Film forming polymeric solutions as drug delivery systems for the skin

Abstract

The aim of this thesis was to develop and investigate film forming polymeric solutions as a novel delivery system for the skin. These solutions form very thin, flexible and almost invisible films on the skin which can serve as a reservoir for the transdermal delivery of drugs. In a first step various excipients were studied and formulation experiments were performed to provide the technological basis for the new delivery system. Compositions with different polymers were identified that provided suitable properties for the intended application (short drying time, low viscosity, permanence on the skin). Methods for the evaluation and characterization of the novel dosage form were developed and assessed. The drug delivery from the film forming systems through human epidermis was investigated with caffeine as model drug and steroidal hormones as therapeutically relevant compounds. The impact of different parameters on the drug permeation from the polymeric system was tested. Among these parameters were the nature of the solvent, the drug concentration or the incorporation of chemical enhancers. Finally, comparative in vitro and in vivo studies with registered transdermal patches were carried out to assess the drug delivering potential of the new dosage form for steroidal hormones. The obtained results have demonstrated that film forming polymeric solutions are a promising approach for transdermal drug delivery that should be pursued further in the future.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, filmbildenden Polymerlösungen als neue Arzneiform für die Haut zu entwickeln und zu untersuchen. Diese Lösungen bilden auf der Haut sehr dünne, flexible und nahezu unsichtbare Filme, die als Reservoir für die transdermale Wirkstoffapplikation dienen können. In einem ersten Schritt wurden verschiedene Hilfsstoffe getestet und Formulierungsversuche durchgeführt, um eine technologische Basis für die neue Darreichungsform zu schaffen. Zubereitungen mit verschiedenen Polymeren wurden identifiziert, die geeignete Eigenschaften für die beabsichtigte Anwendung aufwiesen (kurze Trocknungsdauer, geringe Viskosität, Nachhaltigkeit auf der Haut). Methoden zur Evaluierung und Charakterisierung der Formulierungen wurden entwickelt und bewertet. Die Wirkstoffverabreichung aus den filmbildenden Systemen durch Humanepidermis wurde mit der Modellsubstanz Koffein sowie mit therapeutisch relevanten steroidalen Hormonen untersucht. Der Einfluss verschiedener Parameter auf die Wirkstoffpenetration aus den Polymersystemen wurde getestet. Zu diesen Parametern gehörten die Art des Lösungsmittels, die Wirkstoffbeladung und die Gegenwart von chemischen Penetrationsverbesserern. Schließlich wurden vergleichende Untersuchungen mit zugelassenen transdermalen Pflastern durchgeführt, um das Potential der neuen Arzneiform hinsichtlich der Wirkstoffverabreichung einschätzen zu können. Die erzielten Ergebnisse haben gezeigt, dass filmbildende Polymerlösungen ein vielversprechender Ansatz für die transdermale Wirkstoffgabe sind, der in Zukunft weiterverfolgt werden sollte.