Aufgrund ihrer Löslichkeitseigenschaften ist es bei vielen modernen pharmazeutischen Wirkstoffen schwierig, diese im menschlichen Körper mit traditionellen Darreichungsformen bioverfügbar zu machen. Bioverfügbarkeit heißt, dass der Wirkstoff unverändert im Körpersystem zur Verfügung steht. Die Bioverfügbarkeit charakterisiert sowohl die Geschwindigkeit als auch den Umfang der Verfügbarkeit am Wirkort.

Eine Möglichkeit, die Bioverfügbarkeit signifikant zu verbessern, besteht darin, die Wirkstoffe in Form sehr kleiner Partikel in den Körper einzubringen, z.B. in Form von Nanopartikeln oder anderer kolloidaler Trägersysteme. Große Herausforderung dabei ist, diese Partikel in ausreichend hoher pharmazeutischer Qualität und geringer Größenvarianz zur Verfügung zu stellen. Genau an diesem Punkt greift das Vorhaben „DLS-Feedback-regulierte kontinuierliche Partikelproduktion“ an.

Nanopartikel kontrolliert herstellen und dann auch noch direkt inline auf ihre Eigenschaften vermessen geht nicht? DOCH! Mikrosystemtechnik und flowDLS in Kombination machen es möglich.

Durch die Kombination von steuerbarer mikrofluidischer Nanopartikelerzeugung des In-stituts für Mikrotechnik (IMT) der TU Braunschweig mit dem am Mainzer Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM entwickelten flowDLS System zur Messung von Nanopartikelgrößen via dynamischer Lichtstreuung soll im Zuge des Projekts ein Feedback-regulierter Nanopartikelreaktor realisiert werden, mit dem Größe, Größenverteilung und Form der hergestellten Partikel genau eingestellt und ein langzeitstabiler Prozess sichergestellt werden können.

Bisher ist in der mikrofluidischen Partikelerzeugung die notwendige Verifikation von Partikeleigenschaften durch Messung und Zählung nur nach der Präparation in separaten Messgeräten möglich. Der aktuelle flowDLS-Prototyp des Fraunhofer IMM erlaubt bereits eine Partikelmessung im makroskopischen Durchfluss. Das Gerät soll nun so weiterentwickelt werden, dass in Verbindung mit einer mikrofluidischen Partikelerzeugungseinheit ein benutzerfreundliches System zur Nanopartikelherstellung mit integrierter Analytik entsteht, das in industriellen Laboren eingesetzt werden kann.

Auch für Partikelherstellung in Kleinstmengen attraktiv

„Der besondere Charme liegt in der Flexibilität, da das Gesamtkonzept einzelne Module vorsieht“, sagt Projektleiter Peter Höbel. „Eine am System aufsteckbare Mikrofluidik bzw. Messküvette bleibt austauschbar. So kann der Analytikteil später in Kombination mit weiteren Partikelproduktionssystemen verwendet werden“. Eine hausinterne separate Analytik ist nicht erforderlich. Für den Betreiber sinken die Kosten und der Gesamtaufwand, auch weil kein speziell qualifiziertes Fachpersonal für den Gerätebetrieb notwendig wird.

Der Anwendungspartner ConSenxus GmbH stammt aus dem Gerätebau und verfügt über jahrzehntelange Expertise auf dem Gebiet der Partikelanalysemethoden sowie die nötigen Spezialkenntnisse, um das System den Ansprüchen potentieller Anwender anzupassen.