Dissertation Steffi Loy · Struktur, einer Zwischenkette und einer hydrophilen Struktur, welche...

Tierexperimentelle Untersuchungen zur lokalanästhetischen

Wirkung sowie Abklärung der Toxizität von einigen neuen

Morpholin- und Diethanolaminderivaten aus der Gruppe

der Fomocaine

Dissertation

Zur Erlangung des akademischen Grades

doctor medicinae (Dr. med.)

vorgelegt dem Rat der Medizinischen Fakultät

der Friedrich-Schiller-Universität Jena

von

Steffi Loy

geboren am 31.10.1977

in Arnstadt

Gutachter:

1. ...................

2. ...................

3. ...................

Tag der öffentlichen Verteidigung: 02.12.2003

Inhalt Abkürzungsverzeichnis 1. Einleitung................................................................................................................................. 1

1.1. Schmerz ............................................................................................................................. 1 1.2. Der periphere Nerv ............................................................................................................ 1 1.3. Die Geschichte der Lokalanästhesie .................................................................................. 2 1.4. Lokalanästhetika ................................................................................................................ 4

1.4.1. Allgemeine Eigenschaften der Lokalanästhetika ....................................................... 4 1.4.2. Wirkungsmechanismus der Lokalanästhetika ............................................................ 9 1.4.3. Nebenwirkungen der Lokalanästhetika .................................................................... 11 1.4.4. Anwendung der Lokalanästhetika ............................................................................ 13

1.5. Problemstellung ............................................................................................................... 15 2. Material und Methoden........................................................................................................ 16

2.1. Versuchstiere ................................................................................................................... 16 2.2. Substanzen ....................................................................................................................... 16

2.2.1. Referenzsubstanzen .................................................................................................. 17 2.2.1.1. Fomocain........................................................................................................... 18 2.2.1.2. Procain .............................................................................................................. 19 2.2.1.3. Tetracain............................................................................................................ 20

2.2.2. Testsubstanzen.......................................................................................................... 20 2.3. Tierexperimentelle Prüfmodelle ...................................................................................... 22

2.3.1. Bestimmung der Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus der Ratte.................... 22 2.3.2. Bestimmung der Oberflächenanästhesie an der Cornea der Ratte............................ 24 2.3.3. Bestimmung der LD50............................................................................................... 25 2.3.4. Vorversuche.............................................................................................................. 26

2.4. Auswertung und Statistik................................................................................................. 28 3. Ergebnisse.............................................................................................................................. 32

3.1. Allgemeines ..................................................................................................................... 32 3.2. Testung der lokalanästhetischen Wirksamkeit ................................................................ 33

3.2.1. Bestimmung der Leitungsanästhesie ........................................................................ 33 3.2.2. Bestimmung der Parese ............................................................................................ 38 3.2.3. Bestimmung der Oberflächenanästhesie .................................................................. 43 3.2.4. Bestimmung der Toxizität ........................................................................................ 50

4. Diskussion .............................................................................................................................. 54 4.1. Vergleich der Referenzsubstanzen Fomocain, Procain und Tetracain ............................ 54 4.2. Fomocain- Derivate ......................................................................................................... 59

4.2.1. Morpholinderivate .................................................................................................... 60 4.2.2. Diethanolaminderivate ............................................................................................. 63

4.3. Struktur- Wirkungs- Beziehung....................................................................................... 68 5. Zusammenfassung................................................................................................................. 70 6. Anhang................................................................................................................................... 72

6.1. Leitungsanästhesie........................................................................................................... 72 6.1.1. Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus............................................................... 72 6.1.2. Parese am Nervus ischiadicus .................................................................................. 73

6.2. Oberflächenanästhesie an der Cornea.............................................................................. 74 6.3. LD50 nach intraperitonealer Injektion .............................................................................. 75

7. Literaturverzeichnis ............................................................................................................. 77 Ehrenwörtliche Erklärung

Lebenslauf

Danksagung

Abkürzungsverzeichnis

EC : Effektive Konzentration

F : signifikanter Unterschied zu Fomocain

Fomo : Fomocain

HS : Humanserum

HWZ : Halbwertszeit

k.W. : keine Wirkung

KM : Körpermasse

L : Löslichkeit

LA : Lokalanästhetikum

LB : Langzeitbeeinträchtigung

LD50 : Dosis bei der eine Letalität von 50 % auftritt

n : Anzahl der Tiere in einer Gruppe

n. b. : nicht bestimmbar

n.v. : nicht verwertbar

OIG : obere Intervallgrenze

P : signifikanter Unterschied zu Procain

Pv : Verteilungskoeffizient

PEB : Prozentuale Eiweissbindung

Proc : Procain

Sm : Schmelztemperatur

T : signifikanter Unterschied zu Tetracain

Tetr : Tetracain

UIG : untere Intervallgrenze

1 Einleitung

1

1. Einleitung

1.1. Schmerz

Seit Menschengedenken besteht der Wunsch, Schmerzen zu lindern. Laut WHO ist

Schmerz ein unangenehmes Sinnes- und Gefühlserlebnis, das mit aktueller oder

potentieller Gewebeschädigung verknüpft ist oder mit dem Begriff einer solchen

Schädigung beschrieben wird. Schon hieraus geht hervor, dass Schmerz nicht nur eine

reine Sinnesempfindung ist, sondern zugleich ein unlustbetontes Gefühlserlebnis darstellt

und unter Umständen auch ohne tatsächliche Gewebeschädigung auftreten kann. Der

Schmerz kann in zwei große Gruppen unterteilt werden, welche entsprechend ihrem

Entstehungsort unterschieden werden. So lässt sich der somatische Schmerz, welcher den

Tiefenschmerz aus Muskeln, Gelenken, Knochen sowie Bindegewebe und den

Oberflächenschmerz der Haut beinhaltet, vom visceralen Schmerz der Eingeweide

abgrenzen. Schmerzrezeptoren, die durch Reize erregt werden, sind im ganzen Körper in

unterschiedlicher Dichte verteilt, befinden sich aber nicht in allen Geweben. Das Gehirn

z.B. besitzt keine solchen Rezeptoren, ist aber von den äußerst schmerzempfindlichen

Hirnhäuten umgeben. Gleiches gilt analog für Knochen und Knochenhaut. Die

Nozizeptoren (= Schmerzrezeptoren) sind polymodal, d.h., sie reagieren auf verschiedene

Reizqualitäten, z.B. auf mechanische, thermische und chemische Reize. Nach Generation

eines Aktionspotentials wird die Erregung zum ZNS weitergeleitet. Dies geschieht über

afferente Aδ- und C-Fasern (Strichartz 1993). Im Rahmen der Schmerzverarbeitung

kommt es zu motorischen Flucht- und Schutzreflexen (z.B. Wegziehreflex, siehe auch

Versuch zur Leitungsanästhesie 2.3.1., Seite 22) und zu Reaktionen des vegetativen

Nervensystems mit Anstieg von Blutdruck, Herz- und Atemfrequenz sowie zur

Mydriasis. Die Schmerzempfindung kann sowohl abgeschwächt als auch erhöht sein, was

als Hypästhesie bzw. Hyperästhesie bezeichnet wird. Die Anästhesie ist eine vollständige

Ausschaltung der Schmerzempfindung (Dudel 1997, Schaible und Schmidt 1997).

1.2. Der periphere Nerv Der periphere Nerv stellt den Angriffsort für Lokalanästhetika dar. Er ist in seiner

Gesamtheit vom Epineurium umgeben, welches die Hauptbarriere für alle

Lokalanästhetika (LA) darstellt. Im Inneren des Nerven sind die Faszikel vom

1 Einleitung

2

Perineurium umgeben und die darin befindlichen einzelnen Axone vom Endoneurium. Es

gibt myelinisierte und nicht-myelinisierte Fasern. An den myelinisierten Aδ-Fasern

existieren regelmäßige Unterbrechungen der Myelinscheide, die Ranvier’schen

Schnürringe, welche die strukturellen Elemente der Exazerbation darstellen. D.h., nur in

diesen Abschnitten befinden sich Na+-Kanäle, die für die Generation von

Aktionspotentialen verantwortlich sind. An den nicht-myelinisierten C-Fasern hingegen

finden sich überall Na+-Kanäle. Unter klinischen Bedingungen werden nach Applikation

von LA kleine Axone eher als die großen Axone inhibiert (Strichartz 1993). Dies würde

bedeuten, dass die Sensibilität inklusive Schmerzempfindung regelmäßig vor der

Motorik, welche über dicke Aγ-, Aβ- und Aα-Fasern geleitet wird, ausfallen müsste. Aber

schon Koelzer und Wehr (1958a) beobachteten, dass dies bei der Leitungsanästhesie des

Nervus ischiadicus der Ratte nicht der Fall ist. Später berichteten Catterall und Mackie

(1996) ebenfalls über eine primär auftretende Parese. Dies sei darauf zurückzuführen,

dass die dickeren motorischen Fasern zwar langsamer inhibiert werden, aber auf Grund

ihrer peripheren Lage im Nervenbündel eher mit dem applizierten LA in Kontakt

kommen. Parese bezeichnet hierbei eine unvollständige, temporäre Lähmung des

entsprechenden Körperteils (Koelzer und Wehr 1958b-e).

1.3. Die Geschichte der Lokalanästhesie

Erste Beschreibungen über Formen der Schmerzlinderung gibt es aus dem Jahre 2700 v.

Chr. Die Chinesen und später auch Japaner benutzten Metallnadeln, die sie in

unterschiedliche Tiefen in die Haut einstachen, um Schmerzen zu reduzieren. Heute ist

dieses Verfahren weltweit als Akupunktur bekannt. Die Chinesen erkannten als erste, dass

es Stoffe gab, die nach oraler Aufnahme eine komplette Schmerzfreiheit hervorrufen

können. So wird berichtet, dass den Patienten vor einer Operation ein Gemisch aus Wein

und „anästhetischem“ Pulver verabreicht wurde. Eine schmerzfreie Operation soll so

möglich gewesen sein (Liljestrand 1967).

In Europa versuchte man später, durch Kompression Schmerzen zu minimieren. Paré

(1510-1590) nutzte diese Methode zur Amputation von Gliedmaßen nach

Kriegsverletzungen. Als Erklärung für die Schmerzausschaltung wurde später die

Unterbindung der Blutzufuhr herausgefunden. Zu Beginn der Lokalanästhesie mit Cocain

begann man diese Methode wieder verstärkt zu nutzen, allerdings nicht zur Ausschaltung

der Sensibilität, sondern um eine Aufnahme des LA in den Kreislauf zu verhindern. Heute

1 Einleitung

3

wird die Kompression nicht mehr eingesetzt, weil Zusatzstoffe, wie z.B. das Adrenalin,

die Aufnahme des LA in die Blutzirkulation deutlich vermindern können.

Um Schmerzen zu minimieren, kamen schon Avicenna (980-1030), Bartholin (1661-

1680) und Hunter (1728-1793) auf die Idee, Eis bzw. Eiswasser zu benutzen. Heute wird

die Kälteanästhesie in Rahmen der Kryochirurgie genutzt (Liljestrand 1967).

Als Francesco Pizarro 1532 Peru entdeckte, gab es hier eine Kultur, die sich die

lokalanästhetische Wirkung des Cocain zu nutze machte. Bei Trepanationen des Schädels

kaute der Operateur auf Cocablättern und ließ seinen mit Coca vermischten Speichel auf

die offene Operationswunde tropfen. Dies führte zu einer lokalen Anästhesie und die

Operationen verliefen wider Erwarten relativ schmerzarm. Mit dem Untergang der Inka-

Kultur geriet diese Operationstechnik in Vergessenheit. Erst im Jahre 1859 machte der

Italiener Paolo Mantegazza wieder auf die Cocablätter aufmerksam. Kurz darauf brachte

der österreichische Arzt Dr. Scherzer Cocablätter von einer Expedition der

österreichischen Fregatte „Novara“ aus Südamerika mit nach Wien. Dem Schüler von

Prof. Wöhler in Göttingen, Albert Niemann, gelang es rasch aus den Blättern, das

Alkaloid Cocain zu isolieren (1860). 1880 beschrieb von Anrep Agitation, Exzitation,

Erhöhung von Atemfrequenz und Puls, Mydriasis, Hyperperistaltik, Blutdruckanstieg und

verminderte Sekretion als Nebenwirkungen von Cocain. Der Wiener Augenarzt Carl

Koller, der nach einem Mittel zur Corneaanästhesie suchte, unternahm auf Anraten

Sigmund Freuds erste Tests mit Cocain an Fröschen und Meerschweinchen. Nachdem er

das Coca-Pulver in destilliertem Wasser gelöst und in den Konjunktivalsack eingebracht

hatte, stellte er fest, dass weder Berührungen noch Verletzungen zu einer Reaktion des

Frosches führten. Nach einem Selbstversuch am Auge folgten erfolgreiche

Kataraktoperationen. 1884 wurde die Anästhesie mit Cocain in die Ophthalmologie

eingeführt.

Auf Grund der zahlreichen Nebenwirkungen des Cocain begann man bald nach besser

geeigneten Substanzen zu suchen. 1904 synthetisierte Einhorn das Procain, welches bis

zum Aufkommen des Lidocain 1948 das am meisten verwendete Lokalanästhetikum war.

Tetracain als eines der am häufigsten genutzten LA für spinale Anästhesien wurde 1931

von Schaumann und Ernst synthetisiert (Vandam 1987).

Schaumann (1938) erkannte bereits die wesentlichen Eigenschaften, die ein neues LA

aufweisen muss:

1 Einleitung

4

1. Das Mittel muss im Verhältnis zu seiner örtlich betäubenden Wirkung

weniger toxisch als Cocain sein.

2. Das Mittel darf keine oder nur geringfügige Gewebeschädigungen

verursachen.

3. Das Mittel muss wasserlöslich sein. Seine Lösungen dürfen nicht stark sauer

oder alkalisch reagieren und sollten sich auf einfache Weise sterilisieren

lassen.

4. Das Mittel muss sich mit Adrenalin kombinieren lassen.

Auf der Suche nach einem solchen Anästhetikum synthetisierte H. Oelschläger 1957 den

basischen Ether Fomocain, welcher seit 1967 in der Praxis eingesetzt wird und sich durch

eine geringe Toxizität und Sensibilisierungsgefahr auszeichnet (Oelschläger 1959, 1982).

1.4. Lokalanästhetika 1.4.1. Allgemeine Eigenschaften der Lokalanästhetika

Löfgren (1946), der das Lidocain synthetisiert hatte, und Ritchie (1966) kamen zu dem

Schluss, dass viele lokalanästhetisch wirksame Verbindungen einen ähnlichen Aufbau

aufweisen. Sie bestehen, wie auch das Lidocain, aus einer lipophilen, meist aromatischen

Struktur, einer Zwischenkette und einer hydrophilen Struktur, welche fast immer eine

sekundäre oder tertiäre Aminogruppe trägt (Abbildung 1).

Abbildung 1 : Schema des prinzipiellen Aufbaus eines Lokalanästhetikums nach Löfgren (1946) Dieses Schema erwies sich als äußerst hilfreich für die weitere Entwicklung der LA.

Hong Ling beschreibt 1999 fast das gleiche Schema für wirkungsvolle LA, bestehend aus

einem aromatischen Ring, einer Alkyl-Kette und einem tertiären Amin (Abbildung 2).

Abbildung 2 : Löfgrensches Schema des prinzipiellen Aufbaus eines Lokalanästhetikums modifiziert

nach Hong Ling (1999)

Aromatischer Ring (lipophiler Anteil)

Tertiäres Amin (hydrophiler Anteil)

Alkylkette

Aromatischer Rest (lipophiler Anteil)

Aminogruppe (hydrophiler Anteil)

Zwischenkette

1 Einleitung

5

Büchi (1952) kam jedoch zu der Ansicht, dass es zu viele Ausnahmen gebe, so z.B. das 9-

Aminofluoren, welches keine Zwischenkette aufweist. Außerdem gibt es auch

Substanzen, welche ohne Vorhandensein einer Aminogruppe lokalanästhetisch wirksam

sind. Oelschläger (1968) fand in der Gruppe der Fomocaine, dass Verbindungen mit einer

Alkyl-Kette aus 3 C-Atomen zwischen hydrophobem Rest und Stickstoff die intensivste

lokalanästhetische Wirkung haben. Zu dieser Gruppe von Lokalanästhetika gehört u.a.

das im DAC monographierte Fomocain. Laut Tetzlaff (2000) haben LA mit weniger als 3

C-Atomen in der Alkyl-Kette keine Wirkung. Das Optimum liegt zwischen 4 und 7 C-

Atomen.

Insgesamt lassen sich drei Gruppen von LA unterscheiden, die verschiedene

Indikationsbereiche haben (Tabelle 1). Basische Ester und Amide werden für die

Infiltrations-, Leitungs- und Oberflächenanästhesie eingesetzt, während basische Amide

hauptsächlich in der Oberflächenanästhesie und z. T. auch in der Leitungsanästhesie

verwendet werden (Covino und Vasallo 1976, Oelschläger et al. 1977, Mutschler und

Schäfer-Korting 1996a-c ).

Tabelle 1 : Freinamen, Substanzgruppen und chemische Struktur verschiedener Lokalanästhetika

(Oelschläger 1959, Büch und Rummel 1996) Substanzen Typ Lipophiler Rest Zwischenkette hydrophiler Rest

Cocain Ester

Procain Ester

Tetracain Ester

Fomocain Ether

C

O

O N CH3

C

O

H

H

H3CO

C

O

O CH2 CH2 NC2H5

C2H5

H2N

C

O

O CH2 CH2 NCH3

CH3

NH

H9C4

O CH2 CH2 CH2 CH2 N O

1 Einleitung

6

Substanzen Typ Lipophiler Rest Zwischenkette hydrophiler Rest

Prilocain Amid

Lidocain Amid

Lokalanästhetika sind schwache Basen, deren Applikation sowohl im Tierversuch als

auch beim Menschen in einem Bereich von pH 5-8 gut toleriert wird. Die pKa-Werte der

LA liegen zwischen 7,0 und 9,5 (Seeling 1996, Tetzlaff 2000).

Für ein basisches Pharmakon gilt: HBBlgpHpK a −= (1)

pKa - pKa-Wert der Substanz pH - pH-Wert der Lösung B - Salz HB - Säure

Das bedeutet, wenn der pH-Wert der Lösung gleich dem pKa-Wert des LA ist, liegt das

LA zu 50 % geladen und zu 50 % ungeladen vor (Tetzlaff 2000). So bestimmt die

Differenz zwischen pKa-Wert und pH-Wert den Anteil der protonierten Form des LA.

D.h., bei hohem pH-Wert dominiert die ungeladene Form (Hille 1977a). Während

Tetracain-HCl (pKa = 8,5) bei einem pH von 6 zu 100 % protoniert vorliegt, ist

Fomocain-HCl (pKa = 7,1) unter gleichen Bedingungen nur zu 90 % protoniert

(Oelschläger et al. 1982). Da Wirkort und Applikationsort der Lokalanästhetika nicht

identisch sind, spielen das Verhältnis zwischen geladener und ungeladener Form des LA,

pKa und pH eine bedeutende Rolle für die Wirksamkeit des LA. Lokalanästhetika müssen

die Lipidmembran der Nervenzelle als ungeladenes Molekül durchdringen. Im

alkalischen Milieu nimmt demnach die Wirksamkeit eines LA zu (Sollmann 1918, Herr

und Balogh 1958, Hille 1977b). Im Inneren der Zelle ist der pH-Wert geringer als

außerhalb, so dass das Gleichgewicht in Richtung der geladenen Form verschoben wird,

welche die eigentliche Wirkform darstellt (Tetzlaff 2000). Das LA penetriert die

NH C

O

C

H

CH3

NH

C3H7

NH C

O

CH2 NC2H5

C2H5

CH3

CH3

1 Einleitung

7

Membran also ungeladen (Abbildung 3), erlangt seine inhibitorische Wirkung

intrazellulär aber erst nach Dissoziation zum Kation (Ritchie und Grenngard 1966,

Chernoff und Strichartz 1990, Strichartz 1993). Um lokalanästhetisch wirksam zu

werden, muss sich der pKa-Wert des LA, wie bereits erwähnt, in engen Grenzen zwischen

7 und 9,5 bewegen. Bei zu niedrigem pKa ist zwar die Membranpenetration, nicht aber

die Protonierung möglich. Bei zu hohem pKa ist die Penetration durch die Membran

dagegen erschwert (Ritchie und Grenngard 1966).

Abbildung 3 : Diffusion der basischen Form des Lokalanästhetikums (B) durch die Nervenmembran. Umwandlung zum Kation (BH+), welches in den Natriumkanal eindringt und von innen an der Bindungsstelle für Lokalanästhetika andockt (Covino 1993).

Weiteren Einfluss auf die Wirksamkeit der LA hat die Plasmaproteinbindung, die durch

verschiedene Faktoren beeinflusst wird. Je geringer die Plasmaproteinbindung ist, desto

größer ist der freie Anteil des Lokalanästhetikums und um so größer seine Hemmwirkung

1 Einleitung

8

am Na+-Kanal. Mit zunehmender Protonierung des LA sinkt seine Plasmaproteinbindung.

Ähnliche Auswirkungen hat auch die Verringerung der Temperatur. Tetzlaff (2000)

erklärt dies mit einer Erhöhung des pKa-Wertes bei sinkender Temperatur. Mit

zunehmendem pH-Wert des umgebenden Milieus steigt die Plasmaproteinbindungsrate

(Butterworth und Strichartz 1990, Oliver 1995). Procain, das nur einen geringen Effekt

als Oberflächenanästhetikum besitzt, ist nur zu 6 % an Eiweiße gebunden. Tetracain und

Fomocain, die beide gut zur Oberflächenanästhesie geeignet sind, liegen dagegen zu 76 %

bzw. 95 % gebunden vor (Büch und Rummel 1996).

