Krebs im Visier

Vielseitige Nanopartikelsysteme für therapeutische und diagnostische Anwendungen

Nanopartikelanlage
© Fraunhofer IMM

Anlage im Labormaßstab zur Synthese von magnetischen Nanopartikeln

Niosome
© Fraunhofer IMM

Identische Konzentrationen von Niosomen mit verschiedenen Partikelgrößen

Unspezifische Verteilung und unkontrollierbare Freisetzung von Medikamenten sind entscheidend limitierende Faktoren für effiziente und sichere Verabreichung von Arzneimitteln. Intelligente Nanocarrier-basierte Arzneimittelabgabesysteme werden als vielseitiger Ansatz geschätzt, der eine räumlich gesteuerte Wirkstoffabgabe mit einer spezifischen und einstellbaren Dosis am Zielort erlaubt. Damit stellen Nanocarrier und Nanopartikel-basierte bildgebende Systeme Schlüsselthemen in der nanomedizinischen Forschung dar. Es wird zwar eine stetig wachsende Anzahl von Forschungsergebnissen veröffentlicht, die Anzahl der klinischen Anwendungen ist aber nach wie vor sehr begrenzt. Dies ist zumindest teilweise auf den komplexen Aufbau der eigentlichen Systeme zurückzuführen, bei denen eine skalierbare und reproduzierbare Fertigung nicht sofort realisierbar ist.

Das Funktionsprinzip

Unser Ansatz basiert auf einer höchst zuverlässigen, flexiblen und leicht skalierbaren Plattform für die kontinuierliche Synthese, Reinigung und Analyse von Nanoformulierungen wobei bewährte Mikroreaktortechnologie eingesetzt wird. Die Plattform beinhaltet eine geregelte Mischereinheit, Weiterverarbeitung (per tangentialer Durchflussfiltration), in-line Analyse (per dynamischer Lichtstreuung im Durchfluss) und ein Prozesskontrollsystem. Effizientes Mischen, genau einstellbare Verweilzeit und Reaktionsparameter, z.B. Temperatur, als Grundlage für eine reproduzierbare Produktion sind implementiert.

Eigenschaften und Einsatzbereiche

Die Verkapselung von hydrophilen als auch hydrophoben Komponenten ist möglich. Eine präzise Kontrolle der Partikelgröße von < 50 nm bis 500 nm ohne Nachbehandlung kann erreicht werden. Dies ermöglicht den Zugriff auf eine Reihe komplexer Materialien wie Polymere, Lipidnanopartikel, Liposome/Lipoplexe und Niosome/Polymersome. Die genaue Kontrolle der Partikelgröße und die Produkteigenschaften für verschiedene Nanomaterialbeispiele sind die fundamentalen Voraussetzungen für klinisch relevante Anwendungen in der Nanomedizin bei Verwendung von vesikulären Wirkstoffträgern für die gezielte Therapie als auch bei magnetischen Nanopartikeln als Tracer für das Magnetpartikelimaging.

Unser F&E Angebot

Die von uns entwickelte Plattform bietet die Möglichkeit für die Herstellung von hochwertigen Nanomaterialien mit einstellbaren Produkteigenschaften vom Milliliter- bis in den Dekaliter Maßstab. Sie erlaubt umfassende präklinische Tests, um weiterhin die erfolgreiche Umsetzung von innovativen nanomedizinischen Lösungen in Therapie und Diagnostik voranzutreiben:

  • Arzneimittelabgabe (z.B. liposomale oder lipoplexe Rezepturen)
  • Abbildung (Magnetpartikelimaging)
  • Hyperthermie (magnetische Flüssigkeitshyperthermie)
  • In-Vitro-Diagnostik (Biomoleküle und Zellseparation)
  • Biosensoren