,
urologische und
chirurgische
Eingriffe
Lidocain
Bupivacain
Injektions-
lösungen mit
oder ohne Vaso-
konstringens
Peridural-
anästhesie
Epiduralraum wie bei
Spinalanästhesie
Lidocain
Prilocain
Etidocain
Injektions-
lösungen mit
oder ohne Vaso-
konstringens
Tumeszenz-
anästhesie
Haut und
subkutanes
Fettgewebe
Operative
Dermatologie,
Weichteil-
chirurgie,
plastische
Chirurgie
Lidocain
Prilocain
Injektions-
lösungen mit
Vaso-
konstringens
1 Einleitung
15
1.5. Problemstellung
Trotz beständiger Weiterentwicklung ist es bisher nicht gelungen, ein optimales
Lokalanästhetikum zu entwickeln. Noch immer ist die Wirkungsweise nicht genügend
aufgeklärt und Nebenwirkungen beschränken die Anwendung der Lokalanästhetika. Aus
dieser Problematik heraus resultiert die Suche nach neuen, besser wirksamen Substanzen
mit weniger Nebenwirkungen. Mit diesem Ziel synthetisierte Herr Professor Dr. Dres.
h.c. H. Oelschläger in den 60iger Jahren 20. Jahrhunderts das Fomocain, welches 1967 als
Oberflächenanästhetikum in die Therapie eingeführt wurde. In weiterführenden
Untersuchungen wurden neben anderen sieben neue Derivate des Fomocain synthetisiert,
welche in dieser Arbeit auf ihre lokalanästhetische Wirksamkeit untersucht werden
sollten. Außerdem wurde die Toxizität durch die Bestimmung der LD50 (Dosis, bei der 50
% der Tiere versterben) untersucht. Es sollten neue Stoffe gefunden werden, die den
bisher angewendeten LA in der Wirkung überlegen sind und die eine bessere Steuerung in
Hinblick auf die Wirkdauer ermöglichen. So muss das LA zuverlässig während des
gesamten Behandlungszeitraumes wirken, sollte aber bereits kurz nach Beendigung der
Behandlung seine Wirkung verlieren. Zudem soll das LA eine große therapeutische Breite
besitzen, die das Auftreten von Nebenwirkungen bei korrekter Anwendung möglichst
ausschließt.
Die lokalanästhetische Prüfung umfasst die Bestimmung der Oberflächen- und der
Leitungsanästhesie sowie der Paresedauer. Procain, Tetracain und Fomocain dienten als
Referenzsubstanzen. Da bereits ausgiebige Erfahrungen bei der Testung von LA an
Ratten vorlagen, wurden, um die Resultate mit früheren Untersuchungen vergleichen zu
können, alle Versuche an Wistar-Ratten (Han : WIST) durchgeführt.
2 Material und Methoden
16
2. Material und Methoden
2.1. Versuchstiere Die Untersuchungen wurden an ca. 2 Monate alten Wistar-Ratten (Han : WIST) des
institutseigenen Auszuchtstammes des Institutes für Pharmakologie und Toxikologie der
FSU-Jena durchgeführt. Es wurden nur weibliche Tiere, deren Gewicht zwischen 155g
und 230g lag, verwendet. Die Zucht und Haltung der Ratten erfolgte unter
standardisierten Bedingungen. Die Raumtemperatur betrug 22 ± 2 °C und die relative
Luftfeuchtigkeit 55 ± 10 %. Ein Hell-Dunkel-Rhythmus (12/12 Stunden) wurde
eingehalten und es fand ein konstanter Luftwechsel in den Räumen statt (EG-Norm). Bei
einem Muttertier wurden jeweils sechs neugeborene Ratten belassen. Am 30. Tag wurden
die Tiere von ihrer Mutter getrennt und anschließend in einem Makrolonkäfig (Typ IV,
Ehret GmbH, Berlin, 38,5 x 59.5 x 19 cm) mit Weichholzgranulat (Altromin GmbH und
Co. KG, Lage, Deutschland) als Einstreu gehalten. Es wurden maximal 6 Tiere in einem
Käfig zusammen gezüchtet. Als Nahrung wurden Futterpellets (Haltungsdiät 1326
Altromin , Altromin GmbH und Co. KG, Lage, Deutschland) sowie Leitungswasser ad
libitum verabreicht. Am Ende der Versuche wurden die Ratten in Ethernarkose durch
Dekapitation getötet. Auf die Einhaltung des Tierschutzgesetzes wurde geachtet. Die
Genehmigung des Thüringer Landesverwaltungsamtes für Lebensmittelsicherheit und
Verbraucherschutz Abt. 2 Gesundheitlicher Verbraucherschutz und Veterinärwesen für
dieses Versuchsvorhaben lag vor.
2.2. Substanzen Um eine möglichst hohe Standardisierung zu erreichen, wurden alle Substanzen mit
einem pH-Wert von 5,0 appliziert. Vor Injektion wurden sie im Wasserbad auf 37°C
erwärmt. Um ein Verdunsten zu verhindern, wurden alle Lösungen in verschlossenen
Meßkolben aufbewahrt. Die pKa-Werte, der Trübungs-pH, die Löslichkeit der Stoffe und
die Plasmaproteinbindung der verwendeten Substanzen sind in Tabelle 4
zusammengefasst.
2 Material und Methoden
17
Tabelle 4 : Relatives Molekulargewicht (Mr), pKa-Wert, Trübungs-pH-Wert (pHTrüb) als
Hydrochlorid; Lösungsmittel (L); Verteilungskoeffizient Pv (n - Octanol / Wasser) und prozentuale Eiweißbindung (PEB) an Humanserum (HS) für die Referenzsubstanzen Procain, Tetracain und Fomocain sowie für die Fomocainderivate OE 500, OE 1000, OE 5000, OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 Larsen 1995(1), Büch 1996(2), Büchi 1966(3), Oelschläger(4)(persönliche Angaben)
Substanzen
pKa pHTrüb L(4)
Log Pv
(4) PEB HS [%]
Procain Mr: 236
9,0(4)
>>7,4(4) NaCl 1,87 6,0(2)
Tetracain Mr: 300
8,5(1) ≈ 6,8(3) NaCl 3,5 76(2)
Fomocain(4) Mr: 311
7,1 6,88 NaCl 3,75 98,5
Morpholin-Derivate(4)
OE 5000 Mr: 319
6,9 5,4 Tylose 3,5 99,2
OE 500 Mr: 329
6,9
5,5 Tylose 3,6
99,3
OE 1000 Mr: 361
7,2 5,1 Tylose 4,2 99,0
Diethanolamin-Derivate(4)
OE 8000 Mr: 338
7,6 7,1 NaCl 2,1 51,5
OE 6000 Mr:351
7,9 7,16 NaCl 1,93 61,3
OE 7000 Mr: 365
8,6 7,7 NaCl 1,59 67,5
OE 9000 Mr: 379
8,4
7,5 NaCl 3,0 79,8
2.2.1. Referenzsubstanzen Als Referenzsubstanzen dienten Fomocain, Procain und Tetracain. Fomocain sollte die
direkte Vergleichbarkeit zur Wirkung seiner Derivate ermöglichen. Tetracain wurde von
Oelschläger et al. (1968) ebenso wie das Procain als weitere Referenzsubstanz empfohlen.
Beide Substanzen zählen zu den am häufigsten genutzten Substanzen in der
Lokalanästhesie. Tetracain ist das Mittel der Wahl zur Oberflächenanästhesie in der
Ophthalmologie (Catterall und Mackie 1996, Tetzlaff 2000).
2 Material und Methoden
18
Alle Substanzen wurden in destilliertem Wasser bzw. Tylose gelöst und anschließend
durch Zugabe von 0,001 n HCl auf einen pH-Wert von 5 eingestellt. In zahlreichen
Blindversuchen wurde sichergestellt, dass weder die Latenz noch die Wirkung und die
Toxizität durch den Tylose- Zusatz beeinflusst werden. Tetracain und Procain wurden
von der Zentralen Apotheke der FSU Jena bezogen. Das Fomocain-Hydrochlorid wurde
von Prof. Dr. Dres. h.c. H. Oelschläger aus dem Institut für Pharmazie der FSU Jena zur
Verfügung gestellt. Aus dem Hydrochlorid wurde eine relativ saure Lösung mit pH 3
hergestellt, welche sich durch Ammoniakzugabe maximal auf einen pH-Wert von 5,0
abpuffern ließ. Versuche einer weiteren Neutralisierung führten stets zur Abscheidung des
Fomocain, so dass aus Gründen einer besseren Vergleichbarkeit alle Substanzen bei pH
5,0 appliziert wurden. Die Tabelle 5 zeigt die Strukturformeln und Schmelzpunkte der
Referenzsubstanzen (siehe auch Tab. 1).
Tabelle 5 : Freiname, chemische Struktur und Schmelztemperatur (Sm) der Referenzsubstanzen
(Oelschläger 1959, Tetzlaff 2000)
Name Formel Sm
Fomocain 52-53°C
Procain 61°C
Tetracain 41-46°C
2.2.1.1. Fomocain
Bei Fomocain handelt es sich um einen basischen Ether, der in Wasser schlecht löslich
ist. Die farblose kristalline Substanz hat eine Schmelztemperatur von 52 bis 53 °C und
eine Siedetemperatur zwischen 238 und 240 °C. Das Hydrochlorid ist gut wasserlöslich
C
O
O CH2 CH2 NC2H5
C2H5
H2N
C
O
O CH2 CH2 NCH3
CH3
NH
H9C4
O CH2 CH2 CH2 CH2 N O
2 Material und Methoden
19
und verändert sich auch bei jahrelanger Aufbewahrung nicht. Als Ether wird das
Fomocain in der Leber metabolisiert, seine Halbwertszeit nach i.v.-Injektion beträgt ca.
180 min. Während die oberflächenanästhetische Wirkung wenig geringer ist als die des
Tetracain (0,8 : 1), ist die Wirkung bei der Leitungsanästhesie stärker als die des Procain
(2-4 : 1) (Oelschläger 1959, Oelschläger et al. 1968, Oelschläger und Rothley 1979, von
Bruchhausen und Dannhardt 1994b,c, Seeling 1996). Fomocain hat eine gute
antihistaminerge Wirkung. Histaminrezeptoren der Haut werden blockiert (Oelschläger
1982, Oelschläger et al. 1982). Fomocain zeigt antiarrhythmische Eigenschaften, die von
Reuter et al. (1975) und Blume und Oelschläger (1983) eingehender untersucht wurden.
Es kommt zu einer Verlängerung der Refraktärzeit, die Kontraktilität und der Blutdruck
steigen, die Herzfrequenz wird dagegen kaum beeinflusst (Oelschläger und Ewald 1986,
Bräunig et al. 1989). Fomocain ist sowohl gegen grampositive als auch gramnegative
Bakterien bakteriostatisch wirksam, außerdem sind fungistatische Effekte bekannt
(Oelschläger et al. 1968, Knothe et al. 1980). Fomocain selbst und auch seine Metabolite
sind weitgehend ungiftig (Fleck et al. 2001), eine sensibilisierende Wirkung konnte bisher
nicht nachgewiesen werden (Oelschläger 1974, Oelschläger et al. 1977). Die
Nebenwirkungen auf Blutdruck und vegetatives Nervensystem sind gering, allerdings ist
die Gewebeverträglichkeit schlechter als die des Procain, was sich in der Ausbildung
starker Ödeme zeigt. Die gute Verträglichkeit ist auf die geringe Diffusions- und
Resorptionsgeschwindigkeit zurückzuführen, die auch eine Applikation auf großen
Wund- und Schleimhautflächen ermöglicht (Nieschulz et al. 1958, Oelschläger et al.
1968). Folgende Ursachen werden als Grund für die geringe Toxizität diskutiert:
• die hohe Plasmaeiweißbindung,
• die langsame Penetration im Gewebe,
• die Einführung des Morpholinrings in die Struktur als hydrophilen Rest.
Eine Verringerung der Toxizität ist aber nicht gleichbedeutend mit einer
Wirkungsabnahme (Oelschläger 1959, Oelschläger und Schmersahl 1965, Seeling 1996).
Erbocain ist ein im Handel erhältliches Medikamente mit Fomocain(-hydrochlorid) als
Wirkstoff.
2.2.1.2. Procain Procain ist ein Ester, der gut wasserlöslich ist. Die Schmelztemperatur des weißen
kristallinen Pulvers liegt bei ca. 61°C, die des Hydrochlorids zwischen 154 und 158°C.
2 Material und Methoden
20
Die Biotransformation erfolgt schnell hauptsächlich durch die Plasmacholinesterase. Bei
Cholinesterase-Mangel wird die Toxizität des Procain erhöht. Die Plasma-Halbwertzeit
(HWZ) ist dadurch relativ kurz. Sie beträgt nach intravenöser Gabe ca. 30-45 Sekunden.
Procain hat nur eine geringe oberflächenanästhetische Wirkung und ist auch in der
Leitungsanästhesie dem Fomocain unterlegen. Dennoch ist es für einen Nervenblock gut
geeignet. Procain zeigt sowohl sedative als auch antikonvulsive Wirkungen. Stress kann
durch Procain reduziert werden. Die kurze Wirkdauer des Esters wird durch die Zugabe
von Adrenalin verlängert. Procain hat ein sehr hohes allergisches Potential. Es verursacht
nach anfänglicher Exzitation zunehmend inhibitorische Effekte auf das ZNS. Die
Auswurfleistung des Herzen wird reduziert (v. Bruchhausen und Dannhardt 1994a,
Seeling 1996, Tetzlaff 2000).
2.2.1.3. Tetracain Auch bei Tetracain handelt es sich um einen Ester. Die weiße bis gelbe, wachsartige
Masse hat eine Schmelztemperatur zwischen 41°C und 46°C, die Siedetemperatur beträgt
210°C. Das Hydrochlorid ist gut wasserlöslich. Der Abbau erfolgt ebenfalls durch die
Cholinesterase im Plasma, was nach i.v. Gabe zu einer kurzen HWZ von 120-150 sec.
führt. Die oberflächenanästhetische Wirkung ist stärker als die des Fomocain. Auf Grund
seiner hohen Toxizität beschränkt sich die Anwendung in Deutschland fast ausschließlich
auf die Oberflächenanästhesie. Durch Tetracain ausgelöste anaphylaktische Reaktionen
sind selten, allerdings sind die Kreislaufwirkungen sehr ausgeprägt. Es kommt zum
Blutdruckabfall bis hin zum Schock. Herzrhythmusstörungen bis zum AV-
Überleitungsblock sind möglich (Balamoutsos et al. 1979, v. Bruchhausen und Dannhardt
1994b, Noorily et al. 1995, Seeling 1996, Tetzlaff 2000).
2.2.2. Testsubstanzen Bei den getesteten Substanzen handelt es sich um Derivate des Fomocain. Die vier
Substanzen OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 unterscheiden sich durch
Modifikation in der Aminogruppe vom Fomocain (Diethanolaminderivate) (Takas et al.
1992). Der Morpholinring ist geöffnet (N-(CH2-CH2-OH)2). Die Länge der Alkylkette
zwischen der Aminfunktion und dem basischen Rest liegt zwischen 1x -CH2- und 4x -
CH2-, so dass sich, der Kettenlänge entsprechend geordnet, folgende Formeln ergeben:
2 Material und Methoden
21
Tabelle 6 : Chemische Formeln und Schmelztemperatur für die Hydrochloride (Sm) der Testsubstanzen OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 (geöffneter Morpholinring = Diethanolaminderivate) (Persönliche Angaben von Prof. Dr. H. Oelschläger und Frau J. Wennek-Klose)
Name Formel Sm
OE
8000
110-
112°C
OE
6000
134-
135°C
OE
7000
119-
120°C
OE
9000
141-
143°C
Die Testsubstanzen OE 500, OE 1000 und OE 5000 weisen einen geschlossenen
Morpholinring (Morpholinderivate) auf, unterscheiden sich aber hinsichtlich der Länge
ihrer Alkylkette vom Fomocain. Die Substanz OE 500 ist um eine CH2 –Gruppe verkürzt,
die Substanz OE 5000 um zwei. OE 1000 zeichnet sich durch eine Zunahme der
Kettenlänge aus. Es ergeben sich, der Kettenlänge nach geordnet, die Formeln der Tabelle
7. Fomocain ist zur besseren Vergleichbarkeit in Tabelle 7 nochmals mit aufgeführt.
Tabelle 7 : Chemische Formeln und Schmelztemperatur für Hydrochloride der Testsubstanzen OE
500, OE 1000 und OE 5000 (geschlossener Morpholinring = Morpholinderivate) (Persönliche Angaben Prof. Dr. H. Oelschläger und Frau J. Wennek-Klose)
Name Formeln Sm
OE
5000
219-
221°C
OE
500
213-
215°C CH2 CH2CH2O N O
CH2CH2O N O
NCH2 CH2OH
CH2 CH2OHCH2CH2O
CH2 CH2 CH2 CH2 NCH2
CH2
CH2OH
CH2OHCH2O
NCH2 CH2OH
CH2 CH2OHCH2 CH2CH2O CH2
CH2 CH2CH2O NCH2 CH2OH
CH2 CH2OH
2 Material und Methoden
22
Name Formeln Sm
Fomocain 52-53 °C
OE
1000
47-48 °C
Herr Professor Dr. H. Oelschläger (Institut für Pharmazie der FSU Jena) stellte die
Substanzen mit der Frage nach ihrer lokalanästhetischen Wirksamkeit und Toxizität zur
Verfügung. Alle Substanzen aus der Gruppe der Diethanolaminderivate und die
Referenzsubstanzen sind als Hydrochloride gut in Wasser löslich. Die Morpholinderivate
wurden nach Lösung in Tylose appliziert. Über die Substanz OE 7000 gab es bereits
orientierende Untersuchungen in Hinsicht auf die LD 50, die Oberflächenanästhesie und
die Leitungsanästhesie. Da die LD50 mit 125 mg / kg Körpermasse relativ hoch ist,
untersuchte bereits Oelschläger mit einer einzelnen Konzentration die lokalanästhetische
Wirkung der Substanz. Weitere Angaben zur Wirkung von OE 500, OE 1000, OE 5000
OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 lagen vor Versuchsbeginn nicht vor.
2.3. Tierexperimentelle Prüfmodelle 2.3.1. Bestimmung der Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus der Ratte
Als Prämisse für die sinnvolle Testung neuer Lokalanästhetika beschrieben Koelzer und
Wehr (1958a) die größtmögliche Ähnlichkeit zur klinischen Praxis, um damit verwertbare
Rückschlüsse auf die Brauchbarkeit der Substanz in der Humanmedizin ziehen zu
können. Dazu schlagen sie die Testung am Nervus ischiadicus der Ratte vor. Eine
Applikation am frei liegenden Nerv würde zum einen die Übertragbarkeit auf die
klinische Praxis minimieren, zum anderen wäre eine jeweils identische Injektion nicht
möglich (Ford et al. 1984). Sowohl Anästhesie-Dauer als auch Parese-Zeit wurden
bestimmt. Die Ratte eignet sich als Versuchstier für diesen Test, weil die Anästhesie-
Dauer der des Menschen relativ nahe kommt. Außerdem reagiert die Ratte auf Reize an
der Pfote heftig, so dass eine eventuelle Lokalanästhesie leicht und genau feststellbar ist.
Die Bestimmung von Parese und Anästhesie ist notwendig, da es teilweise zu einer sehr
langen Parese ohne gleichzeitige Anästhesie kommen kann. In Anlehnung an Schwartz
CH2 CH2 CH2CH2O CH2 N O
O CH2 CH2 CH2 CH2 N O
2 Material und Methoden
23
(1973), der 6 Tiere pro Versuch für zweckmäßig hält, wurde jede Konzentration an 6
Ratten getestet, wobei die Substanzen jeweils an den linken Nervus ischiadicus appliziert
wurden. Die Ratte wurde von einer Laborassistentin mit einer Hand gehalten und in
Seitenlage gebracht. Mit der anderen Hand wurde das linke Bein in gestreckter
abduzierter Haltung fixiert. So war es möglich, den Trochanter major mit dem linken
Zeigefinger zu tasten und dabei das Gewebe zu straffen. Die Injektionsnadel
(Microlance 2 27g x 43 0,4 x 19, Becton-Dickinson, Dublin) konnte so, dicht am
Finger entlang, vorgeschoben werden, bis die Nadelspitze den Knochen berührte.
