Eigenschaften der Aminoglykoside
Aminoglykoside sind biosynthetisch (Synthese in lebenden Organismen) oder semisynthetisch (modifiziertes biosynthetisches Produkt) gewonnene Antibiotika. Werden sie aus Streptomyces-Arten gewonnen, tragen sie ein "y" in ihrer Namensendung (-ycin); werden sie aus Micromonospora-Arten gewonnen, tragen sie ein "i" in der Namensendung (-icin) (Stahlmann 2005a; Rizzi 2007a). Das semisynthetische Amikacin entzieht sich allerdings dieser Nomenklaturregel (Rizzi 2007a). Zur Gruppe der älteren Aminoglykoside (Kanamycingruppe) gehören Streptomycin, Kanamycin, Spectinomycin, Neomycin und Paromomycin, zur Gruppe der neueren Aminoglykoside (Gentamicingruppe) gehören Gentamicin, Sisomicin, Netilmicin, Tobramycin, Dibekacin und Amikacin (Kroker 2010a).Aminoglykoside sind farblose, basische und sehr gut wasserlösliche (Stahlmann 2005a; Kroker 2010a) polykationische Oligosaccharide mit einem Molekulargewicht von 400 - 500 g/mol (Brown 1991b). Die Grundstruktur der Aminoglykoside besteht aus einem zentralen Hexosekern (2-Desoxystreptamin), welcher glykosidisch mit zwei von Substanz zu Substanz variierenden Aminozuckern verbunden ist (Stahlmann 2005a; Rizzi 2007a). Aminoglykoside tragen freie OH- und NH2-Gruppen: die OH-Gruppen sorgen für die Hydrophilie und die Stabilität in kristalliner Form, sind aber gleichzeitig Angriffspunkte für inaktivierende Enzyme; die NH2-Gruppen haben leicht basische und nukleophile Eigenschaften im neutralen und alkalischen Milieu. Die Erhaltung dieser Eigenschaften ist für die antibakterielle Aktivität der Aminoglykoside entscheidend. In saurem Milieu geht die NH2-Gruppe in eine NH3+-Gruppe über, was die Wirksamkeit reduziert (Stahlmann 2005a).
Eigenschaften Gentamicin
Gentamicin ist ein Antibiotikumkomplex, der aus der Fermentation von Micromonospora purpurea oder Micromonospora echinospora und deren Varianten gewonnen wird (O'Neil 2001a). Das Gemisch besteht aus den drei nahverwandten Hauptkomponenten Gentamicin C1, C1a (auch Gentamicin C3 oder D genannt), und C2, sowie Spuren anderer Gentamicine (u.a. Gentamicin A) (Isoherranen 2000a; O'Neil 2001a). Allen Hauptkomponenten gemeinsam ist das 2-Desoxystreptamin als Kernhexose und der 3-Aminozucker Garosamin (Sande 1995a). Die verschiedenen Komponenten entstehen über Methylierungsvariationen des 2-Amino-Hexoserings (Purpurosamin) (Sande 1995a; Isoherranen 2000a). Die Komponenten haben ähnliche antimikrobielle Eigenschaften, doch variiert ihr Anteil in den verschiedenen pharmazeutischen Gentamicin-Präparaten (Isoherranen 2000a).Gentamicin ist ein amorphes, weisses Pulver (O'Neil 2001a) mit einem Schmelzpunkt bei 102 - 108°C (O'Neil 2001a). Es ist sehr gut wasserlöslich und schlecht fettlöslich (Burrows 1979a); zudem löslich in Pyridin sowie moderat löslich in Methanol, Ethanol und Aceton. Praktisch unlöslich Benzen und halogenierten Kohlenwasserstoffen. In sauren Medien kommt es zu Salzbildung (O'Neil 2001a).
