Calciumcarbonat skabeloner til lægemiddellevering

(Phys.org) -- Den hurtige og målrettede levering af lægemidler til en sygdoms fokus kan snart blive lettere. Helmuth Möhwald og hans kolleger fra Max Planck Institute of Colloids and Interfaces i Golm, Potsdam, har udviklet en simpel teknik til fremstilling af lægemiddelbeholdere, som kan kanaliseres til et udvalgt mål i kroppen. Forskerne bruger porøse calciumcarbonat-mikrosfærer som skabeloner til fremstilling af hule tredimensionelle kugler. Disse kan absorbere medicinsk effektive stoffer og tillade signalmolekyler at blive knyttet til deres overflade, ved hjælp af hvilken kuglerne så kan finde vej til det syge væv.

Kemoterapi er et succesfuldt våben i kampen mod kræft; imidlertid, det udgør et stort problem:de giftige stoffer hæmmer ikke kun væksten af ​​tumorcellerne, de skader også sundt væv. Læger står ofte over for denne situation i deres brug af stoffer. Mikrosfærer eller nanosfærer, der leverer lægemidler til målrettede områder af kroppen og kun frigiver dem der, kunne hjælpe med at overvinde dette problem. Metoden udviklet af forskerne ved Max Planck Institute of Colloids and Interfaces gør det muligt at fremstille sådanne kugler i en bred vifte af størrelser og udstyre dem med forskellige funktioner.

Forskerne starter med at udvælge calciumcarbonat-skabelonerne i den størrelse, som deres lægemiddelbeholdere skal være i slutningen af ​​processen. Disse CaCO3-partikler kan fremstilles i præcist definerede størrelser fra nogle få hundrede nanometer til flere mikrometer. Forskerne fylder derefter porerne i calciumcarbonatkuglerne med nanopartikler og, hvis nødvendigt, med medicinske stoffer. Nanopartiklerne kan således udvise forskellige egenskaber. De kan, for eksempel, bestå af et materiale, der nedbrydes af lys eller visse stoffer og derfor fungerer som åbnere for lægemiddelvehiklen.

De Potsdam-baserede forskere omgiver derefter de fyldte CaCO3-sfærer med et væv bestående af lange proteinkæder – alternativt, de kan også bruge polymertråde til dette formål. Det næste trin involverer opløsning af CaCO3-skabelonen ved hjælp af en syre. Nanopartiklerne arrangerer sig derefter i en porøs kugle, der er indkapslet i proteinvævet. "Vi kan meget nemt kombinere stoffer til en multifunktionel enhed og skræddersy deres kemiske og fysiske egenskaber til den ønskede funktion, ” siger Möhwald.

Proteinvævet dækker ikke kun den hule kugle, det gør det også biokompatibelt og kan indeholde biokemiske signalstoffer, der sender sfærerne direkte til deres mål i kroppen.

Forskere bruger også andre metoder til fremstilling af mikro- og nanocontainere, der kunne være egnede til medicinafgivelse. For eksempel, de får molekyler og nanopartikler til at klynge sig sammen for at danne sådanne strukturer ved hjælp af en "bottom-up" tilgang. "Men vores proces er nemmere at kontrollere, hurtigere at implementere og mere omkostningseffektive end de andre teknikker, der er udviklet indtil nu, ” siger Helmuth Möhwald.

Max Planck-forskeren og hans kolleger i Potsdam har opnået et vigtigt skridt i at gøre det muligt at afgive lægemidler på en målrettet måde til sygdomsfokus i kroppen. Efter Helmuth Möhwalds opfattelse, dette opfylder grundforskningens opgave på dette område:"Hvorvidt industrien vil tage metoden i brug og udvikle den videre til anvendelsesmodenhed, er fortsat et åbent spørgsmål."