Anschließend wurde die Nadel ca. 1 mm zurück gezogen und dann 0,05 ml / 100 g KM
der zu testenden Substanz genau am Nerven appliziert (zum Verlauf siehe Abbildung 6).
Eine Verletzung des Nerven ist bei dieser Applikationstechnik nicht zu befürchten
(Koelzer und Wehr 1958a).
Abbildung 6 : Schematische Darstellung der Lage des Nervus ischiadicus nach Haas (1993).
Wenn die injizierte Substanz eine Wirkung zeigt, kommt es kurz darauf zur Parese und
gegebenenfalls zur Anästhesie. Während des Versuches befanden sich die Versuchstiere
einzeln in einem durchsichtigen Makrolonkäfig, der auf einer Seite mit einem Metallgitter
2 Material und Methoden
24
abgedeckt war. Dieser Käfig wurde langsam um 180° gedreht, so dass die Ratte
schließlich auf dem Gitter saß. Durch Holzblöcke, die jeweils an der Seite untergestellt
wurden, konnte zum einen gewährleistet werden, dass die Tiere weder Schwanz noch
Pfote einklemmten, zum anderen, dass die Testung der Lokalanästhesie einfach möglich
war. Dafür wurde die Pfote mit einer stumpfen Nadel gereizt. Bei einem nicht-
anästhesierten Tier kam es bei Berührung der Pfote sofort zum Wegziehreflex. Außerdem
versuchte das Tier auch durch Flucht innerhalb des Käfigs, dem Reiz zu entkommen. War
die Pfote anästhesiert, blieb das Tier auch nach mehrmaliger Reizung bewegungslos
sitzen. Als Ausdruck der Parese zeigte das Tier einen hinkenden Gang, zudem hing die
Pfote durch die Gitterstäbe, die Zehen waren eng zusammen. Wurde der Käfig um 90°
gedreht glitt die Pfote beim Versuch des Tieres, sich an den Gitterstäben festzukrallen, ab.
Post injectionem wurde alle 2 min sowohl die Parese als auch die Anästhesie geprüft.
Nach 20 min erfolgte die Prüfung nur noch alle 5 min. Reagierte das Tier wieder auf die
Reize, galt die Anästhesie als beendet. Wenn die Pfote wieder sicheren Halt an den
Gitterstäben fand, wurde dies als Ende der Parese gewertet.
a) b)
Abbildung 7 : a) enger Zehenstand als Ausdruck einer Parese, b) Pfote gleitet auf Grund einer
Parese ab und hängt durch die Gitterstäbe des Käfigs.
2.3.2. Bestimmung der Oberflächenanästhesie an der Cornea der Ratte In der Cornea liegen die Nervenfasern ungeschützt im Gewebe, da es mit Eintritt in die
Cornea zum Verlust der Markscheide kommt. Die Anästhesie wird in der klinischen
Praxis durch Auftropfen des Lokalanästhetikums erreicht (Reim 1996). Diese Art der
Applikation wurde für die vorliegenden Untersuchungen übernommen. Es wurden
ausschließlich Tiere verwendet, deren Cornealreflex (Schluss des Auges nach vorsichtiger
Eindellung der Cornea mittels einer Parodontalsonde, deren Durchmesser 0,5 mm betrug)
vor Versuchsbeginn eindeutig auslösbar war. Um die Substanzen am Tier gut applizieren
zu können und die Einwirkungsdauer bei allen Tieren konstant zu halten, wurden die
2 Material und Methoden
25
Versuchstiere in eine leichte Ethernarkose versetzt. Die Narkose wurde so flach gehalten,
dass eine Beatmung der Tiere nicht notwendig war. Dem Tier wurden am linken Auge
0,05 ml der Lösung appliziert (Mikrolance 3 30g x 21 0,3 x 13, Becton-Dickinson,
Dublin) und für genau eine Minute auf der Cornea belassen. Nach dieser Zeit wurde das
Auge mit 1 ml einer 0,9 %igen NaCl-Lösung gespült. Im Anschluss daran wurde der
Cornealreflex, unter Vermeidung der Berührung der Wimpern, sofort an beiden Augen
geprüft. Anschließend wurde der Lidschlussreflex alle 2 min geprüft. Zur Testung des
Reflexes wurde die Cornea jeweils leicht mit der Parodontalsonde komprimiert (gerade
sichtbar eingedellt). Innerhalb von 4 Sekunden wurde die Cornea 10 mal eingedellt,
erfolgte dabei in mindestens 3 Fällen ein Lidschluss, so galt die Anästhesie als beendet.
Die Beleuchtung des Raumes wurde so gewählt, dass Blendeffekte ausgeschlossen
werden konnten. Es wurde darauf geachtet, ob Hornhauttrübungen, Tränenfluss und
Bindehautrötungen bzw. Bindehautentzündungen auftraten.
2.3.3. Bestimmung der LD50
Lokalanästhetika, in der Regel nur lokal angewendet, führen bei falscher Applikation oder
Überdosierung zu systemisch toxischen Effekten. Dabei kommt es zu Schäden am Herz-
Kreislauf-System, ZNS und anderen Organen, die zum Tod führen können. Da im Institut
für Pharmakologie und Toxikologie der FSU Jena sehr gute Erfahrungen mit der
Bestimmung der LD50 nach Miller und Tainter (1944) vorliegen, wurde dieses Verfahren
(Applikation der zu testenden Substanz intraperitoneal) für die durchgeführten Versuche
angewendet. Die Zahl der gestorbenen Tiere nimmt mit steigender Dosis zu. Im linearen
Koordinatensystem erhält man eine sigmoide Dosis-Letalitäts-Kurve. Werden die
Dosierungen (Abszisse) im logarithmischen Maßstab und die Prozentwerte gestorbener
Tiere (Ordinate) in sogenannten Probit-Einheiten abgetragen, erhält man eine Gerade. Die
zu bestimmten Prozentwerten gehörenden Probits sind durch Miller und Tainter tabelliert
worden (Tabelle 14, Seite 76). Nimmt die Gerade den Probit-Wert 5 an, kann an dieser
Stelle die LD50 in mg/kg KM auf der Abszisse abgelesen werden. In die Berechnung der
Streuung (s) der LD50 geht die Summe der verwendeten Tiere (n) ein. Die LD50 kann
umso genauer bestimmt werden, je größer die Tieranzahl ist.
2 Material und Methoden
26
2n)4Probit (Dosis)6Probit (Dosiss 50LD
−= (2)
sLD50
-Streuung
n -Tieranzahl
Wichtig für die Bestimmung der approximativen LD50 war, dass man sich dem
Dosisbereich, in dem die Ratten sterben, mittels einzelner Tiere näherte, um die Tierzahl
möglichst gering zuhalten. Erst dann wurden Testgruppen gebildet (n = 6) und 3
Dosierungen möglichst so gewählt, dass die Letalität bei 20 %, 50 % und 80 % lag. Bei
mangelnder Annäherung der Geraden an diese 3 Punkte wurden weitere Dosierungen
untersucht. Die Regressionsgerade zur Bestimmung der LD50 wurde nach der Methode
der kleinsten Quadrate berechnet. Die Toxizitätsbestimmung wurde an 150-220g
schweren Ratten durchgeführt. Es wurden maximal 50 mg /100 g KM der zu testenden
Substanzen intraperitoneal injiziert. Die Zeiten des Eintritts toxischer Wirkungen und des
Todes wurden festgestellt. Die Reaktionen der Tiere wurden direkt nach Applikation
sowie in der ersten Stunde alle 10 min, danach bis 6 Std. jede volle Stunde und
anschließend alle 6 Stunden beobachtet. Bei allen Tieren wurde auf Veränderungen im
Verhalten geachtet. Hyper- bzw. Hypokinese wurde protokolliert. Außerdem wurde das
Fressverhalten und die Atmung überprüft. Eine erhöhte Geräuschempfindlichkeit und
Krämpfe wurden ebenso ins Protokoll aufgenommen.
2.3.4. Vorversuche Es wurden verschiedene Vorversuche durchgeführt. Zum einen sollten die Methoden
standardisiert werden und zum anderen die Einflüsse der Substanzen, die zur Lösung
bzw. Einstellung des pH-Wertes der Testlösung verwendet wurden, auf die Wirkung
bestimmt werden.
Für die Cornealtestung wurde versucht, die Dauer der Ether-Narkose zu optimieren. Die
Tiere wachten kurz nach Applikation der Testsubstanz wieder auf. Das rechte Auge zeigte
sofort wieder den Lidschlussreflex.
Um eine gute Reproduzierbarkeit für die Versuche der Leitungsanästhesie zu erreichen,
wurde die Applikation mit gefärbtem, destilliertem Wasser geübt. Dazu wurde
2 Material und Methoden
27
Lisamingrün mit Wasser 1 : 50 gemischt. Nach der Applikation wurde das Tier in
Ethernarkose dekapitiert und anschließend der Nervus ischiadicus freipräpariert. War die
Applikation erfolgreich, konnte man den Nerven von grüner Flüssigkeit umspült sehen
(Abbildung 8).
Abbildung 8 : Präparierter Nervus ischiadicus. Der Nerv ist von
Lisamingrün umspült.
Die Vorversuche wurden solange fortgesetzt, bis in 9 von 10 Fällen dieses Bild vorlag.
Die Ausfällung des Fomocain wurde bei einer Konzentration von 4,0 % nach Freilegung
des Nerven mit Hilfe eines Zytoskops (Firma Carl-Zeiss Jena) nachgewiesen. Aus einer
persönlichen Mitteilung von Dr. A. Seeling aus dem Institut für Pharmazie der Friedrich-
Schiller-Universität Jena geht hervor, dass diese Ausfällung bisher obligat ist und sich
durch keine Maßnahme verringern bzw. aufheben lässt (Abbildung 9).
2 Material und Methoden
28
Abbildung 9 : Präparierter Nervus ischiadicus der Ratte. In der
Umrandung links neben dem Nerv ist eine Ausfällung des Fomocain sichtbar
Um den Einfluss von Salzsäure und Ammoniak überprüfen zu können, wurde destilliertes
Wasser mit HCl auf einen pH-Wert von 3,5 gebracht und anschließend mit Ammoniak
der pH-Wert 5,0 eingestellt. Diese Lösung wurde appliziert. Es war weder eine Parese
noch eine Anästhesie nachweisbar. Auch eine Schädigung des Nerven war nicht
ersichtlich (Herr et al. 1953). Tylose war ohne Zusatz von LA ebenfalls nicht in der Lage
eine Anästhesie oder Parese hervorzurufen.
Da keine Wirkungen erzielt wurden, erfolgt keine weitere Darstellung in Form von
Tabellen oder Diagrammen.
2.4. Auswertung und Statistik Zur Auswertung der Versuchsergebnisse wurden zunächst die Dosis-Wirkungs-
Beziehungen betrachtet. Auf der Abszisse wurde die Konzentration logarithmisch und auf
der Ordinate die Wirkung (Dauer der Anästhesie bzw. Parese) linear abgetragen. Bei allen
Versuchen wurde durch die halblogarithmische Darstellung ein annähernd linearer
Verlauf der Dosis-Wirkungs-Beziehung erhalten. Es gilt somit die allgemeine
Geradengleichung, in der x den Logarithmus der Konzentration darstellt. Es wurde eine
Regressionsanalyse durchgeführt, wobei die Regressionsgerade nach dem Prinzip der
kleinsten Quadrate berechnet wurde (Klöcking et al. 1990). Mit den Gleichungen 3 und 4
wurde die Steigung (m) und der Schnittpunkt mit der y-Achse (b) bestimmt.
2 Material und Methoden
29
xmyb ⋅−= (3)
∑
∑
∑
∑
=
=
=
=
−
⋅⋅−⋅=
−
−⋅−= n
ii
n
iii
n
ii
n
iii
xx
yxnyx
xx
yyxxm
1
2
1
1
2
1
)()(
)()( (4)
b - Schnittpunkt der Geraden mit der y-Achse y - Mittelwert aus allen y-Werten x - Mittelwert aus allen x-Werten m - Anstieg der Geraden n - Tierzahl pro Versuch (Anzahl Konzentration x Anzahl Tiere pro Konzentration) xi - Einzelwerte x (Konzentration) yi - Einzelwerte y (Dauer von Anästhesie bzw. Parese) Die Ordinatenwerte (Wirkungen) streuten in vertikaler Richtung zu den Abszissenwerten
(Konzentrationen). Im folgenden Schritt wurde nun das Ausmaß der Streuung von b und
m ermittelt. Dazu war vorauszusetzen, dass die wahre Regressionfunktion tatsächlich eine
Gerade ist und das die Ordinatenwerte y an allen Stellen der Geraden in gleichem Maße
um diese in vertikaler Richtung streuen, d.h. die gleiche Varianz s2 besitzen. Die
zufälligen Abweichungen von der Geraden müssen normalverteilt und voneinander
unabhängig sein. Die Varianz s2 wurde mit Gleichung (5) geschätzt.
2)1()1(
2
)( 2221
2
2
−⋅−⋅−⋅−
=−
⋅−−=∑=
nsnmsn
n
xmbys xy
n
iii
2
)()(1 1
222
−
−⋅−−=∑ ∑= =
n
xxmyyn
i
n
iii
(5)
s2 - Gesamtvarianz sy
2 - Varianz von y sx
2 - Varianz von x Mit den Gleichungen 6 und 7 wurden die Varianzen von b und m ermittelt.
))(
1(
1
2
222
∑=
−+= n
ii
b
xx
xn
ss (6)
2 Material und Methoden
30
∑=
−= n
ii
m
xx
ss
1
2
22
)( (7)
sm
2 - Varianz des Anstiegs m sb
2 - Varianz des Schnittpunktes (b) mit der y-Achse Um letztendlich die Wirkungen der verschiedenen Substanzen untereinander vergleichen
zu können, wurden effektive Konzentrationen berechnet. Die effektive Konzentration EC
einer Substanz ist die Konzentration, die benötigt wird, um eine zuvor festgelegte
Wirkung zu erzielen. Bei der Oberflächenanästhesie, bei der Parese und bei der
Leitungsanästhesie wurden jeweils die EC für eine Wirkdauer von 10, 20, 30 und 40 min
(= y0) bestimmt. Je geringer die effektive Konzentration war, desto wirksamer war die
Substanz.
Nach Umstellung der Geradengleichung 3 erhält man folgende Gleichung (8).
mbyx −
= 00 (8)
x0 - Konzentration die benötigt wird, um vorgegebene Anästhesie- bzw. Paresedauer zu erreichen. y0 - festgelegte Wirkdauer, die erreicht werden soll Unter Verwendung des dekadischen Logarithmus ist dann :
010 xEC = (9)
EC - Effektivkonzentration für festgelegte Wirkdauer
Die Berechnung der effektiven Konzentration durfte nur dann erfolgen, wenn die
Steigung m signifikant von Null verschieden war, d.h., der Wert Null nicht im
Konfidenzintervall von m lag: mn stm ⋅± − α;2 , wobei α;2−nt das α-Quantil der t-Verteilung
zu n-2 Freiheitsgraden ist. Für alle Berechnungen wurde ein Konfidenzniveau von 95 %
(p ≤ 0,05) gewählt.
Ermittelte effektive Konzentrationen unterschieden sich signifikant voneinander, wenn
sich die Konfidenzintervalle von x0 nicht überlagerten. Die Intervallgrenzen wurden nach
Gleichung 10 berechnet.
2 Material und Methoden
31
∑=
−
−
−+⋅⋅±
−⋅−= n
ii
n
xx
yynw
wst
wyymxx
1
2
20
;20
0
)(
)(α (10)
∑=
−
−⋅−= n
ii
n
xx
stmw
1
2
22
;22
)()( α (11)
x0 - hier jeweils obere bzw. untere Grenze des 95 % - Konfidenzintervalls der Konzentration x0 (Gleichung 7) zur festgelegten Anästhesie- bzw. Paresedauer y0.
Die Auswertung der LD50 erfolgte, wie bereits oben erwähnt, nach der Methode von
Miller und Tainter (1944).
3 Ergebnisse
32
3. Ergebnisse
3.1. Allgemeines Die Testsubstanzen wurden an zwei verschiedenen Modellen auf ihre lokalanästhetische
Wirksamkeit geprüft. Die Leitungsanästhesie wurde am Nervus ischiadicus der Ratte und
die Oberflächenanästhesie an der Cornea der Ratte getestet. Als Referenzsubstanzen
dienten Fomocain, Procain und Tetracain. Jede Konzentration wurde an einer Gruppe von
6 Tieren untersucht. Sämtliche Versuchsergebnisse sind in den Tabellen 10 bis 13 (Seite
72 bis 76) als arithmetische Mittelwerte mit Standardfehler angegeben. Der Vergleich der
Wirkungen beruht auf der Berechnung effektiver Konzentrationen, die einen definierten
Effekt hervorrufen (siehe 2.4., Seite 30). Die dazu notwendige Bestimmung der
Regressionsgeraden mit 95 %-Vertrauensintervall erfolgte mit der Methode der kleinsten
Quadrate. Es wurden dazu alle gemessenen Einzelwerte berücksichtigt und nicht die im
Anhang angegebenen arithmetischen Mittelwerte. Weist die Regressionsgerade eine
geringe Steigung auf, so bleibt auch bei größerer Verdünnung der Testsubstanz bzw.
Verteilung der Testsubstanz im Gewebe die Wirksamkeit erhalten. Bei Anwendung
höherer Konzentrationen kann die Anästhesiedauer nur wenig verlängert werden. Eine
große Steigung wirkt sich gegenteilig aus (Koelzer und Wehr 1958b). Für die Berechnung
der effektiven Dosen wurde für alle Versuche der praxisrelevante Bereich von 10 bis 40
min gewählt, wobei jeweils alle 10 min getestet wurde. In Tabelle 8 (Seite 48 und 49)
sind alle errechneten effektiven Dosen und deren 95 %-Konfidenzintervalle
zusammengefasst. Um die Anschaulichkeit der folgenden Abbildungen zu erhalten, sind
die effektiven Konzentrationen als ‚einfache’ Werte (EC) in den Diagrammen dargestellt.
Dadurch wird erreicht, dass entsprechend niedrige Balken im Diagramm einer großen
Wirkung (Anästhesie- bzw. Paresedauer) entsprechen. Zeigte eine Substanz keine
Wirkung, wurde in das Diagramm „k.W.“ eingetragen. War die statistische Berechnung
einer effektiven Konzentration nicht möglich, erscheint im Diagramm die Bezeichnung
„n.b.“ (nicht bestimmbar) bzw. „n.v.“ (nicht verwertbar), wenn die Berechnung zwar
möglich, die berechnete Konzentration aber 100 % überschritt. Tiere mit einer
Langzeitbeeinträchtigung (Anästhesie- bzw. Paresedauer länger als 6 Stunden) wurden
bei der Berechnung der Mittelwerte für Parese und Anästhesie und der effektiven
Konzentrationen nicht berücksichtigt.
3 Ergebnisse
33
Zur Darstellung der LD50 wurden zwei verschiedene Diagrammtypen gewählt. Zum einen
wurde die Probitzahl in Abhängigkeit der Dosis (Logarithmus der Dosis in mg / kg KM)
aufgezeigt. Dabei kann bei der Probitzahl 5 die LD50 der getesteten Substanz abgelesen
werden. Je weiter rechts der Graph im Diagramm liegt desto geringer ist die Toxizität.
Zum anderen wurde die LD50 in einem Balkendiagramm abgebildet. Hier ist ein
unmittelbarer Vergleich der Substanzen aufgrund eines Höhenvergleiches der Balken
möglich. In diesem Diagramm ist außerdem die Streuung der Letalitätsdosis mit
angegeben.
