Synthese neuer Biomineralien
Bei der Bildung von Biomineralien zeigt die Natur, dass Kristallisationsprozesse in bemerkenswerter Weise gesteuert werden können. Unter Ägide des Projekts PINSYS entwickelten Fachspezialisten aus verschiedenen Bereichen mehrere Methoden, um nach biomimetischem Prinzip neuartige poröse anorganische Nanopartikel für biomedizinische Anwendungen herzustellen. Mesoporöse Feststoffe sind Materialien, deren Porendurchmesser zwischen 2 und 50 nm beträgt. PINSYS testete an verschiedenen Materialien wie mesoporösen Siliciumdioxid-Nanopartikeln (MSN), inwieweit sie sich zur Kontrolle der Kristallkeimbildung eignen. Weiterhin wurde eine innovative Technik entwickelt, die MSN als Keimbildner und Fetuine als Wachstumshemmer einsetzt. Fetuine sind Serumproteine, die Gefäßverkalkungsprozesse und Knochenstoffwechsel regulieren. Den Forschern gelang so die Synthese mesoporöser HA-Nanostäbchen. Durch Variieren der Fetuin-Konzentration konnte zudem die Größe und Porosität dieser Nanopartikel eingestellt werden. An Rinderserumalbumin als makromolekularem Wirkstoff wurde geprüft, ob sich mesoporöse Nanopartikel zur Freisetzung von Medikamenten eignen. Mesoporöse HA-Nanostäbchen zeigten eine signifikant höhere Aufnahmekapazität und eine nachhaltigere Wirkstofffreisetzung als feste HA-Nanostäbchen wie auch eine bessere zelluläre Aufnahme, was sie zu optimalen Kandidaten für die intrazelluläre Wirkstofffreisetzung macht. Angesichts der zunehmend überalterten Bevölkerung werden die europäischen Gesundheitssysteme immer stärker finanziell belastet. Die Projektaktivitäten sind daher vor allem auch für die Nanomedizin relevant, da sich die neuen Techniken für den gezielten Wirkstofftransport wie auch die kontrollierte Freisetzung von Medikamenten nutzen lassen, etwa in der Onkologie.
Schlüsselbegriffe
Biominerale, Nanopartikel, Calciumcarbonat, Hydroxylapatit, Wirkstofffreisetzung
