Schlauer medikamentenabgabe durch die Kontrolle über Kapselung: Trail-and-error-Experimente in drug design können weggelassen werden, indem Kontrolle über die Lage in Drogen in der molekularen Lieferumfang

Forscher der Eindhoven University of Technology und der Universität Utrecht haben entdeckt, die Parameter, die für die Verkapselung von Medikamenten. Dies ermöglicht mehr Kontrolle über die langsame und stetige Freisetzung von Drogen bei Patienten. Darüber hinaus entwerfen verkapselungen für neue Medikamente erfordert nun weit weniger ein Experimentieren, das sorgt für schnellere und günstigere Medikamentenentwicklung. Die Forscher glauben, dass dieses Werk einen erheblichen Einfluss auf den biomedizinischen Bereich und das Design künftiger Medikamente.

Viele Medikamente sind hydrophob — Sie tun nicht gut löslich in Wasser — was macht der drug-delivery-Patienten problematisch. Eine mögliche Lösung ist die Kapselung der Drogen in kleinen Paketen, sind hydrophob (Wasser abweisend) innen und die hydrophilen (wasserlöslichen) auf der Außenseite. Die Medikamente reichern sich in der Innenseite dieser Pakete und der Transport des Medikaments im gesamten Körper des Patienten wird viel einfacher. Die Pakete bestehen oft aus verbundenen Tenside, die pharma-genehmigt. Wenn, aufgelöst in Wasser, physiologischer Lösung oder Blut, sind diese Moleküle orientieren sich die hydrophoben Teil in Richtung der innere Kern (mit Affinität für die unlöslichen Drogen) und deren hydrophile Seite nach außen, bilden eine sphärisch ‚Paket‘, genannt Mizellen.

Der Verbleib in einer micelle

Transport von Medikamenten im ganzen Körper auf diese Weise möglich wurde, seit Jahrzehnten, aber erst jetzt Forscher verstehen, welche Faktoren genau bestimmen, wo die Drogen im inneren der Mizellen sammeln. Diese räumliche Verteilung kann drastisch beeinflussen die release-rate der Medikamente innerhalb eines Patienten. Einige Medikamente konzentrieren sich in der Mitte des hydrophoben Kern der micelle und release langsam, was wünschenswert ist für die Droge-Aufnahme eines Patienten. Andere Medikamente kommen bei der core-shell-Schnittstelle von der micelle und release in der Regel schnell. Daher, die Kontrolle der Lage der Medikamente in der micelle Kapselung steuert die release-rate der Drogen.

Mit einem Farbstoff zu verfolgen Droge

Zu untersuchen, wo unlöslichen Drogen zu sammeln, nutzten die Forscher den NiL Rot, ein Farbstoff-Molekül, die in etwa die Größe und die Löslichkeit von typischen Drogen. Der Farbstoff hat eine sehr clevere Eigenschaft: es wird nicht nur absorbieren eine bestimmte Farbe des Lichts, sondern auch, dass die Farbe hängt von seiner Umgebung. Wenn der Farbstoff aufgelöst in reinem Wasser, es absorbiert Licht einer anderen Farbe, als ob es ist auch etwas Alkohol im Wasser gelöst. Änderung des Wasser/Alkohol-Verhältnis ist ein cleverer Weg, um zu simulieren, ein gutes Lösungsmittel oder mit einem schlechten Lösungsmittel für den Farbstoff. Dies ist Analog zu arbeiten mit einem wasserlöslichen Medikament oder ein unlösliches Arzneimittel. Durch die Messung der Licht-absorption ist, konnten die Forscher bestimmen, wie viel Farbstoff gesammelt, die im Kern der micelle und wie viel an den core-shell-Schnittstelle.

Experimente, kombiniert mit computer-Simulationen

Um Ihre Ergebnisse zu bestätigen, die Forscher haben in Computersimulationen bestimmen die Standorte der aufgelösten Drogen und die Form der block-copolymer-Mizellen. Die Berechnungen zeigen die Anordnung der Komponenten innerhalb und außerhalb der Mizellen, wodurch eine Beurteilung der am günstigsten gelegene Regionen von der Droge.

Aus den Experimenten und Berechnungen wurde festgestellt, dass die bevorzugte region des Medikaments innerhalb der block-copolymer-Mizellen ist meist bestimmt durch die Konzentration und die Löslichkeit des Medikaments Moleküle in das umgebende medium (Wasser/physiologischen medium/Blut). Wenn die Konzentration der Droge unter der Wasser-Löslichkeit des Lösungsmittels die Medikamenten-Moleküle sammeln sich auf der core-shell-Schnittstelle von der Mizellen, während, wenn die Konzentration oberhalb der Löslichkeit sammeln Sie sich in den Kern.

Weniger trail-and-error-Experimente

Die heutigen Drogen-Kapselung Forschung wird dominiert durch trail-and-error-Experimente. Die Ergebnisse in dieser Studie ermöglichen einfachere und günstigere Entwicklung von smart-Drogen. Dies wird dazu beitragen, Nebenwirkungen der Therapie und erleichtern das erstellen von personalisierten therapeutischen Behandlungen, wo die Freisetzung des Medikaments ist abgestimmt auf die individuellen Bedürfnisse des Patienten.