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Nanopartikel

1 Definition

Nanopartikel sind ultrafeine, feste Partikel im kolloidalen Größenbereich zwischen 15 bis maximal 1.000 nm. In der Pharmazie verwendete Nanopartikel sollen biokompartibel, nicht toxisch und biologisch abbaubar sein. Neben Mikropartikeln und Liposomen gehören Nanopartikel zu den partikulären Wirkstoffträgern.

2 Aufbau

Nanopartikel unterscheiden sich in ihrem Aufbau:

3 Herstellung

3.1 Methoden

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

3.2 Optimierung

Das Produkt wird durch Variation folgender Parameter optimiert:

3.3 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.

4 Trägermaterialien

Künstliche Polymere Natürliche Polymere
Polymilchsäure (PMA) Albumin
Polymilchsäurecoglycol (PLGA) Gelatine
Polyalkylmethacrylat (PAMA) Casein
Polyvinylpyrrolidon (PVP) Polysaccharide

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

4.1 Vorteile

Künstliche Polymere Natürliche Polymere
teilweise nicht abbaubar, dies kann aber durchaus auch erwünscht sein abbaubar
reproduzierbar verträglicher

4.2 Nachteile

Künstliche Polymere Natürliche Polymere
Verträglichkeit Infektionsgefahr
Toxizität geringere Reproduzierbarkeit
schlechtere Abbaubarkeit

5 Analytik

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.

6 Verwendungsmöglichkeiten

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.

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