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Arbeitskreis Prof. Dr. Udo Bakowsky

Der Arbeitskreis von Prof. Dr. Udo Bakowsky befasst sich mit der Entwicklung nanoskaliger Arzneistoffträger, die physikalisch und biologisch getestet werden. Die kontrollierte Freisetzung von Arzneistoffen aus diesen Trägern und ihr gerichteter Transport zum Wirkort spielen in der Forschung der AG eine bedeutende Rolle. Gegenwärtig erscheinen Wirkstoffträger, die auf Mikro- oder Nanoemulsionen, Liposomen und anorganischen oder polymeren Nanosphären basieren, als sehr aussichtsreich.

Sie müssen den Arzneistoff effektiv gegenüber äußeren Einflüssen sowie metabolischen Einflüssen des Körpers abschirmen, zugleich aber eine kontrollierte, genau definierte Wirkstofffreisetzung im Organismus über einen möglichst definierten Zeitraum gewährleisten. Dazu wird versucht, die physikochemischen und biophysikalischen Eigenschaften der Trägermaterialien mit chemischen und physikalischen Methoden gezielt zu optimieren.

Untersucht wird die Interaktion von technologisch hergestellten Materialien in Größen zwischen 10 nm und 500 nm mit biologischen Komponenten oder Systemen, die in einer komplexen natürlichen Umgebung funktionieren müssen.

Solche Drug Delivery Systeme im Nano-Maßstab bieten Vorteile: Sie lassen sich als selektive, auf biomolekularer Erkennung aufbauende Arzneistoffträger gestalten. Die oberflächliche Modifizierung des Vehikels mit biologisch aktiven Funktionsmolekülen wie Antikörpern, Lektinen oder Peptiden verbessert z.B. die Adhäsion und Interaktion mit biologischen Barrieren wie der Haut oder der Darm- oder Lungenschleimhaut und ermöglicht deren Überwindung.

So kann man biotechnologische Arzneistoffe an bisher kaum erreichbare Wirkorte schleusen. Wirkstoffe, die bislang nur parenteral verabreicht werden konnten, können dank der pharmazeutischen Nanobiotechnologie möglicherweise schon bald geschluckt, inhaliert oder nasal appliziert werden. Nebenwirkungen sollen minimiert werden, indem das Arzneistoffmolekül vorwiegend und gezielt an seinem eigentlichen Wirkort ankommt und so den Organismus weniger belastet.

Außerdem hochaktuell sind die Bemühungen, Oberflächeneigenschaften von dauerhaften oder temporären Implantatmaterialien gezielt zu verändern. Die Bandbreite der in der Medizintechnik verwendeten Materialien reicht von Metallen und Keramiken bis zu Polymeren wie Silikonen, Polyurethanen oder Polytetrafluorethylenen. Mit physikalischen Methoden wie Plasma- oder Laserverfahren sowie chemischen und biochemischen Verfahren lassen sich physikalische Strukturen im Nanometerbereich, aber auch dünne lateral strukturierte Lipid- oder Proteinfilme mit Schichtdicken kleiner als 50 nm erzeugen.