Arzneikapseln aus künstlicher Spinnenseide


Für ihre Experimente verwendeten die Forscher an der Technischen Universität München als Schutzhülle ein Protein, das den Spinnfaden-Eiweißen nachgebildet ist. Diese sind - Grundvoraussetzung für Anwendungen im Körper - immunologisch unsichtbar. Einkapselungsprozesse sind beispielsweise nötig, um bestimmte Arzneien oder Medikamente präzise im Körper an ihr Ziel zu steuern, ohne dass sich diese unterwegs auflösen.

Die Protein-Moleküle sind mit dem zu verpackenden Wirkstoff in einem Wassertröpfchen gelöst. Dann emulgierten die Biophysiker die Tröpfchen in einem Öl. Bei diesem Prozess bildet sich zwischen den beiden Phasen eine Grenzfläche. Aufgrund ihres amphiphilen Charakters wanderten die Seidenproteine an diese Phasengrenze und bildeten eine sehr stabile beta-Faltblattstruktur aus, wie man sie auch in den Seidenfäden findet.

Auf diese Weise formierten sich die Seidenproteine zu einem hauchdünnen Film, nur wenige Nanometer dick. Die so entstandene Mikrokapsel bildet ein ideales System, verschiedenste Inhalte sicher ans gewünschte Ziel zu transportieren. Die gesamte Reaktionszeit, in der sich die kleinen Kapseln ausbilden, beträgt nur wenige Sekunden, was auf die einzigartigen Eigenschaften der Spinnenseidenproteine zurückzuführen ist.

Die so erzeugten Mikrokapseln sind hochelastisch, können kaum osmotisch schwellen und sind somit gegen den osmotischen Druck nahezu immun. Dies ist deshalb wichtig, weil die Kügelchen nicht mitten im Körper an ungewollter Stelle platzen und ihren Wirkstoff freisetzen sollen. Außerdem weisen die ultrakleinen "Träger" eine hohe chemische Stabilität auf, und das gleichzeitig bei absoluter Biokompatibilität und immunologisch neutralem Verhalten. Das Freisetzen der transportierten Substanz kann durch Proteasen erfolgen. Diese natürlichen Enzyme bauen die Schutzhülle von außen ab.

COMPAMED.de; Quelle: Technische Universität München