Untersuchung des Desorptionsverhaltens formstabiler ... · Ein Atom besitzt in der Regel gleich...

Fachhochschule Braunschweig/Wolfenbüttel Standort Wolfsburg Fachbereich Gesundheitswesen

Untersuchung des Desorptionsverhaltens formstabiler Contactlinsen in vitro nach Applikation gängiger Augentropfen

Diplomarbeit Zur Erlangung des Grades „Diplom-Ingenieurin Augenoptik (FH)“

Erstprüferin: Prof. Nicole Stübiger Zweitprüfer: M.S. Frank Spors Piepenstock, Julia Matrikel- Nr.: 30280133 Kleiststrasse 4 24105 Kiel Kiel, 24.01.2007

II

Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis......................................................................... IV Abbildungs- und Tabellenverzeichnis ................................................... VI 1 Einleitung....................................................................................... 1

1.1 Problemdarstellung............................................................... 1 1.2 Ziel ........................................................................................ 1

2 Vorstellung der Firma Wöhlk ....................................................... 2 3 Theoretische Grundlagen............................................................. 2

3.1 Chemische Grundlagen .......................................................... 2 3.1.1 Bausteine der Chemie und ihre Wechselwirkungen ............... 2 3.1.2 Chemie der Flüssigkeiten ....................................................... 4

3.2 Grenzflächenphänomene ....................................................... 5 3.2.1 Grenzflächenzustände............................................................ 5 3.2.2 Erläuterung der Sorptionsvorgänge ........................................ 6 4 Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-

Spektrometers ............................................................................... 9 4.1 Funktionsweise und Aufbaus eines UV/VIS-Spektrometers ... 9

4.1.1 Allgemeine Grundlagen von Absorptionsspektren.................. 9 4.1.2 Der Strahlengang des Lambda 14 Perkin Elmer................... 11 4.1.3 In der Studie angewandte Analysemöglichkeiten des

Spektrometers ...................................................................... 13 4.2 Materialeigenschaften der untersuchten Contactlinsen ....... 15

4.2.1 A90 ....................................................................................... 15 4.2.2 Conflex ................................................................................. 16 4.2.3 Weflex 55.............................................................................. 18 4.2.4 Die Contactlinsen-Aufbewahrungsbehälter........................... 19

4.3 Darstellung der verwendeten Augentropfen ......................... 20 4.3.1 Auswahlkriterien ................................................................... 20 4.3.2 Detailinformationen zu den Augentropfen............................. 22 5 Untersuchungsmethodik............................................................ 31

5.1 Einführung .......................................................................... 31 5.2 Grundablauf der Untersuchungsmethode........................... 32 5.3 Voruntersuchungen ............................................................ 33 5.4 Messung des Desorptionsverhaltens formstabiler

Contactlinsen ...................................................................... 38 5.5 Änderung des Desorptionsverhaltens durch Einflussfaktoren.

............................................................................................ 39

III

6 Ergebnisse................................................................................... 43 6.1 Voruntersuchungen ............................................................ 43 6.2 Desorptionsverhalten der untersuchten Contactlinsen ....... 46 6.3 Änderung des Desorptionsverhaltens durch Einflussfaktoren.

............................................................................................ 50 7 Diskussion................................................................................... 55

7.1 Erklärungsansatz ................................................................ 55 7.2 Fehler und Einflussgrößen.................................................. 58

8 Statistische Auswertung ............................................................ 60 9 Fazit.............................................................................................. 62 Literaturverzeichnis .......................................................................... 64 Anhang ................................................................................................. 1

I Verdünnungsreihen für Kalibrierungen................................. 1 II Kalibrierungen....................................................................... 3 III Absorptionsspektren der Medikamente................................. 8 IV Absorptionskurven der Extraktionslösungen....................... 12 V Messergebnisse Desorptionsverhalten ............................... 22 VI Wirkstoffkonzentration der Extraktionslösung der

formstabilen Linsen gegenüber der, der weichen Linsen.. 31 VIII Zusammensetzung der Träne............................................. 41

Eidesstattliche Erklärung ................................................................. 42

IV

Abkürzungsverzeichnis

Allgemeine Abkürzungen

Abs.-max.: Absorptionsmaximum

AT Augentropfen

BAC Benzalkoniumchlorid

°C Temperatur in [Grad Celsius]

CF Conflex

CL Contactlinse

DK Diffusionskoeffizient

HEMA Hydroxyethylmethacrylat

Lsg. Lösung

NVP N-Vinylpyrrolidon

UV Ultraviolett (hier: ultravioletter Wellenlängenbereich)

VIS Visuell (hier: sichtbarer Wellenlängenbereich)

WF 55 Weflex 55

Chemische Elementsymbole

Cl Chlor

COOH Carboxylgruppe

H Wasserstoff

N Stickstoff

Na Natrium

NaCl Natriumchlorid

NaOH Natriumhydroxid

O Sauerstoff

Einheiten

g Gramm

mg Milligramm

ml Milliliter

nm Nanometer

µg Mikrogramm

V

Formelzeichenverzeichnis

N Anzahl der Messungen

r Korrelationskoeffizient

s Standartabweichung

s2 Varianz

x Mittelwert

∑ Summenzeichen

Wurzel

VI

Abbildungs- und Tabellenverzeichnis

Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Wasserstoffbrückenbindung ............................................. 4

Abbildung 2: Intermolekulare Kräfte an der Flüssigkeitsoberfläche und im Inneren der Flüssigkeit ................................................ 5

Abbildung 3: Allgemeiner Verlauf einer Adsorptionsisotherme.............. 8

Abbildung 4: Adsorption an der Feststoffoberfläche.............................. 9

Abbildung 5: Strahlungsverringerung durch Reflexion und Streuung .. 10

Abbildung 6: Optisches System / Lambda 14...................................... 12

Abbildung 7: Beispiel einer linearen Kalibrierfunktion.......................... 14

Abbildung 8: Fluor-Silicon-Methacrylat-Copolymer.............................. 15

Abbildung 9: Strukturformel von Cellulose-Aceto-Butyrat.................... 17

Abbildung 10: Strukturformel von HEMA-NVP .................................... 19

Abbildung 11: Strukturformel Brimonidin ............................................. 23

Abbildung 12: Strukturformel von Benzalkoniumchlorid ...................... 25

Abbildung 13: Strukturformel von Metipranolol .................................... 26

Abbildung 14: Strukturformel von Ofloxacin ........................................ 27

Abbildung 15: Strukturformel von Flurbiprofen .................................... 28

Abbildung 16: Strukturformel von Timolol............................................ 29

Abbildung 17: Strukturformel von Azelastin......................................... 31

Abbildung 18: Kalibrierfunktion am Beispiel von Alphagan®................ 37

Abbildung 19: Ablagerungen an einer A90-Linse nach Lagerung in künstlicher Tränenflüssigkeit (50fache Vergrößerung, Durchlichtaufnahme) .................................................... 42

Abbildung 20: Absorptionsmaxima der Verdünnungslösungen von Benzalkoniumchlorid .................................................... 43

Abbildung 21: Absorptionsspektrum der Exsorptionslösung von Timomann® und A90 .................................................... 45

Abbildung 22: Vergleich des Desorptionsverhaltens der A90- und der Conflex-Linse ............................................................... 49

Abbildung 23: Vergleich der desorbierten Wirkstoffmengen (Benzalkoniumchlorid ) nach Einfluss äußerer Faktoren..................................................................................... 50

Abbildung 24: Vergleich der desorbierten Wirkstoffmengen (Timolol ) nach Einfluss äußerer Faktoren ................................... 52

VII

Abbildung 25: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehrfachextraktion nach Behandlung mit Benzalkoniumchlorid .................................................... 53

Abbildung 26: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehrfachextraktion nach Behandlung mit Timomann® 0,25%........................................................................... 53

Abbildung 27: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse in Abhängigkeit des Faktors Zeit nach Behandlung mit Benzalkoniumchlorid .................................................... 54

Abbildung 28: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse in Abhängigkeit des Faktors Zeit nach Behandlung mit Timomann® 0,25% ...................................................... 55

Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Verdünnungsreihe der Kalibrierlösungen für Alphagan®..... 36

Tabelle 2: Quantitative Bestimmung für Timomann® 0,25% ................ 46

Tabelle 3: Mittelwerte der Wirkstoffkonzentrationen der Extraktionslösungen ........................................................... 48

Einleitung

1

1 Einleitung

1.1 Problemdarstellung

Der geringe Wassergehalt formstabiler Contactlinsen lässt darauf

schließen, dass eine Verwendung dieser Linsen im Zusammenhang mit

der Verabreichung topisch angewendeter Augentropfen problemlos ist.

Untersuchungen zur Adsorption wurden bereits in den 80er Jahren1

durchgeführt – seitdem haben sich die Analysemöglichkeiten, aber

auch die Materialien der Contactlinsen und die Medikamente in ihrer

Zusammensetzung verändert. Es stellt sich aktuell die Frage, ob Sub-

stanzen aus Medikamenten, die sich an die Contactlinsen angelagert

haben, auch wieder an den Tränenfilm abgeben werden. Dieses für den

Contactlinsenanpasser relevante Desorptionsverhalten, also das Abga-

beverhalten der Contactlinsen, wurde bisher noch nicht in Studien

veröffentlicht.

1.2 Ziel

Das Ziel dieser Untersuchung ist es, eine Methode zu entwickeln, an-

hand derer herausgefunden werden kann, ob Wirkstoffe aus Medika-

menten, die sich an formstabilen Contactlinsen anlagert haben, in

messbaren Größenordnungen wieder an Flüssigkeiten, wie den Trä-

nenfilm, abgeben werden. Die Studie ist auf formstabile Contactlinsen

ausgerichtet, zum Vergleich wird jedoch auch eine konventionelle

Weichlinse untersucht. Weiterhin stellt sich die Frage, ob das Desorpti-

onsverhalten der Linsen jeweils konstant, oder durch äußere Faktoren

beeinflussbar ist.

1 Vgl. Berke, A.: Kontaktlinsenhygiene, O.J., S.131.

Theoretische Grundlagen

2

2 Vorstellung der Firma Wöhlk

Die Wöhlk-Contact-Linsen GmbH, bei der die Untersuchungen durchge-

führt wurden, ist ein inhabergeführtes, mittelständisches Unternehmen

mit knapp 200 Mitarbeitern. Firmengründer Heinrich Wöhlk stellte selbst

bereits in den 30er Jahren die erste Corneallinse aus Plexiglas her.

Das Unternehmen Wöhlk entwickelt, produziert und vertreibt derzeit

am Standort Schönkirchen eine große Anzahl verschiedener Contact-

linsen: angefangen bei der klassischen Contactlinse aus Plexiglas, über

hoch sauerstoffdurchlässige, formstabile und hoch wasserhaltige, wei-

che Linsen, bis hin zu Monatstauschlinsen, Farb- und Speziallinsen.

Ergänzt wird das Angebot durch Serviceleistungen, wie eine jederzeit

erreichbare Anpassberatung, einen Professionell Service für Spezialfäl-

le, sowie ein umfangreiches Seminarangebot2. Zur Qualitätskontrolle

gehört der Bereich der Analytik, in dem die für die Studie erforderlichen

Einrichtungen vorhanden sind.

3 Theoretische Grundlagen

3.1 Chemische Grundlagen

3.1.1 Bausteine der Chemie und ihre Wechselwirkungen

Zwischen Atomen, Ionen und Molekülen bestehen Wechselwirkungen,

die durch zwischenmolekulare Kräfte hervorgerufen werden. Um diese

2 Vgl. o.V. Wöhlk- Wir über uns, o.J., (Internet)


3

besser erläutern zu können, soll hier zunächst kurz auf die chemischen

Grundlagen eingegangen werden.

Atome sind die kleinsten Teilchen der Elemente und bestehen aus

negativ geladenen Elektronen, positiv geladenen Protonen und la-

dungsfreien Neutronen. Protonen und Neutronen sind im Atomkern

anzutreffen und werden von Elektronen umgeben. Ein Atom besitzt in

der Regel gleich viele Elektronen und Protonen, sodass die Ladung

ausgeglichen ist.3 Entsteht eine Verknüpfung von mindestens zwei

Atomen, so wird dies als Molekül bezeichnet. Die chemische Formel

beschreibt, wie viele Atome jedes Elements in einem Molekül enthalten

sind. 4

Atome können Elektronen abgeben und bekommen dadurch eine posi-

tive Ladung. Sie werden dann als Kationen bezeichnet. Im Gegensatz

dazu sind Anionen negativ geladene Ionen, die durch die Aufnahme

von Elektronen entstehen. Die Anziehung zwischen den negativ und

positiv geladenen Ionen führt zum Aufbau von Ionenverbindungen.5 Bei

kovalenten Bindungen hingegen werden die Atome durch gemeinsame

Elektronenpaare zu Molekülen verknüpft. Durch eine ungleiche Vertei-

lung der gemeinsamen Elektronen entsteht dabei die Möglichkeit pola-

rer kovalenter Bindungen mit entsprechenden partiellen Ladungen. Die

Veränderung der Ladungsverteilung in einem Molekül lässt ein soge-

nanntes Dipolmoment entstehen.6

In Flüssigkeiten oder Feststoffen bestehen, wie oben erwähnt, intermo-

lekulare Wechselwirkungen. Wasserstoffbrückenbindungen gelten

hierbei als sehr starke Kräfte. Verbindet sich Wasserstoff zum Beispiel

mit einem Sauerstoffatom zu einem Molekül, so es aufgrund der größe-

3 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 15. 4 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 28. 5 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 93. 6 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 111ff.


4

ren Elektronegativität des Sauerstoffs zu einer Ladungsverschiebung

innerhalb dieses Moleküls: Das Wasserstoffatom erhält eine positive

Partialladung. In der Folge wird es von anderen Molekülen mit elektro-

negativer Partialladung (vor allem von Stickstoff, Sauerstoff oder Fluor)

angezogen.7 Die folgende Abbildung 1 stellt eine Wasserstoffbrücken-

bindung zwischen zwei Wassermolekülen (H2O) dar.

Abbildung 1: Wasserstoffbrückenbindung

( Quelle: Eigene Darstellung)

3.1.2 Chemie der Flüssigkeiten

Moleküle in Flüssigkeiten bewegen sich permanent: ausreichend lang-

sam, um von zwischenmolekularen Anziehungskräften zusammen-

gehalten zu werden, aber zu schnell, um die Moleküle an einem Platz

zu fixieren. Dadurch halten sie zwar ein bestimmtes Volumen, haben

aber keine feste Gestalt. Erhöht man die Temperatur der Flüssigkeit, so

bewegen sich die Moleküle schneller und verringern folglich die zwi-

schenmolekularen Anziehungskräfte. Das einzelne Molekül nimmt nun

mehr Platz ein und es ist eine leichte Volumenvergrößerung der gesam-

ten Flüssigkeit feststellbar. Innerhalb der Flüssigkeit vermischen sich

die Moleküle vollständig.

Eine weitere wichtige Eigenschaft von Flüssigkeiten ist die Ausbildung

von Oberflächenspannung. Moleküle im Inneren der Flüssigkeit werden

7 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 167ff.

H H

O

δ+ δ+

H H

O δ-

δ+ δ+

Wasserstoff-

brücke

Partialladungen

δ-


5

durch die umgebenden Moleküle aus allen Richtungen gleichmäßig

angezogen. An der Oberfläche erfahren sie jedoch nur eine Anziehung

aus dem inneren Bereich der Flüssigkeit, so wie es in der Abbildung 2

dargestellt ist.

Abbildung 2: Intermolekulare Kräfte an der Flüssigkeitsoberfläche und im Inneren der Flüssigkeit

(Quelle: Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 172.)

Diese Zugkraft von Innen hat zur Folge, dass Flüssigkeiten immer die

kleinste mögliche Oberflächengröße anstreben, wie man es beispiels-

weise an der typischen Kugelform bei Wassertropfen erkennt. Bei

steigenden Temperaturen verringert sich die Oberflächenspannung, da

die zwischenmolekularen Anziehungskräfte abnehmen.8

3.2 Grenzflächenphänomene

3.2.1 Grenzflächenzustände

Alle Flüssigkeiten und Feststoffe haben eine Oberfläche, an der sie mit

nicht mischbaren Phasen einer anderen Zusammensetzung in Berüh-

rung stehen: eine Grenzfläche.9 Der Bereich zwischen der Contactlinse

und einer Lösung bildet dementsprechend solch eine Grenzfläche. In

der Phasengrenzschicht befinden sich die Atome, bzw. Moleküle in

8 Vgl. Mortimer, C., Chemie, 1996, S. 171f.

Oberfläche

Innerer Bereich der flüssigen Phase


6

einem anderen Zustand als im Inneren der Phase. Die zwischenmole-

kulare Anziehungskraft der Stoffe ist in das Innere der Phase gerichtet

(siehe Abbildung 2), woraus eine höhere freie Energie für die Teilchen

an der Grenzfläche resultiert.

Durch diesen Unterschied der Energien und Bindungszustände der

Grenzflächenteilchen, im Gegensatz zu denen im Phaseninneren, sind

deren verschiedene chemische und physikalische Eigenschaften zu

erklären.10 An der Grenzfläche können sich sogenannte dynamische

Grenzflächenphänomene abspielen. Dazu gehören zum Beispiel die

Sorptionsvorgänge.

3.2.2 Erläuterung der Sorptionsvorgänge

Weil der Begriff der Sorption ein zentrales Thema dieser Studie ist und

im Folgenden das Sorptionsverhalten verschiedener Stoffe beschrieben

wird, soll hier eine Definition erfolgen:

„Sorption (von lateinisch: sorbere = schlucken) ist eine Sammelbe-

zeichnung für alle Vorgänge, bei denen ein Stoff selektiv aufgenommen

wird, (zum Beispiel: Absorption, Adsorption, Chemiesorption und Physi-

sorption […], Desorption[…].“11

An die freien Energien in der Phasengrenzschicht lagern sich Teilchen

aus der benachbarten Phase in der Grenzschicht an. Dieser Vorgang

wird als Adsorption bezeichnet.

Der Stoff, der sich anlagert (hier: Substanzen aus den Medikamenten),

wird als Adsorptiv bezeichnet; der Stoff, an den sich ein Stoff der be-

9 Vgl. Nürnberg, E., Surmann, P.: Hagers Handbuch,1991, S. 96f. 10 Vgl. Schwuger, M.J., Lehrbuch der Grenzflächenchemie, 1996, S.87f. 11 Falbe, J., Regnitz, M., Römpp-Lexikon Chemie, Band 5. Pl-S, 1999, S.4156.


7

nachbarten Phase anlagert (hier: die Contactlinse), hingegen als Ad-

sorbens.12 Aus der Anlagerung des Adsorptivs an das Adsorbens resul-

tiert als Produkt das Adsorbat. Die Umkehrung der Adsorption ist die

Desorption. 13

Je nach Wechselwirkungskräften und Bindungsarten kann die Adsorpti-

on physikalisch durch intermolekulare Kräfte oder chemisch erfolgen.

