Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel Standort Wolfsburg Fachbereich Gesundheitswesen
Untersuchung des Desorptionsverhaltens formstabiler Contactlinsen in vitro nach Applikation gängiger Augentropfen
Diplomarbeit Zur Erlangung des Grades „Diplom-Ingenieurin Augenoptik (FH)“
Erstprüferin: Prof. Nicole Stübiger Zweitprüfer: M.S. Frank Spors Piepenstock, Julia Matrikel- Nr.: 30280133 Kleiststrasse 4 24105 Kiel Kiel, 24.01.2007
II
Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis......................................................................... IV Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ................................................... VI 1 Einleitung....................................................................................... 1
1.1 Problemdarstellung............................................................... 1 1.2 Ziel ........................................................................................ 1
2 Vorstellung der Firma Wöhlk ....................................................... 2 3 Theoretische Grundlagen............................................................. 2
3.1 Chemische Grundlagen .......................................................... 2 3.1.1 Bausteine der Chemie und ihre Wechselwirkungen ............... 2 3.1.2 Chemie der Flüssigkeiten ....................................................... 4
3.2 Grenzflächenphänomene ....................................................... 5 3.2.1 Grenzflächenzustände............................................................ 5 3.2.2 Erläuterung der Sorptionsvorgänge ........................................ 6 4 Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-
Spektrometers ............................................................................... 9 4.1 Funktionsweise und Aufbaus eines UV/VIS-Spektrometers ... 9
4.1.1 Allgemeine Grundlagen von Absorptionsspektren.................. 9 4.1.2 Der Strahlengang des Lambda 14 Perkin Elmer................... 11 4.1.3 In der Studie angewandte Analysemöglichkeiten des
Spektrometers ...................................................................... 13 4.2 Materialeigenschaften der untersuchten Contactlinsen ....... 15
4.2.1 A90 ....................................................................................... 15 4.2.2 Conflex ................................................................................. 16 4.2.3 Weflex 55.............................................................................. 18 4.2.4 Die Contactlinsen-Aufbewahrungsbehälter........................... 19
4.3 Darstellung der verwendeten Augentropfen ......................... 20 4.3.1 Auswahlkriterien ................................................................... 20 4.3.2 Detailinformationen zu den Augentropfen............................. 22 5 Untersuchungsmethodik............................................................ 31
5.1 Einführung .......................................................................... 31 5.2 Grundablauf der Untersuchungsmethode........................... 32 5.3 Voruntersuchungen ............................................................ 33 5.4 Messung des Desorptionsverhaltens formstabiler
Contactlinsen ...................................................................... 38 5.5 Änderung des Desorptionsverhaltens durch Einflussfaktoren.
............................................................................................ 39
III
6 Ergebnisse................................................................................... 43 6.1 Voruntersuchungen ............................................................ 43 6.2 Desorptionsverhalten der untersuchten Contactlinsen ....... 46 6.3 Änderung des Desorptionsverhaltens durch Einflussfaktoren.
............................................................................................ 50 7 Diskussion................................................................................... 55
7.1 Erklärungsansatz ................................................................ 55 7.2 Fehler und Einflussgrößen.................................................. 58
8 Statistische Auswertung ............................................................ 60 9 Fazit.............................................................................................. 62 Literaturverzeichnis .......................................................................... 64 Anhang ................................................................................................. 1
I Verdünnungsreihen für Kalibrierungen................................. 1 II Kalibrierungen....................................................................... 3 III Absorptionsspektren der Medikamente................................. 8 IV Absorptionskurven der Extraktionslösungen....................... 12 V Messergebnisse Desorptionsverhalten ............................... 22 VI Wirkstoffkonzentration der Extraktionslösung der
formstabilen Linsen gegenüber der, der weichen Linsen.. 31 VIII Zusammensetzung der Träne............................................. 41
Eidesstattliche Erklärung ................................................................. 42
IV
Abkürzungsverzeichnis
Allgemeine Abkürzungen
Abs.-max.: Absorptionsmaximum
AT Augentropfen
BAC Benzalkoniumchlorid
°C Temperatur in [Grad Celsius]
CF Conflex
CL Contactlinse
DK Diffusionskoeffizient
HEMA Hydroxyethylmethacrylat
Lsg. Lösung
NVP N-Vinylpyrrolidon
UV Ultraviolett (hier: ultravioletter Wellenlängenbereich)
VIS Visuell (hier: sichtbarer Wellenlängenbereich)
WF 55 Weflex 55
Chemische Elementsymbole
Cl Chlor
COOH Carboxylgruppe
H Wasserstoff
N Stickstoff
Na Natrium
NaCl Natriumchlorid
NaOH Natriumhydroxid
O Sauerstoff
Einheiten
g Gramm
mg Milligramm
ml Milliliter
nm Nanometer
µg Mikrogramm
V
Formelzeichenverzeichnis
N Anzahl der Messungen
r Korrelationskoeffizient
s Standartabweichung
s2 Varianz
x Mittelwert
∑ Summenzeichen
Wurzel
VI
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis
Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Wasserstoffbrückenbindung ............................................. 4
Abbildung 2: Intermolekulare Kräfte an der Flüssigkeitsoberfläche und im Inneren der Flüssigkeit ................................................ 5
Abbildung 3: Allgemeiner Verlauf einer Adsorptionsisotherme.............. 8
Abbildung 4: Adsorption an der Feststoffoberfläche.............................. 9
Abbildung 5: Strahlungsverringerung durch Reflexion und Streuung .. 10
Abbildung 6: Optisches System / Lambda 14...................................... 12
Abbildung 7: Beispiel einer linearen Kalibrierfunktion.......................... 14
Abbildung 8: Fluor-Silicon-Methacrylat-Copolymer.............................. 15
Abbildung 9: Strukturformel von Cellulose-Aceto-Butyrat.................... 17
Abbildung 10: Strukturformel von HEMA-NVP .................................... 19
Abbildung 11: Strukturformel Brimonidin ............................................. 23
Abbildung 12: Strukturformel von Benzalkoniumchlorid ...................... 25
Abbildung 13: Strukturformel von Metipranolol .................................... 26
Abbildung 14: Strukturformel von Ofloxacin ........................................ 27
Abbildung 15: Strukturformel von Flurbiprofen .................................... 28
Abbildung 16: Strukturformel von Timolol............................................ 29
Abbildung 17: Strukturformel von Azelastin......................................... 31
Abbildung 18: Kalibrierfunktion am Beispiel von Alphagan®................ 37
Abbildung 19: Ablagerungen an einer A90-Linse nach Lagerung in künstlicher Tränenflüssigkeit (50fache Vergrößerung, Durchlichtaufnahme) .................................................... 42
Abbildung 20: Absorptionsmaxima der Verdünnungslösungen von Benzalkoniumchlorid .................................................... 43
Abbildung 21: Absorptionsspektrum der Exsorptionslösung von Timomann® und A90 .................................................... 45
Abbildung 22: Vergleich des Desorptionsverhaltens der A90- und der Conflex-Linse ............................................................... 49
Abbildung 23: Vergleich der desorbierten Wirkstoffmengen (Benzalkoniumchlorid ) nach Einfluss äußerer Faktoren..................................................................................... 50
Abbildung 24: Vergleich der desorbierten Wirkstoffmengen (Timolol ) nach Einfluss äußerer Faktoren ................................... 52
VII
Abbildung 25: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehrfachextraktion nach Behandlung mit Benzalkoniumchlorid .................................................... 53
Abbildung 26: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehrfachextraktion nach Behandlung mit Timomann® 0,25%........................................................................... 53
Abbildung 27: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse in Abhängigkeit des Faktors Zeit nach Behandlung mit Benzalkoniumchlorid .................................................... 54
Abbildung 28: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse in Abhängigkeit des Faktors Zeit nach Behandlung mit Timomann® 0,25% ...................................................... 55
Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Verdünnungsreihe der Kalibrierlösungen für Alphagan®..... 36
Tabelle 2: Quantitative Bestimmung für Timomann® 0,25% ................ 46
Tabelle 3: Mittelwerte der Wirkstoffkonzentrationen der Extraktionslösungen ........................................................... 48
Einleitung
1
1 Einleitung
1.1 Problemdarstellung
Der geringe Wassergehalt formstabiler Contactlinsen lässt darauf
schließen, dass eine Verwendung dieser Linsen im Zusammenhang mit
der Verabreichung topisch angewendeter Augentropfen problemlos ist.
Untersuchungen zur Adsorption wurden bereits in den 80er Jahren1
durchgeführt – seitdem haben sich die Analysemöglichkeiten, aber
auch die Materialien der Contactlinsen und die Medikamente in ihrer
Zusammensetzung verändert. Es stellt sich aktuell die Frage, ob Sub-
stanzen aus Medikamenten, die sich an die Contactlinsen angelagert
haben, auch wieder an den Tränenfilm abgeben werden. Dieses für den
Contactlinsenanpasser relevante Desorptionsverhalten, also das Abga-
beverhalten der Contactlinsen, wurde bisher noch nicht in Studien
veröffentlicht.
1.2 Ziel
Das Ziel dieser Untersuchung ist es, eine Methode zu entwickeln, an-
hand derer herausgefunden werden kann, ob Wirkstoffe aus Medika-
menten, die sich an formstabilen Contactlinsen anlagert haben, in
messbaren Größenordnungen wieder an Flüssigkeiten, wie den Trä-
nenfilm, abgeben werden. Die Studie ist auf formstabile Contactlinsen
ausgerichtet, zum Vergleich wird jedoch auch eine konventionelle
Weichlinse untersucht. Weiterhin stellt sich die Frage, ob das Desorpti-
onsverhalten der Linsen jeweils konstant, oder durch äußere Faktoren
beeinflussbar ist.
1 Vgl. Berke, A.: Kontaktlinsenhygiene, O.J., S.131.
Theoretische Grundlagen
2
2 Vorstellung der Firma Wöhlk
Die Wöhlk-Contact-Linsen GmbH, bei der die Untersuchungen durchge-
führt wurden, ist ein inhabergeführtes, mittelständisches Unternehmen
mit knapp 200 Mitarbeitern. Firmengründer Heinrich Wöhlk stellte selbst
bereits in den 30er Jahren die erste Corneallinse aus Plexiglas her.
Das Unternehmen Wöhlk entwickelt, produziert und vertreibt derzeit
am Standort Schönkirchen eine große Anzahl verschiedener Contact-
linsen: angefangen bei der klassischen Contactlinse aus Plexiglas, über
hoch sauerstoffdurchlässige, formstabile und hoch wasserhaltige, wei-
che Linsen, bis hin zu Monatstauschlinsen, Farb- und Speziallinsen.
Ergänzt wird das Angebot durch Serviceleistungen, wie eine jederzeit
erreichbare Anpassberatung, einen Professionell Service für Spezialfäl-
le, sowie ein umfangreiches Seminarangebot2. Zur Qualitätskontrolle
gehört der Bereich der Analytik, in dem die für die Studie erforderlichen
Einrichtungen vorhanden sind.
3 Theoretische Grundlagen
3.1 Chemische Grundlagen
3.1.1 Bausteine der Chemie und ihre Wechselwirkungen
Zwischen Atomen, Ionen und Molekülen bestehen Wechselwirkungen,
die durch zwischenmolekulare Kräfte hervorgerufen werden. Um diese
2 Vgl. o.V. Wöhlk- Wir über uns, o.J., (Internet)
Theoretische Grundlagen
3
besser erläutern zu können, soll hier zunächst kurz auf die chemischen
Grundlagen eingegangen werden.
Atome sind die kleinsten Teilchen der Elemente und bestehen aus
negativ geladenen Elektronen, positiv geladenen Protonen und la-
dungsfreien Neutronen. Protonen und Neutronen sind im Atomkern
anzutreffen und werden von Elektronen umgeben. Ein Atom besitzt in
der Regel gleich viele Elektronen und Protonen, sodass die Ladung
ausgeglichen ist.3 Entsteht eine Verknüpfung von mindestens zwei
Atomen, so wird dies als Molekül bezeichnet. Die chemische Formel
beschreibt, wie viele Atome jedes Elements in einem Molekül enthalten
sind. 4
Atome können Elektronen abgeben und bekommen dadurch eine posi-
tive Ladung. Sie werden dann als Kationen bezeichnet. Im Gegensatz
dazu sind Anionen negativ geladene Ionen, die durch die Aufnahme
von Elektronen entstehen. Die Anziehung zwischen den negativ und
positiv geladenen Ionen führt zum Aufbau von Ionenverbindungen.5 Bei
kovalenten Bindungen hingegen werden die Atome durch gemeinsame
Elektronenpaare zu Molekülen verknüpft. Durch eine ungleiche Vertei-
lung der gemeinsamen Elektronen entsteht dabei die Möglichkeit pola-
rer kovalenter Bindungen mit entsprechenden partiellen Ladungen. Die
Veränderung der Ladungsverteilung in einem Molekül lässt ein soge-
nanntes Dipolmoment entstehen.6
In Flüssigkeiten oder Feststoffen bestehen, wie oben erwähnt, intermo-
lekulare Wechselwirkungen. Wasserstoffbrückenbindungen gelten
hierbei als sehr starke Kräfte. Verbindet sich Wasserstoff zum Beispiel
mit einem Sauerstoffatom zu einem Molekül, so es aufgrund der größe-
3 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 15. 4 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 28. 5 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 93. 6 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 111ff.
Theoretische Grundlagen
4
ren Elektronegativität des Sauerstoffs zu einer Ladungsverschiebung
innerhalb dieses Moleküls: Das Wasserstoffatom erhält eine positive
Partialladung. In der Folge wird es von anderen Molekülen mit elektro-
negativer Partialladung (vor allem von Stickstoff, Sauerstoff oder Fluor)
angezogen.7 Die folgende Abbildung 1 stellt eine Wasserstoffbrücken-
bindung zwischen zwei Wassermolekülen (H2O) dar.
Abbildung 1: Wasserstoffbrückenbindung
( Quelle: Eigene Darstellung)
3.1.2 Chemie der Flüssigkeiten
Moleküle in Flüssigkeiten bewegen sich permanent: ausreichend lang-
sam, um von zwischenmolekularen Anziehungskräften zusammen-
gehalten zu werden, aber zu schnell, um die Moleküle an einem Platz
zu fixieren. Dadurch halten sie zwar ein bestimmtes Volumen, haben
aber keine feste Gestalt. Erhöht man die Temperatur der Flüssigkeit, so
bewegen sich die Moleküle schneller und verringern folglich die zwi-
schenmolekularen Anziehungskräfte. Das einzelne Molekül nimmt nun
mehr Platz ein und es ist eine leichte Volumenvergrößerung der gesam-
ten Flüssigkeit feststellbar. Innerhalb der Flüssigkeit vermischen sich
die Moleküle vollständig.
Eine weitere wichtige Eigenschaft von Flüssigkeiten ist die Ausbildung
von Oberflächenspannung. Moleküle im Inneren der Flüssigkeit werden
7 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 167ff.
H H
O
δ+ δ+
H H
O δ-
δ+ δ+
Wasserstoff-
brücke
Partialladungen
δ-
Theoretische Grundlagen
5
durch die umgebenden Moleküle aus allen Richtungen gleichmäßig
angezogen. An der Oberfläche erfahren sie jedoch nur eine Anziehung
aus dem inneren Bereich der Flüssigkeit, so wie es in der Abbildung 2
dargestellt ist.
Abbildung 2: Intermolekulare Kräfte an der Flüssigkeitsoberfläche und im Inneren der Flüssigkeit
(Quelle: Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 172.)
Diese Zugkraft von Innen hat zur Folge, dass Flüssigkeiten immer die
kleinste mögliche Oberflächengröße anstreben, wie man es beispiels-
weise an der typischen Kugelform bei Wassertropfen erkennt. Bei
steigenden Temperaturen verringert sich die Oberflächenspannung, da
die zwischenmolekularen Anziehungskräfte abnehmen.8
3.2 Grenzflächenphänomene
3.2.1 Grenzflächenzustände
Alle Flüssigkeiten und Feststoffe haben eine Oberfläche, an der sie mit
nicht mischbaren Phasen einer anderen Zusammensetzung in Berüh-
rung stehen: eine Grenzfläche.9 Der Bereich zwischen der Contactlinse
und einer Lösung bildet dementsprechend solch eine Grenzfläche. In
der Phasengrenzschicht befinden sich die Atome, bzw. Moleküle in
8 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 171f.
Oberfläche
Innerer Bereich der flüssigen Phase
Theoretische Grundlagen
6
einem anderen Zustand als im Inneren der Phase. Die zwischenmole-
kulare Anziehungskraft der Stoffe ist in das Innere der Phase gerichtet
(siehe Abbildung 2), woraus eine höhere freie Energie für die Teilchen
an der Grenzfläche resultiert.
Durch diesen Unterschied der Energien und Bindungszustände der
Grenzflächenteilchen, im Gegensatz zu denen im Phaseninneren, sind
deren verschiedene chemische und physikalische Eigenschaften zu
erklären.10 An der Grenzfläche können sich sogenannte dynamische
Grenzflächenphänomene abspielen. Dazu gehören zum Beispiel die
Sorptionsvorgänge.
3.2.2 Erläuterung der Sorptionsvorgänge
Weil der Begriff der Sorption ein zentrales Thema dieser Studie ist und
im Folgenden das Sorptionsverhalten verschiedener Stoffe beschrieben
wird, soll hier eine Definition erfolgen:
„Sorption (von lateinisch: sorbere = schlucken) ist eine Sammelbe-
zeichnung für alle Vorgänge, bei denen ein Stoff selektiv aufgenommen
wird, (zum Beispiel: Absorption, Adsorption, Chemiesorption und Physi-
sorption […], Desorption[…].“11
An die freien Energien in der Phasengrenzschicht lagern sich Teilchen
aus der benachbarten Phase in der Grenzschicht an. Dieser Vorgang
wird als Adsorption bezeichnet.
Der Stoff, der sich anlagert (hier: Substanzen aus den Medikamenten),
wird als Adsorptiv bezeichnet; der Stoff, an den sich ein Stoff der be-
9 Vgl. Nürnberg, E., Surmann, P.: Hagers Handbuch,1991, S. 96f. 10 Vgl. Schwuger, M.J., Lehrbuch der Grenzflächenchemie, 1996, S.87f. 11 Falbe, J., Regnitz, M., Römpp-Lexikon Chemie, Band 5. Pl-S, 1999, S.4156.
Theoretische Grundlagen
7
nachbarten Phase anlagert (hier: die Contactlinse), hingegen als Ad-
sorbens.12 Aus der Anlagerung des Adsorptivs an das Adsorbens resul-
tiert als Produkt das Adsorbat. Die Umkehrung der Adsorption ist die
Desorption. 13
Je nach Wechselwirkungskräften und Bindungsarten kann die Adsorpti-
on physikalisch durch intermolekulare Kräfte oder chemisch erfolgen.
Dementsprechend unterscheidet man nach physikalischer Adsorption
und Chemiesorption. Chemiesorption, die auf kovalenten Bindungen
beruht, ist irreversibel.14 In der hier vorliegenden Studie ist vor allem die
physikalische Adsorption von Bedeutung.
Die Anlagerung von Molekülen der flüssigen Phase an die feste Phase
erfolgt zunächst so lange, bis alle freien Energien der Festkörperober-
fläche ausgeglichen sind. Hat sich eine monomolekulare Adsorptions-
schicht gebildet, so stagniert bei gleich bleibenden Bedingungen der
Vorgang. Die monomolekulare Bedeckung kann jedoch, zum Beispiel
bei Erhöhung des Umgebungsdrucks, in eine multimolekulare Bede-
ckung übergehen, indem sich weitere Schichten des Adsorptivs anla-
gern. Der Verlauf kann als Adsorptionsisotherme (isotherm: bei gleich
bleibender Umgebungstemperatur) dargestellt werden:
12 Vgl. Brezesinski, G., Mögel, H.-J., Grenzflächen und Kolloide, 1993, S. 39f. 13 Vgl. Sucker, H., Fuchs, P., Pharmazeutische Technologie, 1991, S 90. 14 Vgl. Sucker, H., Fuchs, P., Pharmazeutische Technologie, 1991, S 91.
