Albrecht v. Graefes Arch. klin. exp. Ophthal. 169, 160--165 (1966)

Die Bedeutung von Applikationsform und Konzentration fiir die Verweildauer yon Pilocarpin und Eserin

im Conjunctivalsaek und im Kammerwasser HEINZ SCHUI~ACHER

Universit~ts-Augenklinik Mainz (Direktor: Prof. Dr. reed. A. Novl~]a)

Eingegangen am 2. November 1965

Obwohl in jedem Jah r neue Medikamente zur Gla-akombehandlung angegeben werden, geh6ren Eserin und Pi locarpin naeh wie vor zu den bevorzugten Mitteln. Nu t bei ihrem Versagen oder beim Auf t re ten st6render Nebenwirkungen wird zu anderen lVIedikamenten gegriffen.

Die w/iBrigen L6sungen dieser beiden Nedikamente haben Mlerdings den Naehteil, dab ihre ~u nur kurzfristig anhgl t (SIE~ECK und DIE,L). Ih r drucksenkender Effekt ist manehmal sehon nach 2 - -3 Std abgeklungen. Zur wirksamen Behandtung des Glaukoms ist es daher erforderlieh, die Ins t i l l a t ionen e inander in kurzen In te rva l l en folgen zu lassen. Diese liir Pa t i en t und Pflegepersonal besehwerliche Magnahme gab uns Veranlassung, die Verweildauer und Konzen t ra t ion yon Piloearpin u n d Eserin im Conjunet ivalsack u n d im Kammerwasser un te r ver- schiedenen Bedingungen exakt zu best immen.

lgethodik Die Applikatio~ der zu untersuchenden Medikamente erfolgte Ms w~rige bzw.

51ige Lbsung und in Salbenform. Von den Lbsungen wurden mittels Mikropipette 0,05 ml in den unteren Bindehautsack getropft. Bei Salben strichen wir 80 mg mit einem Glasstab ebenfalls in die untere Bindehautialte ein und ~chteten darauf, dab keine Salbenreste am Lidrand h~ngen blieben. Nach der Applikation wurden die Augen fiir 1 min gesehlossen gehalten. Von zus~tzlicher tIom~hautmassage, Zudriieken der abfiihrenden Tr~nenwege oder Zun/ihen der Lider wurde Abstand genommen, um die Bedingungen des Experimentes mbglichst denen in der tiiglichen Praxis anzupassen. Auch ein einseitiger Salbenverband war nach den iiblichen Regeln angelegt.

Der quantitative Nachweis der Medikamente im Bindehautsaelc gelang mit der Methode yon NovE~ und JAEGE~ bei Einhalten folgender Bedingungen exakt und reproduzierbar: Liings zwisehen Unterlid und Cornea des vorbehandelten Auges wurde nach der entsprechenden Zeit ein 2,0 • 0,5 cm (= 88 mm 2) grol3er Streifen yon genormtem Filtrierpapier (Schleicher und Schiill 4058 a) eingelegt. Seine recht- winkligen K~nten waren zur Vermeidung einer Bindehautreizung abgerundet worden. Das Papier wurde alterorts yon den Lidern bedeckt. 1 rain nach dem Ein- legen war das Medikament vom Filtrierpapier vbllig aufgesogen, denn sofort danaeh in den Bindehautsaek eingeschobene Streifen enthielten keine Nedikamen- tenreste - - wie Kontrollversuehe ergaben. Der Papierstreifen wurde dann mecha- nisch in 25 ml Aqua destillata (alkalisiert mit NaOH/n auf pI-I 8,2) zerfasert, wobei

Verweildauer von Pilocarpin und Eserin 161

das Medikament freigesetzt wird. Naeh Zentrifugieren wurden mit dem Etuat die nachfotgend besehriebenen t~eaktionen durchgefiihrt. Kontrollen zeigten, dag mit dieser Methode tatsgehlieh die gesamte am Papier haftende Medikamentmenge erfagt wird.

Zum Medilcamentennachweis im Kammerwasser von Kaninehen wurde 10 rain vet der Punktion CorneeMn (HSehst) getropft (2 Tropfen), weil sich naeh dieser Zeit keine Wirkung des Anaesthetikums auf die Nachweisreaktionen der Medika- mente mehr bemerkbar maeht, wie Vorversuche ergaben. Nachdem der Hornhaut- limbus kurz abgespiitt worden war, konnte durch iibliche Kammerwasserpunktion in der Regel 0,2--0,3 ml Kammerwasser entnommen werden, woven 0,2 ml ver- wendet wurden. Jedes Kaninchen wurde nur eimnM in der Woche punktiert. Die Werte der einzelnen Versuchsreihen stammen aus Versuchen mit ver- schiedenen Kaninchen eines einheit]iehen Stammes.