Dementsprechend unterscheidet man nach physikalischer Adsorption

und Chemiesorption. Chemiesorption, die auf kovalenten Bindungen

beruht, ist irreversibel.14 In der hier vorliegenden Studie ist vor allem die

physikalische Adsorption von Bedeutung.

Die Anlagerung von Molekülen der flüssigen Phase an die feste Phase

erfolgt zunächst so lange, bis alle freien Energien der Festkörperober-

fläche ausgeglichen sind. Hat sich eine monomolekulare Adsorptions-

schicht gebildet, so stagniert bei gleich bleibenden Bedingungen der

Vorgang. Die monomolekulare Bedeckung kann jedoch, zum Beispiel

bei Erhöhung des Umgebungsdrucks, in eine multimolekulare Bede-

ckung übergehen, indem sich weitere Schichten des Adsorptivs anla-

gern. Der Verlauf kann als Adsorptionsisotherme (isotherm: bei gleich

bleibender Umgebungstemperatur) dargestellt werden:

12 Vgl. Brezesinski, G., Mögel, H.-J., Grenzflächen und Kolloide, 1993, S. 39f. 13 Vgl. Sucker, H., Fuchs, P., Pharmazeutische Technologie, 1991, S 90. 14 Vgl. Sucker, H., Fuchs, P., Pharmazeutische Technologie, 1991, S 91.

Adsorptiv + Adsorbens Adsorbat

Desorption

Adsorption


8

Abbildung 3: Allgemeiner Verlauf einer Adsorptionsisotherme

(Quelle: Eigene Darstellung in Anlehnung an: Brezesinski, G., Mögel, H.-J., Grenzflä-chen und Kolloide, 1993, S. 41.)

Nicht nur die Größe der Oberfläche, sondern ebenso die Gestalt und

die Struktur des Adsorbens haben hierbei Einfluss auf die Adsorption.

Die Schicht der angereicherten Moleküle ist gegen eine Ablösung durch

Strömungen in der fluiden Phase relativ stabil.15

Die Adsorptionsrate wird mit der Zeit geringer, bis sich ein Gleichge-

wicht eingestellt hat. Es liegt hierbei ein dynamisches Gleichgewicht

vor, das aus den Prozessen der Adsorption und Desorption resultiert.

Ändern sich die thermodynamischen Bedingungen wie Temperatur,

Druck oder Konzentration der flüssigen Phase, dann überwiegt einer

der beiden Prozesse so lange, bis sich ein neues Gleichgewicht einge-

stellt hat. Bei multimolekularer Bedeckung ist festzustellen, dass die

Konzentration von Molekülen der flüssigen Komponente in den direkt

an der Festkörperoberfläche liegenden Schichten deutlich höher ist, als

in entfernter liegenden Schichten (siehe Abbildung 4). Dieses Verhalten

kann mit der Oberflächenenergie erklärt werden.

15 Vgl. Brezesinski, G., Mögel, H.-J., Grenzflächen und Kolloide, 1993, S. 39.

cads

Grenzwert monomolekularer

Bedeckung

p

T=const

cads= Konzentration des Adsorptivs

p= Druck

Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers

9

Die folgende Abbildung (Abbildung 4) stellt schematisch ein Teilchen-

bild der Adsorption, sowie ein Konzentrationsprofil der Oberflächenum-

gebung dar.

1 Adsorbens (Contactlinse) Z Höhe über der Feststoffoberfläche

2 Adsorpt (angelagerte Substanz) ci Teilchenkonzentration

3 Adsorptiv (noch in Lösung befindliche Substanzen)

Abbildung 4: Adsorption an der Feststoffoberfläche

(Quelle: Vgl. Brezesinski, G., Mögel, H.-J., Grenzflächen und Kolloide, 1993, S. 40.)

Als Absorption wird der Vorgang bezeichnet, bei dem Teile des Ad-

sorpts über die Grenzfläche hinaus in das Innere des Adsorbens (hier:

die Contactlinse) aufgenommen werden. Der oben definierte Sammel-

begriff Sorption wird vor allem dann verwendet, wenn keine genaue

Aussage über die Oberflächeneffekte getroffen werden kann.

4 Grundlagen der verwendeten Materialien und des UV/VIS-Spektrometers

4.1 Funktionsweise und Aufbaus eines UV/VIS-Spektrometers

4.1.1 Allgemeine Grundlagen von Absorptionsspektren Fällt Licht, das nur aus einer Wellenlänge besteht, auf ein Medium, wird

zunächst ein Teil des Lichtes reflektiert. Bleibt der Rest des Lichts, das

1

2

3

Z

ci∞ ci

Z


10

in das Medium eindringt, beim Austritt unverändert, bezeichnet man das

Medium als durchlässig bzw. im sichtbaren Bereich auch als durchsich-

tig. Nimmt die, das Medium durchtretende, Strahlungsleistung aber ab,

so kann zum einen daran liegen, dass das Licht teilweise absorbiert

wird, dh. von dem Medium in eine andere Energieform, wie zum Bei-

spiel in Wärme umgewandelt wird, oder zum anderen daran, dass es

teilweise an Staubteilchen, Schwebstoffen oder ähnlichem gestreut

wird. Das Licht wird dadurch von seiner ursprünglichen Richtung abge-

lenkt.

Abbildung 5: Strahlungsverringerung durch Reflexion und Streuung

( Quelle: Eigene Darstellung)

Beide Ursachen nennt man zusammen „Extinktion“ (=Auslöschung),

welche sich aus Absorption und Streuung zusammensetzt.16

Die Absorption folgt hierbei dem Lambertschen Gesetz, das besagt,

dass „in jeder Schicht eines Materials der gleiche Bruchteil der eindrin-

genden Strahlung absorbiert wird“.17 Wichtig ist es zu beachten, dass

das Gesetz nur für sehr verdünnte Lösungen (ca. 0,10/00) und mono-

chromatisches Licht gilt.18 Um ein Absorptionsspektrum zu erhalten,

benötigt man zunächst ein kontinuierliches Spektrum, also eines, das

alle Wellenlängen eines definierten Bereichs enthält. Dieses wird bei

der UV/VIS-Spektroskopie mit Hilfe von einer Halogen- und einer Deu-

teriumlampe für den Bereich von 180nm bis 900nm erreicht. Befinden

ich im Strahlengang Stoffe, die Licht bestimmter Wellenlängen absor-

16 Vgl. Bergmann, Schaefer, Optik Lehrbuch der Experimentalphysik, 1993, S. 243. 17 Vgl. Bergmann, Schaefer, Optik Lehrbuch der Experimentalphysik, 1993, S. 244.

Ein-, bzw. austretende Strahlung

Streuungsverluste in der

Reflexionsverluste in der Küvetten-wand


11

bieren, ist eine Reduzierung des Absorptionsgrades A festzustellen.19

Messungen unterhalb von 190nm müssten im Vakuum durchgeführt

werden, weil bei diesen Wellenlängen das eingestrahlte Licht bereits

merklich vom Luftsauerstoff absorbiert wird.20

4.1.2 Der Strahlengang des Lambda 14 Perkin Elmer

Das UV/VIS-Spektrometer Lambda 14, das für die im Folgenden darge-

stellten Versuche verwendet wurde, arbeitet mit einem reflektierenden

optischen System. In Abbildung 6 ist der Strahlengang dieses optischen

Systems dargestellt. Der Arbeitsbereich des Spektrometers wird durch

eine Deuteriumlampe für die ultraviolette Strahlung im Wellenlängenbe-

reich von 180nm bis 370nm21, sowie durch eine Halogenlampe für die

visuell sichtbare Strahlung im Wellenlängenbereich von 290nm bis

900nm abgedeckt22.

18 Vgl. Rein, H., UV-VIS-Spektroskopie, Deutsche Apotheker Zeitung, 2001, S. 54. 19 Vgl. Bergmann, Schaefer, Optik Lehrbuch der Experimentalphysik, 1993, S. 281. 20 Vgl. Gottwald, W., UV/VIS- Spektroskopie für Anwender, 1998, S. 27. 21 Vgl. Gottwald, W., UV/VIS- Spektroskopie für Anwender, 1998, S. 57. 22 Vgl. Gottwald, W., UV/VIS- Spektroskopie für Anwender, 1998, S. 55.


12

Abbildung 6: Optisches System / Lambda 14

(Quelle: O.V.; Bodenseewerk Perkin Elmer, Handbuch, 1994,S. 5-2.)

Bei Messungen im visuell sichtbaren (VIS) Bereich wird das Licht vom

Spiegel M1 auf den Spiegel M2 reflektiert. Der Strahlengang der Deute-

riumlampe hingegen, die den ultravioletten Bereich abdeckt, wird durch

M1 unterbrochen. Arbeitet man im ultravioletten (UV) Bereich, wird

Spiegel M1 angehoben, so dass die Strahlen der Deuteriumlampe auf

Spiegel M2 fallen. Von Spiegel M2 wird die Strahlung auf das Filterrad

reflektiert, welches durch einen Schrittmotor synchron zum Monochro-

mator dreht. Dadurch wird die Strahlung in Abhängigkeit von der Wel-

lenlänge vorgefiltert. Im Folgenden treffen die Strahlen auf das Gitter im

Monochromator, der ein holographisches Gitter mit 1053 Linien/mm im

Zentrum enthält. Die Strahlen werden nun am Gitter gebeugt und in ein

Spektrum zerlegt. Durch Drehen des Gitters wird die zu untersuchende

Wellenlänge auf Spalt 2 projiziert und trifft als monochromatische Strah-

lung auf Spiegel M3. Von hier aus wird das Licht auf den Strahlungstei-

ler reflektiert, welcher die Strahlen jeweils zur Hälfte auf den Spiegel M4

Deuteriumlampe M1

M2

Filterrad

Spalt 1

Halogenlampe

Spalt 2

Gitter

(Monochromator)

M3

M5

M4 Probe

Referenz Linse

Linse

Detektor

Detektor

M= Spiegel

M2= Toroidspiegel

Strahlungsteiler


13

bzw. M5 treffen lässt. Spiegel M4 leitet den Probenstrahl, der durch die

Probenküvette und eine Sammellinse läuft, um dann auf den Photodio-

den -Detektor zu fallen. Spiegel M5 hingegen leitet den Referenzstrahl.

Dieser passiert die Referenzküvette sowie eine Sammellinse und fällt

dann auf den Photodioden-Detektor.23

4.1.3 In der Studie angewandte Analysemöglichkeiten des Spektrometers

Die Methode wurde aus der Überlegung heraus entwickelt, dass an der

Linse adsorbierte Bestandteile von Medikamenten auch wieder desor-

biert werden. Verteilen sich diese dann in einer umgebenden Flüssig-

keit wie zum Beispiel Kochsalzlösung, müssten die Stoffe in dieser

Lösung nachweisbar sein. Viele aktuell eingesetzte Wirkstoffe sind

aufgrund ihrer Molekularstruktur mittels UV/VIS-Spektroskopie nach-

weisbar. Diese bietet eine einfache und kostengünstige Möglichkeit

sowohl qualitative, als auch quantitative Analysen durchzuführen. Die

Grundlage der qualitativen Analyse ist der Vergleich des Absorptions-

spektrums eines bekannten mit dem Spektrum eines unbekannten

Stoffes.24 Entspricht das aufgenommene Spektrum nicht dem vorgege-

benen, kann vorausgesetzt werden, dass es sich nicht um den gleichen

Stoff handelt.

Wie bereits angesprochen bietet die UV/VIS-Spektroskopie auch die

Möglichkeit eine exakte, quantitative Bestimmung von Substanzen

durchzuführen. Hierzu muss zunächst eine Kalibrierung vorgenommen

werden, um aus dem gemessenen Absorptionsgrad der Extraktionslö-

sung den Konzentrationswert errechnen zu können. Bei der Kalibrie-

rung werden zunächst mehrere Kalibrierlösungen (Standards) mit be-

kannter Konzentration hergestellt und dann deren Extinktion, also der

23 Vgl. o. V., Bodenseewerk Perkin Elmer, Handbuch, 1994,S. 5-3, 5-4. 24 Vgl. Gottwald, W., UV/VIS- Spektroskopie für Anwender, 1998, S. 4.


14

Absorptionsgrad A, bestimmt. Die so gemessene Extinktion wird als

„abhängige Größe y“ der Konzentration als „unabhängige Größe x“

gegenübergestellt. Die daraus resultierende Kalibrierfunktion sollte eine

lineare Abhängigkeit, wie in Abbildung 7 dargestellt, aufweisen.

0,0 200 400 600 800 1000 1100,00,00

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,10

µg/ml

A

∇1

∇2

∇3

∇4

Abbildung 7: Beispiel einer linearen Kalibrierfunktion

(Quelle: Eigene Darstellung)

In der Abbildung ist auf der Ordinate die Wirkstoffkonzentration der

Medikamentenlösung in der Einheit Mikrogramm pro Milliliter aufgetra-

gen und auf der Abszisse der Absorptionsgrad A. Dieser ist dimensi-

onslos und besitzt somit keine Einheit, da er sich aus der Differenz der

Lichtstärke des absorbierten Lichts in der Einheit Candela und der

Lichtstärke vor dem Durchgang durch die Küvette (ebenfalls in der

Einheit Candela) berechnet. Die Einheit kürzt sich somit heraus.


15

4.2 Materialeigenschaften der untersuchten Contactlinsen

4.2.1 A90

Bei der 1993 entwickelten Contactlinse A90 handelt es sich um eine

hoch sauerstoffdurchlässige, flexibel-harte Contactlinse. Zu den Eigen-

schaften, die für diese Versuchsreihe relevant sind, zählen die Lang-

zeitverträglichkeit, die durch den Dk-Wert von

68 x 10-11(cm2/sec)(ml O2/ml x hPa) erzielt wird, die Oberflächenquali-

tät, sowie die guten Benetzungseigenschaften, die durch eine hydrophi-

le Komponente erreicht werden.25

Bei dem Material handelt es sich um ein Fluor-Silicon-Methacrylat-

Copolymer, wie es die folgende Abbildung 8 prinzipiell darstellt:

R R

O

CH 3 C H 3

OO

R 1

FF

F F

O

S iO

O

S i

S i

CH 3

C H 3

C H 3

CH 3

C H 3

C H 3

OS i

CH 3

CH 3 C H 3

Abbildung 8: Fluor-Silicon-Methacrylat-Copolymer

(Quelle: Darstellung der Firma Wöhlk)

25 Vgl. o.V., Wöhlk-Produktübersicht „Freude am Sehen“, Stand 2002, „Die Harten“, A90.


16

In der Strukturformel sind die Fluor- (Elementsymbol: F) und Silici-

umgruppen (Elementsymbol: Si) am Polymergerüst gut erkennbar.

Silicium besitzt hydrophobe Eigenschaften, ist aber vor allem auch für

die erwünschte und wichtige Sauerstoffdurchlässigkeit verantwortlich26.

Zudem ist eine hydrophile Komponente enthalten, die im Zusammen-

spiel mit Komponenten der Tränenflüssigkeit und bei Lagerung in ge-

eigneten Pflegemitteln die Benetzungseigenschaften verbessert. Das

Material ermöglicht außerdem eine hohe Formstabilität, gute Haltbar-

keit, sowie eine sehr geringe Ablagerungsneigung.

Die Formgebung erfolgt aus einem Materialblank im spanabhebenden

Diamantschneideverfahren. Computergesteuerte Automaten stimmen

die Dreh- und Poliervorgänge optimal aufeinander ab, wodurch eine

hohe Genauigkeit erreicht wird. Die luftgelagerten Arbeitsspindeln der

Schleifautomaten, die mit einer Rundlaufgenauigkeit von ca. 0,1µm und

mehr als 20.000 Umdrehungen pro Minute arbeiten, erzeugen eine sehr

geringe Rautiefe. Die Linsenoberfläche bedarf nur einer kurzen Politur

um eine optimale Oberflächenqualität zu erzielen. Die Materialdichte ist

mit 1,08 g/cm angegeben. Zur besseren Erkennbarkeit ist das Material

leicht grünlich eingefärbt.27

4.2.2 Conflex

Die Contactlinse Conflex, die 1981 auf den Markt gekommen ist, gehört

ebenfalls zu den flexibel-harten Contactlinsen, ist allerdings mit einem

Dk-Wert von 4x10-11(cm2/sec)(ml O2/ml x hPa) weit weniger sauerstoff-

durchlässig als die A90.28 Das von Bayer hergestellte Ausgangsmaterial

wird als Anduran bezeichnet und ist eine Polymerlegierung, die auf

26 Vgl. Treiber- Müller, A., Die Kontaktlinse, 2003, S. 14 – 19. 27 Vgl. o.V., Wöhlk-Produktübersicht „Freude am Sehen“, Stand 2002, „Die Harten“,

A90. 28 Vgl. o.V., Wöhlk-Produktübersicht „Freude am Sehen“, Stand 2002, „Die Harten“,

Conflex.


17

CAB, also Cellulose-Aceto-Butyrat, basiert. Der Name des Materials

spiegelt, wie anhand der Strukturformel in der Abbildung 9 erkennbar

ist, die einzelnen Bestandteile wider: Cellulose, Acetat (ein Derivat der

Essigsäure) und Butyrat, das von der Buttersäure abgeleitet ist. Beim

Geruchstest lässt sich die Buttersäure leicht herausfinden. Cellulose ist

ein Naturstoff, der aus Glukosebausteinen besteht. Die Glukosemolekü-

le sind glykosidisch miteinander verbunden und bilden so eine lineare

Polymerkette. Diese Verbindungen sind zusammen mit freien Hydro-

xylgruppen dafür verantwortlich, dass das Material ca. 2% Wasser

aufnimmt.29

HH

HOH

HOH

CH2

O O

HH

HOH

H O

HH2C OH

OO

HH

O

HOH

HOH

CH2OH

H

O CH3

R

OH

R

O

O

H7C3

Abbildung 9: Strukturformel von Cellulose-Aceto-Butyrat


An den Zuckerringen der Cellulose (schwarz gezeichnet) befinden sich

die Sauerstoff- (Elementsymbol: O) und Wasserstoffgruppen (Element-

symbol: H), die für die Hydrophilität des Materials verantwortlich sind.

Blau gezeichnet sind die Acetat-Gruppe (mittig, unten: Molekülgruppe

CH3COO), bzw. die Butyrat-Gruppe (links: Molekülgruppe C3H7 COO).

