Konservierung von Dermatika: Konservierungsmittel

Konservierungsmittel müssen über ein breites Wirkspektrum gegen häufig vorkommende Mikroorganismen wie grampositive Kokken, gramnegative Stäbchen, Hefen und Schimmelpilze verfügen. Dabei töten sie Mikroorganismen nicht ab, sondern hemmen diese in ihrem Wachstum (bakteriostatisch, fungistatisch).

Voraussetzung für ihre konservierende Wirkung ist eine gewisse Lipophilie. Diese ist notwendig, um durch die Zellwand der Mikroorganismen zu penetrieren.
Außerdem müssen die eingesetzten Konservierungsmittel ausreichend wasserlöslich sein, da in der wässrigen Phase die Konservierung stattfinden soll.

Eine weitere Voraussetzung ist die Kompatibilität der Konservierungsmittel mit allen enthaltenen Arznei- und Hilfsstoffen. Zu berücksichtigen dabei sind zum Beispiel ionische und Phenol-Ether-Wechselwirkungen, der richtige pH-Bereich oder der Ausschluss einer Adsorption an die Packmittel.

Die Stabilität des Konservierungsstoffes und damit auch seine Wirksamkeit in der Zubereitung muss zudem über den gesamten Anwendungszeitraum gewährleistet sein. Er darf sich zum Beispiel nicht in einem ungeeigneten Packmittel unter dem Einfluss von Licht zersetzten. Ferner muss er für die Anwendenden verträglich sein. Hier spielt das Alter eine wichtige Rolle, da viele Konservierungsstoffe bei Säuglingen und Kleinkindern nicht verwendet werden können. Auch bekannte Allergien müssen berücksichtigt werden.

Wichtige Konservierungsmittel für halbfeste Zubereitungen

• Sorbinsäure/Kaliumsorbat
• Propylenglykol
• PHB-Ester
• Ethanol/Isopropanol (in Ausnahmefällen)
• autokonservierende Wirkstoffe in therapeutischer Konzentration

Sorbinsäure und Kaliumsorbat

Sorbinsäure

Sie eignet sich nur zur Konservierung im sauren pH-Bereich, im basischen pH-Bereich wird Sorbinsäure unwirksam. Um die übliche Anwendungskonzentration von 0,1 Prozent erreichen zu können, müssen entsprechende Zubereitungen einen Mindestwassergehalt von 62,5 Prozent aufweisen. Daher ist es wichtig, den Wassergehalt von halbfesten Zubereitungen immer im Rahmen der Plausibilitätsprüfung zu hinterfragen. 

• eingesetzte Konzentration 0,05 – 0,2 %
• wirksamer pH-Bereich: 3,5 – 5,5
• geringe Wasserlöslichkeit
• (kurzes) Erhitzen des Ansatzes erforderlich (Vorsicht: wasserdampfflüchtig)

Kaliumsorbat

Das Salz der Sorbinsäure ist deutlich besser wasserlöslich, auch ohne Wärmezufuhr. Das neutral bis schwach basisch reagierende Alkalisalz zeigt selbst aber keine antimikrobielle Wirkung, sondern nur die unterhalb von pH 5 in ausreichender Menge vorliegende freie Sorbinsäure. Aus diesem Grund ist eine pH-Anpassung mit Hilfe von Citronensäure (Verhältnis: 2 T Kaliumsorbat, 1 T wasserfreie Citronensäure) auf einen pH-Wert von circa 4,5 notwendig. Citronensäure und weitere sauer reagierende Bestandteile dürfen erst am Ende der Herstellung, sobald das Kaliumsorbat aufgelöst ist, zugegeben werden.

Diese Maßnahme beugt einer Übersättigung vor, durch die Sorbinsäure wieder ausfällt. Von Vorteil ist, dass kein nennenswertes Abwandern in die lipophile Phase stattfindet, weshalb sich Kaliumsorbat sehr gut für mehrphasige Systeme eignet. Die übliche Einsatzkonzentration beträgt 0,134 % (1 g Sorbinsäure sind in 1,34 g Kaliumsorbat enthalten. 1 g Kaliumsorbat entspricht 0,75 g Sorbinsäure).

Propylenglykol

Der zweiwertige Alkohol Propylenglykol ist kein klassisches Konservierungsmittel, er dient als Lösemittel und Penetrationsbeschleuniger. Ab einer Konzentration von 20 Prozent bezogen auf die Wasserphase zeigt die farblose Flüssigkeit antimikrobielle Wirksamkeit.

Propylenglykol wirkt pH-unabhängig und kann auch bei höheren (basischen) pH-Werten eingesetzt werden. Zu den mit Propylenglykol vorkonservierten Grundlagen gehören zum Beispiel Basiscreme DAC oder die Anionische hydrophile Creme DAB.