Der Verteilungskoeffizient

sewäßrigePha

Lipidphase ist ein Maß für die Lipophilie eines Stoffes.

Die Potenz, d.h. die Wirkungsstärke eines Lokalanästhetikums, ist direkt proportional zu

seiner Lipidlöslichkeit (Tetzlaff 2000). Allerdings führt eine zu hohe Lipophilie zu einer

Anreicherung der Substanz in Lipidmembranen. Der Wirkort wird somit nicht erreicht

und die Wirksamkeit ist herabgesetzt oder aufgehoben. Dieses Phänomen wird als Cut-

off-Effekt bezeichnet (Büchi und Perlia 1967a,b, 1962a,b). Die Dauer der Wirkung steigt

ebenfalls mit der Lipophilie (Catterall und Mackie 1996). Zu einer Abnahme der

Wasserlöslichkeit kommt es mit zunehmender Zahl der C-Atome in der Alkyl-Kette

(Büchi und Perlia 1962a-d).

Des weiteren spielt für die Dauer der Wirkung die Größe der Moleküle eine bestimmende

Rolle. Kleine Moleküle lösen sich von den Rezeptoren am Na+-Kanal offensichtlich

schneller als große, was zu einer kürzeren Wirkdauer führt (Butterworth und Strichartz

1990, Catterall und Mackie 1996).

Der Trübungs-pH-Wert gibt den pH-Wert an, bei dessen Überschreitung eine Substanz

aus der Lösung ausfällt. Für Fomocain liegt er bei pH 6,88 (Seeling 1996).

Mit steigendem Molekulargewicht geht das Diffusionsvermögen einer Substanz zurück.

Das Ausmaß der Diffusion und die Molekülgröße korrelieren zwar miteinander, dagegen

scheint aber kein Zusammenhang zur lokalanästhetischen Wirksamkeit zu bestehen

(Büchi und Perlia 1962c,d). Somit muss ein Stoff, um lokalanästhetisch wirksam zu werden, bestimmte physiko-

chemische Eigenschaften aufweisen, die optimale Bedingungen für Verteilung,

Resorption und Elimination schaffen.

1 Einleitung

9

1.4.2. Wirkungsmechanismus der Lokalanästhetika Lokalanästhetika wirken prinzipiell auf jeden Typ von Nervenfasern. Der Vorteil ihrer

Anwendung liegt in der vollen Reversibilität der Wirkung und somit der Rückkehr der

Funktion des Nerven ohne Zeichen einer Schädigung, wenn sie in klinisch relevanten

Dosen angewendet werden. LA heben die Schwelle für die Exzitation der Zelle an und

vermindern somit die Fortleitung von Aktionspotentialen. Wie in Abbildung 4 dargestellt,

sinkt das Leitungsvermögen des Nerven unter Einwirkung eines LA (Catterall und

Mackie 1996).

Abbildung 4 : Schematische Darstellung des Erregungsvorgangs an der Nervenmembran vor und

nach Einwirkung von Lokalanästhetika (Büch und Rummel 1996).

Da LA die Aktivität aller erregbaren Zellen senken können, wirken sie auch antikonvulsiv

und sedativ (Tetzlaff 2000). Man geht davon aus, dass die Hauptwirkung der LA auf der

Blockade von spannungsabhängigen Na+-Kanälen beruht. Durch diese Blockade wird die

Membranpermeabilität für Na+-Ionen reduziert und die Ausbildung von

Aktionspotentialen verhindert. Hierbei spielt, wie bereits unter 1.4.1 erwähnt, die

1 Einleitung

10

geladene Form der LA die entscheidende Rolle (Strichartz 1976). Da die Blockade sehr

schnell eintritt, kommt es nicht oder nur zu einer geringen Änderung des

Membranpotentials (Ritchie und Grenngard 1966). Strichartz (1985) stellte fest, dass die

Wirkung der Lokalanästhesie zunahm, wenn beim Patienten bzw. Versuchstier eine

Hyponatriämie vorlag. Er schloss daraus, dass Na+-Ionen und LA um die gleichen

Bindungsstellen konkurrieren. Hille (1977a,b) fand heraus, dass die

Erregungsleitungsunterbrechung wesentlich vom Membranzustand und der

Stimulationsfrequenz abhängig ist. In diesem Zusammenhang kann zwischen einem

tonischen und einem phasischen Block (= used dependent block) unterschieden werden.

Der tonische Block ist definiert als Abfall des Ionen-Stromes während einer einzelnen

Depolarisation. Beim phasischen Block kommt es zu einer zusätzlichen Abnahme des

Stromflusses während wiederholter Depolarisationen. Der phasische Block ist um so

ausgeprägter, je mehr Lokalanästhetikum protoniert vorliegt und je höher die Frequenz

aufeinanderfolgender Depolarisationen ist. Die Affinität des Lokalanästhetikums zum

Na+-Kanal ist im Ruhezustand also geringer als im offenen bzw. inaktivierten Zustand.

Die protonierte Form des LA muss erst durch den offenen Kanal in das Innere der Zelle

gelangen, um ihren Wirkort zu erreichen. Undissoziierte LA hingegen erreichen ihre volle

Wirkung auch an ruhenden Membranen, da sie auch ohne Kanalöffnung die

Lipidmembran durchdringen können. Sie sind verantwortlich für den tonischen Block

(Strichartz und Wang 1986, Butterworth und Strichartz 1990, Strichartz 1993, Balser et

al. 1996, Hong-Ling et al. 1999).

Wie in Abbildung 5 dargestellt, besteht der Na+-Kanal aus 3 Untereinheiten (= subunit):

α, β1 und β2. Die α-subunit besteht aus 4 Domänen, die jeweils aus 6 transmembranalen

Segmenten aufgebaut sind. Das Segment 6 (S6) der Domäne IV soll für die Bindung des

Lokalanästhetikums verantwortlich sein. Verändert man S6 aus Domäne IV, so nimmt die

Wirkung des Lokalanästhetikums ab (Catterall und Mackie 1996, Marban et al. 1998).

LA wirken auch auf Acetylcholin-Rezeptoren sowie auf K+- und Ca++-Kanäle. Während

Catterall und Mackie (1996) davon ausgehen, dass die Bindung am K+-Kanal keinen

entscheidenden Einfluss auf die Hemmung der Erregungsleitung ausübt, sind Strichartz

(1985) sowie Ritchie und Grenngard (1966) der Meinung, dass die Potenz des

Lokalanästhetikums dadurch verringert wird. Auch zum Einfluss der Blockade von Ca++-

Kanälen gibt es unterschiedliche Meinungen. Kwon und Triggle (1991) vermuten, dass

der Ca++-Kanal nur eine untergeordnete Rolle bei der Lokalanästhesie spielt. Sugiyama

und Muteki (1994) fanden in ihren Untersuchungen eine gute Korrelation zwischen der

1 Einleitung

11

Potenz eines Lokalanästhetikums und seiner Hemmwirkung auf den Ca++-Transport. Für

das Fomocain ist die Wirkung an Ca++-Kanälen gut untersucht. Die Affinität des

Fomocain zu den einzelnen Ca++-Kanälen, von denen es vier Subtypen gibt, nimmt in

folgender Reihenfolge ab: α1E>α1C>α1A>α1B. Die Blockade ist inkomplett reversibel und

korreliert gut mit der antiarrhythmischen Wirkung des Stoffes (Zamponi und French

1993, Stea et al 1995, Zamponi et al. 1996).

Abbildung 5 : Darstellung der Untereinheiten eines Spannungsabhängigen Natrium-Kanals aus dem

Gehirn eines Säugetiers. Zylinder stellen die transmembranalen α-Helices dar. I bis IV sind jeweils homologe Domänen der α-Untereinheit. S4 bildet den Spannungssensor. S5 und S6 mit der sie verbindenden Schleife bilden die Wand der Poren des Kanals. Die Schleife zwischen III und IV ist für die Inaktivierung des Kanals verantwortlich. Durch eine Phosphorylierung wird die Inaktivierung verlangsamt. Die Aktivität des Natrium-Kanals wird durch eine Phosphorylierung der Kette zwischen I und II herabgesetzt (Catterall und Mackie 1996).

1.4.3. Nebenwirkungen der Lokalanästhetika Die Toxizität der unterschiedlichen LA hängt von mehreren Faktoren ab. Je schlechter

wasserlöslich ein LA ist, desto langsamer ist seine Resorption und desto geringer die

Toxizität. Im allgemeinen steigen mit der Potenz auch die Nebenwirkungen der LA. Sinkt

1 Einleitung

12

der Serumeiweißspiegel, so steigt die Toxizität. Mit zunehmender Acidose und

Hyperkapnie nimmt die Toxizität des LA zu. Gleiches geschieht bei Abnahme des

Blutflusses durch die Leber, da diese zu einer Verringerung der Biotransformation des LA

führt. Männliche Patienten sind davon häufiger betroffen als weibliche, weil sie zum

einen LA schlechter metabolisieren können und zum anderen die Inzidenz von

Lebererkrankungen bei Männern höher ist (Catterall und Mackie 1996, Tetzlaff 2000).

Killian (1961) schätzt die Letalität nach Verabreichung von Lokalanästhetika auf

1:100.000.

In der Literatur lassen sich folgende Zahlen finden:

Tabelle 2 : Todes- und Vergiftungsfälle nach Applikation von Lokalanästhetika mit Angabe von Ort,

Zeitraum und Literaturnachweis 1 Studie über Todesfälle nach Tumeszenzanästhesie im Rahmen einer Fettabsaugung in New York zwischen 1993 und 1998. 2 Hochrechnung für Todesfälle nach Applikation eines Lokalanästhetikums auf Grundlage der beim Statistischen Bundesamt gemeldeten Fälle (Anzahl der gemeldeten Fälle ≅ 40 %)

Tod / Vergiftung Ort und Zeitraum Literatur

31 / 106 Deutschland 1939-1950 Hohlfeld 1953

29 Philadelphia 1942-1952 Eichholtz und Staab 1953

51 New York 1993-1998 Brüser 2002

882 Deutschland pro Jahr Killian 1961

Um systemische Vergiftungen zu verhindern, benutzt man LA häufig in Kombination mit

Adrenalin, Noradrenalin oder Vasopressin und deren Derivaten. Damit kann die

Aufnahme des LA in den Blutkreislauf verzögert werden (Covino 1993, Curatolo et al.

1998). Konvulsionen bis hin zu Streckkrämpfen und Hypoxie oder Cyanose sind die

führenden Symptome einer Vergiftung. Weitere Nebenwirkungen, die sich am ZNS

manifestieren, können Hirnnervenausfälle, Benommenheit, Tinnitus, Beklemmung, Angst

und unkontrollierte Muskelaktivitäten sein. Das Herz reagiert auf LA mit einer

Abschwächung der Herzkraft, mit Reizleitungsstörungen und ventrikulärer Arrhythmie.

Weiterhin kann es zu einer Methämoglobinämie kommen. Fälle von maligner

Hyperthermie sind nach Applikation von Lokalanästhetika ebenfalls beschrieben worden.

Sie gehen mit Muskelzuckungen, Rigidität, Hyperventilation und Tachykardie einher. In

1 Einleitung

13

wenigen Fällen kommt es zu einer Depression des Immunsystems (Dukes 1996, Tetzlaff

2000).

Wie bei vielen anderen Stoffen ist eine Sensibilisierung des Patienten gegen die

Lokalanästhetika oder auch deren Zusatzstoffe möglich. Die LA-Moleküle reagieren als

Haptene, d.h. sie selbst sind zu klein, um direkt allergische Reaktionen hervorzurufen,

können aber nach Bindung an die Eiweiße des Blutes immunogen wirksam werden. Eine

anaphylaktoide Reaktion ist schon nach der ersten Applikation möglich, da die LA als

Histaminliberatoren direkt zur Degranulation der Mastzellen führen können. Eine

Hypersensitivität entwickelt sich erst nach mehrmaligem Kontakt mit dem

Lokalanästhetikum und ist fast ausschließlich bei LA vom Ester-Typ zu finden (typisch:

para-Gruppen-Allergie gegenüber Procain). Auch Kontaktallergien kommen vor

(Catterall und Mackie 1996, Tetzlaff 2000).

Bisher wurde kein Lokalanästhetikum gefunden, welches bei der Oberflächenanästhesie

die Cornea nicht beeinträchtigt. Schon nach einmaliger Anwendung sind Schäden

möglich, bei mehrfacher Applikation kommt es fast immer zu Cornealäsionen. Das

klinische Bild besteht aus Erosionen, Quellungen, Ulcerationen mit geringer

Heilungstendenz und fortschreitende Hornhauteinschmelzung auch nach Absetzen des

LA (Adriani und Campell 1956, Meyer 1965, Seeling 1996, Hansen 1997). Bei der

Leitungsanästhesie können mechanische Schädigungen infolge einer Läsion durch die

Injektion, sowie als Folge intraneuraler Blutungen bzw. des Injektionsdrucks auftreten.

Intraneurale Gefäßspasmen mit Thrombenbildung sind ebenfalls beschrieben worden

(Haas 1993).

Die pharmakodynamischen Besonderheiten der in der vorliegenden Arbeit getesteten

Substanzen sind im Kapitel Material und Methoden näher dargestellt.

1.4.4. Anwendung der Lokalanästhetika LA finden in verschiedenen Formen der Anästhesie ihre Anwendung. Einen Überblick

dazu gibt die Tabelle 3.

1 Einleitung

14

Tabelle 3 : Überblick über verschiedene Anwendungsbereiche von Lokalanästhetika mit Angabe von Wirkort, Indikation, Freinamen häufig angewendeter LA und Applikationsform. (Büch und Rummel 1996, Sommer et al. 2001)

Anwendung Wirkort Indikation Häufig an-

gewendete LA

Applikatons-

Form

Oberflächen-

anästhesie

Endigung der

sensiblen Nerven

in der Haut bzw.

Schleimhaut an

Nase, Auge, etc.

Beseitigung des

Schmerz- und

Juckreizes,

diagnostische

Maßnahmen

Tetracain

Lidocain

Benzocain

Lösung

Spray

Salben

Puder

Infiltrations-

anästhesie

Endigung der

sensiblen Nerven

in der Subkutis

Zahnbehandlung,

chirurgische

Eingriffe

Procain

Lidocain

Articain

Injektions-

lösungen mit

oder ohne Vaso-

konstringens

Leitungs-

anästhesie

Gemischte

Nerven

Zahnbehandlung,

chirurgische

Eingriffe an

Extremitäten

Lidocain

Bupivacain

Articain

Injektions-

lösungen mit

oder ohne Vaso-

konstringens

Spinal-

anästhesie

Subarchnoidal-

raum,

Spinalwurzeln

geburtshilfliche,

gynäkologische,

urologische und

chirurgische

Eingriffe

Lidocain

Bupivacain

Injektions-

lösungen mit

oder ohne Vaso-

konstringens

Peridural-

anästhesie

Epiduralraum wie bei

Spinalanästhesie

Lidocain

Prilocain

Etidocain

Injektions-

lösungen mit

oder ohne Vaso-

konstringens

Tumeszenz-

anästhesie

Haut und

subkutanes

Fettgewebe

Operative

Dermatologie,

Weichteil-

chirurgie,

plastische

Chirurgie

Lidocain

Prilocain

Injektions-

lösungen mit

Vaso-

konstringens

1 Einleitung

15

1.5. Problemstellung

Trotz beständiger Weiterentwicklung ist es bisher nicht gelungen, ein optimales

Lokalanästhetikum zu entwickeln. Noch immer ist die Wirkungsweise nicht genügend

aufgeklärt und Nebenwirkungen beschränken die Anwendung der Lokalanästhetika. Aus

dieser Problematik heraus resultiert die Suche nach neuen, besser wirksamen Substanzen

mit weniger Nebenwirkungen. Mit diesem Ziel synthetisierte Herr Professor Dr. Dres.

h.c. H. Oelschläger in den 60iger Jahren 20. Jahrhunderts das Fomocain, welches 1967 als

Oberflächenanästhetikum in die Therapie eingeführt wurde. In weiterführenden

Untersuchungen wurden neben anderen sieben neue Derivate des Fomocain synthetisiert,

welche in dieser Arbeit auf ihre lokalanästhetische Wirksamkeit untersucht werden

sollten. Außerdem wurde die Toxizität durch die Bestimmung der LD50 (Dosis, bei der 50

% der Tiere versterben) untersucht. Es sollten neue Stoffe gefunden werden, die den

bisher angewendeten LA in der Wirkung überlegen sind und die eine bessere Steuerung in

Hinblick auf die Wirkdauer ermöglichen. So muss das LA zuverlässig während des

gesamten Behandlungszeitraumes wirken, sollte aber bereits kurz nach Beendigung der

Behandlung seine Wirkung verlieren. Zudem soll das LA eine große therapeutische Breite

besitzen, die das Auftreten von Nebenwirkungen bei korrekter Anwendung möglichst

ausschließt.

Die lokalanästhetische Prüfung umfasst die Bestimmung der Oberflächen- und der

Leitungsanästhesie sowie der Paresedauer. Procain, Tetracain und Fomocain dienten als

Referenzsubstanzen. Da bereits ausgiebige Erfahrungen bei der Testung von LA an

Ratten vorlagen, wurden, um die Resultate mit früheren Untersuchungen vergleichen zu

können, alle Versuche an Wistar-Ratten (Han : WIST) durchgeführt.

2 Material und Methoden

16

2. Material und Methoden

2.1. Versuchstiere Die Untersuchungen wurden an ca. 2 Monate alten Wistar-Ratten (Han : WIST) des

institutseigenen Auszuchtstammes des Institutes für Pharmakologie und Toxikologie der

FSU-Jena durchgeführt. Es wurden nur weibliche Tiere, deren Gewicht zwischen 155g

und 230g lag, verwendet. Die Zucht und Haltung der Ratten erfolgte unter

standardisierten Bedingungen. Die Raumtemperatur betrug 22 ± 2 °C und die relative

Luftfeuchtigkeit 55 ± 10 %. Ein Hell-Dunkel-Rhythmus (12/12 Stunden) wurde

eingehalten und es fand ein konstanter Luftwechsel in den Räumen statt (EG-Norm). Bei

einem Muttertier wurden jeweils sechs neugeborene Ratten belassen. Am 30. Tag wurden

die Tiere von ihrer Mutter getrennt und anschließend in einem Makrolonkäfig (Typ IV,

Ehret GmbH, Berlin, 38,5 x 59.5 x 19 cm) mit Weichholzgranulat (Altromin GmbH und

Co. KG, Lage, Deutschland) als Einstreu gehalten. Es wurden maximal 6 Tiere in einem

Käfig zusammen gezüchtet. Als Nahrung wurden Futterpellets (Haltungsdiät 1326

Altromin , Altromin GmbH und Co. KG, Lage, Deutschland) sowie Leitungswasser ad

libitum verabreicht. Am Ende der Versuche wurden die Ratten in Ethernarkose durch

Dekapitation getötet. Auf die Einhaltung des Tierschutzgesetzes wurde geachtet. Die

Genehmigung des Thüringer Landesverwaltungsamtes für Lebensmittelsicherheit und

Verbraucherschutz Abt. 2 Gesundheitlicher Verbraucherschutz und Veterinärwesen für

dieses Versuchsvorhaben lag vor.

2.2. Substanzen Um eine möglichst hohe Standardisierung zu erreichen, wurden alle Substanzen mit

einem pH-Wert von 5,0 appliziert. Vor Injektion wurden sie im Wasserbad auf 37°C

erwärmt. Um ein Verdunsten zu verhindern, wurden alle Lösungen in verschlossenen

Meßkolben aufbewahrt. Die pKa-Werte, der Trübungs-pH, die Löslichkeit der Stoffe und

die Plasmaproteinbindung der verwendeten Substanzen sind in Tabelle 4

zusammengefasst.


17

Tabelle 4 : Relatives Molekulargewicht (Mr), pKa-Wert, Trübungs-pH-Wert (pHTrüb) als

Hydrochlorid; Lösungsmittel (L); Verteilungskoeffizient Pv (n - Octanol / Wasser) und prozentuale Eiweißbindung (PEB) an Humanserum (HS) für die Referenzsubstanzen Procain, Tetracain und Fomocain sowie für die Fomocainderivate OE 500, OE 1000, OE 5000, OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 Larsen 1995(1), Büch 1996(2), Büchi 1966(3), Oelschläger(4)(persönliche Angaben)

Substanzen

pKa pHTrüb L(4)

Log Pv

(4) PEB HS [%]

Procain Mr: 236

9,0(4)

>>7,4(4) NaCl 1,87 6,0(2)

Tetracain Mr: 300

8,5(1) ≈ 6,8(3) NaCl 3,5 76(2)

Fomocain(4) Mr: 311

7,1 6,88 NaCl 3,75 98,5

Morpholin-Derivate(4)

OE 5000 Mr: 319

6,9 5,4 Tylose 3,5 99,2

OE 500 Mr: 329

6,9

5,5 Tylose 3,6

99,3

OE 1000 Mr: 361

7,2 5,1 Tylose 4,2 99,0

Diethanolamin-Derivate(4)

OE 8000 Mr: 338

7,6 7,1 NaCl 2,1 51,5

OE 6000 Mr:351

7,9 7,16 NaCl 1,93 61,3

OE 7000 Mr: 365

8,6 7,7 NaCl 1,59 67,5

OE 9000 Mr: 379

8,4

7,5 NaCl 3,0 79,8

2.2.1. Referenzsubstanzen Als Referenzsubstanzen dienten Fomocain, Procain und Tetracain. Fomocain sollte die

direkte Vergleichbarkeit zur Wirkung seiner Derivate ermöglichen. Tetracain wurde von

Oelschläger et al. (1968) ebenso wie das Procain als weitere Referenzsubstanz empfohlen.