Um Anduran zu erhalten, wird das CAB-Material noch um eine Ethylen-

vinylacetat-Gruppe (sog. EVA) erweitert, einen gebundenen Weichma-

cher, der zusätzlich eine bessere Benetzbarkeit des Materials ermög-

licht. CAB-Materialien sind Thermoplaste, die im Formpressverfahren

29 Vgl. Kreiner, C. F., Kontaktlinsenchemie, 1980, S. 96f.


18

hergestellt werden30. Hierbei wird unter Hitze- und Druckeinwirkung das

Material in Granulatform zwischen sehr präzisen Glasformen zu einer

Contactlinse eingeschmolzen. Anschließend erfolgt nur noch die Bear-

beitung der Randzone. Die Dichte des Materials liegt bei 1,19 g/cm und

ist somit gegenüber der A90 leicht erhöht. Die Conflex-Linsen sind sehr

formbeständig und weisen eine hohe Oberflächenqualität mit geringer

Neigung zu festsitzenden Ablagerungen auf.31 In diesem Qualitäts-

merkmal ist die dafür Begründung zu finden, dass die Conflex trotz

dauerhafter Existenz am Markt noch häufig angepasst wird. Die

Verbreitung der Linse macht sie für diese Studie relevant.

4.2.3 Weflex 55

Die Weflex 55 ist eine konventionelle, weiche Hydrogellinse mit 55%

Wassergehalt. Das Material wird auf Basis von Copolymeren wie HEMA

(2-Hydroxyethylmethacrylat), NVP (N-Vinylpyrrolidon) und weiteren

Komponenten hergestellt.

HEMA–Materialien sind dabei zunächst wasserfrei und werden eben-

falls im Diamantschneideverfahren aus einem Blank hergestellt. Nach

dem Schleifvorgang erfolgt stufenweise die Hydratation in physiologi-

scher Kochsalzlösung. Der hohe Wasseranteil von 55% in der hydrati-

sierten Linse bewirkt eine gute Benetzbarkeit und eine relativ gute

Sauerstoffdurchlässigkeit. Die Abbildung 10 stellt den allgemeinen

Aufbau eines HEMA-NVP-Copolymers dar. Blau gekennzeichnet sind

die Hydroxylgruppen (OH-Gruppen), die ein hohes Wasserbindungs-

vermögen aufweisen.

30 Vgl. Geyer, O.C., Anduran, Ein bewährtes Material für Kontaktlinsen, Contactologia, Band 11, 1989, S 34-36. 31 Vgl. o.V., Wöhlk-Produktübersicht „Freude am Sehen“, Stand 2002, „Die Harten“,

Conflex.


19

R

O

H2C

R

CH3

O

CH2

OH

CH2CH

R

CH2

H2C

N

CH2

O

H O

H

O

H

H

OHH

Abbildung 10: Strukturformel von HEMA-NVP


Einen nachteiligen Effekt hochwasserhaltiger Systeme bilden die

Hydroxylgruppen, indem sie durch ihr Wasseraufnahmevermögen auch

Einlagerungen und Ablagerungen aus dem Tränenfilm unterstützen. In

der Versuchsreihe dient die Weflex 55 lediglich als Vergleichslinse bei

der Darstellung des Desorptionsverhaltens der formstabilen Contactlin-

sen A90 und Conflex, weshalb hier nicht näher auf ihre Eigenschaften

eingegangen wird.

4.2.4 Die Contactlinsen-Aufbewahrungsbehälter

Die Kontaktlinsenbehälter, die für die Versuche verwendet wurden,

entsprechen den gängigen Anforderungen: Das Material sollte dem-

nach nicht mit Bestandteilen der Aufbewahrungslösung reagieren, sie

absorbieren oder sie in ihrer Effektivität beeinträchtigen. Die Behälter

sollten autoklavierbar, leicht zu säubern und dicht zu verschließen

sein32. Die hier angewendeten Behälter haben circa vier Milliliter Fas-

sungsvermögen und bieten optimale Bedingungen um die erforderliche

32Vgl. Baron, H., Kontaktlinsen, 1991, S.892f.


20

Anzahl an Linsen einzulegen und mit ausreichend Flüssigkeit zu um-

spülen.

4.3 Darstellung der verwendeten Augentropfen

4.3.1 Auswahlkriterien

Arzneimittel können, gerade bei Daueranwendung, pathologische Ver-

änderungen am Auge und damit eine Unverträglichkeit von Contactlin-

sen bewirken. Um praxisnahe Versuchsbedingungen zu erreichen,

wurden Medikamente gegen häufig auftretende Dysfunktionen des

Auges gewählt. Diese Medikamente werden in Form von Augentropfen

verabreicht.

Ein besonderes Augenmerk wurde auf Antiglaukomatosa gelegt, da

Glaukome aufgrund der Alterstruktur der Bevölkerung ein häufiges

Krankheitsbild darstellen und eine Dauermedikation erforderlich ma-

chen können. Bei den anderen verwendeten Medikamenten ist eine

Daueranwendung zwar nicht in der Packungsbeilage ausgewiesen,

aber in speziellen Fällen nach Absprache mit dem behandelnden Arzt

durchaus möglich. Untersucht wurden gemäß dieser Überlegungen:

• Stellvertretend für die Gruppe der Antiglaukomatosa drei Medi-

kamente und zwar Alphagan® 0,2%, Augentropfen der Firma Al-

lergan mit dem Wirkstoff Brimonidin, das bei Offenwinkelglau-

kom, sowie okulärer Hypertension Anwendung findet33. Zwei Be-

tarezeptorenblocker der Firma Dr. Mann Pharma in Form von

Betamann® 0,3%, Augentropfen mit dem Wirkstoff Metipranolol,

das bei chronischem Weitwinkelglaukom eingesetzt wird34 und

33 Rote Liste® Service GmbH, Alphagan®, Stand: Juli 2006 (Internet) 34Rote Liste® Service GmbH, Betamann® 0,1% / 0,3% / 0,6%, Stand: Juli 2006

(Internet)


21

Timomann® 0,25%, ein Medikament, das bei okulärer Hyperten-

sion, chronischem Offenwinkelglaukom und Aphakieglaukom

verschrieben werden kann35.

• Gegen Infektionen des vorderen Augenabschnittes wurden als

Antibiotikum Floxal® Augentropfen der Firma Dr. Mann Pharma

mit dem Wirkstoff Ofloxacin ausgewählt, sowie das nichtsteroida-

le und antientzündliches Ophthalmikum Ocuflur® der Firma Al-

lergan mit dem Wirkstoff Flurbiprofen.36

• Aus den Wirkungsbereichen der Antiallergika wurde das Medi-

kament Vividrin® Augentropfen der Firma Dr. Mann Pharma mit

dem Wirkstoff Azelastinhydrochlorid für die Studie verwendet. 37

Ebenso wurde der häufig verwendete Konservierungsstoff Benzalkoni-

umchlorid untersucht, da er bereits in geringen Mengen negative Aus-

wirkungen auf das Auge zeigt.

Allen verwendeten Medikamenten gemein ist, dass ihr Wirkstoff konju-

gierte Doppelbindungen bzw. einen polycyclischen Aufbau aufweist38.

Diese sind notwendig, um Bestandteile des Medikaments in einer Lö-

sung per UV/VIS – Spektrometer nachzuweisen39.

Die neben den Wirk- und Konservierungsstoffen enthaltenen Substan-

zen sind Hilfsstoffe, die der Verbesserung der Benetzung oder als

Puffer dienen. Sie sind aufgrund ihrer Molekularstruktur nicht im Spekt-

ralphotometer nachweisbar.

35 Rote Liste® Service GmbH, Alp Floxal® Augentropfen, Stand: Juli 2006 (Internet) 36 Rote Liste® Service GmbH, Ocuflur® , Stand: Juli 2006 (Internet) 37 Rote Liste® Service GmbH, Vividrin® akut Azelastin antiallergische Augentropfen,

Stand: Juli 2006 (Internet) 38 Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S. 161, 203, 259, 1309, 1479, 1693. 39 Vgl. Gottwald, W., UV/VIS- Spektroskopie für Anwender, 1998, S. 4, S. 40 ff.


22

4.3.2 Detailinformationen zu den Augentropfen

4.3.2.1 Alphagan® 0,2%

Der Wirkstoff Brimonidin wird bei erhöhtem Augeninnendruck und zur

Behandlung von Offenwinkelglaukomen eingesetzt, um den Augenin-

nendruck zu reduzieren. Brimonidin ist ein Alpha-2-Adrenorezeptor-

Agonist. Die dadurch aktivierten Alpha-2-Adrenorezeptoren sind für die

Reduktion der Kammerwasserproduktion im Auge und den verstärkten

Abfluss des Kammerwassers verantwortlich40. Dadurch sinkt der Auge-

ninnendruck und der Sehnerv wird entlastet. Gleichwohl sollte Brimoni-

din erst angewendet werden, wenn eine Therapie mit Beta-Blockern,

wie z.B. Metipranolol, nicht möglich ist oder keine ausreichende Wir-

kung erzielt. Die Therapie kann auch in Kombination beider Medika-

mente erfolgen. Mögliche Nebenwirkungen sind allergische Reaktionen

(laut einer klinischen Studie von Allergan bei 12,7% aller Probanden),

Kopfschmerzen, verschwommenes Sehen, Augenbrennen, Fremdkör-

pergefühl, Lichtscheu, Schwellungen, Bindehautentzündungen und

Hornhauterkrankungen. Die Verabreichung von Alphagan® hat jedoch

auch leichte Auswirkungen auf das Gefäß- und Atemsystem. Die Wir-

kung von Brimonidin setzt zügig ein; zwei Stunden nach Applikation ist

die maximale okulare hypotensive Wirkung erreicht. Studien der Firma

Allergan zeigten jedoch, dass nach einjähriger Versorgung mit Alpha-

gan® keine signifikanten Nebenwirkungen am Auge zu beobachten

waren. Als Konservierungsstoff wird das im folgenden Absatz beschrie-

bene Benzalkoniumchlorid eingesetzt.41 Die Strukturformel des Wirk-

stoffs Brimonidin ist in Abbildung 11 dargestellt und lässt gleich drei der

40 Vgl. Runkel, F.-G., Junker, E.: Ophthalmologische Nachrichten; Allergan Ophthal-mologie steht für Innovationen zur Behandlung des Glaukoms, O.J., (Internet) 41 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Alphagan®, Stand: Juli 2006 (Internet)


23

polycyclischen Ringstrukturen erkennen42, die den Nachweis mit dem

Spektrometer ermöglichen.

N

N

NH

N

NH

Br

Abbildung 11: Strukturformel Brimonidin

(Quelle: Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S. 259)

4.3.2.2 Benzalkoniumchlorid 0,4%

Benzalkoniumchlorid ist ein Konservierungsstoff, der zur Gruppe der

quaternären Ammoniumverbindungen (Quats) zählt43. Um eine mikro-

bielle Besiedlung der Augentropfen zu verhindern, ist der Zusatz von

Konservierungsstoffen, die bakteriostatisch, beziehungsweise bakterizid

wirken, in Mehrfachdosenbehältern gesetzlich vorgeschrieben. Aus-

nahmen sind Präparate mit antimikrobiellen Eigenschaften oder Augen-

tropfen, die zur Anwendung am verletzten Auge und nach Operationen

verwendet werden44.

Als Untergruppe der Quats besitzt Benzalkoniumchlorid oberflächenak-

tive Eigenschaften, die zur besseren Benetzbarkeit des Auges und

somit zur besseren Wirkungsweise der verabreichten Medikamente

führen sollen. Die Konzentration von Benzalkoniumchlorid liegt bei

Kontaktlinsenpflegemitteln bei 0,04mg/ml, in der Ophthalmologie hinge-

gen bei 0,1mg/ml. Diese Konzentrationen sind im Hinblick auf mögliche

Nebenwirkungen signifikant, da der subjektiv reizfreie Bereich des

42 Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S. 259. 43 Vgl. Müller-Treiber, A., Kontaktlinsenhygiene und Pflege, Die Kontaktlinse, 2004, S. 17. 44 Vgl. Steinbach, D. , Pharmazeutisches Ring- Taschenbuch, Kapitel 3: Augenarz-neimittel, 1992, S.12.


24

Menschen unter 0,05mg/ml liegt.45 Bekannt ist, dass Konservierungs-

mittel für zahlreiche Irritationen und Allergien verantwortlich sind. Dies

gilt insbesondere bei Präparaten, die häufig und langfristig verwendet

werden, wie z.B. bei Antiglaukomatosa. Des Weiteren konnte nachge-

wiesen werden, dass Benzalkoniumchlorid epithelschädigend ist.46

Die Wirkung von Benzalkoniumchlorid beruht auf der Denaturierung von

Proteinen und Enzymen, wodurch es in die Atmungskette und die Gly-

kolyse von Mikroorganismen eingreift. Dabei greift es die Oberfläche

der Mikroorganismen an, indem es mit Hilfe seiner tensidartigen Struk-

tur die Funktion der Cytoplasmenmembran einschränkt und die Prote-

inbiosynthese stört. Die Tenside zerstören jedoch nicht nur gezielt die

Membran der Mikroorganismen, sondern auch die Zellmembran

menschlicher Zellen und die Lipidschicht des Tränenfilms. Sie senken

die Oberflächenspannung und führen zu einer teilweisen Emulsifizie-

rung der Lipidschicht und in der Folge zu stärkerer Verdunstung des

Tränenfilms. Zusätzlich bindet der lipophile Teil der Tensidstruktur an

die Zellmembran der Epithelien von Hornhaut und Bindehaut. Bei Kon-

zentrationen über 0,05mg/ml von Benzalkoniumchlorid wird die Memb-

ran vermehrt beeinträchtigt und die Permeabilität wird weiter erhöht.

Zusätzlich kommt es zur Kondensation des Chromatins sowie zu einer

Abnahme der Zellgröße. Zudem wird auch bei geringeren Konzentratio-

nen, unter 0,05mg/ml von Benzalkoniumchlorid, vermehrt zellschädi-

gendes Wasserstoffperoxid gebildet. Dies kann den Tod einzelner

Zellen zur Folge haben.

Bei höheren Konzentrationen hingegen kommt es zur direkten Bildung

freier Sauerstoffradikale und daraus resultierend zu Nekrose (also zu

morphologischen Veränderungen des Gewebes, die nach irreversiblen

Ausfällen der Zellfunktion auftreten47), die mit Entzündungen des peri-

pheren Gewebebereichs einhergehen können. Des Weiteren wurde von

45 Vgl. Müller-Treiber, A., Kontaktlinsenhygiene und Pflege, Die Kontaktlinse, 2004, S. 17. 46 Vgl. Fechner, P., Medikamentöse Augentherapie, 1991, S. 6. 47 Vgl. Pschyrembel®, Klinisches Wörterbuch, 2004, S. 1245.


25

Zellschäden im vorderen Augenabschnitt berichtet, insbesondere der

Cornea. Auch Funktionsstörungen der Zellteilung und eine Minderung

der Beweglichkeit der Epithelien, sowie eine erhöhte Abschilferung der

oberflächlichen Epithelzellen können eintreten.

Aufgrund der positiven Ladung von Benzalkoniumchlorid kann es sich

an formstabile Kontaktlinsen anlagern, da diese oberflächlich negativ

geladene Polymergruppen aufweisen. Die Abbildung 12 zeigt die La-

dungen anhand der Strukturformel.

CL- R N+

CH3

CH3

Abbildung 12: Strukturformel von Benzalkoniumchlorid

(Quelle : Vgl. Kleemann, J. , Pharmaceutical Substances, 2001, S. 203.)

Eine zyklische Ringstruktur mit konjugierten Doppelbindungen, die den

Nachweis von Benzalkoniumchlorid mit dem Spektralphotometer er-

möglicht, ist ebenfalls in der Strukturformel zu sehen.

4.3.2.3 Betamann® 0,3%

Betamann® 0,3% beinhaltet als Wirkstoff Metipranolol, der ebenfalls als

Therapeutikum bei okulärer Hypertension und Glaukomen, insbesonde-

re bei chronischen Weitwinkelglaukomen, eingesetzt wird. Metipranolol

fällt in die Gruppe der Beta-Rezeptorenblocker und wirkt senkend auf

die Kammerwasserproduktion. Der Kammerwasserabfluss wird nicht

beeinflusst. In der Folge, d.h. durch den geminderten Zulauf, senkt sich

der Augeninnendruck und der Sehnerv wird entlastet. Zudem wird

darauf hingewiesen, dass bei der Verwendung von Metipranolol ver-

minderter Tränenfluss ausgelöst werden kann, was gerade bei Contact-

linsenträgern oft zu Unverträglichkeiten führt. Zu den systemischen


26

Nebenwirkungen dieses Medikaments gehören vor allem kardiovasku-

läre und zentralnervöse Symptome wie Müdigkeit, Pupillenerweiterung,

eine Verlangsamung des Herzschlags, sowie allergische Reaktionen,

Augenbrennen, kurzfristige Verminderung der Hornhautempfindlichkeit

und Hemmung der Insulinsekretion bei Diabetikern. Ferner mindert

Metipranolol die Wirkung von Adrenalin, dadurch werden Warnsignale

des Körpers, wie zum Beispiel Herzklopfen bei Hypoglykämie, unter

Umständen nicht wahrgenommen. In Verbindung mit anderen Antiglau-

komatosa kann sich die Wirkung des Medikaments verstärken.48

Die Strukturformel von Metipranolol (siehe Abbildung 13) lässt eine

aromatische Ringstruktur erkennen49, womit auch hier die Nachweis-

barkeit im Spektrometer gegeben ist.

O NHCH(CH3)2

OH3C

OH3C

CH3

CH3 OH

Abbildung 13: Strukturformel von Metipranolol

(Quelle: Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S.1309.)

4.3.2.4 Floxal®

Ofloxacin, der Wirkstoff von Floxal®, wirkt antibakteriell bei Infektionen

des vorderen Augenabschnitts und ist ein Antibiotikum, das als Gyrase-

Hemmer fungiert. Durch die Blockade der Gyrase, einem Enzym, das

eine wichtige Rolle bei der Vermehrung der Bakterien spielt, wird letzt-

lich die Bakterienpopulation abgetötet. Zu den möglichen Nebenwirkun-

gen gehören Überempfindlichkeitsreaktionen, wie Rötungen der Binde-

48 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Betamann 0,1% / 0,3% / 0,6%, Stand: Juli 2006

(Internet)


27

haut oder leichtes Brennen am Auge. Als Folge der Anwendung können

Resistenzen entstehen, zum Beispiel gegen Staphylococcus aureus

oder Pseudomonas aeruginosa.50

Die Abbildung 14 zeigt die Strukturformel von Ofloxacin. Auch hier

bewirken Ringstrukturen eine Messbarkeit im UV/VIS-Spektrometer.

