@phdthesis{Becht2022,
  author    = {Becht, Alexander Ulrich},
  title     = {New applications for spectroscopic and chemometric studies of drugs},
  doi       = {10.25972/OPUS-27534},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-275342},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Spectroscopic methods were established decades ago in a wide variety of fields. This also applies to the pharmaceutical field, although they initially were mostly used for identity testing or structure elucidation only. Technical developments, such as miniaturization (NMR benchtop devices), Fourier transformations (for NMR, MIR spectroscopy) or the combination with chemometric evaluation (e.g., in Process Analytical Technology, PAT), have further increased their importance and opened up new applications. The aim of this work was to investigate further new approaches and to find new applications for already established methods and to show their benefits. By means of MIR, NIR and NMR data and their chemometric evaluation (principal component analysis, PCA; hierarchical cluster analysis, HCA; linear discriminant analysis, LDA), possibilities were presented to successfully determine the manufacturer or the pharmaceutical company of various paracetamol preparations. In the course of this, various similarities and correlations between the preparations of individual companies could also be identified. For this purpose, a suitable sample preparation was developed for each spectroscopic method, and suitable measurement parameters in order to obtain reproducible spectra for the chemometric evaluation were determined. Furthermore, the results of the two unsupervised methods (HCA, PCA) were compared with each other. The HCA was able to confirm those of the PCA for the very most part. Additionally, through these methods it was possible to characterize many of the preparations based on clusters formed by comparable tablet compositions. In order to be able to measure unmortared, whole tablets using the NIR spectrometer, an attachment was developed and manufactured using 3D printing. Its functionality was demonstrated by measuring and analyzing the tablets of two different batches of nine paracetamol preparations. The batches were clearly distinguished on the basis of a PCA and a significant difference was also demonstrated by means of statistical tests. For NMR spectroscopy, a method was developed to obtain optimized "fingerprint" spectra of drug formulations. For this purpose, a 1D DOSY measurement was elaborated, in which the signals of the active ingredient could be filtered out by the appropriate choice of measurement parameters. The chemometric evaluation can thus focus on the remaining signals of the excipients, on the basis of which the preparations of the same API can be distinguished. Especially in the case of formulations that consist largely of active ingredient, data pre processing of the spectra can thus be simplified and greater importance can be assigned to the originally very small excipient signals. A quantitative 1H NMR method was developed for the comparison of a high field spectrometer (400 MHz) with a benchtop spectrometer (80 MHz) for two finished drugs. It was shown that it is possible to obtain comparable results with both instruments, but that the influence of the excipients on the signals and the lower resolution of the benchtop instrument must be taken into account. Therefore, it was not possible to obtain comparable results without further optimization of the method for one of the active ingredients. In the investigation of various reactions between APIs and excipients using DOSY, its usefulness as a screening method in stability testing was demonstrated. For this purpose, three different APIs and excipients were stressed together and the reaction mixtures were subsequently measured using DOSY. Based on the translational diffusion coefficient, the reaction products could be identified and distinguished from the active ingredients and the excipients used. The importance of thoughtful processing could also be demonstrated. If all peak heights are selected when evaluating signals split by direct