Forskere afslører, hvorfor non-containere til medicinafgivelse ofte fejler

Nanokapsler og andre beholdere kan transportere lægemidler gennem en patients krop direkte til sygdommens oprindelse og frigive dem der på en kontrolleret måde. Sådanne sofistikerede systemer bruges lejlighedsvis i cancerterapi. Fordi de arbejder meget specifikt, de har færre bivirkninger end lægemidler, der er fordelt i hele organismen.

Denne metode er kendt i videnskaben som drug delivery. Kemiprofessor Ann-Christin Pöppler fra Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg i Bayern, Tyskland, er overbevist om, at denne metode stadig har et stort udviklingspotentiale. Hun analyserer de molekylære kapsler, der omslutter lægemidler som en beholder og transporterer dem til virkningsstedet:"Min gruppe ønsker at forstå så detaljeret som muligt, hvordan beholdermolekylerne og de aktive stoffer arrangeres, og hvilke egenskaber resultatet heraf, " hun siger.

Polymere miceller som forskningsobjekter

Juniorprofessoren undersøger hovedsageligt polymere miceller. Disse består af mange kæder af molekyler, som samles til sfæriske strukturer. Sådanne miceller er allerede på markedet som lægemiddelbeholdere. De bruges i kræftbehandlinger såvel som i kosmetiske produkter som f.eks. makeupfjerner. Når de kommer i kontakt med fedtopløselige stoffer, de arrangerer sig på deres overflade og omgiver dem til sidst som et hårlag. Dette danner en beholder med en "vand-elskende" ydre skal og en "fedt-elskende" kerne.

"Lidt er kendt om den molekylære oprindelse af egenskaberne af disse strukturer, " siger Pöppler. I det videnskabelige tidsskrift Angewandte Chemie , forskeren og medforfatterne fra JMU beskrev for nylig en effekt, der er vigtig for udformningen af ​​fremtidige lægemiddelleveringssystemer:Hvis stigende mængder af aktive ingredienser pakkes ind i de polymere miceller, deres opløsning lider - frigivelsen af ​​de aktive ingredienser bliver da stadig sværere.

Aktive ingredienser limer micellerne sammen

Würzburg-forskerholdet fandt årsagen til den faldende opløselighed gennem en række forskellige eksperimenter:Efterhånden som beholderen bliver fyldt mere og mere, de aktive stoffer sætter sig ikke længere udelukkende i kernen, men også på beholderens overflade. Der kan de nærmest lime de enkelte micellehår sammen. Disse molekylære interaktioner reducerer opløseligheden af ​​hele strukturen.

Næste, holdet håber at finde ud af, om opløsningen af ​​beholderen kan forbedres ved strukturelle ændringer af micellerne. Et af målene med lægemiddellevering er at sikre, at en beholder absorberer så meget aktivt stof som muligt og opløses så godt som muligt i kroppen.

Polymerkemi og farmaci involveret

Ann-Christin Pöppler samarbejdede med to andre JMU-grupper i dette arbejde. De polymere miceller blev produceret af Robert Luxenhofer, Professor i polymerfunktionelle materialer. Opløsningstestene blev udført i teamet af professor Lorenz Meinel, der leder formanden for farmaceutisk teknologi og biofysik.

De anvendte polymere miceller var forbindelser fra stofklasserne poly(2-oxazoliner) og poly(2-oxazin)er. Curcumin blev brugt som model for et aktivt stof, fordi denne ingrediens af gurkemeje, en krydderplante, er meget let at visualisere spektroskopisk. Strukturerne af beholderne fyldt med forskellige mængder curcumin blev bestemt ved faststof-NMR-spektroskopi og andre analytiske metoder.