Gentamicin C1
| Summenformel: | C21H43N5O7 |
| Molekulargewicht: | 477,59 g/mol (O'Neil 2001a) |
Gentamicin C1a
| Summenformel: | C19H39N5O7 |
| Molekulargewicht: | 449,54 g/mol (O'Neil 2001a) |
Gentamicin C2
| Summenformel: | C20H41N5O7 |
| Molekulargewicht: | 463,57 g/mol (O'Neil 2001a) |
Gentamicin A
| Summenformel: | C18H36N4O10 |
| Molekulargewicht: | 468,50 g/mol (O'Neil 2001a) |
Gentamicinsulfat
In Arzneimitteln liegt der Wirkstoff in der Regel als Gentamicinsulfat (Komplex aus C1, C1a und C2) vor (O'Neil 2001a; Plumb 2011a). Der Schmelzpunkt liegt bei 218 - 237°C; löslich in Ethylenglykol (Glykol) und Formamid (O'Neil 2001a).| Molekulargewicht: | 461 g/mol (Riviere 1991a) |
Gentamicinhydrochlorid
Der Schmelzpunkt liegt bei 194 - 209°C; frei löslich in Wasser und Methanol, etwas löslich in Ether; praktisch unlöslich in anderen organischen Lösungsmitteln (O'Neil 2001a).| Summenformel: | C21H44ClN5O7 |
Lagerung / Stabilität
Das lösliche Pulver sollte bei 2 - 30°C aufbewahrt werden. Gentamicinsulfat in Injektionslösungen und oralen Lösungen sollte bei Raumtemperatur (15 - 30°C) aufbewahrt werden. Grundsätzlich sollten Tiefkühlen und Temperaturen über 40°C vermieden werden. Es konnte aber gezeigt werden, dass Gentamicinsulfat in Plastikbehältern mit 5%iger Dextrose- bzw. 0.9%iger NaCl-Lösung bei -20°C über 28 Tage stabil bleibt, sogar nach zweimaligem Einfrieren und Auftauen (Marble 1986a). In einer anderen Studie war hoch konzentriertes Gentamicin (60 mg/21,5 ml und 120 mg/23ml) in 10%iger Dextrose-Lösung gekühlt stabil über 30 Tage. Die Lösung blieb klar und farblos, und mindestens 90% der anfänglichen Wirkstoffkonzentration blieben erhalten (Wolff 1994a).Mediziniertes Trinkwasser darf auf keinen Fall in rostigen Behältern gelagert oder darin angeboten werden, da der Wirkstoff inaktiviert werden kann (Plumb 2011a).
Kompatibilität
β-Laktame haben die Eigenschaft, Aminoglykoside in vitro zu inaktivieren. Das Ausmass der Inaktivierung ist dabei abhängig von der Penicillin-Konzentration, der Temperatur und der Zeit (Flournoy 1978a; Henderson 1981b; Glew 1983a). Mischspritzen sollten daher vermieden werden (Tennant 1999a; Plumb 2011a).Gentamicin ist stabil und kompatibel in allen gewöhnlich verwendeten intravenösen Lösungen, sowie mit folgenden Substanzen: Bleomycin-Sulfat, Cefoxitin-Natrium, Cimetidin-Hydrochlorid, Clindamycin-Phosphat, Methicillin-Natrium, Metronidazol, Penicillin G-Natrium, Verapamil-Hydrochlorid (Plumb 2011a). In einer Studie waren 40 mg/ml Gentamicinsulfat bei Raumtemperatur kompatibel mit acht Nährlösungen, welche verschiedene Konzentrationen von Dextrose, Aminosäuren und Fettemulsion enthielten (Bullock 1989a).
Gentamicin ist physikalisch inkompatibel oder nur in spezifischen Situationen kompatibel mit folgenden Stoffen: Amphotericin B, Ampicillin-Natrium, Cephalotin-Natrium (Kroker 1999a; Plumb 2011a), Carbenicillin-Dinatrium, Cefamandol-Naftat, Cephapirin-Natrium, Dopamin-Hydrochlorid, Furosemid, Heparin-Natrium (Plumb 2011a), Chloramphenicol und Oxacillin (Kroker 1999a).
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