Robert Klatt
Kapseln mit Nanopartikeln können im Körper zu festgelegten Zeiten Medikamente freisetzen. Es kann dadurch verhindert werden, dass Patienten bei medikamentösen Langzeittherapien die Einnahme vergessen. Verabreicht werden können die nicht giftigen, biologisch abbaubaren Kapseln direkt in die Blutbahn mit einer Standardspritze.
Rice University (U.S.A.). Um eine optimale Wirkung zu erzielen, müssen viele Medikamente regelmäßig von den Patienten eingenommen werden. Ärzte schätzen jedoch, dass diese bei etwa der Hälfte der medikamentösen Langzeittherapien unregelmäßig eingenommen werden. Allein in den U.S.A. kommt es dadurch laut wissenschaftlichen Schätzungen jährlich zu etwa 100.000 Todesfällen und Kosten für das Gesundheitssystem in Höhe von 100 bis 300 Milliarden Dollar.
Wissenschaftler der Rice University haben nun eine Lösung für das Problem vorgestellt. Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Advanced Materials nutzen sie Kapseln mit Nanopartikeln, die im Körper zu festgelegten Zeiten Wirkstoffe freisetzen. Es ist somit nicht mehr möglich, dass Patienten die Einnahme ihrer Medikamente vergessen.
In der Medizin ist die Nutzung von Nanopartikeln zur Verabreichung von Medikamenten nicht neu. Die Forscher der Rice University haben mithilfe von Lithografie und 3D-Druck-Technologie jedoch erstmals nichtgiftige, biologisch abbaubare Kapseln aus PLGA, einem biologisch kompatiblen Polymer, produziert, die mit einer herkömmlichen Spritze in die Blutbahn injiziert werden können. Das System trägt den Namen „Particles Uniformly Liquified and Sealed to Encapsulate Drugs“ (PULSED).
Zudem entwickelten die Forscher Methoden, um in den PLGA-Kapseln unterschiedliche Wirkstoffe zu lagern. Unterschiedliche Zusammensetzung der Kapseln beeinflussen, mit welcher Geschwindigkeit das Medikament im Körper freigesetzt wird. Eine Kapsel kann den enthaltenen Wirkstoff in einem Zeitraum von zehn Tagen und fünf Wochen abgeben. Dabei achteten die Wissenschaftler laut Kevin McHugh primär darauf, dass die Wirkstoffe gleichmäßig freigesetzt werden.
„Das übliche Muster ist, dass ein Großteil des Medikaments schon am ersten Tag freigesetzt wird. Und am 10. Tag bekommt man dann vielleicht zehnmal weniger als am ersten Tag. In den meisten Fällen ist das wirklich problematisch, entweder weil die Dosis am ersten Tag einen in die Nähe der Toxizität bringt oder weil die 10-fache - oder sogar die vier- oder fünffache - Dosis zu späteren Zeitpunkten nicht mehr ausreicht, um wirksam zu sein.“
Die Wissenschaftler erklären außerdem, dass die PLGA-Kapseln eine lokale Behandlung ermöglichen. Nach der Injektion verbleiben die Kapseln in einer bestimmten Körperregionen, in der die Wirkstoffe dann fokussiert freigesetzt werden. Dies soll die Nebenwirkungen reduzieren.
„Bei toxischen Krebs-Chemotherapien möchte man das Gift am liebsten im Tumor und nicht im restlichen Körper konzentrieren. Unsere Mikropartikel bleiben dort, wo man sie hinbringt. Die Idee ist, die Chemotherapie wirksamer zu machen und ihre Nebenwirkungen zu verringern, indem eine verlängerte, konzentrierte Dosis der Medikamente genau dort verabreicht wird, wo sie benötigt wird.“
Advanced Materials, doi: 10.1002/adma.202300228