Beide Substanzen zählen zu den am häufigsten genutzten Substanzen in der

Lokalanästhesie. Tetracain ist das Mittel der Wahl zur Oberflächenanästhesie in der

Ophthalmologie (Catterall und Mackie 1996, Tetzlaff 2000).


18

Alle Substanzen wurden in destilliertem Wasser bzw. Tylose gelöst und anschließend

durch Zugabe von 0,001 n HCl auf einen pH-Wert von 5 eingestellt. In zahlreichen

Blindversuchen wurde sichergestellt, dass weder die Latenz noch die Wirkung und die

Toxizität durch den Tylose- Zusatz beeinflusst werden. Tetracain und Procain wurden

von der Zentralen Apotheke der FSU Jena bezogen. Das Fomocain-Hydrochlorid wurde

von Prof. Dr. Dres. h.c. H. Oelschläger aus dem Institut für Pharmazie der FSU Jena zur

Verfügung gestellt. Aus dem Hydrochlorid wurde eine relativ saure Lösung mit pH 3

hergestellt, welche sich durch Ammoniakzugabe maximal auf einen pH-Wert von 5,0

abpuffern ließ. Versuche einer weiteren Neutralisierung führten stets zur Abscheidung des

Fomocain, so dass aus Gründen einer besseren Vergleichbarkeit alle Substanzen bei pH

5,0 appliziert wurden. Die Tabelle 5 zeigt die Strukturformeln und Schmelzpunkte der

Referenzsubstanzen (siehe auch Tab. 1).

Tabelle 5 : Freiname, chemische Struktur und Schmelztemperatur (Sm) der Referenzsubstanzen

(Oelschläger 1959, Tetzlaff 2000)

Name Formel Sm

Fomocain 52-53°C

Procain 61°C

Tetracain 41-46°C

2.2.1.1. Fomocain

Bei Fomocain handelt es sich um einen basischen Ether, der in Wasser schlecht löslich

ist. Die farblose kristalline Substanz hat eine Schmelztemperatur von 52 bis 53 °C und

eine Siedetemperatur zwischen 238 und 240 °C. Das Hydrochlorid ist gut wasserlöslich

C

O

O CH2 CH2 NC2H5

C2H5

H2N

C

O

O CH2 CH2 NCH3

CH3

NH

H9C4



19

und verändert sich auch bei jahrelanger Aufbewahrung nicht. Als Ether wird das

Fomocain in der Leber metabolisiert, seine Halbwertszeit nach i.v.-Injektion beträgt ca.

180 min. Während die oberflächenanästhetische Wirkung wenig geringer ist als die des

Tetracain (0,8 : 1), ist die Wirkung bei der Leitungsanästhesie stärker als die des Procain

(2-4 : 1) (Oelschläger 1959, Oelschläger et al. 1968, Oelschläger und Rothley 1979, von

Bruchhausen und Dannhardt 1994b,c, Seeling 1996). Fomocain hat eine gute

antihistaminerge Wirkung. Histaminrezeptoren der Haut werden blockiert (Oelschläger

1982, Oelschläger et al. 1982). Fomocain zeigt antiarrhythmische Eigenschaften, die von

Reuter et al. (1975) und Blume und Oelschläger (1983) eingehender untersucht wurden.

Es kommt zu einer Verlängerung der Refraktärzeit, die Kontraktilität und der Blutdruck

steigen, die Herzfrequenz wird dagegen kaum beeinflusst (Oelschläger und Ewald 1986,

Bräunig et al. 1989). Fomocain ist sowohl gegen grampositive als auch gramnegative

Bakterien bakteriostatisch wirksam, außerdem sind fungistatische Effekte bekannt

(Oelschläger et al. 1968, Knothe et al. 1980). Fomocain selbst und auch seine Metabolite

sind weitgehend ungiftig (Fleck et al. 2001), eine sensibilisierende Wirkung konnte bisher

nicht nachgewiesen werden (Oelschläger 1974, Oelschläger et al. 1977). Die

Nebenwirkungen auf Blutdruck und vegetatives Nervensystem sind gering, allerdings ist

die Gewebeverträglichkeit schlechter als die des Procain, was sich in der Ausbildung

starker Ödeme zeigt. Die gute Verträglichkeit ist auf die geringe Diffusions- und

Resorptionsgeschwindigkeit zurückzuführen, die auch eine Applikation auf großen

Wund- und Schleimhautflächen ermöglicht (Nieschulz et al. 1958, Oelschläger et al.

1968). Folgende Ursachen werden als Grund für die geringe Toxizität diskutiert:

• die hohe Plasmaeiweißbindung,

• die langsame Penetration im Gewebe,

• die Einführung des Morpholinrings in die Struktur als hydrophilen Rest.

Eine Verringerung der Toxizität ist aber nicht gleichbedeutend mit einer

Wirkungsabnahme (Oelschläger 1959, Oelschläger und Schmersahl 1965, Seeling 1996).

Erbocain ist ein im Handel erhältliches Medikamente mit Fomocain(-hydrochlorid) als

Wirkstoff.

2.2.1.2. Procain Procain ist ein Ester, der gut wasserlöslich ist. Die Schmelztemperatur des weißen

kristallinen Pulvers liegt bei ca. 61°C, die des Hydrochlorids zwischen 154 und 158°C.


20

Die Biotransformation erfolgt schnell hauptsächlich durch die Plasmacholinesterase. Bei

Cholinesterase-Mangel wird die Toxizität des Procain erhöht. Die Plasma-Halbwertzeit

(HWZ) ist dadurch relativ kurz. Sie beträgt nach intravenöser Gabe ca. 30-45 Sekunden.

Procain hat nur eine geringe oberflächenanästhetische Wirkung und ist auch in der

Leitungsanästhesie dem Fomocain unterlegen. Dennoch ist es für einen Nervenblock gut

geeignet. Procain zeigt sowohl sedative als auch antikonvulsive Wirkungen. Stress kann

durch Procain reduziert werden. Die kurze Wirkdauer des Esters wird durch die Zugabe

von Adrenalin verlängert. Procain hat ein sehr hohes allergisches Potential. Es verursacht

nach anfänglicher Exzitation zunehmend inhibitorische Effekte auf das ZNS. Die

Auswurfleistung des Herzen wird reduziert (v. Bruchhausen und Dannhardt 1994a,

Seeling 1996, Tetzlaff 2000).

2.2.1.3. Tetracain Auch bei Tetracain handelt es sich um einen Ester. Die weiße bis gelbe, wachsartige

Masse hat eine Schmelztemperatur zwischen 41°C und 46°C, die Siedetemperatur beträgt

210°C. Das Hydrochlorid ist gut wasserlöslich. Der Abbau erfolgt ebenfalls durch die

Cholinesterase im Plasma, was nach i.v. Gabe zu einer kurzen HWZ von 120-150 sec.

führt. Die oberflächenanästhetische Wirkung ist stärker als die des Fomocain. Auf Grund

seiner hohen Toxizität beschränkt sich die Anwendung in Deutschland fast ausschließlich

auf die Oberflächenanästhesie. Durch Tetracain ausgelöste anaphylaktische Reaktionen

sind selten, allerdings sind die Kreislaufwirkungen sehr ausgeprägt. Es kommt zum

Blutdruckabfall bis hin zum Schock. Herzrhythmusstörungen bis zum AV-

Überleitungsblock sind möglich (Balamoutsos et al. 1979, v. Bruchhausen und Dannhardt

1994b, Noorily et al. 1995, Seeling 1996, Tetzlaff 2000).

2.2.2. Testsubstanzen Bei den getesteten Substanzen handelt es sich um Derivate des Fomocain. Die vier

Substanzen OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 unterscheiden sich durch

Modifikation in der Aminogruppe vom Fomocain (Diethanolaminderivate) (Takas et al.

1992). Der Morpholinring ist geöffnet (N-(CH2-CH2-OH)2). Die Länge der Alkylkette

zwischen der Aminfunktion und dem basischen Rest liegt zwischen 1x -CH2- und 4x -

CH2-, so dass sich, der Kettenlänge entsprechend geordnet, folgende Formeln ergeben:


21

Tabelle 6 : Chemische Formeln und Schmelztemperatur für die Hydrochloride (Sm) der Testsubstanzen OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 (geöffneter Morpholinring = Diethanolaminderivate) (Persönliche Angaben von Prof. Dr. H. Oelschläger und Frau J. Wennek-Klose)

Name Formel Sm

OE

8000

110-

112°C

OE

6000

134-

135°C

OE

7000

119-

120°C

OE

9000

141-

143°C

Die Testsubstanzen OE 500, OE 1000 und OE 5000 weisen einen geschlossenen

Morpholinring (Morpholinderivate) auf, unterscheiden sich aber hinsichtlich der Länge

ihrer Alkylkette vom Fomocain. Die Substanz OE 500 ist um eine CH2 –Gruppe verkürzt,

die Substanz OE 5000 um zwei. OE 1000 zeichnet sich durch eine Zunahme der

Kettenlänge aus. Es ergeben sich, der Kettenlänge nach geordnet, die Formeln der Tabelle

7. Fomocain ist zur besseren Vergleichbarkeit in Tabelle 7 nochmals mit aufgeführt.

Tabelle 7 : Chemische Formeln und Schmelztemperatur für Hydrochloride der Testsubstanzen OE

500, OE 1000 und OE 5000 (geschlossener Morpholinring = Morpholinderivate) (Persönliche Angaben Prof. Dr. H. Oelschläger und Frau J. Wennek-Klose)

Name Formeln Sm

OE

5000

219-

221°C

OE

500

213-

215°C CH2 CH2CH2O N O

CH2CH2O N O

NCH2 CH2OH

CH2 CH2OHCH2CH2O

CH2 CH2 CH2 CH2 NCH2

CH2

CH2OH

CH2OHCH2O

NCH2 CH2OH

CH2 CH2OHCH2 CH2CH2O CH2

CH2 CH2CH2O NCH2 CH2OH

CH2 CH2OH


22

Name Formeln Sm

Fomocain 52-53 °C

OE

1000

47-48 °C

Herr Professor Dr. H. Oelschläger (Institut für Pharmazie der FSU Jena) stellte die

Substanzen mit der Frage nach ihrer lokalanästhetischen Wirksamkeit und Toxizität zur

Verfügung. Alle Substanzen aus der Gruppe der Diethanolaminderivate und die

Referenzsubstanzen sind als Hydrochloride gut in Wasser löslich. Die Morpholinderivate

wurden nach Lösung in Tylose appliziert. Über die Substanz OE 7000 gab es bereits

orientierende Untersuchungen in Hinsicht auf die LD 50, die Oberflächenanästhesie und

die Leitungsanästhesie. Da die LD50 mit 125 mg / kg Körpermasse relativ hoch ist,

untersuchte bereits Oelschläger mit einer einzelnen Konzentration die lokalanästhetische

Wirkung der Substanz. Weitere Angaben zur Wirkung von OE 500, OE 1000, OE 5000

OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 lagen vor Versuchsbeginn nicht vor.

2.3. Tierexperimentelle Prüfmodelle 2.3.1. Bestimmung der Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus der Ratte

Als Prämisse für die sinnvolle Testung neuer Lokalanästhetika beschrieben Koelzer und

Wehr (1958a) die größtmögliche Ähnlichkeit zur klinischen Praxis, um damit verwertbare

Rückschlüsse auf die Brauchbarkeit der Substanz in der Humanmedizin ziehen zu

können. Dazu schlagen sie die Testung am Nervus ischiadicus der Ratte vor. Eine

Applikation am frei liegenden Nerv würde zum einen die Übertragbarkeit auf die

klinische Praxis minimieren, zum anderen wäre eine jeweils identische Injektion nicht

möglich (Ford et al. 1984). Sowohl Anästhesie-Dauer als auch Parese-Zeit wurden

bestimmt. Die Ratte eignet sich als Versuchstier für diesen Test, weil die Anästhesie-

Dauer der des Menschen relativ nahe kommt. Außerdem reagiert die Ratte auf Reize an

der Pfote heftig, so dass eine eventuelle Lokalanästhesie leicht und genau feststellbar ist.

Die Bestimmung von Parese und Anästhesie ist notwendig, da es teilweise zu einer sehr

langen Parese ohne gleichzeitige Anästhesie kommen kann. In Anlehnung an Schwartz

CH2 CH2 CH2CH2O CH2 N O



23

(1973), der 6 Tiere pro Versuch für zweckmäßig hält, wurde jede Konzentration an 6

Ratten getestet, wobei die Substanzen jeweils an den linken Nervus ischiadicus appliziert

wurden. Die Ratte wurde von einer Laborassistentin mit einer Hand gehalten und in

Seitenlage gebracht. Mit der anderen Hand wurde das linke Bein in gestreckter

abduzierter Haltung fixiert. So war es möglich, den Trochanter major mit dem linken

Zeigefinger zu tasten und dabei das Gewebe zu straffen. Die Injektionsnadel

(Microlance 2 27g x 43 0,4 x 19, Becton-Dickinson, Dublin) konnte so, dicht am

Finger entlang, vorgeschoben werden, bis die Nadelspitze den Knochen berührte.

Anschließend wurde die Nadel ca. 1 mm zurück gezogen und dann 0,05 ml / 100 g KM

der zu testenden Substanz genau am Nerven appliziert (zum Verlauf siehe Abbildung 6).

Eine Verletzung des Nerven ist bei dieser Applikationstechnik nicht zu befürchten

(Koelzer und Wehr 1958a).

Abbildung 6 : Schematische Darstellung der Lage des Nervus ischiadicus nach Haas (1993).

Wenn die injizierte Substanz eine Wirkung zeigt, kommt es kurz darauf zur Parese und

gegebenenfalls zur Anästhesie. Während des Versuches befanden sich die Versuchstiere

einzeln in einem durchsichtigen Makrolonkäfig, der auf einer Seite mit einem Metallgitter


24

abgedeckt war. Dieser Käfig wurde langsam um 180° gedreht, so dass die Ratte

schließlich auf dem Gitter saß. Durch Holzblöcke, die jeweils an der Seite untergestellt

wurden, konnte zum einen gewährleistet werden, dass die Tiere weder Schwanz noch

Pfote einklemmten, zum anderen, dass die Testung der Lokalanästhesie einfach möglich

war. Dafür wurde die Pfote mit einer stumpfen Nadel gereizt. Bei einem nicht-

anästhesierten Tier kam es bei Berührung der Pfote sofort zum Wegziehreflex. Außerdem

versuchte das Tier auch durch Flucht innerhalb des Käfigs, dem Reiz zu entkommen. War

die Pfote anästhesiert, blieb das Tier auch nach mehrmaliger Reizung bewegungslos

sitzen. Als Ausdruck der Parese zeigte das Tier einen hinkenden Gang, zudem hing die

Pfote durch die Gitterstäbe, die Zehen waren eng zusammen. Wurde der Käfig um 90°

gedreht glitt die Pfote beim Versuch des Tieres, sich an den Gitterstäben festzukrallen, ab.

Post injectionem wurde alle 2 min sowohl die Parese als auch die Anästhesie geprüft.

Nach 20 min erfolgte die Prüfung nur noch alle 5 min. Reagierte das Tier wieder auf die

Reize, galt die Anästhesie als beendet. Wenn die Pfote wieder sicheren Halt an den

Gitterstäben fand, wurde dies als Ende der Parese gewertet.

a) b)

Abbildung 7 : a) enger Zehenstand als Ausdruck einer Parese, b) Pfote gleitet auf Grund einer

Parese ab und hängt durch die Gitterstäbe des Käfigs.

2.3.2. Bestimmung der Oberflächenanästhesie an der Cornea der Ratte In der Cornea liegen die Nervenfasern ungeschützt im Gewebe, da es mit Eintritt in die

Cornea zum Verlust der Markscheide kommt. Die Anästhesie wird in der klinischen

Praxis durch Auftropfen des Lokalanästhetikums erreicht (Reim 1996). Diese Art der

Applikation wurde für die vorliegenden Untersuchungen übernommen. Es wurden

ausschließlich Tiere verwendet, deren Cornealreflex (Schluss des Auges nach vorsichtiger

Eindellung der Cornea mittels einer Parodontalsonde, deren Durchmesser 0,5 mm betrug)

vor Versuchsbeginn eindeutig auslösbar war. Um die Substanzen am Tier gut applizieren

zu können und die Einwirkungsdauer bei allen Tieren konstant zu halten, wurden die


25

Versuchstiere in eine leichte Ethernarkose versetzt. Die Narkose wurde so flach gehalten,

dass eine Beatmung der Tiere nicht notwendig war. Dem Tier wurden am linken Auge

0,05 ml der Lösung appliziert (Mikrolance 3 30g x 21 0,3 x 13, Becton-Dickinson,

Dublin) und für genau eine Minute auf der Cornea belassen. Nach dieser Zeit wurde das

Auge mit 1 ml einer 0,9 %igen NaCl-Lösung gespült. Im Anschluss daran wurde der

Cornealreflex, unter Vermeidung der Berührung der Wimpern, sofort an beiden Augen

geprüft. Anschließend wurde der Lidschlussreflex alle 2 min geprüft. Zur Testung des

Reflexes wurde die Cornea jeweils leicht mit der Parodontalsonde komprimiert (gerade

sichtbar eingedellt). Innerhalb von 4 Sekunden wurde die Cornea 10 mal eingedellt,

erfolgte dabei in mindestens 3 Fällen ein Lidschluss, so galt die Anästhesie als beendet.

Die Beleuchtung des Raumes wurde so gewählt, dass Blendeffekte ausgeschlossen

werden konnten. Es wurde darauf geachtet, ob Hornhauttrübungen, Tränenfluss und

Bindehautrötungen bzw. Bindehautentzündungen auftraten.

2.3.3. Bestimmung der LD50

Lokalanästhetika, in der Regel nur lokal angewendet, führen bei falscher Applikation oder

Überdosierung zu systemisch toxischen Effekten. Dabei kommt es zu Schäden am Herz-

Kreislauf-System, ZNS und anderen Organen, die zum Tod führen können. Da im Institut

für Pharmakologie und Toxikologie der FSU Jena sehr gute Erfahrungen mit der

Bestimmung der LD50 nach Miller und Tainter (1944) vorliegen, wurde dieses Verfahren

(Applikation der zu testenden Substanz intraperitoneal) für die durchgeführten Versuche

angewendet. Die Zahl der gestorbenen Tiere nimmt mit steigender Dosis zu. Im linearen

Koordinatensystem erhält man eine sigmoide Dosis-Letalitäts-Kurve. Werden die

Dosierungen (Abszisse) im logarithmischen Maßstab und die Prozentwerte gestorbener

Tiere (Ordinate) in sogenannten Probit-Einheiten abgetragen, erhält man eine Gerade. Die

zu bestimmten Prozentwerten gehörenden Probits sind durch Miller und Tainter tabelliert

worden (Tabelle 14, Seite 76). Nimmt die Gerade den Probit-Wert 5 an, kann an dieser

Stelle die LD50 in mg/kg KM auf der Abszisse abgelesen werden. In die Berechnung der

Streuung (s) der LD50 geht die Summe der verwendeten Tiere (n) ein. Die LD50 kann

umso genauer bestimmt werden, je größer die Tieranzahl ist.


26

2n)4Probit (Dosis)6Probit (Dosiss 50LD

−= (2)

sLD50

-Streuung

n -Tieranzahl

Wichtig für die Bestimmung der approximativen LD50 war, dass man sich dem

Dosisbereich, in dem die Ratten sterben, mittels einzelner Tiere näherte, um die Tierzahl

möglichst gering zuhalten. Erst dann wurden Testgruppen gebildet (n = 6) und 3

Dosierungen möglichst so gewählt, dass die Letalität bei 20 %, 50 % und 80 % lag. Bei

mangelnder Annäherung der Geraden an diese 3 Punkte wurden weitere Dosierungen

untersucht. Die Regressionsgerade zur Bestimmung der LD50 wurde nach der Methode

der kleinsten Quadrate berechnet. Die Toxizitätsbestimmung wurde an 150-220g

schweren Ratten durchgeführt. Es wurden maximal 50 mg /100 g KM der zu testenden

Substanzen intraperitoneal injiziert. Die Zeiten des Eintritts toxischer Wirkungen und des

Todes wurden festgestellt. Die Reaktionen der Tiere wurden direkt nach Applikation

sowie in der ersten Stunde alle 10 min, danach bis 6 Std. jede volle Stunde und

anschließend alle 6 Stunden beobachtet. Bei allen Tieren wurde auf Veränderungen im

Verhalten geachtet. Hyper- bzw. Hypokinese wurde protokolliert. Außerdem wurde das

Fressverhalten und die Atmung überprüft. Eine erhöhte Geräuschempfindlichkeit und

Krämpfe wurden ebenso ins Protokoll aufgenommen.

2.3.4. Vorversuche Es wurden verschiedene Vorversuche durchgeführt. Zum einen sollten die Methoden

standardisiert werden und zum anderen die Einflüsse der Substanzen, die zur Lösung

bzw. Einstellung des pH-Wertes der Testlösung verwendet wurden, auf die Wirkung

bestimmt werden.

Für die Cornealtestung wurde versucht, die Dauer der Ether-Narkose zu optimieren. Die

Tiere wachten kurz nach Applikation der Testsubstanz wieder auf. Das rechte Auge zeigte

sofort wieder den Lidschlussreflex.

Um eine gute Reproduzierbarkeit für die Versuche der Leitungsanästhesie zu erreichen,

wurde die Applikation mit gefärbtem, destilliertem Wasser geübt. Dazu wurde


27

Lisamingrün mit Wasser 1 : 50 gemischt. Nach der Applikation wurde das Tier in

Ethernarkose dekapitiert und anschließend der Nervus ischiadicus freipräpariert. War die

Applikation erfolgreich, konnte man den Nerven von grüner Flüssigkeit umspült sehen

(Abbildung 8).

