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Alternative "Tarnkappe" für Arzneimittel

Eine neue Publikation in der Fachzeitschrift "Macromolecules" entstand aus einer erfolgreichen Kooperation zwischen dem Institut für Organische und Makromolekulare Chemie (IOMC) und dem Otto-Schott Institut für Materialforschung (OSIM).
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Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

Meldung vom: 28. April 2020, 14:58 Uhr | Zur Original-Meldung

Ein stetiges Problem bei Arzneimitteltherapien mit nicht wasserlöslichen Wirkstoffen ist ihre geringe Bioverfügbarkeit - das heißt, dass nur ein kleiner Prozentsatz der Medikamentendosis auch wirklich längere Zeit im Körper zirkuliert. Ein verbreiteter Ansatz, um dieses Problem zu lösen, ist die Einkapselung dieser Wirkstoffe in bioabbaubare hydrophobe Polymere, z. B. in Poly(ester amid)e (PEA), welche wie ein Transportmittel für den Wirkstoff funktionieren. Zusätzlich können die Blutzirkulationszeiten noch durch sogenannte „Stealth“-Polymere optimiert werden, die wie Tarnkappen wirken und das Transportmittel vor dem Immunsystem „verstecken“.

Bisheriger Goldstandard für diese "Tarnkappen" war der Kunststoff Poly(ethylen glykol), der aber drastischen Nachteile mit sich bringt. Die Synthese und die umfassende Charakterisierung von Alternativen hierzu wurde im Rahmen des Sonderforschungsbereiches PolyTarget (SFB 1278) für potenzielle Anwendungen beim Wirkstofftransport untersucht. Das Resultat sind auf Poly(2-Ethyl-2-Oxazolin) (PEtOx) sowie natürlichen Aminosäuren und Glykolsäure basierte, amphiphile PEtOx‑b‑PEA Block-Copolymere. 

Die Außenhülle des Wirkstoffpartikels muss aus PEtOx Ketten bestehen, um von dessen „Stealth“ Verhalten zu profitieren. Deshalb muss in wässriger Dispersion eine Phasentrennung der einzelnen Blöcke erfolgen. Molekulardynamische Simulation sowie thermale Analysen des Materials wiesen auf eine Mischbarkeit der individuellen Blöcke im festen Zustand hin, wohingegen Kryo-Tranmissions-Elektronenmikroskopie der wässrigen Dispersionen die Bildung von Vesikeln zeigte. Diese Vesikel können nur dann auftreten, wenn sich die Blöcke entmischen, wodurch eine PEtOx Hülle entsteht. Mit diesen Eigenschaften könnten sich die Materialien als Wirkstofftransportsystem eignen.

In zukünftigen Studien wollen sich die Forscherinnen und Forscher des SFB nun mit der Bioabbaubarkeit sowie mit der Einkapselung von hydrophoben Wirkstoffen befassen.

Den kompletten Artikel mit dem Titel "Block Copolymers Composed of PEtOx and Polyesteramides Based on Glycolic Acid, l-Valine, and l-Isoleucine" finden Sie hier

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