N

OCH3

COOH

O

F

N

NH3C

Abbildung 14: Strukturformel von Ofloxacin


4.3.2.5 Ocuflur®

Der Wirkstoff von Ocuflur® ist Flurbiprofen-Natrium. Es findet in der

Regel kurzfristig präoperativ bei intraokularen Eingriffen und zur Auf-

rechterhaltung der Blut-Kammerwasser-Schranke, sowie intraoperativ

zur Aufrechterhaltung der Mydriase, Anwendung. Postoperativ wirkt es

im vorderen Augenabschnitt antientzündlich.51 Flurbiprofen gehört zu

den Prostaglandinsynthesehemmern und damit zu den nichtsteroidalen

Antiphlogistika (Mittel mit entzündungshemmender Wirkung52). Auch

wenn es nicht die gleiche entzündungshemmende Wirksamkeit hat wie

die Corticoide, überwiegen die Vorteile einer nichtsteroidalen Therapie,

was sich zusammenfassend aus den Nebenwirkungen der Steroide, vor

allem bei Langzeittherapien, ergibt. Prostaglandinsynthesehemmer

49 Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S. 1309. 50 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Floxal® Augentropfen, Stand: Juli 2006 (Internet) 51 Vgl. Fechner, P., Medikamentöse Augentherapie, 1991, S. 69. 52 Vgl. Pschyrembel®, Klinisches Wörterbuch, 2004, S. 85.


28

blockieren die Prostaglandinbildung, die sonst bei Schädigung der

Zellmembranen eintritt. Diese Prostaglandine bewirken wiederum eine

Gefäßdilatation, Eiweißaustritt (Zusammenbruch der Blut-

Kammerwasser- und der Blut-Retina-Schranke), Ödembildung, Miosis,

Augeninnendruckerhöhung und erhöhen die Schmerzempfindlichkeit53-

es zeigen sich damit die fünf primären Entzündungssymptome. Als

Nebenwirkungen können eine erhöhte Blutungsneigung, Lidschwellung,

verlangsamte Regeneration des Epithels und Ulzera genannt werden.54

Die Strukturformel von Flurbiprofen weist, wie aus Abbildung 15 zu

entnehmen ist, zwei polycyclische Ringstrukturen auf, die wiederum

eine Nachweisbarkeit im Absorptionsspektrum ermöglichen.55

CH3

COOH

F

Abbildung 15: Strukturformel von Flurbiprofen


4.3.2.6 Timomann® 0,25% Das Ophthalmikum Timomann® mit dem Wirkstoff Timolol, dient wie

Alphagan® und Betamann®, der Glaukombehandlung. Dabei sind die

speziellen Einsatzgebiete okuläre Hypertension, juveniles Glaukom,

sowie Aphakieglaukom und chronisches Weitwinkelglaukom. Timolol ist

der erste Betarezeptorenblocker, der Ende der 1970er Jahre zur Sen-

53 Vgl. Fechner, P., Medikamentöse Augentherapie, 1991, S. 67. 54 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Ocuflur®, Stand: Juli 2006 (Internet), 55 Vgl. Fechner, P., Medikamentöse Augentherapie, 1991, S. 69.


29

kung des Augeninnendrucks eingesetzt wurde56. Der genaue Wir-

kungsmechanismus ist bisher nicht bekannt.

Im Unterschied zu den Miotika wird hier jedoch ohne Beeinflussung der

Akkommodation oder der Pupillengröße der Augeninnendruck verrin-

gert. Jedoch können Reizerscheinungen wie Entzündungen in Berei-

chen des vorderen Augenabschnitts, Doppeltsehen und Trockenheits-

gefühl an den Augen als Nebenwirkungen auftreten. Außerdem können

systemische Nebenwirkungen vorkommen, die das Herz-

Kreislaufsystem oder die Atemwege betreffen.57

Abbildung 16 zeigt die Strukturformel von Timolol58, in der ebenfalls die

hier notwendigen konjugierten Doppelbindungen und eine Ringstruktur

auffallen.

O

N

NS

N

O

HNCH3

CH3CH3

HO

Abbildung 16: Strukturformel von Timolol


56 Vgl. Jordan, J.F., Medikamentöse Augentherapie, Der Augenspiegel, 9. 2006, S. 26. 57 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Timomann®, Stand: Juli 2006 (Internet), 58 Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S.2043f.


30

4.3.2.7 Vividrin® akut

Vividrin®-Augentropfen mit dem Wirkstoff Azelastin ist in erster Linie für

Pollenallergiker indiziert und kann sowohl in der Akut-Therapie, als

auch prophylaktisch eingesetzt werden. Aber auch bei der Behandlung

nicht-saisonaler allergischer Konjunktivitis findet Vividrin® akut Anwen-

dung. Azelastin fand bis 1999 nur in Nasensprays und Tabletten An-

wendung. Der Wirkstoff blockiert Histamin-H1-Rezeptoren und stabili-

siert die Mastzellen59, die dem Immunsystem dienen. Die Nebenwir-

kungen dieser Augentropfen beschränken sich auf ein leichtes Augen-

brennen oder Jucken unmittelbar nach der Applikation.60 Die Struktur-

formel von Azelastin (siehe Abbildung 17) weist eine außergewöhnliche

7-Ringstruktur auf61, was auf gute Absorptionseigenschaften im Spekt-

ralphotometer schließen lässt.

59 Vgl. O.V., kurz informiert, Deutsches Ärzteblatt 96, Ausgabe 10, 12.03.1999 (Inter-

net) 60 Vgl. Rote Liste® Service GmbH, Vividrin® akut Azelastin antiallergische Augentrop-

fen , Stand: Juli 2006 (Internet). 61 Vgl. Kleemann, J., Pharmaceutical Substances, 2001, S. 162.

Untersuchungsmethodik

31

N

N

Cl

NH-CH3O

+

Cl-

Abbildung 17: Strukturformel von Azelastin


5 Untersuchungsmethodik

5.1 Einführung

Anlass zu dieser Studie gab, wie beschrieben, die Fragestellung, ob

Bestandteile topisch verabreichter Augentropfen sich in Contactlinsen

anreichern und dann an den Tränenfilm wieder abgegeben werden.

Obwohl die Dosierung von Augentropfen immer gering ist, könnten sich

gerade Bestandteile von Medikamenten, die für die Langzeittherapie

gedacht sind, in einer formstabilen Linse, die auch über einen langen

Zeitraum verwendet wird, anreichern. Um hier in vitro ebenfalls eine

Anreicherung an der Linsenoberfläche zu bewirken, werden diese mit

einem ophthalmologischen Medikament versetzt. Zur Untersuchung des

Desorptionsverhaltens, müssen Bedingungen geschaffen werden, bei

denen Substanzen aus dem Medikament in eine, dem Tränenfilm ver-

gleichbare, Lösung abgegeben werden. Dazu soll hier eine isotonische,

gepufferte Kochsalzlösung dienen. Die Puffer sollen, wie Lysozym und


32

Albumin im Tränenfilm, der pH-Wert Stabilisierung dienen. Wenn Stoffe

aus den Augentropfen nachfolgend in der Kochsalzlösung nachweisbar

sind, muss ein Desorptionsvorgang stattgefunden haben.

5.2 Grundablauf der Untersuchungsmethode

Die formstabilen Contactlinsen werden zunächst gründlich mit einem

abrasiv wirkenden Contactlinsen-Reiniger (wöhlk.perfekt Reiniger)

behandelt und anschließend mit Osmosewasser (hergestellt gemäß der

Spezifikation für hochgereinigtes Wasser62) gespült. So ist sicherge-

stellt, dass sich keine Rückstände mehr auf der Linse befinden, die das

Adsorptionsverhalten beeinflussen können. Die Hydrogellinsen, die als

Referenzlinsen die Versuchsreihen ebenfalls durchlaufen, werden mit

einem handelsüblichen Reiniger für Weichlinsen behandelt, dann aber

mit Kochsalzlösung gespült. Danach wird bei allen Linsen nur noch mit

Handschuhen und Pinzette gearbeitet um Verunreinigungen zu vermei-

den. Um die jeweilige spezifische Wasserkapazität zu erreichen, lagern

sowohl die formstabilen Contactlinse, als auch die Hydrogellinsen bis

zur Verwendung in den Versuchen in Kochsalzlösung.

Nun folgt die Adsorptionsphase, in der die Contactlinsen unter definier-

ten Bedingungen (Raumtemperatur von 21°C, lichtgeschützte Aufbe-

wahrung aller Augentropfen) in die Testlösungen eingelagert werden. In

dieser Phase kann eine Anlagerung von Bestandteilen der ophthalmo-

logischen Pharmazeutika an die Contactlinsenoberfläche, aufgrund

zwischenmolekularer Wechselwirkungen, stattfinden. Um Reste der

Augentropfen zu entfernen, werden die Linsen nach acht Stunden

sorgfältig mit Kochsalzlösung gespült und mit fusselfreiem Präzisions-

papier trocken getupft.

62 Vgl. o.V. Europäisches Arzneibuch, Grundwerk 2005, S. 3665f.


33

Es schließt sich die Desorptionsphase an, in der die behandelten Lin-

sen über Nacht in zwei Milliliter Kochsalzlösung aufbewahrt werden.

Bereits von den Contactlinsen adsorbierte Stoffe können jetzt durch

Desorption in die Kochsalzlösung gelangen.

Die Kochsalzlösung, in der sich nun der von der Linse desorbierte

Wirkstoff befindet, wird als „Extraktionslösung“ bezeichnet. Diese wird

im Spektralphotometer unter festgelegten Parametern gemessen.

Während der Versuchsreihen wird stets eine isotonische, gepufferte

Kochsalzlösung verwendet, da die Puffersubstanzen die in den Lösun-

gen enthaltenen Wirkstoffe stabilisieren. Bei der leicht negativ gelade-

nen A90 lässt sich aufgrund der Pufferung eine erhöhte Benetzbarkeit

erreichen. Diese isotonische, gepufferte Kochsalzlösung ist also hier

synonym mit dem Begriff Kochsalzlösung zu verstehen.

5.3 Voruntersuchungen

Um zu belegen, dass sich mit dieser Methode überhaupt desorbierte

Stoffe in einer Lösung nachweisen lassen, werden zunächst qualitative

Messungen durchgeführt. Hierzu wird eine Medikamentenlösung (Pro-

be) im UV/VIS-Spektrometer mit Kochsalzlösung (Referenz) verglichen.

Eine Abweichung der Messwerte zwischen Probe und Referenz be-

weist, dass sich in der Extraktionslösung zusätzliche Stoffe befinden,

die nur von desorbierten Stoffen der Contactlinsenoberfläche stammen

können.

Wenn bei der qualitativen Messung die Absorptionsmaxima mit den

Angaben der Literatur übereinstimmen, kann das als Beleg dafür be-

trachtet werden, dass die Beistoffe in den Medikamenten das Messer-

gebnis nicht negativ beeinflussen, bzw. verfälschen. Da die erforderli-

che Konzentration der Medikamente, die exakte Messungen mit dem

Spektralphotometer zulassen, unbekannt ist, werden Verdünnungsrei-

hen der Medikamente angesetzt. Hierbei wird die Ausgangslösung, also


34

die pure Augentropfenlösung, stufenweise um den Faktor Zehn ver-

dünnt, bis nur noch eine Konzentration von 0,01% vorliegt. Deren

Spektrum wird im Wellenlängenbereich von 400nm bis 190nm im

Spektrometer gemessen, um spezifische Ausschläge (sogenannte

„Banden“) herauszufinden, die entweder durch den Wirk- oder Konser-

vierungsstoff hervorgerufen werden.

Es folgt die Untersuchung des Absorptionsverhaltens der Extraktionslö-

sungen. Die Festlegung des Arbeitsbereichs, also des Konzentrations-

bereichs der Extraktionslösungen, indem spektralphotometrisch ge-

messen werden kann, geht mit diesen Untersuchungen einher.

Bei den Extraktionslösungen muss von einer sehr niedrigen Wirkstoff-

konzentration ausgegangen werden. Über eine Vergrößerung der Con-

tactlinsenoberfläche, an der sich die Adsorptions- und Desorptionsvor-

gänge abspielen können, lässt sich eine Erhöhung der Konzentration

der desorbierten Stoffe erzeugen. In dieser Untersuchung kann dies

über die Anzahl der gleichzeitig eingelagerten Contactlinsen erreicht

werden. Das Ziel dieser Untersuchung besteht darin herauszufinden,

wie viele Contactlinsen eingelagert werden müssen, um eindeutige

Messergebnisse zu erhalten. Zudem können sich Absorptionsmaxima

bei der spektralphotometrischen Messung bei unterschiedlichen Kon-

zentrationen verschieben. Es ist daher noch zu prüfen, ob die Absorpti-

onsmaxima bei den niedrigen Konzentrationen noch im erwarteten, in

der Literatur angegebenen, Wellenlängenbereich liegen. Für die Be-

stimmung der erforderlichen Oberflächengröße werden unter gleichen

Bedingungen zwischen einer und zehn Linsen zeitgleich eingelagert. Es

wird notiert, ab welcher Linsenanzahl die Oberfläche ausreichend groß

ist, um in der Extraktionslösung ein Absorptionsmaximum im vorgege-

benen Wellenlängenbereich zu erzeugen. Aus den so gewonnenen

Erkenntnissen ergibt sich die Festlegung des Arbeitsbereichs, also der

erforderlichen Anzahl einzulegender Contactlinsen.


35

Als Grundlage der anschließenden quantitativen Untersuchung, der

Berechnung der Menge der desorbierten Wirkstoffe, muss zunächst

eine Kalibrierfunktion erstellt werden. Dafür werden Standardlösungen

mit bekannter Konzentration hergestellt und deren Absorptionsgrad

bestimmt. Das Verhältnis der Konzentration der Standardlösung ge-

genüber dem Absorptionsgrad sollte linear sein und sich im Konzentra-

tionsbereich der Extraktionslösungen befinden. Um einen linearen

Zusammenhang erkennen zu können, sind mindestens drei Messpunk-

te je Medikament erforderlich. Je mehr Messpunkte zur Verfügung

stehen, desto genauer ist das Ergebnis.

Die Konzentration des Medikaments wird bei der Herstellung der Ver-

dünnungslösungen als 100% festgelegt; nicht zu verwechseln mit der

Wirkstoffkonzentration im Medikament von hier 0,13% Brimonidin.

In den Vorversuchen wurde der für die Untersuchungen relevante

Arbeitsbereich ermittelt. Hieraus ergeben sich die erforderlichen Ver-

dünnungsgrade, um den Konzentrationsbereich der desorbierten Stoffe

zu erreichen. Ausgehend davon ist bei den formstabilen Linsen im Fall

von Alphagan® eine Reihe mit Konzentrationen von 0,025% / 0,05% /

0,075% und 0,1% der Ausgangskonzentration zu erstellen. Um die

Handhabung beim Pipettieren der Lösungen zu erleichtern, werden

zunächst die Augentropfen auf 1% verdünnt, indem 10µl des Medika-

ments mit 990µl gepufferter, isotonischer Kochsalzlösung vermengt

werden. Eine Konzentration von 0,025% wird wiederum erreicht, indem

von dieser 1%igen Lösung nun 25µl mit 975µl Kochsalzlösung ge-

mischt werden. Entsprechend erreicht man eine 0,005%ige Lösung,

indem 50µl der 1%igen Alphagan®-Lösung mit 950µl Kochsalzlösung

versetzt werden. Da bei den weichen Linsen durch den hohen Wasser-

gehalt mehr Austausch stattfindet, nehmen sie nicht nur mehr Bestand-

teile aus der Medikamentenlösung auf, sondern geben auch einen

größeren Anteil des Medikaments wieder ab. Aus diesem Grund wer-

den bei den Verdünnungsreihen für die weichen Linsen höhere Kon-


36

zentrationen angestrebt. Als Beispiel ist in Tabelle 1 die Verdünnungs-

reihe von Alphagan® dargestellt:

Tabelle 1: Verdünnungsreihe der Kalibrierlösungen für Alphagan® Alphagan® Abs.-Max: 319nm

Linsenart Verdünnungsreihe (Alphagan® = 100%) Lösung Verdünnungsvorgang

[µl] AT (1%ig) 25 50 75 100

CF + A90 0,025% 0,05% 0,075% 0,1% NaCl-Lsg. 975 950 925 900

AT (100%ig) 10 20 30 40

WF 55 1% 2% 3% 4% NaCl-Lsg. 990 980 970 960


Ebenso wird mit den anderen Augentropfen verfahren. Die genauen

Verdünnungen für die Kalibrierungen der einzelnen Medikamente kön-

nen Anhang I entnommen werden.

Bei einer Wirkstoffkonzentration von 0,13% Brimonidin (=1300µg/ml) im

Ausgangspräparat hat eine Medikamentenlösung mit einer Konzentrati-

on von 0,025% einen Wirkstoffgehalt von 0,3250µg/ml.

Um nun die Kalibriergeraden ermitteln zu können, wird der Absorpti-

onsgrad der Lösungen in Abhängigkeit von der vorgegebenen Konzent-

ration im UV/VIS-Spektrometer gemessen. Das Resultat sollte, wie in

Kapitel 4.1.3 In der Studie angewandte Analysemöglichkeiten des

Spektrometers beschrieben, einer linearen Funktion möglichst nahe

kommen. Am Beispiel von Alphagan® dargestellt, sieht die Kalibrier-

funktion folgendermaßen aus:


37

Kalibrierung Alphagan® für A90 & CF

0,0000

0,0050

0,0100

0,0150

0,0200

0,0250

0,0000 0,5000 1,0000 1,5000

Konzentration in µg/ml

Abs

orpt

ions

grad

Messw erte derKalibrierung

Kalibrierfunktion

Abbildung 18: Kalibrierfunktion am Beispiel von Alphagan®


Man erkennt, blau dargestellt, die Messwerte der Kalibrierung, sowie

orange gezeichnet die daraus resultierende lineare Kalibriergerade.

Sinnvoll ist eine Berechnung der Genauigkeit der Kalibrierung über den

Korrelationskoeffizienten und eine statistische Absicherung über die

Varianz. Dies erfolgt im Kapitel 7.1 Statistische Absicherung.

Die Kalibrierungen der ebenfalls untersuchten Medikamente, bzw.

Benzalkoniumchlorid, sind dem Anhang II zu entnehmen.


38

5.4 Messung des Desorptionsverhaltens formstabiler Contact-linsen

Es folgt die Untersuchung der Wirkstoffkonzentration. Wie im Kapitel

5.1 Grundablauf der Untersuchungsmethode beschrieben, werden die

Contactlinsen jeweils gereinigt, für acht Stunden in Augentropfen gela-

gert, dann gespült und anschließend über Nacht in Kochsalzlösung

aufbewahrt. Die nun entstandene Extraktionslösung wird im

UV/VIS-Spektrometer gemessen. Diese Messung erfolgt nicht mehr

über eine Vergleichsmessung mit einer Referenzprobe, sondern misst

ausschließlich den Absorptionsgrad. Aus diesem Ergebnis kann mit der

Kalibrierfunktion der Wirkstoffgehalt der Extraktionslösung bestimmt

werden.

