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TRÄNENERSATZMITTEL

NÄHERE INFORMATIONEN


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´Wasser-Bindungsmittel´ helfen einen Tränenfilm von langer Stabilität zu bilden

Bindungsmittel für Wasser in Tränenersatzmitteln sind verschiedene Arten von meist grossen Molekülen. Je höher die Wasserbindung desto dickflüssiger/ visköser sind die Tropfen und desto stabiler ist der Wasserfilm/ Tränenfilm. Er muss die Augenoberfläche ständig befeuchten und ´schmiert´ die Bewegung der Augenlider über den Augapfel.

Einige wichtige ´Wasser-Bindungsmittel´ / Filmbildner

verschiedene Substanzklassen, die auch gemischt werden können, sind z.B.

  • hochmolekulare Alkohole (Polyvinylalkohol, PVA)

  • Polyvinylpyrrolidon/Povidon, PVP

  • hochmolekulare Zucker/ Polysaccharide und Zellulose-Abkömmlinge, z.B.

    • Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), Methocel

    • Hygromellose (Hydroxypropylmethylcellulose, HPMC)

    • Trehalose (Pilzzucker oder Mykose) ist ein Disaccharid (Doppelzucker) das in versch. Bakterien, Pilzen und Pflanzen als natürlicher Schutzfaktor gegen Stress durch Trockenheit und Frost vorkommt und auch osmoprotektiv wirken soll als Zellschutz gegen erhöhte Tränenfilm-Osmolarität beim Trockenen Auge.

    • Tamarindensamen Extrakt ist ein Polysaccharid aus Pflanzensamen - es ist beim Auftropfen relativ dickflüssig, wird aber auf dem Auge dünner

    • Guaraprolose (Hydroxypropyl-Guar, HP-Guar) ein pflanzliches mit Gummi verwandtes Polysaccharid - ist beim Auftropfen relativ dünn, wird aber auf dem Auge zu einem dickflüssigen Gel

  • PEG (Polyethylenglycol, Macrogol) ist ein Polyether in unterschiedlicher Kettenlänge, die mit einer Zahl angegeben wird (in Tränenersatzmitteln z.B. PEG 800)

  • Hyaluronsäure (HA, ein spezielles Polysaccharid - Glycosaminoglyan [GAG], aus Ketten vieler Doppelzucker, hier aus der Uronsäure D-Glucuronsäure und dem Aminozucker N-Acetyl-D-glucosamin) - HA hat ein sehr hohes Wasserbindungsvermögen und ist einer der wichtigsten Wasserbindungsstoffe im Körper.

  • Carbomer (Polyacrylsäure, ein hochmolekulares Polymer der Acrylsäure mit hoher Wasserbindung, Viskosität abhängig von der Kettenlänge, Acrylate sind u.a. entfernt verwandt mit den Polymeren von Kontaktlinsenmaterialien)

  • Cationische Moleküle, die auf Grund ihrer (positiven) Ladung gut an die Augenoberfläche binden können, ermöglichen einen lange Stabilität des Films aus künstlichen Tränen.

Verweildauer hängt wesentlich ab von der Viskosität/ Konsistenz

Die Verweildauer auf dem Auge ist ein wichtiger Faktor für die Wirksamkeit eines Tränenersatzmittels. Die Verweildauer steigt mit der Viskosität/ Konsistenz und nimmt mit zunehmender Konzentration des Bindemittels zu. Tränenersatzmittel können eines oder auch mehrere Wasser-bindende Moleküle enthalten. Viele Tropfen enthalten Hyaluronsäure.

  • Dickflüssige/ hoch-visköse Tränenersatzmittel mit hohem Anteil wasserbindender Stoffe schützen die Augenoberfläche also typischerweise länger als

  • dünnflüssige/ niedrig-visköse Augentropfen mit geringerem Anteil wasserbindender Stoffe.

Allerdings haben viele dickflüssigeTränenersatzmittel den Nachteil, dass sie die klare Sicht für einige Minuten etwas verschleiern können, was aber bei Anwendung über Nacht kein Problem ist.