Adsorptiv + Adsorbens Adsorbat
Desorption
Adsorption
Theoretische Grundlagen
8
Abbildung 3: Allgemeiner Verlauf einer Adsorptionsisotherme
(Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an: Brezesinski, G., Mögel, H.-J., Grenzflä-chen und Kolloide, 1993, S. 41.)
Nicht nur die Größe der Oberfläche, sondern ebenso die Gestalt und
die Struktur des Adsorbens haben hierbei Einfluss auf die Adsorption.
Die Schicht der angereicherten Moleküle ist gegen eine Ablösung durch
Strömungen in der fluiden Phase relativ stabil.15
Die Adsorptionsrate wird mit der Zeit geringer, bis sich ein Gleichge-
wicht eingestellt hat. Es liegt hierbei ein dynamisches Gleichgewicht
vor, das aus den Prozessen der Adsorption und Desorption resultiert.
Ändern sich die thermodynamischen Bedingungen wie Temperatur,
Druck oder Konzentration der flüssigen Phase, dann überwiegt einer
der beiden Prozesse so lange, bis sich ein neues Gleichgewicht einge-
stellt hat. Bei multimolekularer Bedeckung ist festzustellen, dass die
Konzentration von Molekülen der flüssigen Komponente in den direkt
an der Festkörperoberfläche liegenden Schichten deutlich höher ist, als
in entfernter liegenden Schichten (siehe Abbildung 4). Dieses Verhalten
kann mit der Oberflächenenergie erklärt werden.
15 Vgl. Brezesinski, G., Mögel, H.-J., Grenzflächen und Kolloide, 1993, S. 39.
cads
Grenzwert monomolekularer
Bedeckung
p
T=const
cads= Konzentration des Adsorptivs
p= Druck
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
9
Die folgende Abbildung (Abbildung 4) stellt schematisch ein Teilchen-
bild der Adsorption, sowie ein Konzentrationsprofil der Oberflächenum-
gebung dar.
1 Adsorbens (Contactlinse) Z Höhe über der Feststoffoberfläche
2 Adsorpt (angelagerte Substanz) ci Teilchenkonzentration
3 Adsorptiv (noch in Lösung befindliche Substanzen)
Abbildung 4: Adsorption an der Feststoffoberfläche
(Quelle: Vgl. Brezesinski, G., Mögel, H.-J., Grenzflächen und Kolloide, 1993, S. 40.)
Als Absorption wird der Vorgang bezeichnet, bei dem Teile des Ad-
sorpts über die Grenzfläche hinaus in das Innere des Adsorbens (hier:
die Contactlinse) aufgenommen werden. Der oben definierte Sammel-
begriff Sorption wird vor allem dann verwendet, wenn keine genaue
Aussage über die Oberflächeneffekte getroffen werden kann.
4 Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
4.1 Funktionsweise und Aufbaus eines UV/VIS-Spektrometers
4.1.1 Allgemeine Grundlagen von Absorptionsspektren Fällt Licht, das nur aus einer Wellenlänge besteht, auf ein Medium, wird
zunächst ein Teil des Lichtes reflektiert. Bleibt der Rest des Lichts, das
1
2
3
Z
ci∞ ci
Z
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
10
in das Medium eindringt, beim Austritt unverändert, bezeichnet man das
Medium als durchlässig bzw. im sichtbaren Bereich auch als durchsich-
tig. Nimmt die, das Medium durchtretende, Strahlungsleistung aber ab,
so kann zum einen daran liegen, dass das Licht teilweise absorbiert
wird, dh. von dem Medium in eine andere Energieform, wie zum Bei-
spiel in Wärme umgewandelt wird, oder zum anderen daran, dass es
teilweise an Staubteilchen, Schwebstoffen oder ähnlichem gestreut
wird. Das Licht wird dadurch von seiner ursprünglichen Richtung abge-
lenkt.
Abbildung 5: Strahlungsverringerung durch Reflexion und Streuung
( Quelle: Eigene Darstellung)
Beide Ursachen nennt man zusammen „Extinktion“ (=Auslöschung),
welche sich aus Absorption und Streuung zusammensetzt.16
Die Absorption folgt hierbei dem Lambertschen Gesetz, das besagt,
dass „in jeder Schicht eines Materials der gleiche Bruchteil der eindrin-
genden Strahlung absorbiert wird“.17 Wichtig ist es zu beachten, dass
das Gesetz nur für sehr verdünnte Lösungen (ca. 0,10/00) und mono-
chromatisches Licht gilt.18 Um ein Absorptionsspektrum zu erhalten,
benötigt man zunächst ein kontinuierliches Spektrum, also eines, das
alle Wellenlängen eines definierten Bereichs enthält. Dieses wird bei
der UV/VIS-Spektroskopie mit Hilfe von einer Halogen- und einer Deu-
teriumlampe für den Bereich von 180nm bis 900nm erreicht. Befinden
ich im Strahlengang Stoffe, die Licht bestimmter Wellenlängen absor-
16 Vgl. Bergmann, Schaefer, Optik Lehrbuch der Experimentalphysik, 1993, S. 243. 17 Vgl. Bergmann, Schaefer, Optik Lehrbuch der Experimentalphysik, 1993, S. 244.
Ein-, bzw. austretende Strahlung
Streuungsverluste in der
Reflexionsverluste in der Küvetten-wand
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
11
bieren, ist eine Reduzierung des Absorptionsgrades A festzustellen.19
Messungen unterhalb von 190nm müssten im Vakuum durchgeführt
werden, weil bei diesen Wellenlängen das eingestrahlte Licht bereits
merklich vom Luftsauerstoff absorbiert wird.20
4.1.2 Der Strahlengang des Lambda 14 Perkin Elmer
Das UV/VIS-Spektrometer Lambda 14, das für die im Folgenden darge-
stellten Versuche verwendet wurde, arbeitet mit einem reflektierenden
optischen System. In Abbildung 6 ist der Strahlengang dieses optischen
Systems dargestellt. Der Arbeitsbereich des Spektrometers wird durch
eine Deuteriumlampe für die ultraviolette Strahlung im Wellenlängenbe-
reich von 180nm bis 370nm21, sowie durch eine Halogenlampe für die
visuell sichtbare Strahlung im Wellenlängenbereich von 290nm bis
900nm abgedeckt22.
18 Vgl. Rein, H., UV-VIS-Spektroskopie, Deutsche Apotheker Zeitung, 2001, S. 54. 19 Vgl. Bergmann, Schaefer, Optik Lehrbuch der Experimentalphysik, 1993, S. 281. 20 Vgl. Gottwald, W., UV/VIS- Spektroskopie für Anwender, 1998, S. 27. 21 Vgl. Gottwald, W., UV/VIS- Spektroskopie für Anwender, 1998, S. 57. 22 Vgl. Gottwald, W., UV/VIS- Spektroskopie für Anwender, 1998, S. 55.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
12
Abbildung 6: Optisches System / Lambda 14
(Quelle: O.V.; Bodenseewerk Perkin Elmer, Handbuch, 1994,S. 5-2.)
Bei Messungen im visuell sichtbaren (VIS) Bereich wird das Licht vom
Spiegel M1 auf den Spiegel M2 reflektiert. Der Strahlengang der Deute-
riumlampe hingegen, die den ultravioletten Bereich abdeckt, wird durch
M1 unterbrochen. Arbeitet man im ultravioletten (UV) Bereich, wird
Spiegel M1 angehoben, so dass die Strahlen der Deuteriumlampe auf
Spiegel M2 fallen. Von Spiegel M2 wird die Strahlung auf das Filterrad
reflektiert, welches durch einen Schrittmotor synchron zum Monochro-
mator dreht. Dadurch wird die Strahlung in Abhängigkeit von der Wel-
lenlänge vorgefiltert. Im Folgenden treffen die Strahlen auf das Gitter im
Monochromator, der ein holographisches Gitter mit 1053 Linien/mm im
Zentrum enthält. Die Strahlen werden nun am Gitter gebeugt und in ein
Spektrum zerlegt. Durch Drehen des Gitters wird die zu untersuchende
Wellenlänge auf Spalt 2 projiziert und trifft als monochromatische Strah-
lung auf Spiegel M3. Von hier aus wird das Licht auf den Strahlungstei-
ler reflektiert, welcher die Strahlen jeweils zur Hälfte auf den Spiegel M4
Deuteriumlampe M1
M2
Filterrad
Spalt 1
Halogenlampe
Spalt 2
Gitter
(Monochromator)
M3
M5
M4 Probe
Referenz Linse
Linse
Detektor
Detektor
M= Spiegel
M2= Toroidspiegel
Strahlungsteiler
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
13
bzw. M5 treffen lässt. Spiegel M4 leitet den Probenstrahl, der durch die
Probenküvette und eine Sammellinse läuft, um dann auf den Photodio-
den -Detektor zu fallen. Spiegel M5 hingegen leitet den Referenzstrahl.
Dieser passiert die Referenzküvette sowie eine Sammellinse und fällt
dann auf den Photodioden-Detektor.23
4.1.3 In der Studie angewandte Analysemöglichkeiten des Spektrometers
Die Methode wurde aus der Überlegung heraus entwickelt, dass an der
Linse adsorbierte Bestandteile von Medikamenten auch wieder desor-
biert werden. Verteilen sich diese dann in einer umgebenden Flüssig-
keit wie zum Beispiel Kochsalzlösung, müssten die Stoffe in dieser
Lösung nachweisbar sein. Viele aktuell eingesetzte Wirkstoffe sind
aufgrund ihrer Molekularstruktur mittels UV/VIS-Spektroskopie nach-
weisbar. Diese bietet eine einfache und kostengünstige Möglichkeit
sowohl qualitative, als auch quantitative Analysen durchzuführen. Die
Grundlage der qualitativen Analyse ist der Vergleich des Absorptions-
spektrums eines bekannten mit dem Spektrum eines unbekannten
Stoffes.24 Entspricht das aufgenommene Spektrum nicht dem vorgege-
benen, kann vorausgesetzt werden, dass es sich nicht um den gleichen
Stoff handelt.
Wie bereits angesprochen bietet die UV/VIS-Spektroskopie auch die
Möglichkeit eine exakte, quantitative Bestimmung von Substanzen
durchzuführen. Hierzu muss zunächst eine Kalibrierung vorgenommen
werden, um aus dem gemessenen Absorptionsgrad der Extraktionslö-
sung den Konzentrationswert errechnen zu können. Bei der Kalibrie-
rung werden zunächst mehrere Kalibrierlösungen (Standards) mit be-
kannter Konzentration hergestellt und dann deren Extinktion, also der
23 Vgl. o. V., Bodenseewerk Perkin Elmer, Handbuch, 1994,S. 5-3, 5-4. 24 Vgl. Gottwald, W., UV/VIS- Spektroskopie für Anwender, 1998, S. 4.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
14
Absorptionsgrad A, bestimmt. Die so gemessene Extinktion wird als
„abhängige Größe y“ der Konzentration als „unabhängige Größe x“
gegenübergestellt. Die daraus resultierende Kalibrierfunktion sollte eine
lineare Abhängigkeit, wie in Abbildung 7 dargestellt, aufweisen.
0,0 200 400 600 800 1000 1100,00,00
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,10
µg/ml
A
∇1
∇2
∇3
∇4
Abbildung 7: Beispiel einer linearen Kalibrierfunktion
(Quelle: Eigene Darstellung)
In der Abbildung ist auf der Ordinate die Wirkstoffkonzentration der
Medikamentenlösung in der Einheit Mikrogramm pro Milliliter aufgetra-
gen und auf der Abszisse der Absorptionsgrad A. Dieser ist dimensi-
onslos und besitzt somit keine Einheit, da er sich aus der Differenz der
Lichtstärke des absorbierten Lichts in der Einheit Candela und der
Lichtstärke vor dem Durchgang durch die Küvette (ebenfalls in der
Einheit Candela) berechnet. Die Einheit kürzt sich somit heraus.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
15
4.2 Materialeigenschaften der untersuchten Contactlinsen
4.2.1 A90
Bei der 1993 entwickelten Contactlinse A90 handelt es sich um eine
hoch sauerstoffdurchlässige, flexibel-harte Contactlinse. Zu den Eigen-
schaften, die für diese Versuchsreihe relevant sind, zählen die Lang-
zeitverträglichkeit, die durch den Dk-Wert von
68 x 10-11(cm2/sec)(ml O2/ml x hPa) erzielt wird, die Oberflächenquali-
tät, sowie die guten Benetzungseigenschaften, die durch eine hydrophi-
le Komponente erreicht werden.25
Bei dem Material handelt es sich um ein Fluor-Silicon-Methacrylat-
Copolymer, wie es die folgende Abbildung 8 prinzipiell darstellt:
R R
O
CH 3 C H 3
OO
R 1
FF
F F
O
S iO
O
S i
S i
CH 3
C H 3
C H 3
CH 3
C H 3
C H 3
OS i
CH 3
CH 3 C H 3
Abbildung 8: Fluor-Silicon-Methacrylat-Copolymer
(Quelle: Darstellung der Firma Wöhlk)
25 Vgl. o.V., Wöhlk-Produktübersicht „Freude am Sehen“, Stand 2002, „Die Harten“, A90.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
16
In der Strukturformel sind die Fluor- (Elementsymbol: F) und Silici-
umgruppen (Elementsymbol: Si) am Polymergerüst gut erkennbar.
Silicium besitzt hydrophobe Eigenschaften, ist aber vor allem auch für
die erwünschte und wichtige Sauerstoffdurchlässigkeit verantwortlich26.
Zudem ist eine hydrophile Komponente enthalten, die im Zusammen-
spiel mit Komponenten der Tränenflüssigkeit und bei Lagerung in ge-
eigneten Pflegemitteln die Benetzungseigenschaften verbessert. Das
Material ermöglicht außerdem eine hohe Formstabilität, gute Haltbar-
keit, sowie eine sehr geringe Ablagerungsneigung.
Die Formgebung erfolgt aus einem Materialblank im spanabhebenden
Diamantschneideverfahren. Computergesteuerte Automaten stimmen
die Dreh- und Poliervorgänge optimal aufeinander ab, wodurch eine
hohe Genauigkeit erreicht wird. Die luftgelagerten Arbeitsspindeln der
Schleifautomaten, die mit einer Rundlaufgenauigkeit von ca. 0,1µm und
mehr als 20.000 Umdrehungen pro Minute arbeiten, erzeugen eine sehr
geringe Rautiefe. Die Linsenoberfläche bedarf nur einer kurzen Politur
um eine optimale Oberflächenqualität zu erzielen. Die Materialdichte ist
mit 1,08 g/cm angegeben. Zur besseren Erkennbarkeit ist das Material
leicht grünlich eingefärbt.27
4.2.2 Conflex
Die Contactlinse Conflex, die 1981 auf den Markt gekommen ist, gehört
ebenfalls zu den flexibel-harten Contactlinsen, ist allerdings mit einem
Dk-Wert von 4x10-11(cm2/sec)(ml O2/ml x hPa) weit weniger sauerstoff-
durchlässig als die A90.28 Das von Bayer hergestellte Ausgangsmaterial
wird als Anduran bezeichnet und ist eine Polymerlegierung, die auf
26 Vgl. Treiber- Müller, A., Die Kontaktlinse, 2003, S. 14 – 19. 27 Vgl. o.V., Wöhlk-Produktübersicht „Freude am Sehen“, Stand 2002, „Die Harten“,
A90. 28 Vgl. o.V., Wöhlk-Produktübersicht „Freude am Sehen“, Stand 2002, „Die Harten“,
Conflex.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
17
CAB, also Cellulose-Aceto-Butyrat, basiert. Der Name des Materials
spiegelt, wie anhand der Strukturformel in der Abbildung 9 erkennbar
ist, die einzelnen Bestandteile wider: Cellulose, Acetat (ein Derivat der
Essigsäure) und Butyrat, das von der Buttersäure abgeleitet ist. Beim
Geruchstest lässt sich die Buttersäure leicht herausfinden. Cellulose ist
ein Naturstoff, der aus Glukosebausteinen besteht. Die Glukosemolekü-
le sind glykosidisch miteinander verbunden und bilden so eine lineare
Polymerkette. Diese Verbindungen sind zusammen mit freien Hydro-
xylgruppen dafür verantwortlich, dass das Material ca. 2% Wasser
aufnimmt.29
HH
HOH
HOH
CH2
O O
HH
HOH
H O
HH2C OH
OO
HH
O
HOH
HOH
CH2OH
H
O CH3
R
OH
R
O
O
H7C3
Abbildung 9: Strukturformel von Cellulose-Aceto-Butyrat
(Quelle: Darstellung der Firma Wöhlk)
An den Zuckerringen der Cellulose (schwarz gezeichnet) befinden sich
die Sauerstoff- (Elementsymbol: O) und Wasserstoffgruppen (Element-
symbol: H), die für die Hydrophilität des Materials verantwortlich sind.
Blau gezeichnet sind die Acetat-Gruppe (mittig, unten: Molekülgruppe
CH3COO), bzw. die Butyrat-Gruppe (links: Molekülgruppe C3H7 COO).
Um Anduran zu erhalten, wird das CAB-Material noch um eine Ethylen-
vinylacetat-Gruppe (sog. EVA) erweitert, einen gebundenen Weichma-
cher, der zusätzlich eine bessere Benetzbarkeit des Materials ermög-
licht. CAB-Materialien sind Thermoplaste, die im Formpressverfahren
29 Vgl. Kreiner, C. F., Kontaktlinsenchemie, 1980, S. 96f.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
18
hergestellt werden30. Hierbei wird unter Hitze- und Druckeinwirkung das
Material in Granulatform zwischen sehr präzisen Glasformen zu einer
Contactlinse eingeschmolzen. Anschließend erfolgt nur noch die Bear-
beitung der Randzone. Die Dichte des Materials liegt bei 1,19 g/cm und
ist somit gegenüber der A90 leicht erhöht. Die Conflex-Linsen sind sehr
formbeständig und weisen eine hohe Oberflächenqualität mit geringer
Neigung zu festsitzenden Ablagerungen auf.31 In diesem Qualitäts-
merkmal ist die dafür Begründung zu finden, dass die Conflex trotz
dauerhafter Existenz am Markt noch häufig angepasst wird. Die
Verbreitung der Linse macht sie für diese Studie relevant.
4.2.3 Weflex 55
Die Weflex 55 ist eine konventionelle, weiche Hydrogellinse mit 55%
Wassergehalt. Das Material wird auf Basis von Copolymeren wie HEMA
(2-Hydroxyethylmethacrylat), NVP (N-Vinylpyrrolidon) und weiteren
Komponenten hergestellt.
HEMA–Materialien sind dabei zunächst wasserfrei und werden eben-
falls im Diamantschneideverfahren aus einem Blank hergestellt. Nach
dem Schleifvorgang erfolgt stufenweise die Hydratation in physiologi-
scher Kochsalzlösung. Der hohe Wasseranteil von 55% in der hydrati-
sierten Linse bewirkt eine gute Benetzbarkeit und eine relativ gute
Sauerstoffdurchlässigkeit. Die Abbildung 10 stellt den allgemeinen
Aufbau eines HEMA-NVP-Copolymers dar. Blau gekennzeichnet sind
die Hydroxylgruppen (OH-Gruppen), die ein hohes Wasserbindungs-
vermögen aufweisen.
