IADP e.V.

Projekte

Das IADP verfolgt eine anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung auf dem interdisziplinären Gebiet der Dermatopharmazie. Im IADP werden Einzelprojekte, Gemeinschafts- und Verbundprojekte in Kooperation mit der Industrie sowie universitären und außeruniversitären Forschungseinrichtungen realisiert.

BioDermaleAssistenzSysteme (BDAS)

Entwicklung und Erforschung einer semipermeablen Komplexmatrix als technologische Plattform für dermale Anwendungen.

Das Ziel des Vorhabens ist es, sogenannte BioDermaleAssistenzSysteme (BDAS) zu entwickeln, um die physiologische Integrität des Hautorgans auf physikalischer, chemischer und mikrobiologischer Ebene zu sichern und im Falle von Erkrankungen zu korrigieren. Im Unterschied zu herkömmlichen Strategien der Reparatur und des Schutzes der Haut durch Substitution von defizitären Stoffen oder Ersatzstoffen (z.B. durch Cremes und Salben) wird durch den Einsatz der BDAS eine von der individuellen Haut weitgehend unabhängige Beschichtung der Körperfläche ermöglicht, die die fehlerhaften Funktionen und Eigenschaften der gestörten Haut ersetzen bzw. übernehmen. 

Die technologische Plattform der BDAS bildet eine semipermeable Komplexmatrix die modular an die entsprechende Anwendung bzw. den Bedarf angepasst werden kann. Hierzu ist beabsichtigt verschiedene hochmolekulare Substanzgemische bezüglich ihrer Eignung nach physikochemischen und biologischen Parametern zu untersuchen und zu validieren. Die Substanzen müssen in der Lage sein eine semipermeable Komplexmatrix auszubilden die über einen definierten Anwendungszeitraum eine Beschichtung der Haut ermöglicht. Am IADP etablierte Modelle sind hierfür zu optimieren sowie durch den Aufbau neuer analytischer, biologischer und molekularbiologischer Methoden zu ergänzen. Des Weiteren sind folgende Aspekte in der Forschungs- und Entwicklungsarbeit zu berücksichtigen:

  • Ausbildung semipermeabler Strukturen auf der Haut sowie deren Validierung über einen definierten Zeitrahmen,
  • Auswahl geeigneter Wirkstoffe zur Beladung der Plattform sowie Testung der definierten Freigabe aus dem Vehikel und der Penetration in die Haut,
  • Identifizierung und Testung von Applikationsmöglichkeiten entsprechend dem gewünschten Anwendungsprofil,
  • Ausarbeitung von Konzepten auf molekularer Ebene zur Beeinflussung der dermalen Penetration von modernen biotechnologischen Wirkstoffen (Biopharmazeutika wie bspw. Peptide, Proteine und Nukleinsäuren)
  • Nachweis der chemischen Stabilität der Biopharmazeutika innerhalb der Komplexmatrix sowie nach Freisetzung in der Haut und Nachweis deren strukturellen oder/und funktionellen Integration
  • Untersuchungen zur Eignung der BDAS-Komponenten durch Nachweis der Sicherheit und Verträglichkeit in präklinischen Modellen
  • Erarbeitung von Konzepten und Wirkstoff-spezifischen Integrationsmodulen zur Anpassung geeigneter BDAS-Komponenten

Im Fokus der Forschungs- und Entwicklungstätigkeit steht die Entwicklung einer Grund- bzw. Basismatrix die gezielt für kosmetische sowie medizinische Anwendungsfelder optimiert werden kann. Aufbauend auf der Basismatrix, bestehend aus definierten Komponenten, ist deren Einsatz für ausgewählte Anwendungsfelder zu optimieren und durch Modelle zu erproben. Folgende Bereiche und Indikationen kommen hierfür innerhalb des Vorhabens in Betracht:

  • Protektion und Reparatur altersbedingter und entzündlicher Hautfunktionsstörungen (bspw. Altershaut, Neurodermits, Schuppenflechte);
  • Protektion und Reparatur erkrankter Haut von Diabetikern, onkologischen Patienten sowie Wundpatienten;
  • Einsatz der semipermeablen Komplexmatrix zur Regulation des kutanen Mikrobioms.

Die technologische Plattform der BDAS stellt einen neuartigen Ansatz für die Behandlung von Hautfunktionsstörungen dar. Wesentliche Vorteile der technologischen Plattform sind der unabhängige Einsatz von individuellen Krankheitsfaktoren, die Reduzierung von Unverträglichkeitsreaktionen (z.B. Allergien) sowie die modulare Erweiterung durch eine Vielzahl von therapeutisch oder kosmetisch relevanten Substanzen.

Das Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) finanziert.