spin spin coupling, this allows the detection of hidden signals as long as not all signals have the same diffusion coefficient. The selective selection of individual peak heights in the case of split signals also enables the evaluation of signals that overlap slightly. However, the limitations of this method were also shown when two signals overlap too much and differ too little in their diffusion coefficients. Hence, it has been successfully demonstrated in the various projects that the new chemometric approaches, as well as the new applications of already established methods, enable in depth findings and thus have a clear added value.},
  subject      = {Instrumentelle Analytik},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schreiber2010,
  author    = {Schreiber, Veronika},
  title     = {Vergleich der analgetischen Wirkung einer intraven{\"o}sen Infusion von Tramadol, Metamizol und eines Antiemetikums („W{\"u}rzburger Schmerztropf") zu einer intraven{\"o}sen Infusion von Paracetamol und zu einer intraven{\"o}sen Infusion von Parecoxib in der postoperativen Schmerztherapie nach orthop{\"a}disch-chirurgischen Eingriffen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-52269},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2010},
  abstract  = {Innerhalb der ersten zwei postoperativen Tage nach einer Knieprothesenimplantation zeigt der „W{\"u}rzburger Schmerztropf" den geringsten Verbrauch an Ausweichmedikation bei vergleichbarer Schmerzintensit{\"a}t und hoher Patientenzufriedenheit. Parecoxib zeichnete sich aufgrund der tendenziell selteneren unerw{\"u}nschten Arzneimittelwirkungen aus und gew{\"a}hrleistet aufgrund der standardisierten Applikationszeit eine einfache Handhabung durch das Pflegepersonal. Andererseits ben{\"o}tigten die Patienten, die Parecoxib erhielten, mehr Ausweichmedikation und wiesen eine h{\"o}here Rate an Studienabbr{\"u}chen auf. Ebenso war im Vergleich der drei Studienarme der Blutverlust in der Parecoxib-Gruppe h{\"o}her. Anhand unserer Studienergebnisse k{\"o}nnen wir keine eindeutige Therapieempfehlung rechtfertigen.},
  subject      = {Paracetamol},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Wagner2008,
  author    = {Wagner, Silvia},
  title     = {Identifizierung von Biomarkern mittels LC-MS-basiertem Metabonomics - Merkapturs{\"a}uren als Indikatoren f{\"u}r die Bildung toxischer Intermediate},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-35760},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2008},
  abstract  = {Metabonomics bildet das Ende der Omics-Kaskade und stellt eine top-down-Strategie zur Erfassung und Interpretation des Metaboloms, d. h. der Gesamtheit aller niedermolekularen Metaboliten in einem intakten Organismus, dar. Ziel der Technik ist es, mittels geeigneter ungerichteter Screeningverfahren in nicht-invasiv zu gewinnenden biologischen Proben wie Urin oder Blut charakteristische Metabolitenprofile zu bestimmen. Im Kontext des Metabonomics wurde in Anlehnung an den Geno- bzw. Ph{\"a}notyp hierf{\"u}r der Begriff „Metabotyp" gepr{\"a}gt. Durch biostatistische Methoden, die auf Mustererkennung (pattern recognition) basieren, k{\"o}nnen Signaturen gegen{\"u}bergestellt und auf diesem Weg gruppenspezifische Metaboliten, d. h. Biomarker bzw. Metabolitenmuster, extrahiert werden. Metabonomics kann folglich als Fusion klassischer bioanalytischer und biostatistischer Verfahren aufgefasst werden. Seit der Einf{\"u}hrung im Jahr 1999 hat sich das Konzept des Metabonomics in mehrere Richtungen weiterentwickelt. So gab es Bestrebungen, die Technik, die urspr{\"u}nglich zur Pr{\"a}diktion von toxischen Effekten bei der Arzneistoffentwicklung etabliert wurde, auf Fragestellungen zu {\"u}bertragen, die den Menschen im Mittelpunkt haben. Neben pr{\"a}klinischen Anwendungen verfolgt man mit Metabonomics zunehmend das Ziel, einer personalisierten Medizin und Ern{\"a}hrung einen Schritt n{\"a}her zu kommen. Da sich die urspr{\"u}nglich eingesetzte NMR-Technik als zu unempfindlich und die resultierenden Metabolitenprofile als zu anf{\"a}llig gegen{\"u}ber biologischen und analytischen Einflussgr{\"o}ßen (Confoundern) erwiesen