Da alle Tränenersatzmittel dazu beitragen einen stabileren Tränenfilm zu bilden werden sie teils auch alle als Filmbildner bezeichnet. Im engeren Sinne sind Filmbildner eigentlich nur solche Stoffe, die ähnlich wie die Schleimstoffe (Muzine) in der untersten Schicht des Tränenfilms, in der Lage sind eine Bindung des Wassers an die Augenoberfläche zu erzielen. Dies trifft vor allem auf Hyaluronsäure zu.

Bindungsmittel für Wasser in Augentropfen sind grosse Moleküle, heute oft Hyaluronsäure.

Ein wichtiger körpereigener Wasser-bindender Baustoff im Körper ist das Molekül  Hyaluronsäure . Es kommt  z.B. im Glaskörper des Auges  vor wie hier dargestellt.

Ein wichtiger körpereigener Wasser-bindender Baustoff im Körper ist das Molekül Hyaluronsäure. Es kommt z.B. im Glaskörper des Auges vor wie hier dargestellt.

Die Moleküle unterscheiden sich in ihrer Wasserbindungsfähigkeit und Verweildauer auf dem Auge - je schwerer ein Trockenes Auge ist, desto höher sollte die Wasserbindung und Viskosität des Tränenersatzmittels sein.

Hochvisköses, also dickflüssiges, Gel wird vor allem bei schwerem Trockenen Auge gegeben. Bei moderatem Trockenen Auge kann dickflüssiges Gel zumindest über Nacht gegeben werden, da es die Sicht vorübergehend etwas ´verschleiern´ kann.

Hyaluronsäure ist ein wichtiger natürlicher Baustoff des menschlichen Körpers und bindet Wasser in der extrazellulären Matrix aller wasserhaltigen Gewebe, wie der Haut und Schleimhäute, in Gelenkflüssigkeit, oder im Glaskörper des Auges.

Hyaluronsäure hat einige wichtige Funktionen im Körper, zusätzlich zur Wasserbindung:

  • muko-adhäsiver Filmbildner (bindet Wasser ähnl. wie Muzin an die Zelloberfläche)

  • fördert die Wundheilung (Zell-Regeneration und Zell-Wanderung)

  • vermindert Reibung (zwischen Zellen und zwischen Geweben im Tränenfilm und in Gelenken)

  • wirkt antioxidativ (vermindert Zellschädigung)

Hyaluronsäure

Hyaluronsäure hat den Vorteil, dass sie sich wie eine ´ Nicht-Newton´sche Lösung´ verhält. Diese wundersame Eigenschaft ist gerade für die Augenoberfläche sehr wichtig und beruht auf einer Veränderung der langen Molekülketten. Vereinfacht gesagt bedeutet dies, dass Hyaluronsäure-Lösungen

  • in Ruhe, also zwischen 2 Lidschlägen eine hohe Viskosität haben, dicklicher sind und damit stabiler die Augenoberfläche schützen.

  • bei Bewegung, also während des Lidschlages, vermindert sich die Viskosität und die Flüssigkeit wird dünnflüssiger, was die Reibung beim Lidschlag vermindert.

Bei Hyaluronsäure hängt die Viskosität/ Konsistenz von 2 Faktoren ab:

  • zum einen spielt natürlich die relative Menge/ Konzentration der Hyaluronsäure im Wasser eine Rolle

  • zum anderen ist aber auch die Grösse/ Kettenlänge des Hyaluronsäuremoleküls selbst wichtig.

Meistens wird nur die Konzentration in Prozent angegeben ohne Nennung der Kettenlänge, so dass es schwierig ist, die effektive Viskosität/ Dicklichkeit und damit die Verweildauer auf dem Auge aus den Produktbeschreibungen zu erkennen. Da auch die Verträglichkeit möglicher Zusatzstoffe in Tränenersatzmitteln individuell unterschiedlich sein kann, ist es oft nützlich verschiedene Tränenersatzmittel auszuprobieren, um ein individuell angenehmes und wirksames zu finden.

