(Phys.org) -- Den snabba och riktade leveransen av läkemedel till en sjukdoms fokus kan snart göras lättare. Helmuth Möhwald och hans kollegor från Max Planck Institute of Colloids and Interfaces i Golm, Potsdam, har utvecklat en enkel teknik för tillverkning av läkemedelsbehållare som kan kanaliseras till ett utvalt mål i kroppen. Forskarna använder porösa kalciumkarbonatmikrosfärer som mallar för framställning av ihåliga tredimensionella bollar. Dessa kan absorbera medicinskt effektiva ämnen och tillåta att signalmolekyler fästs på deras yta, med vars hjälp sfärerna sedan kan hitta till den sjuka vävnaden.

Kemoterapi är ett framgångsrikt vapen i kampen mot cancer; dock, det utgör ett stort problem:de giftiga ämnena hämmar inte bara tillväxten av tumörceller, de skadar också frisk vävnad. Läkare möter ofta denna situation när de använder droger. Mikrosfärer eller nanosfärer som levererar läkemedel till riktade områden av kroppen och bara släpper ut dem där kan hjälpa till att övervinna detta problem. Metoden som utvecklats av forskarna vid Max Planck Institute of Colloids and Interfaces gör det möjligt att producera sådana sfärer i ett brett spektrum av storlekar och att utrusta dem med olika funktioner.

Forskarna börjar med att välja kalciumkarbonatmallarna i den storlek som deras läkemedelsbehållare ska vara i slutet av processen. Dessa CaCO3-partiklar kan produceras i exakt definierade storlekar som sträcker sig från några hundra nanometer till flera mikrometer. Forskarna fyller sedan porerna i kalciumkarbonatsfärerna med nanopartiklar och, om så krävs, med medicinska substanser. Nanopartiklarna kan alltså visa olika egenskaper. Dom kan, till exempel, bestå av ett material som bryts ned av ljus eller vissa ämnen och därför fungerar som öppnare för drogvehikeln.

De Potsdam-baserade forskarna omger sedan de fyllda CaCO3-sfärerna med en väv bestående av långa proteinkedjor – alternativt, de kan också använda polymertrådar för detta ändamål. Nästa steg innebär att lösa upp CaCO3-mallen med hjälp av en syra. Nanopartiklarna ordnar sig sedan till en porös sfär som är innesluten i proteinväven. "Vi kan mycket enkelt kombinera ämnen för att bilda en multifunktionell enhet och skräddarsy deras kemiska och fysikaliska egenskaper till önskad funktion, ” säger Möhwald.

Proteinbanan täcker inte bara den ihåliga sfären, det gör det också biokompatibelt och kan innehålla biokemiska signalsubstanser som skickar sfärerna direkt till sitt mål i kroppen.

Forskare använder också andra metoder för tillverkning av mikro- och nanobehållare som skulle kunna vara lämpliga för läkemedelsleverans. Till exempel, de får molekyler och nanopartiklar att klunga ihop sig för att bilda sådana strukturer med hjälp av en "bottom-up"-metod. "Men vår process är lättare att kontrollera, snabbare att implementera och mer kostnadseffektiv än de andra tekniker som utvecklats hittills, ” säger Helmuth Möhwald.

Max Planck-forskaren och hans kollegor i Potsdam har uppnått ett viktigt steg för att möjliggöra att läkemedel kan levereras på ett riktat sätt till sjukdomsfokus i kroppen. Enligt Helmuth Möhwalds uppfattning, detta fyller grundforskningens uppgift inom detta område:"Om industrin kommer att ta till sig metoden och utveckla den vidare till applikationsmognad förblir en öppen fråga."