Nanoporösa material för framtidens medicin?

Den 27 februari hölls den första av vårens fyra planerade föreläsningar om nanoteknologi i Folkuniversitetets lokaler i Stockholm. Föreläsare var nanoforskaren Johan Gómez de la Torre från Uppsala universitet. Han berättade om vad nanoporösa material är och hur de kan komma att användas som läkemedelsbärare för framtidens medicin.

När vi äter en tablett med läkemedel så färdas den från vår mun, genom magen vidare till tarmen. Under dess resa börjar tabletten att lösas upp och frigöra läkemedlet. Det mesta av upptaget sker i tarmen där läkemedlet tas upp genom tarmväggen och transporteras ut i blodet.

Nät med mycket små maskor

För att läkemedlet ska kunna ta sig igenom tarmens vägg och vidare ut i blodet måste läkemedlet vara i mycket liten form. Man talar om storleken på läkemedelsmolekyler. Hinner läkemedelsmolekylerna binda sig och bli större föreningar är de helt enkelt för stora för att ta sig igenom de fina maskor som utgör tarmväggen, berättar Johan. Läkemedel som inte tar sig igenom tarmväggen passerar genom kroppen overksamt.

En utmaning är därför att bereda läkemedlet i en form som är löslig i vatten. Medicinen löses upp i magvätskan och frisätter läkemedelsmolekyler som är små nog att tas upp genom tarmväggen.

Problemet är att dagens läkemedel i många fall inte har särskilt hög löslighet i vatten, vilket innebär att en stor del av den medicin vi äter färdas overksamt genom kroppen.

Molekyler strävar efter att binda sig

Svårlösliga läkemedelsmolekyler strävar efter att binda till varandra och bilda kristaller, fortsätter Johan. Som kristaller är de dock för stora för att passera genom tarmväggens maskor. En annan utmaning blir därför att hindra läkemedelsmolekylerna från att kristalliseras länge nog för dem att hinna ta sig ut i blodet.

Ett läkemedel som redan befinner sig i molekylform när det frisätts i tarmen kan enklare tas upp och ge en högre effekt. För detta krävs att molekylerna hindras från att bli kristallina. Det är här de nanoporösa materialen har sin funktion.

Material med skräddarsydda porer

I tillverkningsprocessen för nanoporösa material kan själva porernas storlek skräddarsys genom olika metoder. Porerna kan då göras tillräckligt stora för att rymma läkemedelsmolekylerna, men små nog att förhindra att för många läkemedelsmolekyler får plats och ges möjlighet att kristalliseras, berättar Johan.

När det nanoporösa materialet kommer i kontakt med magvätskan trängs läkemedelsmolekylerna ut ur porerna och kan tas upp direkt genom tarmväggen.

Öka och minska frisättningshastigheten

I vissa fall är det önskvärt att läkemedlet får effekt så fort som möjligt, i andra fall vill man att läkemedlet ska ha en jämn effekt under en längre tid. En huvudvärk vill man lindra snabbt, då är en snabb frisättning av läkemedel önskvärt. Annan medicinering, exempelvis för kroniska besvär, vill man hålla en jämnare frisättning under längre tid, berättar Johan.

Används ett nanoporöst material med mycket små porer i en större struktur måste läkemedelsmolekylerna vandra längre för att ta sig ut ur sin bärare. Används något större porer i en mindre struktur blir vandringsavståndet för molekylerna kortare och läkemedlet frisätts snabbare. Så kan även den hastighet som läkemedlet frisätts i att styras, berättar han.

Nanoporösa material nytt område

Nanoporösa material har studerats sedan 70-talet, men det var först på 90-talet som dess potential började inses. Att använda nanoporösa material som läkemedelsbärare är ett ännu nyare forskningsområde - de första publikationer som berör tanken att använda nanoporösa material som läkemedelsbärare kan dateras till år 2000.

Det finns fortfarande flera utmaningar för att utveckla mediciner som använder sig av den här typen av strukturer, menar Johan. Framförallt är materialen dyra att tillverka och innefattar hantering av giftiga råmaterial. De produktionstekniska utmaningarna har gjort att någon industriell tillverkning av den här typen av nanoporösa material inte kunna ta fart - ännu! avslutar han.

Stina Bergström, SwedNanoTech 
2014-03-06

_____________________________________________________________

Om föreläsningsserien

Under hösten 2013 och våren 2014 erbjuder SwedNanoTech i samarbete med Folkuniversitetet en kostnadsfri föreläsningsserie om nanoteknik. Syftet med föreläsningarna är att synligöra vad nanoteknologi är, hur det används samt vilka potentiella risker som måste tas hänsyn till i utvecklandet av tekniken. 

Samtliga föreläsare har gedigen kunskap och erfarenhet inom sina respektive områden. Föreläsningarna är kostnadsfria men anmälan krävs.

Övriga kurstillfällen våren 2014

• 27/3 - Nanoteknik och ny materialvetenskap från grafen
• 3/4  - Nanopartiklar i kosmetika – bra eller dåligt? 
• 22/5 - Nanopartiklar i vår miljö

Frågor

Kontakta Stina Bergström, kommunikatör, SwedNanoTech.  +46 70 208 52 42, stina.bergstrom@swednanotech.com