Um Medikamente im menschlichen Körper zu transportieren, müssen Mikrokapseln ausgesprochen klein sein. Forschern ist es gelungen, solch winzige Hüllen herzustellen. Sie sollen sich wie im Baukasten nach Wunsch gestalten lassen.
Mehr als 1000-mal kleiner als ein Sandkorn und über 20-mal dünner als ein menschliches Haar: So klein sind die Mikrokapseln, die Forscher mit dem Namen „Colloidosome“ beschreiben. Solche Mikrokapseln gleichen einem winzigen, mit Wasser gefüllten Ball. Sie haben eine Hülle, die lediglich aus einzelnen Nanopartikeln besteht. Für die Medizin bergen sie ein großes Potenzial: Sie können Wirkstoffe in einer sehr genauen Dosierung zu Zellen im menschlichen Körper bringen.
Materialwissenschaftlern der Universitäten in Bremen und Stanford (USA) ist es jetzt gelungen, eine neue Generation von Mikrokapseln mit einem Durchmesser von 300 nm zu entwickeln. Sie sind damit zehnmal kleiner als die bisher bekannten Colloidosome, die erstmals 2002 von Wissenschaftlern in Harvard hergestellt wurden.
Damit eröffnen sich neue Wege im Kampf gegen Erkrankungen wie beispielsweise Krebs. Denn bisherige Colloidosome waren zu groß, um effektiv im Körper eingesetzt werden zu können. Die Miniaturisierung der Kapseln ist somit ein entscheidender Durchbruch hin zur Anwendung als Wirkstoffträger.
Die besondere Hülle ist es, die den Kapseln die wichtigen Eigenschaften verleiht. Durch kleine Löcher in der Hülle können Moleküle wie zum Beispiel Arzneimittel aus dem Inneren der Kapseln freigesetzt werden. Die Löcher mit einem Durchmesser von 1 bis 5 nm befinden sich dort, wo die Nanopartikel der Hülle aneinandergrenzen.
Stabilisiert werden die Kapseln von Lipiden, also Fettsäuren, wie sie zum Beispiel in der Butter vorkommen. Sie sind für den menschlichen Organismus sehr gut verträglich. Diese Fettsäuren lagern sich beim Herstellen der Kapseln zwischen den einzelnen Nano-partikeln an und halten die Colloidosome zusammen.
Theoretisch können die unterschiedlichsten Arten von Nanopartikeln zur Herstellung von Colloidosomen eingesetzt werden. Dadurch ergibt sich quasi ein Baukastensystem, das beinahe beliebig angepasst und erweitert werden kann. In den kommenden Jahren soll das Verfahren vom Labormaßstab hin zum Einsatz in der industriellen Anwendung geführt werden.
Langfristig könnte man Mittel zur Krebsbekämpfung in das Innere der Mikrokapseln einlagern und die Medikamente dann zur Tumorbekämpfung gezielt an bestimmten Stellen im menschlichen Körper freisetzen. Das könnte die Effizienz von Krebstherapien enorm steigern.
Das Herstellungsverfahren und die Eigenschaften der Mikrokapseln haben die Wissenschaftler in einem Artikel beschrieben, der in der Fachzeitschrift „Chemistry of Materials“ im Herbst diesen Jahres veröffentlicht wird.
Weitere Informationen In der Fachzeitschrift Chemistry of Materials wurde die Arbeit unter dem Titel „Synthesis Route for the Self-Assembly of Submicrometer-Sized Colloidosomes with Tailorable Nanopores“ veröffentlicht. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cm401610a
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