Entwicklung und Charakterisierung neuer kolloidaler Formulierungen für Indocyaningrün als Kontrastmittel für die optische Bildgebung

Abstract

Indocyaningrün (ICG) ist ein optisches Kontrastmittel, welches weitverbreitet in der Nahinfrarot-Diagnostik eingesetzt wird. Die praktische Anwendung des Farbstoffes wird limitiert durch seine zahlreichen nachteiligen Eigenschaften in wässriger Lösung. Durch seinen amphiphilen Charakter neigen die ICG Moleküle zu konzentrations- und zeitabhängiger Aggregation, was zu einer Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften durch Selbstquenching und Verschiebung der Absorptions- und Emissionsspektren führt. Zusätzlich wird die in vitro Stabilität von ICG in wässriger Lösung bedeutend durch einen hydrolytischen Abbau beeinträchtigt, was eine Verringerung der Absorptions- und Emissionseigenschaften zur Folge hat. In Plasma bindet ICG fast vollständig an nicht-spezifische Plasmaproteine und wird über die Leber sehr schnell, mit einer Bluthalbwertszeit von 3 - 4 min, eliminiert. Das Ziel dieser Arbeit war die Beseitigung dieser Nachteile durch Entwicklung neuer Formulierungen für ICG auf Basis kolloidaler Trägersysteme. Die Auswahl eines geeigneten Formulierungsprinzips für ICG erfolgte durch ein Screening mit, für eine parenterale Anwendung am Menschen bereits zugelassenen, kolloidalen Formulierungen. Es konnte gezeigt werden, dass die Quantenausbeute und die in vitro Stabilität von ICG mit steigender Tensidkonzentration in der Formulierung zunimmt. Aus diesem Grund wurden Mizellen als geeignete Trägersysteme selektiert, da sie die höchstmögliche, für eine parenterale Applikation noch tolerierbare Tensidkonzentration aufweisen. Durch Variation der Mizellkomponenten konnte die neue kolloidale ICG Formulierung weiter optimiert werden. Solutol® HS 15, ein gut verträgliches und für die parenterale Anwendung zugelassenes Tensid, zeigte eine Erhöhung der in vitro Stabilität des Farbstoffes von wenigen Tagen auf mehrere Monate. Die Quantenausbeute wurde um ein Dreifaches und die Bluthalbwertzeit um ein Vielfaches erhöht. Zusätzlich zeigte die neue mizellare Formulierung eine geringere Zytotoxizität als der freie Farbstoff. Mit Hilfe von kolloidalen Trägersystemen konnte erfolgreich eine neue Formulierung für ICG auf Basis von Solutol® HS 15 Mizellen entwickelt und charakterisiert werden, welche die nachteiligen Eigenschaften des Farbstoffes positiv beeinflusst.