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Chitosan für pulmonale Anwendungen

Chitosan ist ein aussichtsreiches Wirkstofftransportsystem für pulmonale Anwendungen und ist dadurch besonders in der Corona Pandemie für den Wirkstofftransport von besonderem Interesse. Nützlich sind dabei die mukoadhäsiven, permeationssteigernden und orts-/zellspezifischen Eigenschaften des biologisch abbaubaren und biokompatiblen Polymers. Entwickelt wurden bereits Nanocarrier basierend auf verschiedenen Mikroverkapselungs- und Mikro-Nano-Mischsystemen. Der aerodynamischen Charakter ist dabei wichtig um eine effiziente pulmonale Aerosolbildung und Inhalation zu ermöglichen. In diesem Artikel geben wir Ihnen einen Einblick in einen Artikel über Chitosan und seine Entwicklung als Lungenpartikel-Antiinfektiva.

Ein Überblick über Chitosan und seine Entwicklung als Lungenpartikel-Antiinfektiva und Anti-Krebs-Medikamententräger

A review on chitosan and its development as pulmonary particulate anti-infective and anti-cancer drug carriers. Ruhisy Mohd Rasul, M. Tamilarasi Muniandy, Zabliza Zakaria, Kifayatullah Shah, Chin Fei Chee, Ali Dabbagh, Noorsaadah Abd Rahman, and Tin Wui Wong. Carbohydr Polym. 2020 Dec 15; 250: 116800. Published online 2020 Aug 18. doi: 10.1016/j.carbpol.2020.116800

Durch Inhalation ist es möglich Therapeutika auf nicht-invasive, organspezifische Art und Weise direkt in der Lunge zu verabreichen. Durch die Ausstattung des Wirkstofffreisetzungssystems mit speziellen Liganden können bestimmte Zelltypen spezifisch angesprochen werden. Da die Lunge im Gegensatz zum Magen-Darm-Trakt nur begrenzt Enzyme für eine Metabolisierung von Medikamenten besitzt, ist der Einsatz protein- und genbasierter Therapeutika möglich. Eine große Herausforderung bei der pulmonalen Medikamentenverabreichung ist der hohe Verzweigungsgrad der Atemwege mit unterschiedlichen Längen und Durchmessern.

In der Lungenheilkunde sind derzeit folgende Inhalationsgeräte in Verwendung:

  • Druck-Dosier-Inhalatoren
  • Pulverinhalatoren
  • Vernebler

Erforscht wird unter anderem die Behandlung von Tuberkulose mit Chitosan-basierten Wirkstofftransportsystemen. Tuberkulose ist eine chronische, bakterielle Infektion, die durch durch M. tuberculosis verursacht und über die Luft übertragen wird. Die Erkrankung betrifft hauptsächlich die Lunge und die Behandlung ist durch Einschränkungen bei der Medikamentendosierung, Nebenwirkungen und schlechte Penetration der Wirkstoffe an die Infektionsherde erschwert. Verschiedenste Chitosan-basierte Nano- und Mikrofreisetzungssysteme wurden bereits für die pulmonale Verabreichung von Tuberkulose Medikamenten untersucht (siehe Tabelle). Die Herstellung von Nanopartikeln erfolgt durch die Lösungsmittelverdunstung-Emulgiertechnik oder mittels ionischer Gelierung von gegensätzlich geladenen Materialien im flüssigen Zustand, mit anschließender Gefriertrocknung oder Sprühtrocknung. Alternativ werden die Systeme direkt durch Sprühtrocknung unter Variation der Parameter hergestellt. Um die Aggregation der Nanopartikel zu verhindern kommen Füllstoffe/Dispergiermittel wie Laktose, Mannitol oder Maltodextrin zum Einsatz. Es wurde festgestellt, dass bei Vermischung von Chitosan-Nanopartikeln mit Laktose-Mikropartikeln die Größe, Form und spezifische Oberfläche der Nanopartikel einen starken Einfluss auf die Inhalationseffizienz der Nanopartikel haben (Alhajj et al., 2020).

Tabelle: Beispiele für erforschte pulmonale Chitosan-basierte Transportsysteme für die Behandlung von Infektionskrankheiten.