Der Nachweis des Eserins wurde durch elektrometrische Bestimmung der cholinesterasehemmenden Wirkung dieser Substanz durchgefiihrt. Dazu diente eine Glaselektrode mit dem Chinhydron-KCL-System und ein Schleifdraht- kompensator Pehawi yon Hartmann und Braun. Als MaB fiir diese Untersuchungs- reihe gMt die Zunahme der Wasserstoffionenkonzentration in 25 ml Aqua destillata unter der Einwirkung yon 0,5 ml Serum (= Cholinesterase donator) auf 0,025 g Acetylcholin Roche. Die Messungen begannen beim pH 8,5, weft das Wirkungs- optimum der Cholinesterase zwischen pH 6 und 8 liegt. Die Temperatur im Reak- tionsgef/iB hiel~ ein Thermoregulator konstant auf 230 C. Bei Anwesenheit yon Eserin ist die H-Konzentrationszunahme entsprechend der Eserinkonzentration verzSgert. Kontrollen zeigten, dal~ Eserin noch in einer Konzentration yon 0,05 y % auf diese Art nachgewiesen werden kann. NormMe Bindehautsackfl6ssigkeit yon Mensehen und Kaninchen beeinfluBte die Cholinesterase-Aktivitgt nicht.

Den Nachweis des Pilocar2ins fiihrten wir am frisch isolierten 31Ieerschweinchen- darm, der in 02-durchstr6mter Tyrodel6sung aufgeh~ngt war (methodische Einzel- heiten siehe SCHC~ACHER). Mit Hilfe des Darmprgparates war es m6glich, in 0,2 ml Karamerwasser den Piloearpingehalt zu bestimmen. Die Empfindlichkeit der D/irme betrug in der Regel 1 y. NormMes Kammerwasser und normale Tranen- f!iissigkeit haben keine dem Piloearpin ghnliche Wirkung. Die Sehwankungsbreite dieser Methode ist grSl3er als diejenige des oben beschriebenen Eserinnaehweises.

Ergebnisse Pilocarpin im Bindehautsac]c. W/~grige Pflocarpinl6sungen verweflen

nur eine sehr geringe Zeit im Bindehautsaek yon Kaninchen . Nach 9 - -10 min ist aueh der letzte Medikamentres t veto Tr/~nenstrom hinweg- gesp/ilt, w/~hrend die 61igen LSsungen~ bis 45 rain und Salben gleicher Konzen t r a t i on bis 60 min naehgewiesen werden k6nnen (Abb. 1).

Pilocarpin im Kammerwasser. Wir nn te r sueh ten d a n n das Kammer - wasser yon 30 Kan inehenaugen naeh Appl ika t ion yon w/~Brigen sowie 61igen PilocarpinlSsungen und Pilocarpinsalbe. Alle Versuchsreihen warden mit 2%iger P i locarpinkonzent ra t ion durchgefiihrt. W/thrend nach Gaben w/~griger L6sungen bereits naeh 5 rain kein Pi loearpin mehr im Kammerwasser naehweisbar war, fancl es sich bei der 61igen LSsung bis 35 min und bei Salben noch bis 45 rain im Kammerwasser . Der Konzentra t ionsgipfel des Kammerwassers lag bei allen drei Applika- t ionsar ten nngef/~hr gleieh hoeh bei 5 g pro 0,2 ml Kammerwasser . Der

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Vergleieh dieser Zeiten mit der Verweildauer im Bindehautsack li~l~t deutlich das Abhi~ngigkeitsverh/~ltnis erkennen (Abb. 1).

Auch bei Anwendung eines Augenbades (Pilocarpin 2%, 5 rain) ist das Konzentrat ionsmaximum im Kammerwasser nach knrzer Zeit er- reicht. Der Spiegel steigt dann nicht welter an. Sobald aber die Medika-

rain

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Abb. 1

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m]n l~OOh t~pfl/l~ZZ/]?17 Abb, 2

Abb. 1. Ycrweildauer von :Pilocarpin (2%) in B i n d e h a u t und K a m m e r w a s s e r des Kan inchens bei versch iedenem Vehikel

Abb. 2. P i locarpinkonzentra t ion im Kammerwasser des Kaninchens nach e inem A u g e n b a d yon 5 rain mi t w~l]riger 72ilocarpin16sung (2 % ) und Spfilen m i t NaCI (0,9 % )