30 Vgl. Geyer, O.C., Anduran, Ein bewährtes Material für Kontaktlinsen, Contactologia, Band 11, 1989, S 34-36. 31 Vgl. o.V., Wöhlk-Produktübersicht „Freude am Sehen“, Stand 2002, „Die Harten“,
Conflex.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
19
R
O
H2C
R
CH3
O
CH2
OH
CH2CH
R
CH2
H2C
N
CH2
O
H O
H
O
H
H
OHH
Abbildung 10: Strukturformel von HEMA-NVP
(Quelle: Darstellung der Firma Wöhlk)
Einen nachteiligen Effekt hochwasserhaltiger Systeme bilden die
Hydroxylgruppen, indem sie durch ihr Wasseraufnahmevermögen auch
Einlagerungen und Ablagerungen aus dem Tränenfilm unterstützen. In
der Versuchsreihe dient die Weflex 55 lediglich als Vergleichslinse bei
der Darstellung des Desorptionsverhaltens der formstabilen Contactlin-
sen A90 und Conflex, weshalb hier nicht näher auf ihre Eigenschaften
eingegangen wird.
4.2.4 Die Contactlinsen-Aufbewahrungsbehälter
Die Kontaktlinsenbehälter, die für die Versuche verwendet wurden,
entsprechen den gängigen Anforderungen: Das Material sollte dem-
nach nicht mit Bestandteilen der Aufbewahrungslösung reagieren, sie
absorbieren oder sie in ihrer Effektivität beeinträchtigen. Die Behälter
sollten autoklavierbar, leicht zu säubern und dicht zu verschließen
sein32. Die hier angewendeten Behälter haben circa vier Milliliter Fas-
sungsvermögen und bieten optimale Bedingungen um die erforderliche
32Vgl. Baron, H., Kontaktlinsen, 1991, S.892f.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
20
Anzahl an Linsen einzulegen und mit ausreichend Flüssigkeit zu um-
spülen.
4.3 Darstellung der verwendeten Augentropfen
4.3.1 Auswahlkriterien
Arzneimittel können, gerade bei Daueranwendung, pathologische Ver-
änderungen am Auge und damit eine Unverträglichkeit von Contactlin-
sen bewirken. Um praxisnahe Versuchsbedingungen zu erreichen,
wurden Medikamente gegen häufig auftretende Dysfunktionen des
Auges gewählt. Diese Medikamente werden in Form von Augentropfen
verabreicht.
Ein besonderes Augenmerk wurde auf Antiglaukomatosa gelegt, da
Glaukome aufgrund der Alterstruktur der Bevölkerung ein häufiges
Krankheitsbild darstellen und eine Dauermedikation erforderlich ma-
chen können. Bei den anderen verwendeten Medikamenten ist eine
Daueranwendung zwar nicht in der Packungsbeilage ausgewiesen,
aber in speziellen Fällen nach Absprache mit dem behandelnden Arzt
durchaus möglich. Untersucht wurden gemäß dieser Überlegungen:
• Stellvertretend für die Gruppe der Antiglaukomatosa drei Medi-
kamente und zwar Alphagan® 0,2%, Augentropfen der Firma Al-
lergan mit dem Wirkstoff Brimonidin, das bei Offenwinkelglau-
kom, sowie okulärer Hypertension Anwendung findet33. Zwei Be-
tarezeptorenblocker der Firma Dr. Mann Pharma in Form von
Betamann® 0,3%, Augentropfen mit dem Wirkstoff Metipranolol,
das bei chronischem Weitwinkelglaukom eingesetzt wird34 und
33 Rote Liste® Service GmbH, Alphagan®, Stand: Juli 2006 (Internet) 34Rote Liste® Service GmbH, Betamann® 0,1% / 0,3% / 0,6%, Stand: Juli 2006
(Internet)
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
21
Timomann® 0,25%, ein Medikament, das bei okulärer Hyperten-
sion, chronischem Offenwinkelglaukom und Aphakieglaukom
verschrieben werden kann35.
• Gegen Infektionen des vorderen Augenabschnittes wurden als
Antibiotikum Floxal® Augentropfen der Firma Dr. Mann Pharma
mit dem Wirkstoff Ofloxacin ausgewählt, sowie das nichtsteroida-
le und antientzündliches Ophthalmikum Ocuflur® der Firma Al-
lergan mit dem Wirkstoff Flurbiprofen.36
• Aus den Wirkungsbereichen der Antiallergika wurde das Medi-
kament Vividrin® Augentropfen der Firma Dr. Mann Pharma mit
dem Wirkstoff Azelastinhydrochlorid für die Studie verwendet. 37
Ebenso wurde der häufig verwendete Konservierungsstoff Benzalkoni-
umchlorid untersucht, da er bereits in geringen Mengen negative Aus-
wirkungen auf das Auge zeigt.
Allen verwendeten Medikamenten gemein ist, dass ihr Wirkstoff konju-
gierte Doppelbindungen bzw. einen polycyclischen Aufbau aufweist38.
Diese sind notwendig, um Bestandteile des Medikaments in einer Lö-
sung per UV/VIS – Spektrometer nachzuweisen39.
Die neben den Wirk- und Konservierungsstoffen enthaltenen Substan-
zen sind Hilfsstoffe, die der Verbesserung der Benetzung oder als
Puffer dienen. Sie sind aufgrund ihrer Molekularstruktur nicht im Spekt-
ralphotometer nachweisbar.
35 Rote Liste® Service GmbH, Alp Floxal® Augentropfen, Stand: Juli 2006 (Internet) 36 Rote Liste® Service GmbH, Ocuflur® , Stand: Juli 2006 (Internet) 37 Rote Liste® Service GmbH, Vividrin® akut Azelastin antiallergische Augentropfen,
Stand: Juli 2006 (Internet) 38 Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S. 161, 203, 259, 1309, 1479, 1693. 39 Vgl. Gottwald, W., UV/VIS- Spektroskopie für Anwender, 1998, S. 4, S. 40 ff.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
22
4.3.2 Detailinformationen zu den Augentropfen
4.3.2.1 Alphagan® 0,2%
Der Wirkstoff Brimonidin wird bei erhöhtem Augeninnendruck und zur
Behandlung von Offenwinkelglaukomen eingesetzt, um den Augenin-
nendruck zu reduzieren. Brimonidin ist ein Alpha-2-Adrenorezeptor-
Agonist. Die dadurch aktivierten Alpha-2-Adrenorezeptoren sind für die
Reduktion der Kammerwasserproduktion im Auge und den verstärkten
Abfluss des Kammerwassers verantwortlich40. Dadurch sinkt der Auge-
ninnendruck und der Sehnerv wird entlastet. Gleichwohl sollte Brimoni-
din erst angewendet werden, wenn eine Therapie mit Beta-Blockern,
wie z.B. Metipranolol, nicht möglich ist oder keine ausreichende Wir-
kung erzielt. Die Therapie kann auch in Kombination beider Medika-
mente erfolgen. Mögliche Nebenwirkungen sind allergische Reaktionen
(laut einer klinischen Studie von Allergan bei 12,7% aller Probanden),
Kopfschmerzen, verschwommenes Sehen, Augenbrennen, Fremdkör-
pergefühl, Lichtscheu, Schwellungen, Bindehautentzündungen und
Hornhauterkrankungen. Die Verabreichung von Alphagan® hat jedoch
auch leichte Auswirkungen auf das Gefäß- und Atemsystem. Die Wir-
kung von Brimonidin setzt zügig ein; zwei Stunden nach Applikation ist
die maximale okulare hypotensive Wirkung erreicht. Studien der Firma
Allergan zeigten jedoch, dass nach einjähriger Versorgung mit Alpha-
gan® keine signifikanten Nebenwirkungen am Auge zu beobachten
waren. Als Konservierungsstoff wird das im folgenden Absatz beschrie-
bene Benzalkoniumchlorid eingesetzt.41 Die Strukturformel des Wirk-
stoffs Brimonidin ist in Abbildung 11 dargestellt und lässt gleich drei der
40 Vgl. Runkel, F.-G., Junker, E.: Ophthalmologische Nachrichten; Allergan Ophthal-mologie steht für Innovationen zur Behandlung des Glaukoms, O.J., (Internet) 41 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Alphagan®, Stand: Juli 2006 (Internet)
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
23
polycyclischen Ringstrukturen erkennen42, die den Nachweis mit dem
Spektrometer ermöglichen.
N
N
NH
N
NH
Br
Abbildung 11: Strukturformel Brimonidin
(Quelle: Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S. 259)
4.3.2.2 Benzalkoniumchlorid 0,4%
Benzalkoniumchlorid ist ein Konservierungsstoff, der zur Gruppe der
quaternären Ammoniumverbindungen (Quats) zählt43. Um eine mikro-
bielle Besiedlung der Augentropfen zu verhindern, ist der Zusatz von
Konservierungsstoffen, die bakteriostatisch, beziehungsweise bakterizid
wirken, in Mehrfachdosenbehältern gesetzlich vorgeschrieben. Aus-
nahmen sind Präparate mit antimikrobiellen Eigenschaften oder Augen-
tropfen, die zur Anwendung am verletzten Auge und nach Operationen
verwendet werden44.
Als Untergruppe der Quats besitzt Benzalkoniumchlorid oberflächenak-
tive Eigenschaften, die zur besseren Benetzbarkeit des Auges und
somit zur besseren Wirkungsweise der verabreichten Medikamente
führen sollen. Die Konzentration von Benzalkoniumchlorid liegt bei
Kontaktlinsenpflegemitteln bei 0,04mg/ml, in der Ophthalmologie hinge-
gen bei 0,1mg/ml. Diese Konzentrationen sind im Hinblick auf mögliche
Nebenwirkungen signifikant, da der subjektiv reizfreie Bereich des
42 Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S. 259. 43 Vgl. Müller-Treiber, A., Kontaktlinsenhygiene und Pflege, Die Kontaktlinse, 2004, S. 17. 44 Vgl. Steinbach, D. , Pharmazeutisches Ring- Taschenbuch, Kapitel 3: Augenarz-neimittel, 1992, S.12.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
24
Menschen unter 0,05mg/ml liegt.45 Bekannt ist, dass Konservierungs-
mittel für zahlreiche Irritationen und Allergien verantwortlich sind. Dies
gilt insbesondere bei Präparaten, die häufig und langfristig verwendet
werden, wie z.B. bei Antiglaukomatosa. Des Weiteren konnte nachge-
wiesen werden, dass Benzalkoniumchlorid epithelschädigend ist.46
Die Wirkung von Benzalkoniumchlorid beruht auf der Denaturierung von
Proteinen und Enzymen, wodurch es in die Atmungskette und die Gly-
kolyse von Mikroorganismen eingreift. Dabei greift es die Oberfläche
der Mikroorganismen an, indem es mit Hilfe seiner tensidartigen Struk-
tur die Funktion der Cytoplasmenmembran einschränkt und die Prote-
inbiosynthese stört. Die Tenside zerstören jedoch nicht nur gezielt die
Membran der Mikroorganismen, sondern auch die Zellmembran
menschlicher Zellen und die Lipidschicht des Tränenfilms. Sie senken
die Oberflächenspannung und führen zu einer teilweisen Emulsifizie-
rung der Lipidschicht und in der Folge zu stärkerer Verdunstung des
Tränenfilms. Zusätzlich bindet der lipophile Teil der Tensidstruktur an
die Zellmembran der Epithelien von Hornhaut und Bindehaut. Bei Kon-
zentrationen über 0,05mg/ml von Benzalkoniumchlorid wird die Memb-
ran vermehrt beeinträchtigt und die Permeabilität wird weiter erhöht.
Zusätzlich kommt es zur Kondensation des Chromatins sowie zu einer
Abnahme der Zellgröße. Zudem wird auch bei geringeren Konzentratio-
nen, unter 0,05mg/ml von Benzalkoniumchlorid, vermehrt zellschädi-
gendes Wasserstoffperoxid gebildet. Dies kann den Tod einzelner
Zellen zur Folge haben.
Bei höheren Konzentrationen hingegen kommt es zur direkten Bildung
freier Sauerstoffradikale und daraus resultierend zu Nekrose (also zu
morphologischen Veränderungen des Gewebes, die nach irreversiblen
Ausfällen der Zellfunktion auftreten47), die mit Entzündungen des peri-
pheren Gewebebereichs einhergehen können. Des Weiteren wurde von
45 Vgl. Müller-Treiber, A., Kontaktlinsenhygiene und Pflege, Die Kontaktlinse, 2004, S. 17. 46 Vgl. Fechner, P., Medikamentöse Augentherapie, 1991, S. 6. 47 Vgl. Pschyrembel®, Klinisches Wörterbuch, 2004, S. 1245.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
25
Zellschäden im vorderen Augenabschnitt berichtet, insbesondere der
Cornea. Auch Funktionsstörungen der Zellteilung und eine Minderung
der Beweglichkeit der Epithelien, sowie eine erhöhte Abschilferung der
oberflächlichen Epithelzellen können eintreten.
Aufgrund der positiven Ladung von Benzalkoniumchlorid kann es sich
an formstabile Kontaktlinsen anlagern, da diese oberflächlich negativ
geladene Polymergruppen aufweisen. Die Abbildung 12 zeigt die La-
dungen anhand der Strukturformel.
CL- R N+
CH3
CH3
Abbildung 12: Strukturformel von Benzalkoniumchlorid
(Quelle : Vgl. Kleemann, J. , Pharmaceutical Substances, 2001, S. 203.)
Eine zyklische Ringstruktur mit konjugierten Doppelbindungen, die den
Nachweis von Benzalkoniumchlorid mit dem Spektralphotometer er-
möglicht, ist ebenfalls in der Strukturformel zu sehen.
4.3.2.3 Betamann® 0,3%
Betamann® 0,3% beinhaltet als Wirkstoff Metipranolol, der ebenfalls als
Therapeutikum bei okulärer Hypertension und Glaukomen, insbesonde-
re bei chronischen Weitwinkelglaukomen, eingesetzt wird. Metipranolol
fällt in die Gruppe der Beta-Rezeptorenblocker und wirkt senkend auf
die Kammerwasserproduktion. Der Kammerwasserabfluss wird nicht
beeinflusst. In der Folge, d.h. durch den geminderten Zulauf, senkt sich
der Augeninnendruck und der Sehnerv wird entlastet. Zudem wird
darauf hingewiesen, dass bei der Verwendung von Metipranolol ver-
minderter Tränenfluss ausgelöst werden kann, was gerade bei Contact-
linsenträgern oft zu Unverträglichkeiten führt. Zu den systemischen
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
26
Nebenwirkungen dieses Medikaments gehören vor allem kardiovasku-
läre und zentralnervöse Symptome wie Müdigkeit, Pupillenerweiterung,
eine Verlangsamung des Herzschlags, sowie allergische Reaktionen,
Augenbrennen, kurzfristige Verminderung der Hornhautempfindlichkeit
und Hemmung der Insulinsekretion bei Diabetikern. Ferner mindert
Metipranolol die Wirkung von Adrenalin, dadurch werden Warnsignale
des Körpers, wie zum Beispiel Herzklopfen bei Hypoglykämie, unter
Umständen nicht wahrgenommen. In Verbindung mit anderen Antiglau-
komatosa kann sich die Wirkung des Medikaments verstärken.48
Die Strukturformel von Metipranolol (siehe Abbildung 13) lässt eine
aromatische Ringstruktur erkennen49, womit auch hier die Nachweis-
barkeit im Spektrometer gegeben ist.
O NHCH(CH3)2
OH3C
OH3C
CH3
CH3 OH
Abbildung 13: Strukturformel von Metipranolol
(Quelle: Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S.1309.)
4.3.2.4 Floxal®
Ofloxacin, der Wirkstoff von Floxal®, wirkt antibakteriell bei Infektionen
des vorderen Augenabschnitts und ist ein Antibiotikum, das als Gyrase-
Hemmer fungiert. Durch die Blockade der Gyrase, einem Enzym, das
eine wichtige Rolle bei der Vermehrung der Bakterien spielt, wird letzt-
lich die Bakterienpopulation abgetötet. Zu den möglichen Nebenwirkun-
gen gehören Überempfindlichkeitsreaktionen, wie Rötungen der Binde-
48 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Betamann 0,1% / 0,3% / 0,6%, Stand: Juli 2006
(Internet)
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
27
haut oder leichtes Brennen am Auge. Als Folge der Anwendung können
Resistenzen entstehen, zum Beispiel gegen Staphylococcus aureus
oder Pseudomonas aeruginosa.50
Die Abbildung 14 zeigt die Strukturformel von Ofloxacin. Auch hier
bewirken Ringstrukturen eine Messbarkeit im UV/VIS-Spektrometer.
N
OCH3
COOH
O
F
N
NH3C
Abbildung 14: Strukturformel von Ofloxacin
(Quelle: Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S.1480.)
4.3.2.5 Ocuflur®
Der Wirkstoff von Ocuflur® ist Flurbiprofen-Natrium. Es findet in der
Regel kurzfristig präoperativ bei intraokularen Eingriffen und zur Auf-
rechterhaltung der Blut-Kammerwasser-Schranke, sowie intraoperativ
zur Aufrechterhaltung der Mydriase, Anwendung. Postoperativ wirkt es
im vorderen Augenabschnitt antientzündlich.51 Flurbiprofen gehört zu
den Prostaglandinsynthesehemmern und damit zu den nichtsteroidalen
Antiphlogistika (Mittel mit entzündungshemmender Wirkung52). Auch
wenn es nicht die gleiche entzündungshemmende Wirksamkeit hat wie
die Corticoide, überwiegen die Vorteile einer nichtsteroidalen Therapie,
was sich zusammenfassend aus den Nebenwirkungen der Steroide, vor
allem bei Langzeittherapien, ergibt. Prostaglandinsynthesehemmer
49 Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S. 1309. 50 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Floxal® Augentropfen, Stand: Juli 2006 (Internet) 51 Vgl. Fechner, P., Medikamentöse Augentherapie, 1991, S. 69. 52 Vgl. Pschyrembel®, Klinisches Wörterbuch, 2004, S. 85.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
28
blockieren die Prostaglandinbildung, die sonst bei Schädigung der
Zellmembranen eintritt. Diese Prostaglandine bewirken wiederum eine
Gefäßdilatation, Eiweißaustritt (Zusammenbruch der Blut-
Kammerwasser- und der Blut-Retina-Schranke), Ödembildung, Miosis,
Augeninnendruckerhöhung und erhöhen die Schmerzempfindlichkeit53-
es zeigen sich damit die fünf primären Entzündungssymptome. Als
Nebenwirkungen können eine erhöhte Blutungsneigung, Lidschwellung,
verlangsamte Regeneration des Epithels und Ulzera genannt werden.54
Die Strukturformel von Flurbiprofen weist, wie aus Abbildung 15 zu
entnehmen ist, zwei polycyclische Ringstrukturen auf, die wiederum
eine Nachweisbarkeit im Absorptionsspektrum ermöglichen.55
CH3
COOH
F
Abbildung 15: Strukturformel von Flurbiprofen
(Quelle: Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S.763.)
4.3.2.6 Timomann® 0,25% Das Ophthalmikum Timomann® mit dem Wirkstoff Timolol, dient wie
Alphagan® und Betamann®, der Glaukombehandlung. Dabei sind die
speziellen Einsatzgebiete okuläre Hypertension, juveniles Glaukom,
sowie Aphakieglaukom und chronisches Weitwinkelglaukom. Timolol ist
der erste Betarezeptorenblocker, der Ende der 1970er Jahre zur Sen-
53 Vgl. Fechner, P., Medikamentöse Augentherapie, 1991, S. 67. 54 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Ocuflur®, Stand: Juli 2006 (Internet), 55 Vgl. Fechner, P., Medikamentöse Augentherapie, 1991, S. 69.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
29
kung des Augeninnendrucks eingesetzt wurde56. Der genaue Wir-
kungsmechanismus ist bisher nicht bekannt.
