Entwicklung kolloiddisperser Wirkstoffformulierungen auf Basis von Biopolymeren

Die großen Fortschritte bei der Erzeugung nanoskaliger Transportsysteme lassen heutzutage eine breite Anwendung bei verschiedenen therapeutischen Fragestellungen zu. Ein besonders vielversprechender Ansatz stellt in diesem Zusammenhang die Entwicklung von maßgeschneiderten Wirkstoffformulierungen dar. Aus einem Entwicklungsprozess gehen nunmehr Wirkstoff-beladene Partikeln mit definierter Oberflächenzusammensetzung hervor, die eine lokale Wirkung an Entzündungsherden entfalten. In dieser Arbeit wurde ein Ansatz zur Entwicklung einer kolloiddispersen Ubichinon-Formulierung verfolgt, bei dem der schlecht wasserlösliche Radikalfänger unter Verwendung von gezielt modifizierten --PGA-Derivaten in eine geeignete Darreichungsform überführt werden konnte. Das biopolymere Ausgangsmaterial --PGA wurde aus einem optimierten Batch-Prozess mit dem Stamm Bacillus licheniformis gewonnen. Hier konnten über den phasenabhängigen Verlauf große Mengen an --PGA in der Kultivierungsbrühe erhalten werden. Aufgereinigtes --PGA bildete nunmehr als Schlüsselkomponente das Grundgerüst zur schrittweisen Umwandlung in ein grenzflächenaktives Amphiphil. Mit diesem Ansatz konnten kolloiddisperse Ubichinon-Formulierungen auf Basis einer elektrostatischen sowie sterischen Stabilisierung hergestellt werden. Bei der Charakterisierung der Partikelgrößenverteilung zeigten sich bezüglich der unterschiedlichen Stabilisationsstrategien signifikante Unterschiede im physiko-chemischen Verhalten unter physiologischen Bedingungen. Auf Basis der anti-oxidativen Eigenschaften von Ubichinon wurde für in vitro-Untersuchungen ein Kultivierungsprozess mit Saccharomyces cerevisiae N34 entwickelt, mit dem die stressmindernde Wirkung der kolloiddispersen Ubichinon-Formulierungen auf eine gezielt oxidativ gestresste Hefe-Kultur untersucht werden konnte. Im Vergleich zu einer bereits etablierten Polyvinylalkohol-stabilisierten Ubichinon-Formulierung wurde eine signifikante Reduktion von oxidativem Stress im lebenden Organismus erzielt.

Christoph Hönnscheidt, geboren in Saarbrücken, studierte von 2003 bis 2009 an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz im Fach Bio-medizinische Chemie und schloss sein Studium mit dem Abschluss Diplom-Chemiker ab. Von 2009 bis 2011 war er als wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) in Berlin-Steglitz tätig. Ab 2011 wechselte Christoph Hönnscheidt an das Institut für Bioverfahrenstechnik der TU Braunschweig und promovierte 2016 im Rahmen der DFG-Forschergruppe FOR 856 mikroPART-Mikrosysteme für partikuläre Life-Science-Produkte. Die vorliegende Arbeit fasst seine wissenschaftlichen Ergebnisse zusammen.