Chitosan in der Endometriose-Schmerzbehandlung

Chronische, schmerzhafte Erkrankungen wie Endometriose können zu einer starken Einschränkung der Lebensqualität der Betroffenen führen. Drug delivery Systeme wie zum Beispiel chitosanhaltige Hydrogele, könnten ein effizientes Schmerzmanagement mit verlängerter und gezielter Wirkstofffreisetzung ermöglichen. Aus dem Grund wurden in der hier vorgestellten Studie Hydrogele aus Chitosan und dem Vanillin-Derivat 2-Hydroxy-5-Nitrobenzaldehyd als drug delivery System für Diclofenac-Natriumsalz untersucht.

PERSPEKTIVEN UND HERAUSFORDERUNGEN DER DRUG DELIVERY SYSTEME IN DER ENDOMETRIOSE-SCHMERZBEHANDLUNG

Prospects and Challenges of the Drug Delivery Systems in Endometriosis Pain Management: Experimental and Theoretical Aspects. Toma, B.F.; Socolov, R.; Popa, O.; Socolov, D.; Nica, I.; Agop, M.; Vasincu, D.; Grigore, M.; Ochiuz, L.; Journal of Immunology Research, Res. 2021 Dec 15;2021:2727174. doi: https://doi.org/10.1155/2021/2727174

Endometriose ist eine meist gutartige, chronische, entzündliche Erkrankung von Frauen im fruchtbaren Alter. Durch das Vorhandensein von drüsenartigen, stromalen Gewebe außerhalb der Gebärmutter zeigt die Krankheit oft einen sehr schmerzhaften Verlauf. Dieser führt zu einem starken Verlust von Lebensqualität der Patientinnen.
Aus dem Grund spielt neben der medikamentösen und chirurgischen Behandlung der Erkrankung, das Schmerzmanagement eine wichtige Rolle. Eingesetzt werden dafür oft nichtsteroide-antiinflammatorische Medikamente (NSAIDs) wie Diclofenac-Natriumsalz (DCF). Neben der schmerzstillenden Wirkung, wirkt es durch die Inhibierung der COX-1 und COX-2 Rezeptoren auch entzündungshemmend. Allerdings haben Medikamente wie DCF renale, kardiovaskuläre und gastrointestinale Nebenwirkungen. Um diese zu verringern und gleichzeitig auch eine gezielte Wirkung mit einer besseren Bioverfügbarkeit zu erreichen, können drug delivery Systeme eingesetzt werden. Besonders Hydrogele aus natürlichen Substanzen wie Chitosan sind durch ihre gute Biokomptabilität, Bioabbaubarkeit und natürlichen antimikrobiellen Eigenschaften vielversprechend. Durch Quervernetzen bzw. crosslinking mit Aldehyden ähnlicher Eigenschaften, z.B. dem Vanillin-Derivat 2-Hydroxy-5-Nitrobenzaldehyd, können diese Effekte noch verstärkt werden. Aus dem Grund wurden in der vorgestellten Studie Hydrogele aus Chitosan und 2-Hydroxy-5-Nitrobenzaldehyd als drug delivery Systeme für eine gezielte Wirkstofffreisetzung für DCF hergestellt und untersucht. Um den Einfluss der intermolekularen Wechselwirkungen der Moleküle auf den Wirkstofffreisetzung zu beurteilen, wurden vier verschiedene Formulierungen mit unterschiedlichen Amin-Aldehyd-Ratios getestet. Zusätzlich wurde ein mathematisches Modell erstellt um den drug delivery Mechanismus zukünftig besser analysieren zu können.

ERGEBNISSE

• Nachweis einer homogenen Verteilung des Wirkstoffs in den Poren des Gels über SEM (scanning electron microscopy) und POM (polarized light microscopy) für alle Formulierungen
• Der Quervernetzungsgrad des Chitosans hat keinen Einfluss auf die Mikrostruktur der Formulierungen
• Pulsierende in vitro-Freisetzung von DCF unabhängig vom crosslinking des Chitosans
• Hydrogel mit dem geringsten Vernetzungsgrad zeigt die schnellste Wirkstofffreisetzung über neun Tage
• Aber: Höheres crosslinking zeigte eine schnellere Freisetzung als die Formulierungen mit mittleren crosslinking → Keine Korrelation des Quervernetzungsgrades und Dauer der Wirkstofffreisetzung
• Allerdings wurde für alle Formulierungen eine kontinuierliche Freisetzung von DCF über den untersuchten Zeitraum nachgewiesen
• Mathematisches Modell zur Wirkstofffreisetzung passt zum erhaltenen Modell
• Sättigung mit DCF nach 24 bis 28 h erreicht

Fazit: In den in der Studie hergestellten DCF-haltigen Hydrogelen aus Chitosan und 2-Hydroxy-5-Nitrobenzaldehyd wurde über SEM und POM eine gleichmäßige Wirkstoffverteilung in den Poren des Hydrogels nachgewiesen. Zudem kam es in vitro zu einer verlängerten und kontinuierlichen Freisetzung von DCF über einen Zeitraum von neun Tagen. Allerdings wurde keine Korrelation zwischen Wirkstofffreisetzung und crosslinking des Chitosans beobachtet, was vermutlich aus unterschiedlich großen DCF Kristalle in den Hydrogelporen zurückzuführen ist. Insgesamt konnte aber geschlussfolgert werden, dass die Entwicklung von drug delivery Systemen eine Perspektive zum Schmerzmanagement chronischer Erkrankungen wie Endometriose bieten könnte. Link zum Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34957311/