Propylenglykol in der Pädiatrie

Hier ist Vorsicht geboten. Bei Früh- und Neugeborenen ist die Hautbarriere noch nicht vollständig aufgebaut. Das birgt das Risiko einer nicht erwünschten transkutanen Resorption von Propylenglykol aus Dermalia. Babys in den ersten Lebensmonaten können die Substanz noch nicht richtig verstoffwechseln. In Folge kann der Wirkstoff kumulieren und zum Beispiel Krämpfe auslösen. Daher sollte bei Zubereitungen für diese Patientengruppe lieber auf eine mit Sorbinsäure vorkonservierte Grundlage zurückgegriffen werden.

PHB-Ester

Sie werden auch als para-Hydroxybenzoesäureester (PHB) oder Parabene bezeichnet und haben einen breiten pH-Einsatz-Bereich (pH 1 – 8,5). Zur Konservierung von Dermatika kommen hauptsächlich Methyl-4-hydroxybenzoat (Nipagin) und Propyl-4-hydroxybenzoat (Nipasol) als Mischung im Konzentrationsbereich von 0,05 bis 0,1 Prozent zum Einsatz. Üblich ist eine Kombination von Methyl-4-hydroxybenzoat mit Propyl-4-hydroxybenzoat im Verhältnis 3 : 1. Mit einer Gesamtkonzentration von 0,1 Prozent sind die beiden Verbindungen im Konservierten Wasser DAC enthalten. Folgende Aspekte sind bei der Verarbeitung zu beachten:

• schlechte Wasserlöslichkeit (Erhitzen notwendig)
• in Mehrphasensystemen Abwanderung in die Lipidphase (wässrige Phase dann unterdosiert)
• Einsatz vor allem in rein wässrigen Dermatika (z. B. Hydrogele, bei hydrophilen oder lipophilen Cremes reichern sich die PHB-Ester in der Fettphase an
• nie auf verletzter Haut anwenden (Gefahr von allergischen Reaktionen) 

Alkohole

Sie gehören nicht zu den klassischen Konservierungsmitteln. Ethanol wirkt aber ab einer Konzentration von 18 Prozent (V/V) antimikrobiell, Isopropanol ab 15 Prozent (V/V). Zu beachten ist, dass beide Alkohole durch Verdunstung kühlende Effekte entfalten. Zudem können sie die Haut reizen. Ethanol oder Isopropanol können Hydrogele gegen mikrobiellen Befall schützen. Die Gelbildung funktioniert allerdings nur bei Carbomer und Hypromellose.

Checkliste Konservierung wasserhaltiger halbfester Zubereitungen

• Enthält die verordnete Grundlage beziehungsweise das verordnete Kosmetikum/Fertigarzneimittel ein Konservierungsmittel? Wenn ja: Ist das enthaltene Konservierungsmittel mit Wirk- und Hilfsstoffen kompatibel (pH-Wert, Verbindungsklasse etc.)?
• Ist in den Rezepturausgangsstoffen Wasser enthalten oder soll Wasser eingearbeitet werden? Wenn ja: mikrobielle Anfälligkeit vorhanden? Ist Wasser in der inneren oder äußeren Phase enthalten?
• Welches Konservierungsmittel eignet sich? Alter der Kundschaft, Unverträglichkeiten, Vorerkrankungen, Applikationsort muss berücksichtigt werden.
• Welche Menge an Konservierungsmittel wird benötigt?
• Konservierung gewünscht, oder vom Arzt ausgeschlossen?
• Sind Unverträglichkeiten auf Konservierungsmittel bekannt?
• Sind einzuarbeitenden Wirkstoffe autokonservierend?
• Welche Packmittel, Applikationshilfen eignen sich?
• Haltbarkeit, Anwendungsdauer festlegen?
• Lagerung (im Kühlschrank möglich)?

Praxisbeispiel Konservierung

Analyse und Optimierung der Rezeptur

Verordnung

Vorüberlegungen

Verordnet ist eine O/W-Creme mit einem hohen Wasseranteil. Die Verordnung enthält kein Konservierungsmittel. Harnstoff wirkt zwar antimikrobiell, diese Wirkung reicht jedoch nicht gegen Schimmelpilze aus, weshalb konserviert werden muss. Durch den bereits enthaltenen Lactat-Puffer wird Harnstoff vor der pH-abhängigen Zersetzung in seine Ausgangsstoffe geschützt und der pH-Wert der Zubereitung im leicht sauren Bereich (pH 4,2) gehalten.

Lösungsvorschlag

Kaliumsorbat/Sorbinsäure eignet sich zur Konservierung von leicht sauren Zubereitungen. Der Creme wird 0,14 Prozent Kaliumsorbat zugefügt, woraus im Sauren die antimikrobiell wirksame freie Sorbinsäure entsteht. Eine Zugabe von Citronensäure zur pH-Einstellung ist aufgrund des bereits vorhandenen Lactatpuffers bei dieser Formulierung nicht mehr nötig.