Hyaluronsäure-Augentropfen - Was Sie über deren rheologische Eigenschaften wissen sollten - Comfort Shield
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30 Aktuelle KONTAKTOLOGIE AKTKONTAKTOL DEZ. 2015 · 11. Jahrgang · 25. Heft
Hyaluronsäure-Augentropfen
Was Sie über deren rheologische Eigenschaften wissen sollten
Bei der Behandlung Trockener Augen unter- Kriterien und Prüfverfahren für viskoelas- mPa∙s angegeben. Eine Flüssigkeit, bei der
schiedlicher Genese stehen Augenarzt und tische Substanzen (OVD) zur Verwendung in die Viskosität für alle Scherraten gleich ist,
Patient mittlerweile vor der Qual der Wahl der Katarakt-Chirurgie festlegt. Diese Norm wird als Newtonsche Flüssigkeit bezeichnet
zwischen einer unüberschaubaren Vielzahl schreibt vor, dass der Hersteller zusätzlich (z.B. Wasser, das bei 20 °C die Viskosität 1
an Hyaluronsäure (HA, Hyaluronan, Natri- zur Konzentration die Molmasse der ver- mPa∙s hat). Bei viskoelastischen Flüssigkei-
um Hyaluronat) haltigen Tränenersatz- und wendeten rheologisch aktiven Komponente ten, wie Hyaluronsäure-Lösungen, nimmt
Kontaktlinsenbenetzungslösungen. Für die (HA) angibt und die Viskosität in Abhän- die Viskosität mit zunehmender Scherrate
Entscheidung helfen leider weder Angaben gigkeit der Scherrate im Bereich 0,001 bis ab. Bei geringen Scherraten erreicht die
über die Konzentration der Hyaluronsäure 1000 s-1 misst und deren Beziehung anhand Kurve ein Plateau, dessen Niveau sich der
noch die werblichen Aussagen der Her- eines Diagramms darstellt, in dem Viskosität sogenannten Nullscherviskosität (Viskosität
steller weiter. Wir haben uns daher dazu und Scherrate logarithmisch gegeneinan- in Abwesenheit von Scherkräften) annähert.
entschlossen, das Fließverhalten der uns der aufgetragen sind. Was bedeuten diese Die Scherrate von 1000 s-1 entspricht etwa
bekannten HA Tränenersatzlösungen zu Begriffe? den Bedingungen, unter denen in der Kata-
prüfen und die Ergebnisse an dieser Stelle raktchirurgie die viskoelastische Substanz
zu veröffentlichen. Rheologische Prüfung bedeutet Prüfung durch eine Kanüle in das Auge injiziert wird.
des Fließverhaltens unter unterschiedli-
Da es für die rheologische Prüfung von chen Bedingungen. Befindet sich zwischen Auf Tränenersatzlösungen übertragen ent-
Tränenersatzlösungen weder eine Norm zwei Flächen eine Flüssigkeit und wird ei- spricht die Nullscherviskosität (η0) den Be-
noch ein Arzneibuchverfahren gibt, lag es ne dieser Flächen relativ zur anderen be- dingungen bei geöffnetem Lid, die Viskosität
nahe, sich an der internationalen Norm wegt, ist dafür eine Kraft proportional zur bei 1000 s-1 (η1000) der Scherrate, wenn die
DIN EN ISO 15798:2013 zu orientieren, die Viskosität der Flüssigkeit erforderlich. Als Lidkante beim Lidschlag über das Hornhaut-
Scherrate wird dabei die Geschwindigkeit epithel gleitet. Die Viskosität der Tränen-
der bewegten Fläche in der Einheit mm/s flüssigkeit beträgt bei geöffnetem Auge
dividiert durch den Abstand der Flächen in etwa 65 mPa∙s und sinkt beim Lidschlag auf
der Einheit mm bezeichnet. Die resultieren- etwa 10 mPa∙s (Tiffany 1994). Eine ideale
de Einheit für die Scherrate ist daher s-1. Die Tränenersatzlösung sollte nach Möglichkeit
Viskosität wird üblicherweise in der Einheit ein ähnliches Fließverhalten aufweisen. Ge-
Abbildung 2: Abhängigkeit der Nullscherviskosität η0 und der Viskosität η1000 bei 1000 s-1 Scherrate von
der Molmasse und Konzentration von HA-Lösungen. Farbige durchgezogene Linien kennzeichnen HA
Abbildung 1: Logarithmische Darstellung der Lösungen gleicher Molmasse, schwarze gestrichelte Linien Lösungen gleicher HA-Konzentration. Der
Viskosität in Abhängigkeit der Scherrate für Durchschnittswert der Nullscherviskosität η0 und der Viskosität η1000 für Tränenflüssigkeit ist als roter
Comfort Shield® MDS und iGel HA Augentropfen. Punkt dargestellt.