3.2. Testung der lokalanästhetischen Wirksamkeit 3.2.1. Bestimmung der Leitungsanästhesie Die zu untersuchenden Substanzen wurden alle am Nervus ischiadicus der Ratte getestet.
Es wurde sowohl die Anästhesiedauer als auch die Paresedauer bestimmt.
Die Dosis-Wirkungs-Beziehungen für die getesteten Diethanolaminderivate sind in
Abbildung 10 im Vergleich zu Procain und Fomocain dargestellt...
Anästhesie: N. ischiadicus
0
20
40
60
80
100
120
140
0,1 1,0 10,0Konzentration [%]
Wir
kdau
er [m
in]
Procain FomocainOE 6000OE 7000OE 8000OE 9000
Abbildung 10 : Dosis-Wirkungs-Beziehung der Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus
der Ratte (Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwerte. n=6 Tiere pro Gruppe.
3 Ergebnisse
34
Procain zeichnet sich im Vergleich zu Fomocain durch eine wesentlich stärkere
leitungsanästhetische Wirkung aus, was sowohl aus der Lage der Dosis-Wirkungs-
Geraden als auch deren Steigung hervorgeht. Die Regressionsgeraden von OE 6000 und
Procain verlaufen annähernd parallel, dabei ist die Gerade von OE 6000 aber nach rechts
verschoben. Die Anstiege der Regressiosgeraden von OE 7000 und OE 9000 sind am
steilsten. Die Gerade für OE 7000 liegt ab einer Konzentration von 1 % links von der des
Procain, die für OE 9000 beginnt bereits links von Procain. OE 8000 zeigt keine
Wirkung.
Anästhesie: N. ischiadicus
0102030405060708090
0,1 1,0 10,0Konzentration [%]
Wir
kdau
er [m
in]
Procain
Fomocain
OE 500
OE 1000
OE 5000
Abbildung 11 : Dosis-Wirkungs-Beziehung der Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus
der Ratte (Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, OE 500, OE 1000 und OE 5000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwerte. n=6 Tiere pro Gruppe.
Bei den Morpholinderivaten (Abbildung 11) zeigen alle Substanzen eine geringere
lokalanästhetische Wirkung als Procain. OE 500 liegt im Diagramm am weitesten rechts.
OE 1000 und OE 5000 zeichnen sich durch eine etwa gleich starke Wirkung aus, welche
im Vergleich zu Procain und Fomocain erst bei hohen Konzentrationen beginnt.
Um einen Vergleich der Testsubstanzen vornehmen zu können, wurden die effektiven
Konzentrationen für eine Anästhesiedauer von 10, 20, 30 und 40 min errechnet (Tabelle
8, Seite 48 und 49). Die Werte der effektiven Konzentrationen sowie die obere und untere
Intervallgrenze des 95 %-Konfidenzintervalls sind in Abbildung 12 (Seite 35 und 36)
dargestellt.
3 Ergebnisse
35
Anästhesie: N. ischiadicus
0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5
Fom
o
Proc
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
10 min
EC [%
]
0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5
Fom
o
Proc
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
20 min
EC [%
]
P
F
P
P
k.W
F
P
F
P P
P
k.W
FP F FP
OIG: 4,6
OIG: 11,8 OIG: 4,7
3 Ergebnisse
36
Anästhesie: Nervus ischiadicus
0,01,02,03,04,05,06,07,08,09,0
Fom
o
Proc
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
30 min
EC [%
]
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
Fom
o
Proc
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
40 min
EC [%
]
Abbildung 12 : Vergleich der effektiven Konzentrationen (EC) mit Angabe des 95 % -
Konfidenzintervalls für die Anästhesiedauer von 10, 20, 30 und 40 min am Nervus ischiadicus für die Referenzsubstanzen Fomocain (Fomo) und Procain (Proc), sowie die Derivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000, n = 6 Tiere pro Gruppe. P = signifikanter Unterschied zu Procain, (p ≤ 0,05), F = signifikanter Unterschied zu Fomocain, (p ≤ 0,05), k.W. = keine Wirkung. OIG für Fomo und OE 5000 siehe Tabelle 8, Seite 48 und 49.
P
F
P
P
P
k.W.
FP F FP
P
F
P
P
P
k.W.
FP F
FP
OIG: 65,1 OIG:13,4
EC: 21,8 EC: 13,7 OIG: 20,7
3 Ergebnisse
37
Die Reihenfolge der im Diagramm dargestellten Substanzen ergibt sich aus ihrer
Kettenlänge und Zugehörigkeit zu den Referenzsubstanzen bzw. Morpholin- (OE 5000,
OE 500 und OE 1000) und Diethanolaminderivaten (OE 8000, OE 6000, OE 7000 und
OE 9000). Die Substanz mit der kürzesten Kettenlänge erscheint jeweils am weitesten
links. Für 20, 30 und 40 min ergeben sich keine Unterschiede in der Signifikanz, d.h., war
eine Substanz bei einer Wirkdauer von 20 min signifikant besser bzw. schlechter wirksam
als Fomocain oder Procain, so galt gleiches auch für 30 und 40 min. Um eine
Anästhesiedauer von 10 min zu erzeugen, benötigt man von Procain (EC10min = 0,62 %)
und OE 9000 (EC10min = 0,49 %) die geringste Konzentration, d.h., Procain und OE 9000
besitzen die stärkste Wirksamkeit. Beide Substanzen unterscheiden sich signifikant vom
Fomocain (EC10min = 1,5 %). Außerdem wirkt Procain signifikant besser als OE 5000
(EC10min = 1,36 %) und OE 500 (EC10min = 3,15 %). OE 1000 (EC10min = 1,17 %), OE
6000 (EC10min = 0,89 %) und OE 7000 (EC10min = 0,77 %) unterscheiden sich dagegen
nicht signifikant vom Fomocain bzw. Procain. Auch bei einer Anästhesiedauer von 20
min zeigen Procain mit einer EC20min = 0,8 % und OE 9000 mit einer EC20min = 0,56 %
die stärkste Wirksamkeit. Hier wirkt OE 9000 zusätzlich signifikant besser als Procain.
Das 95 %- Konfidenzintervall des OE 7000 (EC20min = 0,9 %) schneidet das des Procain.
Bei OE 6000 (EC20min = 1,15 %) ist dies nicht der Fall. Die unteren Grenzen der 95 %-
Konfidenzintervalle für OE 5000 (EC20min = 2,93 %), OE 500 (EC20min = 3,53 %) und OE
1000 (EC20min = 2,11 %) liegen so hoch, dass es nicht zum Überschneiden mit der
Obergrenze des 95 %-Konfidenzintervalls des Procain kommt. Gegenüber Fomocain
(EC20min = 3,7 %) sind die Substanzen Procain, OE 6000, OE 7000 und OE 9000
signifikant besser wirksam. OE 8000 zeigt keine leitungsanästhetischen Effekte.
Langzeitbeeinträchtigungen im Sinne einer verlängerten Anästhesiedauer waren bei
keiner der getesteten Substanzen nachzuweisen. Es wurde beobachtet, dass die Parese
(siehe 3.2.2.) regelmäßig vor der Anästhesie eintrat und es auch ohne Ausbildung einer
Anästhesie zur Parese kommen konnte.
3 Ergebnisse
38
3.2.2. Bestimmung der Parese Die Dosis-Wirkungs-Beziehungen der Paresedauer sind in Abbildung 13 für die
Diethanolaminderivate dargestellt.
Parese: N. ischiadicus
0
50
100
150
200
250
300
350
0,1 1,0 10,0Konzentration [%]
Wir
kdau
er [m
in]
ProcainFomocainOE 6000OE 7000OE 8000OE 9000
Abbildung 13 : Dosis-Wirkungs-Beziehung der Parese am Nervus ischiadicus der Ratte
(Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwerte. n = 6 Tiere pro Gruppe.
Procain zeigt in den unteren Konzentrationsbereichen (bis 1 %) eine stärkere paretische
Wirkung als Fomocain. Bei höheren Konzentrationen ist dies umgekehrt. Die
Regressionsgeraden von Procain und OE 8000 verlaufen annähernd parallel. Die Gerade
von OE 8000 liegt dabei rechts verschoben und zeigt damit die geringste paretische
Wirkung. Die Regressionsgeraden der Derivate OE 7000, OE 6000 und OE 9000 sind
nach links verschoben. Im getesteten Bereich zeichnet sich OE 9000 durch die stärkste
Wirkung aus, während OE 7000 den steilsten Anstieg aufweist.
3 Ergebnisse
39
Parese: N. ischiadicus
0
20
40
60
80
100
120
140
0,1 1,0 10,0Konzentration [%]
Wir
kdau
er [m
in]
Procain
FomocainOE 500
OE 1000OE 5000
Abbildung 14 : Dosis-Wirkungs-Beziehung der Parese am Nervus ischiadicus der Ratte
(Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, OE 500, OE 1000 und OE 5000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwerte. n = 6 Tiere pro Gruppe.
Die paretische Wirkung der Morpholinderivate OE 500, OE 1000 und OE 5000
beginnt in höheren Konzentrationsbereichen als die der Referenzsubstanzen. OE
5000 und OE 1000 verlaufen annähernd parallel, wobei die Wirkung des OE 1000
oberhalb und die des OE 5000 unterhalb der Wirkung von Procain und Fomocain
liegt. Die Kurve für OE 500 liegt am weitesten rechts.
Die Paresedauer am Nervus ischiadicus ist analog zur Anästhesiedauer für die Zeiten 10,
20, 30 und 40 min in Abbildung 15 (Seite 40 und 41) dargestellt.
3 Ergebnisse
40
Parese: N. ischiadicus
0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5
Fom
o
Proc
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
10 min
EC [%
]
0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5
Fom
o
Proc
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
20 min
EC [%
]
FP
FP
FP
FP
P
3 Ergebnisse
41
Parese: N. ischiadicus
0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5
Fom
o
Proc
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
30 min
EC [%
]
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
Fom
o
Proc
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
40 min
EC [%
]
Abbildung 15 : Vergleich der effektiven Konzentrationen (EC) mit Angabe des 95 %-Konfidenzintervalls für
eine Paresedauer von 10, 20, 30 und 40 min am Nervus ischiadicus für die Referenzsubstanzen Fomocain (Fomo) und Procain (Proc) sowie die Derivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000, n = 6 Tiere pro Gruppe. F = signifikanter Unterschied zu Fomocain, P = signifikanter Unterschied zu Procain (p ≤ 0,05).
FP
FP
P
FP
FP FP
P
P FP
3 Ergebnisse
42
Für die Paresedauer von 10, 20, 30 und 40 min wurden die effektiven Konzentrationen
mit Angabe des 95 %-Konfidenzintervalls errechnet und in Tabelle 8 (Seite 48 und 49)
zusammengestellt. Im Diagramm 15 sind diese Werte vergleichend dargestellt. Für alle
vier Zeiten gilt, dass bei OE 5000 und OE 500 signifikant höhere Konzentrationen als bei
Fomocain und Procain eingesetzt werden mussten, um eine entsprechende Paresedauer zu
erreichen. Im Bereich einer kurzen Parese von 10 min ergeben sich keine weiteren
signifikanten Unterschiede. Um eine Paresedauer von 20 min zu erzeugen, benötigt man
von OE 9000 die geringste Konzentration (EC20min = 0,32 %). Ein signifikanter
Unterschied zu Fomocain (EC20min = 0,78 %) ist jedoch nicht festzustellen. Procain
(EC20min = 0,64 %) führt erst in signifikant höheren Konzentrationen zu einer Parese. Für
OE 6000 mit einer effektiven Konzentration von 0,75 % ergibt sich ein ähnliches Bild wie
für OE 7000 (EC20min = 0,62 %). Beide zeigen wie auch für 10 min und für 30 min keine
signifikanten Unterschiede bezüglich Procain bzw. Fomocain. OE 8000 (EC20min = 1,2 %)
wirkt signifikant geringer als Procain. Für eine Paresedauer von 30 und 40 min weist OE
9000 (EC30min = 0,34 %, EC40min = 0,38 %) ebenfalls die stärkste paretische Wirksamkeit
auf. Hier zeigt sich auch ein signifikanter Unterschied zum Procain (EC30min = 0,82 %,
EC40min = 1,05 %). Mit Fomocain (EC30min = 0,90 %, EC40min = 1,04 %) gibt es ebenfalls
keine Überlagerung des 95 %-Konfidenzintervalls. Die Signifikanz von OE 8000 (EC30min
= 1,27 %, EC40min = 1,66 %) gegenüber Procain und Fomocain ändert sich nicht.
Signifikante Unterschiede von OE 6000 (EC40min = 0,89 %) zu Procain bzw. Fomocain
sind nicht nachweisbar. Anders bei OE 7000 (EC40min = 0,68 %), welches mit seinen
Intervallgrenzen außerhalb der Intervallgrenzen des Procain liegt.
Fomocain verursachte bei einer 3%igen Konzentration in einem Fall eine
Langzeitbeeinträchtigung (Paresedauer über 6 Stunden) in einer Gruppe von 6 Tieren,
welche nach 24 Stunden nicht mehr nachzuweisen war. Das Derivat OE 7000 rief bei den
Konzentrationen 2 % und 2,5 % jeweils 3 Langzeitbeeinträchtigungen hervor. Auch hier
bestand nach 24 Stunden keine Parese mehr. Gleiches gilt für eine
Langzeitbeeinträchtigung durch das Derivat OE 6000 nach der Testung mit einer 2 %igen
Lösung. Unabhängig von einer verlängerten Paresedauer kam es bei diesem Versuch zu
einer Nekrose an der Einstichstelle bei einem Tier. Bei einer Konzentration von 2,5 %
zeigte ein Tier erst nach 48 Stunden eine vollständige Genesung.
3 Ergebnisse
43
3.2.3. Bestimmung der Oberflächenanästhesie Bei der Oberflächenanästhesie wurde zusätzlich zu Fomocain und Procain Tetracain als
Referenzsubstanz verwendet. In Tabelle 12 (Seite 74) sind die Versuchsergebnisse als
arithmetische Mittelwerte mit Standardfehlern zusammengefasst. Die Dosis-Wirkungs-
Beziehungen der Diethanolaminderivate nach Oberflächenanästhesie sind in Abbildung
16 im Vergleich zu den Referenzsubstanzen dargestellt.
Oberflächenanästhesie: Ratte Cornea
0
20
40
60
80
100
120
140
0,1 1,0 10,0Konzentration [%]
Wir
kdau
er [m
in]
ProcainFomocainTetracainOE 6000OE 7000OE 8000OE 9000
Abbildung 16 : Dosis-Wirkungs-Beziehung für die Oberflächenanästhesie an der Rattencornea (Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, Tetracain, OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwert. n = 6 Tiere pro Gruppe.
Procain zeigt die geringste Wirkung aller getesteten Substanzen. Die
Regressionsgerade von OE 9000 liegt ab einer Wirkdauer von ca. 20 min am
weitesten links und zeigt somit die beste Wirksamkeit. Der Graph für Fomocain
läuft mit OE 9000 parallel, liegt aber weiter rechts. Der Wirkungsbereich des
Tetracain beginnt bei der niedrigsten Konzentration. Der Anstieg der Dosis-
Wirkungs-Geraden für Tetracain ist relativ flach. Auch die Regressionsgerade von
OE 7000 verläuft annähernd parallel zu der des OE 9000, ist aber noch weiter nach
rechts verlagert. Gleiches gilt für OE 8000 in Bezug auf Tetracain. OE 6000 liegt in
3 Ergebnisse
44
seiner oberflächenanästhetischen Wirksamkeit zwischen der des OE 7000 und OE
8000.
Oberflächenanästhesie: Ratte Cornea
020406080
100120140160180200
0,1 1,0 10,0Konzentration [%]
Wir
kdau
er [m
in]
ProcainFomocainTetracainOE 500OE 1000OE 5000
Abbildung 17 : Dosis-Wirkungs-Beziehung für die Oberflächenanästhesie an der
Rattencornea (Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, Tetracain, OE 500, OE 1000 und OE 5000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwerte. n = 6 Tiere pro Gruppe.
Bei den Morpholinderivaten (Abbildung 17) zeichnet sich OE 1000 durch die am längsten
dauernde (> 40 min) oberflächenanästhetische Wirksamkeit aus. Dies ist an der Lage der
Graphen links im Diagramm zu erkennen. In den Bereichen bis 20 min Wirkdauer ist
Tetracain am besten wirksam. Die Regressionsgeraden für OE 500 und OE 5000
verlaufen nahezu parallel zu Fomocain, beide liegen rechts des Fomocain, was einer
geringen Wirksamkeit entspricht.
In Abbildung 18 (Seite 45 und 46) sind die Werte der effektiven Konzentrationen mit
oberer und unterer Intervallgrenze des 95%-Konfidenzintervalls dargestellt, die eine
Oberflächenanästhesie von 10, 20, 30 bzw. 40 min bewirken.
3 Ergebnisse
45
Oberflächenanästhesie: Ratte Cornea
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Fom
o
Tetr
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
10 min
EC [%
]
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
Fom
o
Tetr
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
20 min
EC [%
]
T
F
FT FT
T
T
T
T
EC: 2,67 FT
F
T
3 Ergebnisse
46
Oberflächenanästhesie: Ratte Cornea
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5Fo
mo
Tetr
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
30 min
EC [%
]
0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0
Fom
o
Tetr
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
40 min
EC [%
]
Abbildung 18 : Vergleich der effektiven Konzentrationen (EC) mit Angabe des 95 %-Konfidenzintervalls
für eine Anästhesiedauer von 10, 20, 30 und 40 min an der Cornea für die Referenzsubstanzen Fomocain (Fomo) und Tetracain (Tetr) sowie die Derivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000, n = 6 Tiere pro Gruppe.
F = signifikanter Unterschied zu Fomocain, T = signifikanter Unterschied zu Tetracain (p ≤ 0,05), OIG und UIG für Tetracain und OE 8000 siehe Tabelle 8, Seite 48 und 49.
T
F
F
T
FT
FT
FT
FT
T
T
F FT
T
FT
FT
FT
FT
T
EC: 7,55
EC: 4,34 EC: 21,36
3 Ergebnisse
47
Bei einer Oberflächenanästhesiedauer von 10 min wirkt Tetracain (EC10min = 0,12 %)
signifikant besser als alle getesteten Diethanolaminderivate (OE 8000, OE 6000, OE
7000, OE 9000), Fomocain (EC10min = 0,24 %) und das Morpholinderivat OE 5000
(EC10min = 0,66 %). Nur die Wirkung von OE 500 (EC10min = 0,34 %) und OE 1000
(EC10min = 0,18 %) ist annähernd der des Tetracain vergleichbar. Signifikante
Unterschiede zwischen Fomocain, OE 6000 (EC10min = 0,38 %), OE 7000 (EC10min = 0,39
%), OE 9000 (EC10min = 0,20 %), OE 500 und OE 1000 sind nicht festzustellen. Die
EC10min von OE 8000 liegt mit 0,94 % höher als die obere Intervallgrenze des Fomocain.
Ähnlich ist es bei OE 5000 mit einer EC10min von 0,66 %. Für eine Anästhesiedauer von
20 min benötigt man für OE 5000 (EC20min = 0,78 %) und OE 8000 (EC20min = 2,67 %)
signifikant höhere Konzentrationen als für Tetracain (EC20min = 0,39 %) und Fomocain
(EC20min = 0,28 %). Die Intervallgrenzen von OE 1000 (EC20min = 0,19 %) und OE 9000
(EC20min = 0,23 %) überschneiden die des Tetracain nicht. Die effektiven Konzentrationen
von OE 500 und OE 7000 zeigen mit Werten von EC20min = 0,4 % bzw. EC20min = 0,46 %
keinen signifikanten Unterschied. Die Wirkung des Tetracain (EC30min = 1,3 %) ist
signifikant schlechter als die von Fomocain (EC30min = 0,38 %), OE 6000 (EC30min = 0,74
%), OE 7000 (EC30min = 0,55 %), OE 9000 (EC30min = 0,26 %) und der Morpholinderivate
OE 500 (EC30min = 0,47 %) und OE 1000 (EC30min = 0,21 %), aber signifikant besser als
die des OE 8000 (EC30min = 7,55 %). Die Fomocainderivate OE 5000 (EC30min = 0,93 %),
OE 1000, OE 8000 und OE 7000 unterscheiden sich signifikant von ihrer Muttersubstanz.