Abbildung 8 : Präparierter Nervus ischiadicus. Der Nerv ist von

Lisamingrün umspült.

Die Vorversuche wurden solange fortgesetzt, bis in 9 von 10 Fällen dieses Bild vorlag.

Die Ausfällung des Fomocain wurde bei einer Konzentration von 4,0 % nach Freilegung

des Nerven mit Hilfe eines Zytoskops (Firma Carl-Zeiss Jena) nachgewiesen. Aus einer

persönlichen Mitteilung von Dr. A. Seeling aus dem Institut für Pharmazie der Friedrich-

Schiller-Universität Jena geht hervor, dass diese Ausfällung bisher obligat ist und sich

durch keine Maßnahme verringern bzw. aufheben lässt (Abbildung 9).


28

Abbildung 9 : Präparierter Nervus ischiadicus der Ratte. In der

Umrandung links neben dem Nerv ist eine Ausfällung des Fomocain sichtbar

Um den Einfluss von Salzsäure und Ammoniak überprüfen zu können, wurde destilliertes

Wasser mit HCl auf einen pH-Wert von 3,5 gebracht und anschließend mit Ammoniak

der pH-Wert 5,0 eingestellt. Diese Lösung wurde appliziert. Es war weder eine Parese

noch eine Anästhesie nachweisbar. Auch eine Schädigung des Nerven war nicht

ersichtlich (Herr et al. 1953). Tylose war ohne Zusatz von LA ebenfalls nicht in der Lage

eine Anästhesie oder Parese hervorzurufen.

Da keine Wirkungen erzielt wurden, erfolgt keine weitere Darstellung in Form von

Tabellen oder Diagrammen.

2.4. Auswertung und Statistik Zur Auswertung der Versuchsergebnisse wurden zunächst die Dosis-Wirkungs-

Beziehungen betrachtet. Auf der Abszisse wurde die Konzentration logarithmisch und auf

der Ordinate die Wirkung (Dauer der Anästhesie bzw. Parese) linear abgetragen. Bei allen

Versuchen wurde durch die halblogarithmische Darstellung ein annähernd linearer

Verlauf der Dosis-Wirkungs-Beziehung erhalten. Es gilt somit die allgemeine

Geradengleichung, in der x den Logarithmus der Konzentration darstellt. Es wurde eine

Regressionsanalyse durchgeführt, wobei die Regressionsgerade nach dem Prinzip der

kleinsten Quadrate berechnet wurde (Klöcking et al. 1990). Mit den Gleichungen 3 und 4

wurde die Steigung (m) und der Schnittpunkt mit der y-Achse (b) bestimmt.


29

xmyb ⋅−= (3)

∑

∑

∑

∑

=

=

=

=

−

⋅⋅−⋅=

−

−⋅−= n

ii

n

iii

n

ii

n

iii

xx

yxnyx

xx

yyxxm

1

2

1

1

2

1

)()(

)()( (4)

b - Schnittpunkt der Geraden mit der y-Achse y - Mittelwert aus allen y-Werten x - Mittelwert aus allen x-Werten m - Anstieg der Geraden n - Tierzahl pro Versuch (Anzahl Konzentration x Anzahl Tiere pro Konzentration) xi - Einzelwerte x (Konzentration) yi - Einzelwerte y (Dauer von Anästhesie bzw. Parese) Die Ordinatenwerte (Wirkungen) streuten in vertikaler Richtung zu den Abszissenwerten

(Konzentrationen). Im folgenden Schritt wurde nun das Ausmaß der Streuung von b und

m ermittelt. Dazu war vorauszusetzen, dass die wahre Regressionfunktion tatsächlich eine

Gerade ist und das die Ordinatenwerte y an allen Stellen der Geraden in gleichem Maße

um diese in vertikaler Richtung streuen, d.h. die gleiche Varianz s2 besitzen. Die

zufälligen Abweichungen von der Geraden müssen normalverteilt und voneinander

unabhängig sein. Die Varianz s2 wurde mit Gleichung (5) geschätzt.

2)1()1(

2

)( 2221

2

2

−⋅−⋅−⋅−

=−

⋅−−=∑=

nsnmsn

n

xmbys xy

n

iii

2

)()(1 1

222

−

−⋅−−=∑ ∑= =

n

xxmyyn

i

n

iii

(5)

s2 - Gesamtvarianz sy

2 - Varianz von y sx

2 - Varianz von x Mit den Gleichungen 6 und 7 wurden die Varianzen von b und m ermittelt.

))(

1(

1

2

222

∑=

−+= n

ii

b

xx

xn

ss (6)


30

∑=

−= n

ii

m

xx

ss

1

2

22

)( (7)

sm

2 - Varianz des Anstiegs m sb

2 - Varianz des Schnittpunktes (b) mit der y-Achse Um letztendlich die Wirkungen der verschiedenen Substanzen untereinander vergleichen

zu können, wurden effektive Konzentrationen berechnet. Die effektive Konzentration EC

einer Substanz ist die Konzentration, die benötigt wird, um eine zuvor festgelegte

Wirkung zu erzielen. Bei der Oberflächenanästhesie, bei der Parese und bei der

Leitungsanästhesie wurden jeweils die EC für eine Wirkdauer von 10, 20, 30 und 40 min

(= y0) bestimmt. Je geringer die effektive Konzentration war, desto wirksamer war die

Substanz.

Nach Umstellung der Geradengleichung 3 erhält man folgende Gleichung (8).

mbyx −

= 00 (8)

x0 - Konzentration die benötigt wird, um vorgegebene Anästhesie- bzw. Paresedauer zu erreichen. y0 - festgelegte Wirkdauer, die erreicht werden soll Unter Verwendung des dekadischen Logarithmus ist dann :

010 xEC = (9)

EC - Effektivkonzentration für festgelegte Wirkdauer

Die Berechnung der effektiven Konzentration durfte nur dann erfolgen, wenn die

Steigung m signifikant von Null verschieden war, d.h., der Wert Null nicht im

Konfidenzintervall von m lag: mn stm ⋅± − α;2 , wobei α;2−nt das α-Quantil der t-Verteilung

zu n-2 Freiheitsgraden ist. Für alle Berechnungen wurde ein Konfidenzniveau von 95 %

(p ≤ 0,05) gewählt.

Ermittelte effektive Konzentrationen unterschieden sich signifikant voneinander, wenn

sich die Konfidenzintervalle von x0 nicht überlagerten. Die Intervallgrenzen wurden nach

Gleichung 10 berechnet.


31

∑=

−

−

−+⋅⋅±

−⋅−= n

ii

n

xx

yynw

wst

wyymxx

1

2

20

;20

0

)(

)(α (10)

∑=

−

−⋅−= n

ii

n

xx

stmw

1

2

22

;22

)()( α (11)

x0 - hier jeweils obere bzw. untere Grenze des 95 % - Konfidenzintervalls der Konzentration x0 (Gleichung 7) zur festgelegten Anästhesie- bzw. Paresedauer y0.

Die Auswertung der LD50 erfolgte, wie bereits oben erwähnt, nach der Methode von

Miller und Tainter (1944).

3 Ergebnisse

32

3. Ergebnisse

3.1. Allgemeines Die Testsubstanzen wurden an zwei verschiedenen Modellen auf ihre lokalanästhetische

Wirksamkeit geprüft. Die Leitungsanästhesie wurde am Nervus ischiadicus der Ratte und

die Oberflächenanästhesie an der Cornea der Ratte getestet. Als Referenzsubstanzen

dienten Fomocain, Procain und Tetracain. Jede Konzentration wurde an einer Gruppe von

6 Tieren untersucht. Sämtliche Versuchsergebnisse sind in den Tabellen 10 bis 13 (Seite

72 bis 76) als arithmetische Mittelwerte mit Standardfehler angegeben. Der Vergleich der

Wirkungen beruht auf der Berechnung effektiver Konzentrationen, die einen definierten

Effekt hervorrufen (siehe 2.4., Seite 30). Die dazu notwendige Bestimmung der

Regressionsgeraden mit 95 %-Vertrauensintervall erfolgte mit der Methode der kleinsten

Quadrate. Es wurden dazu alle gemessenen Einzelwerte berücksichtigt und nicht die im

Anhang angegebenen arithmetischen Mittelwerte. Weist die Regressionsgerade eine

geringe Steigung auf, so bleibt auch bei größerer Verdünnung der Testsubstanz bzw.

Verteilung der Testsubstanz im Gewebe die Wirksamkeit erhalten. Bei Anwendung

höherer Konzentrationen kann die Anästhesiedauer nur wenig verlängert werden. Eine

große Steigung wirkt sich gegenteilig aus (Koelzer und Wehr 1958b). Für die Berechnung

der effektiven Dosen wurde für alle Versuche der praxisrelevante Bereich von 10 bis 40

min gewählt, wobei jeweils alle 10 min getestet wurde. In Tabelle 8 (Seite 48 und 49)

sind alle errechneten effektiven Dosen und deren 95 %-Konfidenzintervalle

zusammengefasst. Um die Anschaulichkeit der folgenden Abbildungen zu erhalten, sind

die effektiven Konzentrationen als ‚einfache’ Werte (EC) in den Diagrammen dargestellt.

Dadurch wird erreicht, dass entsprechend niedrige Balken im Diagramm einer großen

Wirkung (Anästhesie- bzw. Paresedauer) entsprechen. Zeigte eine Substanz keine

Wirkung, wurde in das Diagramm „k.W.“ eingetragen. War die statistische Berechnung

einer effektiven Konzentration nicht möglich, erscheint im Diagramm die Bezeichnung

„n.b.“ (nicht bestimmbar) bzw. „n.v.“ (nicht verwertbar), wenn die Berechnung zwar

möglich, die berechnete Konzentration aber 100 % überschritt. Tiere mit einer

Langzeitbeeinträchtigung (Anästhesie- bzw. Paresedauer länger als 6 Stunden) wurden

bei der Berechnung der Mittelwerte für Parese und Anästhesie und der effektiven

Konzentrationen nicht berücksichtigt.

3 Ergebnisse

33

Zur Darstellung der LD50 wurden zwei verschiedene Diagrammtypen gewählt. Zum einen

wurde die Probitzahl in Abhängigkeit der Dosis (Logarithmus der Dosis in mg / kg KM)

aufgezeigt. Dabei kann bei der Probitzahl 5 die LD50 der getesteten Substanz abgelesen

werden. Je weiter rechts der Graph im Diagramm liegt desto geringer ist die Toxizität.

Zum anderen wurde die LD50 in einem Balkendiagramm abgebildet. Hier ist ein

unmittelbarer Vergleich der Substanzen aufgrund eines Höhenvergleiches der Balken

möglich. In diesem Diagramm ist außerdem die Streuung der Letalitätsdosis mit

angegeben.

3.2. Testung der lokalanästhetischen Wirksamkeit 3.2.1. Bestimmung der Leitungsanästhesie Die zu untersuchenden Substanzen wurden alle am Nervus ischiadicus der Ratte getestet.

Es wurde sowohl die Anästhesiedauer als auch die Paresedauer bestimmt.

Die Dosis-Wirkungs-Beziehungen für die getesteten Diethanolaminderivate sind in

Abbildung 10 im Vergleich zu Procain und Fomocain dargestellt...

Anästhesie: N. ischiadicus

0

20

40

60

80

100

120

140

0,1 1,0 10,0Konzentration [%]

Wir

kdau

er [m

in]

Procain FomocainOE 6000OE 7000OE 8000OE 9000

Abbildung 10 : Dosis-Wirkungs-Beziehung der Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus

der Ratte (Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwerte. n=6 Tiere pro Gruppe.

3 Ergebnisse

34

Procain zeichnet sich im Vergleich zu Fomocain durch eine wesentlich stärkere

leitungsanästhetische Wirkung aus, was sowohl aus der Lage der Dosis-Wirkungs-

Geraden als auch deren Steigung hervorgeht. Die Regressionsgeraden von OE 6000 und

Procain verlaufen annähernd parallel, dabei ist die Gerade von OE 6000 aber nach rechts

verschoben. Die Anstiege der Regressiosgeraden von OE 7000 und OE 9000 sind am

steilsten. Die Gerade für OE 7000 liegt ab einer Konzentration von 1 % links von der des

Procain, die für OE 9000 beginnt bereits links von Procain. OE 8000 zeigt keine

Wirkung.


0102030405060708090


Wir

kdau

er [m

in]

Procain

Fomocain

OE 500

OE 1000

OE 5000

Abbildung 11 : Dosis-Wirkungs-Beziehung der Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus

der Ratte (Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, OE 500, OE 1000 und OE 5000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwerte. n=6 Tiere pro Gruppe.

Bei den Morpholinderivaten (Abbildung 11) zeigen alle Substanzen eine geringere

lokalanästhetische Wirkung als Procain. OE 500 liegt im Diagramm am weitesten rechts.

OE 1000 und OE 5000 zeichnen sich durch eine etwa gleich starke Wirkung aus, welche

im Vergleich zu Procain und Fomocain erst bei hohen Konzentrationen beginnt.

Um einen Vergleich der Testsubstanzen vornehmen zu können, wurden die effektiven

Konzentrationen für eine Anästhesiedauer von 10, 20, 30 und 40 min errechnet (Tabelle

8, Seite 48 und 49). Die Werte der effektiven Konzentrationen sowie die obere und untere

Intervallgrenze des 95 %-Konfidenzintervalls sind in Abbildung 12 (Seite 35 und 36)

dargestellt.

3 Ergebnisse

35


0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5

Fom

o

Proc

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

10 min

EC [%

]

0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5

Fom

o

Proc

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

20 min

EC [%

]

P

F

P

P

k.W

F

P

F

P P

P

k.W

FP F FP

OIG: 4,6

OIG: 11,8 OIG: 4,7

3 Ergebnisse

36

Anästhesie: Nervus ischiadicus

0,01,02,03,04,05,06,07,08,09,0

Fom

o

Proc

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

30 min

EC [%

]

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

8,0

9,0

Fom

o

Proc

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

40 min

EC [%

]

Abbildung 12 : Vergleich der effektiven Konzentrationen (EC) mit Angabe des 95 % -

Konfidenzintervalls für die Anästhesiedauer von 10, 20, 30 und 40 min am Nervus ischiadicus für die Referenzsubstanzen Fomocain (Fomo) und Procain (Proc), sowie die Derivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000, n = 6 Tiere pro Gruppe. P = signifikanter Unterschied zu Procain, (p ≤ 0,05), F = signifikanter Unterschied zu Fomocain, (p ≤ 0,05), k.W. = keine Wirkung. OIG für Fomo und OE 5000 siehe Tabelle 8, Seite 48 und 49.

P

F

P

P

P

k.W.

FP F FP

P

F

P

P

P

k.W.

FP F

FP

OIG: 65,1 OIG:13,4

EC: 21,8 EC: 13,7 OIG: 20,7

3 Ergebnisse

37

Die Reihenfolge der im Diagramm dargestellten Substanzen ergibt sich aus ihrer

Kettenlänge und Zugehörigkeit zu den Referenzsubstanzen bzw. Morpholin- (OE 5000,

OE 500 und OE 1000) und Diethanolaminderivaten (OE 8000, OE 6000, OE 7000 und

OE 9000). Die Substanz mit der kürzesten Kettenlänge erscheint jeweils am weitesten

links. Für 20, 30 und 40 min ergeben sich keine Unterschiede in der Signifikanz, d.h., war

eine Substanz bei einer Wirkdauer von 20 min signifikant besser bzw. schlechter wirksam

als Fomocain oder Procain, so galt gleiches auch für 30 und 40 min. Um eine

Anästhesiedauer von 10 min zu erzeugen, benötigt man von Procain (EC10min = 0,62 %)

und OE 9000 (EC10min = 0,49 %) die geringste Konzentration, d.h., Procain und OE 9000

besitzen die stärkste Wirksamkeit. Beide Substanzen unterscheiden sich signifikant vom

Fomocain (EC10min = 1,5 %). Außerdem wirkt Procain signifikant besser als OE 5000

(EC10min = 1,36 %) und OE 500 (EC10min = 3,15 %). OE 1000 (EC10min = 1,17 %), OE

6000 (EC10min = 0,89 %) und OE 7000 (EC10min = 0,77 %) unterscheiden sich dagegen

nicht signifikant vom Fomocain bzw. Procain. Auch bei einer Anästhesiedauer von 20

min zeigen Procain mit einer EC20min = 0,8 % und OE 9000 mit einer EC20min = 0,56 %

die stärkste Wirksamkeit. Hier wirkt OE 9000 zusätzlich signifikant besser als Procain.

Das 95 %- Konfidenzintervall des OE 7000 (EC20min = 0,9 %) schneidet das des Procain.

Bei OE 6000 (EC20min = 1,15 %) ist dies nicht der Fall. Die unteren Grenzen der 95 %-

Konfidenzintervalle für OE 5000 (EC20min = 2,93 %), OE 500 (EC20min = 3,53 %) und OE

1000 (EC20min = 2,11 %) liegen so hoch, dass es nicht zum Überschneiden mit der

Obergrenze des 95 %-Konfidenzintervalls des Procain kommt. Gegenüber Fomocain

(EC20min = 3,7 %) sind die Substanzen Procain, OE 6000, OE 7000 und OE 9000

signifikant besser wirksam. OE 8000 zeigt keine leitungsanästhetischen Effekte.

Langzeitbeeinträchtigungen im Sinne einer verlängerten Anästhesiedauer waren bei

keiner der getesteten Substanzen nachzuweisen. Es wurde beobachtet, dass die Parese

(siehe 3.2.2.) regelmäßig vor der Anästhesie eintrat und es auch ohne Ausbildung einer

Anästhesie zur Parese kommen konnte.

3 Ergebnisse

38

3.2.2. Bestimmung der Parese Die Dosis-Wirkungs-Beziehungen der Paresedauer sind in Abbildung 13 für die

Diethanolaminderivate dargestellt.

Parese: N. ischiadicus

0

50

100

150

200

250

300

350


Wir

kdau

er [m

in]

ProcainFomocainOE 6000OE 7000OE 8000OE 9000

Abbildung 13 : Dosis-Wirkungs-Beziehung der Parese am Nervus ischiadicus der Ratte

(Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwerte. n = 6 Tiere pro Gruppe.

Procain zeigt in den unteren Konzentrationsbereichen (bis 1 %) eine stärkere paretische

Wirkung als Fomocain. Bei höheren Konzentrationen ist dies umgekehrt. Die

Regressionsgeraden von Procain und OE 8000 verlaufen annähernd parallel. Die Gerade

von OE 8000 liegt dabei rechts verschoben und zeigt damit die geringste paretische

Wirkung. Die Regressionsgeraden der Derivate OE 7000, OE 6000 und OE 9000 sind

nach links verschoben. Im getesteten Bereich zeichnet sich OE 9000 durch die stärkste

Wirkung aus, während OE 7000 den steilsten Anstieg aufweist.

3 Ergebnisse

39


0

20

40

60

80

100

120

140


Wir

kdau

er [m

in]

Procain

FomocainOE 500

OE 1000OE 5000

Abbildung 14 : Dosis-Wirkungs-Beziehung der Parese am Nervus ischiadicus der Ratte

(Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, OE 500, OE 1000 und OE 5000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwerte. n = 6 Tiere pro Gruppe.

Die paretische Wirkung der Morpholinderivate OE 500, OE 1000 und OE 5000

beginnt in höheren Konzentrationsbereichen als die der Referenzsubstanzen. OE

5000 und OE 1000 verlaufen annähernd parallel, wobei die Wirkung des OE 1000

oberhalb und die des OE 5000 unterhalb der Wirkung von Procain und Fomocain

liegt. Die Kurve für OE 500 liegt am weitesten rechts.

Die Paresedauer am Nervus ischiadicus ist analog zur Anästhesiedauer für die Zeiten 10,

20, 30 und 40 min in Abbildung 15 (Seite 40 und 41) dargestellt.

3 Ergebnisse

40


0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5

Fom

o

Proc

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

10 min

EC [%

]

0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5

Fom

o

Proc

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

20 min

EC [%

]

FP

FP

FP

FP

P

3 Ergebnisse

41


0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,5

Fom

o

Proc

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

30 min

EC [%

]

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

Fom

o

Proc

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

40 min

EC [%

]

Abbildung 15 : Vergleich der effektiven Konzentrationen (EC) mit Angabe des 95 %-Konfidenzintervalls für

eine Paresedauer von 10, 20, 30 und 40 min am Nervus ischiadicus für die Referenzsubstanzen Fomocain (Fomo) und Procain (Proc) sowie die Derivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000, n = 6 Tiere pro Gruppe. F = signifikanter Unterschied zu Fomocain, P = signifikanter Unterschied zu Procain (p ≤ 0,05).

