Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Verkorkte Mikroflaschen

nächste Meldung

Retard-Formulierungen, die Pharmaka über einen verlängerten Zeitraum freisetzen, sind noch lange nicht das Ende „intelligenter“ Wirkstoffträger. Moderne Arzneistoffe sollen zielgenau im erkrankten Organ, dem Biorhythmus folgend oder nur bei bestimmten physiologischen Zuständen freigesetzt werden. Ein amerikanisch-koreanisches Team stellt in der Zeitschrift Angewandte Chemie nun „Mikrofläschen“ vor, deren „Korken“ einen Inhaltsstoff erst bei Überschreiten einer definierten Temperatur freisetzen.

Das neue Verfahren ermöglicht es, pharmazeutische Wirkstoffe temperatur-gesteuert gezielt freizusetzen. (c) Wiley-VCH

Unsere Biorhythmen können die Reaktion auf ein Arzneimittel zeitabhängig ändern. Auch bestimmte Beschwerden und Symptome können mit dem Biorhythmus variieren. So gibt es für Betablocker, Chemotherapeutika und Cortisonpräparate inzwischen zeitgesteuerte Einnahmeempfehlungen. Eine „intelligente“ Steuerung der Freisetzung von Pharmaka gemäß den veränderten physiologischen Gegebenheiten ist eine Weiterführung dieses Gedankens.

Insbesondere die Temperatur könnte hierbei als Regler interessant sein. Denn unsere Körpertemperatur ändert sich im Tagesverlauf und als Antwort auf bestimmte physiologische Zustände oder Phasen einer Krankheit. Ein „intelligenter“ Blutdrucksenker etwa könnte freigesetzt werden, wenn Körpertemperatur und Blutdruck aufgrund von Stress steigen. Bei einer Entzündung ist die Temperatur an der erkrankten Stelle meist erhöht, ein Medikament könnte gezielt in erhitzten Bereichen freigesetzt werden. Oder die erkrankte Körperstelle, z.B. ein Tumor, könnte lokal erwärmt und Chemotherapeutika dann nur hier freigesetzt werden und so weniger Nebenwirkungen verursachen.

Bisherige Ansätze für temperaturgesteuerte Mikrogefäße litten allerdings entweder an einer zu langsamen Beladung der Kapseln, zu geringer Fracht oder einer vorzeitigen Freisetzung des Wirkstoffs. Younan Xia und ein Team vom Georgia Institute of Technology, der Emory University in Atlanta (USA) sowie der Yonsei University in Seoul (Korea) haben jetzt eine neue Art von verkorkten „Mikrofläschchen“ für Arzneistoffe entwickelt, die bei einer definierten Temperatur schmelzen und den Inhalt freigegeben.

Zur Herstellung der Käpselchen betten die Forscher die untere Hälfte von Polystyrolkügelchen in einen dünnen Polymerfilm ein und tränken sie mit einer Toluol-Wasser-Mischung. Da sich Toluol und Wasser nicht gut mischen, diffundiert Toluol in die Kügelchen hinein. Anschließend werden die Kügelchen schockgefroren und gefriergetrocknet. Das Toluol wird herausgezogen und tritt an der Oberseite der Kügelchen aus, wo es eine Öffnung und einen Hohlraum hinterlässt. Nun können die Gefäße rasch und einfach befüllt werden.

Zum Verkorken wird ein Film des Kork-Materials auf einen Träger gezogen und auf die Unterlage mit den Gefäßen gedrückt. Ethanol-Dampf bringt das Korkmaterial dazu, im Bereich der Gefäße zusammenzufließen und diese hermetisch zu verschließen. Über das Mischungsverhältnis des Korkmaterials, Tetradecanol und Laurinsäure, lassen sich Schmelztemperaturen im physiologisch interessanten Bereich einstellen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 35/2013

Autor: Younan Xia, Georgia Institute of Technology and Emory University, Atlanta (USA), http://www.chemistry.gatech.edu/people/Xia/Younan

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201305006

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de

nächste Meldung

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...