Kunststoffbläschen bringen Medikamente in die Zelle

Kunststoffbläschen bringen Medikamente in die Zelle
Dr. Ernst Guggolz Abteilung Öffentlichkeitsarbeit
Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Chemiker haben kugelförmige Polymere entwickelt, die Medikamente durch den Körper transportieren und erst am Wirkort freisetzen. Welche Vorteile für die Medizin diese Polymersome gegenüber ihren natürlichen Vorbildern besitzen, erfahren Sie in den „Nachrichten aus der Chemie“.

Liposome, winzige Bläschen, die Transportfunktionen in einer Zelle übernehmen, sind die natürlichen Vorbilder der Polymersome. Die künstlich hergestellten Verbindungen sind aber chemisch und mechanisch stabiler. Zudem lassen sie sich in verschiedenen Größen und mit nützlichen Funktionen produzieren: Schaltbare Polymersome ändern auf äußere Einflüsse hin ihr Verhalten. Sie bilden so Drug-Delivery-Systeme und liefern Medikamente im Körper zur gewünschten Zeit an einer vorher bestimmten Stelle ab....

... Polymerchemie

Die Kettenbildung, also die Verbindung einzelner Monomere untereinander zu Polymeren erfolgt durch verschiedene Arten von Polyreaktionen wie Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition. Polymere aus unterschiedlich gebauten Monomeren nennt man Heteropolymere oder Copolymere. Bei den meisten Kunststoffen wird das Polymerrückgrat aus Kohlenstoffketten gebildet.

Man unterscheidet isotaktische Polymere, bei denen alle Substituenten einer Polymerkette die gleiche stereoelektronische Konformation haben, wie isotaktisches Polystyrol mit der Konfiguration R-R-R-R-R-… oder S-S-S-S-S-… Bei ataktischen Polymeren sind die Substituenten wahllos geordnet, als eine Art Racemat. Als syndiotaktisch bezeichnet man Polymere, deren Substituenten abwechselnd aus R und S bestehen.
Beispiele und Kurzwort

Synthetische Polymere auf Kohlenstoffbasis:
Polyethylen (PE)
Polypropylen (PP)
Polyvinylchlorid (PVC)
Polystyrol (PS), besser bekannt in geschäumtem Zustand als Styropor® (Handelsname der BASF)
Polytetrafluorethylen (PTFE), Handelsname ist Teflon® (E. l. Du Pont de Nemours and Company) oder Tefal®
Polymethylmethacrylat (PMMA), unter dem Handelsnamen Plexiglas® (Evonik Industries AG)
die Gruppe der Polyamide, als PA66 unter dem Handelsnamen Nylon®, als PA6 unter dem Handelsnamen Perlon® oder als PA12G unter dem Handelsnamen Lauramid®
Polyester, zu dieser Produktgruppe gehören auch
Polycarbonate (PC) mit Handelsnamen Lexan oder Makrolon® (Bayer AG) und
Polyethylenterephthalat (PET)
Polyethylenglykol (PEG)
die Gruppe der Polyurethane (PU)
Dendrimere sind stark verzweigte Strukturen mit Selbstähnlichkeit.
Synthetische Polymere auf anderer Basis:
Silikone, genauer Poly(organo)siloxane
Biopolymere:
Proteine wie Enzyme, Haare, Seide
DNS (die Erbsubstanz)
RNS
Kohlenhydrate wie Zellulose, Holz, Papier, Stärke, Chitin
Polyhydroxyalkanoate, die Biopolyester als Energie- und Kohlenstoff-Speicher von Bakterien


Ökologische Erwägungen

Gesundheitsrisiken gehen vom Polymer selbst praktisch nie aus. Das Beispiel dafür ist PVC, das erst bei der Verbrennung das giftige und stark ätzende Gas Chlorwasserstoff freisetzt, das sich in Wasser als Salzsäure löst. Bei Schwelbränden entstehen in größeren Mengen polychlorierte Dibenzodioxine und -furane. Das Polymer PVC selbst ist lebensmittelkompatibel und wird auf Grund seiner ausgezeichneten Gasdichtigkeit in der Medizin zum Beispiel für Blutkonserven verwendet.

Weitere Umweltprobleme können durch Zusatzstoffe entstehen, die praktisch in jedem Kunststoffgegenstand enthalten sind, z.B. Weichmacher. Diese Zusatzstoffe werden überwiegend bei PVC eingesetzt, um seine mechanischen Eigenschaften dem Einsatz anzupassen. Dabei können sich durch die massenhafte Anwendung von PVC auch die Weiterentwicklungen als zweifelhaft erweisen.

Für das Weich-PVC „Igelit“ wurde in den 1940er Jahren Trikresylphosphat eingesetzt. Der Ersatz dieser Substanz durch Phthalate, anfangs Dibutylphthalat (DPB), später Dioktylphthalat (DOP), führte in neuerer Zeit zur Erkenntnis, dass auch diese unter dem Umweltaspekt durch ihre mengenmäßige Anwesenheit erhebliche Probleme mit sich bringen....