Im Unterschied zu den Miotika wird hier jedoch ohne Beeinflussung der
Akkommodation oder der Pupillengröße der Augeninnendruck verrin-
gert. Jedoch können Reizerscheinungen wie Entzündungen in Berei-
chen des vorderen Augenabschnitts, Doppeltsehen und Trockenheits-
gefühl an den Augen als Nebenwirkungen auftreten. Außerdem können
systemische Nebenwirkungen vorkommen, die das Herz-
Kreislaufsystem oder die Atemwege betreffen.57
Abbildung 16 zeigt die Strukturformel von Timolol58, in der ebenfalls die
hier notwendigen konjugierten Doppelbindungen und eine Ringstruktur
auffallen.
O
N
NS
N
O
HNCH3
CH3CH3
HO
Abbildung 16: Strukturformel von Timolol
(Quelle: Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S.2044.)
56 Vgl. Jordan, J.F., Medikamentöse Augentherapie, Der Augenspiegel, 9. 2006, S. 26. 57 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Timomann®, Stand: Juli 2006 (Internet), 58 Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S.2043f.
Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers
30
4.3.2.7 Vividrin® akut
Vividrin®-Augentropfen mit dem Wirkstoff Azelastin ist in erster Linie für
Pollenallergiker indiziert und kann sowohl in der Akut-Therapie, als
auch prophylaktisch eingesetzt werden. Aber auch bei der Behandlung
nicht-saisonaler allergischer Konjunktivitis findet Vividrin® akut Anwen-
dung. Azelastin fand bis 1999 nur in Nasensprays und Tabletten An-
wendung. Der Wirkstoff blockiert Histamin-H1-Rezeptoren und stabili-
siert die Mastzellen59, die dem Immunsystem dienen. Die Nebenwir-
kungen dieser Augentropfen beschränken sich auf ein leichtes Augen-
brennen oder Jucken unmittelbar nach der Applikation.60 Die Struktur-
formel von Azelastin (siehe Abbildung 17) weist eine außergewöhnliche
7-Ringstruktur auf61, was auf gute Absorptionseigenschaften im Spekt-
ralphotometer schließen lässt.
59 Vgl. O.V., kurz informiert, Deutsches Ärzteblatt 96, Ausgabe 10, 12.03.1999 (Inter-
net) 60 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Vividrin® akut Azelastin antiallergische Augentrop-
fen , Stand: Juli 2006 (Internet). 61 Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S. 162.
Untersuchungsmethodik
31
N
N
Cl
NH-CH3O
+
Cl-
Abbildung 17: Strukturformel von Azelastin
(Quelle: Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S.162.)
5 Untersuchungsmethodik
5.1 Einführung
Anlass zu dieser Studie gab, wie beschrieben, die Fragestellung, ob
Bestandteile topisch verabreichter Augentropfen sich in Contactlinsen
anreichern und dann an den Tränenfilm wieder abgegeben werden.
Obwohl die Dosierung von Augentropfen immer gering ist, könnten sich
gerade Bestandteile von Medikamenten, die für die Langzeittherapie
gedacht sind, in einer formstabilen Linse, die auch über einen langen
Zeitraum verwendet wird, anreichern. Um hier in vitro ebenfalls eine
Anreicherung an der Linsenoberfläche zu bewirken, werden diese mit
einem ophthalmologischen Medikament versetzt. Zur Untersuchung des
Desorptionsverhaltens, müssen Bedingungen geschaffen werden, bei
denen Substanzen aus dem Medikament in eine, dem Tränenfilm ver-
gleichbare, Lösung abgegeben werden. Dazu soll hier eine isotonische,
gepufferte Kochsalzlösung dienen. Die Puffer sollen, wie Lysozym und
Untersuchungsmethodik
32
Albumin im Tränenfilm, der pH-Wert Stabilisierung dienen. Wenn Stoffe
aus den Augentropfen nachfolgend in der Kochsalzlösung nachweisbar
sind, muss ein Desorptionsvorgang stattgefunden haben.
5.2 Grundablauf der Untersuchungsmethode
Die formstabilen Contactlinsen werden zunächst gründlich mit einem
abrasiv wirkenden Contactlinsen-Reiniger (wöhlk.perfekt Reiniger)
behandelt und anschließend mit Osmosewasser (hergestellt gemäß der
Spezifikation für hochgereinigtes Wasser62) gespült. So ist sicherge-
stellt, dass sich keine Rückstände mehr auf der Linse befinden, die das
Adsorptionsverhalten beeinflussen können. Die Hydrogellinsen, die als
Referenzlinsen die Versuchsreihen ebenfalls durchlaufen, werden mit
einem handelsüblichen Reiniger für Weichlinsen behandelt, dann aber
mit Kochsalzlösung gespült. Danach wird bei allen Linsen nur noch mit
Handschuhen und Pinzette gearbeitet um Verunreinigungen zu vermei-
den. Um die jeweilige spezifische Wasserkapazität zu erreichen, lagern
sowohl die formstabilen Contactlinse, als auch die Hydrogellinsen bis
zur Verwendung in den Versuchen in Kochsalzlösung.
Nun folgt die Adsorptionsphase, in der die Contactlinsen unter definier-
ten Bedingungen (Raumtemperatur von 21°C, lichtgeschützte Aufbe-
wahrung aller Augentropfen) in die Testlösungen eingelagert werden. In
dieser Phase kann eine Anlagerung von Bestandteilen der ophthalmo-
logischen Pharmazeutika an die Contactlinsenoberfläche, aufgrund
zwischenmolekularer Wechselwirkungen, stattfinden. Um Reste der
Augentropfen zu entfernen, werden die Linsen nach acht Stunden
sorgfältig mit Kochsalzlösung gespült und mit fusselfreiem Präzisions-
papier trocken getupft.
62 Vgl. o.V. Europäisches Arzneibuch, Grundwerk 2005, S. 3665f.
Untersuchungsmethodik
33
Es schließt sich die Desorptionsphase an, in der die behandelten Lin-
sen über Nacht in zwei Milliliter Kochsalzlösung aufbewahrt werden.
Bereits von den Contactlinsen adsorbierte Stoffe können jetzt durch
Desorption in die Kochsalzlösung gelangen.
Die Kochsalzlösung, in der sich nun der von der Linse desorbierte
Wirkstoff befindet, wird als „Extraktionslösung“ bezeichnet. Diese wird
im Spektralphotometer unter festgelegten Parametern gemessen.
Während der Versuchsreihen wird stets eine isotonische, gepufferte
Kochsalzlösung verwendet, da die Puffersubstanzen die in den Lösun-
gen enthaltenen Wirkstoffe stabilisieren. Bei der leicht negativ gelade-
nen A90 lässt sich aufgrund der Pufferung eine erhöhte Benetzbarkeit
erreichen. Diese isotonische, gepufferte Kochsalzlösung ist also hier
synonym mit dem Begriff Kochsalzlösung zu verstehen.
5.3 Voruntersuchungen
Um zu belegen, dass sich mit dieser Methode überhaupt desorbierte
Stoffe in einer Lösung nachweisen lassen, werden zunächst qualitative
Messungen durchgeführt. Hierzu wird eine Medikamentenlösung (Pro-
be) im UV/VIS-Spektrometer mit Kochsalzlösung (Referenz) verglichen.
Eine Abweichung der Messwerte zwischen Probe und Referenz be-
weist, dass sich in der Extraktionslösung zusätzliche Stoffe befinden,
die nur von desorbierten Stoffen der Contactlinsenoberfläche stammen
können.
Wenn bei der qualitativen Messung die Absorptionsmaxima mit den
Angaben der Literatur übereinstimmen, kann das als Beleg dafür be-
trachtet werden, dass die Beistoffe in den Medikamenten das Messer-
gebnis nicht negativ beeinflussen, bzw. verfälschen. Da die erforderli-
che Konzentration der Medikamente, die exakte Messungen mit dem
Spektralphotometer zulassen, unbekannt ist, werden Verdünnungsrei-
hen der Medikamente angesetzt. Hierbei wird die Ausgangslösung, also
Untersuchungsmethodik
34
die pure Augentropfenlösung, stufenweise um den Faktor Zehn ver-
dünnt, bis nur noch eine Konzentration von 0,01% vorliegt. Deren
Spektrum wird im Wellenlängenbereich von 400nm bis 190nm im
Spektrometer gemessen, um spezifische Ausschläge (sogenannte
„Banden“) herauszufinden, die entweder durch den Wirk- oder Konser-
vierungsstoff hervorgerufen werden.
Es folgt die Untersuchung des Absorptionsverhaltens der Extraktionslö-
sungen. Die Festlegung des Arbeitsbereichs, also des Konzentrations-
bereichs der Extraktionslösungen, indem spektralphotometrisch ge-
messen werden kann, geht mit diesen Untersuchungen einher.
Bei den Extraktionslösungen muss von einer sehr niedrigen Wirkstoff-
konzentration ausgegangen werden. Über eine Vergrößerung der Con-
tactlinsenoberfläche, an der sich die Adsorptions- und Desorptionsvor-
gänge abspielen können, lässt sich eine Erhöhung der Konzentration
der desorbierten Stoffe erzeugen. In dieser Untersuchung kann dies
über die Anzahl der gleichzeitig eingelagerten Contactlinsen erreicht
werden. Das Ziel dieser Untersuchung besteht darin herauszufinden,
wie viele Contactlinsen eingelagert werden müssen, um eindeutige
Messergebnisse zu erhalten. Zudem können sich Absorptionsmaxima
bei der spektralphotometrischen Messung bei unterschiedlichen Kon-
zentrationen verschieben. Es ist daher noch zu prüfen, ob die Absorpti-
onsmaxima bei den niedrigen Konzentrationen noch im erwarteten, in
der Literatur angegebenen, Wellenlängenbereich liegen. Für die Be-
stimmung der erforderlichen Oberflächengröße werden unter gleichen
Bedingungen zwischen einer und zehn Linsen zeitgleich eingelagert. Es
wird notiert, ab welcher Linsenanzahl die Oberfläche ausreichend groß
ist, um in der Extraktionslösung ein Absorptionsmaximum im vorgege-
benen Wellenlängenbereich zu erzeugen. Aus den so gewonnenen
Erkenntnissen ergibt sich die Festlegung des Arbeitsbereichs, also der
erforderlichen Anzahl einzulegender Contactlinsen.
Untersuchungsmethodik
35
Als Grundlage der anschließenden quantitativen Untersuchung, der
Berechnung der Menge der desorbierten Wirkstoffe, muss zunächst
eine Kalibrierfunktion erstellt werden. Dafür werden Standardlösungen
mit bekannter Konzentration hergestellt und deren Absorptionsgrad
bestimmt. Das Verhältnis der Konzentration der Standardlösung ge-
genüber dem Absorptionsgrad sollte linear sein und sich im Konzentra-
tionsbereich der Extraktionslösungen befinden. Um einen linearen
Zusammenhang erkennen zu können, sind mindestens drei Messpunk-
te je Medikament erforderlich. Je mehr Messpunkte zur Verfügung
stehen, desto genauer ist das Ergebnis.
Die Konzentration des Medikaments wird bei der Herstellung der Ver-
dünnungslösungen als 100% festgelegt; nicht zu verwechseln mit der
Wirkstoffkonzentration im Medikament von hier 0,13% Brimonidin.
In den Vorversuchen wurde der für die Untersuchungen relevante
Arbeitsbereich ermittelt. Hieraus ergeben sich die erforderlichen Ver-
dünnungsgrade, um den Konzentrationsbereich der desorbierten Stoffe
zu erreichen. Ausgehend davon ist bei den formstabilen Linsen im Fall
von Alphagan® eine Reihe mit Konzentrationen von 0,025% / 0,05% /
0,075% und 0,1% der Ausgangskonzentration zu erstellen. Um die
Handhabung beim Pipettieren der Lösungen zu erleichtern, werden
zunächst die Augentropfen auf 1% verdünnt, indem 10µl des Medika-
ments mit 990µl gepufferter, isotonischer Kochsalzlösung vermengt
werden. Eine Konzentration von 0,025% wird wiederum erreicht, indem
von dieser 1%igen Lösung nun 25µl mit 975µl Kochsalzlösung ge-
mischt werden. Entsprechend erreicht man eine 0,005%ige Lösung,
indem 50µl der 1%igen Alphagan®-Lösung mit 950µl Kochsalzlösung
versetzt werden. Da bei den weichen Linsen durch den hohen Wasser-
gehalt mehr Austausch stattfindet, nehmen sie nicht nur mehr Bestand-
teile aus der Medikamentenlösung auf, sondern geben auch einen
größeren Anteil des Medikaments wieder ab. Aus diesem Grund wer-
den bei den Verdünnungsreihen für die weichen Linsen höhere Kon-
Untersuchungsmethodik
36
zentrationen angestrebt. Als Beispiel ist in Tabelle 1 die Verdünnungs-
reihe von Alphagan® dargestellt:
Tabelle 1: Verdünnungsreihe der Kalibrierlösungen für Alphagan® Alphagan® Abs.-Max: 319nm
Linsenart Verdünnungsreihe (Alphagan® = 100%) Lösung Verdünnungsvorgang
[µl] AT (1%ig) 25 50 75 100
CF + A90 0,025% 0,05% 0,075% 0,1% NaCl-Lsg. 975 950 925 900
AT (100%ig) 10 20 30 40
WF 55 1% 2% 3% 4% NaCl-Lsg. 990 980 970 960
(Quelle: Eigene Darstellung)
Ebenso wird mit den anderen Augentropfen verfahren. Die genauen
Verdünnungen für die Kalibrierungen der einzelnen Medikamente kön-
nen Anhang I entnommen werden.
Bei einer Wirkstoffkonzentration von 0,13% Brimonidin (=1300µg/ml) im
Ausgangspräparat hat eine Medikamentenlösung mit einer Konzentrati-
on von 0,025% einen Wirkstoffgehalt von 0,3250µg/ml.
Um nun die Kalibriergeraden ermitteln zu können, wird der Absorpti-
onsgrad der Lösungen in Abhängigkeit von der vorgegebenen Konzent-
ration im UV/VIS-Spektrometer gemessen. Das Resultat sollte, wie in
Kapitel 4.1.3 In der Studie angewandte Analysemöglichkeiten des
Spektrometers beschrieben, einer linearen Funktion möglichst nahe
kommen. Am Beispiel von Alphagan® dargestellt, sieht die Kalibrier-
funktion folgendermaßen aus:
Untersuchungsmethodik
37
Kalibrierung Alphagan® für A90 & CF
0,0000
0,0050
0,0100
0,0150
0,0200
0,0250
0,0000 0,5000 1,0000 1,5000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messw erte derKalibrierung
Kalibrierfunktion
Abbildung 18: Kalibrierfunktion am Beispiel von Alphagan®
(Quelle: Eigene Darstellung)
Man erkennt, blau dargestellt, die Messwerte der Kalibrierung, sowie
orange gezeichnet die daraus resultierende lineare Kalibriergerade.
Sinnvoll ist eine Berechnung der Genauigkeit der Kalibrierung über den
Korrelationskoeffizienten und eine statistische Absicherung über die
Varianz. Dies erfolgt im Kapitel 7.1 Statistische Absicherung.
Die Kalibrierungen der ebenfalls untersuchten Medikamente, bzw.
Benzalkoniumchlorid, sind dem Anhang II zu entnehmen.
Untersuchungsmethodik
38
5.4 Messung des Desorptionsverhaltens formstabiler Contact-linsen
Es folgt die Untersuchung der Wirkstoffkonzentration. Wie im Kapitel
5.1 Grundablauf der Untersuchungsmethode beschrieben, werden die
Contactlinsen jeweils gereinigt, für acht Stunden in Augentropfen gela-
gert, dann gespült und anschließend über Nacht in Kochsalzlösung
aufbewahrt. Die nun entstandene Extraktionslösung wird im
UV/VIS-Spektrometer gemessen. Diese Messung erfolgt nicht mehr
über eine Vergleichsmessung mit einer Referenzprobe, sondern misst
ausschließlich den Absorptionsgrad. Aus diesem Ergebnis kann mit der
Kalibrierfunktion der Wirkstoffgehalt der Extraktionslösung bestimmt
werden.
Dem zuvor festgelegten Arbeitsbereich entsprechend, werden von den
formstabilen Contactlinsen jeweils zehn Linsen der A90, beziehungs-
weise der Conflex in einem Behälter mit einer ausreichenden Menge
Augentropfen bedeckt. Bei den Weflex 55 Linsen wird aufgrund der
deutlich höheren Aufnahme- und Abgabekapazität lediglich eine Linse
pro Behälter in das Medikament gebracht. Dieser Vorgang wird bei
allen Linsen jeweils fünfmal wiederholt. Aus dem gemessenen Konzent-
rationswert der Extraktionslösung der zehn gleichzeitig eingelagerten
formstabilen Contactlinsen kann auf die abgegebene Wirkstoffmenge
der einzelnen Linsen im Mittel geschlossen werden. So wird hier eine
Gesamtmenge von 50 untersuchten Linsen erreicht, wodurch die statis-
tische Relevanz und eine aussagekräftige Berechnung der Statistik
sichergestellt sind. Bei den weichen Linsen, deren Messergebnisse
lediglich als Vergleichswert dienen, wurde die Menge auf fünf Linsen
beschränkt und ein Mittelwert errechnet. Die statistische Relevanz
wurde hier vernachlässigt.
Untersuchungsmethodik
39
5.5 Änderung des Desorptionsverhaltens durch Einflussfakto-ren
Bei den Untersuchungen von Einflussfaktoren wurden lediglich die
formstabilen Contactlinsen A90 und Conflex mit den Timomann® 0,25%
Augentropfen und dem Konservierungsstoff Benzalkoniumchlorid be-
handelt, da es sich hierbei nicht um eine zentrale Fragestellung handelt.
Im Hinblick darauf erschien auch die Anzahl der insgesamt getesteten
Linsen je Linsenart und Stoff ausreichend. Da das Ziel der vorliegenden
Studie die Modelluntersuchung des Desorptionsverhaltens formstabiler
Linsen ist, wurde nach Möglichkeit nur die Desorptionsphase entspre-
chend der Einflussfaktoren variiert.
Kritiker der Untersuchungsmethodik könnten in Frage stellen, ob es
sich wirklich um Adsorption, bzw. Absorption handelt, oder ob nicht
vielleicht doch eine mangelhafte Reinigung der Linsen nach der Ad-
sorptionsphase einen leicht löslichen Film hinterlassen hat. Um diese
Theorie zu widerlegen wurden die Contactlinsen mit einem abrasiven
Reiniger behandelt, die Zeitabhängigkeit ihres Desorptionsverhaltens
untersucht und Mehrfachextraktionen durchgeführt.
Bei der Analyse des Einflusses abrasiver Reiniger wurden die Linsen
wie beschrieben vorgereinigt und in der Adsorptionsphase über acht
Stunden mit Timomann, bzw. Benzalkoniumchlorid versetzt. Es folgte
eine gründliche Behandlung jeder Linse mit wöhlk.perfekt Reiniger, der
als abrasiven Bestandteil Kieselgel, sowie oberflächenaktive Substan-
zen in Form eines Tensids (Lauryläther Natriumsulfat) enthält. Nachfol-
gend wurden die Linsen mehrmals sorgfältig mit Osmosewasser ge-
spült, um den Reiniger rückstandsfrei zu entfernen. Die Desorpti-
onsphase und die Messungen im Spektrometer wurden wie beschrie-
ben durchlaufen.
Die Mehrfachextraktion soll die Frage klären, ob die ermittelte Konzent-
ration nach der Desorptionsphase einen endgültigen Wert darstellt,
Untersuchungsmethodik
40
oder ob durch eine Gleichgewichtseinstellung die gemessenen Werte,
abhängig von der Umgebungskonzentration, noch schwanken. Im
Versuch wurden die Linsen ebenfalls über Nacht in Wirkstofflösung
gelagert, gespült und in Kochsalzlösung gelegt. Die Erstextraktion
wurde nach acht Stunden durchgeführt, dann wurde die Extraktionslö-
sung gegen frische Kochsalzlösung ausgetauscht, um den Konzentrati-
onsgradienten wieder zu erhöhen. Die neue Extraktionslösung wurde
in einer Zweitextraktion nach 24 Stunden gemessen.
