Sie sind kaum dicker als ein Haar \u2013 und k\u00f6nnten die Wirksamkeit von Inhalationsmedikamenten entscheidend verbessern: Tr\u00e4gerpartikel in Pulverinhalatoren transportieren den Wirkstoff und sorgen daf\u00fcr, dass er effizient in die Lunge eingeatmet werden kann. Wie gut das gelingt, h\u00e4ngt stark von der Form des Tr\u00e4gers ab.<\/p>\n
Ein Team um Professorin Regina Scherlie\u00df von der Christian-Albrechts-Universit\u00e4t zu Kiel (CAU) hat nun erstmals winzige Tr\u00e4gerpartikel mit definierter Geometrie hergestellt und damit den Einfluss der Geometrie im Inhalationsvorgang untersucht\u2013 mithilfe eines hochpr\u00e4zisen 3D-Druckverfahrens. Die Studie erschien in Communications Materials. Das Ergebnis: Die Partikelform beeinflusst die inhalierbare Wirkstoffmenge deutlich. Von vier getesteten Designs schnitt eine Variante mit Abstand am besten ab.<\/p>\n
Millionen identischer Mini-Partikel<\/p>\n
Ein innovativer 3D-Druck machte es m\u00f6glich, Millionen exakt geformter Partikel in Serie herzustellen: Die Zwei-Photonen-Polymerisation ist ein Verfahren, das mit einer Aufl\u00f6sung im Nanometerbereich arbeitet. Der Laser aktiviert gezielt winzige Stellen im Material, die sofort aush\u00e4rten. Dank einer neuen Drucktechnik, die k\u00fcrzlich am Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT) weiterentwickelt wurde, lassen sich nun 49 Strukturen gleichzeitig herstellen \u2013 das beschleunigt den Prozess erheblich.<\/p>\n
Das Team fertigte f\u00fcr jedes der vier getesteten Designs mehr als zwei Millionen identische Partikel an. Zus\u00e4tzlich druckten sie f\u00fcr eine Form exemplarisch drei Varianten mit unterschiedlich starker Rauheit \u2013 von fein bis grob. Anschlie\u00dfend mischten sie die Partikel mit einem Modellwirkstoff \u2013 wie bei realen Inhalationspr\u00e4paraten.\u00a0<\/p>\n
\u201eDamit der Wirkstoff wirken kann, muss er sich beim Einatmen vom Tr\u00e4ger l\u00f6sen und mit der Atemluft in die Lunge gelangen\u201c, erkl\u00e4rt Erstautor Melvin Wostry. \u201eBleibt er haften, wird er einfach heruntergeschluckt und erreicht sein Ziel nicht.\u201c<\/p>\n
Die Tests zeigten: Die Geometrie der Tr\u00e4gerpartikel bestimmte ma\u00dfgeblich, wieviel Wirkstoff beim Inhalieren freigesetzt wurde. \u201eEine Form, die wir \u201aPharmacone\u2018 nennen, war der klare Gewinner. Sie erinnert in ihrer Form an einen kleinen Stern, mit mehreren Spitzen an der Oberfl\u00e4che\u201c, sagt Regina Scherlie\u00df. \u201eDie Feinpartikelfraktion \u2013 also der Anteil des Wirkstoffs in der lungeng\u00e4ngigen Gr\u00f6\u00dfe unter f\u00fcnf Mikrometern \u2013 war bei dieser Geometrie viermal so hoch wie bei der n\u00e4chstbesten Variante.\u201c<\/p>\n
Die Forschenden vermuten, dass die charakteristischen Spitzen des Pharmacone-Designs zu h\u00e4ufigeren Kollisionen und Rotationen zwischen den Partikeln f\u00fchren, wodurch sich der Wirkstoff leichter abl\u00f6st. Die Rauheit der Oberfl\u00e4che hatte hingegen keinen messbaren Einfluss auf die Freisetzung.<\/p>\n
Perspektiven f\u00fcr die Medikamentenentwicklung<\/p>\n
Noch handelt es sich bei den winzigen Tr\u00e4gern um Modellpartikel f\u00fcr die Grundlagenforschung \u2013 sie sind nicht zur Inhalation geeignet. Dennoch sehen die Forschenden gro\u00dfes Potenzial f\u00fcr sp\u00e4tere Anwendungen. K\u00fcnftig k\u00f6nnten solche pr\u00e4zise gedruckten Strukturen als bioabbaubare Wirkstofftr\u00e4ger direkt in Pulverinhalatoren eingesetzt werden.<\/p>\n
\u201eUnsere Ergebnisse zeigen, dass sich mit modernen Technologien wie dem hochaufl\u00f6senden 3D-Druck v\u00f6llig neue Wege in der pharmazeutischen Entwicklung er\u00f6ffnen\u201c, sagt Regina Scherlie\u00df. \u201eWir k\u00f6nnen das Verhalten von Medikamenten nun gezielt durch Design beeinflussen \u2013 eine Art Feintuning auf Mikrometer-Ebene.\u201c<\/p>\n
\u00a0Weiterf\u00fchrende Informationen<\/p>\n
Die Studie wurde von Professorin Regina Scherlie\u00df und ihrem Team in Kooperation mit dem Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT) durchgef\u00fchrt, wo das verwendete hochpr\u00e4zise Druckverfahren im Vorjahr entwickelt wurde. Finanziell unterst\u00fctzt wurde die Arbeit durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), die Carl-Zeiss-Stiftung und das Helmholtz-Programm \u201eMaterials Systems Engineering\u201c.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Sie sind kaum dicker als ein Haar \u2013 und k\u00f6nnten die Wirksamkeit von Inhalationsmedikamenten entscheidend verbessern: Tr\u00e4gerpartikel in…\n","protected":false},"author":2,"featured_media":359006,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1852],"tags":[3364,29,548,663,3934,30,13,4949,14,15,12,1971],"class_list":{"0":"post-359005","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-kiel","8":"tag-de","9":"tag-deutschland","10":"tag-eu","11":"tag-europa","12":"tag-europe","13":"tag-germany","14":"tag-headlines","15":"tag-kiel","16":"tag-nachrichten","17":"tag-news","18":"tag-schlagzeilen","19":"tag-schleswig-holstein"},"share_on_mastodon":{"url":"https:\/\/pubeurope.com\/@de\/115060558137370036","error":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/359005","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=359005"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/359005\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/359006"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=359005"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=359005"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=359005"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}