Nanohale – Herstellung und Charakterisierung bioabbaubarer Nanopartikel und ihre Anwendung an der isolierten Kaninchenlunge

Einleitung: Die Entwicklung einer Controlled Release-Formulierung bietet durch retardierte Wirkstofffreisetzung und Drug Targeting besonders im Bereich der inhalativen Anwendung viele Vorteile und Therapiemöglichkeiten. Ziel dieser Studie ist es, mit dem Polyester Di-methylaminopropylamine(24)-Poly(vinylalcohol)-g-Poly(lactide-co-glycolide) (1:7,5) vernebelbare und bioabbaubare Nanopartikel (NP) zur kontrollierten Freisetzung des Modellmedikaments 5(6)-Carboxyfluorescein (CF) zu entwickeln.

Methode: Nach Herstellung der NP mittels Solvent-Displacement-Methode (mit Stabilisator Carboxymethylcellulose) wurden die Partikel hinsichtlich Größe, Zetapotential und Beladung untersucht. Die NP wurden nach Verneblung mit einem piezoelektrischen Vernebler (Aeroneb® Professional) charakterisiert sowie die Partikelgrößenverteilung des Aerosols und der Output im Vergleich zu einer CF-Lösung bestimmt. Zur Untersuchung der Übertrittskinetik wurden sowohl freies CF als auch die NP-Suspension (je 50µg CF/ml) in die isolierte, ventilierte und perfundierte Kaninchenlunge vernebelt und der Gehalt an CF im Perfusat über 5h bestimmt.

Ergebnisse: Die NP zeigten vor und nach Verneblung einen hydrodynamischen Durchmesser im Bereich von 180–200 nm, ein Zetapotential von ˜ –25 mV und eine Beladungseffizienz von >80%. An der isolierten Lunge konnten nach 5h 38% des deponierten freien CF (MMAD 3,7µm, Output 0,29ml/min), aber nur 19% des verkapselten CF (MMAD 4,1µm, 0,28ml/min) im Perfusat detektiert werden.

Schlussfolgerung: Es wurden bioabbaubare Nanopartikel auf der Basis von Polyestern synthetisiert, die sich als stabil gegenüber der Verneblung zeigten. Am isolierten Lungenmodell wurde in ersten Versuchen eine retardierte Wirkstofffreisetzung des verkapselten Farbstoffs beobachtet. Insgesamt sind polymere, bioabbaubare Nanopartikel ein viel versprechender Arzneistoffträger für die pulmonale Applikation.

Förderung: DFG-Forschergruppe 627 Nanohale, Teilprojekte 02 und 07.