Medikamente in Nanokapseln

Mit den neuen Nanokapseln sollen Medikamente noch zielsicherer zum Wirkungsort gebracht werden können. (Bild: Shutterstock)

Medikamente zu entwickeln ist eine schwierige und aufwändige Angelegenheit. Ein grosses Problem ist meist, das Medikament an seinen Wirkort zu befördern. Denn es müssen viele Barrieren wie z.B. unsere Darmschleimhaut überwunden werden. Mit Nanokapseln könnten die Wirkstoffe in Zukunft viel effizienter und zielgerichteter transportiert werden und somit besser wirken.

Krebs ist eine der häufigsten und tödlichsten Krankheiten. Fieberhaft suchen Forscher nach Möglichkeiten, die verschiedenen Krebsarten effektiv zu bekämpfen. Viele der heute verwendeten Medikamente haben ein Problem: Sie greifen nicht nur Krebszellen an, sondern alle schnell wachsenden Zellen. Dazu gehören auch Haarzellen oder die Fingernagel-bildenden Zellen. Viele dieser sogenannten Chemotherapien führen deshalb zu Haarausfall oder dem Verlust der Nägel. Mit Hilfe von Nanotechnologien versuchen Forscher diese Probleme zu vermindern.

Nanotechnologie in der Krebsforschung (Video: Youtube).

Nanokapseln nach dem Zwiebelprinzip

Einerseits arbeiten Forscher deshalb an Medikamenten, die viel gezielter Krebszellen angreifen. Andererseits möchte man, dass die Medikamente nur im Krebsgewebe ihre Wirkung entfalten. Eine Möglichkeit, um das zu erreichen, sind Nanokapseln. Zwar wird daran schon länger geforscht. Aber einen Durchbruch erlangte kürzlich Helmuth Möhwald vom Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung (MPIKG) in Golm bei Potsdam. Er hat den Nanokapseln mit seiner herausragenden Arbeit zu neuem Aufschwung verholfen. Seine Idee ist einfach: Der Wirkstoff wird mit mehreren Schichten überzogen, so dass eine Kapsel mit einer Grösse von 20 nm-20 μm entsteht.

Vielfalt in den Eigenschaften - Vielfalt in der Anwendung

Die ganze Nanokapsel ist, wie eine Zwiebel, nach dem Schichtprinzip aufgebaut. Nach und nach werden Schichten aufgetragen. So lange, bis die Kapsel die gewünschte Grösse besitzt. Durch das Zwiebelprinzip sind die Eigenschaften der Nanokapseln veränderbar, was ihre Anwendung sehr vielfältig macht. Beispielsweise kann die Wandstärke der hohlen Nanokapseln auf Milliardstel Meter genau eingestellt werden. Darüberhinaus ist die chemische Zusammensetzung der Kapselwand flexibel, so dass die Kapselwände über Jahre stabil oder – im Gegenteil – gezielt zersetzbar sein können. Und die Durchlässigkeit für verschiedene Wirkstoffe lässt sich einstellen, so kann der Wirkstoff auf einmal oder nach und nach abgegeben werden. Besonders wichtig ist die Alterungsbeständigkeit der Kapseln. In die Kapseln eingeschlossene Medikamente haben eine erhöhte Haltbarkeit.

Ein weiterer Clou: Die Forscher sind in der Lage, die Nanokapseln so zu modifizieren, dass sie abhängig vom pH-Wert den Inhalt freisetzen. Der pH-Wert – er beschreibt, wie sauer eine wässrige Lösung ist – ist unterschiedlich hoch in unterschiedlichen Geweben und Organen. Der Magen ist zum Beispiel besonders sauer mit einem pH-Wert von 1-2. Diese Eigenschaften machen die Nanokapseln sehr interessant für eine Anwendung in der Krebstherapie. Da nämlich der pH-Wert im Krebsgewebe deutlich anders ist als in gesundem Gewebe, könnten die Nanokapseln spezifisch dort ihren Inhalt frei setzen.

Die Nanokapseln und ihre Eigenschaften werden noch intensiv erforscht. Ihre Wirksamkeit und Sicherheit muss noch in vielen Experimenten und Versuchen bestätigt werden, bis die Kapseln für Medikamente eingesetzt werden können.

Quelle: SimplyScience Redaktion, Bericht über die Forschung von Helmuth Möhwald