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Nanopartikel: Größenverhältniswie ein Apfel zur Erdkugel.
© Staroseltsev/shutterstock
 
Gesundheitspolitik 6. Dezember 2012

Nanopartikel in der Pharmazie

Strenge Bestimmungen zur unbedenklichen Anwendung und Zulassung in der Apotheke.

Mit Hilfe der Nanotechnologie wird es möglich, Arzneimittel so zu „verpacken“, dass sie den gewünschten Zielort erreichen, ihre volle Wirkung entfalten und möglichst wenig Nebenwirkungen verursachen. Arzneimittel werden dafür an nanopartikuläre Trägersysteme gebunden.

„Die wirkstofftragenden Partikel von nanopartikulären Systemen liegen in der Pharmazie im Größenbereich von 15 bis 300 Nanometer (nm). Diese Dimension ist etwas weiter gefasst als in anderen Anwendungsbereichen, wo die Teilchen in einer Größendimension von zehn bis 100 nm liegen“, erklärte Mag. pharm. Ilona Leitner, Apothekerin in Wien und Präsidentin der Wiener Apothekerkammer, anlässlich des „Kinder-Haut-Tages“ in Wien, veranstaltet vom Karl Landsteiner Institut für Kinderdermatologie unter Leitung von Univ. Prof. Dr. Beatrix Volc-Platzer, Sozialmedizinisches Zentrum Ost, Donauspital.

Verhältnis Apfel zu Erdkugel

Um die Dimension zu veranschaulichen: Ein Mensch von 1,70 Meter Körpergröße ist 1,7 Milliarden nm groß. Im Größenbereich von 70 bis 100 nm liegen Viren, eine DNA-Kette misst etwa 2 nm, Atome etwa 0,01 nm. „Oder anders gesagt: ein Nanopartikel verhält sich bezüglich seiner Größe zu einem Apfel wie der Apfel zur Erdkugel“, zieht Leitner einen anschaulichen Vergleich. „In der Apotheke werden keine magistralen Zubereitungen mit Teilchen, die unter die Größenordnung „nano“ fallen, zubereitet. Wir haben aber Arzneispezialitäten, bei denen Nanotechnologie zum Einsatz kommt und die vom Arzt verordnet werden wie beispielsweise Rapamune® und Emend®.“ Weil es für mit Nanotechnologie produzierte Erzeugnisse noch wenig Langzeiterfahrungen gibt, ist das in der Pharmazie zur Verfügung stehende Angebot noch relativ klein - im Vergleich zum breiten Angebot an nicht nanotechnologisch hergestellten Arzneispezialitäten. In anderen Bereichen, wie etwa der Lebensmittelkonservierung, sind bereits zahlreiche nanotechnologische Produkte zu finden. „Bei uns in der Apotheke gelten - zum Glück - strenge Bestimmungen hinsichtlich der unbedenklichen Anwendung und Zulassung.“

Nanopartikuläre Systeme als Drug Targeting

Partikuläre Träger stellen eine innovative Möglichkeit dar, einen Arzneistoff gezielt und selektiv an den Wirkort zu bringen, seine Wirkung zu verlängern oder als inaktive Arzneistoff-Vorstufe (Prodrug) in die aktive Form umzuwandeln. „Auf diese Weise sollen die Effektivität der Wirkung erhöht und gleichzeitig systemische Nebenwirkungen verringert werden. Diese zielgerichtete und selektive Anreicherung oder Freisetzung eines Arzneistoffs am gewünschten Wirkort wird als Drug Targeting bezeichnet“, stellt die Apothekerin fest. Anorganische Nanopartikel kommen als sogenannte mineralische Sonnenschutzfilter im kosmetischen Bereich zum Einsatz, z.B. als Titandioxid und Zinkoxid, die gleichsam wie kleine Spiegel die Sonnenstrahlen reflektieren. Sie verbleiben auf der Hautoberfläche und eignen sich daher zur Anwendung bei Kindern und Personen mit kranker, durchlässiger Haut. Sie stellen eine Alternative zu chemischen Filtern dar, die in die Haut penetrieren und daher Reizungen und allergische Nebenwirkungen auslösen können. Die inerten, chemisch also nicht reaktionsfähigen, mineralischen Pigmente Titandioxid und Zinkoxid sind nicht abbaubar und weisen ein geringes Sensibilisierungspotential auf. In nanopartikulärer Form steigern sie den UV-Filter erheblich.

Wirkung wird erhöht

Neue Abgabesysteme, die für das Erreichen eines therapeutischen Ziels entwickelt wurden, sind Liposomen, Nano-Mikropartikel und Mikroemulsionsgele. So kann z.B. im Inneren eines Liposoms ein wässriger Arzneistoff verkapselt werden. Alternativ können fettlösliche Arzneistoffe in begrenzter Menge in der Phospolipid-Membran angereichert werden. Diese Präparate zeigen eine gute Verteilung und gelten als gut verträglich, sie haben ein geringes Allergiepotential. Nanoemulsionen werden zur Applikation von lipophilen Arzneistoffen verwendet. Sie sind besonders hautfreundlich und daher für die dermale und kosmetische Anwendung geeignet. Bekannte Vertreter von Nano-Mikropartikeln sind Fullerene, sphärische Moleküle von Kohlenstoffatomen mit hoher Symmetrie. Sie werden für Anti-Aging Cremes verwendet, weil sie extrem viele Radikale aufnehmen können, die für den Alterungsprozess mitverantwortlich sind. In diesen kleinen Skalen gelten die Gesetze der klassischen Physik nicht mehr“, erklärt Leitner, „vielmehr spielen Oberflächeneigenschaften gegenüber Volumeneigenschaften der Materialien eine immer größere Rolle.“ Darin liegen sowohl Reiz als auch Problematik.

Neue Eigenschaften

Je weiter man die Partikel eines Materials verkleinert, desto stärker verändert sich das Verhältnis von Oberfläche zu Masse, die vergrößerte Oberfläche erhöht die Reaktionsfreudigkeit des Stoffes und verleiht bekannten Materien neue Eigenschaften. Dieses Phänomen kann aber auch dazu führen, dass bekannte, ungefährliche Materien im Körper gesundheitsschädliche Wirkungen entfalten.

Risikoforschung gefragt

Diese möglichen Änderungen der toxikologischen Eigenschaften müssen daher weiter erforscht werden. Sowohl chemische Zusammensetzung als auch Struktur, Größe und Form der Partikel müssen berücksichtigt werden. Außerdem muss geprüft werden, ob Nanopartikel die Hautbarriere durchdringen und somit zu lebenden Zellen kommen, wo sie den Gesamtorganismus gefährden könnten. Die Kosmetik Verordnung, die ab 11. Juli 2013 verbindlich in Kraft tritt, betrifft die Kennzeichnung von Produkten, die Nanomaterialien enthalten. Dazu gibt es auch eine Aussendung des Bundesministeriums für Gesundheit zur Schaffung von Mindeststandards für die Sicherheitsbewertung kosmetischer Mittel als Bestandteil des sogenannten Produktdossiers.

Informationen und Downloads: http://bmg.gv.at  

Quelle: 3. Kinder-Haut-Tag ‹ 19.-20.10. 2012, Ges. d. Ärzte Wien.

G. Niebauer, Apotheker Plus 10/2012

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