Wirkstofftransport (Drug Delivery)

Unter Drug Delivery versteht man die Methode oder den Prozess der Verabreichung von Wirkstoffen, Arzneimitteln oder anderen körperfremden Stoffen, um eine therapeutische Wirkung beim Menschen oder beim Tier zu erzielen. Es werden verschiedene Drug-Delivery-Technologien eingesetzt, um mittels Einflussnahme auf Absorption, Verteilung, Metabolismus und Ausscheidung (ADME) eines Wirkstoffs am gewünschten Wirkort therapeutische Effekte zu erzielen und dabei mögliche Nebenwirkungen zu minimieren.  

Fortschritte in der Medizin und Biotechnologie haben zur Entwicklung einer Vielzahl neuer Wirkstoffkandidaten geführt, von denen viele aufgrund eingeschränkter Bioverfügbarkeit, unzulänglicher Stabilität und geringer Löslichkeit während der präklinischen Beurteilung scheitern. Drug-Delivery-Systeme (DDS) werden intensiv erforscht und entwickelt, um die Pharmakokinetik und Pharmakodynamik von Wirkstoffen zu verbessern und deren Transport an den Zielort in der gewünschten Dosis zur richtigen Zeit und in der richtigen Freisetzung zu ermöglichen. Mit der Entwicklung neuartiger DDS wie Nano- und Mikropartikel, transdermale Pflaster, Inhalatoren, Implantate mit Wirkstoffreservoir und Antikörper-Wirkstoff-Konjugate wird therapeutischen Anforderungen wie gesteuerte Wirkstofffreisetzung, zielgerichtete Wirkstoffabgabe, verbesserte Löslichkeit, kontrollierbare (On Demand) Aktivierung und neue Verabreichungswege (z.B. transdermal, okular, nasal) Rechnung getragen. Die Auswahl eines geeigneten DDS hängt von den Wirkstoffeigenschaften, der gewünschten Freisetzungsrate, dem gewünschten Wirkort und dem Verabreichungsweg ab.

Fortschritte in der Nanotechnologie haben das Wirkstoffdesign maßgeblich verbessert und ermöglichen die Entwicklung zielgerichteter, sicherer und effektiver Wirkstoffformulierungen mit Nanopartikeln (NP). Nanodrug-Delivery-Systeme haben sich im Hinblick auf die Verbesserung der Löslichkeit von hydrophoben Wirkstoffen, die Verbesserung der Bioverteilung und der Pharmakokinetik sowie die bevorzugte Akkumulation am Zielort als sehr geeignet erwiesen. 

Diese Systeme können so konzipiert sein, dass Wirkstoffe auf der Partikeloberfläche absorbiert oder konjugiert, im Kern eingekapselt oder in der Partikelmatrix aufgelöst sind. Mit Wirkstoffen beladene Nanopartikel können durch das Einbringen von spezifischen Molekülen (Targeting Moieties) auf der Partikeloberfläche noch gezielter auf eine bestimmte Lokalisation einer Krankheit gerichtet werden. Bei der Formulierung von Drug-Delivery-Systemen kamen bislang verschiedene Nanoträger wie Liposomen, Polymermizellen, Dendrimere, Polymer-Drug-Konjugate, anorganische Nanopartikel und Nanomaterialien auf Kohlenstoffbasis zum Einsatz. Liposomen sind die am häufigsten verwendeten und am eingehendsten untersuchten Nanoträger, während sich Polymer-Nanopartikel als einer der innovativsten Ansätze für den Wirkstofftransport herauskristallisiert haben. Sowohl natürliche als auch biokompatible synthetische Polymere werden zur Herstellung polymerer Nanopartikel für den Wirkstofftransport eingesetzt. Entdecken Sie unsere Plattform NanoFabTx™ und erfahren Sie mehr.

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