Hilfsstoffe, Konservierung und Antioxidantien in Lösungen
Welche Lösungsmittel, Süßstoffe, Konservierungsmittel und Antioxidantien in flüssigen Zubereitungen eingesetzt werden und welche Funktion sie dort jeweils erfüllen.
Das Wichtigste in Kürze
- Flüssige Zubereitungen zum Einnehmen enthalten neben Arzneistoff und Lösungsmittel Hilfsstoffe zum Lösen, Süßen, Konservieren und Stabilisieren.
- Perorale Lösungen dürfen Gereinigtes Wasser, Ethanol, Glycerol und Propylenglycol enthalten, aber kein 2-Propanol; sie müssen weder steril noch in der Regel isoton sein.
- Glycerol erhöht Viskosität und osmotischen Druck, wirkt in hoher Konzentration konservierend und dient als Lösungsmittel in Ohrentropfen.
- Lösungen zum Einnehmen konserviert man mit Sorbinsäure/Kaliumsorbat (ab etwa 0,1 %), Benzoesäure/Natriumbenzoat, Parabenen oder hochprozentigem Ethanol; die Säuren wirken nur undissoziiert, also im sauren pH.
- Chlorhexidindiacetat 0,005 % konserviert kutane wässrige Lösungen; Benzalkoniumchlorid ist für Augen- und Nasentropfen typisch, nicht für orale Lösungen.
- Palmitoylascorbinsäure stabilisiert als lipophiles Antioxidans die ölige Dronabinol-Lösung in Mittelkettigen Triglyceriden.
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Worum es geht
Eine Lösung besteht selten nur aus Wasser und Arzneistoff. Hilfsstoffe lösen, süßen, konservieren und schützen vor Oxidation. In der Rezeptur musst du jedem Bestandteil seine Aufgabe zuordnen können, etwa bei einem Metoclopramid-Saft oder einer Dronabinol-Lösung.
Lösungsmittel und Süßstoffe
Hauptlösungsmittel peroraler Lösungen ist Gereinigtes Wasser. In geeigneter Menge dürfen Ethanol, Glycerol und Propylenglycol (1,2-Propandiol) hinzukommen. Sie dienen vor allem als Cosolventien für schlecht wasserlösliche Arzneistoffe.
2-Propanol eignet sich dafür nicht. Es ist oral toxischer als Ethanol und bleibt Desinfektionsmitteln und Zubereitungen zur äußeren Anwendung vorbehalten.
Den Geschmack korrigieren Süßstoffe. Saccharin-Natrium ist ein klassischer Süßstoff für Lösungen zum Einnehmen. Es wirkt nicht antioxidativ und senkt auch die Grenzflächenspannung nicht, ist also kein Netzmittel.
Anders als Augentropfen oder Parenteralia müssen Lösungen zum Einnehmen nach Ph. Eur. nicht steril sein. Isotonie ist in der Regel ebenfalls unnötig, denn der Magen-Darm-Trakt verträgt abweichende Osmolalitäten gut. Weil die Lösungen Wasser enthalten und nicht steril sind, brauchen Mehrdosenbehältnisse meist ein Konservierungsmittel.
Glycerol
Glycerol ist ein dreiwertiger, hygroskopischer und zähflüssiger Alkohol. Setzt man es einer wässrigen Lösung zu, steigt die Viskosität. Da sich viele Glycerolmoleküle lösen, verändert sich auch der osmotische Druck deutlich.
In hoher Konzentration bindet Glycerol so viel Wasser, dass Mikroorganismen kaum noch wachsen. Es wirkt dann selbst konservierend. Diese Eigenschaften nutzt man in Ohrentropfen: Dort dient Glycerol als Lösungsmittel, haftet gut im Gehörgang und konserviert die Zubereitung zugleich.
Konservierungsmittel
Für wässrige Lösungen zum Einnehmen kommen nur wenige, oral gut verträgliche Konservierungsmittel infrage. Am häufigsten sind die organischen Säuren Sorbinsäure und Benzoesäure sowie ihre Salze Kaliumsorbat und Natriumbenzoat. Daneben stehen die Parabene, also Ester der 4-Hydroxybenzoesäure wie Methyl-4-hydroxybenzoat und Propyl-4-hydroxybenzoat.
Sorbinsäure konserviert wässrige Lösungen schon ab etwa 0,1 % und eignet sich auch für wässrige Suspensionen. Bei 0,01 % wirkt sie nicht ausreichend, und dasselbe gilt für Methylparaben. Parabene werden oft als Methyl-Propyl-Kombination eingesetzt, um das Wirkspektrum zu verbreitern.