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Abb. 4

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rain noch Amlimh~R Abb. :8

Abb. 3. :Pilocarpinkonzentrat ion im Kammerwasser des Kaninchens nach Inst i l lat ion yon 3 Tropfen w~13riger Pi locarpinlSsung verschiedener Konzentra t ion (2, 4 und 7%)

Abb. 4. Dauer un4 prozentualer Grad der cho l ines terasehemmenden Kraf t veil inenschlicher Binde- hautsackflt iss igkeit nach Inst i l lat ion y o n Eserin (0 ,5%) m i t verschiedenen Vehikeln: a w~13rige

LSsung; b 51ige LSsung; c Salbe; d einseit iger Sa]benverband

mentzufuhr unterbroehen wird (Sp01en mit NaC] 0,9%), sinkt der Piloearpingehalt des Kammerwassers fast augenblieklieh ab (Abb. 2).

Schliel~lich untersuehten wir alas Kammerwasser yon 30 Kaninehen nach Applikation einer 2-, 4- und 7 % igen wgi[3rigen Pilocarpinl6sung. Die Punktionen erfolgten in Absti~nden von je 1 rain bei versehiedenen Tieren. Hierbei zeigte sich, dab bei allen L6sungen 6 min naeh der Applikation kein Pilocarpin im Kammerwasser mehr nachweisbar war.

Aus der Abb. 3 is~ ersichtlieh, dab die 4- und 7%igen LSsungen einen etwas h6heren Kammerwasserspiegel wiedergeben. Eine lineare

Verweildauer yon Pilocarpin und Eserin 163

Abh~ngigkeit yon der Konzentration, die getropft wird, besteht jedoeh nicht (Abb. 3).

Eserin im Bindehautsack. Tierversuche lassen sieh nicht ohne weiteres auf den Menschen fibertragen. Aueh lassen sich keine Rfieksehlfisse yon einem Medikament auf ein anderes ziehen. Um aber t rotzdem gewisse Aufsehlfisse fiber die Verh~iltnisse beim Menschen und bei einem anderen Mioticum zu gewinnen, prfiften wir aneh das Verhalten des Eserins. Dauernde Vorderkammerpunktionen sind beim Mensehen nicht mSglich. Es mugte genfigen, den quanti tat iven Naehweis des Medikamentes im mensehliehen Bindehautsaek als Magstab zu nehmen.

Bei 20 Einzeluntersnchungen an 20 Augen mit der 0,5 % igen w~grigen Eserinl6sung zeigten sieh folgende Ergebnisse: Nach 7 rain war nur noch eine geringe Menge Eserin im Conjunctivalsack vorhanden und naeh l0 rain nieht mehr. Bei Gaben yon 0,5v%igen 61igen Eserinl6sungen (Physostol) fanden wit erst nach 45 rain Nullwerte. Die mel~bare Eserin- konzentration yon 0,05 % war bei Salbenapplikation nach 75 rain unter- schritten, wiihrend die Anwendung eines einseitigen Salben-0kklusions- verbandes eine Verweildauer yon 3 Std bewirkte (Abb. 4).

Diskussion

Es ist bemerkenswert, dab w~grige Medikamentl6sungen nur ca. 10 m i n i m Con]unctivalsac/c naehzuweisen sind. Vergleieht man damit das Verhalten der 61igen L6sungen und Salben, so ist ihre Verweildauer - - wie zu erwarten - - zwar 1/~nger, doeh bleibt aueh hierbei die Verweil- dauer im Bindehautsaek immer noeh erstaunlich kurz. Sie steht in keinem Verhgltnis zu der erreiehten Wirkungsverlgngerung, die bekannt- lieh ffir w/igrige EserinlSsungen durehschnittlieh 7 Std, fiir 61ige L6sun- gen etwa 16 Std und bei Salbenanwendung ca. 24 Std betriigt.

Die Verweildauer und Konzentrat ion im Kammerwasser wird naeh unseren Ergebnissen offenbar ausschlaggebend yon dem Medikament- gehalt in der Bindehautsackflfissigkeit beeinfluBt. Nur so ist es zu ver- stehen, dag ein Tropfen einer wgl~rigen PiloearpinlSsung das Kammer- wasser lediglich ffir 3 min mit Pilocarpin anreichert und 61ige L6snngen 35 bzw. Salben 45 min im Kammerwasser nachzuweisen sind.