Mit Ausnahme von OE 1000 weisen sie eine geringere Wirkung auf. Tetracain (EC40min =
4,34 %) zeigt bei 40 min nur ein geringe Wirkung, die von allen anderen Substanzen
außer OE 8000 (EC40min = 21,36 %) übertroffen wird. OE 1000 (EC40min = 0,22 %) wirkt
als einzige Substanz signifikant besser als Fomocain (EC40min = 0,36 %).
Fomocain zeigte bei einer Konzentration von 2 % bei 4 von 5 getesteten Tieren
Langzeitbeeinträchtigungen, die nicht reversibel waren. Eine Langzeitbeeinträchtigung
bei einer Konzentration von 2 % OE 6000 ließ sich nach 24 Stunden nicht mehr
nachweisen. Eine verlängerte Anästhesiedauer trat bei OE 7000 nicht auf. Allerdings
waren deutliche morphologische Veränderungen sichtbar (1,5 % ein Tier, 2 % zwei
Tiere).
3 Ergebnisse
48
Tabelle 8 : Überblick der verschiedenen effektiven Konzentrationen (EC) mit oberer (OIG) und unterer (UIG) Intervallgrenze des 95 %-Konfidenzbereichs, der Anästhesie- und Paresedauer am Nervus ischiadicus und der Oberflächenanästhesie an der Cornea für die Referenzsubstanzen Procain (Proc), Fomocain (Fomo) und Tetracain (Tetr) sowie die Fomocainderivate OE 500, OE 1000, OE 5000, OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 k.W. = keine Wirkung, n.b. = nicht bestimmbar, n.g. = nicht getestet, n.v. = nicht verwertbar nach statistischer Berechnung, da errechneter Wert größer als 100 %
Substanz Leitungsanästhesie Oberflächen-Anästhesie Anästhesie Parese Cornea EC OIG UIG EC OIG UIG EC OIG UIG [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%]
10 min Fomo 1,53 2,57 0,98 0,67 0,94 0,43 0,24 0,30 0,18Proc 0,62 0,73 0,53 0,50 0,60 0,41 95,52 n.v. 4,47Tetr n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. 0,12 0,16 0,08OE 5000 1,36 1,83 0,97 1,26 1,51 1,02 0,66 0,99 0,38OE 500 3,15 4,57 1,36 3,37 4,00 2,61 0,34 0,66 0,07OE 1000 1,17 1,81 0,59 0,22 4,05 0,00 0,18 0,21 0,14OE 8000 k.W. k.W. k.W. 0,75 0,95 0,57 0,94 1,11 0,80OE 6000 0,89 1,10 0,68 0,69 0,87 0,51 0,38 0,47 0,29OE 7000 0,77 1,00 0,55 0,59 0,75 0,44 0,39 0,53 0,27OE 9000 0,49 0,59 0,40 0,30 0,53 0,10 0,20 0,25 0,1620 min Fomo 3,71 11,80 1,87 0,78 1,05 0,53 0,28 0,34 0,22Proc 0,80 0,92 0,70 0,64 0,75 0,55 n.v. n.b. 26,85Tetr n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. 0,39 0,47 0,32OE 5000 2,93 4,53 2,08 1,74 2,01 1,49 0,78 1,13 0,48OE 500 3,53 4,73 1,87 3,55 4,14 2,84 0,40 0,69 0,11OE 1000 2,11 2,94 1,49 0,28 3,89 0,00 0,19 0,23 0,16OE 8000 k.W. k.W. k.W. 0,98 1,22 0,78 2,67 3,86 1,99OE 6000 1,15 1,40 0,93 0,75 0,93 0,58 0,53 0,63 0,43OE 7000 0,90 1,14 0,67 0,62 0,78 0,47 0,46 0,61 0,33OE 9000 0,56 0,66 0,46 0,32 0,55 0,12 0,23 0,28 0,1930 min Fomo 8,99 65,09 2,99 0,90 1,19 0,64 0,32 0,38 0,26Proc 1,04 1,16 0,92 0,82 0,94 0,72 n.b. n.b. n.v.Tetr n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. 1,30 1,96 0,93OE 5000 6,33 13,42 3,70 2,41 2,77 2,11 0,93 1,30 0,61OE 500 3,96 4,93 2,53 3,76 4,29 3,09 0,47 0,72 0,18OE 1000 3,81 7,10 2,55 0,35 3,73 0,00 0,21 0,24 0,17OE 8000 k.W. k.W. k.W. 1,27 1,65 1,02 7,55 15,11 4,42OE 6000 1,49 1,83 1,22 0,82 1,00 0,64 0,74 0,88 0,62OE 7000 1,04 1,32 0,81 0,65 0,81 0,49 0,55 0,71 0,41OE 9000 0,64 0,74 0,54 0,34 0,56 0,13 0,26 0,31 0,22
3 Ergebnisse
49
Leitungsanästhesie Oberflächen-Anästhesie Anästhesie Parese Cornea
EC OIG UIG EC OIG UIG EC OIG UIG
Substanz
[%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] 40 min Fomo 21,79 n.v. 4,62 1,04 1,36 0,77 0,36 0,43 0,30Proc 1,34 1,49 1,20 1,05 1,18 0,94 n.b. n.b. n.v.Tetr n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. 4,34 8,94 2,35OE 5000 13,68 41,50 6,32 3,33 4,00 2,84 1,10 1,50 0,76OE 500 4,44 5,24 3,37 3,97 4,45 3,37 0,55 0,77 0,29OE 1000 6,87 20,70 3,61 0,45 3,58 0,00 0,22 0,26 0,19OE 8000 k.W. k.W. k.W. 1,66 2,33 1,27 21,36 59,91 9,67OE 6000 1,92 2,50 1,54 0,89 1,08 0,72 1,03 1,27 0,86OE 7000 1,20 1,55 0,95 0,68 0,84 0,52 0,65 0,84 0,49OE 9000 0,73 0,83 0,63 0,38 0,59 0,16 0,30 0,35 0,26
3 Ergebnisse
50
3.2.4. Bestimmung der Toxizität Die LD50 wurde nach der Methode von Miller und Tainter (1944) bestimmt. In Abbildung
19 sind die errechneten Dosen und ihre Streuungen dargestellt. Je höher sich der Balken
im Diagramm darstellt, desto mehr Substanz wurde gebraucht, um eine toxische Wirkung
zu erkennen. D.h., die betreffende Substanz ist weniger toxisch.
Vergleich der LD 50
0
100
200
300
400
500
Fom
ocai
n
Proc
ain
OE
5000
OE
500
OE
1000
OE
8000
OE
6000
OE
7000
OE
9000
LD
50 [m
g/kg
KM
]
Abbildung 19 : Vergleich der LD50 (± Streuung) nach i. p.- Injektion an der Ratte für die
Referenzsubstanzen Fomocain und Procain sowie die Derivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000 (nach Miller und Tainter), n = 6 Tiere pro Konzentration, 3-5 Konzentrationen pro Substanz.
Die LD50 der getesteten Substanzen liegt zwischen 111 und 391 mg/kg KM. Das
Diethanolaminderivat OE 9000 liegt dabei an der unteren, das Morpholinderivat OE 5000
an der oberen Grenze. Bei einer sonst recht niedrigen Toxizität (entspricht hohen Balken)
der Morpholinderivate bildet OE 1000 mit einem Wert von 183 mg/kg KM eine
Ausnahme. Procain, mit der LD50 = 328 mg/kg KM, weist eine vergleichbare Toxizität
wie die Morpholinderivat- Gruppe auf. Die Diethanolaminderivate zeichnen sich durch
3 Ergebnisse
51
eine höhere Toxizität aus. In Bezug auf die LD50 ordnet sich das Morpholinderivat
Fomocain mit einem Wert von 191 mg/kg KM in diese Gruppe ein.
Die Dosis- Letalitätskurven sind für alle Substanzen in der Abbildung 20
zusammengefasst. Auf der Ordinate sind die Probit-Einheiten nach Miller und Tainter,
auf der Abszisse ist die Dosis abgetragen.
Dosis-Letalitätskurven
3
4
5
6
7
8
100 1000Dosis [mg/kg KM]
Prob
it
Fomocain
Procain
OE 5000
OE 500
OE 1000
OE 8000
OE 6000
OE 7000
OE 9000
200 300
Abbildung 20 : Dosis-Letalitätskurven nach i. p.- Injektion für die Referenzsubstanzen
Fomocain und Procain sowie die Derivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000, n = 6 Tiere pro Dosis, 3-5 Dosierungen pro Substanz.
In diesem Diagramm erscheinen Substanzen mit einer niedrigen Toxizität am weitesten
rechts, d.h., die LD50 liegt in hohen Dosisbereichen. Die Graphen für die
Referenzsubstanzen Fomocain und Procain liegen im mittleren Dosisbereich. Mit
Ausnahme der Substanz OE 1000 weisen die Morpholinderivate eine geringe Toxizität
auf, was an der Lage rechts im Diagramm zu erkennen ist. Die Substanzen der
Diethanolamin- Gruppe zeigen eine höhere Toxizität. Die Regressionsgerade des Procain
verläuft deutlich steiler als die des Fomocain.
Dosisabhängig kam es wenige Minuten nach Applikation von Procain zu tonisch-
klonischen Krämpfen. In diesem Stadium verstarben die Tiere innerhalb von 3 bis 15 min
3 Ergebnisse
52
oder sie erholten sich allmählich. Eine vollständige Genesung trat nach 2 bis 4 Stunden
ein. Die Vergiftungssymptomatik von Fomocain zeigte einen anderen Verlauf, bei dem es
zu einer Restitution der Symptome mit anschließender Verschlechterung und Tod kam.
Im Dosisbereich der LD50 und darüber kam es nach wenigen Minuten zu einer
Überstreckung des Kopfes und später zu einem ständigen Nicken mit dem Kopf. Bei
niedrigeren Dosierungen lagen die Tiere eher ruhig und wurden nach zwei bis drei
Stunden wieder munter und mobil. In beiden Fällen erholten sich die Tiere anschließend.
Nach ca. zwei Tagen wurden die Tiere erneut apathisch und ein Teil verstarb. Bei den
überlebenden Tieren besserte sich der Zustand bis zur Restitutio ad integrum. OE 9000
wies unter den getesteten Substanzen die höchste Toxizität auf. Die
Vergiftungssymptomatik war vor allem durch eine Hypokinese und Erhöhung der
Atemfrequenz gekennzeichnet. Zusätzlich trat eine Geräuschempfindlichkeit auf.
Dosisabhängig verschlechterte sich der Zustand. In niedriger Dosierung erholten sich die
Tiere bereits nach ca. einer Stunde wieder. Wie bei Fomocain kam es zwischenzeitlich zu
einer Besserung der Befindlichkeit. Allerdings beschränkte sich dies auf den mittleren
Dosierungsbereich. Hohe Dosen führten ohne Zeichen einer vorherige Restitutio
innerhalb von ein bis zwei Tagen, mit Dyspnoe einhergehend, zum Tod. OE 7000,
ebenfalls durch hohe Toxizität gekennzeichnet, hatte das gleiche Vergiftungsmuster wie
OE 9000. Die Tiere verstarben allerdings, im Unterschied zu OE 9000, bei hohen
Dosierungen bereits nach wenigen Minuten (15-60 min) mit Atemnot. Im Gegensatz dazu
trat der Tod nach niedrigeren Dosierungen teilweise erst nach vier Tagen ein. Auch hier
kam es zu massiver Atemnot. OE 1000 bildete unter den Morpholinderivaten mit einer
LD50 von 183 mg/kg KM eine Ausnahme. Die LD50 der anderen Derivate dieser Gruppe
war deutlich höher (OE 5000: 391 mg/kg KM, OE 500: 357 mg/kg KM). Nach
Dosierungen im Bereich der LD50 schliefen die Tiere teilweise bis zu drei Stunden und
erwachten dann wieder ohne jegliche Symptomatik. Ohne äußerlich erkennbaren Grund
verstarb ein Teil dieser Tiere dennoch nach drei Tagen. Einzig auffällig war bei diesen
Ratten ein struppiges Fell. Bei Dosen oberhalb der LD50 starben die Tiere innerhalb
weniger Minuten mit Atemnot. Ein Tier erholte sich kurzfristig, verstarb aber ebenfalls
nach zwei Tagen. Im Bereich der LD50 des OE 8000 kam es innerhalb von nur zehn
Minuten zum Tod. Auch unter höheren Dosierungen änderte sich dies nicht. Es war
jeweils eine Dyspnoe zu beobachten. Auch bei niedrigeren Dosierungen zeigten die Tiere
Atemnot. Außerdem wurden sie schläfrig, wachten aber nach spätestens 60 – 90 min ohne
sichtbare Residuen wieder auf. Unter den Diethanolaminderivaten war OE 6000 mit einer
3 Ergebnisse
53
LD50 von 209 mg/kg KM die am wenigsten toxische Substanz. Neben Atemnot umfasste
das Nebenwirkungsspektrum hier auch tonisch-klonische Krämpfe. Teilweise
verweigerten die Tiere die Nahrungsaufnahme, was im Extremfall noch nach zehn Tagen
zum Tod führte. Auch die überlebenden Tiere erschienen beeinträchtigt und benötigten
zur Rekonvaleszenz mehrere Tage. Bis auf eine Schläfrigkeit gab es bei OE 500 keine
weiteren Nebenwirkungen. Alle Tiere, auch nach Verabreichung von Dosen deutlich
unter der LD50, schliefen proportional zur Dosis 30 bis maximal 140 min. Der Tod trat
nach zwei bis drei Tagen ein. Auch unter OE 5000, der Substanz mit der höchsten LD50,
schliefen die Tiere in allen getesteten Dosierungen (zwischen 125 und 500 mg/kg KM bei
LD50 = 391 mg/kg KM). Mit zunehmender Dosis nahm die Dyspnoe zu. Vor Eintreten
des Todes kam es regelmäßig zur temporären Verbesserung des Befindens. Nach Gabe
von Dosierungen oberhalb der LD50 wurden die Tiere zunehmend apathisch und das Fell
erschien struppig. Außerdem entwickelte sich eine extreme Überblähung des Abdomens.
4 Diskussion
54
4. Diskussion
Auf dem Gebiet der Lokalanästhesie wird aufgrund von Nebenwirkungen der bekannten
Stoffe seit Jahren nach Substanzen gesucht, die bei gleicher oder größerer Wirksamkeit
besser verträglich sind. Koelzer und Wehr (1958a) beschreiben dabei eine Zunahme der
Toxizität mit steigender Wirkung. In dieser Arbeit wurden 7 Derivate des seit 1967 in der
Praxis verwendeten Fomocain untersucht. Es erfolgten sowohl Versuche zur Wirksamkeit
als auch zur Toxizität.
4.1. Vergleich der Referenzsubstanzen Fomocain, Procain und
Tetracain
Wie bereits unter 2.3.4. dargestellt, wurde durch die alleinige Applikation der
Lösungsmittel, welche aus einem Gemisch aus destilliertem Wasser, Ammoniak und
Salzsäure bzw. 0,5 %iger Tylose bestand, keine Wirkung erzielt. Fomocain und Procain
stellten die Positivkontrollen für die Versuche zur Leitungsanästhesie und LD50 dar,
während Fomocain und Tetracain als Referenzsubstanzen in den Versuchen zur
Oberflächenanästhesie verwendet wurden.
Fomocain zeigte, wie erwartet, eine sehr gute Wirkung als Oberflächenanästhetikum
(Nieschulz et al. 1958, Oelschläger et al. 1968). Ebenso bestätigte Tetracain als
Lokalanästhetikum für die Oberflächenanästhesie seine gute Wirksamkeit. Wie in den
Diagrammen 16 und 17 (Seite 43 und 44) zu sehen, besitzt Procain keine ausgeprägte
oberflächenanästhetische Wirkung. Ähnliche Angaben sind auch in der Literatur zu
finden (Herr 1958, Koelzer und Wehr 1958a-e, Luduena und Hoppe 1952, Nieschulz et
al. 1958). Während Tetracain bis 20 min nach Applikation eine stärkere
Oberflächenanästhesie als Fomocain hervorrief, war dies zu späteren Zeitpunkten nicht
mehr der Fall. So erreichte Tetracain selbst bei der für die Oberflächenanästhesie hohen
Konzentration von 1% nur eine Wirkdauer von weniger als 30 min. Fomocain hingegen
bewirkte bereits bei einer Konzentration von 0,4 % eine Unempfindlichkeit der Cornea
über die in dieser Arbeit getestete Obergrenze von 40 min Anästhesiedauer hinaus.
Allerdings kam es bei Fomocain in hoher Konzentration (≥ 2 %) zu Langzeitschäden an
4 Diskussion
55
der Hornhaut. Nach der Applikation einer 2%igen Fomocainlösung kam es zu Trübung
der Augen mit hämorrhagischem Randsaum und einer dauerhaften Unempfindlichkeit
gegenüber Reizen, welche bei gesundem Auge den Cornealreflex auslösten. Die lange
lokalanästhetische Wirksamkeit ist durch die hohe Lipophilie (Verteilungskoeffizient n -
Octanol / Wasser: Pv = 3,75) der Substanz bedingt. Der Stoff kann sich somit leichter in
Membranen anreichern (Koch 1970, Temple und Schesmer 1978). Das
Diffusionsvermögen ist trotz der hohen Lipophilie nur gering. Da der pKa-Wert nur bei
7,1 liegt, ist die intrazelluläre Protonierung zum Kation, welches die eigentliche
Wirkform darstellt, erschwert. Für Tetracain hingegen liegt der pKa-Wert bei 8,5, was
eine Penetration durch Membranen mit anschließender intrazellulärer Dissoziation
begünstigt. Durch das Vorhandensein einer großen Zahl an Kationen wird so eine gute
inhibitorische Wirkung erzielt. Im Fall von Fomocain ist die Kontaktzeit des LA an
Nerven und deren Endigungen offensichtlich verlängert. Dadurch wird eine
Gewebeirritation hervorgerufen, welche für das Auftreten von
Langzeitbeeinträchtigungen verantwortlich sein könnte.
Während Nieschulz et al. (1958) bereits bei 1 %igen Fomocain- Lösungen
Gewebeschädigungen feststellten, kam es in der vorliegenden Untersuchung erst ab einer
Konzentration von 2 % zu oberflächenanästhetischen Wirkungen mit einer Dauer von
über 6 Stunden. In 4 von 5 Fällen war der Verlust des Cornealreflexes irreversibel. Diese
Nebenwirkungen traten trotz des Abspülens des Lokalanästhetikum nach einer Minute
auf. Die hohe Protein-Bindung (98,5 %) von Fomocain könnte hierfür mitverantwortlich
sein. In Konzentrationen unterhalb von 2 % kamen diese Nebenwirkungen nicht vor. Wie
in Abbildung 21 zu sehen ist, erschien das Auge getrübt und ein hämorraghischer
Randsaum bildete sich aus.
4 Diskussion
56
Abbildung 21 : Nebenwirkungen in Form von Rötung und Trübung am Auge nach Applikation von Fomocain (Konzentration = 2 %). Der Lidschlussreflex wurde nicht beeinträchtigt. Es kam nicht zur Restitutio ad integrum innerhalb von 10 Tagen.
Tetracain verursachte keine Langzeitbeeinträchtigung im getesteten
Konzentrationsbereich. Die Albumin-Bindung liegt mit 76 % deutlich unter der von
Fomocain. Büchi und Koelzer beschrieben 1966 eine signifikante Beziehung zwischen
Albumin-Bindung und oberflächenanästhetischer Wirksamkeit. Für Procain und Tetracain
bewiesen sie mit zunehmender Albumin-Bindung eine verbesserte Wirksamkeit als
Oberflächenanästhetikum. Für Fomocain scheint dieser Zusammenhang ebenfalls zu
gelten, was sich insbesondere zu späten Zeitpunkten nach Applikation (30 und 40 min)
nachweisen ließ (Abb. 18, Seite 45 und 46).
