Nr. 240 / 2010

13. August 2010 : Wenig und dosiert mit einem Höchstmaß an Wirkung - Kooperationsprojekt der Universitäten Osnabrück, Leipzig und Halle untersucht Kristallisation von Arzneimitteln in Nanokapseln

Der medizinische Einsatz von Nanokapseln für den kontrollierten Transport von Medikamenten zu erkrankten Organen oder Zellen wird seit einiger Zeit gezielt erforscht. Ungelöst ist die Frage, wie sich die kleinen Transportbehälter auf die Kristallisation, also der Auflösung der Arzneimittel auswirken. Die Chemiker Prof. Dr. Martin Steinhart (Universität Osnabrück) und Prof. Dr. Dirk Enke (Universität Leipzig) sowie der Physiker Privat-Dozent Dr. Mario Beiner (Universität Halle-Wittenberg) wollen nun in einem gemeinsamen von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt dieser Frage nachgehen.

Medikamente sollen im Körper an einem bestimmten Ort schnell wirken, zugleich aber auch gleichmäßig und über einen längeren Zeitraum hinweg. Um diesen unterschiedlichen Ansprüchen gerecht zu werden, muss die Auflösung des Medikaments im Körper genau bekannt sein. Die Bioverfügbarkeit eines Medikaments hängt oft entscheidend von seiner Kristallstruktur ab. Diese kann bei ein und derselben chemischen Substanz durchaus verschieden sein, mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften.

Um den Einfluss der Nanokapseln auf die Kristallisation der Medikamente zu untersuchen, werden die Wissenschaftler Modellarzneimittel, etwa Acetaminophen (bekannt als Paracetamol), in Materialien mit gut definierten kleinen Poren einbringen. »Durch verschiedene Behandlungen der in den Poren befindlichen Arzneimittel werden wir klären, wie diese in eine für kontrollierte Freisetzung besonders günstige Form gebracht werden können«, so der Osnabrücker Chemiker Steinhart.

Im zweiten Teil des Projektes sollen die gewonnen Erkenntnisse auf biokompatible Nanokapseln übertragen werden. Steinhart: »Unser Ziel ist es, die Wirkstofffreisetzung aus diesen Nanokapseln so zu optimieren, dass mit möglichst wenig Arzneimittel ein Höchstmaß an Wirkung erreicht wird.« Erste Anwendungsbereiche der Nanokapseln könnten Pflaster und Verbandmaterial sein. Das Forschungsprojekt ist auf einen Zeitraum von drei Jahren angelegt.

Prof. Steinhart promovierte 2003 in physikalischer Chemie an der Universität Marburg. Anschließend war er Gruppenleiter am Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik in Halle (Saale). 2006 absolvierte er einen Forschungsaufenthalt am Oak Ridge National Laboratory (USA). Seit 2009 ist Steinhart Professor für physikalische Chemie an der Universität Osnabrück.