Polymethylsiloxanpolyhydrat

Polymethylsiloxan-Polyhydrat bzw. Polymethylsiloxan-Hydrogel ist eine polymere siliciumorganische Verbindung. Die Substanz wird als Paste bzw. Suspension in einigen Ländern für die gesundheitsbezogene Verwendung angeboten.

Geschichte

Ursprünglich wurde PMS-Polyhydrat von I. Slinjakowa und I. Samodumowa in den 1970–1980er Jahren im Pissarjewskij Institut der physischen Chemie (Kiew, UdSSR) entwickelt, der seit 1960 theoretische Grundlagen für die Herstellung von Sorbentien erforschte, die eine einstellbare poröse Struktur hätten sowie vorgegebene chemisch-physikalische Eigenschaften. Auch wurden siliciumorganische Sorbenten synthetisiert – poröse Polyorganosiloxanpolymere.

Die Verwendung der Substanz wurde in Zusammenarbeit mit dem medizinischen Dienst des Krasnoznamenskij Kyjiwer Militärbezirks erforscht (Oberstarzt Professor F. Nowikow, Oberstarzt N. Bezljuda). Seitdem wurden viele klinische Forschungen durchgeführt. Die Autoren einer 2022 abgeschlossenen und vom Hersteller finanzierten Studie aus Großbritannien (RELIEVE IBS-D) kamen zum Schluss, dass PMS-Polyhydrat sicher und wirksam bei Reizdarmsyndrom sei und eine Alternative zu den begrenzten derzeitigen Behandlungsmöglichkeiten darstelle.

Das Produkt wurde in der GUS als Arzneimittel zugelassen (registriert); hingegen wird Polymethylsiloxanpolyhydrat in der Europäischen Union, Serbien und Neuseeland als Medizinprodukt verkauft, da es seine Wirkung auf rein physikalischem Weg erlangt. In der EU gilt es als Medizinprodukt der Klasse IIa. PMS-Polyhydrat ist in rund 40 Ländern unter dem Handelsnamen Enterosgel verbreitet.

Synthese

Monomer [(CH₃SiO_1,5 ∙ n H₂O)] von PMS-Polyhydrat

PMS-Polyhydrat entsteht durch unvollständige Polykondensation unter Wasserabspaltung aus Methylsilantriol. Dabei bilden sich Nanopartikel mit einer netzartigen, porösen Gelstruktur. Durch die feine Korngröße der primär gebildeten Nanopartikel besitzt PMS-Polyhydrat eine große spezifische Oberfläche von bis zu 300 m²/g, so dass es, ähnlich wie Aktivkohle oder Tonminerale, als Adsorptionsmittel fungiert. Da die Polykondensation unvollständig ist, enthält das Reaktionsprodukt freie Silanol-Gruppen, die seinen hydrophilen Charakter ausmachen. Aufgrund der enthaltenen Methylgruppen hat das Polymer andererseits auch lipophile Eigenschaften. PMS-Polyhydrat erscheint als homogene pastöse weiße oder fast weiße geruchlose Masse.

Bei Erhitzung entsteht ein hochgradig quervernetztes, hydrophobes PMS-Xerogel, das keine Silanol-Gruppen mehr enthält, weitgehend wasserfrei ist und weniger gute Sorptionseigenschaften hat.

Eigenschaften

Gegenüber den höher bzw. vollständig polykondensierten Formen ist Polymethylsiloxan-Polyhydrat (PMS-Polyhydrat) deutlich hydrophiler und zeichnet sich durch einen erheblichen Wassergehalt aus.

Im Vergleich zu Aktivkohle besitzt PMS-Polyhydrat gegenüber nieder- bis mittelmolekularen Stoffen mit einer molaren Masse bis etwa 1500 Dalton eine geringere, gegenüber Stoffen mit größerer molarer Masse (z. B. Bilirubin und Eiweißabbauprodukten) hingegen eine deutlich höhere Sorptionskapazität. Die Sorption erfolgt außer durch Adsorption an der Oberfläche der Nanopartikel ferner durch Einschluss in die Poren der Gelmatrix.

In einem in-vitro-Experiment schränkte PMS-Polyhydrat den Ausstoß vom Staphylokokken-Enterotoxin ein und hemmte das Wachstum von Staphylococcus aureus.

PMS-Polyhydrat wird im Magen-Darm-Trakt nicht resorbiert, sondern innerhalb von etwa 12 Stunden vollständig mit dem Stuhl ausgeschieden.

Verwendung

PMS-Polyhydrat (C_PMS ≈ 10 % w/w) wird in Wasser suspendiert als sogenanntes „Enterosorbent“ verwendet. Der Anwendung liegt die Vorstellung zugrunde, dass im Verdauungstrakt, genauer im Darm (griech. ἔντερον, enteron), toxische Stoffe wie beispielsweise pathogene Bakterien und Endotoxine sorbiert würden. Endotoxine sind Stoffwechselprodukte gramnegativer Bakterien und stellen chemisch gesehen Lipopolysaccharide (LPS) dar. Man erhofft sich eine günstige Auswirkung auf die Darmflora. Abbauprodukte aus Blutbestandteilen (Bilirubin), die über die Galle in den Darm gelangen, sowie Proteinabbauprodukte soll PMS-Polyhydrat ebenfalls aufnehmen. Der Begriff Enterosorption wurde 1982 für die Methode der „Entgiftung“ durch enterale Sorption geprägt. Die Anwendung von Enterosorbenzien ist in Russland weit verbreitet.