Um Rückschlüsse auf das Desorptionsverhalten der Contactlinsen
ziehen zu können, schien eine zeitabhängige Messung sinnvoll. Im
Interesse stand hierbei, ob die Desorptionsrate sich linear verhält, oder
ob andere temporäre Funktionen auftreten. Hierzu wurden die Linsen
gereinigt und dann in der Adsorptionsphase über Nacht (anstelle von
sonst acht Stunden) in den Augentropfen, beziehungsweise dem Kon-
servierungsstoff eingelegt. Danach wurden die Linsen in bekannter
Weise abgespült und in Kochsalzlösung gelegt. Eine spektralphotomet-
rische Messung der Extraktionslösung wurde nun nach einer Stunde,
fünf Stunden, 24 Stunden, 48 Stunden, sowie 72 Stunden durchgeführt.
Zu beobachten galt weiterhin, wie sich das Desorptionsverhalten än-
dert, wenn die Versuchsbedingungen dieser Modelluntersuchung den
Bedingungen am Auge partiell angepasst werden. Dabei liegt es nahe,
im Hinblick auf die im Kapitel 3 beschriebene wissenschaftliche Theo-
rie, den Faktor Temperatur aufgrund der zu erwartenden erhöhten
Molekularbewegung zu verändern, indem diese den circa 35°C am
Auge63 angepasst wird. Zudem wird während der Untersuchung bisher
davon ausgegangen, dass die Linsen ohne Gebrauchsspuren und
Ablagerungen vorliegen. Auch Änderungen dieser Faktoren wurden
dementsprechend untersucht. Als letzter Punkt wurde noch geprüft, ob
63 Vgl. Baron, H., Kontaktlinsen, 1991, S. 42.
Untersuchungsmethodik
41
ein Einfluss durch mechanische Belastung, wie sie am Auge durch das
reflektorische Blinzeln entstehen könnte, besteht.
Um das Desorptionsverhalten bei augenspezifischen Temperaturver-
hältnissen zu untersuchen, wurden zunächst die Abläufe der Reini-
gungs- und Adsorptionsphase wie beschrieben eingehalten. Lediglich
die Desorptionsphase, die bei diesem Versuch über Nacht lief, fand bei
35°C Umgebungstemperatur statt. Die Messungen erfolgten wie üblich.
Die nachfolgende Untersuchung bezog sich auf den Einflussfaktor
mechanische Belastung. Diese wurde nach üblicher Vorgehensweise
während der Desorptionsphase auf einem Rüttlergerät simuliert, wobei
die zehn gleichzeitig in der Exsorptionslösung schwimmenden Linsen,
die durch das Gerät in ständiger Bewegung waren, gegeneinander
rieben.
Um Gebrauchsspuren und Ablagerungen an den Linsen zu imitieren
wurde zunächst eine künstliche Tränenflüssigkeit hergestellt. Die Anga-
ben der Literatur über die Zusammensetzung der Tränenflüssigkeit sind
ungenau, da sie bekanntlich individuell schwankt. Bekannt sind aller-
dings die Bestandteile der Träne, deren allgemeine Zusammensetzung
im Anhang VIII erläutert ist. Um eine künstliche Träne herzustellen, die
der natürlichen sehr nahe kommt und bereits erprobt ist, wurden auf
100ml isotonische, gepufferte Kochsalzlösung 0,04g Mucin, 0,18g
Albumin, 0,08g Globuline, 0,16g γ-Globulin, 0,18g Lysozym, 0,0025g
Glucose, 0,01g Tripalmitin, 0,02g Cholesterylpalmitat, sowie 0,02g
Cholesterin gegeben und bei 35°C zwei Tage lang vermischt. In diese
Lösung wurden nun die sehr stark mit abrasivem Reiniger behandelten
Contactlinsen für zwei Tage bei 35°C eingebracht, bis sich im Mikro-
skop Ablagerungen nachweisen ließen. In Abbildung 19 ist die Ansicht
einer solchen Ablagerung dargestellt.
Untersuchungsmethodik
42
Abbildung 19: Ablagerungen an einer A90-Linse nach Lagerung in künstlicher Tränenflüssigkeit (50fache Vergrößerung, Durchlichtaufnahme)
(Quelle: Eigene Darstellung)
Die Linien im linken Bildrand sind oberflächliche Kratzer, die im rechten
Bildbereich erscheinenden weißen Flächen werden durch Lipidablage-
rungen verursacht. Diese haben sich in der künstlichen Träne nicht
vollständig gelöst und sind hier deshalb teilweise als Lipid-Klumpen zu
erkennen. Da formstabile Linsen jedoch ohnehin eher zu Lipidablage-
rungen neigen64, wurde davon ausgegangen, dass diese Ablagerungen
für die Aussage einer Tendenz der Änderung des Desorptionsverhal-
tens ausreichen. Nachdem die Ablagerungen nachgewiesen sind, wird
die Contactlinse gemäß dem gängigen Ablauf der Methodik weiterbe-
handelt und die Extraktionslösung auf ihre Wirkstoffkonzentration unter-
sucht.
64 Vgl. Baron, H., Kontaktlinsen, 1991, S. 245, 906f.
Ergebnisse
43
6 Ergebnisse
6.1 Voruntersuchungen
Bei den Untersuchungen der Absorptionsmaxima der Medikamente und
des Konservierungsstoffs Benzalkoniumchlorid konnten anhand der
Messungen mit dem UV/VIS-Spektrometer stets die Angaben der Lite-
ratur bestätigt werden. Als Beispiel sind in Abbildung 20 die Absorpti-
onsmaxima von Benzalkoniumchlorid dargestellt, die laut Literatur bei
257, 263 und 269nm65 liegen:
Verdünnungsschritte:
türkis: BAC 0,4% (= Ausgangskonzentration)
schwarz: BAC 0,04%
rot: BAC 0,004%
grün: BAC 0,0004%
blau: BAC 0,00004%
Abbildung 20: Absorptionsmaxima der Verdünnungslösungen von Benzalkoni-umchlorid
(Quelle: Eigene Darstellung)
65 Vgl. Bruchhausen, F. von, Ebel, S., Hagers Handbuch,1993, S. 761.
190,0 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400,0
-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
Ergebnisse
44
Bezüglich der Angaben der Absorptionsmaxima werden die oben er-
wähnten Literaturangaben66, wie die Abbildung 20 zeigt, für niedrige
Konzentrationen bestätigt. Die Lage der Banden kann jedoch in Abhän-
gigkeit von ihrer Konzentration variieren. In dieser Abbildung ist die
Ausgangskonzentration zu hoch, so dass mit dem Spektralphotometer
kein auswertbares Ergebnis zu messen ist. Hier ist aber schon bei einer
Verdünnung auf zehn Prozent das typische Absorptionsspektrum von
Benzalkoniumchlorid erkennbar. Bei der nachfolgend gemessenen
Extraktionslösung, kann bei erkennbaren Maxima in diesen Wellenlän-
genbereichen davon ausgegangen werden, dass in der Lösung Benzal-
koniumchlorid nachgewiesen wurde. Damit ist die Bestätigung, dass
das UV/VIS-Spektrometer grundsätzlich als Messgerät für den Nach-
weis der Wirkstoffe geeignet ist, erbracht. Absolute Sicherheit könnte
allerdings nur ein spezielles chromatographischs Verfahren geben: eine
LC/MS (liquid chromatographie/ mass spektrometer) - Analyse.
Die Absorptionskurven der in der gleichen Weise geprüften Augentrop-
fen (Alphagan®, Betamann® 0,3%, Floxal®, Ocuflur®, Timomann® 0,25%
und Vividrin® akut) sind im Anhang III dargestellt.
Zur Festlegung des Arbeitsbereichs bei formstabilen Linsen wurden,
wie oben beschrieben, Extraktionslösungen mit zunächst einer bis fünf
Contactlinsen angesetzt. Deren Absorptionsspektren werden in einer
Darstellung überlappend aufgezeichnet, um besser erkennen zu kön-
nen, ob Absorptionsmaxima in den erwarteten Wellenlängenbereichen
auftreten und ob mit steigender Anzahl der eingelagerten Linsen auch
eine bessere Nachweisbarkeit gegeben ist. In der folgenden Abbildung
21 wurden Extraktionslösungen aus einer bis fünf A90-Linsen, die zuvor
in der Adsorptionsphase mit Timomann® versetzt wurden, aufgezeich-
net:
66 Vgl. Bruchhausen, F. von, Ebel, S., Hagers Handbuch,1993, S. 263.
Ergebnisse
45
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
Extraktionslösungen von:
1 A90 & Timomann® türkis dargestellt
2 A90 & Timomann® schwarz dargestellt
3 A90 & Timomann ® grün dargestellt
4 A90 & Timomann ® rot dargestellt
5 A90 & Timomann ® blau dargestellt
Abbildung 21: Absorptionsspektrum der Exsorptionslösung von Timomann® und A90
(Quelle: Eigene Darstellung)
Bei Timolol, dem Wirkstoff von Timomann®, wird das Absorptionsmaxi-
mum bei 296nm erwartet. Dies kann aus der Abbildung hervorgehend
bestätigt werden. Schlussfolgerung ist, dass A90-Contactlinsen den
Wirkstoff Timolol aufnehmen und auch in messbaren Größenordnungen
wieder abgeben.
Ebenso wurden alle Augentropfen mit der A90, der Conflex und der
Weflex 55 getestet. Die einzelnen Abbildungen finden sich im Anhang
IV. In einigen Extraktionslösungen war die Konzentration bei einer
Oberfläche von fünf Linsen nicht im Arbeitsbereich. Aus der Oberfläche
von zehn Contactlinsen resultierte jedoch immer eine ausreichend hohe
Konzentration.
Ergebnisse
46
Aufgrund dessen wurde bei allen nachfolgenden Messungen eine
Stückzahl von zehn formstabilen Linsen verwendet, um eine Extrakti-
onslösung herzustellen. Bei weichen Linsen waren die Banden bereits
bei Einlagerung einer Linse sehr hoch, weshalb nachfolgend nur jeweils
eine getestet wurde.
Die Messungen der Extraktionslösungen mit Hilfe des UV/VIS-
Spektrometers ergeben, dass die getesteten Medikamente von den
Linsen adsorbiert und wieder desorbiert werden. Zudem wurde der
Arbeitsbereich in diesem Abschnitt festgelegt.
6.2 Desorptionsverhalten der untersuchten Contactlinsen Bei der nun folgenden quantitativen Messung der Extraktionslösung
wurde lediglich bei der Wellenlänge des Absorptionsmaximums des
entsprechenden Wirkstoffs gemessen, um genaue Zahlenwerte zu
erhalten. Aus dem gemessenen Absorptionsgrad war es dann über die
Kalibrierfunktion möglich, die genaue Konzentration zu berechnen. Die
nachfolgende Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Messreihe auf, in der
die Linsen mit dem Medikament Timomann® behandelt wurden. Der
Wirkstoff (hier: Timolol) wurde entsprechend seines Absorptionsmaxi-
mums nur bei 296nm gemessen.
Tabelle 2: Quantitative Bestimmung für Timomann® 0,25%
Ergebnisse Timomann® Kalibrierwerte Timomann® A90& Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
y= Konzent-ration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
0,2500 0,0069 5,0000 0,13600,5000 0,0143 10,0000 0,27270,7500 0,0218 15,0000 0,40711,0000 0,0284 20,0000 0,5423
Ergebnisse
47
Messergebnisse
Absorptionsgrad
Konzentration in µg/ml je Messgang
mittlere Konzent-ration in µg/ml je Linse
0,0298 1,0396 0,10400,0257 0,8973 0,08970,0277 0,9667 0,09670,0286 0,9980 0,0998
A90
0,0271 0,9459 0,0946Mittelwert 0,0278 0,9695 0,0970Varianz 0,000002 0,002299 Standardabweichung 0,0015 0,0536
0,0190 0,6649 0,06650,0173 0,6059 0,06060,0165 0,5782 0,05780,0182 0,6371 0,0637
Conflex
0,0171 0,5990 0,0599Mittelwert 0,0176 0,6170 0,0617Varianz 0,000001 0,000931 Standardabweichung 0,0010 0,0341
0,5399 19,9031 19,90310,5179 19,0903 19,09030,4956 18,2664 18,26640,5041 18,5804 18,5804
WF 55
0,4893 18,0336 18,0336Mittelwert 0,5094 18,7748 18,7748Varianz 0,0003 0,4436 Standardabweichung 0,0202 0,7447
(Quelle: Eigene Darstellung)
In der zweiten Spalte ist der gemessene Absorptionsgrad aufgeführt.
Aus ihm kann über die zuvor wirkstoffspezifisch hergestellte Kalibrie-
rung die Konzentration der Extraktionslösung berechnet werden, die in
der dritten Spalte dargestellt ist. Da im Fall der formstabilen Linsen aber
auch der Durchschnittswert für die desorbierte Wirkstoffmenge pro
Linse interessiert, wurde dieser Wert durch zehn dividiert und in der
vierten Spalte aufgelistet.
Ergebnisse
48
Nacheinander wurden so die Werte für das Desorptionsverhalten der
A90-Linsen und der Conflex-Linsen dargestellt. Im unteren Bereich der
Tabelle befinden sich die Ergebnisse der weichen Vergleichslinse. Bei
dieser fiel die Division weg, da die Extraktionslösung einzelner Linsen
gemessen wurde. Unter den Ergebnissen der fünf Messreihen pro
Linsenart sind die Mittelwerte und die Standardabweichungen ausge-
wiesen. Ebenso wurde mit jedem Medikament, bzw. dem Konservie-
rungsstoff Benzalkoniumchlorid verfahren. Die Tabellen hierfür sind
dem Anhang V zu entnehmen.
Die folgende Tabelle 3 zeigt zur besseren Übersicht die Mittelwerte der
Wirkstoffkonzentrationen von den Extraktionslösungen im Überblick:
Tabelle 3: Mittelwerte der Wirkstoffkonzentrationen der Extraktionslösungen
Gesamtübersicht der mittleren Wirkstoff- konzentration je Linse
Mittlere Wirkstoffkonzentration in µg/ml je
Linse Medikament (Aus-gangskonzentration in
%) A90 Conflex WF55 Alphagan® (0,13%) 0,0774 0,0469 46,9250BAC (0,4%) 0,9077 0,8973 382,3375Betamann® (0,3%) 0,9932 1,5792 145,2385Floxal® (0,3%) 0,7887 0,4621 58,4467Ocuflur® (0,03%) 1,1500 0,4856 31,9301Timomann® (0,25%) 0,0970 0,0617 18,7748Vividrin® (0,0015%) 0,0648 0,0405 29,2352
(Quelle: Eigene Darstellung)
Wie zu erwarten, ist die desorbierte Wirkstoffkonzentration bei den
formstabilen Linsen gegenüber den weichen Linsen deutlich geringer.
Im Anhang VI befindet sich ein Gesamtüberblick in Form eins Dia-
gramms.
Interessanter ist jedoch der Vergleich der Wirkstoffkonzentrationen der
formstabilen Linsen A90 und Conflex untereinander. Die erkennbaren
starken Schwankungen der Konzentration der Extraktionslösung lassen
Ergebnisse
49
sich auf die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen Wirkstoff
und Linsenmaterial zurückführen. Dies soll in Kapitel 7.1 Erklärungsan-
satz weiter erläutert werden.
Die Abbildung 22, der die Werte der Tabelle 3 zugrunde liegen, ermög-
licht einen Überblick über die Unterschiede im Desorptionsverhalten
formstabiler Linsen, bezogen auf die Linsenart und das jeweilige Medi-
kament.
Vergleich der Quantitativen Messergebnisse des Desorptionsverhaltens zwischen A90 und
Conflex
0,00000,20000,40000,60000,80001,00001,20001,40001,60001,8000
Alphag
an® (0
,13%)
BAC (0,4%
)
Betaman
n® (0
,3%)
Floxal®
(0,3%
)
Ocuflu
r® (0
,03%)
Timom
ann®
(0,25
%)
Vividri
n® (0
,0015
%)
Augentropfen (und deren Ausgangskonzentration in %)
Mitt
lere
Wirk
stof
fkon
zent
ratio
n de
r Ext
rakt
ions
lösu
ng in
µg/
ml
A90Conflex
Abbildung 22: Vergleich des Desorptionsverhaltens der A90- und der Conflex-Linse
(Quelle: Eigene Darstellung)
Ein Erklärungsansatz für diese auf den ersten Blick unregelmäßigen
Ergebnisse folgt im Kapitel 7.
Ergebnisse
50
6.3 Änderung des Desorptionsverhaltens durch Einflussfakto-ren
Die Untersuchung der Wirkung von Einflussfaktoren wurden, wie er-
wähnt, die formstabilen Linsen lediglich mit Timomann® 0,25% und
Benzalkoniumchlorid versetzt. Zur der besseren Übersicht werden im
Folgenden die Ergebnisse der unterschiedlichen Substanzen unterein-
ander dargestellt. Die Werte, denen die Diagramme zugrunde liegen,
sind in dem Anhang VII aufgelistet.
Wie die folgenden Diagramme (Abbildung 23 und 24) zeigen, ist das
Desorptionsverhalten nicht konstant, sondern von äußeren Faktoren
abhängig. Die Abbildung 23 stellt die Mittelwerte der desorbierten
Konzentration von Benzalkoniumchlorid je Linse dar:
Auswirkungen auf das Desorptionsverhalten nach Einwirkung von Einflussfaktoren
0,0000
0,2000
0,4000
0,6000
0,8000
1,0000
1,2000
1,4000
1,6000
1,8000
2,0000
Ohne E
inflüs
se
abrasiv
beha
ndelt
Tempe
ratur
35°
Beweg
ung
Ablage
rung
en
Einflussfaktoren
Mitt
elw
erte
der
Kon
zent
ratio
n in
µg/
m
A90Conflex
Abbildung 23: Vergleich der desorbierten Wirkstoffmengen (Benzalkoniumchlo-rid ) nach Einfluss äußerer Faktoren
(Quelle: Eigene Darstellung)
Ergebnisse
51
Aus den in Abbildung 23 dargestellten Ergebnissen kann geschlossen
werden, dass trotz Behandlung mit einem abrasiven Reiniger weiterhin
Desorptionsvorgänge messtechnisch ermittelbar sind. Die Konzentrati-
onsmenge hat sich durch diese intensive Reinigung nur geringfügig
reduziert. Die Untersuchung bestätigt somit, dass zwischen Absorpti-
ons- und Desorptionsphase gründliches Spülen ausreicht.
Ein Zusammenhang zwischen der desorbierten Menge und der Tempe-
ratur ist ebenfalls erwiesen: Mit Erhöhung der Temperatur um 14°C
wurde hier ein Konzentrationsanstieg auf mehr als das Doppelte er-
reicht.
Mechanische Belastung scheint auf den ersten Blick das Desorptions-
verhalten ebenfalls zu beeinflussen. Die Auswirkung, die durch die
Reibung erzeugt wird, zeigt auf den ersten Blick ähnliche Grundstruktu-
ren, wie bei der Erhöhung der Temperatur.
Die Ablagerungen, die die künstliche Träne erzeugt hat, haben hinge-
gen bei beiden Linsentypen (vergleiche auch Abbildung 24) die Menge
des desorbierten Wirkstoffs verringert.
Die Abbildung 24 stellt die Mittelwerte der desorbierten Wirkstoffmenge
je Linse nach Behandlung mit Timomann® 0,25% dar.
