Foto: DAZ/Schelbert

Rezeptur

Silikone

Stars der Kosmetik – Mauerblümchen der Rezeptur?

Herzschrittmacher, Brustimplantate, Schläuche, Schmiermittel, Glasbeschichtungen – Silikone sind allgegenwärtig. Etwa 60% aller kosmetischen Haut- und Haarpflegeprodukte enthalten Silikone in irgendeiner Form. Sie befinden sich als Hilfsstoffe in Dermatika, dienen als Wundauflagen und als Klebstoffe für transdermale therapeutische Systeme. In Anti­flatulenzien sind sie arzneilich wirksam. Was können Silikone in der Rezeptur und in welcher Form begegnen sie uns dort? | Von Jutta Wittmann

Chemie/Struktur

Die Bezeichnung Silikone umfasst die große Gruppe der Polydialkylsiloxane. Dabei handelt es sich um gemischt organisch-anorganische Polymere mit einem „Rückgrat“, das aus abwechselnd Silicium und Sauerstoff gebildet wird. Die freien Valenzen der Silicium-Atome sind mit zwei organischen Seitengruppen abgesättigt, meist Methyl-, Ethyl- oder Phenylgruppen. Die chemische Grundformel ist [R2SiO]n.

Durch Veränderung des Polymerisationsgrads, der Substituenten und deren Vernetzung ergeben sich viele Verbindungen mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften. Silikone können dünn- oder dickflüssig, gelförmig, gummiartig oder hart wie Plastik sein. Die Alkyl-Gruppen stehen außen und schirmen die polare Siloxan-Kette ab. Dadurch haben die Polydialkylsiloxane ausgeprägte hydrophobe Eigenschaften.

Man unterscheidet lineare Polydimethylsiloxane (PDMS) (Abb. 1), die auch als Silikonöle bezeichnet werden, und cyclische, niedermolekulare Siloxane. Die Viskosität der Silikonöle nimmt mit steigendem Polymerisationsgrad zu, ist aber weitgehend temperaturunabhängig. Die cyclischen Vertreter sind flüchtige Flüssigkeiten.


Abb. 1: Silikone kann man nach dem Vernetzungsgrad in lineare Polydimethylsiloxane (links) und cyclische, nieder­molekulare Siloxane einteilen.

Zahlreiche nützliche Eigenschaften

Silikone werden für ihre Vielseitigkeit und ihre Sicherheit geschätzt. Sie sind chemisch wenig reaktiv, stabil gegen Hitze, Oxidation und UV-Licht. Silikone sind nicht-komedogen, kaum toxisch und unterstützen nicht das mikrobielle Wachstum. Durch ihre geringe Oberflächenspannung spreiten sie gut und wirken schaumzerstörend. Sie haften gut auf der Haut, hinterlassen ein angenehm seidiges Gefühl und fetten nicht. Silikone können Filme bilden, wirken wasserabweisend und haben dennoch eine gute Durchlässigkeit für Gase, Wasserdampf und viele Wirkstoffe. Sie werden weder über die Haut, noch im Gastrointestinaltrakt resorbiert und auch nicht verstoffwechselt. Im medizinisch-pharmazeutischen Kontext werden Silikone vielfältig eingesetzt:

  • Hilfsstoff in Dermatika bei Akne, Mykosen, Psoriasis, atopischem Ekzem, Narben, Hämorrhoiden, Analdermatosen
  • Schaumzerstörer bei Verdauungsbeschwerden, vor Endoskopien und anderen Untersuchungen
  • Hautschutzsalben zur Prophylaxe von Ulzerationen, Polster, Verbandmaterial, Wundauflagen,
  • Brustimplantate, Prothesen, Orthesen, Kontaktlinsen
  • Ophthalmologie: künstliche Linsen, Schläuche zum Offenhalten des Tränenkanals, Stents
  • Gleitmittel bei Untersuchungen, Injektionen u. a.
  • Haut- und Haarpflege: Shampoos, Haarkonditioner, Glanz- und Farbverbesserer, Haargele, Rasiermittel, wasserfeste Sonnenschutzprodukte
  • Babysauger und Flaschenaufsätze
  • Formentrennmittel, Schaumregulierer bei Herstellungs- und Abfüllprozessen (Technologie)

Verwendung in Arzneimitteln

Silikone werden äußerlich und innerlich angewendet. In topischen Zubereitungen schätzt man vor allem folgende Eigenschaften

