Wissenschaft im Alltag: Arznei zum Kleben

Es scheint verblüffend einfach: Der Patient bekommt keine Spritze, er schluckt keine Tablette – stattdessen klebt er ein Pflaster auf die Haut. Diese so genannten transdermalen therapeutischen Systeme geben ihren Wirkstoff gleichmäßig durch die Haut an den Blutkreislauf ab: High-Tech-Produkte, deren Wirkung oftmals die hergebrachter Arzneiformen übertrifft.

Ulrich Schmidt

Pflaster als Arzneispender — © Spektrum der Wissenschaft / Meganim, nach K.H. Bauer et al.: Lehrbuch der Pharmazeutischen Technologie. 2002 (Ausschnitt)

© Spektrum der Wissenschaft / Meganim, nach: Institut für Pharmazeutische Technologie, Universität Tübingen (Ausschnitt)
Membran- & Matrixpflaster | Membranpflaster garantieren einen nahezu konstanten Fluss des Wirkstoffs über einen längeren Zeitraum. Allerdings kann sich das Reservoir schlagartig entleeren, wenn die Membran beschädigt wird.

Bei Matrix-Pflastern besteht das Reservoir aus einem Polymer, das den Wirkstoff kontrolliert abgibt. Wie viel Wirkstoff an die Haut abgegeben wird, hängt von den unterschiedlichen Konzentrationen im Pflaster ab. Um eine gleichmäßige Abgabe zu erreichen, verbleibt deshalb nach Gebrauch ein Überschuss von bis zu achtzig Prozent der ursprünglichen Menge im Pflaster. Entsprechend muss dieses arzneigerecht entsorgt werden.

Die Haut ist mit einer Fläche von bis zu zwei Quadratmetern das größte Organ des Körpers. Weil ihre Hauptfunktion aber im Schutz des Körpers vor äußeren Einflüssen liegt, wurde die Möglichkeit, Arzneimittel über sie zu verabreichen, lange nicht gesehen. Das hat sich geändert. Heute sind transdermale Pflaster etabliert. Das Schmerzmittel Fentanyl, Nitroglycerol zur Behandlung von Angina pectoris, Östrogen und Testosteron zur Hormonsubstitution und Scopolamin zur Vorbeugung von Seekrankheit können einfach aufgeklebt werden. Nikotinpflaster sollen Rauchern helfen, von ihrer Sucht loszukommen. In den USA kann seit 2001 sogar mit einem Pflaster verhütet werden. Auch in Deutschland ist das Produkt mittlerweile erhältlich.

© Spektrum der Wissenschaft / Meganim, nach K.H. Bauer et al.: Lehrbuch der Pharmazeutischen Technologie. 2002 (Ausschnitt)
Pflaster-Wirkstoffe nutzen die Hautdurchlässigkeit | Zwar schützt die Haut primär vor äußeren Einflüssen, eine gewisse Durchlässigkeit aber besitzt sie für viele Wirkstoffe. Diese Eigenschaft nutzt das therapeutische Pflaster: Es setzt den Wirkstoff allmählich frei, der anschließend durch die Oberhaut in die Lederhaut dringt. Dort wird er von den Kapillarge fäßen in den Blutkreislauf aufgenommen. Die Haut ist an verschiedenen Stellen des Körpers unterschiedlich aufnahmefähig. So wird hinter den Ohren etwa sechsmal mehr Wirkstoff aufgenommen als am Unterarm. Die Orte, an denen die Pflaster aufgeklebt werden, sollten variieren, denn einige Wirkstoffe können Hautreizungen hervorrufen. Bei Testosteronpflastern etwa sollte eine Hautstelle erst nach sieben Tagen Erholungszeit wieder erneut beklebt werden.

Und so funktionieren therapeutische Pflaster: Unter der Abdeckfolie befindet sich das Reservoir mit dem Wirkstoff. Von dort durchdringt die Substanz die äußerste Hautschicht, die Epidermis, bevor sie von den darunter liegenden Kapillargefäßen in den Blutkreislauf aufgenommen wird. Die Wirkstoffmoleküle diffundieren durch mikroskopisch kleine Lücken zwischen den Hautzellen, aber auch durch die Zellen selbst; nur 0,1 bis 0,5 Prozent gelangen durch Poren und Drüsen in den Körper. Die Moleküle müssen einerseits fettlöslich sein, um durch die Haut zu gelangen, andererseits aber auch gut wasserlöslich für ihre Reise im Blut.

Wussten Sie schon?
Die weitaus meisten therapeutischen Pflaster auf dem Markt dienen der Hormonsubstitution in den Wechseljahren. Allerdings geriet die Behandlung vor etwa zwei Jahren in die Kritik: Die weltweit größte Studie zur Hormonersatztherapie in den Vereinigten Staaten wurde vorzeitig abgebrochen, weil bei der kombinierten Behandlung mit Östrogenen und einem Gestagen die Häufigkeit von Brustkrebs und Herz-Kreislauf- Krankheiten deutlich zunahm. Seitdem wird von einer entsprechenden Behandlung über einen längeren Zeitraum abgeraten.

Die Therapie über die Haut hat viele Vorteile. So gibt das Pflaster über einen längeren Zeitraum eine konstante Menge des Wirkstoffs ab, während bei der Einnahme einer Tablette die Konzentration der therapeutischen Substanz im Blut kurzzeitig ansteigt, um dann wieder abzufallen. Darüber hinaus reicht bei einigen hoch wirksamen Medikamenten eine geringere Dosierung aus, weil der Verdauungstrakt umgangen wird. Weniger potente Stoffe können dagegen nicht per Pflaster verabreicht werden, weil sie eine zu große Fläche beanspruchen würden. Beispiel Acetylsalicylsäure wie in Aspirin: Um die Wirkstoffmenge einer Tablette über die Haut aufzunehmen, wäre das Zehnfache der gesamten Körperoberfläche nötig.

© Spektrum der Wissenschaft / Meganim, nach: Institut für Pharmazeutische Technologie, Universität Tübingen (Ausschnitt)
Multilayersysteme: eine spezielle Art des Matrix-Pflasters | Multilayersysteme sind eine spezielle Art von Matrix-Pflastern, bei denen der Wirkstoff in nach außen zunehmender Konzentration im Reservoir eingelagert ist. Eine rapide Abnahme der Konzentration soll auf diese Weise verhindert werden.

Noch eignen sich nur eine Hand voll Arzneistoffe für eine transdermale Therapie. Größere Moleküle können die Barriere der Haut nicht durchdringen. Zwar verbessern zugesetzte Substanzen die Aufnahme, doch ist es nach wie vor nicht möglich, Insulin oder Impfstoffe per Pflaster zu verabreichen. Wissenschaftler forschen deshalb an neuen Pflastertypen. So könnte elektrischer Strom aus einer winzigen Batterie ionisierte Wirkstoffmoleküle durch die Haut schicken. Alternativ könnten hunderte mikroskopisch kleine, auf dem Pflaster angebrachte Kanülen die Epidermis durchdringen. Ob die Haut dabei Schaden nimmt, ist aber noch nicht geklärt.

"Wissenschaft im Alltag" ist eine regelmäßige Rubrik in Spektrum der Wissenschaft. Eine Sammlung besonders schöner Artikel dieser Rubrik ist soeben als Dossier erschienen.

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