Auch diese Abbildung belegt, dass trotz Verwendung eines abrasiven
Reinigers noch Desorptionsvorgänge an der Contactlinsenoberfläche
stattfinden. Die Auswirkung der Temperaturerhöhung ist erheblich: Die
desorbierte Menge erhöht sich bei der A90-Linse auf das Dreifache,
wohingegen bei der Conflex-Linse nur ein leichter Anstieg zu verzeich-
nen ist. Dies kann als Hinweis auf die unterschiedlichen chemischen
Kräfte zwischen den Linsenarten und den Wirkstoffen gewertet werden.
Genau wie nach Behandlung mit Benzalkoniumchlorid ist das Desorpti-
onsverhalten bei Timomann® 0,25% unter mechanischer Belastung den
gleichen Grundstrukturen unterworfen, wie bei der Temperaturerhö-
hung.
Ergebnisse
52
Auswirkungen auf das Desorptionsverhalten
0,0000
0,0500
0,1000
0,1500
0,2000
0,2500
0,3000
0,3500
Ohne E
inflüs
se
abras
iv be
hand
elt
Tempe
ratur
35°
Beweg
ung
Ablage
runge
n
Einflussfaktoren
Mitt
elw
erte
der
Kon
zent
ratio
n in
µg/
ml
A90Conflex
Abbildung 24: Vergleich der desorbierten Wirkstoffmengen (Timolol ) nach Einfluss äußerer Faktoren
(Quelle: Eigene Darstellung)
Weiterhin wurde das Verhalten bei Mehrfachextraktion untersucht.
Durch den Austausch der Kochsalzlösung wird der Konzentrationsgra-
dient zwischen Contactlinsenoberfläche und der Flüssigkeit erhöht. Das
ist auch anhand der Darstellung in Abbildung 25 erkennbar: nachdem
sich zuvor über Nacht bereits Wirkstoffe in der Lösung verteilt haben,
lässt sich nach Austausch der Flüssigkeit feststellen, dass sich schon
nach sechs Stunden wieder Benzalkoniumchlorid nachweisen lässt.
Ergebnisse
53
Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehrfachextraktion nach Behandlung mit
Benzalkoniumchlorid
0,0000
0,2000
0,40000,6000
0,80001,0000
Erstextraktion (über Nacht) Zweitextraktion (nach 6h)Extraktionsdauer
Mitt
elw
erte
der
Ko
nzen
tratio
nen
je C
L in
µg/
ml
A90Conflex
Abbildung 25: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehr-fachextraktion nach Behandlung mit Benzalkoniumchlorid
(Quelle: Eigene Darstellung)
Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehrfachextraktion nach Behandlung mit Timomann® 0,25%
0,00000,02000,04000,06000,08000,10000,12000,14000,1600
Erstextraktion (über Nacht) Zweitextraktion (nach 6h)
Extraktionsdauer
Mitt
elw
erte
der
K
onze
ntra
tione
n je
CL
in µ
g/m
l
A90Conflex
Abbildung 26: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehr-fachextraktion nach Behandlung mit Timomann® 0,25%
(Quelle: Eigene Darstellung)
Abbildung 26 zeigt das Ergebnis bei Timomann®: Die Konzentration ist
nach der ersten Extraktion bei der A90-Linse deutlich höher, als bei der
Conflex-Linse. Bei wiederholter Extraktion ist die Differenz sehr viel
geringer und die Conflex-Linse gibt nun etwas mehr Wirkstoff ab.
Ergebnisse
54
Die Untersuchung der Mehrfachextraktion hat ergeben, dass sich nach
der Extraktionszeit über Nacht noch Wirkstoffe auf der Linse befinden,
die sich durch eine Veränderung des Konzentrationsgradienten nach-
weisen lassen. Es stellt sich die Frage, über welchen Zeitraum Wirkstof-
fe von der Linsenoberfläche desorbiert werden. Die Abbildung 27 zeigt
das Ergebnis dieser Analyse bezogen auf den Wirkstoff Benzalkoni-
umchlorid auf und belegt, dass das Abgabeverhalten bei unveränderter
Lösung über einen längeren Zeitraum konstant ist. Nach 72 Stunden
wurde dieser Versuch abgebrochen, da nicht mehr ausreichend Flüs-
sigkeit vorhanden war, um eine Messung durchzuführen.
Zeitabhängigkeit des Desorptionsverhaltens der A90- und der Conflex-Linse nach Behandlung mit Benzalkoniumchlorid
0,0000
0,5000
1,0000
1,5000
2,0000
2,5000
1h 6h 24h 48h 72hExtraktionszeit
Mitt
elw
erte
der
K
onze
ntra
tione
n je
CL
in µ
g/m
l
A90Conflex
Abbildung 27: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse in Abhän-gigkeit des Faktors Zeit nach Behandlung mit Benzalkoniumchlo-rid
(Quelle: Eigene Darstellung)
Abbildung 27 und Abbildung 28 zeigen, dass bei den Extraktionslösun-
gen von A90- und Conflex-Linsen das Verhältnis der abgegebenen
Wirkstoffmenge gleich bleibt. Jedoch lässt sich bei der A90-Linse in
Verbindung mit Timomann® ein Desorptionsgleichgewicht, beziehungs-
weise vollständige Desorption vermuten. An dieser Stelle könnte eine
erneute Durchführung einer Mehrfachextraktion nach 48 Stunden Klar-
heit darüber bringen. Bei der Conflex-Linse hingegen steigt die Wirk-
stoffkonzentration der Extraktionslösung weiter an. Dieser Versuch
könnte in einer weiterführenden Studie diesen Ansatz weiter verfolgen.
Diskussion
55
Zeitabhängigkeit des Desorptionsverhaltens der A90- und der Conflex-Linse nach Behandlung mit Timomann® 0,25%
0,0000
0,1000
0,2000
0,3000
0,4000
0,5000
1h 6h 24h 48h 72hExtraktionszeit
Mitt
elw
erte
der
K
onze
ntra
tione
n je
CL
in µ
g/m
l
A90Conflex
Abbildung 28: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse in Abhän-gigkeit des Faktors Zeit nach Behandlung mit Timomann® 0,25%
(Quelle: Eigene Darstellung)
7 Diskussion
7.1 Erklärungsansatz
Die in Kapitel 6.1 Desorptionsverhalten der untersuchten Contactlinsen
erhaltenen Ergebnisse, zeigen wie erwartet eine starke Differenz des
Desorptionsverhaltens von formstabilen und weichen Linsen. Es ist
anzunehmen, dass bei den weichen Linsen eine Absorption stattfindet,
im Gegensatz zu den formstabilen Linsen, bei denen eine Adsorption
wahrscheinlicher ist.
Die Hydroxylgruppen der HEMA-NVP-Linsen, die den hohen Wasser-
gehalt, aber auch Einlagerungen und Ablagerungen unterstützen, sind
für die deutlich höhere Auf- und Abgabe von Wirkstoffen verantwortlich.
Die Absorptionsvorgänge lassen sich außerdem durch verschiedene
Molekülgrößen und die spezifische Hydrophilität der Wirkstoffe beein-
flussen: da die weichen Linsen einen hohen Wassergehalt haben,
werden hydrophilere Stoffe leichter in der Linse aufgenommen. Die
Unterschiede des Desorptionsverhaltens der formstabilen Linsen sind
allerdings für diese Studie von größerem Interesse: Betrachtet man die
Abbildung 22 fällt auf, dass die Konzentrationen stark schwanken. Das
Diskussion
56
unterschiedliche Desorptionsverhalten lässt sich nur bedingt aus dem
Verhältnis der Anfangskonzentration der Ausgangslösung zur gemes-
senen Konzentration der Extraktionslösung ableiten.
Die Ursache ist also vermutlich in der Chemie zu finden, weshalb nun
die chemischen Eigenschaften der beteiligten Stoffe beleuchtet werden
sollen.
Betrachtet man zunächst die funktionellen Gruppen, so lassen sich bei
den A90-Linsen vor allem Carboxylgruppen (-COOH) finden; die
Conflex-Linsen hingegen besitzen Hydroxylgruppen (-OH). Es fällt auf,
dass fast alle Wirkstoffe (Brimonidin, Metipranolol, Ofloxacin, Timolol
und Azelastinhydrochlorid, also die Wirkstoffe von Alphagan, Beta-
mann, Floxal, Timomann, sowie Vividrin) eine Aminogruppe (-NH)
haben. Diese drei funktionellen Gruppen sind vermutlich schwerpunkt-
mäßig an dem Adsorptions- und Desorptionsverhalten beteiligt, da sie
durch Ladungsverteilung die Ausbildung von Wasserstoffbrücken und
Dipolen unterstützen. Scheinbar wird um so mehr desorbiert, je gerin-
ger die Anziehungskräfte zwischen Linse und Wirkstoff ausgebildet
sind. So lässt sich auch die auffällig hohe Konzentration von Flurbipro-
fen, dem Wirkstoff von Ocuflur, in Verbindung mit der A90-Linse in der
Extraktionslösung erklären. Dieser Wirkstoff besitzt ebenso wie die
A90-Linse eine Carboxylgruppe mit tendenziell negativem Ladungs-
schwerpunkt. Offensichtlich treten beim Flurbiprofen noch andere che-
mische Wechselwirkungen auf, die ein verändertes Desorptionsverhal-
ten erklären. Grundsätzlich kann die Aussage getroffen werden, dass
das Desorptionsverhalten von Contactlinsen von den chemischen
Eigenschaften der Phasen, der Konzentration des Adsorptivs und der
Größe der Oberfläche abhängig ist.
Das Desorptionsverhalten wird durch eine Behandlung mit abrasivem
Reiniger nicht signifikant verändert. Auch die Ursache hierfür lässt sich
anhand der intermolekularen Kräfte erklären: Diese sind so stark, dass
weder die mechanische Kraft durch die abrasiven Bestandteile des
Diskussion
57
Reinigers, noch die Lösungsmöglichkeiten des Tensids ausreichen um
diese unter den gegebenen Versuchsbedingungen zu lösen.
Die Erhöhung der Temperatur bewirkt eine vermehrte Beweglichkeit der
Moleküle; zudem können durch die zugeführte Energie zwischenmole-
kulare Kräfte verringert werden. Die Versuchsergebnisse bestätigen
diese Annahme, da die Konzentration der Wirkstoffe in der Extraktions-
lösung bei Temperaturerhöhung deutlich ansteigt.
Mechanische Belastung wird in der Versuchsreihe durch Reibung zwi-
schen den Contactlinsen erzeugt. Auch hier wird wieder Energie zuge-
führt, was zur Folge hat, dass die Desorptionsrate gesteigert wird.
Zudem verhinderte die ständige Bewegung ein Aneinanderlagern der
Contactlinsen und vergrößerte auf diese Weise eventuell die Aus-
tauschoberfläche.
Bestandteile der künstlichen Tränenflüssigkeit, wie zum Beispiel Lipide,
lagern sich auf der Contactlinsenoberfläche ab und bewirken eine
Verringerung der für die Adsorption relevanten freien Energien. Es ist
also zu vermuten, dass durch Einfluss der Ablagerungen aus der künst-
lichen Träne bereits die Adsorption in geringerem Maße stattfindet und
entsprechend weniger desorbiert werden kann.
Die Versuche der Mehrfachextraktion geben Aufschluss darüber, ob
eine vollständige Desorption bei der Erstextraktion stattgefunden hat.
Da bei der Zweitextraktion ebenfalls Wirkstoffe nachgewiesen wurden
ist eine zuvor erfolgte vollständige Desorption der Wirkstoffe ausge-
schlossen.
Die zeitabhängige Messung ergibt für Benzalkoniumchlorid und Timo-
mann® unterschiedliche Ergebnisse: Bei Benzalkoniumchlorid kann ein
kontinuierlicher Anstieg festgestellt werden. Bei Timomann® hingegen
ist bereits nach 48 Stunden kein weiterer Anstieg zu verzeichnen. Hier
kann ein Desorptionsgleichgewicht oder eine vollständige Desorption
Diskussion
58
vermutet werden. Die Zeit spielt also bei der Desorption eine entschei-
dende Rolle und ist je nach Fragestellung separat zu untersuchen.
7.2 Fehler und Einflussgrößen
Bei den Versuchen wurden Contactlinsen verwendet, deren Durchmes-
ser und optische Wirkung nicht einheitlich waren. Für die Versuche
erschien dies nicht relevant, da hier auf diese Weise ein praxisrelevan-
ter Durchschnittswert ermittelt werden konnte. Die desorbierten Wirk-
stoffmengen sind so gering, dass ein kleiner Größenunterschied der
Linsenoberfläche keine signifikante Veränderung der Messergebnisse
bringen dürfte.
Die Anzahl der Messreihen ist mit fünf Versuchsdurchgängen je Linsen-
typ und Medikament niedrig. Die Varianzen der Messergebnissen sind
jedoch minimal, so dass eine Validierung trotzdem möglich ist.
Bei der Lagerung der Contactlinsen in der Medikamentenlösung, bezie-
hungsweise der Kochsalzlösung lagen die Linsen häufig eng aneinan-
der, wodurch die Oberfläche, an der Adsorption- und Desorptionsvor-
gänge abspielten, verkleinert wurde.
In den Augentropfen, beziehungsweise bei der Benzalkoniumchlorid-
Lösung lagen unterschiedliche Ausgangskonzentrationen vor. Eine
höhere Konzentration in der Umgebung bewirkt aber auch eine höhere
Adsorptionsrate. Ein besserer Vergleich der chemischen Wirkungen
könnte durch eine einheitliche Ausgangskonzentration erzielt werden.
Bei diesen Versuchen wurde aufgrund der höheren Praxisrelevanz die
auch in den Medikamenten enthaltene Konzentration beibehalten.
Die Adsorptionsphase über acht Stunden entspricht einer frei gewählten
Zeiteinheit. Legt man zugrunde, dass ein Contactlinsenträger in einem
Jahr jeden Tag zweimal täglich die Augentropfen anwendet, die auf-
Diskussion
59
grund des Tränenaustauschs zwei Minuten auf das Auge einwirken
kommt man auf eine Gesamteinwirkdauer von circa 24 Stunden pro
Jahr. Individuelle Einflüsse wie eine Verdünnung des Die Tränenflüs-
sigkeit verdünnt das Medikament aber und die Menge des Tränenfilms
und die Dauer des Austauschs sind sehr individuell. Die acht Stunden
Einwirkzeit erscheinen daher aufgrund der sehr verschiedenen einwir-
kenden Parameter angemessen zu sein. Interessant für eventuell nach-
folgende Untersuchungen wäre es, die Linsen so lange einzulagern, bis
ein Maximum der Adsorptionsmenge erreicht ist. Generell können
individuelle Einwirkungen durch die Tränenzusammensetzung und die
Menge in dieser Modelluntersuchung nicht berücksichtigt werden.
Durch das Abtrocknen der Contactlinsen mit einem Papiertuch bleiben
teilweise kleinste Fasern des Papiers an der Linse haften und verteilen
sich später in der Extraktionslösung. Diese Fasern können unter Um-
ständen die spektralphotometrische Messung beeinflussen. Aus diesem
Grund wurden hier Präzisionstücher verwendet, die als fusselfrei gelten.
Kleinste abgelöste Fasern können jedoch auch dabei nicht ausge-
schlossen werden.
Eine Depotfunktion weicher Linsen wird seit langem thematisiert. Unter-
suchungen für formstabile Linsen sind bei Betrachtung der hier vorlie-
genden Ergebnisse, gerade in Bezug auf die zeitabhängige Desorption,
näher zu betrachten. Das Wirkungsquantum der Wirkstoffe wäre dafür
ausschlaggebend.
Statistische Auswertung
60
8 Statistische Auswertung
Die in den Versuchen ermittelten Daten können als Rohdaten bezeich-
net werden. Selbst bei diesem relativ kleinen Datenumfang ist eine
reine Auflistung unübersichtlich. Daher erfolgte eine zusammenfassen-
de Darstellung.67 Um einen ersten Überblick zu erhalten wurden die
Messergebnisse gleicher Fragestellung in Mittelwerten zusammenge-
fasst. Der Mittelwert x stellt dabei das Zentrum der Daten dar.
Die Berechnung erfolgt über die folgende Formel:
Mittelwert: Nxxxx n+++
=...21
( 1)
Der so berechnete Mittelwert wird auch als arithmetisches Mittel be-
zeichnet und ist durch eine Schwerpunkteigenschaft ausgezeichnet:
Genau am Punkt x ist die Zahlengerade im Gleichgewicht.68
Die Rohdaten streuen üblicherweise um den Mittelwert x . Diese Streu-
ung kann statistisch über die Standardabweichung s, beziehungsweise
ihr Quadrat, die empirische Varianz s2 berechnet werden. :
Standardabweichung s:
( )1
1
2
−
−=∑−
N
xxN
ii
xs (2)
Varianz s2:
( )2
12
1−
−=∑−
N
xxN
ii
xs (3)
67 Vgl. Fahrmeir, L. et al, Statistik, 2004, S.31. 68 Vgl. Fahrmeir, L. et al, Statistik, 2004, S.52ff.
Statistische Auswertung
61
Bei den Streuungen um den Mittelwert treten sowohl positive, als auch
negative Abweichungen auf. Daher ist die Summe aller Abweichungen
keine geeignete Maßzahl für die Streuung. Das Quadrieren hat zur
Folge, dass alle Abweichungen positiv sind. Dadurch ergeben sich für
weit vom Mittelwert entfernte Streuungswerte große quadrierte Abwei-
chungen. Die Varianz stellt das Mittel dieser Abweichungen dar und ist
umso größer, je weiter die Rohdaten um den Mittelwert schwanken.69
Mittelwert, Standardabweichung und Varianz wurden für jede Messrei-
he angegeben. Die Mittelwerte sind Grundlage für die Darstellung der
Diagramme. Die berechnete Standartabweichung und die Varianz
ergeben bei allen Messung nur geringe Abweichungen von dem Mittel-
wert.
Die Kalibrierfunktionen sind so aufgebaut, dass mit wachsenden Wer
ten auf der Ordinate auch die Werte auf der Abszisse einen höheren
Wert aufweisen. Es besteht also ein Zusammenhang zwischen den
Merkmalen. Ein Maß für diesen Zusammenhang stellt der empirische
Korrelationskoeffizient dar. Er wird folgendermaßen berechnet:
Korrelationskoeffizient: yx
xy
sss
r = (4)
Im Nenner stehen hierbei die Standardabweichungen der Werte auf der
Ordinate und der Abszisse. Sie enthalten also die Streuung und dienen
der Normierung. Im Zähler hingegen befindet sich die Summe der
Abweichungsprodukte. Daraus ergibt sich, dass mit der Berechnung
des Korrelationskoeffizienten die Stärke des linearen Zusammenhangs
gemessen wird. Je näher die Messpunkte der Standards an einer Ge-
69 Vgl. Fahrmeir, L. et al, Statistik, 2004, S.69f.
Fazit
62
raden liegen, desto näher liegt der Korrelationskoeffizient bei 1. Läge er
bei 0, wäre kein linearer Zusammenhang feststellbar.70
Die Korrelationskoeffizienten sind bei den Darstellungen der Kalibrier-
funktionen jeweils mit angegeben. Sie liegen alle nahe 1, womit ein für
die Kalibrierung erforderlicher linearer Zusammenhang belegt ist.
9 Fazit
Das Ziel dieser Studie eine Methode zu entwickeln, mit der das Desorp-
tionsverhalten formstabiler Contactlinsen charakterisiert werden kann
wurde erreicht. Das hier entwickelte Verfahren stellt dazu eine grund-
legende Methode dar.
Die in der Studie aufgezeigten zwischenmolekularen Wechselwirkun-
gen erklären, warum sich auch bei formstabilen Contactlinsen Stoffe,
beziehungsweise Bestandteile von Medikamenten anlagern können.