In den Versuchen zur Anästhesie- und Paresedauer nach Applikation am Nervus
ischiadicus der Ratte konnten die guten leitungsanästhetischen Eigenschaften für Procain
bestätigt werden (Koelzer und Wehr 1958a). Fomocain hingegen rief bei kurzer
Anästhesie eine relativ lange Parese hervor. Aber weder bei Procain noch bei Fomocain
kam es zum Auftreten einer Parese ohne gleichzeitiges Auftreten einer Anästhesie.
Während der Parese war es den Tieren nicht möglich, die Zehen zu krallen oder zu
spreizen, beim Laufen wurde das Bein nachgezogen und erschien schlaff. Sowohl Parese
als auch Anästhesie entstanden fließend, gleiches gilt für die Rückbildung beider
Phänomene. Bei Procain verlief die Regredienz von Anästhesie und Parese nahezu
4 Diskussion
57
zeitgleich. Die Parese hielt hier maximal 17 min länger an als die Anästhesie. Die
Paresedauer bei Fomocain überschritt die Anästhesiedauer teilweise erheblich (bis zu ca.
4 Stunden). Eine Langzeitbeeinträchtigung mit einer Parese von mehr als 6 Stunden trat
im getesteten Konzentrationsbereich (Fomocain 0,5-3 %, Procain 0,5-4 %) nicht auf. Bei
einer Konzentration von 4 % beschreiben Tschritter und Kämena (2000) für Fomocain
eine Parese, welche über 48 Stunden anhielt. In den Abbildungen 13 und 14 (Seite 38 und
39), fällt der Schnittpunkt der Dosis-Wirkungs-Geraden für die Parese nach Fomocain
und Procain bei der Konzentration von 1% auf, d.h., ab dieser Konzentration rief
Fomocain eine längere Parese als Procain hervor. Während Nieschulz et al. (1958) schon
bei einer Konzentration von 0,25 % eine längere Paresedauer bei der Anwendung von
Fomocain beobachteten, beschreiben Tschritter und Kämena (2000) dies erst ab 1,5
%igen Lösungen. Trotz der relativ langen Paresedauer wurden unter Verwendung von
Fomocain nur kurze Anästhesiezeiten erreicht. Daraus ergibt sich, dass die therapeutische
Breite von Fomocain im Vergleich zu Procain geringer ist. Dies spricht gegen seine
Eignung als Leitungsanästhetikum. Auf Grund lokaler Ödeme und der Neigung zur
Nekrosebildung soll die Anwendung von Fomocain als Leitungsanästhetikum
problematisch sein (v. Bruchhausen und Dannhardt 1994a). Die Nekroseentstehung
könnte hierbei auf die durch eine ölige Ausfällung (Seeling 1996) lange unphysiologische
Beeinflussung des biologischen Milieus zurückgeführt werden. Procain hingegen wird als
sehr gewebefreundlich eingestuft. Es führt nur zu geringen irritativen Effekten (Luduena
und Hoppe 1952, Oelschläger et al. 1968). Die Ursache für die deutliche Differenz
zwischen Anästhesie- und Paresedauer könnte in dem von Nieschulz et al. (1958)
beschriebenen geringen Diffusionsvermögen des Fomocain liegen. Seeling (1996)
berichtet hierzu über die bereits erwähnte ölige Ausfällung von Fomocain im Gewebe,
was zu einem Depoteffekt führt. Ursächlich hierfür beschreibt er den niedrigen Trübungs-
pH-Wert von 6,88. Dieses Phänomen wurde auch in den Vorversuchen beobachtet
(Abbildung 9, Seite 28). Da die zwar dickeren und damit langsamer inhibierten
motorischen Fasern peripher im Nervenbündel liegen, kommen diese somit länger mit
dem Lokalanästhetikum in Kontakt als die weiter zentral liegenden sensiblen Fasern
(Catterall und Mackie 1996). Durch das geringe Diffusionsvermögen des Fomocain ist
zudem eine sehr präzise Injektion des LA erforderlich und bereits geringe Abweichungen
vom optimalen Injektionsort bewirken starke Streuungen der Wirkdauer und eine
Verbreiterung der Konfidenzintervalle der EC (Abbildung 12, Seite 35 und 36). Eine
Ausfällung der Procainbase erscheint bei einem Trübungs-pH-Wert von deutlich über 7,4
4 Diskussion
58
eher unwahrscheinlich und konnte in den Vorversuchen nicht nachgewiesen werden. So
ergibt sich für Procain eine nur geringe Streuung der Messwerte und eine Dosis-
Wirkungs-Gerade mit kleinen Konfidenzbereichen (Abbildung 10, Seite 33, Abbildung
12, Seite 35 und 36). Zusätzlich zeigt Procain eine relativ rasche Verteilung im Gewebe
mit einem schnellen Eindringen ins Gefäßsystem und damit Abtransport bzw.
Inaktivierung durch die Esterasen des Serums. Langzeitbeeinträchtigungen und irritative
Eigenschaften gegenüber dem Gewebe konnten im getesteten Konzentrationsbereich bis
4% nicht festgestellt werden. Durch die hohe Gewebeaffinität ist ein schneller
Abtransport des Fomocain nicht zu erwarteten. Auch eine Inaktivierung am
Applikationsort durch enzymatische Spaltung tritt nicht auf (Oelschläger et al. 1971).
Neben der Bestimmung der Wirksamkeit eines Lokalanästhetikums ist auch die
Beurteilung der Toxizität (LD50) des Pharmakons ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung
der Eignung des LA in der Praxis. Tetracain mit seiner bekannten hohen Toxizität wurde
in die Versuche zur Toxizität nicht mit einbezogen, so dass nur Fomocain und Procain als
Referenzsubstanzen getestet wurden (v. Bruchhausen und Dannhardt 1994b). Procain
zeigte sich mit einer LD50 von 328 mg/kg KM weniger toxisch als in den Arbeiten von
Koelzer und Wehr (1958a) und Oelschläger (1968). Allerdings ist zu beachten, dass in
diesen Versuchen Mäuse statt Ratten als Versuchstiere dienten, die Applikation der
Testsubstanz erfolgte i.v. Da die LD50 des Fomocain bei 191 mg/kg KM lag, entsprach
die Toxizität des Procain ca. 40 % der des Fomocain. Unter Procain trat der Tod rasch
innerhalb von 3 bis 15 min ein. Überlebten die Tiere diese Zeitspanne, kam es zur
Restitutio ad integrum. Dies ist auf die gute Resorbierbarkeit des Procain zurückzuführen.
Procain neigt im Intraperitonealraum nicht zur Ausfällung und flutet somit sehr kurz nach
Verabreichung im Gefäßsystem an. Dies führte zu tonisch-klonischen Krämpfen. Laut
Paul (1951) ist dieses Phänomen das Hauptsymptom einer Procainintoxikation. Jedoch
zeigen auch die meisten anderen Lokalanästhetika diesen ZNS-Effekt als initiales
Symptom einer Vergiftung. Häufig kommt es im weiteren Verlauf zu einer Depression
des Atemzentrums, die sich durch Schnappatmung und schließlich Atemstillstand äußern
kann. In selteneren Fällen tritt der Tod durch einen AV-Block oder eine Beeinflussung
der Schrittmacherzellen des Herzen ein. Paul (1951) berichtet über das Vorkommen einer
Blockade des rechten Tawaraschenkels nach i.v.- Injektion von Procain, hält eine
Depression des Atemzentrums aber für die wahrscheinlichere Todesursache. Auch nach
der Injektion von Fomocain kam es zu einer akuten Verschlechterung des Zustandes der
4 Diskussion
59
Tiere. Im Gegensatz zu Procain verbesserte sich dieser allerdings wieder. Erst nach 2 bis
5 Tagen verstarben die Tiere nach einer langsam einsetzenden erneuten Verschlechterung
des Allgemeinbefindens. Ursächlich für den Tod werden ein Aszites, Ileus und
Peritonealverwachsungen beschrieben (Tschritter und Kämena 2000). Dabei handelt es
sich bei den Motilitätsstörungen des Darmes wahrscheinlich um paralytische Ereignisse.
Sowohl die lokalanästhetische Wirkung als auch eine lokale Reizwirkung könnten für die
Paralyse verantwortlich sein. Aufgrund des phasischen Verlaufs der Vergiftung mit
zeitweiser Restitutio lässt sich auf eine chronische Organschädigung schließen, welche
allmählich zum Tod führt. Wie bereits erwähnt, kommt es vermutlich auch im Peritoneum
zu einer öligen Ausfällung der Fomocainbase. Der Depoteffekt trägt zum protrahierten
Verlauf der Vergiftung bei. Aufgrund seiner hohen Lipophilie flutet Fomocain im
Gegensatz zu Procain wesentlich langsamer im Gefäßsystem an (Ausfällung am
Applikationsort). Bei Gabe von Fomocain in Dosierungen deutlich oberhalb der LD50
führt die gesteigerte initiale Anflutung wie auch bei Procain zu einem raschen Tod.
Schatton (1977) geht davon aus, dass es mit zunehmender Wirksamkeit auch zu einer
Zunahme der Toxizität kommt. Dies konnte im Zusammenhang mit der
Oberflächenanästhesie bestätigt werden. Nach Schatton (1977) hat auch die Lipophilie
Einfluss auf die Toxizität eines Stoffes. Mit ansteigender Lipophilie nimmt danach die
Toxizität zu. Für Fomocain und Procain traf diese Annahme zu. Eine direkte Übertragung
der Ergebnisse auf den Menschen ist nicht möglich (Paul 1951). Aber die Ergebnisse
erlauben eine ungefähre Abschätzung der Giftigkeit der Substanzen, die eine
weiterführende Untersuchung vereinfachen, aber nicht ersetzen können. Die
Langzeitbelastung, die bei Verwendung der Lokalanästhetika auftritt, kann mit den
angewendeten Methoden nicht abgeschätzt werden und bedarf ergänzender
Langzeitstudien.
4.2. Fomocain- Derivate
In der vorliegenden Arbeit wurden sowohl Morpholinderivate als auch
Diethanolaminderivate des Fomocain untersucht. Dabei unterscheiden sich die
Morpholinderivate durch eine verkürzte (OE 500 und OE 5000) bzw. verlängerte
Alkylenkette (OE 1000) vom Fomocain. Die Diethanolaminderivate zeichnen sich durch
einen geöffneten Morpholinring aus. Auch bei diesen Substanzen variiert die Länge der
Alkylenkette. Bei den Untersuchungen sollte festgestellt werden, ob es aufgrund der
4 Diskussion
60
Strukturveränderungen der Substanzen auch zu Veränderungen in der lokalanästhetischen
Wirksamkeit und Toxizität der Derivate kommt.
4.2.1. Morpholinderivate
Wegen des niedrigen Trübungs-pH-Wertes der Derivate mussten diese in Tylose statt in
NaCl wie alle anderen getesteten Substanzen gelöst werden. In den Vorversuchen zeigte
Tylose allein keine lokalanästhetische Wirksamkeit, so dass davon ausgegangen werden
kann, dass die aufgetretene Anästhesie tatsächlich durch die jeweilige Testsubstanz
hervorgerufen wurde.
In der Oberflächenanästhesie zeigte OE 1000 für 10 und 20 min eine vergleichbare
Wirkung wie Fomocain und Tetracain, während es in Wirkbereichen von 30 und 40 min
besser wirkte als beide Referenzsubstanzen. OE 5000 und OE 500 wiesen eine kürzere
Anästhesiedauer im Bereich der Cornea auf. Wie Schatton (1977) beschreibt, ist ein
bestmögliches Verhältnis zwischen hydrophiler und lipophiler Komponente eine
notwendige Voraussetzung für eine gute lokalanästhetische Wirksamkeit. Fomocain
erfüllt diese Bedingung in optimaler Weise. Die Lipophilie des Tetracain ist mit einem
Verteilungskoeffizienten (Pv in n - Octanol / Wasser) von Pv = 3,5 nur wenig schlechter
als die des Fomocain (Pv = 3,75). Mit einem Verteilungskoeffizienten von 4,2 ist OE 1000
etwas lipophiler als seine Muttersubstanz. Die hydrophileren Derivate OE 500 (Pv = 3,6)
und OE 5000 (Pv = 3,5) waren entsprechend weniger wirksam. Während Koelzer und
Wehr (1958a-e) von einer Verminderung der lokalanästhetischen Effekte bei Einführung
einer Methylengruppe berichteten, wurde die EC der Substanz OE 1000, die im Vergleich
zu Fomocain eine zusätzliche Methylengruppe besitzt, reduziert. Auch Büchi et al. (1975)
zeigten eine geringere Wirksamkeit mit zunehmender Lipophilie. Sie führten dies auf ein
Unterschreiten der erforderlichen Wasserlöslichkeit zurück. Daraus lässt sich
schlussfolgern, dass OE 1000 mit der Einführung der Methylengruppe zwar lipophiler ist,
die kritische Grenze der Wasserlöslichkeit aber noch nicht unterschritten wird. Die
Substanzen wurden alle mit einem pH-Wert von 5 auf die Cornea appliziert. Durch den
niedrigen pH-Wert lag eine größere Anzahl Moleküle in protonierter Form vor. Da die
Pufferkapazität der Cornea gering ist, ist davon auszugehen, dass die Diffusion der
Teilchen in tiefere Schichten möglich war. Mit dem Angleichen des pH-Wertes an den
physiologischen Wert von 7,4 könnte es, wie auch bei Fomocain, zu einer öligen
4 Diskussion
61
Ausfällung der Substanz kommen. Durch die pH-Wert-Erhöhung kommt es gleichzeitig
zu einem Übergang der Moleküle in die ungeladene Form, was eine Fixierung an
Membranen und damit eine längere Wirkdauer trotz Abspülung hervorrufen könnte.
Dieses Phänomen könnte auch für die Langzeitbeeinträchtigungen der Substanz OE 1000
verantwortlich sein. Eine Konzentration von 1 % (diese Konzentration konnte aufgrund
der Langzeitbeeinträchtigungen nicht in die Berechnung von EC und Dosis-Wirkungs-
Kurve einbezogen werden) führte bei allen Versuchstieren zu
Langzeitbeeinträchtigungen. Nur bei der Hälfte der Tiere kam es zum Wiederauftreten
des Cornealreflexes. Bei den anderen Tieren blieb dieser dauerhaft aus. Makroskopische
Veränderungen der Cornea konnten jedoch nicht nachgewiesen werden. Unter den
Morpholinderivaten OE 500 und OE 5000 traten keine Langzeitbeeinträchtigungen auf.
Im Gegensatz zur Oberflächenanästhesie konnte keines der Morpholinderivate bei der
Testung der Leitungsanästhesie überzeugen. Procain wirkte in allen Wirkbereichen
signifikant besser als die Morpholinderivate des Fomocain und das Fomocain selbst.
Einzig OE 1000 zeigte bei einer Wirkdauer von 10 min nach Applikation eine ähnliche
EC wie die Referenzsubstanz Procain. Die Konfidenzintervalle von Fomocain und seinen
Morpholinderivaten überschnitten sich in allen Fällen. Langzeitbeeinträchtigungen traten
bei den Versuchen zur Leitungsanästhesie nicht auf. Wie bereits erwähnt (Kapitel 4.1.,
Seite 54), kommt es im Gewebe wahrscheinlich zu lokalen Irritationen (chronischen
Beeinträchtigungen). Wie auch Tschritter und Kämena (2000) beschreiben, könnte dies
die lokalanästhetische Wirksamkeit beeinflussen. Es würde eine Summation der
eigentlichen lokalanästhetischen Wirkung und der lokalen Irritation zu einer
Gesamtwirkung resultieren. Diese Irritation würde sich vor allem in einer Verlängerung
der Paresezeit äußern. Dies ist durch die periphere Lage der motorischen Fasern zu
erklären. Ähnlich wie bei Fomocain streuten die Werte der Derivate stärker als bei
Procain. Das Konfidenzintervall von OE 1000 übertraf alle anderen deutlich. Wie bereits
erwähnt, steigt mit der Lipophilie die Toxizität einer Substanz an, so dass die paretischen
Effekte eher auf irritative Einflüsse als auf anästhetische Wirkungen zurückzuführen
wären (Schatton 1977). Koelzer und Wehr (1958a) verweisen hierzu auf die Korrelation
zwischen Trübungs-pH-Wert und Gewebeverträglichkeit. Mit niedrigerem Trübungs-pH-
Wert kommt es zu öligen Ausfällungen im Gewebe, welche vor allem zu einer
Verlängerung der Paresezeit führen. Alle drei Morpholinderivate zeichnen sich durch
einen niedrigen Trübungs-pH-Wert aus. OE 1000 besitzt mit 5,1 den niedrigsten Wert.
4 Diskussion
62
OE 500 und OE 5000 liegen bei Werten von 5,5 bzw. 5,4. Durch die entstehende
Depotwirkung wird die Elimination der Substanzen verlangsamt und die Dauer der
Wirkung verlängert. Bei den Substanzen OE 500 und OE 5000 war dieses Phänomen
deutlich geringer ausgeprägt. Beide Derivate lagen mit ihren Effektivkonzentrationen für
die Parese oberhalb der Konfidenzintervalle für Procain und Fomocain. Erklärt werden
könnte dies durch den deutlich niedrigeren Verteilungskoeffizienten (in n - Octanol /
Wasser) von Pv = 3,6 (OE 500) und 3,5 (OE 5000) im Vergleich zu Pv = 4,2 (OE 1000).
Die Lipophilie liegt also eindeutig unter der von OE 1000. Die Abhängigkeit von der
Länge der Alkylkette wird hier deutlich. Mit zunehmender Länge steigt die Lipophilie
und damit die Wirksamkeit. Gleichzeitig nahm aber auch die Toxizität zu, was das
Auftreten von Nebenwirkungen wahrscheinlicher machte. Zusätzlich spielte sicher die
hohe Proteinbindung (99 %) von OE 1000 eine Rolle in der Diskrepanz zwischen guter
oberflächenanästhetischer Wirksamkeit und nur mit Fomocain vergleichbarer
leitungsanästhetischer Wirksamkeit.
Bei der Bestimmung der Toxizität hatte das Derivat OE 1000 (LD50 = 183 mg/kg KM)
eine ähnliche LD50 wie Fomocain (LD50 = 191 mg/kg KM). An die gute Verträglichkeit
des Procain mit einer LD50 von 328 mg/kg KM reichte die Substanz jedoch nicht heran.
OE 500 (LD50 = 357 mg/kg KM) und OE 5000 (LD50 = 391 mg/kg KM) wiesen eine zu
Procain vergleichbare Toxizität auf. Während die Tiere nach Applikation von Procain
sehr schnell starben, kam es unter Fomocain temporär zu einer Verbesserung der
Symptomatik mit anschließender Verschlechterung des Befindens und Tod. Eine
ausführliche Beschreibung der Symptomatik ist bereits in Kapitel 3.2.4. zu finden. Bei
keinem der getesteten Morpholinderivate kam es zu Überstreckungen des Kopfes. OE
1000 führte in Dosierungen im Bereich der LD50 zu einer Schläfrigkeit der Tiere. Nach
Beendigung des Schlafes erschienen die Tiere gesund, verstarben aber nach drei Tagen.
Ein struppiges Fell war dabei auffällig. In höheren Konzentrationen trat der Tod innerhalb
weniger Minuten mit starker Dyspnoe ein. Hierfür ist wahrscheinlich die höhere
Lipophilie des OE 1000 verantwortlich, die nach Applikation zu einer gesteigerten
initialen Anflutung im Blutkreislauf führt. Weder OE 500 noch OE 5000 verursachte
einen akuten Tod. Alle Tiere erholten sich nach einer dosisabhängigen Schlafphase
zunächst. Die geringe Lipophilie hatte wahrscheinlich, im Gegensatz zu OE 1000 mit
hoher Lipophilie und akutem Tod in hohen Dosierungen, einen subchronischen
4 Diskussion
63
Vergiftungsprozess zur Folge. Der Tod trat so erst nach bis zu drei Tagen ein. Wie auch
bei OE 1000 kam es zur Ausbildung eines struppigen Fells.