W/~hrend die Abh~ngigkeit der Verweildauer im Kammerwasser yon der Applikationsform eindeutig festgelegt werden konnte, besteht offen- sichtlich keine Relation zwischen der Verwefldauer im Kammerwasser und der getropften Medikamentkonzentration. In l~bereinstimmung damit steht die klinisch bekannte Tatsache, dag konzentrierte L6sungen (z. B. Pfloearpin fiber 2 %) beztiglich der Miosisst/~rke und -dauer nicht entsprechend wirkungsvoller sind als die gebrguchlichen schws Konzentrationen (THIEL, LIEB). Untersuchungen anderer Autoren (DODEN u. B6KER, HONEGGE1%, RICHTER, T~IOMAS u. a.) lassen vermuten, dag auch

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bei anderen Medikamentengruppen (Antibiotiea, IDU etc. ) eine Wirkungs- steigerung leichter dutch Applikation des Medikamentes in Salbenform zu erzielen ist, als dutch Erh6hung dcr Konzentration.

Znsammenfassung W/il3rige L6sungen yon Piloearpin und Eserin verbMben nur kurze

Zeit (ca. 10 min) im Bindehautsack yon erwaehsenen Menschen und Kaninehen. I m Kammcrwasser 1/iBt sieh Pilocarpin naeh einmaliger Applikation in wgBrigcr 2%igor LSsung 3--5 rain naehweisen.

Bei w/~13rigen L6sungen st/irkerer Konzentration (4 und 7 %) ist die Kammerwasserkonzentrat ion im Vergleich zur 2%igen L6sung nur geringgradig erh6ht und das Verweilen des Piloearpin im Kammerwasser auch nur unbetr/~ehtlieh verliingert.

Naeh Applikation in 61iger L6sung war Piloearpin im Conjunctival- sack bis 45 min, nach Applikation als Salbe bis 75 min und nach Anlegen eines Salben-Okklusionsverbandes his zu 240 min naehzuweisen.

I m Kammerwasser yon Kaninehen wurde bei 61igem Vehikel noeh naeh 30 min Piloearpin gefunden. Bei Salben liegt dieser Weft bei ca. 40 rain post applieationem.

Summary Aqueous solutions of pilocarpin and eserin remain only a short

t ime (ca. l0 rain) in the conjunctival sac of human adults and rabbits. In the aqueous humor, pilocarpin (2% in aqueous solution) can be found for 3--5 min after application. In comparison to the 2 % solution, application of pilocarpin in higher concentration (4 and 7 %) does not lead to a remarkable increase of the concentration in the aqueous humor and also, there is only a neglectable influence on the time, in wieh Pilocarpin can be found in the aqueous humor.

After application of pilocarpin in oil, the substance can be deter- mined in the conjunctival sac for 45 rain, after applying as an ointment for 75 rain and after an ointmentdressing for 240 rain.

In the aqueous humor pilocarpin given as an ointment is present until 40 min after application. When an oily solution of pilocarpin was given to rabbits, it could be found for a duration of ca. 30 min in the aqueous humor.

Literatur DoDE~r W., u. W. B6KE~: l~ber die Teilchengr6Be in Augensalben inkorporierter

Medikamente. Klin. Mbl. Augenheilk. 185, 305 (1959). HO~EGGER, H. : Zur Permeationsgeschwindigkeit und Wirkungsdauer von Augen-

salben am Beispiel des gel6sten und kristallinen Chloramphenikol. Klin. Mbh Augenheilk. 189, 38 (1961).

LIEB, W., u. H. PIRC11: Vergleichende Untersuchungen fiber die Wirkung der Para- sympathikomimetica. Klin. Mbl. Augenheilk. 128, 593--604 (1965).

Verweildauer yon Pilocarpin und Eserin 165

NOVER, A., u. W. JAEGER: Kolorimetrisehe Methode zur Messung der Tr~inen- sekretion. Klin. Mbl. Augenheilk. 121, 419 (1952).

glCI~TER, G.: Chlommphenicol-Augensalben. Arzneimittel-Forsch. 7, 419 (1957). SCH~I~IACI~SR, 1K. : Experimentelle Untersuchungen tiber die Wirkungsweise der

Salicyls~ure. Z. Rheumaforsch. 11, 105 (1952). SIEBECI~, R., u. W. DI~I{L: Verlauf medikamentSser Mydriasis und ~iosis unter

Stabilisierung der iibrigen pupillo-motorischen Bedingungen. Graefes Arch. 0phth. 168, 157--174 (1965).

TItlEL, R.: Die medikamentSse Therapie des primiiren Glaukoms. Klin. Mbl. Augenheilk. 125, 513--530 (1954).

THOMAS, CH., E.W. PUI~ELL, and 3/[. S. ROSE~'T]~AL: Treatmen~ of herpetic keratitis. Amer. J. Ophthal. 60, 204 (1965).

Dr. reed. HEINZ SCHU~IACHEE Universit~ts-Augenklinik 65 Mainz, Langenbeckstr. 1