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PHARMAZEUTISCHE WISSENSCHAFT
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Abbildung 3: Der Schimmelpilz Aspergillus niger
A) Lichtmikroskopische Aufnahme bei 400-facher Vergrößerung -
modifiziert nach [11].
B) Eine durch den Mikroorganismus infizierte Küchenzwiebel -
modifiziert nach [12].
Abbildung 4: Häufig in Dermatika eingesetzte Konservierungsmittel,
sortiert nach Klassen.
Verfahren. Die von manchen Autoren verwendete synonym gemeinte
Bezeichnung Konservierungsmittelbelastungstest ist etwas unglücklich
gewählt, da der Qualitätsnachweis des ausreichenden Schutzes
vor unerwünschten Wirkungen durch mikrobielle Kontamination oder
Vermehrung von Mikroben während Lagerung und Anwendung des
Arzneimittels für die Formulierung in jedem Fall erbracht werden
muss, unabhängig davon, ob dafür ein zusätzliches Konservierungsmittel
vonnöten war oder nicht [1].
Bei einem KBT werden die Zubereitungen, falls möglich in ihrem
Endbehältnis, mit geeigneten Mikroorganismen kontaminiert. Hierfür
finden nach festgelegten Protokollen hergestellte, genau vorgeschriebene
Inokuli der jeweiligen Testkeime Verwendung. Die derart
beimpften Proben werden bei ebenfalls exakt vorgegebenen Temperaturen
gelagert und in bestimmten Zeitabständen auf die Anzahl der
Kontrollkeime analysiert [9, 10].
Als Problemkeim unter den Testmikroorganismen und damit häufig
maßgebend für das Ergebnis der Prüfung auf ausreichende Konservierung
erweist sich in vielen Fällen der Schimmelpilz Aspergillus
niger (Schwarzschimmel). Er hat seinen Namen von den dunklen,
nahezu schwarzen Sporen (Abbildung 3A – modifiziert nach [11]),
deren Bündel bei infizierten Organismen teilweise sogar mit bloßem
Auge zu erkennen sind (Abbildung 3B – modifiziert nach [12]), und ist
in der Lage, große Intervalle in Temperatur und pH-Wert ohne Einfluss
auf sein Wachstum zu tolerieren.
Detailliert beschrieben ist die KBT-Methodik im Kapitel 5.1.3 Prüfung
auf ausreichende Konservierung des Europäischen Arzneibuchs [5].
Auch diese Prüfung war Gegenstand der Harmonisierungsbestrebung
en zwischen den Behördenvertretern aus Europa, den USA und
Japan. Im Gegensatz zu den im vorigen Abschnitt besprochenen Verfahren
konnte für die Ausführung und vor allem die Ergebnisbewertung
des Keimbelastungstests keine Einigung erzielt werden, so dass
die Arbeit an der Harmonisierung dieses Verfahrens zunächst eingestellt
wurde.
Die Methode des Japanischen Arzneibuchs kann aufgrund von nur
minimalen Unterschieden als mit der USP-Methode identisch angesehen
werden [13]. Der tabellarische Vergleich (Tabelle 1) illustriert die
wesentlichen Unterschiede der Arzneibuchvorgaben zum Test in Europa
(Pharm. Eur., 5.1.3. Prüfung auf ausreichende Konservierung)
und den USA (USP, 51 Antimicrobial Effectiveness Testing). Abgesehen
von einem marginalen Unterschied bei der Auswahl der Testkeime
(die USP fordert zusätzlich die Belastung der Formulierungen
mit Escherichia coli, was in der Pharm. Eur. lediglich für orale Arzneiformen
erforderlich ist) liegt die Hauptdifferenz neben der vergleichsweise
erhöhten Anzahl an Prüfzeitpunkten in der Durchführung nach
der Pharm. Eur.-Methode vor allem in der Bewertung der Ergebnisse
[14, 15]. Dabei beinhaltet das Verfahren nach Europäischem Arzneibuch
eindeutig die strikteren, schwieriger zu erfüllenden Akzeptanzkriterien.
Dies war auch der Grund für die bislang nicht erfolgte Einigung
auf ein gemeinsames Protokoll. Ein harmonisiertes Verfahren
auf Basis der Pharm. Eur.-Akzeptanzkriterien würde die amerikanische
Zulassungsbehörde Food and Drug Administration (FDA) dazu
zwingen, für schon lange im Markt befindliche Topika (sogenannte
„Grandfather“-Produkte) detaillierte Schutz- bzw. Ausnahmevorschriften
zu erarbeiten, um zu verhindern, dass diese Produkte aufgrund
der härteren europäischen Kriterien zur ausreichenden Konservierung
nicht mehr marktfähig sind, obwohl sie sich als sicher und wirksam
erwiesen haben [16].
Konservierungsmittel für topische Dermatika
Abbildung 4 zeigt eine Auswahl häufig in Dermatika eingesetzter
Konservierungsmittel und ihre chemische Klassifizierung. Ingesamt
finden in etwa 40 Substanzen Verwendung zur Konservierung von
Arzneimitteln zur dermalen Applikation. Bei den kosmetischen Präparaten
zur Anwendung auf der Haut ist die Zahl der zulässigen Konservierungsmittel
rund doppelt so hoch [17, 18].
Die schädigende Wirkung der eingesetzten Chemikalien auf Mikroorganismen
liegt in der primären Toxizität dieser Stoffe begründet, also
in ihrer Fähigkeit, entweder an der Mikroben-Zellwand oder in ihrem
Zellinneren als Zellgift zu agieren. Dabei werden – meist in Abhängigkeit
von der eingesetzten Konzentration – mikrobistatische, d.h.
wachstumshemmende, und mikrobizide, d.h. den Zelltod der Mikroben
herbeiführende, Effekte unterschieden. Neben diesen Eigenschaften,
die den Sinn ihres Einsatzes begründen, gibt es viele weitere
Anforderungen an ein ideales Konservierungsmittel, die in ihrer Gesamtheit
keine der eingesetzten Substanzen zu erfüllen vermag [17,
18]. Diese sind vor allem physiologische Verträglichkeit, Kompatibilität
mit Wirk- und Hilfsstoffen, chemische Stabilität und ein möglichst
breites Wirkungsspektrum mit wenig Abhängigkeiten von Umgebungseinflüssen,
wie z.B. pH-Wert- oder Temperaturänderungen.
Die Phenolderivate gehören zu den ältesten zum Einsatz kommenden
Konservierungsmitteln. Ihre Wirkung ist an das Vorhandensein der
freien funktionellen Phenolgruppe geknüpft, wobei Chlorierungen
und Alkylierungen am Ring zu Wirkverstärkung führen. Als wesentlicher
Nachteil dieser Hilfsstoffe ist das Risiko von Kontaktekzemen
und Sensibilisierungen zu nennen. Dies hat unter anderem dazu geführt,
dass der Einsatz der Parabene (p-Hydroxybenzoesäureester),
als deren wichtigste Vertreter die hier abgebildeten Methyl- und Propylester
gelten, heutzutage eher kritisch zu bewerten ist und als nicht
ratsam erscheint. Lange Zeit galten diese Substanzen als Universalkonservierungsmittel
[4, 17].
Auch bei den Alkoholen, deren antimikrobieller Wirkmechanismus
Abbildungen 1, 4, 5: Dr. Hagen Trommer