Dünnflüssige Hyaluronsäurehaltige Tropfen haben typischerweise eine Konzentration 0,1% bis 0,2% - dies ist eine geeignete Therapie für ein leichtes bis moderates Trockenes Auge mit Anwendung meist tagsüber.

Dickflüssigere Gelartige Tropfen enthalten etwa 0,3% oder mehr Hyaluronsäure-Anteil und sind für ein schweres Trockenes Auge auch tagsüber zu bevorzugen. Bei einem moderaten Trockene Auge können sie über Nacht angewendet werden.


Konservierungsmittel - warum ?

Grundsätzlich sollten alle Tränenersatzmittel, wie auch Augentropfen generell, frei von Konservierungsmitteln sein, da diese die empfindlichen Zellen der Augenoberfläche schädigen können.

Konservierungsmittel haben die Aufgabe den Inhalt von Augentropfen-Flaschen vor einer Verkeimung durch Mikroben (Bakterien, Viren und Pilze) zu schützen. Da man beim Tropfen nahezu unweigerlich gelegentlich mit dem Auge und den Wimpern in Berührung kommt ist jede Augentropfen Flasche auch bei vorsichtiger Benutzung dem Risiko der Verkeimung ausgesetzt. Daher ist es notwendig, nützlich und vorgeschrieben, den Flascheninhalt zu schützen.

Dieser Schutz wurde bis vor einige Jahren typischerweise durch chemische Konservierungsmittel ermöglicht, die lebende Mikroben zerstören können. Je effektiver Konservierungsmittel aber wirken desto stärker können sie auch das Gewebe der Augenoberfläche schädigen wenn sie mit den Augentropfen zusammen auf das Auge getropft werden. Ein Konservierungsmittel soll die Verkeimung der steril abgefüllten Augentropfen für mindestens 4 Wochen Gebrauch nach der Öffnung sicherstellen.

Konservierungsmittel - Freie Tränenersatzmittel

Erst seit einigen Jahren werden 2 technische Neuerungen in grösserem Massstab verwendet, die es erlauben, Augentropfen ohne Konservierungsmittel zu verwenden. Die entsprechenden Augentropfen werden meist besser vertragen, vor allem wenn man mehrmals täglich und über lange Zeiträume von Monaten bis Jahren tropfen muss.

  • sogenannte Sterildispenser Flaschen. Dies sind Augentropfen Flaschen mit speziellen Verschlussmechanismen, die auf verschiedene Art erlauben, einen Tropfen steril herauszudrücken, ohne dass Mikroben eindringen können. Daher ist in diesen Flaschen kein Konservierungsmittel nötig. Die entsprechenden Flaschen kann man meist daran erkennen, dass sie einen etwas aufwändigeren Deckel haben und nicht einfach nur einen konventionellen Schraubdeckel,

  • kleine Einmaldosis (EDO) Behälter, die nur eine kleine Menge Augentropfen für einen Tag enthalten. Dieser Zeitraum ist zu kurz für eine nennenswerte Vermehrung von Mikroben und daher können auch hier Augentropfen ohne Konservierungsmittel verwendet werden.

Übersicht über verschiedene Konservierungsmittel

Es gibt allerdings immer noch zahlreiche Augentropfen, die nur mit Konservierungsmitteln angeboten werden. Daher ist ein kleiner Überblick über Konservierungsmittel nützlich. Im Laufe der Zeit wurden auch zunehmend schonendere Konservierungsmittel entwickelt, die bei einer ausreichenden Desinfektionswirkung möglichst schonend für das Gewebe sind oder sogar beim Auftropfen aus der Flasche auf das Auge zerfallen und dann “auf dem Auge konservierungsmittel-frei“ genannt werden.

Neben der Anwendung als Konservierungsmittel in Augentropfen werden einige der Chemikalien auch als Desinfektionslösungen für Kontaktlinsen eingesetzt.