Daraus kann auch der erfahrene Augenarzt oder Augenoptiker, bei
entsprechenden Kenntnissen der verabreichten Medikamente und der
Contactlinsenmaterialien, abschätzen, ob Wechselwirkungen möglich
und damit gewisse Risikopotentiale erkennbar sind. Des Weiteren bietet
die Methode Pharmazeuten und Medizinern ein Tool, um das Adsorpti-
ons- und Desorptionsverhalten quantitativ zu erfassen und pharmakoki-
netische Betrachtungen durchzuführen. Eine mögliche Falschdosierung
der Medikamente, wie zum Beispiel eine Unterdosierung durch Adsorp-
tion des Wirkstoffs durch die Linsen oder eine Überdosierung, die durch
eine zu lange Einwirkzeit der Medikamente aufgrund von Desorption
erreicht wird, kann so besser eingeschätzt werden.
70 Vgl. Fahrmeir, L. et al, Statistik, 2004, S.134ff.
Fazit
63
Die UV/VIS-Spektroskopie hat sich hierbei als einfach zu handhabende,
kostengünstige und, bezüglich der Nachweisgrenze, sehr empfindliches
Verfahren erwiesen.
Die hier erarbeitete Methode kann an weitere Fragestellungen adaptiert
werden und entsprechend über eine Methodenvalidierung abgesichert
werden.
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Anhang
1
Anhang71
I Verdünnungsreihen für Kalibrierungen72
Alphagan®: 1,3mg/ml = 1300µg/ml 319nm Konzentrationsreihe (1300µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,025% 0,05% 0,075% 0,1% AT (1%) 25 50 75 100 0,325µg/ml 0,650µg/ml 0,975µg/ml 1,3µg/ml NaCl 975 950 925 900
WF 1% 2% 3% 4% AT (100%) 10 20 30 40
13µg/ml 26µg/ml 39µg/ml 52µg/ml NaCl 990 980 970 960
Benzalkoniumchlorid: 4mg/ml=4000µg/ml 263nm Lösungsreihe (4000µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,1% 0,2% 0,3% 0,4% AT (1%) 100 200 300 400 4µg/ml 8µg/ml 12µg/ml 16µg/ml NaCl 900 800 700 600
WF 2,5% 5% 7,5% 10% AT (100%) 25 50 75 100
100µg/ml 200µg/ml 300µg/ml 400µg/ml NaCl 990 980 970 960
Betamann®: 3mg/ml= 3000µg/ml 278nm Lösungsreihe (3000µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,05% 0,1% 0,15% 0,2% AT (1%) 50 100 150 200
1,5µg/ml 3,0µg/ml 4,5µg/ml 6,0µg/ml NaCl 950 900 850 800
WF 3% 6% 9% 12% AT (100%) 30 60 90 120
90µg/ml 180µg/ml 270µg/ml 360µg/ml NaCl 970 940 910 880
71 Anmerkung des Verfassers: Sämtliche folgenden Abbildungen und Tabellen sind
eigene Darstellungen. 72 Anmerkung des Verfassers: Die Prozentangaben beziehen sich jeweils auf die
Medikamentenverdünnung, die Angaben in µg/ml, bzw. mg/ml auf die daraus resul-tierende Wirkstoffkonzentration in der Medikamentenverdünnung.
Anhang
2
Floxal®: 3,0mg/ml= 3000µg/ml 300nm Lösungsreihe (3000µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,01% 0,02% 0,03% 0,04% AT (1%) 10 20 30 40 0,3µg/ml 0,6µg/ml 0,9µg/ml 1,2µg/ml NaCl 990 980 970 960
WF 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% AT (100%) 10 20 30 40
15µg/ml 30µg/ml 45µg/ml 60µg/ml NaCl 990 980 970 960
Ocuflur®:0,3mg/ml = 300µg/ml 247nm Lösungsreihe (300µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 1,3 2,6 3,9 5,2 AT (1%) 13 26 39 52
3,9µg/ml 7,8µg/ml 11,7µg/ml 15,6µg/ml NaCl 987 974 961 948
WF 5% 10% 15% 20% AT (100%) 50 100 150 200
5µg/ml 30µg/ml 45µg/ml 60µg/ml NaCl 950 900 850 800
Timomann®: 2,5mg/ml = 2500µg/ml 296nm Lösungsreihe (2500µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,01% 0,02% 0,03% 0,04% AT (1%) 10 20 30 40
0,25µg/ml 0,5µg/ml 0,75µg/ml 1,0µg/ml NaCl 990 980 970 960
WF 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% AT (1%) 200 400 600 800 5µg/ml 10µg/ml 15µg/ml 20µg/ml NaCl 800 600 400 200
Vividrin®: 0,5mg/ml = 500µg/ml 285nm Lösungsreihe (500µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,05% 0,1% 0,15% 0,2% AT (1%) 50 100 150 200 0,25µg/ml 0,5µg/ml 0,75µg/ml 1,0µg/ml NaCl 950 900 850 800
WF 2,5% 5% 7,5% 10% AT (100%) 25 50 75 100
12,5µg/ml 25µg/ml 37,5µg/ml 50µg/ml NaCl 975 950 925 900
Anhang
3
II Kalibrierungen
Kalibrierung Alphagan® für WF 55
0,0000
0,2000
0,4000
0,6000
0,8000
1,0000
1,2000
0,0000 20,0000 40,0000 60,0000
Konzentration in µg/ml
Abso
rptio
nsgr
ad
Messwerte derKalibrierungKalibrierfunktion
Kalibrierung BAC für A90 und Conflex
0,00000,00200,00400,00600,00800,01000,01200,01400,0160
0,0000 5,0000 10,0000 15,0000 20,0000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messw erte derKalibrierung
Kalibrierfunktion
Kalibrierung BAC für WF 55
0,00000,05000,10000,15000,20000,25000,30000,35000,4000
0,0000 100,0000
200,0000
300,0000
400,0000
500,0000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messwerte derKalibrierungKalibrierfunktion
Anhang
4
Kalibrierung Betamann® für A90 und Conflex
0,00000,00500,01000,01500,02000,02500,03000,0350
0,0000 2,0000 4,0000 6,0000 8,0000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messw erte derKalibrierung
Kalibrierfunktion
Kalibrierung Betamann® für WF 55
0,0000
0,5000
1,0000
1,5000
2,0000
0,0000 100,0000 200,0000 300,0000 400,0000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messwerte derKalibrierungKalibrierfunktion
Kalibrierung Floxal® für A90 und Conflex
0,0000
0,0100
0,0200
0,0300
0,0400
0,0500
0,0000 5,0000 10,0000 15,0000 20,0000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messw erte derKalibrierung
Kalibrierfunktion
Anhang
5
Kalibrierung Floxal® für WF55
0,0000
0,5000
1,0000
1,5000
2,0000
2,5000
0,0000 20,0000 40,0000 60,0000 80,0000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messwerte derKalibrierung
Kalibrierfunktion
Kalibrierung Ocuflur® für A90 und Conflex
0,0000
0,2000
0,4000
0,6000
0,8000
1,0000
1,2000
0,0000 5,0000 10,0000 15,0000 20,0000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messw erte derKalibrierung
Kalibrierfunktion
Kalibrierung Ocuflur® für WF55
0,0000
0,5000
1,0000
1,5000
2,0000
2,5000
3,0000
0,0000 10,0000
20,0000
30,0000
40,0000
50,0000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messwerte derKalibrierung
Kalibrierfunktion
Anhang
6
Kalibrierung Timomann® für A90 und Conflex
0,00000,00500,01000,01500,02000,02500,03000,0350
0,0000 0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000 1,2000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messw erte derKalibrierung
Kalibrierfunktion
Kalibrierung Timomann® für WF 55
0,0000
0,1000
0,2000
0,3000
0,4000
0,5000
0,6000
0,0000 5,0000 10,0000
15,0000
20,0000
25,0000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messwerte derKalibrierung
Kalibrierfunktion
Kalibrierung Vividrin® für A90 und Conflex
0,0000
0,0050
0,0100
0,0150
0,0200
0,0250
0,0000 0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000 1,2000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messw erte derKalibrierung
Kalibrierfunktion
Anhang
7
Kalibrierung Vividrin® für WF55
0,00000,10000,20000,30000,40000,50000,60000,70000,80000,9000
0,0000 20,0000 40,0000 60,0000
Konzentration in µg/ml
Abs
orpt
ions
grad
Messwerte derKalibrierungKalibrierfunktion
Anhang
8
III Absorptionsspektren der Medikamente
Alphagan® Absorptionsmaxima erwartet in: 319nm
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
Legende73
türkis: Alphagan® 100%
schwarz: Alphagan® 10%
grün: Alphagan® 1%
rot: Alphagan® 0,1%
blau: Alphagan® 0,01%
73 Anmerkung des Verfassers: Bei den folgenden Darstellungen der Absorptionsspekt-
ren der Medikamente steht die türkisfarbene Linie immer für die Ausgangskonzent-ration im puren Medikament, die schwarze Linie für die 10%ige Verdünnung, die grüne Linie für eine 1%ige Lösung, die rote Linie für eine Verdünnung auf 0,1% und blau für die Verdünnung auf 0,01%. Die Prozentangaben entsprechen also dem Verdünnungsgrad der Medikamente (nicht zu verwechseln mit den Wirkstoffkonzent-rationen).
Anhang
9
Benzalkoniumchlorid Absorptionsmaxima erwartet in:257nm, 263nm74, 269nm
190,0 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
Betamann® 0,3% Absorptionsmaxima erwartet in: 274nm, 278nm, 279nm
190,0 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500,0-0,50-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,00
nm
A
74 Anmerkung des Verfassers: Fett gedruckt sind in diesem Teil des Anhangs immer
die höchsten Banden des jeweiligen Absorptionsspektrums.
Anhang
10
Floxal® Absorptionsmaxima erwartet in: 226nm, 300nm, 327nm
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
Ocuflur® Absorptionsmaxima erwartet in: 247nm
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
Anhang
11
Timomann®
Absorptionsmaxima erwartet in: 296nm
190,0 250 300 350 400 450 500,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
Vividrin® akut Absorptionsmaxima erwartet in: 285nm
190,0 220 240 260 280 300 320 350,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
Anhang
12
IV Absorptionskurven der Extraktionslösungen Extraktionslösung aus 10 A90-Linsen versetzt mit Alphagan®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
Extraktionslösung aus 10 Conflex-Linsen versetzt mit Alphagan®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
Anhang
13
Extraktionslösung aus Weflex55-Linsen versetzt mit Alphagan®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
rot: 1 WF55+Alphagan®
blau: 2 WF55+Alphagan®
Extraktionslösung aus 7-9 A90-Linsen versetzt mit Benzalkoniumchlorid
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
grün: 7 A90+BAC
rot: 8 A90+BAC
blau: 9 A90+BAC
Anhang
14
Extraktionslösung aus 7-9 Conflex-Linsen versetzt mit Benzalkoniumch-
lorid
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
grün: 7 CF+BAC
rot: 8 CF+BAC
blau 9 CF+BAC
Extraktionslösung aus 1-5 A90-Linsen versetzt mit Betamann® 0,3%
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
türkis: 1 A90 + Betamann®
schwarz: 2 A90 + Betamann®
grün: 3 A90 + Betamann®
rot: 4 A90 + Betamann®
blau: 5 A90 + Betamann®
Anhang
15
Extraktionslösung aus 7-9 Conflex-Linsen versetzt mit Betamann® 0,3%
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
grün: 7 CF+Betamann®
rot: 8 CF+Betamann®
blau: 9 CF+Betamann®
Extraktionslösung aus Weflex55-Linsen versetzt mit Betamann® 0,3%
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
grün: 1 WF55+Betamann®
rot: 2 WF55+Betamann®
blau: 3 WF55+Betamann®
Anhang
16
Extraktionslösung aus 7-9 A90-Linsen versetzt mit Floxal®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
grün: 7 A90+Floxal®
rot: 8 A90+Floxal®
blau: 9 A90+Floxal®
Extraktionslösung aus 1-5 Conflex-Linsen versetzt mit Floxal®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
türkis: 1 CF+ Floxal®
schwarz: 2 CF+ Floxal®
grün: 3 CF+ Floxal®
rot: 4 CF+ Floxal®
blau: 5 CF+ Floxal®
Anhang
17
Extraktionslösung aus 3 Weflex55-Linsen versetzt mit Floxal®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,00
nm
A
grün: 1 WF+ Floxal®
rot : 2 WF+ Floxal®
blau:: 3 WF+ Floxal®
Extraktionslösung aus 1-5 A90-Linsen versetzt mit Ocuflur®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
türkis: 1 WF+ Floxal®
schwarz: 2 WF+ Floxal®
grün: 3 WF+ Floxal®
rot: 4 WF+ Floxal®
blau: 5 WF+ Floxal®
Anhang
18
Extraktionslösung aus 1-5 Conflex-Linsen versetzt mit Ocuflur®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
türkis: 1 WF+ Ocuflur®
schwarz: 2 WF+ Ocuflur ®
grün: 3 WF+ Ocuflur ®
rot: 4 WF+ Ocuflur ®
blau: 5 WF+ Ocuflur ®
Extraktionslösung aus 1-2 Weflex55-Linsen versetzt mit Ocuflur®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,00
nm
A
rot: 1 WF+ Ocuflur ®
blau: 2 WF+ Ocuflur ®
Anhang
19
Extraktionslösung aus 1-5 A90-Linsen versetzt mit Timomann®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
türkis: 1 A90 + Timomann®
schwarz: 2 A90 + Timomann®
grün: 3 A90 + Timomann®
rot: 4 A90 + Timomann®
blau: 5 A90 + Timomann®
Extraktionslösung aus 1-5 Conflex-Linsen versetzt mit Timomann®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
türkis: 1 CF+Timomann®
schwarz: 2 CF+Timomann®
grün: 3 CF+Timomann®
rot: 4 CF+Timomann®
blau: 5 CF+Timomann®
Anhang
20
Extraktionslösung aus 1-3 Weflex55-Linsen versetzt mit Timomann®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,00
nm
A
grün: 1 WF+Timomann®
rot: 2 WF+Timomann®
blau: 3 WF+Timomann®
Extraktionslösung aus 7-9 A90-Linsen versetzt mit Vividrin®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
grün: 7 A90+Vividrin®
rot: 8 A90+Vividrin®
blau: 9 A90+Vividrin®
Anhang
21
Extraktionslösung aus 1-5 Conflex-Linsen versetzt mit Vividrin®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,50
nm
A
türkis: 1 CF+ Vividrin ®
schwarz: 2 CF+ Vividrin ®
grün: 3 CF+ Vividrin ®
rot: 4 CF+ Vividrin ®
blau: 5 CF+ Vividrin ®
Extraktionslösung aus 1-3 Weflex55-Linsen versetzt mit Vividrin®
190,0 250 300 350 400,0-0,50
0,0
0,5
1,0
1,50
nm
A
rot: 1 WF55+ Vividrin®
grün: 2 WF55+ Vividrin®
blau: 3 WF55+ Vividrin®
Anhang
22
V Messergebnisse Desorptionsverhalten
Ergebnisse Alphagan®
Kalibrierwerte Alphagan® A90 + CF WF55 y= Konzentration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
y= Konzentration (µg/ml)
x= Absorpti-onsgrad
0,3250 0,0053 13,0000 0,24910,6500 0,0115 26,0000 0,49650,9750 0,0176 39,0000 0,74281,3000 0,0237 52,0000 0,9984
Messergebnisse
Absorptionsgrad
Konzentration in µg/ml je Mess-gang
mittlere Kon-zentration in µg/ml je Linse
0,0142 0,7953 0,07950,0133 0,7476 0,07480,0136 0,7635 0,07630,0138 0,7741 0,0774
A90
0,0141 0,7900 0,0790Mittelwert 0,0138 0,7741 0,0774Varianz 0,000000 0,000304 Standardabweichung 0,0004 0,0195
0,0077 0,4507 0,04510,0071 0,4188 0,04190,0092 0,5302 0,05300,0077 0,4507 0,0451
Conflex
0,0085 0,4931 0,0493Mittelwert 0,0080 0,4687 0,0469Varianz 0,000001 0,001502 Standardabweichung 0,0008 0,0433
0,9045 47,2387 47,23870,8929 46,6342 46,63420,8828 46,1078 46,10780,9419 49,1879 49,1879
WF 55
0,8703 45,4563 45,4563Mittelwert 0,8985 46,9250 46,9250Varianz 0,0006 1,6257 Standardabweichung 0,0274 1,4255
Anhang
23
Ergebnisse Benzalkoniumchlorid Kalibrierwerte BAC A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
y= Konzentration (µg/ml)
x= Absorp-tionsgrad
4,0000 0,0034 100,0000 0,08808,0000 0,0076 200,0000 0,1850
12,0000 0,0114 300,0000 0,273316,0000 0,0149 400,0000 0,3570
Messergebnisse
Absorptionsgrad
Konzentration in µg/ml je Messgang
mittlere Konzentra-tion in µg/ml je Linse
0,0083 8,9313 0,89310,0075 8,0972 0,80970,0083 8,9313 0,89310,0095 10,1825 1,0182
A90
0,0086 9,2441 0,9244Mittelwert 0,0084 9,0773 0,9077Varianz 0,000000 0,450492 Standardabweichung 0,0007 0,7504
0,0089 9,5569 0,95570,0083 8,9313 0,89310,0075 8,0972 0,80970,0083 8,9313 0,8931
Conflex
0,0087 9,3484 0,9348Mittelwert 0,0083 8,9730 0,8973Varianz 0,000000 0,250466 Standardabweichung 0,0005 0,5595
0,3467 384,8590 384,85900,3531 391,9994 391,99940,3392 376,4913 376,49130,3551 394,2308 394,2308
WF 55
0,3281 364,1072 364,1072Mittelwert 0,3444 382,3375 382,3375Varianz 0,0001 121,5367 Standardabweichung 0,0110 12,3256
Anhang
24
Ergebnisse Betamann® 0,3% Kalibrierwerte Betamann® 0,3% A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml) x= Absorptionsgrad
y= Konzent-ration (µg/ml)
x= Absorp-tionsgrad
4,0000 0,0034 90,0000 0,42378,0000 0,0076 180,0000 0,8378
12,0000 0,0114 270,0000 1,288816,0000 0,0149 360,0000 1,7359
Messergebnisse
Absorptionsgrad
Konzentration in µg/ml je Messgang
mittlere Konzentra-tion in µg/ml je Linse
0,0093 9,9739 0,99740,0092 9,8697 0,98700,0096 10,2867 1,02870,0088 9,4526 0,9453