haben, wurde parallel auf sensitivere Verfahren wie die Massenspektrometrie gesetzt. Insbesondere die Kopplung mit der Hochdruckfl{\"u}ssigchromatographie erwies sich hierbei f{\"u}r das Metabolitenscreening als geeignet. Schnell wurde allerdings klar, dass aus den klassischen full scan/TOF-Methoden Datens{\"a}tze resultierten, die h{\"a}ufig zu komplex waren, um mit nachgeschalteten chemometrischen Verfahren die „Spreu vom Weizen trennen" zu k{\"o}nnen. Da sich Metabolitendatenbanken bisher noch im Aufbau befinden, ist die Identifizierung der Marker mit zus{\"a}tzlichen Schwierigkeiten verbunden und bedarf aufw{\"a}ndiger analytischer Verfahren. Eine Strategie stellt daher die Beschr{\"a}nkung auf ein Metabolitensubset dar. Indem man sich auf Metabolitenklassen fokussiert, die einen Bezug zum untersuchten Mechanismus haben, k{\"o}nnen die Erfolgsaussichten bei der Identifizierung charakteristischer Biomarker deutlich erh{\"o}ht werden. Aufgrund zahlreicher exogener und endogener Faktoren (Arzneistoffe, Industriechemikalien, Nahrungsbestandteile, Tabakrauchbestandteile, Produkte der Lipidperoxidation etc.) ist der menschliche Organismus stets einer Vielzahl an elektrophilen Verbindungen ausgesetzt. Oxidative Sch{\"a}digungen an Strukturen wie der DNA, Proteinen und Lipiden werden mit einer Reihe von Krankheitsbildern in Zusammenhang gebracht, darunter Parkinson, Alzheimer, Krebs und Volkskrankheiten wie Arteriosklerose, Allergien und koronare Herzerkrankungen. Mit dem Glutathionsystem verf{\"u}gt der K{\"o}rper {\"u}ber einen wirksamen Detoxifizierungsmechanismus. Das Tripeptid Glutathion reagiert als Nukleophil mit den exogen oder endogen gebildeten elektrophilen Intermediaten. Endprodukte sind Merkapturs{\"a}uren (N-Acetyl-L-Cystein-Addukte) bzw. deren Sulfoxide, die in erster Linie mit dem Urin ausgeschieden werden. Folglich besteht zwischen diesen Merkapturs{\"a}urederivaten und der elektrophilen Belastung eines Organismus ein direkter Zusammenhang. Vor diesem Hintergrund war es das Ziel der Arbeit, einen nicht-invasiven Metabonomicsansatz zur Anwendung am Menschen zu entwickeln. Durch die Fokussierung des Metabolitenscreenings auf die Effekt-, Dosis- und Suszeptibilit{\"a}tsmarkerklasse der Merkapturs{\"a}uren sollten hierbei die Erfolgsaussichten im Hinblick auf die Identifizierung potentieller Biomarker f{\"u}r diverse toxikologische sowie medizinische Endpunkte erh{\"o}ht werden.},
  subject      = {Metabolom},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Weis2006,
  author    = {Weis, Rebecca},
  title     = {Der Einfluss von Paracetamol, Acetylsalicyls{\"a}ure, Metamizol und Tramadol auf die Darmperistaltik : In-vitro-Untersuchungen am D{\"u}nndarm des Meerschweinchens},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-23347},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Eine schwerwiegende Nebenwirkung aller Opioide in der Therapie akuter und chronischer Schmerzen ist die Hemmung der Darmmotilit{\"a}t. In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, ob und ggf. {\"u}ber welche Mechanismen die nichtopioidergen Analgetika Paracetamol, Metamizol, Acetylsalicyls{\"a}ure und das partiell opioiderge Tramadol die Darmperistaltik beeinflussen. Die Experimente wurden an D{\"u}nndarmsegmenten des Meerschweinchens in vitro durchgef{\"u}hrt. Ein wesentliches Ergebnis der Arbeit ist, dass Paracetamol die D{\"u}nndarmperistaltik konzentrationsabh{\"a}ngig vor{\"u}bergehend hemmt. Durch Vorbehandlung mit Antagonisten und Inhibitoren der vermuteten Signaltransduktionswege wurden die Mechanismen der Hemmung untersucht. Durch Naloxon und Apamin konnte die hemmende Wirkung von Paracetamol reduziert werden, was zeigt, dass enterische opioiderge Transduktionswege sowie eine Aktivierung von small conductance Ca2+-activated Kaliumkan{\"a}len beteiligt sind. Enterisches Stickstoffmonoxid (NO), die Cyclooxygenase und Serotonin spielen dabei als Transduktionsmechanismen keine Rolle. Metamizol und Acetylsalicyls{\"a}ure haben keinen hemmenden Einfluß auf die D{\"u}nndarmperistaltik. Razemisches Tramadol, die beiden Enantiomere (+)- und (-)-Tramadol sowie der Hauptmetabolit O-Desmethyltramadol hemmen konzentrationsabh{\"a}ngig die Darmmotilit{\"a}t; hierbei wirkt (+)-Tramadol st{\"a}rker als (-)-Tramadol, beide aber deutlich geringer als O-Desmethyltramadol.. An der Wirkung von (+)- und (-)-Tramadol sind opioiderge und adrenerge Mechanismen beteiligt, die Wirkung von O-Desmethyltramadol wird durch Bindung an Opiatrezeptoren vermittelt.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Kehl2006,