Stark schädigend für die Augenoberfläche

Quartäre Ammoniumverbindungen (Quats)

Stickstoffverbindungen bei denen alle vier Valenzen eine organische Verbindung tragen. Sie können leicht an Zellmembranen binden und diese beschädigen sowie die entsprechende Zelle dadurch zerstören.

  • Benzalkoniumchlorid (BAC), Benzododeciniumchlorid

  • Das historisch älteste Konservierungsmittel ist vielleicht Benzalkoniumchlorid (oft unter der Abkürzung BAC bekannt) und die ähnliche Substanz Benzododeciniumchlorid. Obwohl es nicht gegen alle relevanten Bakterien (Pseudomonas) wirkt und gegen Viren nur schwach, ist es doch sehr effektiv in der Schädigung der Zellen der Augenoberfläche (hohe Zell Toxizität). Es führt zur Schädigung und Abschilferung von Zellen mit nachfolgenden Benetzungsstörungen der Oberfläche und instabilem Tränenfilm - insgesamt kann dies bei dauerhaftem Gebrauch zum Bild eines Trockenen Auges führen..

Organische Quecksilberverbindungen

Diese Chemikalien sind stark toxisch und daher sehr wirkungsvoll gegen ein breites Spektrum von Bakterien und Pilzen. Allerdings lösen sie oft Augenreizungen, Unverträglichkeiten oder allergische Reaktionen aus. Für eine langdauernde Anwendung eher ungünstig.

  • Thiomersal ist eines der ältesten und früher, wegen der guten anti-mikrobiellen Wirkung, häufig eingesetztes Desinfektionsmittel. Aufgrund der Toxizität wird es inzwischen seltener verwendet.

  • Phenylmerkuriazetat hat ähnlich Charakteristika wie Thiomersal und soll zusätzlich das Risiko einer möglichen Anreicherung im Auge haben

Weniger schädigend

  • Chlorobutanol

    • bei guter Wirkung gegen Bakterien und Pilze hat es eine konzentrationsabhängige schädigende Wirkung auf die Hornhaut, die aber geringer als bei Benzalkoniumchlorid (BAC) sein soll

  • Polyquad (Quartiäre Ammoniumverbindung)

    • Polyquad wurde als Ersatz für das recht toxische BAC entwickelt. Als quartiäre Ammoniumverbindung hat Polyquad bei ähnlicher desinfizierender Wirkung nach Studien eine weniger oder kaum schädigende Wirkung auf die Zellen der Augenoberfläche. Im Gegensatz zu BAC reichert sich Polyquad als Desinfektionslösung für Kontaktlinsen nicht in den Linsen an.

  • Polyhexanid (PHMB) ist ebenfalls eine Stickstoffverbindung

    • Wird vor allem als Antiseptikum in der Chirurgie zur Haut- und Wunddesinfizierung verwendet - kann aber auch als Konservierungsmittel in Lösungen verwendet werden. Polyhenanid hat große therapeutische Breite gegen viele Mikroben, wird nicht resorbiert vom Gewebe und ist relativ wenig toxisch.

Bei Anwendung zerfallende Konservierungsmittel

Einige neuere Konservierungsmittel zerfallen beim Auftropfen auf das Auge durch die Einwirkung von Licht u./o. Luft, so dass hier für das Tränenersatzmittel angegeben wird: “auf dem Auge Konservierungsmittel-frei“. Allerdings ist der komplette Zerfall in ungefährliche Stoffe ggf. davon abhängig, dass ausreichend Wasser vorhanden ist. Bei sehr starken Trockenen Augen kann dies theoretisch zum Problem werden - da die Konservierungsmittel aber immer in wässriger Lösung gegeben werden, sollte dies praktisch unproblematisch sein.

  • Natriumperborat ist ein starkes Oxidationsmittel und setzt Sauerstoff frei. Bei der Anwendung zerfällt es dabei vorübergehend in Wasserstoff Peroxyd (H2O2) das die desinfizierende Wirkung erklärt.

  • Natriumchlorit (Purite) ist ebenfalls ein Oxidationsmittel das in ähnlicher Weise wirkt wie Natriumperborat.