Nanopartikel

Nanopartikel unterscheiden sich in ihrem Aufbau:

• Nanokapseln: Sie bestehen aus einer Kapselwand und einem festen, gasförmigen oder flüssigen Kern. Der Wirkstoff kann sowohl im Kern, als auch in der Wand eingebettet sein.
• Nanosphären: Bei Nanosphären ist der Wirkstoff in einer Polymermatrix eingebettet. Die Unterscheidung in Kern und Wand entfällt.

Methoden

Zur Herstellung von Nanopartikeln können u.a. folgende Methoden angewendet werden:

• Radikalische Polymerisation: Bei der radikalischen Polymerisation wir ein Monomer, beispielsweise Methylmethacrylat, durch einen Radikalstarter polymerisiert. Die Reaktion ist durch die Menge an Monomer beschränkt.
• Desolvation: Das Polymer liegt in Wasser gelöst vor. Bei Zugabe eines Nicht-Lösungsmittels bzw. Desolvationsmittel, diffundiert das Wasser in die geschlossene äußere Phase, sodass die Solvathülle verschwindet.
• Emulsionsdiffusionsmethode: Das Polymer wird in einem organischen Lösungsmittel, das partiell mit Wasser mischbar ist, gelöst. Nach Hinzufügen einer wässrigen Stabilisatoremulsion, wird dem Polymer Wasser entzogen und die Nanopartikelbildung tritt ein.

Optimierung

Das Produkt wird durch Variation folgender Parameter optimiert:

• Rührgeschwindigkeit
• Rührfischgröße
• Temperatur
• pH-Wert
• Mengenverhältnisse

Arzneistoffbeladung

Die Arzneistoffbeladung kann während oder nach der Herstellung der Partikel stattfinden. Dabei wird der Wirkstoff meist durch Adsorption oder Adhäsion an die Nanopartikel gebunden. Außerdem kann eine kovalente Bindung zwischen Polymermatrix und Wirkstoff etabliert werden. Findet die Zugabe des Wirkstoffs während des Prozess statt, liegt dieser in der Polymermatrix dispergiert vor.

Sowohl künstliche, als auch natürliche Polymere weisen Vor- und Nachteile auf.

Vorteile

Nachteile

Um die Qualität der Nanopartikel zu prüfen, werden vor allem Partikelgröße, die Verteilung in der Dispersion und die Stabilität betrachtet. Um die Partikelgröße und die Verteilung zu messen, verwendet man in der Regel die Photonenkorrelationsspektroskopie. Die Messung beruht auf der Einstein-Gleichung. Die Partikelgröße ist als Partikeldurchmesser und die Verteilung als Polydispersitätindex (PDI) charakterisiert. Unter Betrachtung des Zeta-Potentials können Rückschlüsse auf die Stabilität der Dispersion gemacht werden.

Die Verpackung eines Wirkstoffs in Nanopartikel kann zu einer besseren Bioverfügbarkeit, Stabilität und insofern erwünscht zur Retardierung führen. Neben Wirkstoffen besteht ebenfalls die Möglichkeit, Diagnostika zu applizieren. Des Weiteren kann der gezielte Transport eines Arzneistoffs unter kontrollierten Bedingungen an seinen Wirkort erzielt werden, das so genannte Drug targeting. Nanopartikel lagern sich bevorzugt im retikuloendothelialem System oder Tumorgewebe an, sodass Nanopartikel eine besondere Bedeutung für die Onkologie haben. Auch eine kontrollierte Freisetzung (controlled release) des Arzneistoffs kann durch Nanopartikel geleistet werden. Diesen Effekt kann man beispielsweise durch PEGylierung herbeiführen. Die Freisetzung erfolgt nach Erreichen eines Wirkortes oder am Applikationsort.

• nanopartikuläres Paclitaxel (Abraxane^®), als Lyophilisat zur Herstellung einer Infusionssuspension
• nanopartikuläres Fenofibrat in einer Filmtablette (Lipidil 145 One^®)