 

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phytoCER

phytoCER – Gewinnung von Ceramiden aus Pflanzen (Phytoceramide)

Die menschliche Haut stellt als größtes Organ die lebenswichtige Barriere zwischen Organismus und Umwelt dar. Sie bietet als äußere Begrenzung besonderen Schutz vor physikalischen, chemischen und biologischen Belastungen und ist durch Aufnahme und Verarbeitung zahlreicher Reize in der Lage, mit dem sie umgebenden Milieu in Kontakt zu treten. Grundlage für die Realisierung dieser Funktionen ist die vielschichtig organisierte Struktur der Haut. Die Barrierefunktion der Haut übernimmt die äußerste Schicht, das Stratum corneum (SC). Dabei kommt den SC-Lipiden eine substantielle Rolle zu. Als Hauptfraktionen der SC-Lipide werden Ceramide (CER), freie Fettsäuren (FFA) und Cholesterolderivate (CHOL) unterschieden, wobei die mengenmäßig am häufigsten vorkommenden Ceramide eng mit der Ausbildung und Aufrechterhaltung der Barriere-Eigenschaften des SC in Zusammenhang stehen. 

Die biotechnologische Gewinnung von Ceramiden ist von einem hohen zeitlichen und energetischen Prozessaufwand gekennzeichnet. Die hiermit einhergehenden hohen Herstellungskosten führen zu einem limitierten Einsatz von Ceramiden in dermatologischen Präparaten (üblicher Ceramidgehalt 0,05 – 0,2 %) mit nachweislich begrenzten therapeutischen Effekten auf Barrierestörungen der Haut (z.B. Neurodermitits).

In der kosmetischen und pharmazeutischen Industrie gewinnt die Einbindung natürlicher Ressourcen verstärkt an Bedeutung. Das Ziel des Vorhabens "phytoCER" ist die Gewinnung von hochwertigen Ceramiden aus Pflanzenreststoffen, insbesondere Apfeltrester, mittels modifizierter und kostengünstiger Extraktionsverfahren sowie die stoffliche Charakterisierung und Testung der gewonnenen Phytoceramide für dermatologische Anwendungen.

In Deutschland werden jährlich 400 bis 750 Mio. Liter Apfelsaft aus Äpfeln deutscher Herkunft hergestellt. Dabei fallen zwischen 100.000 und 200.000 Tonnen an dem Reststoff Apfeltrester an, die durch das Vorhaben einer höherwertigeren Verwertung zugeführt werden könnten.

Das Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) finanziert.

 

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SC-Lipidmonolayer

Untersuchung des Einflusses von dermalen Stoffen auf Stratum-corneum-Lipidmonolayer zur Entwicklung optimierter Vehikelsysteme für Problemarzneistoffe

Dermatika gehören in Deutschland zu den verordnungsstärksten Arzneimitteln. Am häufigsten werden Corticosteroide verordnet. Auf diese Gruppe entfällt fast die Hälfte der verordneten Tagesdosen aller Dermatika. Die Anwendung erfolgt bei einer Vielzahl von Hauterkrankungen wie z.B. atopischer Dermatitis und Psoriasis. Corticosteroide können keine Krankheiten heilen, sie unterdrücken lediglich die Symptome. Eine zu lange Anwendung oder die Wahl der falschen Wirkstärke rufen unerwünschte Wirkungen hervor. 

Aufgrund des Fehlens potenter Wirkstoffe für eine mittel- bis langfristige Anwendung bestehen seit längerem Bestrebungen zur Überführung von hochwirksamen, immunsuppressiven Systemarzneistoffen in die topische Therapie. Dieser Applikationsweg ist jedoch nicht für alle Arzneistoffe problemlos umsetzbar, da die Barriereschicht der Haut, dass sog. Straum corneum (SC), ein Eindringen dieser Stoffe verhindert. Vor allem die derzeit verfügbaren, konventionellen Arzneistoffträgersysteme wie z.B. Salben oder Cremes sind bisher nur sehr eingeschränkt in der Lage, relevante Wirkstoffe in einer effektiven Konzentration gezielt in entsprechende Hautschichten zu transportieren. Grund hierfür sind die nicht optimalen physikochemischen Eigenschaften dieser sog. dermatopharmazeutischen Problemarzneistoffe. Dazu gehören z. B. Stoffe die ein sehr hohes Molekulargewicht besitzen bzw. sehr stark hydrophil (sehr stark wasserlöslich) oder lipophil (sehr stark fettlöslich) sind. Des Weiteren ist zu berücksichtigen, dass bei chronisch entzündlichen Hauterkrankungen wie der Psoriasis eine Barrierestörung vorliegt. So behindern die erkrankungsbedingte Verdickung der Hornschicht sowie ein struktureller Umbau im Gewebe die Wirkstoffpenetration zusätzlich, wodurch die Bioverfügbarkeit des Wirkstoffs im Zielgewebe massiv herabgesetzt wird. 

Die Entwicklung neuartiger Trägersysteme für dermatopharmazeutische Problemarzneistoffe setzt molekulare Kenntnisse über die Interkation des Stratum corneum mit den Bestandteilen des Trägersystems voraus. Im Fokus der Forschungsarbeit stehen Untersuchungen zur reversiblen Beeinflussung der molekularen Ordnungsstruktur von SC-Lipiden durch Penetrationsenhancer sowie deren Integration und Interaktion mit ausgewählten Hilfs- und Wirkstoffen neuartigen Trägersystemen.

Das Vorhaben wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) finanziert.

 

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