Nanobiotechnologie wird zur Behandlung mikrobieller Infektionen eingesetzt

Nanotechnologen erfreuen uns mit einer weiteren Entdeckung: Wissenschaftler haben die Möglichkeit aufgezeigt, Mikroroboter und Mikromotoren zur Beseitigung mikrobieller Infektionen im Verdauungstrakt einzusetzen. Mikromotoren sind nicht dicker als ein halbes menschliches Haar. Sie können sich entlang der Magenschleimhaut bewegen und überschüssige Säure neutralisieren, woraufhin das nanobioelektrische Gerät ein Antibiotikum absondert, das das Bakterium Helicobacter zerstört. Die Hauptentwickler des Projekts sind der Nanotechnologe Dr. Joseph Wang und Professor Liangfang Zhang vom Jacobs College of Engineering (University of California – San Diego). Den Forschern gelang es, den Mikromotor zu zwingen, sich im Körper zu bewegen und bei Bedarf Medikamente freizusetzen. Wissenschaftlern zufolge wird die entwickelte Methode die Grundlage für die neueste Ära der Behandlung von Magen-Darm-Erkrankungen bilden.Früher wurden die meisten in den Magen verabreichten Medikamente in einer sauren Umgebung neutralisiert. Heute können sowohl Antibiotika als auch Enzyme oder Proteine ungehindert in das Verdauungssystem verabreicht werden. Um das verabreichte Medikament zu schützen, verwendeten Ärzte früher spezielle säurebeständige Überzüge für Medikamente. Um die Wirkung der Säure abzuschwächen, verwendeten sie Protonenpumpenhemmer (z. B. die bekannten Omez und Omeprazol). Solche Behandlungen waren jedoch nicht immer zuverlässig. Zudem waren sie langwierig, teuer und mit zahlreichen Nebenwirkungen verbunden. Durch den Einsatz von Nanotechnologie wurde es möglich, das Medikament an seinen Bestimmungsort zu bringen und gleichzeitig den Boden für seine wirksame Wirkung zu bereiten. Mikromotoren dringen in die Magenhöhle ein, stabilisieren den Säuregehalt auf den erforderlichen Werten und geben erst dann das Medikament frei. „Alles Geniale ist einfach. Das antimikrobielle Medikament verrichtet seine Arbeit, ohne durch die aggressive Säure der Umgebung Schaden zu nehmen. Jetzt ist alles auf einmal gelöst: Eine stufenweise Langzeitbehandlung ist nicht mehr nötig. Das Medikament wirkt einfach und zuverlässig“, erklärt Wissenschaftlerin Berta Esteban Fernandez de Avila. Wie die Projektleiter erklärten, verfügt jeder Mikroroboter und Mikromotor über einen kugelförmigen Magnesiumkern, der mit einem Schutz auf Titandioxidbasis überzogen ist. Unter dem Schutz befindet sich eine Dosis des antibakteriellen Medikaments Clarithromycin, das erst bei Erreichen eines bestimmten Säuregehalts der Umgebung freigesetzt wird. Die letzte Oberflächenschicht des Nanopartikels besteht aus Chitosan, dessen Funktion es ist, den Mikromotor an der Magenwand zu halten. Sobald der Säureneutralisator zu wirken beginnt, werden Wasserstoff-Mikrogase freigesetzt, die wiederum eine zusätzliche Schubkraft für den Mikromotor darstellen. Anschließend normalisiert sich der intragastrische Säuregehalt, und das Antibiotikum wird freigesetzt. Der Mikromotor ist biologisch abbaubar und stellt keine Gefahr für den Patienten dar. Das Experiment an Nagetieren hat bereits hervorragende Ergebnisse gezeigt. Wissenschaftlern zufolge werden Nanopräparate vermutlich bald die traditionelle medikamentöse Behandlung von Magenerkrankungen vollständig ersetzen können.

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