Laboratory Techniques Alternative to In Vivo Experiments for Studying the Liberation, Penetration and Fungicidal Action of Topical Antimycotic Agents in the Skin, Including Ciclopiroxolamine
Authors: Dittmar W. , Jovic̀ N. 
Published: July 2010

Summary: Short‐term experiments on excised skin (human, pig) gave the following results:

1. In the tissue activity test with direct inoculation (D‐TAT) commercial preparations of the non‐azole antimycotics ciclopiroxolamine, tolnaftate and naftifine, produced higher inhibitory activity against Trichophyton mentagrophytes (standard strain) in various levels of the horny layer than were produced by the azole antimycotics econazole, miconazole, clotrimazole, oxiconazole and bifonazole.

Fast drying solutions of antimycotics invariably gave higher inhibitory activities than creams.

In the ultrafiltration tissue activity test (UFT‐ TAT) against Candida albicans (2 strains), antimycotic agents ranked in order of effectiveness as follows: ciclopiroxolamine – most of the azole antimycotics – bifonazole and naftifine.

2. In tests of fungicidal activity against T. mentagrophytes (2 strains) and Microsporum gypseum (1 strain) the first step was to inoculate the skin surface. After the horny layer had been penetrated by fungal mycelia, antimycotic agents of documented fungicidal potency, chiefly in the form of creams, were applied to the skin surface and left to act for up to 18 hours. The horny layer and epidermis were then scraped off and the concentration of viable fungi was determined. Ciclopiroxolamine cream and lotion produced by far the greatest diminution in viable fungi; creams containing oxiconazole and naftifine were moderately effective and those containing tioconazole and bifonazole produced a relatively small decrease in viable fungi.

To avoid erroneous results it is important to homogenize and dilute the skin scrapings; if this is not done certain antimycotics will give misleadingly high fungal killing rates. At this early stage the scatter of results is still wide and minor differences in efficacy cannot as yet be detected with certainty.

3. From the results of various comparative tests it is evident that pig skin can be used as a substitute for human skin in the tests listed under 1. and 2. above. This discovery may make a valuable contribution towards limiting the need for experiments on living animals and trials on human beings.

Zusammenfassung: In Kurzzeitversuchen an exzidierter Haut (Mensch, Schwein) wurde gefunden:

1. Im Gewebeaktivitätstest mit direkter Inokulation (D‐GAT) wurde mit Handelspräparaten der Nichtazol‐Antimykotika Ciclopiroxolamin, Tolnaftat und Naftifin in verschiedenen Hornschichtniveaus eine höhere Hemmaktivität gegenüber Trichophyton mentagrophytes (Standard‐Stamm) erzielt als mit solchen der Azol‐Antimykotika Econazol, Miconazol, Clotrimazol, Oxiconazol und Bifonazol.

Rasch trocknende Lösungen von Antimykotika ergaben durchweg höhere Hemmaktivitäten als Cremes.

Im Ultrafiltrations‐Gewebeaktivitätstest (UFT‐GAT) gegenüber Candida albicans (2 Stämme) ergab sich nach erzielter Wirksamkeit die Rangfolge Ciclopiroxolamine – Mehrzahl der Azolantimykotika – Bifonazol und Naftifin.

2. In Fungizidie‐Testen gegenüber T. mentagrophytes (2 Stämme) und Microsporum gypseum (1 Stamm) wurde zunächst die Hautoberfläche inokuliert. Nach Durchdringung der Hornschicht mit Pilzmyzelien wirkten auf die Hautoberfläche bis zu 18 Stunden lang überwiegend Cremes von als fungizid publizierten Antimykotika ein. Während sich in abgeschabter Hornschicht und Epidermis der so bearbeiteten Hautoberflächen mit Ciclopiroxolamin‐Creme und ‐Lotion die weitaus höchste Verminderung lebensfähiger Keime ergab, bewirkten Cremes mit Oxiconazol und Naftifin eine mittlere und solche mit Tioconazol und Bifonazol eine relativ niedrige Keimeliminierung.

Zur Vermeidung von fehlerhaften Ergebuissen mußten Homogenisierung und Verdünnung der Hautschabsel erfolgen, anderenfalls bei mehreren Antimykotika eine zu hohe Keimabtötung vorgetäuscht worden wäre. Wegen der vorerst noch hohen Streuung der Ergebnisse können kleinere Wirksamkeitsunterschiede noch nicht sicher erfaßt werden.

3. Nach dem Ergebnis verschiedener Vergleichstests kann in den Testen zu 1. und 2. Schweinehaut als Ersatz für Haut vom Menschen dienen und dürfte damit wesentlich zur Einschränkung von Versuchen am lebenden Tier und von Prüfungen am Menschen beitragen.