  • gute Verträglichkeit
  • hohe chemische Stabilität
  • gute Spreitbarkeit und ein angenehmes Hautgefühl
  • Bildung hydrophober Filme ohne fettiges Gefühl auf der Haut
  • hohe Widerstandskraft gegen Entfernung durch Baden, Schwitzen, Reiben
  • hohe Permeabilität für Gase
  • hohe Permeabilität für viele Wirkstoffe
  • Einfluss auf die Bioverfügbarkeit von topischen Wirkstoffen
  • gutes Wärmeableitungsvermögen verhindert Wärmestau

Wasserunlösliche Methylsilikonöle werden in Hautschutzsalben eingesetzt. Der von ihnen gebildete hydrophobe Film ist robust gegen mechanische Belastung und schützt die Haut gegen zahlreiche Noxen wie Wasser, Säuren, Salzlösungen, Mineralöle und Detergenzien. Dimeticone sind zwar wasserabweisend, aber durchlässig für Gase wie Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf. Damit unterdrücken sie die Hautatmung nicht völlig. Hautschutzsalben werden zur Behandlung und Vorbeugung von Berufsdermatosen und zum Hautschutz bei Stomaträgern eingesetzt.

Durch ihre Beständigkeit gegenüber Abreiben und Waschen können Silikone auch die Einwirkdauer von topisch aufgetragenen Wirkstoffen deutlich verbessern. Bei Hauterkrankungen mit trockener Haut (z. B. atopisches Ekzem und Psoriasis) nutzt man die Fähigkeit stärker okkludierender Silikone, den Wasserverlust der Haut verringern. Solche Silikongele können auch zur Narbenbehandlung eingesetzt werden. Sie verringern die Bildung von Narbengewebe, was mit einer verbesserten Hydratisierung der Keratinozyten in Zusammenhang gebracht wird.

In Akne-Präparaten sind Silikone günstig, da sie nicht komedogen wirken. Läusemittel nutzen die guten Spreit- und Benetzungseigenschaften der Silikone, die es ermög­lichen, dass sie in die Atemöffnungen der Läuse und ihrer Eier eindringen und diese ersticken.

Oral wird Polydimethylsiloxan als Wirkstoff eingesetzt und ist als Tabletten oder Tropfen im Handel. Man setzt die schaumzerstörende Wirkung bei Beschwerden ein, die durch vermehrte Gasansammlungen im Magen-Darm-Trakt hervorgerufen werden oder prädiagnostisch, um störende Gasblasen zu beseitigen. Die Siloxane zerstören die Schaumblasen, sodass die eingeschlossenen Gase resorbiert oder ausgeschieden werden können. Lineare Polydimethylsiloxane werden auch als Antidot bei Tensid-Vergiftungen verabreicht.

Relevante Monografien

An Rezeptursubstanzen enthält das Europäische Arzneibuch (Ph. Eur.) die Monografien „Dimeticon“ und „Simeticon“. Der Kasten „Verfügbare Rezeptursubstanzen“ zeigt die im Handel erhältlichen Rezeptursubstanzen. Die United States Pharmacopoeia (USP) führt auch das cyclische Cyclometicon auf. Im DAC/NRF ist eine 10%ige hydrophile Dimeticon-Creme standardisiert.

Verfügbare Rezeptursubstanzen [3]

Dimeticon

Silikonöl 100 (Dimeticon 100)

Silikonöl 350 (Dimeticon 350)

Silikonöl 1000 (Dimeticon 1000)

Simeticon

Silikon-Antischaumemulsion Silfar® SE 4 (Simeticongehalt 30%; enthält Polydimethylsiloxan, Kieselsäure, Methylcellu­lose, Sorbinsäure, Wasser)

Dimeticon

Dimeticon ist ein Gemisch von vollständig methylierten linearen Siloxanpolymeren der Grundstruktur [(CH3)2SiO-]n mit Trimethylsiloxy-Einheiten [(CH3)3SiO-] als Abschluss (Abb. 1). Die Ph. Eur. fordert einen Polymerisationsgrad von n = 20 bis 400, sodass eine nominale kinematische Viskosität zwischen 20 und 1300 mm2 × s-1 erreicht wird. Die nominale kinematische Viskosität wird als Zahl nach dem Namen der Substanz angegeben. Dimeticone sind klare, farb- und geruchlose Flüssigkeiten, deren Viskosität mit dem Polymerisationsgrad steigt. Sie sind praktisch unlöslich in Wasser, Glycerol und Propylenglycol, mit Isopropanol und Ethanol nur sehr begrenzt mischbar. Dafür sind sie in Iso­propylmyristat, unpolaren Lösungsmitteln, Mineralölen und Wachsen löslich. Dimeticone sind entflammbar, können aber als dünner Film in trockener Hitze (160° C, zwei Stunden) sterilisiert werden. Vom Autoklavieren wird abgeraten, da Dimeticon durch eindringendes Wasser trüb werden kann.