  author    = {Kehl, Sabine Eva-Maria},
  title     = {Reduktion des postoperativen Opioidbedarfs durch die regelm{\"a}ßige Gabe von intraven{\"o}sem Paracetamol},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-22137},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Die ausreichende Behandlung postoperativer Schmerzen stellt auch heute noch h{\"a}ufig ein Problem dar. Durch kombinierte Analgesie aus Opioid- und nicht-opioid Analgetika kann man diese Schmerzen zumeinst gut beherrschen. In einer randomisierten placebo-kontrollierten Doppelblindstudie wurden Daten von 79 Patienten nach einer abdominalen radikalen Proastatektomie gesammelt. Die eine Patientengruppe erhielt ausschließlich Piritramid und Placeboinfusionen, w{\"a}hrend die zweite Studiengruppe neben Piritramid noch Paracetamol Kurzinfusionen bekam. Erfaßt wurde der Schmerzscore der Patienten zu drei definierten Zeitpunkten. Zur statistischen Auswertung wurde der t-Test, der U-Test nach Whitney und Mann und der Kolmogorow-Sminrow-Test verwendet. 68 Datens{\"a}tze konnten ausgewertet werden. Dabei zeigte sich kein signifikanter Unterschied im Piritramidverbrauch zwischen den beiden Gruppen. Auch die Schmerzscores unterschieden sich nicht signifikant. Die Kombination von Opioid- mit nicht-opioid Analgetika kann bei Patienten nach radikaler Prostatektomie den Verbrauch an Opioid nicht signifikant senken. M{\"o}glicherweise w{\"a}re daf{\"u}r eine g{\"o}ßere Patientenzahl n{\"o}tig.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{Rauchschwalbe2002,
  author    = {Rauchschwalbe, Sonja},
  title     = {Korrelation des Polymorphismus der Uridindiphosphat-Glukuronyltransferase Isoform 1A1 mit der Glukuronidierung von Bilirubin und Paracetamol und der klinischen Diagnose des Gilbert Syndroms},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-4644},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2002},
  abstract  = {In einer Population von 304 M{\"a}nnern und Frauen konnte die Frequenz der TA-Duplikation im Promotor der Uridin-Diphosphat-Glukuronyltransferase Isoform 1A1 bestimmt werden. Sie betr{\"a}gt 0,39 in der Gruppe der M{\"a}nner und 0,30 in der Gruppe der Frauen, in der Gesamtgruppe kommt das Allel mit einer relativen H{\"a}ufigkeit von 0,35 vor. Es wurde gezeigt, daß die H{\"o}he der Bilirubinspiegel und die Diagnose "Gilbert Syndrom" nach definierten klinisch-chemischen Kriterien gut mit dem Genotyp korreliert. Dabei lagen die mittleren Bilirubinwerte der Frauen deutlich unter denen der M{\"a}nner. Die Festlegung neuer Referenzbereiche f{\"u}r Bilirubin von <18µmol/l f{\"u}r M{\"a}nner und <15µmol/l f{\"u}r Frauen wurde daraus abgeleitet. Ein Unterschied in der Glukuronidierungskapazit{\"a}t von Paracetamol zwischen Probanden mit homozygot wildtypischer, homozygot mutierter und heterozygoter Allelkombination konnte nicht nachgewiesen werden. Deshalb scheint die UGT1A1 nicht das f{\"u}r Para-cet-amol verantwortliche Isoenzym zu sein. Die Bestimmung des Genotyps des UGT1A1 Promotors kann zur Vorhersage zuk{\"u}nf-tiger oder Erkl{\"a}rung vorliegender erh{\"o}hter Bilirubinspiegel herangezogen werden. Dies kann in der Klinik zur routinem{\"a}ßigen Diagnostik des Gilbert Syndroms eingesetzt werden. F{\"u}r die klinische Forschung bietet die Genotypisierung der UGT1A1 eine M{\"o}glichkeit, zwischen dem genetischen Polymorphismus oder einer Reaktion auf die Pr{\"u}fmedikation als m{\"o}glichen Ursachen eine Erh{\"o}hung der Bilirubinwerte eines Probanden zu unterscheiden. Zur Ph{\"a}no-typisierung dieses Stoffwechselweges ist Paracetamol nicht geeignet. Personen mit Gilbert Syndrom unterliegen bei der Einnahme von Paracetamol vermutlich keinem erh{\"o}hten Risiko toxischer Nebenwirkungen.},
  language  = {de}
}