Dokument: First steps in the development of a foam-based carrier-system for an intraperitoneal foam chemotherapy

Titel:	First steps in the development of a foam-based carrier-system for an intraperitoneal foam chemotherapy
Weiterer Titel:	Erste Schritte zur Entwicklung eines schaumbasierten Trägersystems zur Verabreichung intraperitonealer Chemotherapie
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=64342
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20231212-095622-9
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Al-Jundi,Said [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 2,21 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 07.12.2023 / geändert 07.12.2023
Beitragende:	PD.Dr.med Khosrawipour,Tanja [Gutachter] PD Dr. Thelen, Simon [Gutachter]
Stichwörter:	Chemotherapie,Schaumträger
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die Peritonealkarzinose bleibt aufgrund ihrer schlechten Prognose und eingeschränkten Behandlungsmöglichkeiten weiterhin eine ernstzunehmende chirurgische Herausforderung. Bisherige Applikationen lokaler intraperitonealer Chemotherapien sind auf die Anwendung von Flüssigkeiten und Aerosolen beschränkt, welche Einschränkungen im Bereich der Medikamentenverteilung und Eindringtiefe aufweisen. Daher ist es notwendig, unter Einbeziehung physikalischer Überlegungen ein neues innovatives Behandlungskonzept zu entwickeln. Hierzu kann ein mit Medikamenten beladener Schaum, der sogenannte Foam, zum Einsatz kommen, der aufgrund seiner einzigartigen physikalischen Eigenschaften bestehende Einschränkungen potenziell umgeht. Ziel dieser Arbeit war es zu klären, ob die Foam Anwendung praktisch durchführbar und klinisch anwendbar ist. Zu diesem Zweck erfolgt zunächst die Entwicklung zwei unterschiedlicher Trägermedien bestehend aus Wasserstoffperoxid und Bicarbonat. Im Rahmen von in-vitro Studien erfolgte die Untersuchung der Verträglichkeit und Zytotoxizität beider Medien an humanen Kolonkarzinomzellen. Da die in-vitro Untersuchungen insgesamt eine bessere Verträglichkeit und Überlegenheit des Bicarbonat Foam zeigten, wurde dieser nach Abschluss der in-vitro Untersuchungen für die weitere in-vivo Studie am Schweinemodell verwendet. Dabei wurde nach Etablierung eines Kapnoperitoneums im Rahmen einer diagnostischen Laparotomie ein extraperitoneal entwickelter Bikarbonat Foam in die Bauchhöhle geleitet. Im Rahmen der Nachuntersuchung erfolgten regelmäßige laborchemische Kontrollen. Am 7. postoperativen Tag wurden Gewebeproben zur histopathologischen Auswertung entnommen und eine Autopsie der Versuchstiere durchgeführt. Insgesamt war es mittels beider Trägermedien technisch möglich, einen Foam zu kreieren. Der Bikarbonat Foam zeigte sich insgesamt gut verträglich, und es bestand zu keiner Zeit der Verdacht auf lokale oder systemische Nebenwirkungen, Komplikationen, relevante laborchemische Veränderungen oder Veränderungen der Vitalparameter. Es zeigten sich lediglich laborchemische Veränderungen in den Calcium- und Kaliumwerten. Zudem zeigte sich kein Hinweis auf eine Überhitzung der Bauchhöhle oder andere unmittelbare Nebenwirkungen. Zusammenfassend sind unsere Ergebnisse daher sehr erfolgversprechend und unterstützen die klinische Anwendbarkeit von Foam-basierten Therapien im Rahmen der Peritonealkarzinosebehandlung. Obwohl diese Studie viele grundlegende Fragen in Bezug auf Foam Applikation beantwortet, sind aufgrund der kleinen Fallzahl von Versuchstieren weitere Studien erforderlich, um eine abschließende Bewertung dieses innovativen Konzeptes zu ermöglichen. Peritoneal metastasis remains one of the key challenges in surgical oncology. Despite extensive attempts in improving current technology for intraperitoneal chemotherapy (IPC) in the treatment of peritoneal metastasis, limitations in drug tissue penetration as well as drug inhomogeneity have been observed in both liquid and aerosol-based instillations. To overcome these restrictions, new physical concepts must be applied. In this regard, the use of foam for IPC is an innovative, revolutionary concept. Foam displays some advantages over aerosol and liquid applications, including higher drug-carrying capacity and increased local drug availability following foam degradation. This doctoral thesis serves as a pilot study which investigates the applicability of foam-based carrier systems, their in-vitro cytotoxic effects, as well as in-vivo challenges regarding foam application. The initial steps of this study included the creation of two different foam carrier systems, one containing hydrogen peroxide and the other bicarbonate. Next, the in-vitro effect and viability on HT-29 colon cancer cells was tested for both carrier systems. Based on this preliminary data, the bicarbonate carrier system was assessed as superior to the hydrogen peroxide system and subjected to in-vivo testing. Subsequently, three swine were anaesthetised and placed in a laparoscopic setting. During the procedure, extra abdominally created foam was directed into the abdominal cavity under visual control. Abdominal expansion was measured throughout the procedure. Follow-up assessment included regular postoperative blood count and serological measurements, as well as histological analysis and postmortem autopsy. Following foam-based intraperitoneal chemotherapy, no intra- or postoperative complications, systemic adverse effects, postoperative macroscopic changes or morbidity were observed. Furthermore, no overheating of the abdominal cavity was detected. Blood pressure and vital parameters showed no significant changes following foam application. Serum parameters remained within range, with the exception of changes in Calcium and potassium values. Our data indicate that foam-based intraperitoneal chemotherapy is feasible with both hydrogen peroxide and bicarbonate- based systems. While according to our findings, bicarbonate carrier systems seemed superior, their use is associated with potential electrolyte disturbances which may require close clinical monitoring. While first results are promising, the power of this study is limited due to the small number of experimental animals. Thus, further studies are required to confirm our findings and help build a more comprehensive understanding of this innovative new concept.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Medizinische Fakultät » Institute » Abteilung für Allgemeinmedizin
Dokument erstellt am:	12.12.2023
Dateien geändert am:	12.12.2023
Promotionsantrag am:	02.06.2023
Datum der Promotion:	05.12.2023