Dimeticon dient in kosmetischen und medizinischen Zubereitungen als Hautschutzmittel, Entschäumer, Wasserabweiser, Haftmittel und Emolliens. Als Hilfsstoff kann es Ver­fügbarkeit von Wirkstoffen am Wirkort verlängern.

Simeticon

Unter Simeticon versteht man durch Zugabe von Silicium­dioxid aktiviertes Dimeticon (Abb. 2). Die Ph. Eur. definiert: „Simeticon wird durch Einbau von 4 bis 7% Siliciumdioxid in Polydimethylsiloxan mit einem Polymerisationsgrad zwischen 20 und 400 erhalten.“


Abb. 2: Simeticon

Es handelt sich um eine grauweiße, viskose, opaleszierende Flüssigkeit, die unlöslich in Wasser und Alkohol ist. In Lösungsmitteln, die den Dimeticon-Anteil lösen, setzt sich das Siliciumdioxid ab. Soll Simeticon in wässrigen Zubereitungen verarbeitet werden, ist die Zugabe eines geeigneten Emulgators nötig, da es sonst wie Öl auf dem Wasser schwimmt. Außerhalb von pH-Wert 3 bis 10 besteht die Gefahr, die Polymerkette zu zerstören. Simeticon ist inkompatibel mit oxidierenden Stoffen. Eine Sterilisation durch trockene Hitze (160°C, vier Stunden) oder Autoklavierung ist möglich.

Simeticon wird als Wasserabweiser und als Entschäumer eingesetzt. Als Wirkstoff in Antiflatulenzien zieht man es dem Dimeticon vor, da es deutlich schneller wirkt. Diese Überlegenheit wird darauf zurückgeführt, dass die festen Siliciumdioxidpartikel die Zerstörung der Schaumlamellen durch das Dimeticon forcieren [6].

Cyclometicon

Das vollständig methylierte cyclische Siloxan der Grundform [-(CH3)2SiO]n mit n = 4, 5, 6 (siehe Abb. 1) ist nicht in der Ph. Eur enthalten und kann von Apotheken auch nicht bezogen werden. Es ist jedoch in der USP monografiert. Cyclo­meticon ist eine flüchtige Flüssigkeit, die löslich in Ethanol, Isopropylmyristat, Isopropylpalmitat und Mineralölen ist, jedoch praktisch unlöslich in Glycerol, Propylenglycol und Wasser. Es ist das häufigste Silikon der kosmetischen Industrie.

Dermatologische Rezepturen

In Dermatika wird Dimeticon bevorzugt in hydrophilen Cremes und Emulsionen verarbeitet. Die übliche Konzentration in Cremes und Salben beträgt 10 bis 30%, in Emulsionen 0,5 bis 5%. Im Allgemeinen wird Dimeticon 350 verwendet, im Handel sind auch Dimeticon 100 und 1000.

Als einzige standardisierte Zubereitung enthält das NRF die hydrophile Dimeticon-Creme 10% NRF 11.34. zum Hautschutz (siehe Kasten „Rezepturen mit Silikonen“). Die Herstellung ist unkompliziert: Das flüssige Dimeticon wird vorgelegt und ohne Erwärmen anteilsweise mit der Grundlage Basiscreme DAC verrührt. Dimeticon ist oxidationsbeständig und über einen großen Temperaturbereich stabil, die Basiscreme durch den Propylenglycolanteil mikrobiell geschützt, was der Creme eine gute Haltbarkeit beschert: Ein Jahr in Tuben, bzw. sechs Monate in Spenderdosen. Zu beachten ist, dass es sich um ein Medizinprodukt handelt und die Vorgaben des Medizinproduktegesetzes für die Kennzeichnung gelten.