Zusammenfassend können die Aussagen von Schatton (1977) bestätigt werden. Bei den
Morpholinderivaten kommt es mit zunehmender Lipophilie und damit steigender
anästhetischer Wirkung zu einer höheren Toxizität. So weisen die Derivate OE 500 und
OE 5000 zwar eine geringe Toxizität auf, sind aber auf Grund der geringen Wirkung nicht
als Lokalanästhetika geeignet. Bei OE 1000 verhält sich dies umgekehrt. Wahrscheinlich
durch die hohe Lipophilie bedingt erreicht die Substanz in der Oberflächenanästhesie eine
sehr gute Wirksamkeit. In der Leitungsanästhesie hingegen wird bereits eine ausgeprägte
gewebeirritative Wirkung auffällig. So überschreitet die Paresedauer die Anästhesiedauer
deutlich. In der Toxizitätsprüfung schließlich liegt die LD50 als Zeichen höherer Toxizität
unterhalb der LD50 von Fomocain. Die Substanz kann damit nicht als für die
Lokalanästhesie geeignet bezeichnet werden und nicht als Ersatz für Fomocain dienen.
4.2.2. Diethanolaminderivate
Die Diethanolaminderivate wurden wegen ihrer guten Wasserlöslichkeit alle in 0,9
%igem NaCl gelöst. Die NaCl-Lösung allein verursachte, wie bereits erwähnt, keine
lokalanästhetischen Effekte. Der Morpholinring ist bei den Diethanolaminen geöffnet,
zusätzlich sind jeweils zwei Hydroxylgruppen in die offene Struktur eingeführt.
Die Substanzen OE 6000, OE 7000 und OE 8000 zeigten eine schlechte
oberflächenanästhetische Wirkung. Die Konfidenzintervalle von OE 8000 lagen im
gesamten Testbereich oberhalb der Grenzen der Konfidenzintervalle von Fomocain und
Procain. Dies könnte an dem im Vergleich zu Fomocain deutlich geringeren
Verteilungskoeffizienten (in n- Octanol / Wasser) von Pv = 2,1 liegen. Nur ein gutes
Verhältnis zwischen hydrophiler und lipophiler Komponente erfüllt die Voraussetzung für
die gute Wirksamkeit eines Lokalanästhetikum. Bei OE 8000 scheint dies nicht der Fall
zu sein. Die schlechte Corneaanästhesie war mit dem zusätzlichen Auftreten von
Nebenwirkungen nach nur einmaliger Applikation verbunden. Es zeigte sich eine Rötung
und Trübung des Auges. Der Lidschlussreflex blieb erhalten. Diese Reaktion war nicht
reversibel. Um eine Wirkdauer von 10 bzw. 20 min zu erreichen, benötigte man von den
Substanzen OE 6000 und OE 7000 ähnliche Konzentrationen wie von der Muttersubstanz
4 Diskussion
64
Fomocain. Bezogen auf eine längere Anästhesiedauer waren beide Substanzen signifikant
schlechter wirksam als Fomocain. Auch hier könnte die Ursache dafür die geringe
Lipophilie sein. Langzeitbeeinträchtigungen wurden durch diese beiden Derivate nicht
hervorgerufen, auch kam es nicht zu makroskopisch auffälligen Veränderungen der
Cornea.
Die Konfidenzintervalle von OE 9000 und Fomocain überschnitten sich in allen Fällen
(10, 20, 30 und 40 min). OE 9000 erreichte somit eine vergleichbare
oberflächenanästhetische Wirkung wie Fomocain. Ähnlich wie Fomocain rief OE 9000 in
höheren Konzentrationen, welche zur Berechnung der EC nicht verwendet werden
konnten, Langzeitbeeinträchtigungen hervor. Bei Konzentrationen von 1 % bzw. 2 % trat
ein dauerhafter Ausfall der Cornealreflexe auf, welcher nicht reversibel war. Die
Lipophilie von OE 9000 liegt mit Pv = 3,0 näher am Wert des Fomocain als dies bei den
anderen Diethanolaminderivaten der Fall ist. Auffällig ist, dass die Öffnung des
Morpholinringes anscheinend mit einer Verminderung der oberflächenanästhetischen
Wirksamkeit einhergeht. So wird durch OE 7000 ein kürzeres Ausbleiben des
Cornealreflexes verursacht als durch Fomocain, obwohl die Alkylkette gleich lang ist.
Aus Abbildung 18 (Seite 45 und 46) wird ersichtlich, dass sich die
oberflächenanästhetische Wirkung mit zunehmender Kettenlänge verbessert. Mit
Zunahme der Kettenlänge scheint, wie auch bei den Morpholinderivaten, nicht nur die
Wirksamkeit, sondern auch die Toxizität zu steigen.
Die Testung am Nervus ischiadicus der Ratte ergab eine leitungsanästhetische Wirkung
für die Derivate OE 6000, OE 7000 und OE 9000, während OE 8000 keine Wirkung
zeigte. Allerdings konnte für OE 8000 eine teilweise bis zu 73 min (Tabelle 11, Seite 73)
andauernde Parese festgestellt werden. Verantwortlich hierfür könnte die Kombination
aus einer relativ geringen Lipophilie (Pv = 2,1) und einem Trübungs-pH-Wert von 7,1
sein. Mit dem im Vergleich zu Procain niedrigen Trübungs-pH-Wert sinkt die
Verträglichkeit des Derivates. Durch die geringe Lipophilie konnte die Substanz eventuell
nur bis in die äußeren Bereiche des Nerven vordringen und damit lediglich eine Wirkung
an den peripher liegenden motorischen Fasern hervorrufen.
Das Verhältnis zur Kettenlänge wird bei den Diethanolaminderivaten deutlich. So scheint
die Wirksamkeit mit Abnahme der Kettenlänge geringer zu werden. Auch zeigt sich bei
einem Vergleich von OE 8000 mit OE 5000 (Morpholinderivat gleicher Kettenlänge)
4 Diskussion
65
deutlich, dass es wahrscheinlich durch die Aufspaltung des Morpholinringes zu einer
Abnahme der leitungsanästhetischen Wirksamkeit gekommen ist.
Die Wirkung des OE 6000 lag zwischen der des Fomocain und des Procain, wobei es
gegenüber Fomocain signifikant wirksamer war. Das Konfidenzintervall von Procain
hingegen endete, wie in der Abbildung 12 (Seite 35 und 36) zu sehen, unterhalb des
Konfindenzbereiches von OE 6000. Procain wirkte also signifikant besser als OE 6000.
Ein anderes Ergebnis lieferte die Parese. OE 6000 wirkte hier länger als Fomocain und ab
einer Konzentration von ca. 0,8 % auch länger als Procain (Abbildung 13, Seite 38). Die
Irritation des Nerven schien somit stärker ausgeprägt zu sein als bei Procain bzw.
Fomocain. Bei den Konzentrationen 2,0 % und 2,5 % kam es zu
Langzeitbeeinträchtigungen (Wirkdauer länger als 6 Stunden). Unabhängig von den
Langzeitbeeinträchtigungen entstand bei einem Tier, wie in Abbildung 22 zu sehen, unter
einer Konzentration von 2,0 % eine Nekrose an der Einstichstelle.
Abbildung 22 : Deutlich sichtbare Nekrose mit hämorrhagischem Randsaum nach der Applikation einer 2 %igen Lösung des Diethanolaminderivates OE 6000. Eine Langzeitbeeinträchtigung der Leitfähigkeit des Nervus ischiadicus war mit dieser Nekrose nicht verbunden.
Ähnlich wie Fomocain unterlag die Wirkung des Derivates OE 6000 relativ großen
Schwankungen, was aus den großen Standardabweichungen (Tabelle 10 und 11, Seite 72
und 73) ersichtlich ist. Auch kam es im Vergleich zur Dauer der Leitungsanästhesie zu
4 Diskussion
66
einer relativ langen Paresedauer. In den unteren Konzentrationsbereichen (0,5 % und 1,0
%) trat die Parese auch ohne Leitungsanästhesie auf. Dies führt zu dem Schluss, dass
auch OE 6000 möglicherweise im Gewebe ausfällt und somit zwar die peripheren
Bereiche des Nervus ischiadicus (Motorik), nicht aber die zentralen (Sensibilität) erreicht.
Im Gegensatz zu OE 8000 war OE 6000 bezüglich seiner leitungsanästhetischen
Wirksamkeit seinem Pendant aus der Reihe der Morpholinderivate (OE 500)
vergleichbar. Allerdings übertraf es OE 500 deutlich in der paretischen Wirkung.
OE 7000 wirkte in der Leitungsanästhesie fast über den gesamten Testbereich hinweg
besser als Fomocain. Die Konfidenzintervalle von Procain und OE 7000 überschnitten
sich regelmäßig. Wie im Diagramm 15 (Seite 40 und 41) zur Parese zu sehen, lagen die
Effektivkonzentrationen von Fomocain, Procain und OE 7000 in ähnlichen Bereichen.
Die einzige Ausnahme bildete der Vergleich von Procain und OE 7000 bei einer
Paresedauer von 40 min. Trotz der relativ geringen Lipophilie der Substanz erreichte
diese eine gute Wirksamkeit, rief aber auch lange Paresezeiten hervor. Auch die
verhältnismäßig geringe Eiweißbindung von 67,5 % könnte die gute Wirkung erklären.
Würden sich Substrat-Proteinkomplexe bilden, wäre ein Durchdringen biologischer
Membranen nicht möglich (Glassl 1995). In der Hälfte der Versuche mit Konzentrationen
von 2 % bzw. 2,5 % traten Langzeitbeeinträchtigungen auf. Die therapeutische Breite von
OE 7000 ist somit nicht sehr groß.
Mit dem weiteren Anstieg der Lipophilie bei zunehmender Kettenlänge der
Diethanolaminderivate nahm auch die Wirksamkeit zu (Derivat OE 9000). Für eine
Anästhesiedauer von 10 min wurde weniger OE 9000 benötigt als von der Muttersubstanz
Fomocain. In allen anderen Bereichen wurde auch die EC von Procain unterschritten, was
für eine bessere Wirkung des Derivates OE 9000 spricht. Die paretische Wirkung war für
10 und 20 min der paretischen Wirkung der beiden Referenzsubstanzen vergleichbar, lag
bei 30 und 40 min aber signifikant höher. D.h., es wurde weniger Substanz benötigt, um
den gleichen negativen Effekt (Parese von 30 bzw. 40 min) zu erreichen. Während nach
der Applikation von 1 %iger Lösung nur eine Langzeitbeeinträchtigung auftrat, welche
nach 24 Stunden wieder aufgehoben war, konnte die Paresezeit nach Applikation einer 2
%igen Lösung nicht bestimmt werden. Die Parese hielt über den gesamten
Beobachtungszeitraum an, was erneut auf die Zunahme der Toxizität mit zunehmender
Lipophilie hinweist.
4 Diskussion
67
Im Rahmen der Toxizitätsbestimmung ergab sich für alle Diethanolaminderivate eine
ähnliche Toxizität wie für Fomocain (LD50 = 191 mg/kg KM). Dabei wies OE 9000 mit
einer LD50 von 111 mg/kg KM den niedrigsten Wert und damit die höchste Toxizität auf.
Das Vergiftungsspektrum war durch Hypokinese, eine Erhöhung der Atemfrequenz und
eine erhöhte Geräuschempfindlichkeit gekennzeichnet. Trotz des hohen pKa-Wertes
schien OE 9000 rasch in das Gefäßsystem einzudringen. So trat der Tod nach hohen
Dosen schnell nach der Applikation ein. Mitverantwortlich könnte hier die im Vergleich
zu den anderen Diethanolaminderivaten hohe Lipophilie sein. Beide Phänomen könnten
die initiale Anflutung der Substanz im Gefäßsystem verstärkt und damit die akute
Toxizität erhöht haben. Bei abnehmender Kettenlänge und damit sinkender Lipophilie
erhöhte sich die LD50 d.h., die Toxizität nahm ab. Nur OE 8000 zeigte eine leicht
verringerte LD50. Im allgemeinen glich das Spektrum der Vergiftung von OE 7000 dem
vom OE 9000, allerdings kam es bei OE 7000, wahrscheinlich aufgrund der geringeren
Lipophilie, auch zu einer weniger schnellen initialen Anflutung ins Gefäßsystem. Die
Tiere verstarben somit erst nach einem Zeitintervall von 15 bis 60 min. Auch bei OE
6000 konnte eine Dyspnoe beobachtet werden. Das Nebenwirkungsspektrum umfasste
aber zusätzlich tonisch-klonische Krämpfe und Zeichen von Hypophagie. Das
Zeitintervall bis zum Eintritt des Todes verlängerte sich erheblich. Da der Tod teilweise
erst nach 10 Tagen auftrat, ist von einer chronischen Vergiftung auszugehen. Ein akuter
Todeseintritt war aufgrund der Kombination aus geringer Lipophilie und hohem
Trübungs-pH-Wert nicht zu erwarten. Laut Oelschläger (1959) haben die beiden nach
Öffnung des Morpholinringes eingeführten Hydroxylgruppen eine nicht unerheblichen
Anteil an der Reduzierung der Toxizität der Derivate. Ohne diese beiden Gruppen wäre
die Anwendung in der Praxis durch eine hohe Toxizität von vornherein ausgeschlossen
gewesen.
Fasst man die Ergebnisse zusammen, würde die mit Fomocain vergleichbare Toxizität die
Anwendung der Diethanolaminderivate in der Praxis erlauben. Allerdings wies nur OE
9000 eine gute leitungsanästhetische Wirksamkeit auf, welche über den gesamten
Testbereich besser als die Muttersubstanz Fomocain und mit Ausnahme einer Wirkdauer
von 10 min auch besser als die Referenzsubstanz Procain war. Die therapeutische Breite
scheint groß genug, um eine gute Relation zwischen Wirkungen und Nebenwirkungen zu
erhalten. In der Oberflächenanästhesie konnte das Diethanolaminderivat OE 9000 durch
4 Diskussion
68
einen ausreichenden oberflächenanästhetischen Effekt (ähnlich dem Fomocain)
überzeugen.
4.3. Struktur- Wirkungs- Beziehung Um die Einflüsse der Struktur auf die Wirkung besser darstellen zu können, erfolgte eine
Einschätzung von leitungsanästhetischer, paretischer und oberflächenanästhetischer
Wirksamkeit in Abhängigkeit von der Kettenlänge. Außerdem wurde die Toxizität (LD50)
in diese Betrachtungen einbezogen.
Tabelle 9 : Struktur-Wirkungs-Beziehung der getesteten Substanzen. Betrachtung des Einflusses der
Kettenlänge der Morpholin- bzw. Diethanolaminderivate auf die leitungsanästhetisch, paretische und oberflächenanästhetische Wirksamkeit sowie die Toxizität. Die Derivate sind nach steigender Kettenlänge (1 - 4 Methylengruppen) geordnet. Fomocain als Morpholin ist dabei sowohl als Referenzsubstanz als auch als Morpholinderivat mit 3x -CH2- aufgeführt. ↓↓↓ - sehr viel geringere Wirkung bzw. sehr viel niedrigere Toxizität, ↓↓ - deutlich geringere Wirkung, ↓ - geringere Wirkung, ↔ - ähnliche Wirkung bzw. ähnliche Toxizität, ↑ - größere Wirkung, ↑↑ - deutlich größere Wirkung, ↑↑↑ - sehr viel größere Wirkung bzw. sehr viel höhere Toxizität, ∅ - kein Eintrag, da nicht getestet. Die Angaben sind auf die Referenzsubstanz Fomocain bezogen.
Leitungs-
anästhesie
Parese Oberflächen-
anästhesie
Toxizität
(LD50)
Referenzsubstanzen
Fomocain Referenz Referenz Referenz Referenz
Procain ↑↑ ↔ ∅ ↓ Tetracain ∅ ∅ ↓ ∅ Morpholinderivate OE 5000 (1x -CH2-) ↔ ↓↓ ↓ ↓↓ OE 500 (2x -CH2-) ↓ ↓↓↓ ↔ ↓ Fomocain (3x -CH2-) ↔ ↔ ↔ ↔ OE 1000 (4x -CH2-) ↑ ↔ ↑ ↔ Diethanolaminderivate OE 8000 (1x -CH2-) ↓↓↓ ↔ ↓↓↓ ↔ OE 6000 (2x -CH2-) ↑ ↑ ↓↓ ↓ OE 7000 (3x -CH2-) ↑↑ ↑↑ ↓ ↔ OE 9000 (4x -CH2-) ↑↑↑ ↑↑↑ ↔ ( ↑ )
4 Diskussion
69
Die Veränderung der Kettenlänge bei den Morpholinderivaten scheint nur einen geringen
Einfluss auf die Wirksamkeit der Substanzen zu haben. Sowohl bei der
Leitungsanästhesie als auch bei der Oberflächenanästhesie resultierten nur minimale
Abweichungen der EC. Wahrscheinlich durch die Steigerung der Lipophilie bedingt,
erreichte OE 1000 mit 4x -CH2- eine geringfügig bessere Wirkung als Fomocain. OE 500
hingegen mit nur 2x -CH2- und damit geringerer Lipophilie wirkte in der
Oberflächenanästhesie genau so gut wie Fomocain. Auch die Toxizität zeigte eine
Abhängigkeit von der Kettenlänge. Je weniger -CH2- Gruppen ein Morpholinderivat
besaß, desto höher war seine LD50, d.h., seine Toxizität sank. Eine Verlängerung der
Kette über 3x -CH2- (Fomocain) hinaus führte nicht zu einer Erhöhung der Toxizität.
Deutlicher zeigte sich der Einfluss der Kettenlänge auf die lokalanästhetische
Wirksamkeit bei den Diethanolaminderivaten. Eine Abnahme der Kettenlänge führte zu
Wirkverlusten, die schließlich bei OE 8000 (1x -CH2-) sogar zu einem vollständigen
Ausbleiben eines leitungsanästhetischen Effektes führten. Die Toxizität blieb dabei in
etwa konstant. Mit zunehmender Anzahl an -CH2- Gruppen nahm vor allem die
leitungsanästhetische Wirkung der Substanzen zu. Bei OE 9000 (4x -CH2-) führte dies zu
einer sehr deutlichen Zunahme der Wirksamkeit. Trotz des gleichzeitigen Auftretens von
Nebenwirkungen in Form einer ausgeprägten Parese und einer minimalen Zunahme der
Toxizität zeigte sich die therapeutische Breite relativ groß, was nach weiteren Testungen
einen Einsatz in der klinischen Praxis als Leitungsanästhetikum ermöglichen könnte.
5 Zusammenfassung
70
5. Zusammenfassung Bis heute ist es nicht gelungen, ein Lokalanästhetikum zu finden, welches bei genügender
Wirkdauer und Wirkstärke nur geringe bzw. keine toxischen Nebenwirkungen aufweist.
Die Wirkung von Lokalanästhetika lässt sich hauptsächlich auf die reversible Blockierung
von Natrium-Kanälen der Membranen sensibler Nerven zurückführen. Weiterhin lassen
sich Einflüsse auf Acetycholin-Rezeptoren sowie K+- und Ca++-Kanäle feststellen. Vor
allem in Hinblick auf die Minimierung des Risikos für Patienten ist es sinnvoll, an der
Entwicklung neuer Lokalanästhetika weiter zu forschen.
In dieser Arbeit wurden die sieben neuen Fomocaine OE 5000, OE 500, OE 1000
(Morpholinderivate), OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000 (Diethanolaminderivate)
auf ihre lokalanästhetischen und toxischen Eigenschaften untersucht. Die
Referenzsubstanzen waren Fomocain, Procain und Tetracain. Alle Untersuchungen
wurden an weiblichen Wistar-Ratten durchgeführt. Die Bestimmung der LD50 nach
intraperitonealer Applikation diente der Abschätzung der Toxizität. Die Versuche zur
Oberflächenanästhesie erfolgten an der Rattencornea, die der Leitungsanästhesie am
Nervus ischiadicus. Die gute oberflächenanästhetische Wirksamkeit von Fomocain und
Tetracain ließ sich bestätigen. Procain zeigte, wie erwartet, die beste leitungsanästhetische
Wirkung. Procain mit einer LD50 von 328 mg/kg KM war deutlich weniger toxisch als
Fomocain (LD50 = 191 mg/kg KM).
