Photolytische Behandlung von Levetiracetam und Pregabalin: Abbaubarkeit und Kinetik der Muttersubstanzen und deren Phototransformationsprodukte - Jens Robertson (2015)
Arzneimittelrückstände gelangen über verschiede Pfade in das Ökosystem und nicht alle davon sind biologisch abbaubar. Diese reichern sich in der Umwelt an und können in geringen Konzentrationen einen Einfluss auf Lebewesen haben. Ziel dieser Arbeit ist die Anwendbarkeit des Verfahrens zur photolytischen Behandlung von Antiepileptika Levetiracetam (LEV) und Pregabalin (PB) durch den Einsatz von UV-Strahlung zu testen. Für die Abbauexperimente werden die Arzneimittel-Präparate Keppra® (LEV) und Lyrica® (PB) eingesetzt. Hierfür werden 100 mg/L des Wirkstoffes in Millipore-Wasser gelöst und zwei Stunden mit UV-Licht behandelt. Die Bestimmung der Primärelimination erfolgt mit der HPLC und der HPLC-MS. Die Ergebnisse der Primärelimination zeigen eine kontinuierliche Abnahme der Konzentration der beiden Wirkstoffe ab 8 min mittels UV-Behandlung. Dabei werden Primärelimination von 59,8 ± 7,9 % (LEV) und von 60,3 ± 15,3 % (PB) erreicht. Beide Wirkstoffe werden kaum mineralisiert. Dies zeigt die Non Purgeable Organic Carbon (NPOC)-Bestimmung von 4,6 ± 1,9 % (LEV) und die Dissolved Organic Carbon (DOC)-Bestimmung von 5,4 ± 2,1 % (PB). Die anschließende kinetische Untersuchung der Abbauexperimente mit der HPLC-MS beweist die Bildung von Transformationsprodukten (TP). In beiden Experimenten entstehen instabile TP, die sich im Verlauf der Photolyse abbauen. Bei LEV entstehen 35 TP, von diesen sind 51,4 % polarer als die Muttersubstanz. Mit der HPLC-MS können Addukte mit Natrium nachgewiesen werden. Bei der Behandlung von LEV mit UV-Licht entstehen 12 TP, die für die toxikologische Untersuchung relevant sind. Bei PB entstehen 16 potenzielle TP, von denen 43,8 % polarer als die Muttersubstanz sind. Bei PB kann im Vergleich zu LEV eine deutliche Zunahme des Molekülgewichtes nachgewiesen werden. Bei den kinetischen Untersuchungen können TP der Begleitsubstanz Lactose-Monohydrat zugeordnet werden. Für die Bewertung der Mineralisierung von PB wird ein unabhängiges Abbauexperiment mit Lactose-Monohydrat durchgeführt. Die voneinander unabhängig durchgeführten Abbauversuche belegen ein stabiles Eliminationsverfahren des Wirkstoffes LEV und PB. Für eine abschließende Beurteilung werden toxikologische Untersuchungen der TP gefordert sowie weitere Studien unter realen Umweltbedingungen empfohlen. Darüber hinaus muss eine Strukturaufklärung der TP erfolgen.