Kapseln in der Kapsel
In Polymerkapseln eingebettete enzymbeladene Liposomen als neuartiges biomedizinisches Trägersystem?
Als Nano-Transporter für Wirkstoffe werden derzeit vor allem Kapseltypen eingesetzt: Polymerkapseln bilden stabile Behältnisse, die halbdurchlässig sind, so dass eine „Kommunikation“ mit dem externem Milieu möglich ist. Für den Transport kleiner Moleküle sind sie allerdings nicht geeignet, da diese austreten können. Liposomen schützen kleine Wirkstoffmoleküle dagegen gut. Allerdings sind sie oft instabil und undurchlässig für Stoffe aus der Umgebung. Die australischen Wissenschaftler vereinen nun die Vorteile beider Systeme in ihren Kapsosomen.
Kapsosomen werden in mehreren Schritten hergestellt. Als erstes wird eine Polymerschicht auf ein Siliciumdioxid-Kügelchen aufgetragen. Dieses Polymer enthält mit Cholestrin modifizierte Bausteine. Mit einem Enzym beladene Liposomen lassen sich an den Cholesterineinheiten fest verankern und so an den Polymerfilm heften. Anschließend werden weitere Polymerschichten aufgetragen und mit einer speziell entwickelten, sehr schonenden Quervernetzungsreaktion über Disulfid-Brücken zu einem Gel vernetzt. Im letzten Schritt lässt sich der Siliciumdioxid-Kern wegätzen, ohne dass die empfindliche Fracht angegriffen wird.
Versuche mit einem Enzym als Modellfracht belegen, dass die Liposomen intakt bleiben und die Fracht nicht ausläuft. Die Zugabe eines Detergenz setzt das Enzym in funktionstüchtigem Zustand frei. Anhand der Enzymreaktion, die einen Farbumschlag der Lösung verursacht, ließ sich die Anzahl an Liposom-Kompartimenten auf ca. 8000 pro Polymerkapsel bestimmen.
„Da die Kapsosomen biologisch abbaubar und ungiftig sind,“ sagt Teammitglied Brigitte Staedler, „wären sie als resorbierbare synthetische Zellorganellen und für den Transport von Wirkstoffen geeignet.“ Die Wissenschaftler planen zudem, mit verschiedenen Enzymen gefüllte Liposomen gemeinsam einzukapseln und mit spezifischen „Signalempfängern“ auszurüsten, über die die Freisetzung der einzelnen Fracht gezielt ausgelöst werden kann. Auf diese Weise ließen sich enzymatische Reaktionskaskaden für katalytische Produktionsprozesse nutzen.
Originalveröffentlichung: Frank Caruso et al.; "A Microreactor with Thousands of Subcompartments: Enzyme-Loaded Liposomes within Polymer Capsules"; Angewandte Chemie 2009, 121, No. 24, 4423-4426
Meistgelesene News
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Diese Produkte könnten Sie interessieren
Pharmaceutical Substances von Thieme Verlag
Entdecken Sie industrielle Synthesewege für 2.600 APIs
Ihr Recherchetool für Synthesen, Patente und Anwendungen – Pharmaceutical Substances
KNAUER IJM NanoScaler von KNAUER
Effiziente Formulierung von Lipid-Nanopartikeln für RNA-basierte Therapien
Optimieren Sie die Wirkstoffverkapselung von 1 ml bis zu Hunderten von Millilitern mit minimalem Wirkstoffeinsatz
Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für die chemische Industrie, Analytik, Labor und Prozess bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.