AdTTSWes - Optimierung des Adhäsionsverhaltens Transdermaler Therapeutischer Systeme auf Weichsubstraten und deren Simulation

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Forschungsprojekt im Überblick

Medizinische Patches sind beispielsweise Transdermale Therapeutische Systeme (TTS), welche speziell dazu gedacht sind Arzneimittel über die Haut mittels Diffusion in den Blutkreislauf einzubringen, oder aber auch Pflaster mit Sensorfunktion wie z.B. Diabetes-Sensoren. Je nach Anwendungsfall sind verschiedene Aspekte hinsichtlich der Eigenschaften medizinsicher Patches zu berücksichtigen, welche teils widersprüchlich sind, jedoch in Einklang gebracht werden müssen. Von besonderem Interesse sind hierbei das Adhäsions- und Delaminationsverhalten der Patches auf hautähnlichen Substraten, welche im Projekt AdTTSWes experimentell und numerisch untersucht werden.
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Projektleitung an der H-BRS

Projektbeschreibung

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Quelle: LTS Lohmann Therapie-Systeme AG

Medizinische Patches werden heutzutage als Transdermal Therapeutische Systme zur Wirkstoffabgabe oder auch als Pflaster mit Sensorfunktion (z.B. Diabetes-Sensor) eingesetzt. Dabei wird ein gutes Adhäsionsverhalten auf menschlicher Haut und verschiedenen Hauttypen, bei voller Funktionalität, über einen gewissen Zeitraum erwartet, aber zeitgleich ein gutes Ablöseverhalten angestrebt. Zusätzlich ist eine Langzeitstabilität der Eigenschaften gegenüber Stoffwechselprodukten, Klebkraft, Wasseraufnahme etc. zu gewährleisten.

Derzeit werden die Eigenschaften wie Klebkraft oder Adhäsion- und Ablöseverhalten mit Verfahren aus dem Bereich des technischen Klebens auf harten Substraten (meist Stahl), welche sich an Normen sowie Vorschriften aus Industrieverbänden anlehnen, ermittelt und korrelieren kaum mit den eigentlichen medizinischen Anwendungsfällen auf der menschlichen Haut.

In AdTTSWes sollen die Mechanismen des Adhäsions- und Ablöseverhaltens der medizinischen Patches auf verschiedenen hautähnlichen Substraten und abhängig von der Klebstoffzusammensetzung untersucht werden. Auf Basis der Ergebnisse soll eine Vorhersagemöglichkeit der Eigenschaften der medizinischen Patches bei verschiedenen Hauteigenschaften entwickelt werden, um eine individuelle Anpassung je Anwendungsfall zu erleichtern und eine schnellere Marktreife der verschiedenen Patches zu erreichen.

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Quelle: Lohmann GmbH & Co. KG

Hierzu werden zunächst die physikochemischen Oberflächeneigenschaften und -strukturen verschiedener Hautsubstitute im Vergleich zu menschlicher Haut charakterisiert. Des Weiteren werden Prüfmethoden und Auswerteroutinen zur Ermittlung des Adhäsions- und Ablöseverhalten von Weichsubstraten weiterentwickelt und zur Charakterisierung der medizinischen Patches auf verschiedenen Hautsubstituten angewandt. Darüber hinaus erfolgt der Aufbau eines Adhäsionsmodells mittels der Finite-Elemente-Methode, mit dem das Ablöseverhalten abhängig von  Abziehrate und -winkel der Patches simuliert werden kann. Hierfür wird ebenfalls das viskoelastische Materialverhalten der Hautsubstitute experimentell ermittelt.

Außerdem soll ein realitätsnaher „Trage-Simulations-Test“ entwickelt werden, der das Adhäsions- und Ablöseverhalten der medizinischen Patches unter realen Bedingungen auf den künstlichen Hautsubstraten erlaubt um hiermit eine effizientere in vitro Methode für die Produktentwicklung nutzbar zu machen und die zuvor entwickelten Modelle auf ihre Übertragbarkeit für realitätsnahe Bedingungen zu untersuchen.

Kooperierende Professorinnen und Professoren

Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter

Externe Kooperationspartnerinnen und Kooperationspartner

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Finanzierung

Das Projekt AdTTSWesOptimierung des Adhäsionsverhaltens Transdermaler Therapeutischer Systeme auf Weichsubstraten und deren Simulation (13FH022KX1) wird finanziert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des Förderprogramms Forschung an Fachhochschulen.

BMBF
Forschung FH