Dem zuvor festgelegten Arbeitsbereich entsprechend, werden von den

formstabilen Contactlinsen jeweils zehn Linsen der A90, beziehungs-

weise der Conflex in einem Behälter mit einer ausreichenden Menge

Augentropfen bedeckt. Bei den Weflex 55 Linsen wird aufgrund der

deutlich höheren Aufnahme- und Abgabekapazität lediglich eine Linse

pro Behälter in das Medikament gebracht. Dieser Vorgang wird bei

allen Linsen jeweils fünfmal wiederholt. Aus dem gemessenen Konzent-

rationswert der Extraktionslösung der zehn gleichzeitig eingelagerten

formstabilen Contactlinsen kann auf die abgegebene Wirkstoffmenge

der einzelnen Linsen im Mittel geschlossen werden. So wird hier eine

Gesamtmenge von 50 untersuchten Linsen erreicht, wodurch die statis-

tische Relevanz und eine aussagekräftige Berechnung der Statistik

sichergestellt sind. Bei den weichen Linsen, deren Messergebnisse

lediglich als Vergleichswert dienen, wurde die Menge auf fünf Linsen

beschränkt und ein Mittelwert errechnet. Die statistische Relevanz

wurde hier vernachlässigt.


39

5.5 Änderung des Desorptionsverhaltens durch Einflussfakto-ren

Bei den Untersuchungen von Einflussfaktoren wurden lediglich die

formstabilen Contactlinsen A90 und Conflex mit den Timomann® 0,25%

Augentropfen und dem Konservierungsstoff Benzalkoniumchlorid be-

handelt, da es sich hierbei nicht um eine zentrale Fragestellung handelt.

Im Hinblick darauf erschien auch die Anzahl der insgesamt getesteten

Linsen je Linsenart und Stoff ausreichend. Da das Ziel der vorliegenden

Studie die Modelluntersuchung des Desorptionsverhaltens formstabiler

Linsen ist, wurde nach Möglichkeit nur die Desorptionsphase entspre-

chend der Einflussfaktoren variiert.

Kritiker der Untersuchungsmethodik könnten in Frage stellen, ob es

sich wirklich um Adsorption, bzw. Absorption handelt, oder ob nicht

vielleicht doch eine mangelhafte Reinigung der Linsen nach der Ad-

sorptionsphase einen leicht löslichen Film hinterlassen hat. Um diese

Theorie zu widerlegen wurden die Contactlinsen mit einem abrasiven

Reiniger behandelt, die Zeitabhängigkeit ihres Desorptionsverhaltens

untersucht und Mehrfachextraktionen durchgeführt.

Bei der Analyse des Einflusses abrasiver Reiniger wurden die Linsen

wie beschrieben vorgereinigt und in der Adsorptionsphase über acht

Stunden mit Timomann, bzw. Benzalkoniumchlorid versetzt. Es folgte

eine gründliche Behandlung jeder Linse mit wöhlk.perfekt Reiniger, der

als abrasiven Bestandteil Kieselgel, sowie oberflächenaktive Substan-

zen in Form eines Tensids (Lauryläther Natriumsulfat) enthält. Nachfol-

gend wurden die Linsen mehrmals sorgfältig mit Osmosewasser ge-

spült, um den Reiniger rückstandsfrei zu entfernen. Die Desorpti-

onsphase und die Messungen im Spektrometer wurden wie beschrie-

ben durchlaufen.

Die Mehrfachextraktion soll die Frage klären, ob die ermittelte Konzent-

ration nach der Desorptionsphase einen endgültigen Wert darstellt,


40

oder ob durch eine Gleichgewichtseinstellung die gemessenen Werte,

abhängig von der Umgebungskonzentration, noch schwanken. Im

Versuch wurden die Linsen ebenfalls über Nacht in Wirkstofflösung

gelagert, gespült und in Kochsalzlösung gelegt. Die Erstextraktion

wurde nach acht Stunden durchgeführt, dann wurde die Extraktionslö-

sung gegen frische Kochsalzlösung ausgetauscht, um den Konzentrati-

onsgradienten wieder zu erhöhen. Die neue Extraktionslösung wurde

in einer Zweitextraktion nach 24 Stunden gemessen.

Um Rückschlüsse auf das Desorptionsverhalten der Contactlinsen

ziehen zu können, schien eine zeitabhängige Messung sinnvoll. Im

Interesse stand hierbei, ob die Desorptionsrate sich linear verhält, oder

ob andere temporäre Funktionen auftreten. Hierzu wurden die Linsen

gereinigt und dann in der Adsorptionsphase über Nacht (anstelle von

sonst acht Stunden) in den Augentropfen, beziehungsweise dem Kon-

servierungsstoff eingelegt. Danach wurden die Linsen in bekannter

Weise abgespült und in Kochsalzlösung gelegt. Eine spektralphotomet-

rische Messung der Extraktionslösung wurde nun nach einer Stunde,

fünf Stunden, 24 Stunden, 48 Stunden, sowie 72 Stunden durchgeführt.

Zu beobachten galt weiterhin, wie sich das Desorptionsverhalten än-

dert, wenn die Versuchsbedingungen dieser Modelluntersuchung den

Bedingungen am Auge partiell angepasst werden. Dabei liegt es nahe,

im Hinblick auf die im Kapitel 3 beschriebene wissenschaftliche Theo-

rie, den Faktor Temperatur aufgrund der zu erwartenden erhöhten

Molekularbewegung zu verändern, indem diese den circa 35°C am

Auge63 angepasst wird. Zudem wird während der Untersuchung bisher

davon ausgegangen, dass die Linsen ohne Gebrauchsspuren und

Ablagerungen vorliegen. Auch Änderungen dieser Faktoren wurden

dementsprechend untersucht. Als letzter Punkt wurde noch geprüft, ob

63 Vgl. Baron, H., Kontaktlinsen, 1991, S. 42.


41

ein Einfluss durch mechanische Belastung, wie sie am Auge durch das

reflektorische Blinzeln entstehen könnte, besteht.

Um das Desorptionsverhalten bei augenspezifischen Temperaturver-

hältnissen zu untersuchen, wurden zunächst die Abläufe der Reini-

gungs- und Adsorptionsphase wie beschrieben eingehalten. Lediglich

die Desorptionsphase, die bei diesem Versuch über Nacht lief, fand bei

35°C Umgebungstemperatur statt. Die Messungen erfolgten wie üblich.

Die nachfolgende Untersuchung bezog sich auf den Einflussfaktor

mechanische Belastung. Diese wurde nach üblicher Vorgehensweise

während der Desorptionsphase auf einem Rüttlergerät simuliert, wobei

die zehn gleichzeitig in der Exsorptionslösung schwimmenden Linsen,

die durch das Gerät in ständiger Bewegung waren, gegeneinander

rieben.

Um Gebrauchsspuren und Ablagerungen an den Linsen zu imitieren

wurde zunächst eine künstliche Tränenflüssigkeit hergestellt. Die Anga-

ben der Literatur über die Zusammensetzung der Tränenflüssigkeit sind

ungenau, da sie bekanntlich individuell schwankt. Bekannt sind aller-

dings die Bestandteile der Träne, deren allgemeine Zusammensetzung

im Anhang VIII erläutert ist. Um eine künstliche Träne herzustellen, die

der natürlichen sehr nahe kommt und bereits erprobt ist, wurden auf

100ml isotonische, gepufferte Kochsalzlösung 0,04g Mucin, 0,18g

Albumin, 0,08g Globuline, 0,16g γ-Globulin, 0,18g Lysozym, 0,0025g

Glucose, 0,01g Tripalmitin, 0,02g Cholesterylpalmitat, sowie 0,02g

Cholesterin gegeben und bei 35°C zwei Tage lang vermischt. In diese

Lösung wurden nun die sehr stark mit abrasivem Reiniger behandelten

Contactlinsen für zwei Tage bei 35°C eingebracht, bis sich im Mikro-

skop Ablagerungen nachweisen ließen. In Abbildung 19 ist die Ansicht

einer solchen Ablagerung dargestellt.


42

Abbildung 19: Ablagerungen an einer A90-Linse nach Lagerung in künstlicher Tränenflüssigkeit (50fache Vergrößerung, Durchlichtaufnahme)


Die Linien im linken Bildrand sind oberflächliche Kratzer, die im rechten

Bildbereich erscheinenden weißen Flächen werden durch Lipidablage-

rungen verursacht. Diese haben sich in der künstlichen Träne nicht

vollständig gelöst und sind hier deshalb teilweise als Lipid-Klumpen zu

erkennen. Da formstabile Linsen jedoch ohnehin eher zu Lipidablage-

rungen neigen64, wurde davon ausgegangen, dass diese Ablagerungen

für die Aussage einer Tendenz der Änderung des Desorptionsverhal-

tens ausreichen. Nachdem die Ablagerungen nachgewiesen sind, wird

die Contactlinse gemäß dem gängigen Ablauf der Methodik weiterbe-

handelt und die Extraktionslösung auf ihre Wirkstoffkonzentration unter-

sucht.

64 Vgl. Baron, H., Kontaktlinsen, 1991, S. 245, 906f.

Ergebnisse

43

6 Ergebnisse

6.1 Voruntersuchungen

Bei den Untersuchungen der Absorptionsmaxima der Medikamente und

des Konservierungsstoffs Benzalkoniumchlorid konnten anhand der

Messungen mit dem UV/VIS-Spektrometer stets die Angaben der Lite-

ratur bestätigt werden. Als Beispiel sind in Abbildung 20 die Absorpti-

onsmaxima von Benzalkoniumchlorid dargestellt, die laut Literatur bei

257, 263 und 269nm65 liegen:

Verdünnungsschritte:

türkis: BAC 0,4% (= Ausgangskonzentration)

schwarz: BAC 0,04%

rot: BAC 0,004%

grün: BAC 0,0004%

blau: BAC 0,00004%

Abbildung 20: Absorptionsmaxima der Verdünnungslösungen von Benzalkoni-umchlorid


65 Vgl. Bruchhausen, F. von, Ebel, S., Hagers Handbuch,1993, S. 761.

190,0 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400,0

-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

Ergebnisse

44

Bezüglich der Angaben der Absorptionsmaxima werden die oben er-

wähnten Literaturangaben66, wie die Abbildung 20 zeigt, für niedrige

Konzentrationen bestätigt. Die Lage der Banden kann jedoch in Abhän-

gigkeit von ihrer Konzentration variieren. In dieser Abbildung ist die

Ausgangskonzentration zu hoch, so dass mit dem Spektralphotometer

kein auswertbares Ergebnis zu messen ist. Hier ist aber schon bei einer

Verdünnung auf zehn Prozent das typische Absorptionsspektrum von

Benzalkoniumchlorid erkennbar. Bei der nachfolgend gemessenen

Extraktionslösung, kann bei erkennbaren Maxima in diesen Wellenlän-

genbereichen davon ausgegangen werden, dass in der Lösung Benzal-

koniumchlorid nachgewiesen wurde. Damit ist die Bestätigung, dass

das UV/VIS-Spektrometer grundsätzlich als Messgerät für den Nach-

weis der Wirkstoffe geeignet ist, erbracht. Absolute Sicherheit könnte

allerdings nur ein spezielles chromatographischs Verfahren geben: eine

LC/MS (liquid chromatographie/ mass spektrometer) - Analyse.

Die Absorptionskurven der in der gleichen Weise geprüften Augentrop-

fen (Alphagan®, Betamann® 0,3%, Floxal®, Ocuflur®, Timomann® 0,25%

und Vividrin® akut) sind im Anhang III dargestellt.

Zur Festlegung des Arbeitsbereichs bei formstabilen Linsen wurden,

wie oben beschrieben, Extraktionslösungen mit zunächst einer bis fünf

Contactlinsen angesetzt. Deren Absorptionsspektren werden in einer

Darstellung überlappend aufgezeichnet, um besser erkennen zu kön-

nen, ob Absorptionsmaxima in den erwarteten Wellenlängenbereichen

auftreten und ob mit steigender Anzahl der eingelagerten Linsen auch

eine bessere Nachweisbarkeit gegeben ist. In der folgenden Abbildung

21 wurden Extraktionslösungen aus einer bis fünf A90-Linsen, die zuvor

in der Adsorptionsphase mit Timomann® versetzt wurden, aufgezeich-

net:

66 Vgl. Bruchhausen, F. von, Ebel, S., Hagers Handbuch,1993, S. 263.

Ergebnisse

45

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

Extraktionslösungen von:

1 A90 & Timomann® türkis dargestellt

2 A90 & Timomann® schwarz dargestellt

3 A90 & Timomann ® grün dargestellt

4 A90 & Timomann ® rot dargestellt

5 A90 & Timomann ® blau dargestellt

Abbildung 21: Absorptionsspektrum der Exsorptionslösung von Timomann® und A90


Bei Timolol, dem Wirkstoff von Timomann®, wird das Absorptionsmaxi-

mum bei 296nm erwartet. Dies kann aus der Abbildung hervorgehend

bestätigt werden. Schlussfolgerung ist, dass A90-Contactlinsen den

Wirkstoff Timolol aufnehmen und auch in messbaren Größenordnungen

wieder abgeben.

Ebenso wurden alle Augentropfen mit der A90, der Conflex und der

Weflex 55 getestet. Die einzelnen Abbildungen finden sich im Anhang

IV. In einigen Extraktionslösungen war die Konzentration bei einer

Oberfläche von fünf Linsen nicht im Arbeitsbereich. Aus der Oberfläche

von zehn Contactlinsen resultierte jedoch immer eine ausreichend hohe

Konzentration.

Ergebnisse

46

Aufgrund dessen wurde bei allen nachfolgenden Messungen eine

Stückzahl von zehn formstabilen Linsen verwendet, um eine Extrakti-

onslösung herzustellen. Bei weichen Linsen waren die Banden bereits

bei Einlagerung einer Linse sehr hoch, weshalb nachfolgend nur jeweils

eine getestet wurde.

Die Messungen der Extraktionslösungen mit Hilfe des UV/VIS-

Spektrometers ergeben, dass die getesteten Medikamente von den

Linsen adsorbiert und wieder desorbiert werden. Zudem wurde der

Arbeitsbereich in diesem Abschnitt festgelegt.

6.2 Desorptionsverhalten der untersuchten Contactlinsen Bei der nun folgenden quantitativen Messung der Extraktionslösung

wurde lediglich bei der Wellenlänge des Absorptionsmaximums des

entsprechenden Wirkstoffs gemessen, um genaue Zahlenwerte zu

erhalten. Aus dem gemessenen Absorptionsgrad war es dann über die

Kalibrierfunktion möglich, die genaue Konzentration zu berechnen. Die

nachfolgende Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Messreihe auf, in der

die Linsen mit dem Medikament Timomann® behandelt wurden. Der

Wirkstoff (hier: Timolol) wurde entsprechend seines Absorptionsmaxi-

mums nur bei 296nm gemessen.

Tabelle 2: Quantitative Bestimmung für Timomann® 0,25%

Ergebnisse Timomann® Kalibrierwerte Timomann® A90& Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)

x= Absorptions-grad

y= Konzent-ration (µg/ml)

x= Absorptions-grad

0,2500 0,0069 5,0000 0,13600,5000 0,0143 10,0000 0,27270,7500 0,0218 15,0000 0,40711,0000 0,0284 20,0000 0,5423

Ergebnisse

47

Messergebnisse

Absorptionsgrad

Konzentration in µg/ml je Messgang

mittlere Konzent-ration in µg/ml je Linse

0,0298 1,0396 0,10400,0257 0,8973 0,08970,0277 0,9667 0,09670,0286 0,9980 0,0998

A90

0,0271 0,9459 0,0946Mittelwert 0,0278 0,9695 0,0970Varianz 0,000002 0,002299 Standardabweichung 0,0015 0,0536

0,0190 0,6649 0,06650,0173 0,6059 0,06060,0165 0,5782 0,05780,0182 0,6371 0,0637

Conflex


0,5399 19,9031 19,90310,5179 19,0903 19,09030,4956 18,2664 18,26640,5041 18,5804 18,5804

WF 55



In der zweiten Spalte ist der gemessene Absorptionsgrad aufgeführt.

Aus ihm kann über die zuvor wirkstoffspezifisch hergestellte Kalibrie-

rung die Konzentration der Extraktionslösung berechnet werden, die in

der dritten Spalte dargestellt ist. Da im Fall der formstabilen Linsen aber

auch der Durchschnittswert für die desorbierte Wirkstoffmenge pro

Linse interessiert, wurde dieser Wert durch zehn dividiert und in der

vierten Spalte aufgelistet.

Ergebnisse

48

Nacheinander wurden so die Werte für das Desorptionsverhalten der

A90-Linsen und der Conflex-Linsen dargestellt. Im unteren Bereich der

Tabelle befinden sich die Ergebnisse der weichen Vergleichslinse. Bei

dieser fiel die Division weg, da die Extraktionslösung einzelner Linsen

gemessen wurde. Unter den Ergebnissen der fünf Messreihen pro

Linsenart sind die Mittelwerte und die Standardabweichungen ausge-

wiesen. Ebenso wurde mit jedem Medikament, bzw. dem Konservie-

rungsstoff Benzalkoniumchlorid verfahren. Die Tabellen hierfür sind

dem Anhang V zu entnehmen.

Die folgende Tabelle 3 zeigt zur besseren Übersicht die Mittelwerte der

Wirkstoffkonzentrationen von den Extraktionslösungen im Überblick:

Tabelle 3: Mittelwerte der Wirkstoffkonzentrationen der Extraktionslösungen

Gesamtübersicht der mittleren Wirkstoff- konzentration je Linse

Mittlere Wirkstoffkonzentration in µg/ml je

Linse Medikament (Aus-gangskonzentration in

%) A90 Conflex WF55 Alphagan® (0,13%) 0,0774 0,0469 46,9250BAC (0,4%) 0,9077 0,8973 382,3375Betamann® (0,3%) 0,9932 1,5792 145,2385Floxal® (0,3%) 0,7887 0,4621 58,4467Ocuflur® (0,03%) 1,1500 0,4856 31,9301Timomann® (0,25%) 0,0970 0,0617 18,7748Vividrin® (0,0015%) 0,0648 0,0405 29,2352


Wie zu erwarten, ist die desorbierte Wirkstoffkonzentration bei den

formstabilen Linsen gegenüber den weichen Linsen deutlich geringer.

Im Anhang VI befindet sich ein Gesamtüberblick in Form eins Dia-

gramms.

Interessanter ist jedoch der Vergleich der Wirkstoffkonzentrationen der

formstabilen Linsen A90 und Conflex untereinander. Die erkennbaren

starken Schwankungen der Konzentration der Extraktionslösung lassen

Ergebnisse

49

sich auf die unterschiedlichen Wechselwirkungen zwischen Wirkstoff

und Linsenmaterial zurückführen. Dies soll in Kapitel 7.1 Erklärungsan-

satz weiter erläutert werden.

Die Abbildung 22, der die Werte der Tabelle 3 zugrunde liegen, ermög-

licht einen Überblick über die Unterschiede im Desorptionsverhalten

formstabiler Linsen, bezogen auf die Linsenart und das jeweilige Medi-

kament.

