Verdauungsmodell
Das von uns entwickelte Verdauungsmodell ist eine wirklichkeitsnahe Simulation der physiologischen Bedingungen des menschlichen Verdauungstraktes und bildet sowohl die enzymatische Situation als auch die unterschiedlichen pH-Gegebenheiten während der Magen-Darm-Passage nach. Sie ist eine sinnvolle Ergänzung der Versuche mit biorelevanten Lösemitteln.
Anwendung des Verdauungsmodells in der präklinischen Forschung und bei der Arzneimittelzubereitung (Galenik)
- Wirklichkeitsnahe Simulation der physiologischen Bedingungen des menschlichen Verdauungstraktes inkl. Primärmetabolismus in der Leber durch standardisierte Durchführung
- Anpassung an individuelle Gegebenheiten möglich (z.B. pH-Wert des Magensaftes zur Simulation der unterschiedlichen Füllungszustände, Verweildauer im Magen)
- Untersuchung der peroralen Darreichung und der Auswirkung der Hilfsstoffe auf Dauer und Konzentration der eigentlichen Wirkstoffe
- Sowohl Einzelstufen- als auch Gesamtverdau sowie nachgeschaltete tierversuchsfreie Tests inkl. chemischer Analyse machbar
- Nur wenig Testsubstanzmenge notwendig (ca. 0,2 bis 1 g)
- Schnelle und reproduzierbare Ergebnisse innerhalb weniger Tage
- Bestimmung des therapeutischen Fensters möglich
- Keine ethischen Beschränkungen (Probandenstudien) oder gesonderten Genehmigungen (Tierversuche) notwendig
Das Modell erlaubt somit die Beantwortung folgender Fragen:
- Wie effizient ist ein magensaftresistenter Überzug unter verschiedenen physiologischen Bedingungen?
- Bei welchem pH-Wert kommt es zur Auflösung des Überzugs und Freisetzung des Wirkstoffes?
- Ist der Wirkstoff unter diesen Bedingungen stabil und löslich bzw. bleibt in Lösung?
- Wie ist die biologische Zugänglichkeit (Bioaccessibility) vor der Resorption im Dünndarm?
- Wie ist die Bioverfügbarkeit (Bioavailability) des Wirkstoffes im zellbasierten Caco-2-Darmmodell nach Resorption?
- Wird die Wirkstoffreisetzung und Resorption durch die Hilfsstoffe beeinflusst und ist eine Optimierung möglich?
- Erfolgt eine Metabolisierung in der Leber (First-Pass-Effekt)? Welche Stoffwechselprodukte entstehen dabei?
Die Hauptkomponenten des Verdauungsmodells
Mund -> Synthetischer Speichel
Anorgan. Komponenten: NaCl, NaSCN, KCl, Na2SO4, NaHCO3, KH2PO4, CaCl2
Organ. Komponenten: Harnstoff, Harnsäure, Mucin aus Schweinepankreas,
alpha-Amylase.
pH-Wert: 5,6
Extraktionszeit bis 2 min bei 37°C- Magen -> Magensaft
Anorgan. Komponenten: NaCl, KCl, KH2PO4, HCI
Salzsäure zum Einstellen des pH-Wertes
Organ. Komponenten: Mucin aus Schweinepankreas, Pepsin aus der Magen- schleimhaut vom Schwein.
pH-Wert: 1,6-1,8 (leerer Magen) bis pH 6,0 (voller Magen)
Extraktionszeit bis 8 h bei 37°C - Dünndarm -> Darmsaft (Duodenalsaft)
Anorgan. Komponenten: KCl, CaCl2, MgCl2, NaHCO3
Organ. Komponenten: Trypsin und Pankreatin aus Schweinepankreas, Lipasen und Gallenextrakt vom Schwein.
pH-Wert: 5,8 bis 7,6
Extraktionszeit: bis 16 h / 37°C - Leber -> Primärmetabolisierung (First-Pass-Effekt)