FP

FP

P

FP

FP FP

P

P FP

3 Ergebnisse

42

Für die Paresedauer von 10, 20, 30 und 40 min wurden die effektiven Konzentrationen

mit Angabe des 95 %-Konfidenzintervalls errechnet und in Tabelle 8 (Seite 48 und 49)

zusammengestellt. Im Diagramm 15 sind diese Werte vergleichend dargestellt. Für alle

vier Zeiten gilt, dass bei OE 5000 und OE 500 signifikant höhere Konzentrationen als bei

Fomocain und Procain eingesetzt werden mussten, um eine entsprechende Paresedauer zu

erreichen. Im Bereich einer kurzen Parese von 10 min ergeben sich keine weiteren

signifikanten Unterschiede. Um eine Paresedauer von 20 min zu erzeugen, benötigt man

von OE 9000 die geringste Konzentration (EC20min = 0,32 %). Ein signifikanter

Unterschied zu Fomocain (EC20min = 0,78 %) ist jedoch nicht festzustellen. Procain

(EC20min = 0,64 %) führt erst in signifikant höheren Konzentrationen zu einer Parese. Für

OE 6000 mit einer effektiven Konzentration von 0,75 % ergibt sich ein ähnliches Bild wie

für OE 7000 (EC20min = 0,62 %). Beide zeigen wie auch für 10 min und für 30 min keine

signifikanten Unterschiede bezüglich Procain bzw. Fomocain. OE 8000 (EC20min = 1,2 %)

wirkt signifikant geringer als Procain. Für eine Paresedauer von 30 und 40 min weist OE

9000 (EC30min = 0,34 %, EC40min = 0,38 %) ebenfalls die stärkste paretische Wirksamkeit

auf. Hier zeigt sich auch ein signifikanter Unterschied zum Procain (EC30min = 0,82 %,

EC40min = 1,05 %). Mit Fomocain (EC30min = 0,90 %, EC40min = 1,04 %) gibt es ebenfalls

keine Überlagerung des 95 %-Konfidenzintervalls. Die Signifikanz von OE 8000 (EC30min

= 1,27 %, EC40min = 1,66 %) gegenüber Procain und Fomocain ändert sich nicht.

Signifikante Unterschiede von OE 6000 (EC40min = 0,89 %) zu Procain bzw. Fomocain

sind nicht nachweisbar. Anders bei OE 7000 (EC40min = 0,68 %), welches mit seinen

Intervallgrenzen außerhalb der Intervallgrenzen des Procain liegt.

Fomocain verursachte bei einer 3%igen Konzentration in einem Fall eine

Langzeitbeeinträchtigung (Paresedauer über 6 Stunden) in einer Gruppe von 6 Tieren,

welche nach 24 Stunden nicht mehr nachzuweisen war. Das Derivat OE 7000 rief bei den

Konzentrationen 2 % und 2,5 % jeweils 3 Langzeitbeeinträchtigungen hervor. Auch hier

bestand nach 24 Stunden keine Parese mehr. Gleiches gilt für eine

Langzeitbeeinträchtigung durch das Derivat OE 6000 nach der Testung mit einer 2 %igen

Lösung. Unabhängig von einer verlängerten Paresedauer kam es bei diesem Versuch zu

einer Nekrose an der Einstichstelle bei einem Tier. Bei einer Konzentration von 2,5 %

zeigte ein Tier erst nach 48 Stunden eine vollständige Genesung.

3 Ergebnisse

43

3.2.3. Bestimmung der Oberflächenanästhesie Bei der Oberflächenanästhesie wurde zusätzlich zu Fomocain und Procain Tetracain als

Referenzsubstanz verwendet. In Tabelle 12 (Seite 74) sind die Versuchsergebnisse als

arithmetische Mittelwerte mit Standardfehlern zusammengefasst. Die Dosis-Wirkungs-

Beziehungen der Diethanolaminderivate nach Oberflächenanästhesie sind in Abbildung

16 im Vergleich zu den Referenzsubstanzen dargestellt.

Oberflächenanästhesie: Ratte Cornea

0

20

40

60

80

100

120

140


Wir

kdau

er [m

in]

ProcainFomocainTetracainOE 6000OE 7000OE 8000OE 9000

Abbildung 16 : Dosis-Wirkungs-Beziehung für die Oberflächenanästhesie an der Rattencornea (Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, Tetracain, OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwert. n = 6 Tiere pro Gruppe.

Procain zeigt die geringste Wirkung aller getesteten Substanzen. Die

Regressionsgerade von OE 9000 liegt ab einer Wirkdauer von ca. 20 min am

weitesten links und zeigt somit die beste Wirksamkeit. Der Graph für Fomocain

läuft mit OE 9000 parallel, liegt aber weiter rechts. Der Wirkungsbereich des

Tetracain beginnt bei der niedrigsten Konzentration. Der Anstieg der Dosis-

Wirkungs-Geraden für Tetracain ist relativ flach. Auch die Regressionsgerade von

OE 7000 verläuft annähernd parallel zu der des OE 9000, ist aber noch weiter nach

rechts verlagert. Gleiches gilt für OE 8000 in Bezug auf Tetracain. OE 6000 liegt in

3 Ergebnisse

44

seiner oberflächenanästhetischen Wirksamkeit zwischen der des OE 7000 und OE

8000.


020406080

100120140160180200


Wir

kdau

er [m

in]

ProcainFomocainTetracainOE 500OE 1000OE 5000

Abbildung 17 : Dosis-Wirkungs-Beziehung für die Oberflächenanästhesie an der

Rattencornea (Regressionsgeraden) für die Substanzen Procain, Fomocain, Tetracain, OE 500, OE 1000 und OE 5000 mit Angabe der arithmetischen Mittelwerte. n = 6 Tiere pro Gruppe.

Bei den Morpholinderivaten (Abbildung 17) zeichnet sich OE 1000 durch die am längsten

dauernde (> 40 min) oberflächenanästhetische Wirksamkeit aus. Dies ist an der Lage der

Graphen links im Diagramm zu erkennen. In den Bereichen bis 20 min Wirkdauer ist

Tetracain am besten wirksam. Die Regressionsgeraden für OE 500 und OE 5000

verlaufen nahezu parallel zu Fomocain, beide liegen rechts des Fomocain, was einer

geringen Wirksamkeit entspricht.

In Abbildung 18 (Seite 45 und 46) sind die Werte der effektiven Konzentrationen mit

oberer und unterer Intervallgrenze des 95%-Konfidenzintervalls dargestellt, die eine

Oberflächenanästhesie von 10, 20, 30 bzw. 40 min bewirken.

3 Ergebnisse

45


0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Fom

o

Tetr

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

10 min

EC [%

]

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

Fom

o

Tetr

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

20 min

EC [%

]

T

F

FT FT

T

T

T

T

EC: 2,67 FT

F

T

3 Ergebnisse

46


0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5Fo

mo

Tetr

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

30 min

EC [%

]

0,00,20,40,60,81,01,21,41,61,82,0

Fom

o

Tetr

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

40 min

EC [%

]

Abbildung 18 : Vergleich der effektiven Konzentrationen (EC) mit Angabe des 95 %-Konfidenzintervalls

für eine Anästhesiedauer von 10, 20, 30 und 40 min an der Cornea für die Referenzsubstanzen Fomocain (Fomo) und Tetracain (Tetr) sowie die Derivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000, n = 6 Tiere pro Gruppe.

F = signifikanter Unterschied zu Fomocain, T = signifikanter Unterschied zu Tetracain (p ≤ 0,05), OIG und UIG für Tetracain und OE 8000 siehe Tabelle 8, Seite 48 und 49.

T

F

F

T

FT

FT

FT

FT

T

T

F FT

T

FT

FT

FT

FT

T

EC: 7,55

EC: 4,34 EC: 21,36

3 Ergebnisse

47

Bei einer Oberflächenanästhesiedauer von 10 min wirkt Tetracain (EC10min = 0,12 %)

signifikant besser als alle getesteten Diethanolaminderivate (OE 8000, OE 6000, OE

7000, OE 9000), Fomocain (EC10min = 0,24 %) und das Morpholinderivat OE 5000

(EC10min = 0,66 %). Nur die Wirkung von OE 500 (EC10min = 0,34 %) und OE 1000

(EC10min = 0,18 %) ist annähernd der des Tetracain vergleichbar. Signifikante

Unterschiede zwischen Fomocain, OE 6000 (EC10min = 0,38 %), OE 7000 (EC10min = 0,39

%), OE 9000 (EC10min = 0,20 %), OE 500 und OE 1000 sind nicht festzustellen. Die

EC10min von OE 8000 liegt mit 0,94 % höher als die obere Intervallgrenze des Fomocain.

Ähnlich ist es bei OE 5000 mit einer EC10min von 0,66 %. Für eine Anästhesiedauer von

20 min benötigt man für OE 5000 (EC20min = 0,78 %) und OE 8000 (EC20min = 2,67 %)

signifikant höhere Konzentrationen als für Tetracain (EC20min = 0,39 %) und Fomocain

(EC20min = 0,28 %). Die Intervallgrenzen von OE 1000 (EC20min = 0,19 %) und OE 9000

(EC20min = 0,23 %) überschneiden die des Tetracain nicht. Die effektiven Konzentrationen

von OE 500 und OE 7000 zeigen mit Werten von EC20min = 0,4 % bzw. EC20min = 0,46 %

keinen signifikanten Unterschied. Die Wirkung des Tetracain (EC30min = 1,3 %) ist

signifikant schlechter als die von Fomocain (EC30min = 0,38 %), OE 6000 (EC30min = 0,74

%), OE 7000 (EC30min = 0,55 %), OE 9000 (EC30min = 0,26 %) und der Morpholinderivate

OE 500 (EC30min = 0,47 %) und OE 1000 (EC30min = 0,21 %), aber signifikant besser als

die des OE 8000 (EC30min = 7,55 %). Die Fomocainderivate OE 5000 (EC30min = 0,93 %),

OE 1000, OE 8000 und OE 7000 unterscheiden sich signifikant von ihrer Muttersubstanz.

Mit Ausnahme von OE 1000 weisen sie eine geringere Wirkung auf. Tetracain (EC40min =

4,34 %) zeigt bei 40 min nur ein geringe Wirkung, die von allen anderen Substanzen

außer OE 8000 (EC40min = 21,36 %) übertroffen wird. OE 1000 (EC40min = 0,22 %) wirkt

als einzige Substanz signifikant besser als Fomocain (EC40min = 0,36 %).

Fomocain zeigte bei einer Konzentration von 2 % bei 4 von 5 getesteten Tieren

Langzeitbeeinträchtigungen, die nicht reversibel waren. Eine Langzeitbeeinträchtigung

bei einer Konzentration von 2 % OE 6000 ließ sich nach 24 Stunden nicht mehr

nachweisen. Eine verlängerte Anästhesiedauer trat bei OE 7000 nicht auf. Allerdings

waren deutliche morphologische Veränderungen sichtbar (1,5 % ein Tier, 2 % zwei

Tiere).

3 Ergebnisse

48

Tabelle 8 : Überblick der verschiedenen effektiven Konzentrationen (EC) mit oberer (OIG) und unterer (UIG) Intervallgrenze des 95 %-Konfidenzbereichs, der Anästhesie- und Paresedauer am Nervus ischiadicus und der Oberflächenanästhesie an der Cornea für die Referenzsubstanzen Procain (Proc), Fomocain (Fomo) und Tetracain (Tetr) sowie die Fomocainderivate OE 500, OE 1000, OE 5000, OE 6000, OE 7000, OE 8000 und OE 9000 k.W. = keine Wirkung, n.b. = nicht bestimmbar, n.g. = nicht getestet, n.v. = nicht verwertbar nach statistischer Berechnung, da errechneter Wert größer als 100 %

Substanz Leitungsanästhesie Oberflächen-Anästhesie Anästhesie Parese Cornea EC OIG UIG EC OIG UIG EC OIG UIG [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%]

10 min Fomo 1,53 2,57 0,98 0,67 0,94 0,43 0,24 0,30 0,18Proc 0,62 0,73 0,53 0,50 0,60 0,41 95,52 n.v. 4,47Tetr n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. 0,12 0,16 0,08OE 5000 1,36 1,83 0,97 1,26 1,51 1,02 0,66 0,99 0,38OE 500 3,15 4,57 1,36 3,37 4,00 2,61 0,34 0,66 0,07OE 1000 1,17 1,81 0,59 0,22 4,05 0,00 0,18 0,21 0,14OE 8000 k.W. k.W. k.W. 0,75 0,95 0,57 0,94 1,11 0,80OE 6000 0,89 1,10 0,68 0,69 0,87 0,51 0,38 0,47 0,29OE 7000 0,77 1,00 0,55 0,59 0,75 0,44 0,39 0,53 0,27OE 9000 0,49 0,59 0,40 0,30 0,53 0,10 0,20 0,25 0,1620 min Fomo 3,71 11,80 1,87 0,78 1,05 0,53 0,28 0,34 0,22Proc 0,80 0,92 0,70 0,64 0,75 0,55 n.v. n.b. 26,85Tetr n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. 0,39 0,47 0,32OE 5000 2,93 4,53 2,08 1,74 2,01 1,49 0,78 1,13 0,48OE 500 3,53 4,73 1,87 3,55 4,14 2,84 0,40 0,69 0,11OE 1000 2,11 2,94 1,49 0,28 3,89 0,00 0,19 0,23 0,16OE 8000 k.W. k.W. k.W. 0,98 1,22 0,78 2,67 3,86 1,99OE 6000 1,15 1,40 0,93 0,75 0,93 0,58 0,53 0,63 0,43OE 7000 0,90 1,14 0,67 0,62 0,78 0,47 0,46 0,61 0,33OE 9000 0,56 0,66 0,46 0,32 0,55 0,12 0,23 0,28 0,1930 min Fomo 8,99 65,09 2,99 0,90 1,19 0,64 0,32 0,38 0,26Proc 1,04 1,16 0,92 0,82 0,94 0,72 n.b. n.b. n.v.Tetr n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. 1,30 1,96 0,93OE 5000 6,33 13,42 3,70 2,41 2,77 2,11 0,93 1,30 0,61OE 500 3,96 4,93 2,53 3,76 4,29 3,09 0,47 0,72 0,18OE 1000 3,81 7,10 2,55 0,35 3,73 0,00 0,21 0,24 0,17OE 8000 k.W. k.W. k.W. 1,27 1,65 1,02 7,55 15,11 4,42OE 6000 1,49 1,83 1,22 0,82 1,00 0,64 0,74 0,88 0,62OE 7000 1,04 1,32 0,81 0,65 0,81 0,49 0,55 0,71 0,41OE 9000 0,64 0,74 0,54 0,34 0,56 0,13 0,26 0,31 0,22

3 Ergebnisse

49

Leitungsanästhesie Oberflächen-Anästhesie Anästhesie Parese Cornea

EC OIG UIG EC OIG UIG EC OIG UIG

Substanz

[%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] 40 min Fomo 21,79 n.v. 4,62 1,04 1,36 0,77 0,36 0,43 0,30Proc 1,34 1,49 1,20 1,05 1,18 0,94 n.b. n.b. n.v.Tetr n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. n.g. 4,34 8,94 2,35OE 5000 13,68 41,50 6,32 3,33 4,00 2,84 1,10 1,50 0,76OE 500 4,44 5,24 3,37 3,97 4,45 3,37 0,55 0,77 0,29OE 1000 6,87 20,70 3,61 0,45 3,58 0,00 0,22 0,26 0,19OE 8000 k.W. k.W. k.W. 1,66 2,33 1,27 21,36 59,91 9,67OE 6000 1,92 2,50 1,54 0,89 1,08 0,72 1,03 1,27 0,86OE 7000 1,20 1,55 0,95 0,68 0,84 0,52 0,65 0,84 0,49OE 9000 0,73 0,83 0,63 0,38 0,59 0,16 0,30 0,35 0,26

3 Ergebnisse

50

3.2.4. Bestimmung der Toxizität Die LD50 wurde nach der Methode von Miller und Tainter (1944) bestimmt. In Abbildung

19 sind die errechneten Dosen und ihre Streuungen dargestellt. Je höher sich der Balken

im Diagramm darstellt, desto mehr Substanz wurde gebraucht, um eine toxische Wirkung

zu erkennen. D.h., die betreffende Substanz ist weniger toxisch.

Vergleich der LD 50

0

100

200

300

400

500

Fom

ocai

n

Proc

ain

OE

5000

OE

500

OE

1000

OE

8000

OE

6000

OE

7000

OE

9000

LD

50 [m

g/kg

KM

]

Abbildung 19 : Vergleich der LD50 (± Streuung) nach i. p.- Injektion an der Ratte für die

Referenzsubstanzen Fomocain und Procain sowie die Derivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000 (nach Miller und Tainter), n = 6 Tiere pro Konzentration, 3-5 Konzentrationen pro Substanz.

Die LD50 der getesteten Substanzen liegt zwischen 111 und 391 mg/kg KM. Das

Diethanolaminderivat OE 9000 liegt dabei an der unteren, das Morpholinderivat OE 5000

an der oberen Grenze. Bei einer sonst recht niedrigen Toxizität (entspricht hohen Balken)

der Morpholinderivate bildet OE 1000 mit einem Wert von 183 mg/kg KM eine

Ausnahme. Procain, mit der LD50 = 328 mg/kg KM, weist eine vergleichbare Toxizität

wie die Morpholinderivat- Gruppe auf. Die Diethanolaminderivate zeichnen sich durch

3 Ergebnisse

51

eine höhere Toxizität aus. In Bezug auf die LD50 ordnet sich das Morpholinderivat

Fomocain mit einem Wert von 191 mg/kg KM in diese Gruppe ein.

Die Dosis- Letalitätskurven sind für alle Substanzen in der Abbildung 20

zusammengefasst. Auf der Ordinate sind die Probit-Einheiten nach Miller und Tainter,

auf der Abszisse ist die Dosis abgetragen.

Dosis-Letalitätskurven

3

4

5

6

7

8

100 1000Dosis [mg/kg KM]

Prob

it

Fomocain

Procain

OE 5000

OE 500

OE 1000

OE 8000

OE 6000

OE 7000

OE 9000

200 300

Abbildung 20 : Dosis-Letalitätskurven nach i. p.- Injektion für die Referenzsubstanzen

Fomocain und Procain sowie die Derivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000, n = 6 Tiere pro Dosis, 3-5 Dosierungen pro Substanz.

In diesem Diagramm erscheinen Substanzen mit einer niedrigen Toxizität am weitesten

rechts, d.h., die LD50 liegt in hohen Dosisbereichen. Die Graphen für die

Referenzsubstanzen Fomocain und Procain liegen im mittleren Dosisbereich. Mit

Ausnahme der Substanz OE 1000 weisen die Morpholinderivate eine geringe Toxizität

auf, was an der Lage rechts im Diagramm zu erkennen ist. Die Substanzen der

Diethanolamin- Gruppe zeigen eine höhere Toxizität. Die Regressionsgerade des Procain

verläuft deutlich steiler als die des Fomocain.

Dosisabhängig kam es wenige Minuten nach Applikation von Procain zu tonisch-

klonischen Krämpfen. In diesem Stadium verstarben die Tiere innerhalb von 3 bis 15 min

3 Ergebnisse

52

oder sie erholten sich allmählich. Eine vollständige Genesung trat nach 2 bis 4 Stunden

ein. Die Vergiftungssymptomatik von Fomocain zeigte einen anderen Verlauf, bei dem es

zu einer Restitution der Symptome mit anschließender Verschlechterung und Tod kam.

Im Dosisbereich der LD50 und darüber kam es nach wenigen Minuten zu einer

Überstreckung des Kopfes und später zu einem ständigen Nicken mit dem Kopf. Bei

niedrigeren Dosierungen lagen die Tiere eher ruhig und wurden nach zwei bis drei

Stunden wieder munter und mobil. In beiden Fällen erholten sich die Tiere anschließend.

Nach ca. zwei Tagen wurden die Tiere erneut apathisch und ein Teil verstarb. Bei den

überlebenden Tieren besserte sich der Zustand bis zur Restitutio ad integrum. OE 9000

wies unter den getesteten Substanzen die höchste Toxizität auf. Die

Vergiftungssymptomatik war vor allem durch eine Hypokinese und Erhöhung der

Atemfrequenz gekennzeichnet. Zusätzlich trat eine Geräuschempfindlichkeit auf.

Dosisabhängig verschlechterte sich der Zustand. In niedriger Dosierung erholten sich die

Tiere bereits nach ca. einer Stunde wieder. Wie bei Fomocain kam es zwischenzeitlich zu

einer Besserung der Befindlichkeit. Allerdings beschränkte sich dies auf den mittleren

Dosierungsbereich. Hohe Dosen führten ohne Zeichen einer vorherige Restitutio

innerhalb von ein bis zwei Tagen, mit Dyspnoe einhergehend, zum Tod. OE 7000,

ebenfalls durch hohe Toxizität gekennzeichnet, hatte das gleiche Vergiftungsmuster wie

OE 9000. Die Tiere verstarben allerdings, im Unterschied zu OE 9000, bei hohen

Dosierungen bereits nach wenigen Minuten (15-60 min) mit Atemnot. Im Gegensatz dazu

trat der Tod nach niedrigeren Dosierungen teilweise erst nach vier Tagen ein. Auch hier

kam es zu massiver Atemnot. OE 1000 bildete unter den Morpholinderivaten mit einer

LD50 von 183 mg/kg KM eine Ausnahme. Die LD50 der anderen Derivate dieser Gruppe

war deutlich höher (OE 5000: 391 mg/kg KM, OE 500: 357 mg/kg KM). Nach

Dosierungen im Bereich der LD50 schliefen die Tiere teilweise bis zu drei Stunden und

erwachten dann wieder ohne jegliche Symptomatik. Ohne äußerlich erkennbaren Grund

verstarb ein Teil dieser Tiere dennoch nach drei Tagen. Einzig auffällig war bei diesen

Ratten ein struppiges Fell. Bei Dosen oberhalb der LD50 starben die Tiere innerhalb

weniger Minuten mit Atemnot. Ein Tier erholte sich kurzfristig, verstarb aber ebenfalls

nach zwei Tagen. Im Bereich der LD50 des OE 8000 kam es innerhalb von nur zehn

Minuten zum Tod. Auch unter höheren Dosierungen änderte sich dies nicht. Es war

jeweils eine Dyspnoe zu beobachten. Auch bei niedrigeren Dosierungen zeigten die Tiere

Atemnot. Außerdem wurden sie schläfrig, wachten aber nach spätestens 60 – 90 min ohne

sichtbare Residuen wieder auf. Unter den Diethanolaminderivaten war OE 6000 mit einer

3 Ergebnisse

53

LD50 von 209 mg/kg KM die am wenigsten toxische Substanz. Neben Atemnot umfasste

das Nebenwirkungsspektrum hier auch tonisch-klonische Krämpfe. Teilweise

verweigerten die Tiere die Nahrungsaufnahme, was im Extremfall noch nach zehn Tagen

zum Tod führte. Auch die überlebenden Tiere erschienen beeinträchtigt und benötigten

zur Rekonvaleszenz mehrere Tage. Bis auf eine Schläfrigkeit gab es bei OE 500 keine

weiteren Nebenwirkungen. Alle Tiere, auch nach Verabreichung von Dosen deutlich

unter der LD50, schliefen proportional zur Dosis 30 bis maximal 140 min. Der Tod trat

nach zwei bis drei Tagen ein. Auch unter OE 5000, der Substanz mit der höchsten LD50,

schliefen die Tiere in allen getesteten Dosierungen (zwischen 125 und 500 mg/kg KM bei

LD50 = 391 mg/kg KM). Mit zunehmender Dosis nahm die Dyspnoe zu. Vor Eintreten

des Todes kam es regelmäßig zur temporären Verbesserung des Befindens. Nach Gabe

von Dosierungen oberhalb der LD50 wurden die Tiere zunehmend apathisch und das Fell

erschien struppig. Außerdem entwickelte sich eine extreme Überblähung des Abdomens.