Vergleich der Quantitativen Messergebnisse des Desorptionsverhaltens zwischen A90 und

Conflex

0,00000,20000,40000,60000,80001,00001,20001,40001,60001,8000

Alphag

an® (0

,13%)

BAC (0,4%

)

Betaman

n® (0

,3%)

Floxal®

(0,3%

)

Ocuflu

r® (0

,03%)

Timom

ann®

(0,25

%)

Vividri

n® (0

,0015

%)

Augentropfen (und deren Ausgangskonzentration in %)

Mitt

lere

Wirk

stof

fkon

zent

ratio

n de

r Ext

rakt

ions

lösu

ng in

µg/

ml

A90Conflex

Abbildung 22: Vergleich des Desorptionsverhaltens der A90- und der Conflex-Linse


Ein Erklärungsansatz für diese auf den ersten Blick unregelmäßigen

Ergebnisse folgt im Kapitel 7.

Ergebnisse

50

6.3 Änderung des Desorptionsverhaltens durch Einflussfakto-ren

Die Untersuchung der Wirkung von Einflussfaktoren wurden, wie er-

wähnt, die formstabilen Linsen lediglich mit Timomann® 0,25% und

Benzalkoniumchlorid versetzt. Zur der besseren Übersicht werden im

Folgenden die Ergebnisse der unterschiedlichen Substanzen unterein-

ander dargestellt. Die Werte, denen die Diagramme zugrunde liegen,

sind in dem Anhang VII aufgelistet.

Wie die folgenden Diagramme (Abbildung 23 und 24) zeigen, ist das

Desorptionsverhalten nicht konstant, sondern von äußeren Faktoren

abhängig. Die Abbildung 23 stellt die Mittelwerte der desorbierten

Konzentration von Benzalkoniumchlorid je Linse dar:

Auswirkungen auf das Desorptionsverhalten nach Einwirkung von Einflussfaktoren

0,0000

0,2000

0,4000

0,6000

0,8000

1,0000

1,2000

1,4000

1,6000

1,8000

2,0000

Ohne E

inflüs

se

abrasiv

beha

ndelt

Tempe

ratur

35°

Beweg

ung

Ablage

rung

en

Einflussfaktoren

Mitt

elw

erte

der

Kon

zent

ratio

n in

µg/

m

A90Conflex

Abbildung 23: Vergleich der desorbierten Wirkstoffmengen (Benzalkoniumchlo-rid ) nach Einfluss äußerer Faktoren


Ergebnisse

51

Aus den in Abbildung 23 dargestellten Ergebnissen kann geschlossen

werden, dass trotz Behandlung mit einem abrasiven Reiniger weiterhin

Desorptionsvorgänge messtechnisch ermittelbar sind. Die Konzentrati-

onsmenge hat sich durch diese intensive Reinigung nur geringfügig

reduziert. Die Untersuchung bestätigt somit, dass zwischen Absorpti-

ons- und Desorptionsphase gründliches Spülen ausreicht.

Ein Zusammenhang zwischen der desorbierten Menge und der Tempe-

ratur ist ebenfalls erwiesen: Mit Erhöhung der Temperatur um 14°C

wurde hier ein Konzentrationsanstieg auf mehr als das Doppelte er-

reicht.

Mechanische Belastung scheint auf den ersten Blick das Desorptions-

verhalten ebenfalls zu beeinflussen. Die Auswirkung, die durch die

Reibung erzeugt wird, zeigt auf den ersten Blick ähnliche Grundstruktu-

ren, wie bei der Erhöhung der Temperatur.

Die Ablagerungen, die die künstliche Träne erzeugt hat, haben hinge-

gen bei beiden Linsentypen (vergleiche auch Abbildung 24) die Menge

des desorbierten Wirkstoffs verringert.

Die Abbildung 24 stellt die Mittelwerte der desorbierten Wirkstoffmenge

je Linse nach Behandlung mit Timomann® 0,25% dar.

Auch diese Abbildung belegt, dass trotz Verwendung eines abrasiven

Reinigers noch Desorptionsvorgänge an der Contactlinsenoberfläche

stattfinden. Die Auswirkung der Temperaturerhöhung ist erheblich: Die

desorbierte Menge erhöht sich bei der A90-Linse auf das Dreifache,

wohingegen bei der Conflex-Linse nur ein leichter Anstieg zu verzeich-

nen ist. Dies kann als Hinweis auf die unterschiedlichen chemischen

Kräfte zwischen den Linsenarten und den Wirkstoffen gewertet werden.

Genau wie nach Behandlung mit Benzalkoniumchlorid ist das Desorpti-

onsverhalten bei Timomann® 0,25% unter mechanischer Belastung den

gleichen Grundstrukturen unterworfen, wie bei der Temperaturerhö-

hung.

Ergebnisse

52

Auswirkungen auf das Desorptionsverhalten

0,0000

0,0500

0,1000

0,1500

0,2000

0,2500

0,3000

0,3500

Ohne E

inflüs

se

abras

iv be

hand

elt

Tempe

ratur

35°

Beweg

ung

Ablage

runge

n

Einflussfaktoren

Mitt

elw

erte

der

Kon

zent

ratio

n in

µg/

ml

A90Conflex

Abbildung 24: Vergleich der desorbierten Wirkstoffmengen (Timolol ) nach Einfluss äußerer Faktoren


Weiterhin wurde das Verhalten bei Mehrfachextraktion untersucht.

Durch den Austausch der Kochsalzlösung wird der Konzentrationsgra-

dient zwischen Contactlinsenoberfläche und der Flüssigkeit erhöht. Das

ist auch anhand der Darstellung in Abbildung 25 erkennbar: nachdem

sich zuvor über Nacht bereits Wirkstoffe in der Lösung verteilt haben,

lässt sich nach Austausch der Flüssigkeit feststellen, dass sich schon

nach sechs Stunden wieder Benzalkoniumchlorid nachweisen lässt.

Ergebnisse

53

Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehrfachextraktion nach Behandlung mit

Benzalkoniumchlorid

0,0000

0,2000

0,40000,6000

0,80001,0000

Erstextraktion (über Nacht) Zweitextraktion (nach 6h)Extraktionsdauer

Mitt

elw

erte

der

Ko

nzen

tratio

nen

je C

L in

µg/

ml

A90Conflex

Abbildung 25: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehr-fachextraktion nach Behandlung mit Benzalkoniumchlorid


Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehrfachextraktion nach Behandlung mit Timomann® 0,25%

0,00000,02000,04000,06000,08000,10000,12000,14000,1600

Erstextraktion (über Nacht) Zweitextraktion (nach 6h)

Extraktionsdauer

Mitt

elw

erte

der

K

onze

ntra

tione

n je

CL

in µ

g/m

l

A90Conflex

Abbildung 26: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse bei Mehr-fachextraktion nach Behandlung mit Timomann® 0,25%


Abbildung 26 zeigt das Ergebnis bei Timomann®: Die Konzentration ist

nach der ersten Extraktion bei der A90-Linse deutlich höher, als bei der

Conflex-Linse. Bei wiederholter Extraktion ist die Differenz sehr viel

geringer und die Conflex-Linse gibt nun etwas mehr Wirkstoff ab.

Ergebnisse

54

Die Untersuchung der Mehrfachextraktion hat ergeben, dass sich nach

der Extraktionszeit über Nacht noch Wirkstoffe auf der Linse befinden,

die sich durch eine Veränderung des Konzentrationsgradienten nach-

weisen lassen. Es stellt sich die Frage, über welchen Zeitraum Wirkstof-

fe von der Linsenoberfläche desorbiert werden. Die Abbildung 27 zeigt

das Ergebnis dieser Analyse bezogen auf den Wirkstoff Benzalkoni-

umchlorid auf und belegt, dass das Abgabeverhalten bei unveränderter

Lösung über einen längeren Zeitraum konstant ist. Nach 72 Stunden

wurde dieser Versuch abgebrochen, da nicht mehr ausreichend Flüs-

sigkeit vorhanden war, um eine Messung durchzuführen.

Zeitabhängigkeit des Desorptionsverhaltens der A90- und der Conflex-Linse nach Behandlung mit Benzalkoniumchlorid

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

2,0000

2,5000

1h 6h 24h 48h 72hExtraktionszeit

Mitt

elw

erte

der

K

onze

ntra

tione

n je

CL

in µ

g/m

l

A90Conflex

Abbildung 27: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse in Abhän-gigkeit des Faktors Zeit nach Behandlung mit Benzalkoniumchlo-rid


Abbildung 27 und Abbildung 28 zeigen, dass bei den Extraktionslösun-

gen von A90- und Conflex-Linsen das Verhältnis der abgegebenen

Wirkstoffmenge gleich bleibt. Jedoch lässt sich bei der A90-Linse in

Verbindung mit Timomann® ein Desorptionsgleichgewicht, beziehungs-

weise vollständige Desorption vermuten. An dieser Stelle könnte eine

erneute Durchführung einer Mehrfachextraktion nach 48 Stunden Klar-

heit darüber bringen. Bei der Conflex-Linse hingegen steigt die Wirk-

stoffkonzentration der Extraktionslösung weiter an. Dieser Versuch

könnte in einer weiterführenden Studie diesen Ansatz weiter verfolgen.

Diskussion

55

Zeitabhängigkeit des Desorptionsverhaltens der A90- und der Conflex-Linse nach Behandlung mit Timomann® 0,25%

0,0000

0,1000

0,2000

0,3000

0,4000

0,5000

1h 6h 24h 48h 72hExtraktionszeit

Mitt

elw

erte

der

K

onze

ntra

tione

n je

CL

in µ

g/m

l

A90Conflex

Abbildung 28: Desorptionsverhalten der A90- und der Conflex-Linse in Abhän-gigkeit des Faktors Zeit nach Behandlung mit Timomann® 0,25%


7 Diskussion

7.1 Erklärungsansatz

Die in Kapitel 6.1 Desorptionsverhalten der untersuchten Contactlinsen

erhaltenen Ergebnisse, zeigen wie erwartet eine starke Differenz des

Desorptionsverhaltens von formstabilen und weichen Linsen. Es ist

anzunehmen, dass bei den weichen Linsen eine Absorption stattfindet,

im Gegensatz zu den formstabilen Linsen, bei denen eine Adsorption

wahrscheinlicher ist.

Die Hydroxylgruppen der HEMA-NVP-Linsen, die den hohen Wasser-

gehalt, aber auch Einlagerungen und Ablagerungen unterstützen, sind

für die deutlich höhere Auf- und Abgabe von Wirkstoffen verantwortlich.

Die Absorptionsvorgänge lassen sich außerdem durch verschiedene

Molekülgrößen und die spezifische Hydrophilität der Wirkstoffe beein-

flussen: da die weichen Linsen einen hohen Wassergehalt haben,

werden hydrophilere Stoffe leichter in der Linse aufgenommen. Die

Unterschiede des Desorptionsverhaltens der formstabilen Linsen sind

allerdings für diese Studie von größerem Interesse: Betrachtet man die

Abbildung 22 fällt auf, dass die Konzentrationen stark schwanken. Das

Diskussion

56

unterschiedliche Desorptionsverhalten lässt sich nur bedingt aus dem

Verhältnis der Anfangskonzentration der Ausgangslösung zur gemes-

senen Konzentration der Extraktionslösung ableiten.

Die Ursache ist also vermutlich in der Chemie zu finden, weshalb nun

die chemischen Eigenschaften der beteiligten Stoffe beleuchtet werden

sollen.

Betrachtet man zunächst die funktionellen Gruppen, so lassen sich bei

den A90-Linsen vor allem Carboxylgruppen (-COOH) finden; die

Conflex-Linsen hingegen besitzen Hydroxylgruppen (-OH). Es fällt auf,

dass fast alle Wirkstoffe (Brimonidin, Metipranolol, Ofloxacin, Timolol

und Azelastinhydrochlorid, also die Wirkstoffe von Alphagan, Beta-

mann, Floxal, Timomann, sowie Vividrin) eine Aminogruppe (-NH)

haben. Diese drei funktionellen Gruppen sind vermutlich schwerpunkt-

mäßig an dem Adsorptions- und Desorptionsverhalten beteiligt, da sie

durch Ladungsverteilung die Ausbildung von Wasserstoffbrücken und

Dipolen unterstützen. Scheinbar wird um so mehr desorbiert, je gerin-

ger die Anziehungskräfte zwischen Linse und Wirkstoff ausgebildet

sind. So lässt sich auch die auffällig hohe Konzentration von Flurbipro-

fen, dem Wirkstoff von Ocuflur, in Verbindung mit der A90-Linse in der

Extraktionslösung erklären. Dieser Wirkstoff besitzt ebenso wie die

A90-Linse eine Carboxylgruppe mit tendenziell negativem Ladungs-

schwerpunkt. Offensichtlich treten beim Flurbiprofen noch andere che-

mische Wechselwirkungen auf, die ein verändertes Desorptionsverhal-

ten erklären. Grundsätzlich kann die Aussage getroffen werden, dass

das Desorptionsverhalten von Contactlinsen von den chemischen

Eigenschaften der Phasen, der Konzentration des Adsorptivs und der

Größe der Oberfläche abhängig ist.

Das Desorptionsverhalten wird durch eine Behandlung mit abrasivem

Reiniger nicht signifikant verändert. Auch die Ursache hierfür lässt sich

anhand der intermolekularen Kräfte erklären: Diese sind so stark, dass

weder die mechanische Kraft durch die abrasiven Bestandteile des

Diskussion

57

Reinigers, noch die Lösungsmöglichkeiten des Tensids ausreichen um

diese unter den gegebenen Versuchsbedingungen zu lösen.

Die Erhöhung der Temperatur bewirkt eine vermehrte Beweglichkeit der

Moleküle; zudem können durch die zugeführte Energie zwischenmole-

kulare Kräfte verringert werden. Die Versuchsergebnisse bestätigen

diese Annahme, da die Konzentration der Wirkstoffe in der Extraktions-

lösung bei Temperaturerhöhung deutlich ansteigt.

Mechanische Belastung wird in der Versuchsreihe durch Reibung zwi-

schen den Contactlinsen erzeugt. Auch hier wird wieder Energie zuge-

führt, was zur Folge hat, dass die Desorptionsrate gesteigert wird.

Zudem verhinderte die ständige Bewegung ein Aneinanderlagern der

Contactlinsen und vergrößerte auf diese Weise eventuell die Aus-

tauschoberfläche.

Bestandteile der künstlichen Tränenflüssigkeit, wie zum Beispiel Lipide,

lagern sich auf der Contactlinsenoberfläche ab und bewirken eine

Verringerung der für die Adsorption relevanten freien Energien. Es ist

also zu vermuten, dass durch Einfluss der Ablagerungen aus der künst-

lichen Träne bereits die Adsorption in geringerem Maße stattfindet und

entsprechend weniger desorbiert werden kann.

Die Versuche der Mehrfachextraktion geben Aufschluss darüber, ob

eine vollständige Desorption bei der Erstextraktion stattgefunden hat.

Da bei der Zweitextraktion ebenfalls Wirkstoffe nachgewiesen wurden

ist eine zuvor erfolgte vollständige Desorption der Wirkstoffe ausge-

schlossen.

Die zeitabhängige Messung ergibt für Benzalkoniumchlorid und Timo-

mann® unterschiedliche Ergebnisse: Bei Benzalkoniumchlorid kann ein

kontinuierlicher Anstieg festgestellt werden. Bei Timomann® hingegen

ist bereits nach 48 Stunden kein weiterer Anstieg zu verzeichnen. Hier

kann ein Desorptionsgleichgewicht oder eine vollständige Desorption

Diskussion

58

vermutet werden. Die Zeit spielt also bei der Desorption eine entschei-

dende Rolle und ist je nach Fragestellung separat zu untersuchen.

7.2 Fehler und Einflussgrößen

Bei den Versuchen wurden Contactlinsen verwendet, deren Durchmes-

ser und optische Wirkung nicht einheitlich waren. Für die Versuche

erschien dies nicht relevant, da hier auf diese Weise ein praxisrelevan-

ter Durchschnittswert ermittelt werden konnte. Die desorbierten Wirk-

stoffmengen sind so gering, dass ein kleiner Größenunterschied der

Linsenoberfläche keine signifikante Veränderung der Messergebnisse

bringen dürfte.

Die Anzahl der Messreihen ist mit fünf Versuchsdurchgängen je Linsen-

typ und Medikament niedrig. Die Varianzen der Messergebnissen sind

jedoch minimal, so dass eine Validierung trotzdem möglich ist.

Bei der Lagerung der Contactlinsen in der Medikamentenlösung, bezie-

hungsweise der Kochsalzlösung lagen die Linsen häufig eng aneinan-

der, wodurch die Oberfläche, an der Adsorption- und Desorptionsvor-

gänge abspielten, verkleinert wurde.

In den Augentropfen, beziehungsweise bei der Benzalkoniumchlorid-

Lösung lagen unterschiedliche Ausgangskonzentrationen vor. Eine

höhere Konzentration in der Umgebung bewirkt aber auch eine höhere

Adsorptionsrate. Ein besserer Vergleich der chemischen Wirkungen

könnte durch eine einheitliche Ausgangskonzentration erzielt werden.

Bei diesen Versuchen wurde aufgrund der höheren Praxisrelevanz die

auch in den Medikamenten enthaltene Konzentration beibehalten.

Die Adsorptionsphase über acht Stunden entspricht einer frei gewählten

Zeiteinheit. Legt man zugrunde, dass ein Contactlinsenträger in einem

Jahr jeden Tag zweimal täglich die Augentropfen anwendet, die auf-

Diskussion

59

grund des Tränenaustauschs zwei Minuten auf das Auge einwirken

kommt man auf eine Gesamteinwirkdauer von circa 24 Stunden pro

Jahr. Individuelle Einflüsse wie eine Verdünnung des Die Tränenflüs-

sigkeit verdünnt das Medikament aber und die Menge des Tränenfilms

und die Dauer des Austauschs sind sehr individuell. Die acht Stunden

Einwirkzeit erscheinen daher aufgrund der sehr verschiedenen einwir-

kenden Parameter angemessen zu sein. Interessant für eventuell nach-

folgende Untersuchungen wäre es, die Linsen so lange einzulagern, bis

ein Maximum der Adsorptionsmenge erreicht ist. Generell können

individuelle Einwirkungen durch die Tränenzusammensetzung und die

Menge in dieser Modelluntersuchung nicht berücksichtigt werden.

Durch das Abtrocknen der Contactlinsen mit einem Papiertuch bleiben

teilweise kleinste Fasern des Papiers an der Linse haften und verteilen

sich später in der Extraktionslösung. Diese Fasern können unter Um-

ständen die spektralphotometrische Messung beeinflussen. Aus diesem

Grund wurden hier Präzisionstücher verwendet, die als fusselfrei gelten.

