Structure-property relationships in ultra-high loaded API nanoformulation using poly(2-oxazoline)/poly(2-oxazine) amphiphiles
Final Report Abstract
Ein Großteil aller medizinisch bedeutsamen Natur- und Wirkstoffe sind schlecht wasserlöslich, was deren Formulierung mit pharmazeutischen Hilfsstoffen erfordert. Dies erhöht der Löslichkeit und/oder Bioverfügbarkeit. Die Natur nutzt Mizellen auf der Basis von Gallensäuren für die Aufnahmen von fettlöslichen Nährstoffen. Mizellen bilden sich aus Molekülen, welche sowohl wasserliebende (hydrophile) als auch fettliebende (lipophile), wasserunlösliche (hydrophobe) Teile besitzen. In Wasser ordnen sich Moleküle zu winzigen Teilchen zusammen, den Mizellen, welche nur wenige Nanometer klein sind und damit rund ein- bis zehntausendmal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares. In der Forschung werden häufig Mizellen auf der Basis von Polymeren (Polymermizellen) untersucht, um Wirkstoffe zu formulieren, aber in der pharmazeutisch-technologischen Praxis stellen solche Polymermizellen noch immer eine Ausnahme dar. Dies liegt unter anderem an der schlechten Beladungskapazität der meisten Polymermizellen, es kann nicht genug Wirkstoff aufgenommen werden um die Wirksamkeit entscheidend zu verbessern. Wir haben eine neuartige Polymerplattform entdeckt, welche eine besonders hohe Beladungskapazität mit verschiedenen Wirkstoffen erreicht. Mit diesen Polymeren konnten wir auch bereits zeigen, dass die Wirkstoffe nicht nur besser wirken können, sondern auch weniger Nebenwirkungen hervorrufen, als die Medikamente die z.B. Krebspatienten gegenwärtig verabreicht bekommen. Ziel dieses Projektes war es nun, besser zu verstehen warum diese neuartige Plattform besonders gut Wirkstoffe löslich machen kann. Es zeigte sich im Laufe des Projektes, das überraschenderweise nicht nur der hydrophobe Teil der Polymer stark mit den Wirkstoffen interagiert, sondern auch der hydrophile Teil, von dem bisher angenommen wurde, dass er vor allem für die Wechselwirkung mit dem Wasser zuständig sei. Diese Erkenntniss war so nicht erwartet worden und wird für das zukünftige Design von polymeren Hilfsstoffen für die Pharmazie und Medizin von großer Bedeutung sein. Wir haben aber auch viele experimentelle Ergebnisse erlangt, die wir noch nicht ganz verstehen und weitere Forschungsarbeiten erfordern werden.
Publications
- Biomacromolecules 2019, 20, 3041-3056
Lübtow MM, Haider MS, Kirsch M, Klisch S, Luxenhofer R
(See online at https://doi.org/10.1021/acs.biomac.9b00618) - J. Control. Release 2019, 303, 162-180
Lübtow MM, Nelke LC, Seifert J, Kühnemundt J, Sahay G, Dandekar G, Nietzer S, Luxenhofer R
(See online at https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2019.04.014) - Macromol. Biosci. 2019, e1900178
Haider MS, Schreiner J, Kendl S, Kroiß M, Luxenhofer R
(See online at https://doi.org/10.1002/mabi.201900178) - ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 12445-12456
Hahn L, Maier M, Stahlhut P, Beudert M, Flegler V, Forster S, Altmann A, Töppke F, Fischer K, Seiffert S, Böttcher B, Lühmann T, Luxenhofer R
(See online at https://doi.org/10.1021/acsami.9b21282)