4 Diskussion

54

4. Diskussion

Auf dem Gebiet der Lokalanästhesie wird aufgrund von Nebenwirkungen der bekannten

Stoffe seit Jahren nach Substanzen gesucht, die bei gleicher oder größerer Wirksamkeit

besser verträglich sind. Koelzer und Wehr (1958a) beschreiben dabei eine Zunahme der

Toxizität mit steigender Wirkung. In dieser Arbeit wurden 7 Derivate des seit 1967 in der

Praxis verwendeten Fomocain untersucht. Es erfolgten sowohl Versuche zur Wirksamkeit

als auch zur Toxizität.

4.1. Vergleich der Referenzsubstanzen Fomocain, Procain und

Tetracain

Wie bereits unter 2.3.4. dargestellt, wurde durch die alleinige Applikation der

Lösungsmittel, welche aus einem Gemisch aus destilliertem Wasser, Ammoniak und

Salzsäure bzw. 0,5 %iger Tylose bestand, keine Wirkung erzielt. Fomocain und Procain

stellten die Positivkontrollen für die Versuche zur Leitungsanästhesie und LD50 dar,

während Fomocain und Tetracain als Referenzsubstanzen in den Versuchen zur

Oberflächenanästhesie verwendet wurden.

Fomocain zeigte, wie erwartet, eine sehr gute Wirkung als Oberflächenanästhetikum

(Nieschulz et al. 1958, Oelschläger et al. 1968). Ebenso bestätigte Tetracain als

Lokalanästhetikum für die Oberflächenanästhesie seine gute Wirksamkeit. Wie in den

Diagrammen 16 und 17 (Seite 43 und 44) zu sehen, besitzt Procain keine ausgeprägte

oberflächenanästhetische Wirkung. Ähnliche Angaben sind auch in der Literatur zu

finden (Herr 1958, Koelzer und Wehr 1958a-e, Luduena und Hoppe 1952, Nieschulz et

al. 1958). Während Tetracain bis 20 min nach Applikation eine stärkere

Oberflächenanästhesie als Fomocain hervorrief, war dies zu späteren Zeitpunkten nicht

mehr der Fall. So erreichte Tetracain selbst bei der für die Oberflächenanästhesie hohen

Konzentration von 1% nur eine Wirkdauer von weniger als 30 min. Fomocain hingegen

bewirkte bereits bei einer Konzentration von 0,4 % eine Unempfindlichkeit der Cornea

über die in dieser Arbeit getestete Obergrenze von 40 min Anästhesiedauer hinaus.

Allerdings kam es bei Fomocain in hoher Konzentration (≥ 2 %) zu Langzeitschäden an

4 Diskussion

55

der Hornhaut. Nach der Applikation einer 2%igen Fomocainlösung kam es zu Trübung

der Augen mit hämorrhagischem Randsaum und einer dauerhaften Unempfindlichkeit

gegenüber Reizen, welche bei gesundem Auge den Cornealreflex auslösten. Die lange

lokalanästhetische Wirksamkeit ist durch die hohe Lipophilie (Verteilungskoeffizient n -

Octanol / Wasser: Pv = 3,75) der Substanz bedingt. Der Stoff kann sich somit leichter in

Membranen anreichern (Koch 1970, Temple und Schesmer 1978). Das

Diffusionsvermögen ist trotz der hohen Lipophilie nur gering. Da der pKa-Wert nur bei

7,1 liegt, ist die intrazelluläre Protonierung zum Kation, welches die eigentliche

Wirkform darstellt, erschwert. Für Tetracain hingegen liegt der pKa-Wert bei 8,5, was

eine Penetration durch Membranen mit anschließender intrazellulärer Dissoziation

begünstigt. Durch das Vorhandensein einer großen Zahl an Kationen wird so eine gute

inhibitorische Wirkung erzielt. Im Fall von Fomocain ist die Kontaktzeit des LA an

Nerven und deren Endigungen offensichtlich verlängert. Dadurch wird eine

Gewebeirritation hervorgerufen, welche für das Auftreten von

Langzeitbeeinträchtigungen verantwortlich sein könnte.

Während Nieschulz et al. (1958) bereits bei 1 %igen Fomocain- Lösungen

Gewebeschädigungen feststellten, kam es in der vorliegenden Untersuchung erst ab einer

Konzentration von 2 % zu oberflächenanästhetischen Wirkungen mit einer Dauer von

über 6 Stunden. In 4 von 5 Fällen war der Verlust des Cornealreflexes irreversibel. Diese

Nebenwirkungen traten trotz des Abspülens des Lokalanästhetikum nach einer Minute

auf. Die hohe Protein-Bindung (98,5 %) von Fomocain könnte hierfür mitverantwortlich

sein. In Konzentrationen unterhalb von 2 % kamen diese Nebenwirkungen nicht vor. Wie

in Abbildung 21 zu sehen ist, erschien das Auge getrübt und ein hämorraghischer

Randsaum bildete sich aus.

4 Diskussion

56

Abbildung 21 : Nebenwirkungen in Form von Rötung und Trübung am Auge nach Applikation von Fomocain (Konzentration = 2 %). Der Lidschlussreflex wurde nicht beeinträchtigt. Es kam nicht zur Restitutio ad integrum innerhalb von 10 Tagen.

Tetracain verursachte keine Langzeitbeeinträchtigung im getesteten

Konzentrationsbereich. Die Albumin-Bindung liegt mit 76 % deutlich unter der von

Fomocain. Büchi und Koelzer beschrieben 1966 eine signifikante Beziehung zwischen

Albumin-Bindung und oberflächenanästhetischer Wirksamkeit. Für Procain und Tetracain

bewiesen sie mit zunehmender Albumin-Bindung eine verbesserte Wirksamkeit als

Oberflächenanästhetikum. Für Fomocain scheint dieser Zusammenhang ebenfalls zu

gelten, was sich insbesondere zu späten Zeitpunkten nach Applikation (30 und 40 min)

nachweisen ließ (Abb. 18, Seite 45 und 46).

In den Versuchen zur Anästhesie- und Paresedauer nach Applikation am Nervus

ischiadicus der Ratte konnten die guten leitungsanästhetischen Eigenschaften für Procain

bestätigt werden (Koelzer und Wehr 1958a). Fomocain hingegen rief bei kurzer

Anästhesie eine relativ lange Parese hervor. Aber weder bei Procain noch bei Fomocain

kam es zum Auftreten einer Parese ohne gleichzeitiges Auftreten einer Anästhesie.

Während der Parese war es den Tieren nicht möglich, die Zehen zu krallen oder zu

spreizen, beim Laufen wurde das Bein nachgezogen und erschien schlaff. Sowohl Parese

als auch Anästhesie entstanden fließend, gleiches gilt für die Rückbildung beider

Phänomene. Bei Procain verlief die Regredienz von Anästhesie und Parese nahezu

4 Diskussion

57

zeitgleich. Die Parese hielt hier maximal 17 min länger an als die Anästhesie. Die

Paresedauer bei Fomocain überschritt die Anästhesiedauer teilweise erheblich (bis zu ca.

4 Stunden). Eine Langzeitbeeinträchtigung mit einer Parese von mehr als 6 Stunden trat

im getesteten Konzentrationsbereich (Fomocain 0,5-3 %, Procain 0,5-4 %) nicht auf. Bei

einer Konzentration von 4 % beschreiben Tschritter und Kämena (2000) für Fomocain

eine Parese, welche über 48 Stunden anhielt. In den Abbildungen 13 und 14 (Seite 38 und

39), fällt der Schnittpunkt der Dosis-Wirkungs-Geraden für die Parese nach Fomocain

und Procain bei der Konzentration von 1% auf, d.h., ab dieser Konzentration rief

Fomocain eine längere Parese als Procain hervor. Während Nieschulz et al. (1958) schon

bei einer Konzentration von 0,25 % eine längere Paresedauer bei der Anwendung von

Fomocain beobachteten, beschreiben Tschritter und Kämena (2000) dies erst ab 1,5

%igen Lösungen. Trotz der relativ langen Paresedauer wurden unter Verwendung von

Fomocain nur kurze Anästhesiezeiten erreicht. Daraus ergibt sich, dass die therapeutische

Breite von Fomocain im Vergleich zu Procain geringer ist. Dies spricht gegen seine

Eignung als Leitungsanästhetikum. Auf Grund lokaler Ödeme und der Neigung zur

Nekrosebildung soll die Anwendung von Fomocain als Leitungsanästhetikum

problematisch sein (v. Bruchhausen und Dannhardt 1994a). Die Nekroseentstehung

könnte hierbei auf die durch eine ölige Ausfällung (Seeling 1996) lange unphysiologische

Beeinflussung des biologischen Milieus zurückgeführt werden. Procain hingegen wird als

sehr gewebefreundlich eingestuft. Es führt nur zu geringen irritativen Effekten (Luduena

und Hoppe 1952, Oelschläger et al. 1968). Die Ursache für die deutliche Differenz

zwischen Anästhesie- und Paresedauer könnte in dem von Nieschulz et al. (1958)

beschriebenen geringen Diffusionsvermögen des Fomocain liegen. Seeling (1996)

berichtet hierzu über die bereits erwähnte ölige Ausfällung von Fomocain im Gewebe,

was zu einem Depoteffekt führt. Ursächlich hierfür beschreibt er den niedrigen Trübungs-

pH-Wert von 6,88. Dieses Phänomen wurde auch in den Vorversuchen beobachtet

(Abbildung 9, Seite 28). Da die zwar dickeren und damit langsamer inhibierten

motorischen Fasern peripher im Nervenbündel liegen, kommen diese somit länger mit

dem Lokalanästhetikum in Kontakt als die weiter zentral liegenden sensiblen Fasern

(Catterall und Mackie 1996). Durch das geringe Diffusionsvermögen des Fomocain ist

zudem eine sehr präzise Injektion des LA erforderlich und bereits geringe Abweichungen

vom optimalen Injektionsort bewirken starke Streuungen der Wirkdauer und eine

Verbreiterung der Konfidenzintervalle der EC (Abbildung 12, Seite 35 und 36). Eine

Ausfällung der Procainbase erscheint bei einem Trübungs-pH-Wert von deutlich über 7,4

4 Diskussion

58

eher unwahrscheinlich und konnte in den Vorversuchen nicht nachgewiesen werden. So

ergibt sich für Procain eine nur geringe Streuung der Messwerte und eine Dosis-

Wirkungs-Gerade mit kleinen Konfidenzbereichen (Abbildung 10, Seite 33, Abbildung

12, Seite 35 und 36). Zusätzlich zeigt Procain eine relativ rasche Verteilung im Gewebe

mit einem schnellen Eindringen ins Gefäßsystem und damit Abtransport bzw.

Inaktivierung durch die Esterasen des Serums. Langzeitbeeinträchtigungen und irritative

Eigenschaften gegenüber dem Gewebe konnten im getesteten Konzentrationsbereich bis

4% nicht festgestellt werden. Durch die hohe Gewebeaffinität ist ein schneller

Abtransport des Fomocain nicht zu erwarteten. Auch eine Inaktivierung am

Applikationsort durch enzymatische Spaltung tritt nicht auf (Oelschläger et al. 1971).

Neben der Bestimmung der Wirksamkeit eines Lokalanästhetikums ist auch die

Beurteilung der Toxizität (LD50) des Pharmakons ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung

der Eignung des LA in der Praxis. Tetracain mit seiner bekannten hohen Toxizität wurde

in die Versuche zur Toxizität nicht mit einbezogen, so dass nur Fomocain und Procain als

Referenzsubstanzen getestet wurden (v. Bruchhausen und Dannhardt 1994b). Procain

zeigte sich mit einer LD50 von 328 mg/kg KM weniger toxisch als in den Arbeiten von

Koelzer und Wehr (1958a) und Oelschläger (1968). Allerdings ist zu beachten, dass in

diesen Versuchen Mäuse statt Ratten als Versuchstiere dienten, die Applikation der

Testsubstanz erfolgte i.v. Da die LD50 des Fomocain bei 191 mg/kg KM lag, entsprach

die Toxizität des Procain ca. 40 % der des Fomocain. Unter Procain trat der Tod rasch

innerhalb von 3 bis 15 min ein. Überlebten die Tiere diese Zeitspanne, kam es zur

Restitutio ad integrum. Dies ist auf die gute Resorbierbarkeit des Procain zurückzuführen.

Procain neigt im Intraperitonealraum nicht zur Ausfällung und flutet somit sehr kurz nach

Verabreichung im Gefäßsystem an. Dies führte zu tonisch-klonischen Krämpfen. Laut

Paul (1951) ist dieses Phänomen das Hauptsymptom einer Procainintoxikation. Jedoch

zeigen auch die meisten anderen Lokalanästhetika diesen ZNS-Effekt als initiales

Symptom einer Vergiftung. Häufig kommt es im weiteren Verlauf zu einer Depression

des Atemzentrums, die sich durch Schnappatmung und schließlich Atemstillstand äußern

kann. In selteneren Fällen tritt der Tod durch einen AV-Block oder eine Beeinflussung

der Schrittmacherzellen des Herzen ein. Paul (1951) berichtet über das Vorkommen einer

Blockade des rechten Tawaraschenkels nach i.v.- Injektion von Procain, hält eine

Depression des Atemzentrums aber für die wahrscheinlichere Todesursache. Auch nach

der Injektion von Fomocain kam es zu einer akuten Verschlechterung des Zustandes der

4 Diskussion

59

Tiere. Im Gegensatz zu Procain verbesserte sich dieser allerdings wieder. Erst nach 2 bis

5 Tagen verstarben die Tiere nach einer langsam einsetzenden erneuten Verschlechterung

des Allgemeinbefindens. Ursächlich für den Tod werden ein Aszites, Ileus und

Peritonealverwachsungen beschrieben (Tschritter und Kämena 2000). Dabei handelt es

sich bei den Motilitätsstörungen des Darmes wahrscheinlich um paralytische Ereignisse.

Sowohl die lokalanästhetische Wirkung als auch eine lokale Reizwirkung könnten für die

Paralyse verantwortlich sein. Aufgrund des phasischen Verlaufs der Vergiftung mit

zeitweiser Restitutio lässt sich auf eine chronische Organschädigung schließen, welche

allmählich zum Tod führt. Wie bereits erwähnt, kommt es vermutlich auch im Peritoneum

zu einer öligen Ausfällung der Fomocainbase. Der Depoteffekt trägt zum protrahierten

Verlauf der Vergiftung bei. Aufgrund seiner hohen Lipophilie flutet Fomocain im

Gegensatz zu Procain wesentlich langsamer im Gefäßsystem an (Ausfällung am

Applikationsort). Bei Gabe von Fomocain in Dosierungen deutlich oberhalb der LD50

führt die gesteigerte initiale Anflutung wie auch bei Procain zu einem raschen Tod.

Schatton (1977) geht davon aus, dass es mit zunehmender Wirksamkeit auch zu einer

Zunahme der Toxizität kommt. Dies konnte im Zusammenhang mit der

Oberflächenanästhesie bestätigt werden. Nach Schatton (1977) hat auch die Lipophilie

Einfluss auf die Toxizität eines Stoffes. Mit ansteigender Lipophilie nimmt danach die

Toxizität zu. Für Fomocain und Procain traf diese Annahme zu. Eine direkte Übertragung

der Ergebnisse auf den Menschen ist nicht möglich (Paul 1951). Aber die Ergebnisse

erlauben eine ungefähre Abschätzung der Giftigkeit der Substanzen, die eine

weiterführende Untersuchung vereinfachen, aber nicht ersetzen können. Die

Langzeitbelastung, die bei Verwendung der Lokalanästhetika auftritt, kann mit den

angewendeten Methoden nicht abgeschätzt werden und bedarf ergänzender

Langzeitstudien.

4.2. Fomocain- Derivate

In der vorliegenden Arbeit wurden sowohl Morpholinderivate als auch

Diethanolaminderivate des Fomocain untersucht. Dabei unterscheiden sich die

Morpholinderivate durch eine verkürzte (OE 500 und OE 5000) bzw. verlängerte

Alkylenkette (OE 1000) vom Fomocain. Die Diethanolaminderivate zeichnen sich durch

einen geöffneten Morpholinring aus. Auch bei diesen Substanzen variiert die Länge der

Alkylenkette. Bei den Untersuchungen sollte festgestellt werden, ob es aufgrund der

4 Diskussion

60

Strukturveränderungen der Substanzen auch zu Veränderungen in der lokalanästhetischen

Wirksamkeit und Toxizität der Derivate kommt.

4.2.1. Morpholinderivate

Wegen des niedrigen Trübungs-pH-Wertes der Derivate mussten diese in Tylose statt in

NaCl wie alle anderen getesteten Substanzen gelöst werden. In den Vorversuchen zeigte

Tylose allein keine lokalanästhetische Wirksamkeit, so dass davon ausgegangen werden

kann, dass die aufgetretene Anästhesie tatsächlich durch die jeweilige Testsubstanz

hervorgerufen wurde.

In der Oberflächenanästhesie zeigte OE 1000 für 10 und 20 min eine vergleichbare

Wirkung wie Fomocain und Tetracain, während es in Wirkbereichen von 30 und 40 min

besser wirkte als beide Referenzsubstanzen. OE 5000 und OE 500 wiesen eine kürzere

Anästhesiedauer im Bereich der Cornea auf. Wie Schatton (1977) beschreibt, ist ein

bestmögliches Verhältnis zwischen hydrophiler und lipophiler Komponente eine

notwendige Voraussetzung für eine gute lokalanästhetische Wirksamkeit. Fomocain

erfüllt diese Bedingung in optimaler Weise. Die Lipophilie des Tetracain ist mit einem

Verteilungskoeffizienten (Pv in n - Octanol / Wasser) von Pv = 3,5 nur wenig schlechter

als die des Fomocain (Pv = 3,75). Mit einem Verteilungskoeffizienten von 4,2 ist OE 1000

etwas lipophiler als seine Muttersubstanz. Die hydrophileren Derivate OE 500 (Pv = 3,6)

und OE 5000 (Pv = 3,5) waren entsprechend weniger wirksam. Während Koelzer und

Wehr (1958a-e) von einer Verminderung der lokalanästhetischen Effekte bei Einführung

einer Methylengruppe berichteten, wurde die EC der Substanz OE 1000, die im Vergleich

zu Fomocain eine zusätzliche Methylengruppe besitzt, reduziert. Auch Büchi et al. (1975)

zeigten eine geringere Wirksamkeit mit zunehmender Lipophilie. Sie führten dies auf ein

Unterschreiten der erforderlichen Wasserlöslichkeit zurück. Daraus lässt sich

schlussfolgern, dass OE 1000 mit der Einführung der Methylengruppe zwar lipophiler ist,

die kritische Grenze der Wasserlöslichkeit aber noch nicht unterschritten wird. Die

Substanzen wurden alle mit einem pH-Wert von 5 auf die Cornea appliziert. Durch den

niedrigen pH-Wert lag eine größere Anzahl Moleküle in protonierter Form vor. Da die

Pufferkapazität der Cornea gering ist, ist davon auszugehen, dass die Diffusion der

Teilchen in tiefere Schichten möglich war. Mit dem Angleichen des pH-Wertes an den

physiologischen Wert von 7,4 könnte es, wie auch bei Fomocain, zu einer öligen

4 Diskussion

61

Ausfällung der Substanz kommen. Durch die pH-Wert-Erhöhung kommt es gleichzeitig

zu einem Übergang der Moleküle in die ungeladene Form, was eine Fixierung an

Membranen und damit eine längere Wirkdauer trotz Abspülung hervorrufen könnte.

Dieses Phänomen könnte auch für die Langzeitbeeinträchtigungen der Substanz OE 1000

verantwortlich sein. Eine Konzentration von 1 % (diese Konzentration konnte aufgrund

der Langzeitbeeinträchtigungen nicht in die Berechnung von EC und Dosis-Wirkungs-

Kurve einbezogen werden) führte bei allen Versuchstieren zu

Langzeitbeeinträchtigungen. Nur bei der Hälfte der Tiere kam es zum Wiederauftreten

des Cornealreflexes. Bei den anderen Tieren blieb dieser dauerhaft aus. Makroskopische

Veränderungen der Cornea konnten jedoch nicht nachgewiesen werden. Unter den

Morpholinderivaten OE 500 und OE 5000 traten keine Langzeitbeeinträchtigungen auf.