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ringere Nullscherviskosität bedeutet kürze-
re Verweildauer auf dem Auge und mithin
geringere Wirksamkeit. Höhere Viskosität
während des Lidschlags bedeutet erhöhte
Scherkräfte auf das Epithel, was zu uner-
wünschten Nebenwirkungen führen kann.
Durch Messung der Nullscherviskosität und
der Viskosität bei 1000 s-1 Scherrate lässt
sich eine verlässliche Vorhersage über das
Fließverhalten einer Tränenersatzlösung auf
dem Auge treffen.
Abbildung 1 (links) zeigt die Abhängigkeit
der Viskosität zweier HA Tränenersatzlösun-
gen von der Scherrate in logarithmischer
Darstellung. Da die HA-Konzentration in
Tränenersatzlösungen sehr viel geringer ist
als in viskoelastischen Substanzen für die
Kataraktchirurgie, ist es technisch mit den Abbildung 3: Nullscherviskosität η0 und Viskosität η1000 bei 1000 s-1 Scherrate unterschiedlicher HA Au-
für viskoelastische Substanzen üblichen gentropfen (orange Dreiecke). Der Durchschnittswert für Tränenflüssigkeit ist als roter Punkt dargestellt.
Methoden kaum möglich, die Viskosität von Die unterschiedlichen Kategorien von HA Tränenersatzlösungen sind durch gestrichelte Linien getrennt.
Tränenersatzlösungen bis in den Bereich
geringer Scherraten von 0,001 s-1 verläss-
lich zu messen. Bei der messtechnisch gut Produktname Hersteller
zugänglichen Scherrate von 1 s-1 ist aber eyevice UNIVERSAL Benetzungslösung OPTOSOL
das Plateau der Viskosität noch nicht er- GenTeal HA Lösung Alcon
reicht und aus diesem Grund die Nullscher- Hyabak Augentropfen Thea Pharma
viskosität η0 nicht abschätzbar. Wir haben Hyalein Santen
daher ein Prüfverfahren angewandt, das Hylo-Vision HD Augentropfen OmniVision
die Bestimmung der Nullscherviskosität lacrifresh moisture unidose Avizor
von Tränenersatzlösungen mittels Kriech- lens & lid Laboratorium Dr. G. Bichsel
viskositätsmessung erlaubt (Masterarbeit LipoNit Augentropfen Optima Medical
René Reiss). Thealoz Duo Augentropfen Thea Pharma
TRIUM Augentropfen Santen
Mit dem entwickelten Prüfverfahren wur- Vismed light Augentropfen TRB Chemedica
den zunächst die Viskositäten η0 und η1000 Tabelle 1: HA-Augentropfen der Kategorie 1 mit sehr geringer Nullscherviskosität (η0 < 6 mPa∙s)
von Hyaluronsäure-Lösungen unterschiedli-
cher Molmassen und Konzentrationen ge- Produktname Hersteller
messen (Abb. 2, links). Die durchgezogenen Artelac Splash Augentropfen Mann / Bausch&Lomb
farbigen Kurven entsprechen HA gleicher Artelac Splash EDO Augentropfen Mann / Bausch&Lomb
Molmasse, die gestrichelten schwarzen HA Piiloset BioDrop Farmigea
gleicher Konzentration. Erwartungsgemäß Biolan Augentropfen Santen
resultiert eine niedrigere Molmasse in ge- Hya-Ophtal system Winzer
ringerer und eine höhere Konzentration in Hylo-Vision HD plus Augentropfen OmniVision
höherer Viskosität. Zu beachten ist hierbei, Ocusan Augentropfen AGEPHA
dass sich das Fließverhalten der natürlichen Tabelle 2: HA-Augentropfen der Kategorie 2 mit geringer Nullscherviskosität (6 mPa∙s < η0 < 16 mPa∙s)
Träne nur durch Kombination von hoher
Molmasse (ca. 3 MDa) mit vergleichswei- Produktname Hersteller
se geringer Konzentration (ca. 0,15 % HA) Bepanthen Augentropfen Bayer Vital
simulieren lässt. HYLO-CARE Augentropfen Ursapharm
HYLO-COMOD Augentropfen Ursapharm
Abbildung 3 zeigt die Prüfergebnisse un- HYLO-PROTECT Augentropfen Ursapharm
terschiedlicher Tränenersatzlösungen (Drei- iGel Augentropfen AGEPHA
ecke). Die gestrichelte horizontale Linie Vismed multi Augentropfen TRB Chemedica
stellt die obere Grenze der Viskosität dar, bei Tabelle 3: HA-Augentropfen der Kategorie 3 mit mittlerer Nullscherviskosität (16 mPa∙s < η0 < 32 mPa∙s)
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der die Scherkäfte beim Lidschlag um nicht Produktname Hersteller
