Nanopartikel: Trojanische Pferde für Arzneistoffe

Die große Herausforderung im Bereich medizinischer Innovationen ist so klein, dass sie mit bloßem Auge nicht wahrgenommen werden kann.  Nanotechnologie – vielversprechend und zukunftsweisend, um u. a. Medikamente mithilfe von Drug-Delivery-Systemen im Körper genau an den gewünschten Ort zu bringen. Auch Chitosan bildet Nano-Partikel.  Die Heppe Medical Chitosan GmbH forscht derzeit an optimierten Herstellungsverfahren. Welche Vorteile bringt diese Methode?

Betrachtet man die Zahl der Veröffentlichungen in denen von Nanopartikeln geschrieben wird, wird deutlich, dass das Thema Nanotechnologie von höchstem Interesse ist. Waren es im Jahr 2000 in der Bio- und Medizinbranche gerade einmal 380 Veröffentlichungen in denen Größen im Nano-Bereich eine Rolle gespielt haben*, so wurden im letzten Jahr mehr als 25-mal so viele publiziert. Dieser Trend setzt sich fort, bis August sind bereits 7343 neue Artikel, in denen Nano-Technologie von Bedeutung ist, in Fachjournalen erschienen.

Einsatzgebiete

Der bedeutendste Vorzug von Nano-Partikeln in der Medizin ist ihre Größe.  
Nano-Partikel sind so klein, dass sie im Gegensatz zu bisherigen konventionellen Methoden der Verabreichung von Medizin, nahezu ungehindert in alle Bereiche des Körpers eindringen und dort die Wirkstoffe freisetzen bzw. sich anlagern können. Nano-Strukturen in der Medizin sind kleiner als ein Mikrometer (10-6m). Die Anwendungsgebiete werden durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung erweitert. Nach heutigem Kenntnisstand erstrecken sich die Anwendungsmöglichkeiten nicht nur auf Drug-Delivery-Systeme, sondern auch auf folgende Felder:

• Zielgerichteter Transport von Arzneistoffen (Drug Targeting und Drug Delivery)
• Therapieverfahren mittels Nano-Strukturen
• In-vivo- sowie In-vitro-Diagnostik und
• Der Einsatz in Implantaten.

Vorteile

Aus dem Fakt, dass die Wirkstoffe in einer bestimmten Dosierung an einen definierten Einsatzort transportiert werden können, ergeben sich die folgenden Vorteile:

1. Die Wirkstoffe kommen genau da zum Einsatz, wo sie benötigt werden. Gesundes Gewebe wird also nicht bzw. deutlich weniger von den Wirkstoffen belastet.
2. Übermedikation aufgrund unspezifischer Darreichungsformen können vermieden werden und so zum Teil schwerwiegende Nebenwirkungen vermindert.
3. Um mindestens gleichbleibende Ergebnisse zu erzielen, kann die Konzentration der Wirkstoffe verringert werden.

Bedenken gegenüber Nano-Partikeln

Nano-Partikel bieten im medizinischen Bereich ein unglaubliches Potential. Dieses birgt allerdings auch Risiken. Anders als beim Chitosan, welches vom Körper abgebaut wird, besteht bei anderen Nano-Partikeln die Möglichkeit, dass sie sich im Körper von Mensch und Tier, in Pflanzen und im Boden anreichern und dort eventuell auch negative Konsequenzen nach sich ziehen können. Deshalb rät das Umweltbundesamt, mit dem Einsatz von Nano-Partikeln zu warten, bis seitens der Wissenschaft genauere Ergebnisse über mögliche Nebenwirkungen vorliegen. Allgemeingültige Aussagen sind nicht möglich, da die Nano-Partikel aus unterschiedlichsten Materialien gewonnen werden können.

Mit dem Einsatz von bioabbaubaren Partikeln kann diese Gefahr umgangen werden. Chitosan wird vom menschlichen Körper als körpereigen erkannt und rückstandslos abgebaut.

Drug-Targeting und Chitosan-Nano-Partikel

Man unterscheidet beim Drug Targeting zwischen verschiedenen Trägersystemen. Ein Trägersystem ist das der Nano-Partikel. Es wird als festes Trägersystem verstanden, da Nano-Partikel über eine feste Partikelmatrix verfügen.
Chitosan bildet ebenfalls Nano-Partikel. Chitosan-Nano-Partikeln können Arzneistoffe an ihrer Oberfläche binden. Nach der Überwindung bestimmter Schranken, geben sie dann die Wirkstoffe frei. Da Chitosan biokompatibel ist, eignet es sich besonders für human- und veterinärmedizinische Zwecke. Bisher wurden die Einsatzmöglichkeiten von Chitosan als Trägerstoff u. a. in folgenden Gebieten untersucht:

• zur gezielten Bekämpfung von Krebszellen,
• als Träger von Insulin, das über die Nasenschleimhäute aufgenommen werden soll,
• als Übermittler von Impfungen oder
• als Trägerstoff für Gene, Lipide oder Proteine.

HMC⁺ und Chitosan-Nano-Partikel

Die Experten der Heppe Medical Chitosan GmbH haben eigene Forschung mit Chitosan-Nano-Partikeln betrieben und sich so von den enormen Fähigkeiten des winzigsten Chitosans selbst überzeugen können.

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Quellen

• Müller, R. S./Langer, K.: Nanopartikel bringen Arzneistoffe sicher ans Ziel. In: Pharmazeutische Zeitung, 4, 2009.
• www.wikipedial.de (Nanopartikel)

*Die Daten wurden mithilfe von www.gopubmed.org ermittelt: Suchbegriff: nanoparticles or nano or nanoparticle