Rezepturen mit Silikonen

Hydrophile Dimeticon-Creme 10% NRF 11.34

Dimeticon 350 10,0 g

Basiscreme DAC 90,0 g

Hydrophile Dimeticon-Creme 10% kombiniert mit Betamethasonvalerat 0,025% [5]

Betamethasonvalerat 0,025 g

Citronensäure 0,5%-Natrium-citrat 0,5%-Lösung 5,0 g

hydrophile Dimeticon-Creme 10% (NRF 11.34.) zu 100,0 g

Unguentum Dimeticoni 10% SR 90

Dimeticon 200 10,0 g

anionische hydrophile Creme SR 90 60,0 g

konserviertes Wasser 30,0 g

Hydrophile Dimeticon-Creme [5]

nicht-ionischer emulgierender Cetylstearylalkohol BP 16,0 g

Dimeticon 5,0 g

Propylenglycol 16,0 g

gereinigtes Wasser 63,0 g

Dimeticon-Tropfen 7% [1]

Natriumhydroxid-Lösung (1 mol/l) 2,3 ml

Sorbinsäure 1,5 g

Saccharin-Natrium 0,2 g

gereinigtes Wasser 731,2 g

Hypromellose 5,0 g

Simethicone Emulsion USP XXIII 257,8 g

Kombinationen von Dimeticon mit Betamethasonvalerat wurden in den DAC/NRF Rezepturenfinder aufgenommen. Dimeticon bildet einen wasserfesten Film auf der Haut, der auch beim Waschen kaum entfernt wird, und verlängert so die Verweildauer der Creme. Auch hier wird eine Aufbrauchsfrist von einem Jahr angegeben. Es kann angenommen werden, dass auch andere Wirkstoffe in die Dimeticon-Creme eingearbeitet werden können. Standardisierte Rezepturformeln und gesicherte Stabilitäts- oder Plausibilitäts­angaben existieren jedoch nicht.

Die früheren Standardrezepturen der DDR beinhalteten die Unguentum Dimeticoni 10% SR. Das enthaltene Dimeticon 200 ist nicht mehr erhältlich, kann aber durch Dimeticon 350 ersetzt werden. Grundlage war anionische hydrophile Creme SR 90, die mit konserviertem Wasser verdünnt wurde. Wird Unguentum Dimeticoni SR verordnet, empfiehlt es sich, die oben genannte NRF-Rezeptur als standardisierte Alternative anzubieten. Soll es dennoch anionische hydrophile Creme SR sein, ist zu beachten, dass diese nach DAC nicht mehr mit Parabenen konserviert wird. Passend zur Cremegrundlage muss daher mit Wasser verdünnt werden, das 0,14% Kaliumsorbat und 0,07% Citronensäure enthält (siehe Kasten „Rezepturformeln mit Silikonen“).

Lipophile Cremes lassen sich mit Dimeticon schlecht herstellen. Der DAC/NRF Rezepturenfinder nennt eine lipophile Harnstoff-Creme mit Dimeticon auf der Basis von Protegin® XN, einer nicht-ionischen W/O-Salbengrundlage, für die es aber keine Stabilitäts- oder Plausibilitätsangaben gibt.

Orale Zubereitungen

Orale Zubereitungen stehen ausreichend als Fertigarzneimittel zur Verfügung. Die NRF-Monografien Dimeticon-Kapseln und -Pulver (ehemals NRF 6.13. und 6.14) wurden daher schon vor Jahren gestrichen.

Die Herstellung einer Entschäumerdispersion ist im Formularium hospitale standardisiert [1]. Die dort beschriebenen Dimeticon-Tropfen 7% enthalten Simethicone Emulsion USP, nach USP eine Mischung aus Simeticon, geeigneten Emulgatoren, Konservierungsmittel, Wasser und gegebenenfalls viskositätserhöhenden Zusätzen. Bei der genannten Entschäumerdispersion wird mit Hypromellose stabilisiert und mit Sorbinsäure konserviert.

Aus Dimeticon 350, hochdispersem Siliciumdioxid, Glycerolmonostearat und Polysorbat 80 könnte eine wasserdispergierbare Simeticon-Stammdispersion hergestellt werden [5]. Einfacher ist es mit der vorgefertigten 30%igen Simeticon-Stammdispersion zu arbeiten, die unter dem Namen Silikon-Antischaumemulsion Silfar® SE 4 erhältlich ist.

Silikone in der Kritik

Trotz (oder gerade wegen?) ihrer weiten Verbreitung sind ­Silikone in Kosmetika in die Kritik geraten. Wegen ihrer Fähigkeit Filme zu bilden, wird ihnen von mancher Seite vorgeworfen, die Haut wie eine Folie abzuschließen. Zwar ist die dadurch bedingte bessere Hautdurchfeuchtung für das bessere Hautbild und die Abmilderung von Fältchen verantwortlich, jedoch lassen viele Silikonöle eine Hautatmung zu. Da Silikone nicht physiologisch sind und keine Nährstoffe enthalten, fördern sie die in der Kosmetik erwünschte endogene Hautregeneration nicht. Ihr sehr angenehmes Haut­gefühl mag zudem einer unbedarften Kosmetikbenutzerin einen besseren Hautzustand vortäuschen als real vorhanden [10]. Sie sind durch Waschen und Reiben schlecht zu entfernen, was zur Anlagerung auf Haut und Haaren führen kann. Die unkritische Verwendung in der Kosmetik ließe sich also diskutieren. Es ist aber fragwürdig, zu pauschalisieren oder kosmetische und medizinische Anwendungen in einen Topf zu werfen. Wägt man je nach Therapieziel Nutzen und Nachteile ab, können gerade die oben kritisierten Eigenschaften wünschenswert sein.