Die Säuren wirken nur in undissoziierter Form, denn nur diese durchdringt die Zellmembran der Keime. Unterhalb des pKs-Werts liegt mehr als die Hälfte der Säure undissoziiert vor. Für Sorbinsäure liegt er bei 4,76, für Benzoesäure bei 4,2. Oberhalb von pH 6 ist kaum noch wirksame Säure vorhanden.
Sorbat und Benzoat brauchen einen sauren pH-Wert. Deshalb kombiniert man Kaliumsorbat mit Citronensäure: Die Säure stellt den pH ein, das Sorbat konserviert.
Kaliumsorbat selbst regelt also weder den pH-Wert, noch isotonisiert es oder wirkt als Tensid. Auch in einer Metoclopramidhydrochlorid-Lösung ist wasserfreie Citronensäure nur für den pH zuständig und nicht als Konservierungsmittel oder Peptisator.
Ethanol konserviert ebenfalls, aber erst in deutlich höherer Konzentration. Bei 0,1 % sind Ethanol und Propylenglycol unwirksam.
Andere Konservierungsmittel gehören nicht in Zubereitungen zum Einnehmen. Benzalkoniumchlorid und Thiomersal sind typisch für Augentropfen und Nasentropfen. Phenol und 2-Propanol sind für die orale Anwendung ungeeignet. Für wässrige Lösungen zur Anwendung auf der Haut nutzt man Chlorhexidindiacetat 0,005 %.
Manche Hilfsstoffe einer Rezeptur haben eine ganz andere Aufgabe:
| Hilfsstoff | Eigentliche Funktion |
|---|---|
| Citronensäure | pH-Einstellung |
| Tocopherol | lipophiles Antioxidans |
| Polysorbate | nichtionische Tenside |
| Natriumlaurylsulfat | anionisches Tensid |
| Bentonit | anorganischer Gelbildner |
Die Zuordnung wird im Examen gerne gefragt: Sorbinsäure/Kaliumsorbat (ab etwa 0,1 %), Benzoesäure/Natriumbenzoat, Parabene und hochprozentiges Ethanol konservieren Lösungen zum Einnehmen. Achte auf die Konzentration und darauf, dass Citronensäure nur den pH einstellt.
Antioxidantien
Ölige Lösungen verderben weniger durch Keime als durch Oxidation. Ein Antioxidans muss sich dort im Öl lösen, also lipophil sein.
Ein Beispiel ist die ölige Dronabinol-Lösung in Mittelkettigen Triglyceriden. Sie wird mit Palmitoylascorbinsäure stabilisiert. Das ist Ascorbinsäure, deren 6-Hydroxygruppe mit Palmitinsäure verestert ist. Die Endiol-Gruppe fängt als Reduktionsmittel Sauerstoff und Radikale ab, die lange Fettsäurekette macht das Molekül öllöslich.
Quiz
Aussage 1
Palmitoylascorbinsäure schützt die ölige Dronabinol-Lösung in Mittelkettigen Triglyceriden vor Oxidation.
Als Palmitinsäureester der Ascorbinsäure ist sie lipophil und löst sich im Öl, wo sie als Antioxidans wirkt.
Aussage 2
Benzalkoniumchlorid ist das übliche Konservierungsmittel für wässrige Säfte zum Einnehmen.
Benzalkoniumchlorid ist typisch für Augen- und Nasentropfen. Orale Lösungen konserviert man mit Sorbat, Benzoat, Parabenen oder Ethanol.
Aussage 3
2-Propanol eignet sich als Cosolvens für perorale Lösungen ebenso gut wie Ethanol.
2-Propanol ist für perorale Lösungen nicht geeignet. Geeignet sind Ethanol, Glycerol und Propylenglycol in geeigneter Menge.
Aussage 4
Sorbinsäure kann eine wässrige Lösung zum Einnehmen bereits in einer Konzentration von etwa 0,1 % konservieren.
Sorbinsäure wirkt ab etwa 0,1 %, sofern der pH-Wert sauer genug ist; 0,01 % reicht dagegen nicht.
Aussage 5
Wässrige Lösungen zur Anwendung auf der Haut können mit 0,005 % Chlorhexidindiacetat konserviert werden.
Chlorhexidindiacetat 0,005 % ist ein gebräuchliches Konservierungsmittel für kutane wässrige Lösungen.
Aussage 6
In einer Kombination aus Kaliumsorbat und Citronensäure übernimmt die Citronensäure die Konservierung, das Kaliumsorbat puffert den pH-Wert.
Umgekehrt: Kaliumsorbat konserviert, Citronensäure stellt den sauren pH-Wert ein, bei dem Sorbinsäure undissoziiert und damit wirksam ist.
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