Gelatin Nanoparticles as Potential Nanocarriers for Macromolecular Drugs

Die Herstellung gelatinebasierter nanopartikulärer Drug Delivery Systeme für Makromoleküle birgt viele Herausforderungen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit einigen der wichtigsten Schwierigkeiten bei der Herstellung von Gelatine-Nanopartikeln. Das erste Ziel stellt die Vermeidung der Partikelaggregation dar, eines der häufigsten Probleme mit dem die Herstellung von Gelatine-Nanopartikeln assoziiert ist. Zur Identifikation der diesbezüglich optimalen Herstellungsbedingungen wurden verschiedene Parameter der Nanopräzitations-Technik untersucht. Durch die effektive Beladung mit dem hydrophilen Modellmakromolekül FITC-Dextran konnte das hohe Potential dieses Trägersystems für makromolekulare Wirkstoffe gezeigt werden. Darüber hinaus wurde versucht die Oberfläche der Gelatine-Nanopartikel mit PEI zu modifizieren, um die Oberflächenadsorption von negativ geladenen Makromolekülen zu erleichtern. Neben der erfolgreichen PEI-Adsorption und der damit verbundenen positiven Oberflächenladung, nahm die Partikelgröße deutlich zu und die positiven Ladungen führten zu einer verstärkten Beeinträchtigung der Zellviabilität. Ein weiteres Problem bei der Herstellung von Gelatine-Nanopartikeln stellt die Verwendung von Quervernetzer zur Stabilisierung der Partikel dar. Derartige Quervernetzer können nicht nur Gelatine, sondern auch aktive Zentren von therapeutischen Proteinen vernetzen, wodurch diese ihre biologische Aktivität verlieren können. Um dem entgegenzuwirken, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein alternativer Ansatz zur Partikelstabilisierung entwickelt. Hierbei wurden die Gelatine-Nanopartikel unter Nutzung der einzigartigen Nanopräzipitation-Emulsions-Evaporations-Technik in Nanosphären verkapselt, die aus einem synthetischen Polymer bestehen. PLGA hat sich diesbezüglich als ungeeignet erwiesen, wohingegen Eudragit® E100 die konzentrationsabhängige Verkapselung von Gelatine-Nanopartikel in Nanosphären auf effiziente Weise ermöglicht.