Im Gegensatz zur Oberflächenanästhesie konnte keines der Morpholinderivate bei der

Testung der Leitungsanästhesie überzeugen. Procain wirkte in allen Wirkbereichen

signifikant besser als die Morpholinderivate des Fomocain und das Fomocain selbst.

Einzig OE 1000 zeigte bei einer Wirkdauer von 10 min nach Applikation eine ähnliche

EC wie die Referenzsubstanz Procain. Die Konfidenzintervalle von Fomocain und seinen

Morpholinderivaten überschnitten sich in allen Fällen. Langzeitbeeinträchtigungen traten

bei den Versuchen zur Leitungsanästhesie nicht auf. Wie bereits erwähnt (Kapitel 4.1.,

Seite 54), kommt es im Gewebe wahrscheinlich zu lokalen Irritationen (chronischen

Beeinträchtigungen). Wie auch Tschritter und Kämena (2000) beschreiben, könnte dies

die lokalanästhetische Wirksamkeit beeinflussen. Es würde eine Summation der

eigentlichen lokalanästhetischen Wirkung und der lokalen Irritation zu einer

Gesamtwirkung resultieren. Diese Irritation würde sich vor allem in einer Verlängerung

der Paresezeit äußern. Dies ist durch die periphere Lage der motorischen Fasern zu

erklären. Ähnlich wie bei Fomocain streuten die Werte der Derivate stärker als bei

Procain. Das Konfidenzintervall von OE 1000 übertraf alle anderen deutlich. Wie bereits

erwähnt, steigt mit der Lipophilie die Toxizität einer Substanz an, so dass die paretischen

Effekte eher auf irritative Einflüsse als auf anästhetische Wirkungen zurückzuführen

wären (Schatton 1977). Koelzer und Wehr (1958a) verweisen hierzu auf die Korrelation

zwischen Trübungs-pH-Wert und Gewebeverträglichkeit. Mit niedrigerem Trübungs-pH-

Wert kommt es zu öligen Ausfällungen im Gewebe, welche vor allem zu einer

Verlängerung der Paresezeit führen. Alle drei Morpholinderivate zeichnen sich durch

einen niedrigen Trübungs-pH-Wert aus. OE 1000 besitzt mit 5,1 den niedrigsten Wert.

4 Diskussion

62

OE 500 und OE 5000 liegen bei Werten von 5,5 bzw. 5,4. Durch die entstehende

Depotwirkung wird die Elimination der Substanzen verlangsamt und die Dauer der

Wirkung verlängert. Bei den Substanzen OE 500 und OE 5000 war dieses Phänomen

deutlich geringer ausgeprägt. Beide Derivate lagen mit ihren Effektivkonzentrationen für

die Parese oberhalb der Konfidenzintervalle für Procain und Fomocain. Erklärt werden

könnte dies durch den deutlich niedrigeren Verteilungskoeffizienten (in n - Octanol /

Wasser) von Pv = 3,6 (OE 500) und 3,5 (OE 5000) im Vergleich zu Pv = 4,2 (OE 1000).

Die Lipophilie liegt also eindeutig unter der von OE 1000. Die Abhängigkeit von der

Länge der Alkylkette wird hier deutlich. Mit zunehmender Länge steigt die Lipophilie

und damit die Wirksamkeit. Gleichzeitig nahm aber auch die Toxizität zu, was das

Auftreten von Nebenwirkungen wahrscheinlicher machte. Zusätzlich spielte sicher die

hohe Proteinbindung (99 %) von OE 1000 eine Rolle in der Diskrepanz zwischen guter

oberflächenanästhetischer Wirksamkeit und nur mit Fomocain vergleichbarer

leitungsanästhetischer Wirksamkeit.

Bei der Bestimmung der Toxizität hatte das Derivat OE 1000 (LD50 = 183 mg/kg KM)

eine ähnliche LD50 wie Fomocain (LD50 = 191 mg/kg KM). An die gute Verträglichkeit

des Procain mit einer LD50 von 328 mg/kg KM reichte die Substanz jedoch nicht heran.

OE 500 (LD50 = 357 mg/kg KM) und OE 5000 (LD50 = 391 mg/kg KM) wiesen eine zu

Procain vergleichbare Toxizität auf. Während die Tiere nach Applikation von Procain

sehr schnell starben, kam es unter Fomocain temporär zu einer Verbesserung der

Symptomatik mit anschließender Verschlechterung des Befindens und Tod. Eine

ausführliche Beschreibung der Symptomatik ist bereits in Kapitel 3.2.4. zu finden. Bei

keinem der getesteten Morpholinderivate kam es zu Überstreckungen des Kopfes. OE

1000 führte in Dosierungen im Bereich der LD50 zu einer Schläfrigkeit der Tiere. Nach

Beendigung des Schlafes erschienen die Tiere gesund, verstarben aber nach drei Tagen.

Ein struppiges Fell war dabei auffällig. In höheren Konzentrationen trat der Tod innerhalb

weniger Minuten mit starker Dyspnoe ein. Hierfür ist wahrscheinlich die höhere

Lipophilie des OE 1000 verantwortlich, die nach Applikation zu einer gesteigerten

initialen Anflutung im Blutkreislauf führt. Weder OE 500 noch OE 5000 verursachte

einen akuten Tod. Alle Tiere erholten sich nach einer dosisabhängigen Schlafphase

zunächst. Die geringe Lipophilie hatte wahrscheinlich, im Gegensatz zu OE 1000 mit

hoher Lipophilie und akutem Tod in hohen Dosierungen, einen subchronischen

4 Diskussion

63

Vergiftungsprozess zur Folge. Der Tod trat so erst nach bis zu drei Tagen ein. Wie auch

bei OE 1000 kam es zur Ausbildung eines struppigen Fells.

Zusammenfassend können die Aussagen von Schatton (1977) bestätigt werden. Bei den

Morpholinderivaten kommt es mit zunehmender Lipophilie und damit steigender

anästhetischer Wirkung zu einer höheren Toxizität. So weisen die Derivate OE 500 und

OE 5000 zwar eine geringe Toxizität auf, sind aber auf Grund der geringen Wirkung nicht

als Lokalanästhetika geeignet. Bei OE 1000 verhält sich dies umgekehrt. Wahrscheinlich

durch die hohe Lipophilie bedingt erreicht die Substanz in der Oberflächenanästhesie eine

sehr gute Wirksamkeit. In der Leitungsanästhesie hingegen wird bereits eine ausgeprägte

gewebeirritative Wirkung auffällig. So überschreitet die Paresedauer die Anästhesiedauer

deutlich. In der Toxizitätsprüfung schließlich liegt die LD50 als Zeichen höherer Toxizität

unterhalb der LD50 von Fomocain. Die Substanz kann damit nicht als für die

Lokalanästhesie geeignet bezeichnet werden und nicht als Ersatz für Fomocain dienen.

4.2.2. Diethanolaminderivate

Die Diethanolaminderivate wurden wegen ihrer guten Wasserlöslichkeit alle in 0,9

%igem NaCl gelöst. Die NaCl-Lösung allein verursachte, wie bereits erwähnt, keine

lokalanästhetischen Effekte. Der Morpholinring ist bei den Diethanolaminen geöffnet,

zusätzlich sind jeweils zwei Hydroxylgruppen in die offene Struktur eingeführt.

Die Substanzen OE 6000, OE 7000 und OE 8000 zeigten eine schlechte

oberflächenanästhetische Wirkung. Die Konfidenzintervalle von OE 8000 lagen im

gesamten Testbereich oberhalb der Grenzen der Konfidenzintervalle von Fomocain und

Procain. Dies könnte an dem im Vergleich zu Fomocain deutlich geringeren

Verteilungskoeffizienten (in n- Octanol / Wasser) von Pv = 2,1 liegen. Nur ein gutes

Verhältnis zwischen hydrophiler und lipophiler Komponente erfüllt die Voraussetzung für

die gute Wirksamkeit eines Lokalanästhetikum. Bei OE 8000 scheint dies nicht der Fall

zu sein. Die schlechte Corneaanästhesie war mit dem zusätzlichen Auftreten von

Nebenwirkungen nach nur einmaliger Applikation verbunden. Es zeigte sich eine Rötung

und Trübung des Auges. Der Lidschlussreflex blieb erhalten. Diese Reaktion war nicht

reversibel. Um eine Wirkdauer von 10 bzw. 20 min zu erreichen, benötigte man von den

Substanzen OE 6000 und OE 7000 ähnliche Konzentrationen wie von der Muttersubstanz

4 Diskussion

64

Fomocain. Bezogen auf eine längere Anästhesiedauer waren beide Substanzen signifikant

schlechter wirksam als Fomocain. Auch hier könnte die Ursache dafür die geringe

Lipophilie sein. Langzeitbeeinträchtigungen wurden durch diese beiden Derivate nicht

hervorgerufen, auch kam es nicht zu makroskopisch auffälligen Veränderungen der

Cornea.

Die Konfidenzintervalle von OE 9000 und Fomocain überschnitten sich in allen Fällen

(10, 20, 30 und 40 min). OE 9000 erreichte somit eine vergleichbare

oberflächenanästhetische Wirkung wie Fomocain. Ähnlich wie Fomocain rief OE 9000 in

höheren Konzentrationen, welche zur Berechnung der EC nicht verwendet werden

konnten, Langzeitbeeinträchtigungen hervor. Bei Konzentrationen von 1 % bzw. 2 % trat

ein dauerhafter Ausfall der Cornealreflexe auf, welcher nicht reversibel war. Die

Lipophilie von OE 9000 liegt mit Pv = 3,0 näher am Wert des Fomocain als dies bei den

anderen Diethanolaminderivaten der Fall ist. Auffällig ist, dass die Öffnung des

Morpholinringes anscheinend mit einer Verminderung der oberflächenanästhetischen

Wirksamkeit einhergeht. So wird durch OE 7000 ein kürzeres Ausbleiben des

Cornealreflexes verursacht als durch Fomocain, obwohl die Alkylkette gleich lang ist.

Aus Abbildung 18 (Seite 45 und 46) wird ersichtlich, dass sich die

oberflächenanästhetische Wirkung mit zunehmender Kettenlänge verbessert. Mit

Zunahme der Kettenlänge scheint, wie auch bei den Morpholinderivaten, nicht nur die

Wirksamkeit, sondern auch die Toxizität zu steigen.

Die Testung am Nervus ischiadicus der Ratte ergab eine leitungsanästhetische Wirkung

für die Derivate OE 6000, OE 7000 und OE 9000, während OE 8000 keine Wirkung

zeigte. Allerdings konnte für OE 8000 eine teilweise bis zu 73 min (Tabelle 11, Seite 73)

andauernde Parese festgestellt werden. Verantwortlich hierfür könnte die Kombination

aus einer relativ geringen Lipophilie (Pv = 2,1) und einem Trübungs-pH-Wert von 7,1

sein. Mit dem im Vergleich zu Procain niedrigen Trübungs-pH-Wert sinkt die

Verträglichkeit des Derivates. Durch die geringe Lipophilie konnte die Substanz eventuell

nur bis in die äußeren Bereiche des Nerven vordringen und damit lediglich eine Wirkung

an den peripher liegenden motorischen Fasern hervorrufen.

Das Verhältnis zur Kettenlänge wird bei den Diethanolaminderivaten deutlich. So scheint

die Wirksamkeit mit Abnahme der Kettenlänge geringer zu werden. Auch zeigt sich bei

einem Vergleich von OE 8000 mit OE 5000 (Morpholinderivat gleicher Kettenlänge)

4 Diskussion

65

deutlich, dass es wahrscheinlich durch die Aufspaltung des Morpholinringes zu einer

Abnahme der leitungsanästhetischen Wirksamkeit gekommen ist.

Die Wirkung des OE 6000 lag zwischen der des Fomocain und des Procain, wobei es

gegenüber Fomocain signifikant wirksamer war. Das Konfidenzintervall von Procain

hingegen endete, wie in der Abbildung 12 (Seite 35 und 36) zu sehen, unterhalb des

Konfindenzbereiches von OE 6000. Procain wirkte also signifikant besser als OE 6000.

Ein anderes Ergebnis lieferte die Parese. OE 6000 wirkte hier länger als Fomocain und ab

einer Konzentration von ca. 0,8 % auch länger als Procain (Abbildung 13, Seite 38). Die

Irritation des Nerven schien somit stärker ausgeprägt zu sein als bei Procain bzw.

Fomocain. Bei den Konzentrationen 2,0 % und 2,5 % kam es zu

Langzeitbeeinträchtigungen (Wirkdauer länger als 6 Stunden). Unabhängig von den

Langzeitbeeinträchtigungen entstand bei einem Tier, wie in Abbildung 22 zu sehen, unter

einer Konzentration von 2,0 % eine Nekrose an der Einstichstelle.

Abbildung 22 : Deutlich sichtbare Nekrose mit hämorrhagischem Randsaum nach der Applikation einer 2 %igen Lösung des Diethanolaminderivates OE 6000. Eine Langzeitbeeinträchtigung der Leitfähigkeit des Nervus ischiadicus war mit dieser Nekrose nicht verbunden.

Ähnlich wie Fomocain unterlag die Wirkung des Derivates OE 6000 relativ großen

Schwankungen, was aus den großen Standardabweichungen (Tabelle 10 und 11, Seite 72

und 73) ersichtlich ist. Auch kam es im Vergleich zur Dauer der Leitungsanästhesie zu

4 Diskussion

66

einer relativ langen Paresedauer. In den unteren Konzentrationsbereichen (0,5 % und 1,0

%) trat die Parese auch ohne Leitungsanästhesie auf. Dies führt zu dem Schluss, dass

auch OE 6000 möglicherweise im Gewebe ausfällt und somit zwar die peripheren

Bereiche des Nervus ischiadicus (Motorik), nicht aber die zentralen (Sensibilität) erreicht.

Im Gegensatz zu OE 8000 war OE 6000 bezüglich seiner leitungsanästhetischen

Wirksamkeit seinem Pendant aus der Reihe der Morpholinderivate (OE 500)

vergleichbar. Allerdings übertraf es OE 500 deutlich in der paretischen Wirkung.

OE 7000 wirkte in der Leitungsanästhesie fast über den gesamten Testbereich hinweg

besser als Fomocain. Die Konfidenzintervalle von Procain und OE 7000 überschnitten

sich regelmäßig. Wie im Diagramm 15 (Seite 40 und 41) zur Parese zu sehen, lagen die

Effektivkonzentrationen von Fomocain, Procain und OE 7000 in ähnlichen Bereichen.

Die einzige Ausnahme bildete der Vergleich von Procain und OE 7000 bei einer

Paresedauer von 40 min. Trotz der relativ geringen Lipophilie der Substanz erreichte

diese eine gute Wirksamkeit, rief aber auch lange Paresezeiten hervor. Auch die

verhältnismäßig geringe Eiweißbindung von 67,5 % könnte die gute Wirkung erklären.

Würden sich Substrat-Proteinkomplexe bilden, wäre ein Durchdringen biologischer

Membranen nicht möglich (Glassl 1995). In der Hälfte der Versuche mit Konzentrationen

von 2 % bzw. 2,5 % traten Langzeitbeeinträchtigungen auf. Die therapeutische Breite von

OE 7000 ist somit nicht sehr groß.

Mit dem weiteren Anstieg der Lipophilie bei zunehmender Kettenlänge der

Diethanolaminderivate nahm auch die Wirksamkeit zu (Derivat OE 9000). Für eine

Anästhesiedauer von 10 min wurde weniger OE 9000 benötigt als von der Muttersubstanz

Fomocain. In allen anderen Bereichen wurde auch die EC von Procain unterschritten, was

für eine bessere Wirkung des Derivates OE 9000 spricht. Die paretische Wirkung war für

10 und 20 min der paretischen Wirkung der beiden Referenzsubstanzen vergleichbar, lag

bei 30 und 40 min aber signifikant höher. D.h., es wurde weniger Substanz benötigt, um

den gleichen negativen Effekt (Parese von 30 bzw. 40 min) zu erreichen. Während nach

der Applikation von 1 %iger Lösung nur eine Langzeitbeeinträchtigung auftrat, welche

nach 24 Stunden wieder aufgehoben war, konnte die Paresezeit nach Applikation einer 2

%igen Lösung nicht bestimmt werden. Die Parese hielt über den gesamten

Beobachtungszeitraum an, was erneut auf die Zunahme der Toxizität mit zunehmender

Lipophilie hinweist.

4 Diskussion

67

Im Rahmen der Toxizitätsbestimmung ergab sich für alle Diethanolaminderivate eine

ähnliche Toxizität wie für Fomocain (LD50 = 191 mg/kg KM). Dabei wies OE 9000 mit

einer LD50 von 111 mg/kg KM den niedrigsten Wert und damit die höchste Toxizität auf.

Das Vergiftungsspektrum war durch Hypokinese, eine Erhöhung der Atemfrequenz und

eine erhöhte Geräuschempfindlichkeit gekennzeichnet. Trotz des hohen pKa-Wertes

schien OE 9000 rasch in das Gefäßsystem einzudringen. So trat der Tod nach hohen

Dosen schnell nach der Applikation ein. Mitverantwortlich könnte hier die im Vergleich

zu den anderen Diethanolaminderivaten hohe Lipophilie sein. Beide Phänomen könnten

die initiale Anflutung der Substanz im Gefäßsystem verstärkt und damit die akute

Toxizität erhöht haben. Bei abnehmender Kettenlänge und damit sinkender Lipophilie

erhöhte sich die LD50 d.h., die Toxizität nahm ab. Nur OE 8000 zeigte eine leicht

verringerte LD50. Im allgemeinen glich das Spektrum der Vergiftung von OE 7000 dem

vom OE 9000, allerdings kam es bei OE 7000, wahrscheinlich aufgrund der geringeren

Lipophilie, auch zu einer weniger schnellen initialen Anflutung ins Gefäßsystem. Die

Tiere verstarben somit erst nach einem Zeitintervall von 15 bis 60 min. Auch bei OE

6000 konnte eine Dyspnoe beobachtet werden. Das Nebenwirkungsspektrum umfasste

aber zusätzlich tonisch-klonische Krämpfe und Zeichen von Hypophagie. Das

Zeitintervall bis zum Eintritt des Todes verlängerte sich erheblich. Da der Tod teilweise

erst nach 10 Tagen auftrat, ist von einer chronischen Vergiftung auszugehen. Ein akuter

Todeseintritt war aufgrund der Kombination aus geringer Lipophilie und hohem

Trübungs-pH-Wert nicht zu erwarten. Laut Oelschläger (1959) haben die beiden nach

Öffnung des Morpholinringes eingeführten Hydroxylgruppen eine nicht unerheblichen

Anteil an der Reduzierung der Toxizität der Derivate. Ohne diese beiden Gruppen wäre

die Anwendung in der Praxis durch eine hohe Toxizität von vornherein ausgeschlossen

gewesen.

Fasst man die Ergebnisse zusammen, würde die mit Fomocain vergleichbare Toxizität die

Anwendung der Diethanolaminderivate in der Praxis erlauben. Allerdings wies nur OE

9000 eine gute leitungsanästhetische Wirksamkeit auf, welche über den gesamten

Testbereich besser als die Muttersubstanz Fomocain und mit Ausnahme einer Wirkdauer

von 10 min auch besser als die Referenzsubstanz Procain war. Die therapeutische Breite

scheint groß genug, um eine gute Relation zwischen Wirkungen und Nebenwirkungen zu

erhalten. In der Oberflächenanästhesie konnte das Diethanolaminderivat OE 9000 durch

4 Diskussion

68

einen ausreichenden oberflächenanästhetischen Effekt (ähnlich dem Fomocain)

überzeugen.

4.3. Struktur- Wirkungs- Beziehung Um die Einflüsse der Struktur auf die Wirkung besser darstellen zu können, erfolgte eine

Einschätzung von leitungsanästhetischer, paretischer und oberflächenanästhetischer

Wirksamkeit in Abhängigkeit von der Kettenlänge. Außerdem wurde die Toxizität (LD50)

in diese Betrachtungen einbezogen.

Tabelle 9 : Struktur-Wirkungs-Beziehung der getesteten Substanzen. Betrachtung des Einflusses der

Kettenlänge der Morpholin- bzw. Diethanolaminderivate auf die leitungsanästhetisch, paretische und oberflächenanästhetische Wirksamkeit sowie die Toxizität. Die Derivate sind nach steigender Kettenlänge (1 - 4 Methylengruppen) geordnet. Fomocain als Morpholin ist dabei sowohl als Referenzsubstanz als auch als Morpholinderivat mit 3x -CH2- aufgeführt. ↓↓↓ - sehr viel geringere Wirkung bzw. sehr viel niedrigere Toxizität, ↓↓ - deutlich geringere Wirkung, ↓ - geringere Wirkung, ↔ - ähnliche Wirkung bzw. ähnliche Toxizität, ↑ - größere Wirkung, ↑↑ - deutlich größere Wirkung, ↑↑↑ - sehr viel größere Wirkung bzw. sehr viel höhere Toxizität, ∅ - kein Eintrag, da nicht getestet. Die Angaben sind auf die Referenzsubstanz Fomocain bezogen.

