In vitro Simulation von Magnetischem Drug Targeting mit einem Arterienmodell

Abstract

Ein Hauptproblem bei der Tumorbehandlung mit Chemotherapeutika stellt das häufige Missverhältnis zwischen erzielter Wirkung und unerwünschten Nebenwirkungen dar. Beim Magnetischen Drug Targeting (MDT) werden Wirkstoffe mit magnetischen Nanopartikeln gezielt an den gewünschten Wirkort transportiert. Dieses System ermöglicht eine deutliche Erhöhung der Wirkstoffkonzentration in der Zielregion gegenüber der regulären Chemotherapie. Der zielgerichtete Transport der Nanopartikel ist von unterschiedlichen Parametern abhängig, wie z.B. dem Magnetfeldgradienten, der physiologischen Umgebung, der Partikelgröße oder der Partikeloberfläche. In einem "in vitro-Gefäßmodell" sollen die Auswirkungen dieser Parameter unter unterschiedlichen Bedingungen untersucht werden. In diesem Gefäßmodell wurden isolierte Rinderarterien mit Albumin substituiertem Puffer durchspült und in unmittelbarer Nähe des Magnetfeldes platziert. Während der Magnetfeldeinwirkung wurden die Nanopartikel in das Flussmedium injiziert und danach die Arterien histologisch und magnetrelaxometrisch untersucht. Die Attrahierbarkeit der Partikel zur Polschuhspitze des Magneten konnte in diesem Arterienmodell visualisiert werden. Auch die unterschiedliche Partikelanreicherung in verschiedenen Gefäßabschnitten ließ sich histologisch nachweisen und mit der Magnetrelaxometrie quantifizieren. Es erfolgte eine Aufnahme der Partikel in die Endothelzellen der Gefäßwand. Partikelmessungen mit dynamischer Lichtstreuung zeigten eine Größenzunahme der Partikel nach der Magnetfeldanwendung. Mit dieser Umlaufapparatur können die Magnetfeldstärke und die Partikelgröße unter konstanten Bedingungen im Vorfeld von Tierversuchen getestet werden, die wichtige Parameter für das MDT sind. Unterstützt durch: DFG, Wilhelm-Sander-Stiftung, Münche