| Damit Wirkstoffe die Lunge erreichen können, müssen sie eine Größe zwischen 1 und 5 µm aufweisen. Um Wirkstoffe dieser Größe herzustellen, werden unterschiedliche Verfahren angewendet, wie Mahlen oder Sprühtrocknen. Als Modellwirkstoff für diese Arbeit wurde Salbutamol Sulfat (SS) verwendet. Ein Wirkstoff, der zur Gruppe der ß2-Sympathomimetika gezählt wird und in der Therapie von chronisch obstruktiven Lungenerkrankungen (COPD) und Asthma bronchiale eingesetzt wird. In bisherigen Studien konnte gezeigt werden, dass Luftstrahlmahlung von SS nadelförmige, kristalline Partikel erzeugt. Durch Sprühtrocknung hingegen werden runde, amorphe Partikel hergestellt. Ob, und vor allem wie, sich die Form der Partikel auf die Wirkstoffaufnahme in Lungenzellen auswirkt, ist von großer wissenschaftlicher und medizinischer Bedeutung und zentraler Bestandteil dieser Arbeit.
Um die Wirkstoffaufnahme der unterschiedlich geformten Partikel in den Lungenzellen zu testen, wurden sowohl Permeabilitätsstudien als auch zelluläre Aufnahme-Experimente durchgeführt, wobei unterschiedliche Zellarten verwendet wurden. Für die Permeabilitätsstudien wurden A549 Zellen, welche ein etabliertes Model für Typ-I-Alveolarzellen darstellen, sowie Calu-3 Zellen verwendet. Um die zelluläre Aufnahme zu testen wurden A549 und DMBM-2 Zellen, welche alveolare Makrophagen repräsentieren, verwendet. Neben den Zellversuchen wurden Formulierungen der unterschiedlichen Partikel mit einem Modellträger (Lactohale 100) hergestellt und die in-vitro Lungengängigkeit mittels eines Impaktors ermittelt. Zusätzlich wurden der Zerfall und die Löslichkeit der unterschiedlichen Wirkstoffformulierungen mittels Dissolution getestet.
Es konnte gezeigt werden, dass gemahlene, nadelförmige Partikel eine höhere Lungengängigkeit als sprühgetrocknete Partikel aufweisen. Sprühgetrocknete Partikel zeigten jedoch einen höheren Permeabilitätskoeffizienten (Papp) und eine schnellere, höhere Aufnahme durch Makrophagen. Beide Partikelformen zeigten ähnliche Ergebnisse hinsichtlich ihrer Löslichkeit - nach etwa zwei Minuten waren die Partikel vollständig gelöst. Die rasche Löslichkeit der Partikel schließt eine Aufnahme der Partikel via Phagocytose weitgehend aus, sodass andere Aufnahmemechanismen in Kraft treten müssen. Für zukünftige Studien soll ein Wirkstoff mit schlechterer Löslichkeit gewählt werden, um den Einfluss der Wirkstoffform genauer untersuchen zu können.
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