Julian Wagenhöfer

• Mesoporöse Silica-Materialien (MSM) und mikroporöse Zeolithe besitzen große innere Oberflächen und eine damit verbundene hohe Speicherkapazität von verschiedenen Molekülen. Auf Grund dieser Eigenschaften stehen poröse, silicatische Materialien seit etwa 10 Jahren im Focus der Entwicklung neuartiger Wirkstoffspeichersysteme (WSS). Die innerhalb dieser Thematik veröffentlichten wissenschaftlichen Arbeiten konnten die Fragestellungen nach dem exakten Mechanismus der Wirkstoffspeicherung und Wiederfreisetzung bisher nicht komplett beantworten. DieMesoporöse Silica-Materialien (MSM) und mikroporöse Zeolithe besitzen große innere Oberflächen und eine damit verbundene hohe Speicherkapazität von verschiedenen Molekülen. Auf Grund dieser Eigenschaften stehen poröse, silicatische Materialien seit etwa 10 Jahren im Focus der Entwicklung neuartiger Wirkstoffspeichersysteme (WSS). Die innerhalb dieser Thematik veröffentlichten wissenschaftlichen Arbeiten konnten die Fragestellungen nach dem exakten Mechanismus der Wirkstoffspeicherung und Wiederfreisetzung bisher nicht komplett beantworten. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich im Besonderen mit der Beladung und Abgabe des Lokalanästhetikum Lidocain-Hydrochlorid (LidHCl) in bekannten MSM wie SBA15, MCM41 oder HMS, sowie in unterschiedlich modifizierten Zeolithen vom Typ FAU und BEA. Zusätzlich wurde der Einfluss von organischen Ankergruppen innerhalb der Porenstruktur von SBA15 auf dessen Sorptions-eigenschaften hin untersucht. Ziel der Promotionsarbeit ist die Aufklärung des Speicher- und Freisetzungs-mechanismus dieses speziellen Speichersystems. Dazu wurden zunächst detaillierte Analysen der reinen und der mit Wirkstoff beladenen Matrizes via N2-Sorption (BET-, BJH-, t-plot-Methode), XRD, SAXS, DSC und TG durchgeführt. Außerdem wurden grafische Profile erstellt, die das Verhältnis der ad- bzw. desorbierten Wirkstoffmengen gegen die bei der Beladung eingesetzten Wirkstoffkonzentrationen (Speicherprofil) bzw. gegen die bei der Wiederfreisetzung verstrichene Zeit (Freisetzungsprofil) wiedergeben. Durch die Kombination dieser Untersuchungsmethoden konnte der jeweilige Sorptionsmechanismus, sowie der Speicherort der Wirkstoffmoleküle innerhalb der ausgewählten Matrix erfasst werden. Der Vergleich der verschiedenen, hier untersuchten Speichersysteme zeigt, dass neben der Porengröße, die Art der Adsorbens-Adsorbat-Wechselwirkung, aber auch die Stabilität der Porenstruktur einen großen Einfluss auf die Sorption von Molekülen nimmt.…
• Mesoporous Silica Materials (MSM) and microporous zeolites show high inner surfaces and high storage capacities for the delivery of molecules. As a result of these characteristics porous silica materials are in the focus of new Drug Delivery Systems (DDS´s) for about ten years. Scientific work on this topic could not totally clarify the mechanism of drug delivery and drug release up to now. This work deals particularly with the storage and release of the local anesthetic lidocaine hydrochloride (LidHCl) both in well-known MSM like SBA15, MCM41Mesoporous Silica Materials (MSM) and microporous zeolites show high inner surfaces and high storage capacities for the delivery of molecules. As a result of these characteristics porous silica materials are in the focus of new Drug Delivery Systems (DDS´s) for about ten years. Scientific work on this topic could not totally clarify the mechanism of drug delivery and drug release up to now. This work deals particularly with the storage and release of the local anesthetic lidocaine hydrochloride (LidHCl) both in well-known MSM like SBA15, MCM41 or HMS and in modified zeolite type FAU or BEA. In addition the influence of organic anchor groups in modified SBA15 on the sorption characteristic was examined. The aim of this PhD thesis is the clarification of the delivery mechanism of this special DDS. Initially detailed analysis of pure and drug-loaded matrices were done by N2 Sorption (BET-, BJH-, t-plot-method), XRD, SAXS, DSC and TGA. Furthermore graphic accounts illustrate the relationship between the adsorbed drug amount and the drug concentration used during the loading (sorption profile) or released drug amount and the elapsed time (release profile). Delivery mechanisms and sorption spots of the drug molecules inside the selected adsorbents were formulated by the combination of these characterization methods. The comparison of the used DDS´s shows in detail that the sorption of molecules in porous silicates is extra-ordinary influenced by pore size, drug-adsorbens interaction and pore structure stability of the matrix.…