Verarbeitungshinweise für Dimeticon

  • Dimeticon wird in amphiphilen und hydrophilen Cremes rezeptiert.
  • Dimeticon lässt sich gut in O/W-Systemen dispergieren.
  • Dimeticon ist bei Raumtemperatur flüssig und kann ohne Erwärmen verarbeitet werden.
  • Übliche Konzentrationen liegen bei 10 bis 20%.
  • Dimeticon ist hydrophob, mischbar mit unpolaren Lösungsmitteln und Mineralölen, nicht mischbar mit Wasser.
  • Dimeticon ist entflammbar.

Zusammenfassung

Ihre zahlreichen nutzbringenden Eigenschaften machen Silikone zu weit verbreiteten Bestandteilen von Körperpflegeprodukten, Medizinprodukten und Arzneimitteln, in der Rezeptur scheinen sie eine geringere Rolle zu spielen. Die Ph. Eur. monografiert nur Dimeticon und Simeticon, die auch als Rezeptursubstanzen im Handel erhältlich sind. Dimeticon lässt sich problemlos verarbeiten (siehe Kasten „Verarbeitungshinweise für Dimeticon“) und wird vorzugsweise in amphiphilen und hydrophilen Cremes rezeptiert. Mit hydrophiler Dimeticon-Creme 10% NRF 11.34. steht eine standardisierte Rezepturformel zur Verfügung. Durch ein ausreichendes Angebot an Fertigarzneimitteln sind Verordnungen mit Simeticon in niedergelassenen Apotheken dafür wenig wahrscheinlich. |

Literatur

 [1] Herstellungsvorschriften aus Krankenhausapotheken, Formularium Hospitale der ADKA (Hrsg.)., 1. Aufl. inkl. 4. Ergänzungslieferung, Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart 2000

 [2] Allen LV. Compounding with Silikones. In: International Journal of Compounding (2015;19(3):223-230

 [3] Caesar & Loretz GmbH, Hilden, www. caelo.de (Abruf 3. März 2017)

 [4] DAC/NRF Deutscher Arzneimittel Codex incl. Neues Rezeptur-Formularium, Govi-Verlag Pharmazeutischer Verlag GmbH, Eschborn 2016

 [5] Rezepturhinweis „Dimeticon“ (Stand 3. Januar 2011), DAC/NRF Online-Service, www.dac-nrf.de, und Rezepturenfinder (Abruf 2. März 2017)

 [6] Dittrich M, Havertz B, Krastev R. Neue Erkenntnisse zum Wirkmechanismus von Simeticon, Pharm Ztg 2009;154:3872-3877

 [7] Europäisches Arzneibuch 8. Ausgabe, Grundwerk. Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart 2014

 [8] Fahr A. Voigt - Pharmazeutische Technologie. 12. Auflage, Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart 2015

 [9] Fiedler HP. Lexikon der Hilfsstoffe für Pharmazie, Kosmetik und angrenzende Gebiete. 5. Auflage, Editio Cantor Verlag für Medizin und Naturwissenschaften GmbH, Aulendorf 2002

[10] Lautenschläger H. Öle und Fette in kosmetischen Produkten – Natur contra Petrochemie? In: Kosmetische Medizin 2008;2:76-80)

[11] pharma4u Plausi-Forum, www.pharma4u.de (Abruf 2. März 2017)

[12] Raab W, Kindl U et al. Pflegekosmetik, 5. Auflage, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart, 2012

[13] Simethicone Emulsion USP (2014): www.usp.org, (Abruf 3. März 2017)

[14] Wacker Chemie AG, München, www.wacker.com (Abruf 3. März 2017)


Autorin

Apothekerin Jutta Wittmann
von 1983 bis 1987 Pharmaziestudium an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, praktisches Jahr in der pharmazeutischen Industrie und der öffentlichen Apotheke, anschließend als angestellte Apothekerin in öffentlichen Apotheken tätig, seit 2008 Lehrtätigkeit an der PTA-Schule Nürnberg (Galenik und Galenische Übungen)

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