Dokument: Systematisch modifizierte pädiatrische Mund-Rachenmodelle zur Charakterisierung von etablierten und neuartigen Inhalationskonzepten

Titel:	Systematisch modifizierte pädiatrische Mund-Rachenmodelle zur Charakterisierung von etablierten und neuartigen Inhalationskonzepten
Weiterer Titel:	Systematically modified pediatric oropharyngeal models to characterize established and novel inhalation concepts
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=66253
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20240628-133359-0
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Deutsch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Falkenstein, Laura Madeleine [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 24,09 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 24.06.2024 / geändert 24.06.2024
Beitragende:	Prof. Dr. Breitkreutz, Jörg [Gutachter] Jun.-Prof. Dr. Hacker, Michael [Gutachter]
Stichwörter:	Oropharyngeale Modelle, Depositionsuntersuchung, 3D-Druck, Charakterisierung von Inhalationskonzepten, Vaporisierung von Cannabinoiden
Dewey Dezimal-Klassifikation:	600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften » 610 Medizin und Gesundheit
Beschreibungen:	Die inhalative Arzneimitteltherapie ist seit Jahrhunderten fester Bestandteil der Medizin. Über den Einfluss verschiedener Atemwegsgeometrien auf den Erfolg der Therapie ist jedoch wenig bekannt. Obwohl einige Untersuchungen gezeigt haben, dass die Atemwegsgeometrien mit dem Therapieerfolg korreliert, sind systematische Untersuchungen ausgeblieben. Insbesondere der Einfluss bei Kindern wird nur wenig betrachtet. Ein Übertrag von Wissen über die Inhalations- und Arzneistoffdepositionsmechanismen von Erwachsenen auf Kinder ist nur eingeschränkt möglich. Mit Bezug auf die Therapie von Asthma bronchiale wurde in dieser Arbeit der Einfluss von Verengungen der kindlichen Atemwege untersucht. Hierfür wurde ein bestehendes Rachenmodell in verschiedenen Bereichen modifiziert und per 3D-Druck realisiert. Anatomische Strukturen wie Zunge, Pharynx, Epiglottis, Larynx und Trachea wurden verändert bzw. eingefügt. Die untersuchten Inhalatoren umfassen dabei die kommerziell erhältlichen Inhalatoren Cyclocaps® Salbutamol 200µg (Pulverinhalator) und SalbuHEXAL® (druckgasbetriebenes Dosieraerosol). Als Ergebnis dieser Arbeit zeigte sich, dass verschiedene Faktoren die Depositionsprofile von inhalativen Darreichungsformen beeinflussen. Die Depositionsstudien an adulten, pädiatrischen und modifizierten pädiatrischen Modellen ergaben, dass insbesondere die durch Verengungen reduzierte inspiratorische Flussrate beim Pulverinhalator zur mangelhaften Arzneistoffausbringung führte. So wurden teilweise weniger als 1,9% der enthaltenen Dosis als Lungendosis bestimmt. Dabei ergab sich die Fragestellung, ob für bestimmte Krankheiten und damit einhergehenden Atemwegsveränderungen jeder Inhalator einsetzbar ist. Das Dosieraerosol erwies sich diesbezüglich als überlegen. Des Weiteren wurde ein neues Inhalationskonzept entwickelt und auf seine Realisierbarkeit untersucht. Die thermische Vaporisierung von Cannabidiol, oral eingesetzt bei bestimmten pädiatrischen Formen der Epilepsie, konnte hinsichtlich verschiedener Parameter optimiert werden, sodass dosiergenau über 70 % einer gegebenen Dosis vaporisiert und damit zur potenziellen Inhalation bereitgestellt werden konnten. Die anschließenden Depositionsuntersuchungen konnten zeigen, dass das Prinzip der Vaporisierung in einer höheren pulmonalen Dosis resultierte als der Pulverinhalator. Inhaled drug therapy has been an integral part of medicine for centuries. However, little is known about the influence of different airway geometries on the success of the therapy. Although some studies have shown that airway geometries correlate with the success of therapy, there have been no systematic studies. In particular, little attention has been paid to the influence in children. The transfer of knowledge about inhalation and drug deposition mechanisms from adults to children is only possible to a limited extent. With regard to the treatment of bronchial asthma, the influence of narrowing of the child's airways was investigated in this study. For this purpose, an existing pharyngeal model was modified in various areas and realized using 3D printing. Anatomical structures such as the tongue, pharynx, epiglottis, larynx and trachea were modified or inserted. The inhalers examined included the commercially available inhalers Cyclocaps® Salbutamol 200µg (powder inhaler) and SalbuHEXAL® (pressurized gas-operated metered dose inhaler). As a result of this work, it was shown that various factors influence the deposition profiles of inhaled dosage forms. The deposition studies in adult, pediatric and modified pediatric models showed that the reduced inspiratory flow rate in the powder inhaler due to constriction in particular led to poor drug delivery. In some cases, less than 1.9 % of the contained dose was determined as lung dose. This raised the question of whether each inhaler can be used for certain diseases and associated respiratory changes. The metered dose inhaler proved to be superior in this respect. Furthermore, a new inhalation concept was developed and tested for feasibility. The thermal vaporization of cannabidiol, used orally in certain paediatric forms of epilepsy, was optimized with regard to various parameters so that more than 70 % of a given dose could be vaporized with dosing accuracy and thus made available for potential inhalation. Subsequent deposition studies showed that the principle of vaporization resulted in a higher pulmonary dose than the powder inhaler.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Pharmazie » Pharmazeutische Technologie und Biopharmazie
Dokument erstellt am:	28.06.2024
Dateien geändert am:	28.06.2024
Promotionsantrag am:	27.07.2023
Datum der Promotion:	25.09.2023