A new method for in situ skin penetration analysis by confocal Raman microspectroscopy

Abstract

Hautpenetrationsuntersuchungen stellen eine Herausforderung dar, da die Möglichkeiten diese zu messen limitiert sind. Konventionelle Metho- den sind häufig sehr arbeits- und ressourcen-intensiv, sowie unzureichend genau. Das Ziel dieser Arbeit war, ein Modell zur in situ, ex vivo Hautpenet- rationsuntersuchung mittels konfokaler Raman Mikrospektroskopie (CRM) zu entwickeln. Im ersten Schritt wurde nach Vorbild einer Franz Diffusions- zelle eine Penetrationszelle entwickelt, die direkt unter dem Raman Mik- rospektroskop eingesetzt werden kann und kontinuierliche in situ Messun- gen ermöglicht. Um die Leistungsfähigkeit des Modells zu evaluieren, wurde getes- tet, ob ein Einfluss durch Unterschiede in der Formulierungszusammenset- zung auf die Hautpenetration des Wirkstoffes detektierbar ist. Der Zusatz von 1,2-Pentandiol zu einer wässrigen Koffein-Lösung führte zu einer deut- lich erhöhten Koffein Hautpenetration. Weiterhin wurde die in-situ CRM- Messung zu Messungen konventionell inkubierter Haut verglichen, um eventuelle Einflüsse der Inkubation zu evaluieren. Beide Methoden führten zu vergleichbaren Ergebnissen, wobei die Zeitersparnis bei den in situ Messungen hervorzuheben ist. Zudem galt es die Untersuchungsergeb- nisse mit durch konventionelle Methoden untersuchten Daten zu verglei- chen. Hierfür wurde die Hautpenetration von Retinol aus einer Emulsion mittels Klebebandabrisstechnik und CRM Messungen untersucht. Auch hier führten beide Methoden zu vergleichbaren Ergebnissen. Eine weitere Vergleichsuntersuchung wurde zur Hautpenetration von Koffein aus einem Hydrogel durchgeführt. Sowohl ex vivo als auch in vivo wurde mittels CRM und Klebebandabrisstechnik der Einfluss von 1,2-Pentandiol auf die Haut- penetration untersucht. Ebenso wurde frisch präparierte mit zuvor einge- frorener und aufgetauter Schweinehaut verglichen. Alle Methoden führten hier zu vergleichbaren Ergebnissen. Zusammenfassend bestätigen diese Ergebnisse das Potential, das CRM für Hautpenetrationsuntersuchungen hat. Im Vergleich zu konventionellen Methoden können zeit- und kostenef- fizient verlässliche Hautpenetrationsprofile generiert werden, die besonders im Hinblick auf die Formulierungsentwicklung oder -Optimierung interessant sind.