Die oberflächenanästhetische Wirkung von Fomocain wurde nur vom Morpholinderivat
OE 1000 (4x -CH2-) übertroffen. Bei dieser Substanz kam es nach Applikation einer 1
%igen Lösung zu Langzeitbeeinträchtigungen bei allen Tieren. Die therapeutische Breite
der Substanz erscheint damit gering und schließt eine praktische Anwendung aus. Die
Wirksamkeit der anderen Morpholinderivate (1x bzw. 2x -CH2-) war geringer als die des
Fomocain (3x -CH2-).
Unter den Diethanolaminderivaten erreichte OE 9000 (4x -CH2-) zwar eine dem
Fomocain äquivalente Oberflächenanästhesie, führte aber, wie auch OE 1000, bereits ab
Konzentrationen von 1 % zu Langzeitbeeinträchtigungen in den Versuchen zur
Oberflächenanästhesie. Diese Langzeitbeeinträchtigungen waren nicht reversibel, d.h.,
der Cornealreflex blieb dauerhaft aus. Die zu geringe therapeutische Breite verbietet
5 Zusammenfassung
71
somit eine Anwendung als Oberflächenanästhetikum am Patienten. Die Diethanolamin-
derivate OE 6000 (2x -CH2-), OE 7000 (3x -CH2-) und OE 8000 (1x -CH2-) beeinflussten
den Lidschlussreflex nur kurzzeitig oder nach Applikation sehr hoher Dosen. Damit sind
auch diese Derivate für eine klinische Anwendung als Oberflächenanästhetikum nicht
geeignet.
Die Morpholinderivate OE 5000 (1x -CH2-), OE 500 (2x -CH2-) und OE 1000 zeigten
eine leitungsanästhetische Wirksamkeit, welche der des Fomocain vergleichbar war. Die
sehr gute Wirkung des Procain konnte allerdings nicht erreicht werden.
Während die Diethanolaminderivate OE 6000 und OE 7000 ähnlich gute
leitungsanästhetische Wirkungen wie Fomocain erreichten, konnte durch das
Diethanolaminderivat OE 8000 kein leitungsanästhetischer Effekt erzielt werden. Die
verringerte Anzahl an -CH2- Gruppen (OE 8000 nur 1x -CH2-) könnte für diese geringe
Wirkung verantwortlich sein. OE 9000 war über fast alle Wirkbereiche hinweg
signifikant besser wirksam als Procain und damit auch als Fomocain.
Langzeitbeeinträchtigungen traten nach einer Applikation von OE 9000 ab einer
Konzentration von 2 % in irreversibler Form auf. Da die Effektivkonzentration, die zum
Erreichen einer sensiblen Leitungsanästhesie von 40 min benötigt wird, aber mit 0,73 %
deutlich unter 2% liegt, ist eine praktische Anwendung der Substanz in Erwägung zu
ziehen.
Die LD50 der Substanzen OE 5000 und OE 500 lag mit Werten von 391 mg/kg KM bzw.
357 mg/kg KM im Bereich von Procain (LD50 = 328 mg/kg KM), welches als sehr
gewebefreundlich bekannt ist.
Mit Werten von 111 mg/kg KM bis 209 mg/kg KM entsprach die Toxizität der
Diethanolaminderivate der der Muttersubstanz Fomocain, wobei eine deutlich
Abhängigkeit von der Kettenlänge der Derivate nicht zu erkennen war.
Schlussfolgernd lässt sich sagen, dass das Diethanolaminderivat OE 9000 aufgrund seiner
geringen oberflächenanästhetischen Wirkung Fomocain nicht als
Oberflächenanästhetikum ersetzen kann. Die guten leitungsanästhetischen Wirkungen
hingegen und eine dem Fomocain vergleichbare Toxizität lassen vermuten, dass sich die
Substanz in der Klinik als neues Leitungsanästhetikum eignen könnte.
6 Anhang
72
6. Anhang
6.1. Leitungsanästhesie 6.1.1. Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus Tabelle 10 : Abhängigkeit der mittleren Leitungsanästhesiedauer am Nervus ischiadicus (TLA)
± Standardfehler von der Konzentration (c) für die Referenzsubstanzen Procain und Fomocain und die Fomocainderivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000.
n = Anzahl der Tiere, LB = Langzeitbeeinträchtigung, KM = mittleres Körpergewicht ± Standardfehler
Substanzen c [%] n LB TLA [min] KM [g] Procain 0,50 6 4 ± 1 204 ± 17 1,00 6 24 ± 11 190 ± 12 2,00 6 58 ± 10 182 ± 8 4,00 6 84 ± 14 180 ± 10 Fomocain 0,50 6 0 ± 0 192 ± 13 1,00 6 4 ± 2 184 ± 9 2,00 6 4 ± 1 190 ± 12 3,00 6 30 ± 15 178 ± 16 OE 5000 2,00 6 21 ± 6 156 ± 8 3,00 6 13 ± 3 172 ± 13 4,00 6 28 ± 19 163 ± 7 OE 500 4,00 6 28 ± 9 165 ± 10 5,00 6 58 ± 41 175 ± 8 6,00 6 62 ± 8 162 ± 12 OE 1000 2,00 6 14 ± 10 166 ± 16 3,00 6 40 ± 10 170 ± 12 4,00 6 23 ± 12 155 ± 10 OE 8000 0,50 6 0 ± 0 189 ±17 1,00 6 0 ± 0 193 ±20 2,00 6 0 ± 0 192 ±10 OE 6000 0,50 6 0 ± 0 175 ±11 1,00 6 0 ± 0 184 ± 7 1,50 6 33 ± 20 187 ± 7 2,00 6 39 ± 23 200 ± 17 2,50 6 66 ± 14 175 ± 10 OE 7000 0,50 6 0 ± 0 202 ± 10 1,00 6 0 ± 0 211 ± 19 1,50 6 27 ± 8 199 ± 8 2,00 6 111 ± 45 182 ± 16 2,50 6 121 ± 53 190 ± 15 OE 9000 0,50 6 18 ± 7 182 ± 12 0,75 6 1 41 ± 7 189 ± 8 1,00 6 1 48 ± 9 184 ± 15 2,00 6 6 126 ± 39 165 ± 9
6 Anhang
73
6.1.2. Parese am Nervus ischiadicus Tabelle 11 : Abhängigkeit der mittleren Paresedauer am Nervus ischiadicus (TP) ±
Standardfehler von der Konzentration (c) für die Referenzsubstanzen Procain und Fomocain und die Fomocainderivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000. n = Anzahl der Tiere, LB = Langzeitbeeinträchtigung, KM = mittleres Körpergewicht ± Standardfehler, n. b. = nicht bestimmbar.
Substanzen c [%] n LB TP [min] KM [g] Procain 0,50 6 10 ± 5 204 ± 17 1,00 6 38 ± 11 190 ± 12 2,00 6 67 ± 9 182 ± 8 4,00 6 94 ± 16 180 ± 10 Fomocain 0,50 6 0 ± 0 192 ± 13 1,00 6 25 ± 12 184 ± 9 2,00 6 74 ± 35 190 ± 12 3,00 6 1 131 ± 71 178 ± 16 OE 5000 2,00 6 32 ± 5 156 ± 8 3,00 6 29 ± 4 172 ± 13 4,00 6 46 ± 14 163 ± 7 OE 500 4,00 6 41 ± 15 165 ± 10 5,00 6 85 ± 16 175 ± 8 6,00 6 115 ± 46 162 ± 12 OE 1000 2,00 6 113 ± 22 166 ± 16 3,00 6 128 ± 45 170 ± 12 4,00 6 124 ± 46 155 ± 10 OE 8000 0,50 6 0,0 ± 0 189 ±17 1,00 6 10 ± 16 193 ±20 2,00 6 53 ± 20 192 ±10 OE 6000 0,50 6 7 ± 16 175 ±11 1,00 6 13 ± 22 184 ± 7 1,50 6 82 ± 23 187 ± 7 2,00 6 1 183 ± 50 200 ± 17 2,50 6 1 150 ± 59 175 ± 10 OE 7000 0,50 6 0,0 ± 0 202 ± 10 1,00 6 77 ± 23 211 ± 19 1,50 6 190 ± 77 199 ± 8 2,00 6 3 363 ± 95 182 ± 16 2,50 6 3 316 ±122 190 ± 15 OE 9000 0,50 6 89 ± 40 182 ± 12 0,75 6 1 124 ± 42 189 ± 8 1,00 6 1 147 ± 77 184 ± 15 2,00 6 6 n. b. 165 ± 9
6 Anhang
74
6.2. Oberflächenanästhesie an der Cornea Tabelle 12 : Abhängigkeit der mittleren Oberflächenanästhesiedauer an der Cornea (TOA) ±
Standardfehler von der Konzentration (c) für die Referenzsubstanzen Fomocain und Tetracain und die Fomocainderivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000.
n = Anzahl der Tiere, LB = Langzeitbeeinträchtigung, KM = mittleres Körpergewicht ± Standardfehler.
Substanzen c [%] n LB TOA [min] KM [g] Fomocain 0,25 6 18 ± 6 178 ± 10 0,50 6 52 ± 17 186 ± 22 1,00 6 117 ± 29 180 ± 9 Tetracain 0,125 6 10 ± 1 173 ± 16 0,25 6 17 ± 3 176 ± 10 0,50 6 23 ± 6 173 ± 8 1,00 6 27 ± 4 183 ± 10 OE 5000 0,50 6 16 ± 9 164 ± 7 1,00 6 26 ± 5 161 ± 4 2,00 6 24 ± 8 165 ± 6 3,00 6 103 ± 29 173 ± 9 4,00 6 149 ± 73 183 ± 26 OE 500 0,50 6 42 ± 4 172 ± 8 0,75 6 39 ± 15 168 ± 7 1,00 6 87 ± 45 149 ± 6 OE 1000 0,25 6 58 ± 5 166 ± 10 0,50 6 129 ± 12 153 ± 10 0,75 6 199 ± 31 169 ± 6 OE 8000 0,50 6 5 ± 1 208 ± 5 1,00 6 9 ± 2 173 ± 18 2,00 6 18 ± 5 182 ± 10 OE 6000 0,50 6 7 ± 1 176 ± 11 0,75 6 11 ± 3 175 ± 8 1,00 6 30 ± 13 189 ± 7 2,00 6 1 68 ± 13 212 ± 17 OE 7000 0,25 6 3 ± 3 182 ± 17 0,50 6 5 ± 2 201 ± 19 1,00 6 31 ± 2 185 ± 23 1,50 6 125 ± 44 200 ± 15 OE 9000 0,25 6 32 ± 4 153 ± 7 0,50 6 62 ± 13 164 ± 17 0,75 6 120 ± 15 218 ± 43
6 Anhang
75
6.3. LD50 nach intraperitonealer Injektion Tabelle 13 : Abhängigkeit der Letalität ± Standardfehler von der Dosis für die Referenzsubstanzen
Procain und Fomocain und die Fomocainderivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000. Bestimmung der Toxizität mit Hilfe der Probits nach Miller und Tainter (1944) KM = Körpermasse ± Standardfehler.
Substanzen Dosis
[mg/kg KM] gestorben
(von 6 Tieren)
Letalität [%]
Probit LD50 [mg/kg KM]
KM [g]
Procain 300 1 17 4,03 184 ± 5 325 2 33 4,57 173 ± 7 350 5 83 5,97 175 ± 5 328 ± 9 Fomocain 150 2 33 4,57 171 ± 5 200 3 50 5,00 220 ± 2 300 5 83 5,97 204 ± 5 191 ± 32 OE 5000 125 0 0 3,04 193 ± 20 250 0 0 3,04 174 ± 15 400 2 33 4,57 179 ± 6 450 5 83 5,97 185 ± 21 500 6 100 6,96 175 ± 21 391 ± 92 OE 500 250 0 0 3,04 149 ± 8 350 4 67 5,43 172 ± 8 500 6 100 6,96 145 ± 6 357 ± 93 OE 1000 125 0 0 3,04 163 ± 4 150 1 17 4,03 158 ± 5 175 2 33 4,57 159 ± 14 200 5 83 5,97 191 ± 10 250 6 100 6,96 184 ± 7 183 ± 44
6 Anhang
76
Substanzen Dosis
[mg/kg KM] gestorben
(von 6 Tieren)
Letalität [%]
Probit LD50 [mg/kg KM]
KM [g]
OE 8000 160 0 0 3,04 191 ± 7 175 2 33 4,57 195 ± 15 185 5 83 5,97 207 ± 13 200 6 100 6,96 205 ± 10 178 ± 14 OE 6000 180 0 0 3,04 147 ± 10 200 2 33 4,57 194 ± 9 225 5 83 5,97 165 ± 2 209 ± 22 OE 7000 100 0 0 3,04 187 ± 11 125 2 33 4,57 196 ± 19 150 5 83 5,97 174 ± 12 175 5 83 5,97 172 ± 14 220 6 100 6,96 182 ± 18 143 ± 46 OE 9000 75 0 0 3,04 162 ± 12 100 21) 20 4,16 184 ± 9 125 91) 90 6,28 185 ± 11 150 6 100 6,96 158 ± 18 111 ± 26 1) 10 Tiere im Versuch Probitzahlen nach Miller und Tainter Tabelle 14 : Probitzahlen nach Miller und Tainter (1944), Probitzahl auf zwei Dezimalstellen
gerundet. % - jeweils Anzahl der verstorbenen Tiere in Prozent.
% Probit- zahl
% Probit-zahl
% Probit-zahl
% Probit- zahl
% Probit-zahl
0 3,04 2 2,95 22 4,23 42 4,80 62 5,30 82 5,924 3,25 24 4,29 44 4,85 64 5,36 84 5,996 3,45 26 4,36 46 4,90 66 5,41 86 6,088 3,59 28 4,42 48 4,95 68 5,47 88 6,1810 3,72 30 4,48 50 5,00 70 5,52 90 6,2812 3,83 32 4,53 52 5,05 72 5,58 92 6,4114 3,92 34 4,59 54 5,10 74 5,64 94 6,5516 4,01 36 4,64 56 5,15 76 5,71 96 6,7518 4,08 38 4,69 58 5,20 78 5,77 98 6,8620 4,16 40 4,75 60 5,25 80 5,84 100 6,96
7 Literaturverzeichnis
77
7. Literaturverzeichnis
Adriani J., Campbell D. (1956) Fatilities following local topical application of local anesthetic to mucous membranes. JAMA 162: 1527 - 1530
Balamoutsos N. G., Alevizou - Christophoridou F. (1979) Survival following 1000 mg of amethocain. B. J. Anesth. 51: 469 - 470
Balser J. R., Nuss B. H., Orias D. W., Johns D. C., Marban E., Tomaselli G. F., Lawrence J. H. (1996) Local anesthetics as effectors of allosteric gating. J. Clin. Invest. 98: 2874 - 2886
Bean B. P., Cohen C. J., Tsien R. W. (1983) Lidocain Block of Cardiac sodium Channels. J. Gen. Physiol. 81: 613 – 642
Blume H., Oelschläger H. (1978) Über den Arzneistoffmetabolismus durch Mitochondrien aus Rattenleber. Arzneim. - Forsch. / Drug Res. 28 : 956 - 960
Blume H., Oelschläger H. (1981) Biotransformation des Lokalanästhetikums Fomocain durch Rattenleber-Mitochondrien. Arzneim. - Forsch. / Drug Res. 31 : 1731 – 1735
Brüser E. (2002) Todesfälle durch Tumeszenzanästhesie. www. fettabsaugung. de
Bräunig B., Busch A. E., Wess J. (1989) Antiarrhythmic activity of the local anesthetic fomocaine and some of its analogues. Arzneim.-Forsch. / Drug Res. 39 : 1436 - 1439
Büch H. P., Rummel W. (1996) Lokalanästhetika. In: Allgemeine und spezielle Pharmakologie und Toxikologie, Hrsg.: W. Rummel, Spektrum Akad., Heidelberg, 7. Auflage: 227 - 233
Büchi J. (1952) Die Entwicklung der Arzneimittelforschung auf dem Gebiet der Lokalanästhetika. Arzneim. - Forsch. / Drug Res. 2: 65 - 72
7 Literaturverzeichnis
78
Büchi J, Koelzer P. P. (1966) Untersuchung des Eiweiß - Bindungsvermögens einiger Lokalanästhetika. Pharm. Acta Helvet. 41: 607 - 612
Büchi J., Perlia X. (1962a) Beziehungen zwischen den physikalisch - chemischen Eigenschaften und der Wirkung von Lokalanästhetika XII. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 12 : 183 - 190
Büchi J., Perlia X. (1962b) Beziehungen zwischen den physikalisch - chemischen Eigenschaften und der Wirkung von Lokalanästhetika XIII. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 12 : 324 - 32
Büchi J., Perlia X. (1962c) Beziehungen zwischen den physikalisch - chemischen Eigenschaften und der Wirkung von Lokalanästhetika XV. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 12 : 519 - 524
Büchi J., Perlia X. (1962d) Beziehungen zwischen den physikalisch - chemischen Eigenschaften und der Wirkung von Lokalanästhetika XVI. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 12 : 626 – 630
Büchi J., Perlia X. (1967a) Beziehung zwischen den physikalisch - chemischen Eigenschaften, der chemischen Reaktivität und der lokalanästhetischen Wirkung bei einigen Procain– Homologen. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 17: 1012 - 1021
Büchi J., Perlia X. (1967b) Zusammenhänge zwischen der chemischen Konstitution, den physikalisch - chemischen Eigenschaften, der chemischen Reaktivität und der Wirkung einiger Stellungsisomerer Lokalanästhetika. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 25: 14 - 24
Butterworth J. F., Strichartz G. R. (1990) Molecular mechanisms of local anesthesia: A review. Anesthesiol. 72: 711 - 734
Catterall W. A., Mackie K. (1996) Local anesthetics. In: Goodman & Gilman’s: The pharmacological basis of therapeutics, Hrsg.: Goodmann L. and Gilman A., Mac Millan, New York, 9. Auflage: 331 - 347
Chernoff D. M., Strichartz G. R. (1990) Kinetics of local anesthetic inhibition of neuronal sodium currents pH and hydrophobicity dependence. Biophys. J. 58: 69 - 81
7 Literaturverzeichnis
79
Chiu S. Y., Ritchie J. M., Rogart R. B., Stagg D. (1979) A quantitive description of membrane currents in rabbit myelinated nerve. J. Physiol. (London) 292: 149 - 166
Covino B. G. (1993) Pharmacology of local anesthetic agents. Principles practice anesthesiol. 2: 1235 - 1257
Covino B. G., Vassallo H. G. (1976) Local Anesthetics. Grune & Stratton New York, San Francisco, London. : 1 - 148
Cruse J. M. (1999) History of medicine: The metamorphosis of scientific medicine in the ever present past. Am. J. Med. Sci. 318 : 171 - 180
Curatolo M., Petersen - Felix S., Scaramozzino P., Zbinden A. M. (1998) Epidural fentanyl, adrenaline and clonidine as adjuvants to local anaesthetics for surgical analgesia: meta - analyses of analgesia and side-effects. Acta Anesthesiol. Scand. 42: 910 - 920
Draeger J., Langenbucher H., Lüders M., Bannert W. (1980) Zur Wirkung von Oberflächenanästhetika am Auge. Klin. Mbl. Augenheilk. 177: 780 – 788
Dudel J. (1997) Physiologie des Menschen. Hrsg. Schmidt R.F., Thews G., Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 27. Auflage: 20 - 42
Dukes M. N. G. (1996) Local anaesthetics. In: Meyler’s Side Effects of Drugs, Hrsg. Dukes M. N. G., Elsevier Science, New York, 13. Auflage: 285 - 297
Eichholtz F., Staab A. (1953) Die Anwendung von Novocain in der Inneren Medizin. 2. Teil: Toxikologie der lokalanästhetischen Stoffe. Klin. Wschr. 30: 97 - 103
Fleck C., Kämena M., Tschritter L., Kersten L., Seeling A., Glassl P., Oelschläger H. (2001) Local anaesthetic effectivity and toxicity of fomocaine, five N-free fomocaine metabolites and two chiralic fomocaine derivatives in rats compared with procaine. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 51 : 451-458
Ford D. J., Raj P. P., Singh P. (1984) Differential peripheral nerve block by local anesthetics in the cat. Anesthesiol. 60: 28 - 33
7 Literaturverzeichnis
80
Glassl P. (1995) Synthese, Trennung und physikalisch-chemische Eigenschaften von chiralen Fomocainen. Dissertation, Fachbereich Biochemie, Pharmazie und Lebensmittelchemie, Universität Frankfurt/M.