Leitungs-

anästhesie

Parese Oberflächen-

anästhesie

Toxizität

(LD50)

Referenzsubstanzen

Fomocain Referenz Referenz Referenz Referenz

Procain ↑↑ ↔ ∅ ↓ Tetracain ∅ ∅ ↓ ∅ Morpholinderivate OE 5000 (1x -CH2-) ↔ ↓↓ ↓ ↓↓ OE 500 (2x -CH2-) ↓ ↓↓↓ ↔ ↓ Fomocain (3x -CH2-) ↔ ↔ ↔ ↔ OE 1000 (4x -CH2-) ↑ ↔ ↑ ↔ Diethanolaminderivate OE 8000 (1x -CH2-) ↓↓↓ ↔ ↓↓↓ ↔ OE 6000 (2x -CH2-) ↑ ↑ ↓↓ ↓ OE 7000 (3x -CH2-) ↑↑ ↑↑ ↓ ↔ OE 9000 (4x -CH2-) ↑↑↑ ↑↑↑ ↔ ( ↑ )

4 Diskussion

69

Die Veränderung der Kettenlänge bei den Morpholinderivaten scheint nur einen geringen

Einfluss auf die Wirksamkeit der Substanzen zu haben. Sowohl bei der

Leitungsanästhesie als auch bei der Oberflächenanästhesie resultierten nur minimale

Abweichungen der EC. Wahrscheinlich durch die Steigerung der Lipophilie bedingt,

erreichte OE 1000 mit 4x -CH2- eine geringfügig bessere Wirkung als Fomocain. OE 500

hingegen mit nur 2x -CH2- und damit geringerer Lipophilie wirkte in der

Oberflächenanästhesie genau so gut wie Fomocain. Auch die Toxizität zeigte eine

Abhängigkeit von der Kettenlänge. Je weniger -CH2- Gruppen ein Morpholinderivat

besaß, desto höher war seine LD50, d.h., seine Toxizität sank. Eine Verlängerung der

Kette über 3x -CH2- (Fomocain) hinaus führte nicht zu einer Erhöhung der Toxizität.

Deutlicher zeigte sich der Einfluss der Kettenlänge auf die lokalanästhetische

Wirksamkeit bei den Diethanolaminderivaten. Eine Abnahme der Kettenlänge führte zu

Wirkverlusten, die schließlich bei OE 8000 (1x -CH2-) sogar zu einem vollständigen

Ausbleiben eines leitungsanästhetischen Effektes führten. Die Toxizität blieb dabei in

etwa konstant. Mit zunehmender Anzahl an -CH2- Gruppen nahm vor allem die

leitungsanästhetische Wirkung der Substanzen zu. Bei OE 9000 (4x -CH2-) führte dies zu

einer sehr deutlichen Zunahme der Wirksamkeit. Trotz des gleichzeitigen Auftretens von

Nebenwirkungen in Form einer ausgeprägten Parese und einer minimalen Zunahme der

Toxizität zeigte sich die therapeutische Breite relativ groß, was nach weiteren Testungen

einen Einsatz in der klinischen Praxis als Leitungsanästhetikum ermöglichen könnte.

5 Zusammenfassung

70

5. Zusammenfassung Bis heute ist es nicht gelungen, ein Lokalanästhetikum zu finden, welches bei genügender

Wirkdauer und Wirkstärke nur geringe bzw. keine toxischen Nebenwirkungen aufweist.

Die Wirkung von Lokalanästhetika lässt sich hauptsächlich auf die reversible Blockierung

von Natrium-Kanälen der Membranen sensibler Nerven zurückführen. Weiterhin lassen

sich Einflüsse auf Acetycholin-Rezeptoren sowie K+- und Ca++-Kanäle feststellen. Vor

allem in Hinblick auf die Minimierung des Risikos für Patienten ist es sinnvoll, an der

Entwicklung neuer Lokalanästhetika weiter zu forschen.

In dieser Arbeit wurden die sieben neuen Fomocaine OE 5000, OE 500, OE 1000

(Morpholinderivate), OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000 (Diethanolaminderivate)

auf ihre lokalanästhetischen und toxischen Eigenschaften untersucht. Die

Referenzsubstanzen waren Fomocain, Procain und Tetracain. Alle Untersuchungen

wurden an weiblichen Wistar-Ratten durchgeführt. Die Bestimmung der LD50 nach

intraperitonealer Applikation diente der Abschätzung der Toxizität. Die Versuche zur

Oberflächenanästhesie erfolgten an der Rattencornea, die der Leitungsanästhesie am

Nervus ischiadicus. Die gute oberflächenanästhetische Wirksamkeit von Fomocain und

Tetracain ließ sich bestätigen. Procain zeigte, wie erwartet, die beste leitungsanästhetische

Wirkung. Procain mit einer LD50 von 328 mg/kg KM war deutlich weniger toxisch als

Fomocain (LD50 = 191 mg/kg KM).

Die oberflächenanästhetische Wirkung von Fomocain wurde nur vom Morpholinderivat

OE 1000 (4x -CH2-) übertroffen. Bei dieser Substanz kam es nach Applikation einer 1

%igen Lösung zu Langzeitbeeinträchtigungen bei allen Tieren. Die therapeutische Breite

der Substanz erscheint damit gering und schließt eine praktische Anwendung aus. Die

Wirksamkeit der anderen Morpholinderivate (1x bzw. 2x -CH2-) war geringer als die des

Fomocain (3x -CH2-).

Unter den Diethanolaminderivaten erreichte OE 9000 (4x -CH2-) zwar eine dem

Fomocain äquivalente Oberflächenanästhesie, führte aber, wie auch OE 1000, bereits ab

Konzentrationen von 1 % zu Langzeitbeeinträchtigungen in den Versuchen zur

Oberflächenanästhesie. Diese Langzeitbeeinträchtigungen waren nicht reversibel, d.h.,

der Cornealreflex blieb dauerhaft aus. Die zu geringe therapeutische Breite verbietet

5 Zusammenfassung

71

somit eine Anwendung als Oberflächenanästhetikum am Patienten. Die Diethanolamin-

derivate OE 6000 (2x -CH2-), OE 7000 (3x -CH2-) und OE 8000 (1x -CH2-) beeinflussten

den Lidschlussreflex nur kurzzeitig oder nach Applikation sehr hoher Dosen. Damit sind

auch diese Derivate für eine klinische Anwendung als Oberflächenanästhetikum nicht

geeignet.

Die Morpholinderivate OE 5000 (1x -CH2-), OE 500 (2x -CH2-) und OE 1000 zeigten

eine leitungsanästhetische Wirksamkeit, welche der des Fomocain vergleichbar war. Die

sehr gute Wirkung des Procain konnte allerdings nicht erreicht werden.

Während die Diethanolaminderivate OE 6000 und OE 7000 ähnlich gute

leitungsanästhetische Wirkungen wie Fomocain erreichten, konnte durch das

Diethanolaminderivat OE 8000 kein leitungsanästhetischer Effekt erzielt werden. Die

verringerte Anzahl an -CH2- Gruppen (OE 8000 nur 1x -CH2-) könnte für diese geringe

Wirkung verantwortlich sein. OE 9000 war über fast alle Wirkbereiche hinweg

signifikant besser wirksam als Procain und damit auch als Fomocain.

Langzeitbeeinträchtigungen traten nach einer Applikation von OE 9000 ab einer

Konzentration von 2 % in irreversibler Form auf. Da die Effektivkonzentration, die zum

Erreichen einer sensiblen Leitungsanästhesie von 40 min benötigt wird, aber mit 0,73 %

deutlich unter 2% liegt, ist eine praktische Anwendung der Substanz in Erwägung zu

ziehen.

Die LD50 der Substanzen OE 5000 und OE 500 lag mit Werten von 391 mg/kg KM bzw.

357 mg/kg KM im Bereich von Procain (LD50 = 328 mg/kg KM), welches als sehr

gewebefreundlich bekannt ist.

Mit Werten von 111 mg/kg KM bis 209 mg/kg KM entsprach die Toxizität der

Diethanolaminderivate der der Muttersubstanz Fomocain, wobei eine deutlich

Abhängigkeit von der Kettenlänge der Derivate nicht zu erkennen war.

Schlussfolgernd lässt sich sagen, dass das Diethanolaminderivat OE 9000 aufgrund seiner

geringen oberflächenanästhetischen Wirkung Fomocain nicht als

Oberflächenanästhetikum ersetzen kann. Die guten leitungsanästhetischen Wirkungen

hingegen und eine dem Fomocain vergleichbare Toxizität lassen vermuten, dass sich die

Substanz in der Klinik als neues Leitungsanästhetikum eignen könnte.

6 Anhang

72

6. Anhang

6.1. Leitungsanästhesie 6.1.1. Leitungsanästhesie am Nervus ischiadicus Tabelle 10 : Abhängigkeit der mittleren Leitungsanästhesiedauer am Nervus ischiadicus (TLA)

± Standardfehler von der Konzentration (c) für die Referenzsubstanzen Procain und Fomocain und die Fomocainderivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000.

n = Anzahl der Tiere, LB = Langzeitbeeinträchtigung, KM = mittleres Körpergewicht ± Standardfehler

Substanzen c [%] n LB TLA [min] KM [g] Procain 0,50 6 4 ± 1 204 ± 17 1,00 6 24 ± 11 190 ± 12 2,00 6 58 ± 10 182 ± 8 4,00 6 84 ± 14 180 ± 10 Fomocain 0,50 6 0 ± 0 192 ± 13 1,00 6 4 ± 2 184 ± 9 2,00 6 4 ± 1 190 ± 12 3,00 6 30 ± 15 178 ± 16 OE 5000 2,00 6 21 ± 6 156 ± 8 3,00 6 13 ± 3 172 ± 13 4,00 6 28 ± 19 163 ± 7 OE 500 4,00 6 28 ± 9 165 ± 10 5,00 6 58 ± 41 175 ± 8 6,00 6 62 ± 8 162 ± 12 OE 1000 2,00 6 14 ± 10 166 ± 16 3,00 6 40 ± 10 170 ± 12 4,00 6 23 ± 12 155 ± 10 OE 8000 0,50 6 0 ± 0 189 ±17 1,00 6 0 ± 0 193 ±20 2,00 6 0 ± 0 192 ±10 OE 6000 0,50 6 0 ± 0 175 ±11 1,00 6 0 ± 0 184 ± 7 1,50 6 33 ± 20 187 ± 7 2,00 6 39 ± 23 200 ± 17 2,50 6 66 ± 14 175 ± 10 OE 7000 0,50 6 0 ± 0 202 ± 10 1,00 6 0 ± 0 211 ± 19 1,50 6 27 ± 8 199 ± 8 2,00 6 111 ± 45 182 ± 16 2,50 6 121 ± 53 190 ± 15 OE 9000 0,50 6 18 ± 7 182 ± 12 0,75 6 1 41 ± 7 189 ± 8 1,00 6 1 48 ± 9 184 ± 15 2,00 6 6 126 ± 39 165 ± 9

6 Anhang

73

6.1.2. Parese am Nervus ischiadicus Tabelle 11 : Abhängigkeit der mittleren Paresedauer am Nervus ischiadicus (TP) ±

Standardfehler von der Konzentration (c) für die Referenzsubstanzen Procain und Fomocain und die Fomocainderivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000. n = Anzahl der Tiere, LB = Langzeitbeeinträchtigung, KM = mittleres Körpergewicht ± Standardfehler, n. b. = nicht bestimmbar.

Substanzen c [%] n LB TP [min] KM [g] Procain 0,50 6 10 ± 5 204 ± 17 1,00 6 38 ± 11 190 ± 12 2,00 6 67 ± 9 182 ± 8 4,00 6 94 ± 16 180 ± 10 Fomocain 0,50 6 0 ± 0 192 ± 13 1,00 6 25 ± 12 184 ± 9 2,00 6 74 ± 35 190 ± 12 3,00 6 1 131 ± 71 178 ± 16 OE 5000 2,00 6 32 ± 5 156 ± 8 3,00 6 29 ± 4 172 ± 13 4,00 6 46 ± 14 163 ± 7 OE 500 4,00 6 41 ± 15 165 ± 10 5,00 6 85 ± 16 175 ± 8 6,00 6 115 ± 46 162 ± 12 OE 1000 2,00 6 113 ± 22 166 ± 16 3,00 6 128 ± 45 170 ± 12 4,00 6 124 ± 46 155 ± 10 OE 8000 0,50 6 0,0 ± 0 189 ±17 1,00 6 10 ± 16 193 ±20 2,00 6 53 ± 20 192 ±10 OE 6000 0,50 6 7 ± 16 175 ±11 1,00 6 13 ± 22 184 ± 7 1,50 6 82 ± 23 187 ± 7 2,00 6 1 183 ± 50 200 ± 17 2,50 6 1 150 ± 59 175 ± 10 OE 7000 0,50 6 0,0 ± 0 202 ± 10 1,00 6 77 ± 23 211 ± 19 1,50 6 190 ± 77 199 ± 8 2,00 6 3 363 ± 95 182 ± 16 2,50 6 3 316 ±122 190 ± 15 OE 9000 0,50 6 89 ± 40 182 ± 12 0,75 6 1 124 ± 42 189 ± 8 1,00 6 1 147 ± 77 184 ± 15 2,00 6 6 n. b. 165 ± 9

6 Anhang

74

6.2. Oberflächenanästhesie an der Cornea Tabelle 12 : Abhängigkeit der mittleren Oberflächenanästhesiedauer an der Cornea (TOA) ±

Standardfehler von der Konzentration (c) für die Referenzsubstanzen Fomocain und Tetracain und die Fomocainderivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000.

n = Anzahl der Tiere, LB = Langzeitbeeinträchtigung, KM = mittleres Körpergewicht ± Standardfehler.

Substanzen c [%] n LB TOA [min] KM [g] Fomocain 0,25 6 18 ± 6 178 ± 10 0,50 6 52 ± 17 186 ± 22 1,00 6 117 ± 29 180 ± 9 Tetracain 0,125 6 10 ± 1 173 ± 16 0,25 6 17 ± 3 176 ± 10 0,50 6 23 ± 6 173 ± 8 1,00 6 27 ± 4 183 ± 10 OE 5000 0,50 6 16 ± 9 164 ± 7 1,00 6 26 ± 5 161 ± 4 2,00 6 24 ± 8 165 ± 6 3,00 6 103 ± 29 173 ± 9 4,00 6 149 ± 73 183 ± 26 OE 500 0,50 6 42 ± 4 172 ± 8 0,75 6 39 ± 15 168 ± 7 1,00 6 87 ± 45 149 ± 6 OE 1000 0,25 6 58 ± 5 166 ± 10 0,50 6 129 ± 12 153 ± 10 0,75 6 199 ± 31 169 ± 6 OE 8000 0,50 6 5 ± 1 208 ± 5 1,00 6 9 ± 2 173 ± 18 2,00 6 18 ± 5 182 ± 10 OE 6000 0,50 6 7 ± 1 176 ± 11 0,75 6 11 ± 3 175 ± 8 1,00 6 30 ± 13 189 ± 7 2,00 6 1 68 ± 13 212 ± 17 OE 7000 0,25 6 3 ± 3 182 ± 17 0,50 6 5 ± 2 201 ± 19 1,00 6 31 ± 2 185 ± 23 1,50 6 125 ± 44 200 ± 15 OE 9000 0,25 6 32 ± 4 153 ± 7 0,50 6 62 ± 13 164 ± 17 0,75 6 120 ± 15 218 ± 43

6 Anhang

75

6.3. LD50 nach intraperitonealer Injektion Tabelle 13 : Abhängigkeit der Letalität ± Standardfehler von der Dosis für die Referenzsubstanzen

Procain und Fomocain und die Fomocainderivate OE 5000, OE 500, OE 1000, OE 8000, OE 6000, OE 7000 und OE 9000. Bestimmung der Toxizität mit Hilfe der Probits nach Miller und Tainter (1944) KM = Körpermasse ± Standardfehler.

Substanzen Dosis

[mg/kg KM] gestorben

(von 6 Tieren)

Letalität [%]

Probit LD50 [mg/kg KM]

KM [g]

Procain 300 1 17 4,03 184 ± 5 325 2 33 4,57 173 ± 7 350 5 83 5,97 175 ± 5 328 ± 9 Fomocain 150 2 33 4,57 171 ± 5 200 3 50 5,00 220 ± 2 300 5 83 5,97 204 ± 5 191 ± 32 OE 5000 125 0 0 3,04 193 ± 20 250 0 0 3,04 174 ± 15 400 2 33 4,57 179 ± 6 450 5 83 5,97 185 ± 21 500 6 100 6,96 175 ± 21 391 ± 92 OE 500 250 0 0 3,04 149 ± 8 350 4 67 5,43 172 ± 8 500 6 100 6,96 145 ± 6 357 ± 93 OE 1000 125 0 0 3,04 163 ± 4 150 1 17 4,03 158 ± 5 175 2 33 4,57 159 ± 14 200 5 83 5,97 191 ± 10 250 6 100 6,96 184 ± 7 183 ± 44

6 Anhang

76

Substanzen Dosis

[mg/kg KM] gestorben

(von 6 Tieren)

Letalität [%]

Probit LD50 [mg/kg KM]

KM [g]

OE 8000 160 0 0 3,04 191 ± 7 175 2 33 4,57 195 ± 15 185 5 83 5,97 207 ± 13 200 6 100 6,96 205 ± 10 178 ± 14 OE 6000 180 0 0 3,04 147 ± 10 200 2 33 4,57 194 ± 9 225 5 83 5,97 165 ± 2 209 ± 22 OE 7000 100 0 0 3,04 187 ± 11 125 2 33 4,57 196 ± 19 150 5 83 5,97 174 ± 12 175 5 83 5,97 172 ± 14 220 6 100 6,96 182 ± 18 143 ± 46 OE 9000 75 0 0 3,04 162 ± 12 100 21) 20 4,16 184 ± 9 125 91) 90 6,28 185 ± 11 150 6 100 6,96 158 ± 18 111 ± 26 1) 10 Tiere im Versuch Probitzahlen nach Miller und Tainter Tabelle 14 : Probitzahlen nach Miller und Tainter (1944), Probitzahl auf zwei Dezimalstellen

gerundet. % - jeweils Anzahl der verstorbenen Tiere in Prozent.

% Probit- zahl

% Probit-zahl

% Probit-zahl

% Probit- zahl

% Probit-zahl

0 3,04 2 2,95 22 4,23 42 4,80 62 5,30 82 5,924 3,25 24 4,29 44 4,85 64 5,36 84 5,996 3,45 26 4,36 46 4,90 66 5,41 86 6,088 3,59 28 4,42 48 4,95 68 5,47 88 6,1810 3,72 30 4,48 50 5,00 70 5,52 90 6,2812 3,83 32 4,53 52 5,05 72 5,58 92 6,4114 3,92 34 4,59 54 5,10 74 5,64 94 6,5516 4,01 36 4,64 56 5,15 76 5,71 96 6,7518 4,08 38 4,69 58 5,20 78 5,77 98 6,8620 4,16 40 4,75 60 5,25 80 5,84 100 6,96

7 Literaturverzeichnis

77

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Ehrenwörtliche Erklärung Hiermit erkläre ich, dass mir die Promotionsordnung der Medizinischen Fakultät der

Friedrich-Schiller-Universität bekannt ist,

ich die Dissertation selbst angefertigt habe und alle von mir benutzten Hilfsmittel,

persönlichen Mitteilungen und Quellen in meiner Arbeit angegeben sind,

mich folgende Personen bei der Auswahl und Auswertung des Materials sowie bei der

Herstellung des Manuskripts unterstützt haben Herr Prof. Dr. med. C. Fleck, Herr Prof.

Dr. Dres. h.c. H. Oelschläger, Frau Dr. med. A. Lupp und Frau E. Karge,

die Hilfe eines Promotionsberaters nicht in Anspruch genommen wurde und dass Dritte

weder unmittelbar noch mittelbar geldwerte Leistungen von mir für die Arbeit erhalten

haben, die im Zusammenhang mit dem Inhalt der vorgelegten Dissertation stehen,

dass ich die Dissertation noch nicht als Prüfungsarbeit für eine staatliche oder andere

wissenschaftliche Prüfung eingereicht habe und

dass ich die gleiche, eine in wesentlichen Teilen ähnliche oder eine andere Abhandlung

nicht bei einer anderen Hochschule als Dissertation eingereicht habe.

Jena, den Unterschrift

Steffi Loy

Lebenslauf Name: Steffi Loy

Anschrift: Gehrener Strasse 16 B, 99310 Arnstadt

Staatsangehörigkeit: deutsch

Geburtsdatum: 31.10.1977

Geburtsort: Arnstadt

09/1984 - 08/1990: Polytechnische Oberschule in Arnstadt

09/1990 - 07/1996: Herder Gymnasium in Arnstadt

07/1996: Erlangen der Allgemeinen Hochschulreife

10/1996 - 11/2002: Studium der Humanmedizin an der Friedrich-

Schiller-Universität in Jena

09/1998: Ärztliche Vorprüfung

09/1999: Erster Abschnitt der Ärztlichen Prüfung

09/2001: Zweiter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung

11/2002: Dritter Abschnitt der Ärztlichen Prüfung

ab 01/03: Ärztin im Praktikum im Psychiatrie-Zentrum Hard in

Embrach (CH)

Jena, den Steffi Loy

Danksagung

Die vorliegende Arbeit wurde im Institut für Pharmakologie und Toxikologie der

Friedrich-Schiller-Universität Jena angefertigt.

Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. med. C. Fleck für die freundliche Überlassung

des Promotionsthemas und die gute Zusammenarbeit.

Herrn Prof. Dr. Dres. h.c. H. Oelschläger, Direktor des Institutes für Pharmazie der FSU

Jena, danke ich für die mir zur Verfügung gestellten Testsubstanzen und die angenehme

Zusammenarbeit.

Des weiteren danke ich Frau Dr. med. A. Lupp, Frau E. Karge, Frau A. Berthold und

allen weiteren wissenschaftlichen Mitarbeitern des Institutes für Pharmakologie und

Toxikologie der FSU Jena, die jederzeit ein offenes Ohr für Fragen und Probleme hatten.

Außerdem möchte ich meinen Eltern danken, die sowohl meine Ausbildung als auch die

Fertigstellung dieser Arbeit ermöglichten.

Dissertation Steffi Loy · Struktur, einer Zwischenkette und einer hydrophilen Struktur, welche...

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