Kleinste abgelöste Fasern können jedoch auch dabei nicht ausge-

schlossen werden.

Eine Depotfunktion weicher Linsen wird seit langem thematisiert. Unter-

suchungen für formstabile Linsen sind bei Betrachtung der hier vorlie-

genden Ergebnisse, gerade in Bezug auf die zeitabhängige Desorption,

näher zu betrachten. Das Wirkungsquantum der Wirkstoffe wäre dafür

ausschlaggebend.

Statistische Auswertung

60

8 Statistische Auswertung

Die in den Versuchen ermittelten Daten können als Rohdaten bezeich-

net werden. Selbst bei diesem relativ kleinen Datenumfang ist eine

reine Auflistung unübersichtlich. Daher erfolgte eine zusammenfassen-

de Darstellung.67 Um einen ersten Überblick zu erhalten wurden die

Messergebnisse gleicher Fragestellung in Mittelwerten zusammenge-

fasst. Der Mittelwert x stellt dabei das Zentrum der Daten dar.

Die Berechnung erfolgt über die folgende Formel:

Mittelwert: Nxxxx n+++

=...21

( 1)

Der so berechnete Mittelwert wird auch als arithmetisches Mittel be-

zeichnet und ist durch eine Schwerpunkteigenschaft ausgezeichnet:

Genau am Punkt x ist die Zahlengerade im Gleichgewicht.68

Die Rohdaten streuen üblicherweise um den Mittelwert x . Diese Streu-

ung kann statistisch über die Standardabweichung s, beziehungsweise

ihr Quadrat, die empirische Varianz s2 berechnet werden. :

Standardabweichung s:

( )1

1

2

−

−=∑−

N

xxN

ii

xs (2)

Varianz s2:

( )2

12

1−

−=∑−

N

xxN

ii

xs (3)

67 Vgl. Fahrmeir, L. et al, Statistik, 2004, S.31. 68 Vgl. Fahrmeir, L. et al, Statistik, 2004, S.52ff.

Statistische Auswertung

61

Bei den Streuungen um den Mittelwert treten sowohl positive, als auch

negative Abweichungen auf. Daher ist die Summe aller Abweichungen

keine geeignete Maßzahl für die Streuung. Das Quadrieren hat zur

Folge, dass alle Abweichungen positiv sind. Dadurch ergeben sich für

weit vom Mittelwert entfernte Streuungswerte große quadrierte Abwei-

chungen. Die Varianz stellt das Mittel dieser Abweichungen dar und ist

umso größer, je weiter die Rohdaten um den Mittelwert schwanken.69

Mittelwert, Standardabweichung und Varianz wurden für jede Messrei-

he angegeben. Die Mittelwerte sind Grundlage für die Darstellung der

Diagramme. Die berechnete Standartabweichung und die Varianz

ergeben bei allen Messung nur geringe Abweichungen von dem Mittel-

wert.

Die Kalibrierfunktionen sind so aufgebaut, dass mit wachsenden Wer

ten auf der Ordinate auch die Werte auf der Abszisse einen höheren

Wert aufweisen. Es besteht also ein Zusammenhang zwischen den

Merkmalen. Ein Maß für diesen Zusammenhang stellt der empirische

Korrelationskoeffizient dar. Er wird folgendermaßen berechnet:

Korrelationskoeffizient: yx

xy

sss

r = (4)

Im Nenner stehen hierbei die Standardabweichungen der Werte auf der

Ordinate und der Abszisse. Sie enthalten also die Streuung und dienen

der Normierung. Im Zähler hingegen befindet sich die Summe der

Abweichungsprodukte. Daraus ergibt sich, dass mit der Berechnung

des Korrelationskoeffizienten die Stärke des linearen Zusammenhangs

gemessen wird. Je näher die Messpunkte der Standards an einer Ge-

69 Vgl. Fahrmeir, L. et al, Statistik, 2004, S.69f.

Fazit

62

raden liegen, desto näher liegt der Korrelationskoeffizient bei 1. Läge er

bei 0, wäre kein linearer Zusammenhang feststellbar.70

Die Korrelationskoeffizienten sind bei den Darstellungen der Kalibrier-

funktionen jeweils mit angegeben. Sie liegen alle nahe 1, womit ein für

die Kalibrierung erforderlicher linearer Zusammenhang belegt ist.

9 Fazit

Das Ziel dieser Studie eine Methode zu entwickeln, mit der das Desorp-

tionsverhalten formstabiler Contactlinsen charakterisiert werden kann

wurde erreicht. Das hier entwickelte Verfahren stellt dazu eine grund-

legende Methode dar.

Die in der Studie aufgezeigten zwischenmolekularen Wechselwirkun-

gen erklären, warum sich auch bei formstabilen Contactlinsen Stoffe,

beziehungsweise Bestandteile von Medikamenten anlagern können.

Daraus kann auch der erfahrene Augenarzt oder Augenoptiker, bei

entsprechenden Kenntnissen der verabreichten Medikamente und der

Contactlinsenmaterialien, abschätzen, ob Wechselwirkungen möglich

und damit gewisse Risikopotentiale erkennbar sind. Des Weiteren bietet

die Methode Pharmazeuten und Medizinern ein Tool, um das Adsorpti-

ons- und Desorptionsverhalten quantitativ zu erfassen und pharmakoki-

netische Betrachtungen durchzuführen. Eine mögliche Falschdosierung

der Medikamente, wie zum Beispiel eine Unterdosierung durch Adsorp-

tion des Wirkstoffs durch die Linsen oder eine Überdosierung, die durch

eine zu lange Einwirkzeit der Medikamente aufgrund von Desorption

erreicht wird, kann so besser eingeschätzt werden.

70 Vgl. Fahrmeir, L. et al, Statistik, 2004, S.134ff.

Fazit

63

Die UV/VIS-Spektroskopie hat sich hierbei als einfach zu handhabende,

kostengünstige und, bezüglich der Nachweisgrenze, sehr empfindliches

Verfahren erwiesen.

Die hier erarbeitete Methode kann an weitere Fragestellungen adaptiert

werden und entsprechend über eine Methodenvalidierung abgesichert

werden.

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Anhang

1

Anhang71

I Verdünnungsreihen für Kalibrierungen72

Alphagan®: 1,3mg/ml = 1300µg/ml 319nm Konzentrationsreihe (1300µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,025% 0,05% 0,075% 0,1% AT (1%) 25 50 75 100 0,325µg/ml 0,650µg/ml 0,975µg/ml 1,3µg/ml NaCl 975 950 925 900

WF 1% 2% 3% 4% AT (100%) 10 20 30 40

13µg/ml 26µg/ml 39µg/ml 52µg/ml NaCl 990 980 970 960

Benzalkoniumchlorid: 4mg/ml=4000µg/ml 263nm Lösungsreihe (4000µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,1% 0,2% 0,3% 0,4% AT (1%) 100 200 300 400 4µg/ml 8µg/ml 12µg/ml 16µg/ml NaCl 900 800 700 600

WF 2,5% 5% 7,5% 10% AT (100%) 25 50 75 100


Betamann®: 3mg/ml= 3000µg/ml 278nm Lösungsreihe (3000µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,05% 0,1% 0,15% 0,2% AT (1%) 50 100 150 200

1,5µg/ml 3,0µg/ml 4,5µg/ml 6,0µg/ml NaCl 950 900 850 800

WF 3% 6% 9% 12% AT (100%) 30 60 90 120


71 Anmerkung des Verfassers: Sämtliche folgenden Abbildungen und Tabellen sind

eigene Darstellungen. 72 Anmerkung des Verfassers: Die Prozentangaben beziehen sich jeweils auf die

Medikamentenverdünnung, die Angaben in µg/ml, bzw. mg/ml auf die daraus resul-tierende Wirkstoffkonzentration in der Medikamentenverdünnung.

Anhang

2

Floxal®: 3,0mg/ml= 3000µg/ml 300nm Lösungsreihe (3000µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,01% 0,02% 0,03% 0,04% AT (1%) 10 20 30 40 0,3µg/ml 0,6µg/ml 0,9µg/ml 1,2µg/ml NaCl 990 980 970 960

WF 1,0% 2,0% 3,0% 4,0% AT (100%) 10 20 30 40


Ocuflur®:0,3mg/ml = 300µg/ml 247nm Lösungsreihe (300µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 1,3 2,6 3,9 5,2 AT (1%) 13 26 39 52


WF 5% 10% 15% 20% AT (100%) 50 100 150 200


Timomann®: 2,5mg/ml = 2500µg/ml 296nm Lösungsreihe (2500µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,01% 0,02% 0,03% 0,04% AT (1%) 10 20 30 40


WF 0,2% 0,4% 0,6% 0,8% AT (1%) 200 400 600 800 5µg/ml 10µg/ml 15µg/ml 20µg/ml NaCl 800 600 400 200

Vividrin®: 0,5mg/ml = 500µg/ml 285nm Lösungsreihe (500µg/ml = 100%) Verdünnungsvorgang CF+A90 0,05% 0,1% 0,15% 0,2% AT (1%) 50 100 150 200 0,25µg/ml 0,5µg/ml 0,75µg/ml 1,0µg/ml NaCl 950 900 850 800

WF 2,5% 5% 7,5% 10% AT (100%) 25 50 75 100

12,5µg/ml 25µg/ml 37,5µg/ml 50µg/ml NaCl 975 950 925 900

Anhang

3

II Kalibrierungen

Kalibrierung Alphagan® für WF 55

0,0000

0,2000

0,4000

0,6000

0,8000

1,0000

1,2000

0,0000 20,0000 40,0000 60,0000


Abso

rptio

nsgr

ad

Messwerte derKalibrierungKalibrierfunktion

Kalibrierung BAC für A90 und Conflex

0,00000,00200,00400,00600,00800,01000,01200,01400,0160

0,0000 5,0000 10,0000 15,0000 20,0000


Abs

orpt

ions

grad


Kalibrierfunktion

Kalibrierung BAC für WF 55

0,00000,05000,10000,15000,20000,25000,30000,35000,4000

0,0000 100,0000

200,0000

300,0000

400,0000

500,0000


Abs

orpt

ions

grad


Anhang

4

Kalibrierung Betamann® für A90 und Conflex

0,00000,00500,01000,01500,02000,02500,03000,0350

0,0000 2,0000 4,0000 6,0000 8,0000


Abs

orpt

ions

grad


Kalibrierfunktion

Kalibrierung Betamann® für WF 55

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

2,0000

0,0000 100,0000 200,0000 300,0000 400,0000


Abs

orpt

ions

grad


Kalibrierung Floxal® für A90 und Conflex

0,0000

0,0100

0,0200

0,0300

0,0400

0,0500

0,0000 5,0000 10,0000 15,0000 20,0000


Abs

orpt

ions

grad


Kalibrierfunktion

Anhang

5

Kalibrierung Floxal® für WF55

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

2,0000

2,5000

0,0000 20,0000 40,0000 60,0000 80,0000


Abs

orpt

ions

grad

Messwerte derKalibrierung

Kalibrierfunktion

Kalibrierung Ocuflur® für A90 und Conflex

0,0000

0,2000

0,4000

0,6000

0,8000

1,0000

1,2000

0,0000 5,0000 10,0000 15,0000 20,0000


Abs

orpt

ions

grad


Kalibrierfunktion

Kalibrierung Ocuflur® für WF55

0,0000

0,5000

1,0000

1,5000

2,0000

2,5000

3,0000

0,0000 10,0000

20,0000

30,0000

40,0000

50,0000


Abs

orpt

ions

grad


Kalibrierfunktion

Anhang

6

Kalibrierung Timomann® für A90 und Conflex

0,00000,00500,01000,01500,02000,02500,03000,0350

0,0000 0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000 1,2000


Abs

orpt

ions

grad


Kalibrierfunktion

Kalibrierung Timomann® für WF 55

0,0000

0,1000

0,2000

0,3000

0,4000

0,5000

0,6000

0,0000 5,0000 10,0000

15,0000

20,0000

25,0000


Abs

orpt

ions

grad


Kalibrierfunktion

Kalibrierung Vividrin® für A90 und Conflex

0,0000

0,0050

0,0100

0,0150

0,0200

0,0250

0,0000 0,2000 0,4000 0,6000 0,8000 1,0000 1,2000


Abs

orpt

ions

grad


Kalibrierfunktion

Anhang

7

Kalibrierung Vividrin® für WF55

0,00000,10000,20000,30000,40000,50000,60000,70000,80000,9000

0,0000 20,0000 40,0000 60,0000


Abs

orpt

ions

grad


Anhang

8

III Absorptionsspektren der Medikamente

Alphagan® Absorptionsmaxima erwartet in: 319nm

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

Legende73

türkis: Alphagan® 100%

schwarz: Alphagan® 10%

grün: Alphagan® 1%

rot: Alphagan® 0,1%

blau: Alphagan® 0,01%

73 Anmerkung des Verfassers: Bei den folgenden Darstellungen der Absorptionsspekt-

ren der Medikamente steht die türkisfarbene Linie immer für die Ausgangskonzent-ration im puren Medikament, die schwarze Linie für die 10%ige Verdünnung, die grüne Linie für eine 1%ige Lösung, die rote Linie für eine Verdünnung auf 0,1% und blau für die Verdünnung auf 0,01%. Die Prozentangaben entsprechen also dem Verdünnungsgrad der Medikamente (nicht zu verwechseln mit den Wirkstoffkonzent-rationen).

Anhang

9

Benzalkoniumchlorid Absorptionsmaxima erwartet in:257nm, 263nm74, 269nm

190,0 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

Betamann® 0,3% Absorptionsmaxima erwartet in: 274nm, 278nm, 279nm

190,0 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 500,0-0,50-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,00

nm

A

74 Anmerkung des Verfassers: Fett gedruckt sind in diesem Teil des Anhangs immer

die höchsten Banden des jeweiligen Absorptionsspektrums.

Anhang

10

Floxal® Absorptionsmaxima erwartet in: 226nm, 300nm, 327nm

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

Ocuflur® Absorptionsmaxima erwartet in: 247nm

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

Anhang

11

Timomann®

Absorptionsmaxima erwartet in: 296nm

190,0 250 300 350 400 450 500,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

Vividrin® akut Absorptionsmaxima erwartet in: 285nm

190,0 220 240 260 280 300 320 350,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

Anhang

12

IV Absorptionskurven der Extraktionslösungen Extraktionslösung aus 10 A90-Linsen versetzt mit Alphagan®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

Extraktionslösung aus 10 Conflex-Linsen versetzt mit Alphagan®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

Anhang

13

Extraktionslösung aus Weflex55-Linsen versetzt mit Alphagan®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

rot: 1 WF55+Alphagan®

blau: 2 WF55+Alphagan®

Extraktionslösung aus 7-9 A90-Linsen versetzt mit Benzalkoniumchlorid

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

grün: 7 A90+BAC

rot: 8 A90+BAC

blau: 9 A90+BAC

Anhang

14

Extraktionslösung aus 7-9 Conflex-Linsen versetzt mit Benzalkoniumch-

lorid

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

grün: 7 CF+BAC

rot: 8 CF+BAC

blau 9 CF+BAC

Extraktionslösung aus 1-5 A90-Linsen versetzt mit Betamann® 0,3%

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

türkis: 1 A90 + Betamann®

schwarz: 2 A90 + Betamann®

grün: 3 A90 + Betamann®

rot: 4 A90 + Betamann®

blau: 5 A90 + Betamann®

Anhang

15

Extraktionslösung aus 7-9 Conflex-Linsen versetzt mit Betamann® 0,3%

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

grün: 7 CF+Betamann®

rot: 8 CF+Betamann®

blau: 9 CF+Betamann®

Extraktionslösung aus Weflex55-Linsen versetzt mit Betamann® 0,3%

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

grün: 1 WF55+Betamann®

rot: 2 WF55+Betamann®

blau: 3 WF55+Betamann®

Anhang

16

Extraktionslösung aus 7-9 A90-Linsen versetzt mit Floxal®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

grün: 7 A90+Floxal®

rot: 8 A90+Floxal®

blau: 9 A90+Floxal®

Extraktionslösung aus 1-5 Conflex-Linsen versetzt mit Floxal®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

türkis: 1 CF+ Floxal®

schwarz: 2 CF+ Floxal®

grün: 3 CF+ Floxal®

rot: 4 CF+ Floxal®

blau: 5 CF+ Floxal®

Anhang

17

Extraktionslösung aus 3 Weflex55-Linsen versetzt mit Floxal®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,00

nm

A

grün: 1 WF+ Floxal®

rot : 2 WF+ Floxal®

blau:: 3 WF+ Floxal®

Extraktionslösung aus 1-5 A90-Linsen versetzt mit Ocuflur®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

türkis: 1 WF+ Floxal®

schwarz: 2 WF+ Floxal®

grün: 3 WF+ Floxal®

rot: 4 WF+ Floxal®

blau: 5 WF+ Floxal®

Anhang

18

Extraktionslösung aus 1-5 Conflex-Linsen versetzt mit Ocuflur®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

türkis: 1 WF+ Ocuflur®

schwarz: 2 WF+ Ocuflur ®

grün: 3 WF+ Ocuflur ®

rot: 4 WF+ Ocuflur ®

blau: 5 WF+ Ocuflur ®

Extraktionslösung aus 1-2 Weflex55-Linsen versetzt mit Ocuflur®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,00

nm

A

rot: 1 WF+ Ocuflur ®

blau: 2 WF+ Ocuflur ®

Anhang

19

Extraktionslösung aus 1-5 A90-Linsen versetzt mit Timomann®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

türkis: 1 A90 + Timomann®

schwarz: 2 A90 + Timomann®

grün: 3 A90 + Timomann®

rot: 4 A90 + Timomann®

blau: 5 A90 + Timomann®

Extraktionslösung aus 1-5 Conflex-Linsen versetzt mit Timomann®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

türkis: 1 CF+Timomann®

schwarz: 2 CF+Timomann®

grün: 3 CF+Timomann®

rot: 4 CF+Timomann®

blau: 5 CF+Timomann®

Anhang

20

Extraktionslösung aus 1-3 Weflex55-Linsen versetzt mit Timomann®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,00

nm

A

grün: 1 WF+Timomann®

rot: 2 WF+Timomann®

blau: 3 WF+Timomann®

Extraktionslösung aus 7-9 A90-Linsen versetzt mit Vividrin®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

grün: 7 A90+Vividrin®

rot: 8 A90+Vividrin®

blau: 9 A90+Vividrin®

Anhang

21

Extraktionslösung aus 1-5 Conflex-Linsen versetzt mit Vividrin®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,50

nm

A

türkis: 1 CF+ Vividrin ®

schwarz: 2 CF+ Vividrin ®

grün: 3 CF+ Vividrin ®

rot: 4 CF+ Vividrin ®

blau: 5 CF+ Vividrin ®

Extraktionslösung aus 1-3 Weflex55-Linsen versetzt mit Vividrin®

190,0 250 300 350 400,0-0,50

0,0

0,5

1,0

1,50

nm

A

rot: 1 WF55+ Vividrin®

grün: 2 WF55+ Vividrin®

blau: 3 WF55+ Vividrin®

Anhang

22

V Messergebnisse Desorptionsverhalten

Ergebnisse Alphagan®

Kalibrierwerte Alphagan® A90 + CF WF55 y= Konzentration (µg/ml)

x= Absorptions-grad

y= Konzentration (µg/ml)

x= Absorpti-onsgrad

0,3250 0,0053 13,0000 0,24910,6500 0,0115 26,0000 0,49650,9750 0,0176 39,0000 0,74281,3000 0,0237 52,0000 0,9984