Haas W. (1993) Experimentelle Nerveninjektionsschäden durch Lokalanästhetika am N. ischiadicus der Ratte. Dissertation, Med. Fakultät der Eberhard - Karls - Universität Tübingen
Hansen L. (1997) Wichtige Substanzgruppen in der Augenheilkunde. Augenheilkunde systematisch 1: 190
Herr F. (1958) Zur Frage der Standardisierung der Prüfung von Lokalanästhetika. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 8: 137 - 141
Herr F., Balogh S. (1958) Zur Theorie der Oberflächenanästhesie. Naunyn - Schmiedsberg’s Arch. Pharmacol. 232: 423 - 432
Herr F., Nyri M., Pataky G. (1953) Messung der Leitungs- und Infiltrationsanästhesie an Ratten mit einer neuen Methode. Arch. Exper. Path. Pharmakol. 217: 207-216
Hille B. (1977a) The pH - dependent rate of action of local anasthetics on the node of Ranvier. J. Gen. Physiol. 69: 475 - 496
Hille B. (1977b) LA: Hydrophilic and hydrophobic pathways for the drug-receptor reaction. J. Gen. Physiol. 69: 497 - 515
Hohlfeld R. A. (1953) Todes- und Vergiftungsfälle in praxi bei Lokalanästhesie mit Novocain. Arch. Toxicol. 14: 462 – 479
Hong-Ling Li, Galue A., Meadows L., Ragsdale D. S. (1999) A molecular basis for the different local anesthetic affinities of resting versus open and inactivated states of the sodium channel. Molecular Pharmacol. 55: 134 - 141
Jindra A. (1977) Fomocain - N - oxid, ein wichtiger Metabolit der Biotransformation von Fomocain. Pharmazie 32: 496 - 498
7 Literaturverzeichnis
81
Joyce P. W., Sunderraj P. (1994) A comparison of amethocaine cream with lignocaine-prilocaine cream (emla) for reducing pain during retrobulbar injection. Eye 8: 465 - 466
Killian H. (1961) Die Komplikation der Lokalanästhesie. Anästhesist 10: 294 - 302
Klöcking H. P., Güttner J., Wiezorek W. D. (1990) Aktuelle Probleme der Toxikologie. Verlag Gesundheit, Berlin. 2. Auflage: 82 - 89
Knothe H., Beckmann I., Kiesel K., Oelschläger H. (1980) Über die antibakterielle Wirkung eines Brand- und Wundgels mit den Komponenten Tyrothricin, Fomocain, Diphenhydramin und 8-Hydroxychinolin. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 30 : 667 – 670
Koch K. (1970) Beiträge zur Analytik und Pharmakokinetik des Lokalanästhetikums Fomocain. Dissertation, Naturwissenschaftliche Fakultät, Universität Frankfurt / M.
Koelzer P., Wehr H. (1958a) Beziehungen zwischen chemischer Konstitution und pharmakologischer Wirkung bei mehreren Klassen neuer Lokalanästhetika I. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 8: 181 – 190
Koelzer P., Wehr H. (1958b) Beziehungen zwischen chemischer Konstitution und pharmakologischer Wirkung bei mehreren Klassen neuer Lokalanästhetika II. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 8: 270 - 275
Koelzer P., Wehr H. (1958c) Beziehungen zwischen chemischer Konstitution und pharmakologischer Wirkung bei mehreren Klassen neuer Lokalanästhetika IV. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 8: 544 - 550
Koelzer P., Wehr H. (1958d) Beziehungen zwischen chemischer Konstitution und pharmakologischer Wirkung bei mehreren Klassen neuer Lokalanästhetika V. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 8:609 - 615
Koelzer P., Wehr H. (1958e) Beziehungen zwischen chemischer Konstitution und pharmakologischer Wirkung bei mehreren Klassen neuer Lokalanästhetika VII. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 8: 708 – 715
Kwon Y. W., Triggle J. D. (1991) Interaction of local anesthetics with neuronal 1,4 - dihyropyridine binding sites. Biochem. Pharmacol. 42: 213 - 216
7 Literaturverzeichnis
82
Larsen R. (1995) Tetracain. In: Anästhesie, Hrsg.: Larsen R., Urban und Schwarzenberg, München, 5. Auflage: 451 - 452
Liljestrand G. (1967) The historical development of local anesthetics. Acta Physiol. Scand. Suppl. 299: 1 - 30
Löfgren N. (1946) Studien über Lokalanästhetika. Ark. Kemi, Min. Geol. 22a: 1-30
Luduena F. P., Hoppe J. O. (1952) Local anesthetic activity, toxicity and irritancy of 2-alkoxy analogs of procaine and tetracaine. J. Pharm. Exp. Ther. 104: 40 - 53
Lynch C. (1986) Depression of myocardial contractility in vitro by bupivacaine, etidocaine and lidocaine. Anesth. Analg. 65: 551 - 559
Marban E., Yamagishi T., Tomaselli G. F. (1998) Structure and function of voltage-gated sodium channels. J. Physiol. 508: 647 - 657
Meyer H. J. (1965) Therapieschäden am Auge durch Oberflächenanästhetika. Dt. med. Wschr. 90: 1676 - 1678
Miller L. C., Tainter M. L. (1944) Arbeitsvorschrift zur Bestimmung der LD50. Proc. Soc. exp. Biol. Med. 57: 261-264
Mutschler E., Schäfer - Korting M. (1996a) Arzneimittelwirkungen. Wissenschaftl. Verlagsgesellschaft Stuttgart, Stuttgart, 7. Auflage: 75 - 77
Mutschler E., Schäfer - Korting M. (1996b) Arzneimittelwirkungen. Wissenschaftl. Verlagsgesellschaft Stuttgart, Stuttgart, 7. Auflage: 140 - 173
Mutschler E., Schäfer - Korting M. (1996c) Arzneimittelwirkungen. Wissenschaftl. Verlagsgesellschaft Stuttgart, Stuttgart, 7. Auflage: 182 – 231
Nieschulz O., Hoffmann I., Popendiker K. (1958) Zur Pharmakologie des N-4-(Phenoxy-methyl)-γ-phenyl-propyl]-morpholin, eines Amionäthers mit lokalanästhetischer Wirkung. Arzneim.-Forsch. / Drug Res. 8: 539 - 544
7 Literaturverzeichnis
83
Noorily A. D., Noorily S. H., Otto R. A. (1995) Cocain, lidocaine, tetracaine: which is best for topical nasal anesthesia? Anesth. Analg. 81: 724 – 727
Oelschläger H. (1959) Darstellung des lokalanästhesierenden Aminoäthers N-[γ-(4-Phenoxy-methyl-phenyl)-propyl]-morpholin und Beziehungen zwischen Toxizität und basischer Komponente bei N-[γ-(4-Phenoxy-methyl-phenyl)-propyl]-aminen. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 9: 313 - 321
Oelschläger H. (1974) Neue Aspekte der Lokalanästhesie. Pharm. Ztg. 119: 1136 - 1138
Oelschläger H. (1982) Über den Antihistamin - Effekt eines Brand- und Wund - Gels mit den Komponeten Tyrothricin, Fomocain, Diphenhadrymin und 8-Hydroxycholin. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 32 : 72 - 75
Oelschläger H., Czasch H-J. (1978) Über Synthesen neuer Phenylbenzyläther. Arch. Pharm. Weinheim 311 : 81 - 97
Oelschläger H., Ewald H-W. (1986) Synthese von C-14-Fomocain. Arch. Pharm. Weinheim 319 : 113 - 119
Oelschläger H., Rothley D. (1979) Bioverfügbarkeit und lokalanästhetische Wirkung eines Brand- und Wundgels in der Kombination von Tyrothricin, Fomocain, Diphenhydramin und 8-Hydroxychinolin. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 29 : 693 - 697
Oelschläger H., Schmersahl P. (1965) Beziehungen zwischen chemischer Konstitution und pharmakologischen Eigenschaften bei lokalanästhesierenden Buttersäureaniliden. Pharmazie 20: 283-290
Oelschläger H., Temple D. J. (1977) Über den Mechanismus der oxidativen Abspaltung des Morpholins aus dem Lokalanästhetikum Fomocain. Arch. Pharm. Weinheim 310 : 579 - 587
Oelschläger H., Ueberall S. (1988) Synthese und Wirkung des 4-(3-Bibenzyl-4-yl-propyl)-morhpolins, eines bioisosteren Fomocain. Arch. Pharm. Weinheim 321 : 115 – 118
Oelschläger H., Nieschulz O., Meyer F., Schulz K. H. (1968) N-[γ-(4-Phenoxymethyl-phenyl)-propyl]-morpholin, ein neues Oberflächenanästhetikum von bemerkenswerter Verträglichkeit. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 18 : 729 – 738
7 Literaturverzeichnis
84
Oelschläger H., Koch K., Hajdu P. (1971) Nachweis kleiner Mengen Fomocain im Harn und Serum. Pharmac. Acta Helvet. 46: 671 – 676
Oelschläger H., Iglesias - Meier J., Götze G., Schatton W. (1977) Über eine neue Fomocain - Synthese. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 27 : 1625 - 1628
Oelschläger H., Ueberall S., Müller M. (1982) Vergleichende Untersuchung über lokalanästhetische Wirkung von Ethoform und Fomocain. Pharm. Ztg. 127: 271 - 274
Oliver T. (1995) Die Einflüsse von pH - Wert, Konzentration und Temperatur auf die Plasmaproteinbindung verschiedener Lokalanästhetika. Dissertation, Pharmazeutische Fakultät, Universität Giessen
Paul J. (1951) Zur Frage der Novocainvergiftung. Dissertation, Med. Fakultät, Universität Leipzig
Reim M. (1996) Lokalanästhesie. In: Augenheilkunde, Hrsg.: Rehm, M., Enke Verlag, Stuttgart, 5. Auflage: 67
Reuter N., Meyer F., Ziegenmeyer J. (1975) Herz- Kreislaufwirkungen des Fomocain. Arzneim.-Forsch. / Drug Res. 25: 1900 - 1906
Ritchie J. M., Grenngard P. (1966) On the mode of action of local anesthetics. Ann. Rev. Pharmacol. 6: 405 - 430
Rudinger - Alder E., Büchi J. (1979) Synthese einiger Phenoxymethylphenyl - Derivate mit lokalanästhetischer Wirkung. Arzneim. Forsch. / Drug Res. 29 : 591 – 594
Schaible H. G., Schmidt R.F. Physiologie des Menschen. Hrsg. Schmidt R.F., Thews G., Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 27. Auflage: 236 - 250
Schatton W (1977) Beziehungen zwischen chemischer Struktur und Biotransformation bei Fomocain bei variierter Aminoalkylgruppe. Dissertation, Fachbereich Biochemie, Pharmazie und Lebensmittelchemie, Universität Frankfurt/M.
7 Literaturverzeichnis
85
Schaumann O. (1938) Chemie und Pharmakologie der Lokalanästhetika. Arch. expr. Pathol. Phamakol. 190: 30 - 51
Schwartz A. (1973) Methods of Pharmacology. Meredith Corporation, New York, 1: 1 - 27
Seeling A. (1996) Synthese und Analytik der Metabolite des Lokalanästhetikums Fomocain sowie Abklärung ihrer Wirkung und Toxizität. Dissertation, Fachbereich Biochemie, Pharmazie und Lebensmittelchemie. Universität Frankfurt / M.
Sollmann T. (1918) Comparison of activity of local anesthetics. J. Pharmacol. Exp. Therap. 11: 17 – 25
Sommer B, Augustin M., Schöpf E., Sattler G. (2001) Tumeszenz-Lokalanästhesie: Ein neues Verfahren der Lokalanästhesie. Dt. Ärzteblatt 98 : A 545 - 548
Stea A., Soong T. W., Snutch T. P. (1995) Voltage - gated calcium channels. In: Handbook of receptors and channels: ligand- and voltage - gated ion channels. Hrsg. North R. A., CRC Press. Inc., Boca Raton : 113 - 152
Strichartz G. (1993) Mechanisms of action of local anesthetic agents. Principles practice anesthesiol. 2: 1197 - 1217
Strichartz G. (1985) Interaction of local anesthetics with neuronal sodium channels. Effects Anesth.: 39 - 52
Strichartz G. (1976) Molecular mechanisms of nerve block by local anesthetics. Anesthesiol. 45: 421 - 441
Strichartz G., Wang G. K. (1986) The kinetic basis for phasic local anesthetic blockade of neuronal sodium channels. Mol. Cell. Mech. Anesth. 3: 217 - 226
Sugiyama K., Muteki T. (1994) Local anesthetics depress the calcium current of rat sensory neurons in culture. Anesthesiol. 80: 1369 - 1378
Takas - Novak K., Oelschläger H., Budvari - Barany Z., Szasz G. (1992) Partitioning behavior of local anesthetic fomocain derivatives. Pharmazie. 47 : 587 - 592
7 Literaturverzeichnis
86
Temple D. J., Schesmer K. R. (1978) The buccal absorption characteristics of Fomocaine. Arch. Pharm. (Weinheim) 311: 485-491
Tetzlaff J. E. (2000) Clinical pharmacology of local anaesthetics. Hrsg.: Tetzlaff J. E., Butterworth- Heinemann, Boston, : 1, 4, 5, 6, 7, 8, 10
Tiedt N. (1990) Pathophysiologie des Schmerzsinns. In Pathophysiologie für Stomatologen, Hrsg. Tiedt N., Barth – Verlag, Leipzig, : 93 – 117
Tschritter L., Kämena M. (2000) Tierexperimentelle Untersuchungen der lokalanästhetischen Wirkung sowie Abklärung der Toxizität einiger Metabolite und chiraler Derivate des Lokalanästhetikums Fomocain. Dissertation, Med. Fakultät. Friedrich-Schiller-Universität, Jena
v. Bruchhausen F., Dannhardt G. (1994a) Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis, Hrsg.: List P. H., Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 5. Auflage: 288 - 290
v. Bruchhausen F., Dannhardt G. (1994b) Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis, Hrsg.: List P. H., Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 5. Auflage: 348 - 352
v. Bruchhausen F., Dannhardt G. (1994c) Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis, Hrsg.: List P. H., Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 5. Auflage: 828 - 832
Vandam L. D. (1987) Some aspects of the history of local anesthesia. In: Handbook of Exp. Pharmacol., Hrsg. Strichartz G., Springer Verlag, Heidelberg: 1 - 19
Wellhöner H.-H. (1997) Allgemeine Pharmakologie. In: Allgemeine und systematische Pharmakologie und Toxikologie, Hrsg.: Wellhöner H.-H., Springer-Verlag, Berlin, 6. Auflage: 1 - 53
Willow M., Gonoi T., Postma S. W. (1984) Inhibition of voltage-sensitive sodium channels by local anesthetics and anticonvulsants. Mol. Cell. Mech. Anesth. 3: 243 - 258
Wulf H., Gödicke J. (1994) Functional interaction between local anesthetics and calcium antagonists in guinea pig myocardium: 2. Eletrophysiological studies with buvocain and nifedipine. Br. J. Anesthesiol. 73: 364 - 370
7 Literaturverzeichnis
87
Zamponi G. W., Doyle D. D. (1993) Fast lidocaine block of carddiac and skeletal muscle sodium channels: One site with two routes of access. Biophys. J. 65: 80 - 90
Zamponi G. W., French R. J. (1993) Dissecting lidocain action: Diethylamide and phenol mimic separate modes of lidocain block of sodium channels from heart and skeletal muscle. Biophys. J. 65: 2335 - 2347
Zamponi G. W., French R. J. (1994) Amine blockers of the cytoplasmatic mouth of sodium channels: A small structural change can abolish voltage dependence. Biophys. J. 67: 1015 - 1027
Zamponi G. W., Soong T. W., Bourinet E., Snutch T. P. (1996) β-Subunit coexpression and the α1-subunit domain I-II linker affect piperidine block of neuronal calcium channels. J. Neuroscin. 16 : 2430 - 2443
Ehrenwörtliche Erklärung Hiermit erkläre ich, dass mir die Promotionsordnung der Medizinischen Fakultät der
Friedrich-Schiller-Universität bekannt ist,
ich die Dissertation selbst angefertigt habe und alle von mir benutzten Hilfsmittel,
persönlichen Mitteilungen und Quellen in meiner Arbeit angegeben sind,
mich folgende Personen bei der Auswahl und Auswertung des Materials sowie bei der
Herstellung des Manuskripts unterstützt haben Herr Prof. Dr. med. C. Fleck, Herr Prof.
Dr. Dres. h.c. H. Oelschläger, Frau Dr. med. A. Lupp und Frau E. Karge,
die Hilfe eines Promotionsberaters nicht in Anspruch genommen wurde und dass Dritte
weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte Leistungen von mir für die Arbeit erhalten
haben, die im Zusammenhang mit dem Inhalt der vorgelegten Dissertation stehen,
dass ich die Dissertation noch nicht als Prüfungsarbeit für eine staatliche oder andere
wissenschaftliche Prüfung eingereicht habe und
dass ich die gleiche, eine in wesentlichen Teilen ähnliche oder eine andere Abhandlung
nicht bei einer anderen Hochschule als Dissertation eingereicht habe.
Jena, den Unterschrift
Steffi Loy
Lebenslauf Name: Steffi Loy
Anschrift: Gehrener Strasse 16 B, 99310 Arnstadt
Staatsangehörigkeit: deutsch
Geburtsdatum: 31.10.1977
Geburtsort: Arnstadt
09/1984 - 08/1990: Polytechnische Oberschule in Arnstadt
09/1990 - 07/1996: Herder Gymnasium in Arnstadt
07/1996: Erlangen der Allgemeinen Hochschulreife
10/1996 - 11/2002: Studium der Humanmedizin an der Friedrich-
Schiller-Universität in Jena
09/1998: Ärztliche Vorprüfung
09/1999: Erster Abschnitt der Ärztlichen Prüfung
09/2001: Zweiter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung
11/2002: Dritter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung
ab 01/03: Ärztin im Praktikum im Psychiatrie-Zentrum Hard in
Embrach (CH)
Jena, den Steffi Loy
Danksagung
Die vorliegende Arbeit wurde im Institut für Pharmakologie und Toxikologie der
Friedrich-Schiller-Universität Jena angefertigt.
Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. med. C. Fleck für die freundliche Überlassung
des Promotionsthemas und die gute Zusammenarbeit.
Herrn Prof. Dr. Dres. h.c. H. Oelschläger, Direktor des Institutes für Pharmazie der FSU
Jena, danke ich für die mir zur Verfügung gestellten Testsubstanzen und die angenehme
Zusammenarbeit.
Des weiteren danke ich Frau Dr. med. A. Lupp, Frau E. Karge, Frau A. Berthold und
allen weiteren wissenschaftlichen Mitarbeitern des Institutes für Pharmakologie und
Toxikologie der FSU Jena, die jederzeit ein offenes Ohr für Fragen und Probleme hatten.
Außerdem möchte ich meinen Eltern danken, die sowohl meine Ausbildung als auch die
Fertigstellung dieser Arbeit ermöglichten.