mehr als 20 % über dem der natürlichen
Comfort Shield MDS i.com medical
Träne liegen. Die vertikalen gestrichelten
Linien kennzeichnen 10 %, 25 % und 50 % Comfort Shield SD i.com medical
der Nullscherviskosität des natürlichen Tabelle 4: HA-Augentropfen der Kategorie 4 mit hoher Nullscherviskosität und niedriger Viskosität beim
Tränenfilms. Lidschlag (η0 > 32 mPa∙s und η1000 < 12 mPa∙s)
Danach lässt sich jede HA-Tränenersatzlö- Produktname Hersteller
sungen einem der folgenden fünf Bereiche Biolan Gel Santen
oder besser Kategorien zuordnen: HYLO-GEL Augentropfen Ursapharm
Hylo-Vision Gel multi Augentropfen OmniVision
- Kategorie 1: HA-Augentropfen mit sehr Perfect Aqua Plus oK Augenerfrischung MPG&E
geringer Wirksamkeit (η0 < 6 mPa∙s) und Vismed gel multi Augentropfen TRB Chemedica
nahezu Newtonschen Fließeigenschaften Tabelle 5: HA-Augengele der Kategorie 5 mit hoher Nullscherviskosität (η0 > 32 mPa∙s), die aber beim
(Tab. 1, S. 27); von Viskoelastizität sollte Lidschlag erhöhte Scherkräfte auf das Hornhautepithel ausüben (η1000 > 12 mPa∙s)
hier nicht gesprochen werden
Hornhautepithel ausüben (η1000 > 12 mPa∙s) Behandlung leichter Formen des Trockenen
- Kategorie 2: HA-Augentropfen mit gerin- (Tab. 5) Auges, auch in Verbindung mit Kontakt-
ger Wirksamkeit (6 mPa∙s < η0 < 16 mPa∙s) linsentragen. Die Produkte der Kategorie 3
und wenig ausgeprägter Viskoelastizität Tabelle 3 enthält nur Augentropfen, deren (Tab. 3) sind universell einsetzbar. Bei den
(Tab. 2, S. 27) ; auch hier wäre Vorsicht bei rheologisch aktive Komponente ausschließ- Augengelen der Kategorie 5 (Tab. 5) ist ins-
der Aussage ‚langanhaltende Wirkung‘ an- lich HA ist. Augentropfen mit Kombinati- besondere unter Bedingungen empfindli-
gezeigt onen rheologisch wirksamer Komponenten cher Hornhaut z. B. nach refraktiver Horn-
wurden nicht berücksichtigt. So enthält hautchirurgie, beim Kontaktlinsentragen,
- Kategorie 3: HA-Augentropfen mit guter zum Beispiel Blink Intensive Tears Plus ne- sowie bei chronischen Entzündungszustän-
Wirksamkeit (16 mPa∙s < η0 < 32 mPa∙s) und ben 0,38 % HA auch 0,25 % Polyethylen- den bei mäßigem bis starkem Trockenem
ausgeprägter Viskoelastizität (Tab. 3, S. 27) glykol 400. Die für Blink Intensive Tears Auge Vorsicht geboten. Einzig das Produkt
Plus gemessenen Viskositätswerte sind der Kategorie 4 (Tab. 4; Comfort Shield®)
- Kategorie 4: HA-Augentropfen, die das η0 = 54,3 mPa∙s und η1000 = 19,7 mPa∙s. Das ist universell einsetzbar, sogar bei Patienten
Fließverhalten der Tränen simulieren (η0 Fließverhalten dieses Produktes entspricht mit wiederkehrender Erosio (private Mittei-
>32 mPa∙s und η1000 < 12 mPa∙s) (Tab. 4) daher den Augengelen in Kategorie 5. lung Tomalla). Comfort Shield® simuliert das
Fließverhalten der menschlichen Träne und
- Kategorie 5: HA-Augengele, mit hoher Zusammenfassende Beurteilung: Die HA- stabilisiert darüber hinaus aufgrund seiner
Nullscherviskosität (η0 >32 mPa∙s), die aber Tränenersatzlösungen der Kategorien 1 und sehr hohen HA-Molmasse das Epithel von
beim Lidschlag erhöhte Scherkräfte auf das 2 (Tab. 1 und 2) eignen sich vor allem zur Hornhaut und Conjunctiva (Müller-Lierheim
in Aktuelle Kontaktologie 2015). Comfort
Shield® trägt deshalb zur Wiederherstellung
des Gleichgewichts bei chronisch gereizten
Augen bei. Die Tropffrequenz sinkt mit zu-
nehmender Anwendung. Comfort Shield® ist
daher auch äußerst wirtschaftlich.
Autoren:
Wolfgang G.K. Müller-Lierheim, i.com
medical GmbH, Kaflerstr. 15, 81241 Mün-
chen
E-Mail: ML@coronis.net
René Reiss und Karl-Heinz Jacob, Technische
Hochschule Georg Simon Ohm, Fakultät
Angewandte Chemie, Prinzregentenufer 47,
90489 NürnbergSie können auch lesen