A90
0,0094 10,0782 1,0078Mittelwert 0,0093 9,9322 0,9932Varianz 0,000000 0,076531 Standardabweichung 0,0003 0,3093 Boston 7 0,0106 11,3294 1,1329
0,0148 15,7084 1,57080,0151 16,0212 1,60210,0150 15,9170 1,59170,0146 15,4999 1,5500
Conflex
0,0149 15,8127 1,5813Mittelwert 0,0149 15,7919 1,5792Varianz 0,000000 0,032178 Standardabweichung 0,0002 0,2006
0,6490 138,3571 138,35710,6764 143,9754 143,97540,6971 148,2199 148,21990,7027 149,3681 149,3681
WF 55
0,6876 146,2719 146,2719Mittelwert 0,6826 145,2385 145,2385Varianz 0,0004 15,1920 Standardabweichung 0,0213 4,3578
Anhang
25
Ergebnisse Floxal® Kalibrierwerte Floxal® A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)
y= Konzentration (µg/ml)
x= Absorpti-onsgrad
3,9000 0,0103 15,0000 0,47747,8000 0,0221 30,0000 0,9111
11,7000 0,0344 45,0000 1,438515,6000 0,0431 60,0000 1,9953
Messergebnisse
Absorptionsgrad
Konzentration in µg/ml je Mess-gang
mittlere Konzentrati-on in µg/ml je Linse
0,0219 7,7962 0,77960,0212 7,5509 0,75510,0227 8,0766 0,80770,0231 8,2168 0,8217
A90
0,0219 7,7962 0,7796Mittelwert 0,0222 7,8874 0,7887Varianz 0,000000 0,054824 Standardabweichung 0,0007 0,2618
0,0126 4,5371 0,45370,0133 4,7824 0,47820,0123 4,4319 0,44320,0129 4,6422 0,4642
Conflex
0,0131 4,7123 0,4712Mittelwert 0,0128 4,6212 0,4621Varianz 0,000000 0,015524 Standardabweichung 0,0004 0,1393
1,8384 56,1241 56,12411,9544 59,5380 59,53801,8446 56,3066 56,30661,9379 59,0524 59,0524
WF 55
2,0113 61,2126 61,2126Mittelwert 1,9173 58,4467 58,4467Varianz 0,0044 3,8365 Standardabweichung 0,0744 2,1899
Anhang
26
Ergebnisse Floxal® Kalibrierwerte Floxal® A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
y= Konzent-ration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
3,9000 0,0103 15,0000 0,47747,8000 0,0221 30,0000 0,9111
11,7000 0,0344 45,0000 1,438515,6000 0,0431 60,0000 1,9953
Messergebnisse
Absorptionsgrad
Konzentration in µg/ml je Messgang
mittlere Konzent-ration in µg/ml je Linse
0,0219 7,7962 0,77960,0212 7,5509 0,75510,0227 8,0766 0,80770,0231 8,2168 0,8217
A90
0,0219 7,7962 0,7796Mittelwert 0,0222 7,8874 0,7887Varianz 0,000000 0,054824 Standardabweichung 0,0007 0,2618
0,0126 4,5371 0,45370,0133 4,7824 0,47820,0123 4,4319 0,44320,0129 4,6422 0,4642
Conflex
0,0131 4,7123 0,4712Mittelwert 0,0128 4,6212 0,4621Varianz 0,000000 0,015524 Standardabweichung 0,0004 0,1393
1,8384 56,1241 56,12411,9544 59,5380 59,53801,8446 56,3066 56,30661,9379 59,0524 59,0524
WF 55
2,0113 61,2126 61,2126Mittelwert 1,9173 58,4467 58,4467Varianz 0,0044 3,8365 Standardabweichung 0,0744 2,1899
Anhang
27
Ergebnisse Ocuflur®
Kalibrierwerte Ocuflur® A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
y= Konzent-ration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
3,9000 0,2500 15,0000 0,96227,8000 0,5156 30,0000 1,8717
11,7000 0,7587 45,0000 2,694915,6000 1,0022
Messergebnisse
Absorptionsgrad
Konzentration in µg/ml je Messgang
mittlere Konzent-ration in µg/ml je Linse
0,7658 11,8424 1,18420,7513 11,6163 1,16160,6673 10,3063 1,03060,7732 11,9578 1,1958
A90
0,7616 11,7769 1,1777Mittelwert 0,7438 11,4999 1,1500Varianz 0,001515 0,368365 Standardabweichung 0,0435 0,6786
0,3257 4,9793 0,49790,3141 4,7984 0,47980,3120 4,7656 0,47660,3194 4,8810 0,4881
Conflex
0,3178 4,8561 0,4856Mittelwert 0,3178 4,8561 0,4856Varianz 0,000022 0,005462 Standardabweichung 0,0053 0,0826
2,007 32,8383 32,83831,9258 31,4336 31,43361,8164 29,5410 29,54101,9634 32,0840 32,0840
WF 55
2,0599 33,7535 33,7535Mittelwert 1,9545 31,9301 31,9301Varianz 0,0068 2,0255 Standardabweichung 0,0920 1,5912
Anhang
28
Ergebnisse Timomann® Kalibrierwerte Timomann® A90& Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
y= Konzent-ration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
0,2500 0,0069 5,0000 0,13600,5000 0,0143 10,0000 0,27270,7500 0,0218 15,0000 0,40711,0000 0,0284 20,0000 0,5423
Messergebnisse
Absorptionsgrad
Konzentration in µg/ml je Messgang
mittlere Konzent-ration in µg/ml je Linse
0,0298 1,0396 0,10400,0257 0,8973 0,08970,0277 0,9667 0,09670,0286 0,9980 0,0998
A90
0,0271 0,9459 0,0946Mittelwert 0,0278 0,9695 0,0970Varianz 0,000002 0,002299 Standardabweichung 0,0015 0,0536
0,0190 0,6649 0,06650,0173 0,6059 0,06060,0165 0,5782 0,05780,0182 0,6371 0,0637
Conflex
0,0171 0,5990 0,0599Mittelwert 0,0176 0,6170 0,0617Varianz 0,000001 0,000931 Standardabweichung 0,0010 0,0341
0,5399 19,9031 19,90310,5179 19,0903 19,09030,4956 18,2664 18,26640,5041 18,5804 18,5804
WF 55
0,4893 18,0336 18,0336Mittelwert 0,5094 18,7748 18,7748Varianz 0,0003 0,4436 Standardabweichung 0,0202 0,7447
Anhang
29
Ergebnisse Vividrin® akut Kalibrierwerte Vividrin® A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
y= Konzent-ration (µg/ml)
x= Absorptions-grad
0,2500 0,0045 12,5000 0,19540,5000 0,0103 25,0000 0,40610,7500 0,0150 37,5000 0,61531,0000 0,0215 50,0000 0,8109
Messergebnisse
Absorptionsgrad
Konzentration in µg/ml je Messgang
mittlere Konzent-ration in µg/ml je Linse
0,0128 0,6239 0,06240,0133 0,6462 0,06460,0135 0,6552 0,06550,0137 0,6641 0,0664
A90
0,0134 0,6507 0,0651Mittelwert 0,0133 0,6480 0,0648Varianz 0,000000 0,000181 Standardabweichung 0,0003 0,0150
0,0077 0,3958 0,03960,0081 0,4137 0,04140,0076 0,3913 0,03910,0078 0,4002 0,0400
Conflex
0,0083 0,4226 0,0423Mittelwert 0,0079 0,4047 0,0405Varianz 0,000000 0,000136 Standardabweichung 0,0003 0,0130
0,4719 29,1209 29,12090,4886 30,1361 30,13610,4869 30,0327 30,03270,4608 28,4462 28,4462
WF 55
0,4607 28,4401 28,4401Mittelwert 0,4738 29,2352 29,2352Varianz 0,0001 0,5431 Standardabweichung 0,0136 0,8239
Anhang
30
Gesamtübersicht der mittleren Wirkstoffkonzentra-tion je Linse
Mittlere Wirkstoffkonzentration in µg/ml je
Linse Medikament (Aus-gangskonzentration in
%) A90 Conflex WF55 Alphagan® (0,13%) 0,0774 0,0469 46,9250BAC (0,4%) 0,9077 0,8973 382,3375Betamann® (0,3%) 0,9932 1,5792 145,2385Floxal® (0,3%) 0,7887 0,4621 58,4467Ocuflur® (0,03%) 1,1500 0,4856 31,9301Timomann® (0,25%) 0,0970 0,0617 18,7748Vividrin® (0,0015%) 0,0648 0,0405 29,2352
Anhang
31
VI Wirkstoffkonzentration der Extraktionslösung der formstabi-len Linsen gegenüber der, der weichen Linsen
Vergleich der Quantitativen Messergebnisse
0,0000
50,0000
100,0000
150,0000
200,0000
250,0000
300,0000
350,0000
400,0000
450,0000
Alphag
an® (0
,13%)
BAC (0,4%
)
Betaman
n® (0
,3%)
Floxal®
(0,3%
)
Ocuflu
r® (0
,03%)
Timom
ann®
(0,25
%)
Vividri
n® (0
,0015
%)
Augentropfen
Wirk
stof
fkon
zent
ratio
n in
µg/
ml
A90ConflexWF55
Anhang
32
VII Messergebnisse der Extraktionslösungen nach Einwirkung durch Einflussfaktoren
Wirkung der Einflussfaktoren unter Verwen-dung von BAC
Kalibrierwerte BAC x= Absorptionsgrad
y= Konzent-ration (µg/ml) pro Messung à 10 CL
y= Kon-zentration (µg/ml) pro Messung à 10 CL
0,0034 4,0000 0,4000 0,0076 8,0000 0,8000 0,0114 12,0000 1,2000 0,0149 16,0000 1,6000
Ergebnisse der Messungen Ohne Einflüsse
Absorpti-onsgrad
Konz. [mg/ml] je CL
0,0083 0,8931 0,0075 0,8097 0,0083 0,8931 0,0085 0,9140
A90
0,0086 0,9244 Mittelwert 0,0082 0,8869 Varianz 0,000000 0,001635 Standard-abweichung 0,0004 0,0452
0,0089 0,9557 0,0083 0,8931 0,0075 0,8097 0,0083 0,8931
Conflex
0,0087 0,9348 Mittelwert 0,0083 0,8973 Varianz 0,0000 0,0025 Standard-abweichung 0,0005 0,0560
Anhang
33
Einfluss durch abrasiven Reiniger
Einfluss durch höhere Temperatur 35°
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
0,0077 0,8306 0,0171 1,81070,0074 0,7993 0,0174 1,8419A90 0,0076 0,8201 0,0170 1,8002
Mittelwert 0,0076 0,8167 0,0172 1,8176Varianz 0,000000 0,000169 0,000000 0,000314Standard-abweichung 0,0002 0,0159 0,0002 0,0217
0,0072 0,7784 0,0127 1,35190,0075 0,8097 0,0126 1,3415Conflex 0,0073 0,7889 0,0130 1,3832
Mittelwert 0,0073 0,7923 0,0128 1,3588Varianz 0,000000 0,000169 0,000000 0,000314Standard-abweichung 0,0002 0,0159 0,0002 0,0217
Einfluss durch BewegungEinfluss durch
künstliche Träne
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
0,0110 1,1746 0,0041 0,45520,0104 1,1121 0,0037 0,4135A90 0,0108 1,1538 0,0038 0,4239
Mittelwert 0,0107 1,1468 0,0039 0,4309Varianz 0,000000 0,000676 0,000000 0,000314Standard-abweichung 0,0003 0,0319 0,0002 0,0217
0,0086 0,9244 0,0029 0,33010,0088 0,9453 0,0032 0,3614Conflex 0,0087 0,9348 0,0029 0,3301
Mittelwert 0,0087 0,9348 0,0030 0,3405Varianz 0,000000 0,000072 0,000000 0,000217Standard-abweichung 0,0001 0,0104 0,0002 0,0181
Anhang
34
Zeitabhängigkeit des Desorptionsverhaltens unter Verwendung von Benzalkoniumchlorid Kalibrierwerte BAC x= Absorptions-grad
y= Konzent-ration (µg/ml) pro Messung à 10 CL
y= Kon-zentration (µg/ml) pro Mes-sung à 10 CL
0,0034 4,0000 0,4000 0,0076 8,0000 0,8000 0,0114 12,0000 1,2000 0,0149 16,0000 1,6000
1. Zeitabhängige Messung
Messung nach 1 Stunde
Messung nach 6 Stunden
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
0,0050 0,5491 0,0087 0,93480,0054 0,5908 0,0095 1,0182A90 0,0051 0,5595 0,0089 0,9557
Mittelwert 0,0052 0,5664 0,0090 0,9696Varianz 0,000000 0,000314 0,000000 0,001256Standard-abweichung 0,0002 0,0217 0,0004 0,0434
0,0033 0,3718 0,0059 0,64290,0039 0,4344 0,0067 0,7263Conflex 0,0049 0,5386 0,0063 0,6846
Mittelwert 0,0040 0,4483 0,0063 0,6846Varianz 0,000000 0,004735 0,000000 0,001160Standard-abweichung 0,0008 0,0843 0,0004 0,0417
Anhang
35
Messung nach
24 Stunden Messung nach
48 Stunden
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
0,0137 1,4562 0,0161 1,70640,0122 1,2998 0,0157 1,6647A90 0,0141 1,4979 0,0165 1,7481
Mittelwert 0,0133 1,4179 0,0161 1,7064Varianz 0,000001 0,007271 0,000000 0,001160Standard-abweichung 0,0010 0,1044 0,0004 0,0417
0,0079 0,8514 0,0139 1,47700,0097 1,0391 0,0149 1,5813Conflex 0,0084 0,9036 0,0148 1,5708
Mittelwert 0,0087 0,9314 0,0145 1,5430Varianz 0,000001 0,006257 0,000000 0,002198Standard-abweichung 0,0009 0,0969 0,0006 0,0574
Messung nach
72 Stunden
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
0,0229 2,4154 0,0199 2,1026 A90 0,0219 2,3111
Mittelwert 0,0216 2,2764 Varianz 0,000002 0,016910 Standard-abweichung 0,0015 0,1593
0,0156 1,6543 0,0208 2,1964 Conflex 0,0263 2,7699
Mittelwert 0,0209 2,2069 Varianz 0,000019 0,207490 Standard-abweichung 0,0054 0,5579
Anhang
36
2. Mehrfachextraktion Ergebnisse der Messungen mit Benzalkoniumchlorid
Erstextraktion (über Nacht)
Zweitextraktion (nach 6h)
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
0,0091 0,9765 0,0032 0,36140,0089 0,9557 0,0039 0,4344A90 0,0061 0,6637 0,0031 0,3510
Mittelwert 0,0080 0,8653 0,0034 0,3822Varianz 0,000002 0,020389 0,000000 0,001377Standard-abweichung 0,0017 0,1749 0,0004 0,0454
0,0062 0,6742 0,0027 0,30930,0059 0,6429 0,0028 0,3197Conflex 0,0081 0,8723 0,0035 0,3927
Mittelwert 0,0067 0,7298 0,0030 0,3405Varianz 0,000001 0,010315 0,000000 0,001377Standard- abweichung 0,0012 0,1244 0,0004 0,0454
Anhang
37
Auswirkung der Einflussfaktoren unter Verwen-dung von Timomann
KalibrierwerteTimomann
x= Absorptions-grad
y= Konzent-ration (µg/ml) pro Messung
à 10 CL
y= Konzent-ration (µg/ml) pro Linse
0,0069 0,2500 0,0250 0,0143 0,5000 0,0500 0,0218 0,7500 0,0750 0,0284 1,0000 0,1000
Ohne Einflüsse
Absorptions-
grad Konz. [mg/ml] je CL
0,0298 0,1040 0,0257 0,0897 0,0277 0,0967 0,0286 0,0998
A90
0,0271 0,0946
Mittelwert 0,0278 0,0970
Varianz 0,000002 0,000023
Standard-abweichung 0,0015 0,0054
0,0190 0,0665 0,0173 0,0606 0,0165 0,0578 0,0182 0,0637
Conflex
0,0171 0,0599
Mittelwert 0,0176 0,0617
Varianz 0,000001 0,000009
Standard-abweichung 0,0010 0,0034
Anhang
38
Einfluss durch abrasiver Reiniger Temperatureinfluss 35°
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
Absorptions- grad
Konz. [mg/ml] je CL
0,0233 0,0814 0,0879 0,3055
0,0228 0,0797 0,0897 0,3118A90 0,0229 0,0800 0,0888 0,3087
Mittelwert 0,0230 0,0804 0,0888 0,3087
Varianz 0,000000 0,000001 0,000001 0,000006
Standard-abweichung 0,0003 0,0009 0,0009 0,0031
0,0066 0,0235 0,0199 0,0696
0,0062 0,0221 0,0193 0,0675Conflex 0,0066 0,0235 0,0198 0,0693
Mittelwert 0,0065 0,0230 0,0197 0,0688
Varianz 0,000000 0,000000 0,000000 0,000001
Standard-abweichung 0,0002 0,0008 0,0003 0,0011
Einfluss durch Bewegung
Einfluss durch künstliche Träne
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
Absorptions- grad
Konz. [mg/ml] je CL
0,0834 0,2899 0,0124 0,0436
0,0844 0,2934 0,0123 0,0432A90 0,0842 0,2927 0,0118 0,0415
Mittelwert 0,0840 0,2920 0,0122 0,0428
Varianz 0,000000 0,000002 0,000000 0,000001
Standard-abweichung 0,0005 0,0018 0,0003 0,0011
Anhang
39
0,0092 0,0325 0,0062 0,0221
0,0084 0,0297 0,0055 0,0197Conflex 0,0096 0,0339 0,0059 0,0210
Mittelwert 0,0091 0,0320 0,0059 0,0209
Varianz 0,000000 0,000003 0,000000 0,000001
Standard-abweichung 0,0006 0,0021 0,0004 0,0012
1. Zeitabhängigge Messung
Messung nach 1 Stunde
Messung nach 6 Stunden
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
Absorptions- grad
Konz. [mg/ml] je CL
0,0531 0,1848 0,0825 0,2868
0,0474 0,1650 0,0813 0,2826A90 0,0494 0,1720 0,0949 0,3298
Mittelwert 0,0862 0,1739 0,0862 0,2997
Varianz 0,000006 0,000067 0,000038 0,000455
Standard- abweichung 0,0075 0,0100 0,0075 0,0261
0,0058 0,0304 0,0086 0,0304
0,0049 0,0325 0,0092 0,0325Conflex 0,0055 0,0356 0,0101 0,0356
Mittelwert 0,0093 0,0328 0,0093 0,0328
Varianz 0,000000 0,000005 0,000000 0,000005
Standard- abweichung 0,0008 0,0026 0,0008 0,0026
Anhang
40
Messung nach
24 Stunden Messung nach
48 Stunden
Absorptions-grad
Konz. [mg/ml] je CL
Absorptions- grad
Konz. [mg/ml] je CL
0,1179 0,4096 0,1209 0,4200
0,1116 0,3878 0,1162 0,4037A90 0,1114 0,3871 0,1268 0,4405
Mittelwert 0,1136 0,3948 0,1213 0,4214
Varianz 0,000009 0,000110 0,000019 0,000226
Standard- abweichung 0,0037 0,0128 0,0053 0,0184
0,0114 0,0401 0,0234 0,0818
0,0138 0,0484 0,0228 0,0797Conflex 0,0120 0,0422 0,0201 0,0703
Mittelwert 0,0124 0,0436 0,0221 0,0772
Varianz 0,000001 0,000013 0,000002 0,000025
Standard- abweichung 0,0012 0,0043 0,0018 0,0061
Anhang
41
VIII Zusammensetzung der Träne
Die Träne ist aus verschiedenen Phasen aufgebaut. Für diese Versu-
che relevant sind die Lipidschicht und die wässrige Schicht, da Ablage-
rungen auf der Contactlinse nur aus diesen Schichten resultieren. Die
Lipidschicht enthält Cholesterylester, Cholesterin, Triglyceride und
Phospholipide. Dieser schließt sich die wässrige Schicht an, die zu 98-
99% aus Wasser besteht, worin sich neben circa 1% anorganischer
Salze auch Glucose, Harnstoff, Mucin und ungefähr 0,2- 0,6% Proteine,
wie zum Beispiel Globulin, Albumin und Lysozym befinden.75 Lysozym
als basischer Stoff und das Albumin, welches sauer ist, bilden hierbei
gemeinsam ein körpereigenes Puffersystem, das für einen konstanten
pH-Wert des Tränenfilms sorgt76.
75 Vgl. Eckert, G., Optimaler Umgang mit der Kontaktlinse, S. 10. 76 Vgl. Baron, H., Kontaktlinsen, S. 101.
42
Eidesstattliche Erklärung
Hiermit erkläre ich an Eides Statt, dass ich die vorliegende Arbeit
selbstständig und ohne unerlaubte Hilfe angefertigt, andere als die
angegebenen Quellen nicht benutzt und die den benutzten Quellen
wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen als solche kenntlich ge-
macht habe.
Kiel, den 24. Januar 2007
Julia Piepenstock