Laut Packungsbeilage umfassen in Russland die zugelassenen Anwendungsgebiete von Enterosgel die Verwendung:

• Bei Erwachsenen und Kindern als Entgiftungsmittel, beispielsweise bei akuten und chronischen Intoxikationen verschiedener Herkunft und Nahrungsmittel- und Arzneimittelallergien.
• Bei Arbeitern mit entsprechenden Arbeitsumfeld zur Vorbeugung berufsbedingter Intoxikation mit verschiedensten Chemikalien.

Tiermedizin

Die Anwendung zur Vorbereitung einer Ultraschalluntersuchung bei Katzen ist in der Literatur beschrieben.

Handelsnamen

Enterosgel, EnteroZoo

Einzelnachweise

1. Slinyakova I., Denisova T.: Silicone adsorbents: Preparation, properties, application. Naukova Dumka, Kyiv 1988 (ukrainisch: Kremniyorganicheskiye adsorbenty: polucheniye, svoystva, primeneniye.). 
2. Natalia I. Yashina, Elena P. Plygan, Vladimir G. Semenov, Alexandr M. Martynenko, Oksana V. Glushchenko: Sol-Gel Technology of the Mesoporous Methylsilicic Acid Hydrogel: Medicine Aspects of Globular Porous Organosilicon Materials Application. Hrsg.: Plinio, Yuriy L. Zub. Sol-Gel Methods for Materials Processing Focusing on Materials for Pollution Control, Water Purification, and Soil Remediation Auflage. Springer, Netherlands 2007, ISBN 978-1-4020-8514-7, S. 481–488, doi:10.1007/978-1-4020-8514-7_46 (englisch). 
3. Carol Angela Howell, Anu Kemppinen, Victoria Allgar, Matthew Dodd, Charles H. Knowles, John McLaughlin, Preeti Pandya, Peter Whorwell, Elena Markaryan, Yan Yiannakou: Double-blinded randomised placebo controlled trial of enterosgel (polymethylsiloxane polyhydrate) for the treatment of IBS with diarrhoea (IBS-D). In: Gut. Band 71, Nr. 12, Dezember 2022, S. 2430–2438, doi:10.1136/gutjnl-2022-327293, PMID 35760493, PMC 9664110 (freier Volltext). 
4. Bystroň J.: Enterosorbent ENTEROSGEL v komplexní léčbě atopického ekzému. In: Dermatologie pro praxi. 4. Auflage. Nr. 12, 2018. 
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6. Patent EP2116564B1: Adsorbent and a method for the production thereof.‌
7. V.M. Gun'ko, V.V. Turov, V.I. Zarko, E.V. Goncharuk, I.I. Gerashchenko, A.A. Turova, I.F. Mironyuk, R. Leboda, J. Skubiszewska-Zięba, W. Janusz: Comparative characterization of polymethylsiloxane hydrogel and silylated fumed silica and silica gel. In: Journal of Colloid and Interface Science. Band 308, Nr. 1, April 2007, S. 142–156, doi:10.1016/j.jcis.2006.12.053. 
8. Giordano C.: Sorbents and Their Clinics Applications. Academic Press, 1980, ISBN 978-5-11-000266-3. 
9. V.G Nikolaev: Enterosgel. Kharkov 2010, ISBN 978-966-425-009-9, S. 39 (englisch). 
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11. A.V. Grigoryev, V.M. Znamensky, L.G. Bondarenko, L.G. Kupchinskiy, I.M. Samodumova: Adhesion of pathogenic microflora on siliconorganic sorbents. Hrsg.: S.V. Prozorovskiy. Immunobiologicals of the new generation and methods of their control Auflage. N.F. Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology (USSR Academy of medical sciences), Kiev State Institute of medical education improvement., Moscow 1988, S. 114–120 (russisch). 
12. Volodimir G. Nikolaev: Enterosgel: A Novel Organosilicon Enterosorbent with a Wide Range of Med. Application. Hrsg.: S. Mikhalovsky, A. Khajibaev. Biodefence (NATO Science for Peace and Security Series A Chemistry and Biology), Adv. Matherial and Methods for healths protection Auflage. Springer, Netherlands 2011, ISBN 978-94-007-0219-6, S. 199–221 (englisch). 
13. V.G. Nikolaev, V. Strelko, JYu. Korovin: Sorption methods of detoxification and immunocorection in medicine. Theoretical basis and practical use of method of enterosorption Auflage. Kharkov 1982, S. 112–114 (russisch). 
14. V.N. Panfilova, T.E. Taranushenko: Application of Enterosorbents in Clinical Practice. In: Pediatricheskaya farmakologiya - Pediatric pharmacology. 2012; 9 (6): 34–39.
15. Enterosgel im russischen Vidal, abgerufen am 11. April 2023.
16. Kravchenko S., Bobrova S.: Ultrasound changes in acute and chronical diseases in domestic cats. In: Вісник Полтавської державної аграрної академії. Nr. 1, 2018, S. 138–142, doi:10.31210/visnyk2018.01.27. 

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