Messergebnisse

Absorptionsgrad

Konzentration in µg/ml je Mess-gang

mittlere Kon-zentration in µg/ml je Linse

0,0142 0,7953 0,07950,0133 0,7476 0,07480,0136 0,7635 0,07630,0138 0,7741 0,0774

A90


0,0077 0,4507 0,04510,0071 0,4188 0,04190,0092 0,5302 0,05300,0077 0,4507 0,0451

Conflex


0,9045 47,2387 47,23870,8929 46,6342 46,63420,8828 46,1078 46,10780,9419 49,1879 49,1879

WF 55


Anhang

23

Ergebnisse Benzalkoniumchlorid Kalibrierwerte BAC A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)

x= Absorptions-grad


x= Absorp-tionsgrad

4,0000 0,0034 100,0000 0,08808,0000 0,0076 200,0000 0,1850

12,0000 0,0114 300,0000 0,273316,0000 0,0149 400,0000 0,3570

Messergebnisse

Absorptionsgrad


mittlere Konzentra-tion in µg/ml je Linse

0,0083 8,9313 0,89310,0075 8,0972 0,80970,0083 8,9313 0,89310,0095 10,1825 1,0182

A90


0,0089 9,5569 0,95570,0083 8,9313 0,89310,0075 8,0972 0,80970,0083 8,9313 0,8931

Conflex


0,3467 384,8590 384,85900,3531 391,9994 391,99940,3392 376,4913 376,49130,3551 394,2308 394,2308

WF 55


Anhang

24

Ergebnisse Betamann® 0,3% Kalibrierwerte Betamann® 0,3% A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml) x= Absorptionsgrad


x= Absorp-tionsgrad

4,0000 0,0034 90,0000 0,42378,0000 0,0076 180,0000 0,8378

12,0000 0,0114 270,0000 1,288816,0000 0,0149 360,0000 1,7359

Messergebnisse

Absorptionsgrad


mittlere Konzentra-tion in µg/ml je Linse

0,0093 9,9739 0,99740,0092 9,8697 0,98700,0096 10,2867 1,02870,0088 9,4526 0,9453

A90

0,0094 10,0782 1,0078Mittelwert 0,0093 9,9322 0,9932Varianz 0,000000 0,076531 Standardabweichung 0,0003 0,3093 Boston 7 0,0106 11,3294 1,1329

0,0148 15,7084 1,57080,0151 16,0212 1,60210,0150 15,9170 1,59170,0146 15,4999 1,5500

Conflex


0,6490 138,3571 138,35710,6764 143,9754 143,97540,6971 148,2199 148,21990,7027 149,3681 149,3681

WF 55


Anhang

25

Ergebnisse Floxal® Kalibrierwerte Floxal® A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)


x= Absorpti-onsgrad

3,9000 0,0103 15,0000 0,47747,8000 0,0221 30,0000 0,9111

11,7000 0,0344 45,0000 1,438515,6000 0,0431 60,0000 1,9953

Messergebnisse

Absorptionsgrad

Konzentration in µg/ml je Mess-gang

mittlere Konzentrati-on in µg/ml je Linse

0,0219 7,7962 0,77960,0212 7,5509 0,75510,0227 8,0766 0,80770,0231 8,2168 0,8217

A90


0,0126 4,5371 0,45370,0133 4,7824 0,47820,0123 4,4319 0,44320,0129 4,6422 0,4642

Conflex


1,8384 56,1241 56,12411,9544 59,5380 59,53801,8446 56,3066 56,30661,9379 59,0524 59,0524

WF 55


Anhang

26

Ergebnisse Floxal® Kalibrierwerte Floxal® A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)

x= Absorptions-grad


x= Absorptions-grad

3,9000 0,0103 15,0000 0,47747,8000 0,0221 30,0000 0,9111

11,7000 0,0344 45,0000 1,438515,6000 0,0431 60,0000 1,9953

Messergebnisse

Absorptionsgrad



0,0219 7,7962 0,77960,0212 7,5509 0,75510,0227 8,0766 0,80770,0231 8,2168 0,8217

A90


0,0126 4,5371 0,45370,0133 4,7824 0,47820,0123 4,4319 0,44320,0129 4,6422 0,4642

Conflex


1,8384 56,1241 56,12411,9544 59,5380 59,53801,8446 56,3066 56,30661,9379 59,0524 59,0524

WF 55


Anhang

27

Ergebnisse Ocuflur®

Kalibrierwerte Ocuflur® A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)

x= Absorptions-grad


x= Absorptions-grad

3,9000 0,2500 15,0000 0,96227,8000 0,5156 30,0000 1,8717

11,7000 0,7587 45,0000 2,694915,6000 1,0022

Messergebnisse

Absorptionsgrad



0,7658 11,8424 1,18420,7513 11,6163 1,16160,6673 10,3063 1,03060,7732 11,9578 1,1958

A90


0,3257 4,9793 0,49790,3141 4,7984 0,47980,3120 4,7656 0,47660,3194 4,8810 0,4881

Conflex


2,007 32,8383 32,83831,9258 31,4336 31,43361,8164 29,5410 29,54101,9634 32,0840 32,0840

WF 55


Anhang

28

Ergebnisse Timomann® Kalibrierwerte Timomann® A90& Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)

x= Absorptions-grad


x= Absorptions-grad

0,2500 0,0069 5,0000 0,13600,5000 0,0143 10,0000 0,27270,7500 0,0218 15,0000 0,40711,0000 0,0284 20,0000 0,5423

Messergebnisse

Absorptionsgrad



0,0298 1,0396 0,10400,0257 0,8973 0,08970,0277 0,9667 0,09670,0286 0,9980 0,0998

A90


0,0190 0,6649 0,06650,0173 0,6059 0,06060,0165 0,5782 0,05780,0182 0,6371 0,0637

Conflex


0,5399 19,9031 19,90310,5179 19,0903 19,09030,4956 18,2664 18,26640,5041 18,5804 18,5804

WF 55


Anhang

29

Ergebnisse Vividrin® akut Kalibrierwerte Vividrin® A90 & Conflex WF55 y= Konzentration (µg/ml)

x= Absorptions-grad


x= Absorptions-grad

0,2500 0,0045 12,5000 0,19540,5000 0,0103 25,0000 0,40610,7500 0,0150 37,5000 0,61531,0000 0,0215 50,0000 0,8109

Messergebnisse

Absorptionsgrad



0,0128 0,6239 0,06240,0133 0,6462 0,06460,0135 0,6552 0,06550,0137 0,6641 0,0664

A90


0,0077 0,3958 0,03960,0081 0,4137 0,04140,0076 0,3913 0,03910,0078 0,4002 0,0400

Conflex


0,4719 29,1209 29,12090,4886 30,1361 30,13610,4869 30,0327 30,03270,4608 28,4462 28,4462

WF 55


Anhang

30

Gesamtübersicht der mittleren Wirkstoffkonzentra-tion je Linse

Mittlere Wirkstoffkonzentration in µg/ml je

Linse Medikament (Aus-gangskonzentration in

%) A90 Conflex WF55 Alphagan® (0,13%) 0,0774 0,0469 46,9250BAC (0,4%) 0,9077 0,8973 382,3375Betamann® (0,3%) 0,9932 1,5792 145,2385Floxal® (0,3%) 0,7887 0,4621 58,4467Ocuflur® (0,03%) 1,1500 0,4856 31,9301Timomann® (0,25%) 0,0970 0,0617 18,7748Vividrin® (0,0015%) 0,0648 0,0405 29,2352

Anhang

31

VI Wirkstoffkonzentration der Extraktionslösung der formstabi-len Linsen gegenüber der, der weichen Linsen

Vergleich der Quantitativen Messergebnisse

0,0000

50,0000

100,0000

150,0000

200,0000

250,0000

300,0000

350,0000

400,0000

450,0000

Alphag

an® (0

,13%)

BAC (0,4%

)

Betaman

n® (0

,3%)

Floxal®

(0,3%

)

Ocuflu

r® (0

,03%)

Timom

ann®

(0,25

%)

Vividri

n® (0

,0015

%)

Augentropfen

Wirk

stof

fkon

zent

ratio

n in

µg/

ml

A90ConflexWF55

Anhang

32

VII Messergebnisse der Extraktionslösungen nach Einwirkung durch Einflussfaktoren

Wirkung der Einflussfaktoren unter Verwen-dung von BAC

Kalibrierwerte BAC x= Absorptionsgrad

y= Konzent-ration (µg/ml) pro Messung à 10 CL

y= Kon-zentration (µg/ml) pro Messung à 10 CL

0,0034 4,0000 0,4000 0,0076 8,0000 0,8000 0,0114 12,0000 1,2000 0,0149 16,0000 1,6000

Ergebnisse der Messungen Ohne Einflüsse

Absorpti-onsgrad

Konz. [mg/ml] je CL

0,0083 0,8931 0,0075 0,8097 0,0083 0,8931 0,0085 0,9140

A90

0,0086 0,9244 Mittelwert 0,0082 0,8869 Varianz 0,000000 0,001635 Standard-abweichung 0,0004 0,0452

0,0089 0,9557 0,0083 0,8931 0,0075 0,8097 0,0083 0,8931

Conflex

0,0087 0,9348 Mittelwert 0,0083 0,8973 Varianz 0,0000 0,0025 Standard-abweichung 0,0005 0,0560

Anhang

33

Einfluss durch abrasiven Reiniger

Einfluss durch höhere Temperatur 35°

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

0,0077 0,8306 0,0171 1,81070,0074 0,7993 0,0174 1,8419A90 0,0076 0,8201 0,0170 1,8002

Mittelwert 0,0076 0,8167 0,0172 1,8176Varianz 0,000000 0,000169 0,000000 0,000314Standard-abweichung 0,0002 0,0159 0,0002 0,0217

0,0072 0,7784 0,0127 1,35190,0075 0,8097 0,0126 1,3415Conflex 0,0073 0,7889 0,0130 1,3832


Einfluss durch BewegungEinfluss durch

künstliche Träne

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

0,0110 1,1746 0,0041 0,45520,0104 1,1121 0,0037 0,4135A90 0,0108 1,1538 0,0038 0,4239


0,0086 0,9244 0,0029 0,33010,0088 0,9453 0,0032 0,3614Conflex 0,0087 0,9348 0,0029 0,3301


Anhang

34

Zeitabhängigkeit des Desorptionsverhaltens unter Verwendung von Benzalkoniumchlorid Kalibrierwerte BAC x= Absorptions-grad

y= Konzent-ration (µg/ml) pro Messung à 10 CL

y= Kon-zentration (µg/ml) pro Mes-sung à 10 CL

0,0034 4,0000 0,4000 0,0076 8,0000 0,8000 0,0114 12,0000 1,2000 0,0149 16,0000 1,6000

1. Zeitabhängige Messung

Messung nach 1 Stunde

Messung nach 6 Stunden

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

0,0050 0,5491 0,0087 0,93480,0054 0,5908 0,0095 1,0182A90 0,0051 0,5595 0,0089 0,9557


0,0033 0,3718 0,0059 0,64290,0039 0,4344 0,0067 0,7263Conflex 0,0049 0,5386 0,0063 0,6846


Anhang

35

Messung nach

24 Stunden Messung nach

48 Stunden

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

0,0137 1,4562 0,0161 1,70640,0122 1,2998 0,0157 1,6647A90 0,0141 1,4979 0,0165 1,7481


0,0079 0,8514 0,0139 1,47700,0097 1,0391 0,0149 1,5813Conflex 0,0084 0,9036 0,0148 1,5708


Messung nach

72 Stunden

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

0,0229 2,4154 0,0199 2,1026 A90 0,0219 2,3111

Mittelwert 0,0216 2,2764 Varianz 0,000002 0,016910 Standard-abweichung 0,0015 0,1593

0,0156 1,6543 0,0208 2,1964 Conflex 0,0263 2,7699

Mittelwert 0,0209 2,2069 Varianz 0,000019 0,207490 Standard-abweichung 0,0054 0,5579

Anhang

36

2. Mehrfachextraktion Ergebnisse der Messungen mit Benzalkoniumchlorid

Erstextraktion (über Nacht)

Zweitextraktion (nach 6h)

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

0,0091 0,9765 0,0032 0,36140,0089 0,9557 0,0039 0,4344A90 0,0061 0,6637 0,0031 0,3510


0,0062 0,6742 0,0027 0,30930,0059 0,6429 0,0028 0,3197Conflex 0,0081 0,8723 0,0035 0,3927

Mittelwert 0,0067 0,7298 0,0030 0,3405Varianz 0,000001 0,010315 0,000000 0,001377Standard- abweichung 0,0012 0,1244 0,0004 0,0454

Anhang

37

Auswirkung der Einflussfaktoren unter Verwen-dung von Timomann

KalibrierwerteTimomann

x= Absorptions-grad

y= Konzent-ration (µg/ml) pro Messung

à 10 CL

y= Konzent-ration (µg/ml) pro Linse

0,0069 0,2500 0,0250 0,0143 0,5000 0,0500 0,0218 0,7500 0,0750 0,0284 1,0000 0,1000

Ohne Einflüsse

Absorptions-

grad Konz. [mg/ml] je CL

0,0298 0,1040 0,0257 0,0897 0,0277 0,0967 0,0286 0,0998

A90

0,0271 0,0946

Mittelwert 0,0278 0,0970

Varianz 0,000002 0,000023

Standard-abweichung 0,0015 0,0054

0,0190 0,0665 0,0173 0,0606 0,0165 0,0578 0,0182 0,0637

Conflex

0,0171 0,0599

Mittelwert 0,0176 0,0617

Varianz 0,000001 0,000009

Standard-abweichung 0,0010 0,0034

Anhang

38

Einfluss durch abrasiver Reiniger Temperatureinfluss 35°

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

Absorptions- grad

Konz. [mg/ml] je CL

0,0233 0,0814 0,0879 0,3055

0,0228 0,0797 0,0897 0,3118A90 0,0229 0,0800 0,0888 0,3087

Mittelwert 0,0230 0,0804 0,0888 0,3087

Varianz 0,000000 0,000001 0,000001 0,000006

Standard-abweichung 0,0003 0,0009 0,0009 0,0031

0,0066 0,0235 0,0199 0,0696

0,0062 0,0221 0,0193 0,0675Conflex 0,0066 0,0235 0,0198 0,0693

Mittelwert 0,0065 0,0230 0,0197 0,0688

Varianz 0,000000 0,000000 0,000000 0,000001


Einfluss durch Bewegung

Einfluss durch künstliche Träne

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

Absorptions- grad

Konz. [mg/ml] je CL

0,0834 0,2899 0,0124 0,0436

0,0844 0,2934 0,0123 0,0432A90 0,0842 0,2927 0,0118 0,0415

Mittelwert 0,0840 0,2920 0,0122 0,0428

Varianz 0,000000 0,000002 0,000000 0,000001


Anhang

39

0,0092 0,0325 0,0062 0,0221

0,0084 0,0297 0,0055 0,0197Conflex 0,0096 0,0339 0,0059 0,0210

Mittelwert 0,0091 0,0320 0,0059 0,0209

Varianz 0,000000 0,000003 0,000000 0,000001


1. Zeitabhängigge Messung

Messung nach 1 Stunde

Messung nach 6 Stunden

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

Absorptions- grad

Konz. [mg/ml] je CL

0,0531 0,1848 0,0825 0,2868

0,0474 0,1650 0,0813 0,2826A90 0,0494 0,1720 0,0949 0,3298

Mittelwert 0,0862 0,1739 0,0862 0,2997

Varianz 0,000006 0,000067 0,000038 0,000455

Standard- abweichung 0,0075 0,0100 0,0075 0,0261

0,0058 0,0304 0,0086 0,0304

0,0049 0,0325 0,0092 0,0325Conflex 0,0055 0,0356 0,0101 0,0356

Mittelwert 0,0093 0,0328 0,0093 0,0328

Varianz 0,000000 0,000005 0,000000 0,000005


Anhang

40

Messung nach

24 Stunden Messung nach

48 Stunden

Absorptions-grad

Konz. [mg/ml] je CL

Absorptions- grad

Konz. [mg/ml] je CL

0,1179 0,4096 0,1209 0,4200

0,1116 0,3878 0,1162 0,4037A90 0,1114 0,3871 0,1268 0,4405

Mittelwert 0,1136 0,3948 0,1213 0,4214

Varianz 0,000009 0,000110 0,000019 0,000226


0,0114 0,0401 0,0234 0,0818

0,0138 0,0484 0,0228 0,0797Conflex 0,0120 0,0422 0,0201 0,0703

Mittelwert 0,0124 0,0436 0,0221 0,0772

Varianz 0,000001 0,000013 0,000002 0,000025


Anhang

41

VIII Zusammensetzung der Träne

Die Träne ist aus verschiedenen Phasen aufgebaut. Für diese Versu-

che relevant sind die Lipidschicht und die wässrige Schicht, da Ablage-

rungen auf der Contactlinse nur aus diesen Schichten resultieren. Die

Lipidschicht enthält Cholesterylester, Cholesterin, Triglyceride und

Phospholipide. Dieser schließt sich die wässrige Schicht an, die zu 98-

99% aus Wasser besteht, worin sich neben circa 1% anorganischer

Salze auch Glucose, Harnstoff, Mucin und ungefähr 0,2- 0,6% Proteine,

wie zum Beispiel Globulin, Albumin und Lysozym befinden.75 Lysozym

als basischer Stoff und das Albumin, welches sauer ist, bilden hierbei

gemeinsam ein körpereigenes Puffersystem, das für einen konstanten

pH-Wert des Tränenfilms sorgt76.

75 Vgl. Eckert, G., Optimaler Umgang mit der Kontaktlinse, S. 10. 76 Vgl. Baron, H., Kontaktlinsen, S. 101.

42

Eidesstattliche Erklärung

Hiermit erkläre ich an Eides Statt, dass ich die vorliegende Arbeit

selbstständig und ohne unerlaubte Hilfe angefertigt, andere als die

angegebenen Quellen nicht benutzt und die den benutzten Quellen

wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen als solche kenntlich ge-

macht habe.

Kiel, den 24. Januar 2007

Julia Piepenstock

Untersuchung des Desorptionsverhaltens formstabiler ... · Ein Atom besitzt in der Regel gleich...

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