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Forschungskonzept

Die Grundidee des Forschungskonzeptes besteht in der Anwendung thermodynamischer Verfahren auf Systeme, die für die Produktoptimierung oder die Verfahrensoptimierung in der Humanmedizin relevant sind. Für die Untersuchung derartiger Probleme spielen neben den bulk-Phasengleichgewichten auch Grenzflächen- und kinetische Phänomene eine wesentliche Rolle. Für die erfolgreiche Umsetzung des Konzeptes ist eine interdisziplinäre Herangehensweise zwingend erforderlich. Ausgehend von 3 aktuellen Hauptaufgaben der Medizin

  1. Entwicklung von neuen Arzneimitteln Verträglichkeit untereinander und für den Patienten optimale Medikamentenaufnahme (controlled drug delivery Systeme)
  2. Optimierung der Herstellungsverfahren Reinigungsverfahren mit extremen Anforderungen
  3. Entwicklung neuer Therapie- und Diagnoseverfahren Tissue engineering, Einsatz von Kontrastmitteln leitet sich das in der Abbildung 1 dargestellte langfristige Forschungskonzept ab.
Lupe [1]

Abbildung 1: Schematische Darstellung des langfristigen Forschungskonzeptes.

 

Die drei genannten Themengebiete bilden die Grundsäulen des Forschungskonzeptes und sind eng miteinander verknüpft.

Viele Arzneistoffe weisen eine schlechte Löslichkeit in Wasser auf und behindern dadurch ihre Anwendbarkeit. Polymermizellen eignen sich für die Verbesserung der Löslichkeit (Solubilisierung), der Stabilisierung und die kontrollierte Freisetzung der Wirkstoffe.

Für eine kontrollierte Freisetzung der Wirkstoffe im therapeutischen Fenster (Abbildung 2) müssen zwei Hauptbedingungen gewährleistet werden. Erstens muß eine genügend hohe Konzentration von Wirkstoffmolekülen in den Polymermizellen solubilisiert werden. Die zweite wesentliche Bedingung besteht darin, daß die Wirkstoffmoleküle zur gewünschten Zeit und am gewünschten Ort freigesetzt werden können, wobei die Freisetzung meist durch den kontrollierten Abbau der Polymermoleküle unter variablen lokalen Bedingungen (z.B. pH-Wert, Salzkonzentration, osmotischer Druck) erfolgt.

Lupe [2]

Abbildung 2: Wirkstofffreisetzung in controlled drug delivery systems.

 

Die amphiphilen Eigenschaften von Triblockcopolymeren, aufgebaut aus Polyethylenoxid und Polypropylenoxidblöcken, können gezielt für die Einlagerung der oft hydrophoben Wirkstoffe in die gebildeten Mizellen und deren kontrollierte Freisetzung ausgenutzt werden. Diese Triblockcopolymere besitzen den Vorteil, die Wirkstoffkonzentration über einen langen Zeitraum konstant zu halten und werden deshalb für Langzeittherapien eingesetzt. Zusätzlich können diese Triblockcopolymere die ungewünschte Proteinadsorption minimieren, weisen eine gute Wasserlöslichkeit auf und besitzen ein großes ausgeschlossenes Volumen. Die für die Solubilisierung notwendigen Aggregationsphänomene sind stark temperaturabhängig und hängen stark von der chemischen Struktur, insbesondere von der Blocklänge und der chemischen Zusammensetzung ab.

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