Die direkte Verabreichung in den Körper (z.B. intravenöse Injektion in die Blutbahn) führt zu einer raschen und gewollten Verteilung der Partikel im ganzen Körper. Dabei können SPION mit speziellen Proteinen beschichtet werden, um sie gezielt zu bestimmten Organen oder Zellen zu dirigieren (z.B. mit Folat zur Markierung von Krebszellen).

 

Intravenös gespritzte SPION werden vor allem von Makrophagen aufgenommen. In diesen Zellen wird die Polymerhülle abgebaut und dann über den Urin oder den Stuhl ausgeschieden. Das Eisen in den SPION wird in die körpereigenen Eisenspeicher eingebaut. Die geringe Toxizität von SPION erstaunt daher wenig wenn man bedenkt, dass für medizinische Anwendungen nur relativ geringe Eisen-Konzentrationen (50-200 mg/Person) verabreicht werden im Vergleich zu der relativ hohen Eisenkonzentration die bereits natürlich im Körper gespeichert wird (ca. 4000 mg/ erwachsene Person).

 

Makrophage gefüllt mit Eisenoxid-Nanopartikeln (nachträglich eingefärbt).  © Harald Krug, FZK.Makrophage gefüllt mit Eisenoxid-Nanopartikeln (nachträglich eingefärbt). © Harald Krug, FZK.Mit einer speziellen Polymerhülle (Polyethylenglykol, PEG) versehene SPION werden weniger gut von Makrophagen aufgenommen. Diese Modifikation erhöht somit die Verweildauer von SPION im Körper und somit die Wahrscheinlichkeit das gewollte Ziel (z.B. den Tumor) zu erreichen. Eine zusätzliche Beschichtung mit bestimmten Proteinen dirigiert die Partikel zu unterschiedlichen Organen oder Zellen (z.B. können mit Folat beschichtete SPION zur Markierung von Krebszellen verwendet werden).

 

Darüber hinaus eröffnen die superparamagnetischen Eigenschaften von SPION weitere Vorteile im Hinblick auf ihre gezielte Verteilung im Körper. Ein externes magnetisches Feld erlaubt es, SPION in der gewollten Zielregion (z.B. dem Tumor) zu fixieren wo sie, lokal begrenzt, beispielsweise ein an sie gebundenes Medikament abgeben können. Dadurch kann die Dosis des Wirkstoffs herab gesetzt werden und somit ein systemischer Effekt (Nebenwirkungen im restlichen Organismus) auf ein Minimum reduziert werden [2,3,4,5,6]. Des Weiteren können SPION durch ein oszillierendes Magnetfeld erhitzt werden. Diese Methode findet bereits in der Krebstherapie Anwendung. Im Tumor platzierte SPION töten durch die räumlich begrenzte Hitzeentwicklung gezielt Tumorzellen ab, ohne das umliegende Gewebe zu schädigen [1,7,8].

 

 

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  1. Neuberger, T et al. (2005), J Magn Magn Mater, 293(1): 483-496.
  2. Torchilin, VP (2000), Eur J Pharm Sci, 11 Suppl 2(0): S81-91.
  3. Luebbe, AS et al. (1996), Cancer Res, 56(20): 4686-4693.
  4. Luebbe, AS et al. (2001), J Surg Res, 95(2): 200-206.
  5. Stroem, V et al. (2004), Nanotechnology, 15(5): 457-466.
  6. Rudge, S et al. (2001), J Control Release, 74(1-3): 335-340.
  7. Jordan, A et al. (1997) in U. Haefeli, et al. (1997), Scientific and Clinical applications of Magnetic Carriers, Springer Verlag, p. 569, ISBN
    9780306456879.
  8. Jordan, A et al. (1999), J Magn Magn Mater, 201(1–3): 413-419.
  9. Mueller, K et al. (2007), Biomaterials, 28(9): 1629-1642.

 

 

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