Formulierung und Herstellung Testung Quelle
Chitosan Nanopartikel beladen mit „Prothionamide“ (Tuberkulose Wirkstoff), ionische Vernetzung und Gefriertrocknung, Puderformulierung In vivo: Verlängerung der Wirkstoffverfügbarkeit durch die Nanopartikel Debnath et al., 2018
Isoniazid und Rifampin beladene Genipin-vernetzte Carboxymethyl-Chitosan Nanogele In vivo: Erfolgreicher Transport in die Lunge, in vitro: starke anti-bakterielle Wirkung Wu et al.,
2018
Rifampicin beladene Octanoyl-Chitosan-Nanopartikel, Lösungsmittelverdunstung und Gefriertrocknung, mit 1 %w/v Trehalose Dehydrat als Gefrierschutz In vitro: keine Zelltoxizität festgestellt Petkar et al.,
2018
Isoniazid und Rifampicin beladene Chitosan Nanopartikel, Ionische Gelierung und Sprühtrocknung In vitro: Verabreichung von M. tuberculosis-infizierter Mäuse mit vernebelten Nanopartikeln über 28 Tage,  nach Behandlung keine nachweisbaren mykobakteriellen koloniebildenden Einheit in Lungen- und Milzhomogenaten Garg et al.,
2015

Schlussfolgerung: Chitosan und seine Derivate eignen sich ausgezeichnet als Trägermaterial für die pulmonale Verabreichung von Medikamenten zur Behandlung von Atemwegsinfektionen. In Zukunft wären sie eine geeignete Alternative für Lactose, welches bisher oft als Hauptwirkstoffträger eingesetzt wird. Die Nutzung von Chitosan und Derivaten erfordert eine eingehende Analyse einschließlich der aerodynamischen in vitro-Charakterisierung und in vivo-Untersuchung der Pharmakokinetik und Funktionalität dieser Partikel um die therapeutische Leistung bewerten zu können.

Quellen: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861720309735

Alhajj, N., Zakaria, Z., Naharudin, I., Ahsan, F., Li, W., & Wong, T. W. (2020). Critical physicochemical attributes of chitosan nanoparticles admixed lactose-PEG 3000 microparticles in pulmonary inhalation. Asian Journal of Pharmaceutical Sciences, 15(3), 374–384.

Garg, T., Rath, G., & Goyal, A. K. (2015). Inhalable chitosan nanoparticles as antitubercular drug carriers for an effective treatment of tuberculosis. Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology, 44(3), 1–5.

Petkar, K. C., Chavhan, S., Kunda, N., Saleem, I., Somavarapu, S., Taylor, K. M. G., & Sawant, K. K. (2018). Development of novel octanoyl chitosan nanoparticles for improved rifampicin pulmonary delivery: Optimization by factorial design. AAPS PharmSciTech, 19(4), 1758–1772.

Wu, T., Liao, W., Wang, W., Zhou, J., Tan, W., Xiang, W., & Cai, X. (2018). Genipincrosslinked carboxymethyl chitosan nanogel for lung-targeted delivery of isoniazid and rifampin. Carbohydrate Polymers, 197, 403–413.

Debnath, S. K., Saisivam, S., Debanth, M., & Omri, A. (2018). Development and evaluation of chitosan nanoparticles based dry powder inhalation formulations of prothionamide. PloS One, 13(1), Article e0190976.

 

 

Nanopartikel, Corona, Covid, Atemwegsinfektion, Tuberkulose

Kontakt

  • Heppe Medical Chitosan GmbH
    Heinrich-Damerow-Straße 1
    D-06120 Halle (Saale)
  • Tel.: +49 (0) 345 27 996 300
    Fax: +49 (0) 345 27 996 378
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Treffen Sie uns in 2025

Im Jahr 2025 werden wir an mehreren Symposien oder Messen teilnehmen. Wir würden uns freuen, Sie bei der nächsten Veranstaltung begrüßen zu dürfen.

Merken Sie sich die Termine folgender Veranstaltungen vor:

International Polysaccharide Conference
25. - 28. August 2025 | Sundsvall, Schweden
 
Asia-Pacific Chitin and Chitosan Symposium
26. - 29. August 2025 | Taipei, Taiwan
 
International Conference on Chitin and Chitosan
26. - 29. Oktober 2025 | Hermosillo, Mexiko
 
28. - 30. Oktober 2025 | Frankfurt, Deutschland
 
17. - 20. November 2025 | Düsseldorf, Deutschland
 
International Conference on Biopolymers and Polymer Science
04. - 06. Dezember 2025 | Paris, Frankreich

 

Wir suchen SIE - Mitarbeiter in der Produktion (m/w/d)

Keine Lust auf Langeweile? Für die Verstärkung unseres Teams suchen wir ab sofort Produktionsmitarbeiter (m/w/d) im Bereich Pharma- und Medizintechnik

Pharmakant (m/w/d) für Produktion

Die Heppe Medical Chitosan GmbH (HMC) ist ein mittelständisches Chemie-/Pharma-Unternehmen, das sich als Weltmarktführer im Bereich Chitosan und Chitosan-Derivate etabliert hat. Unser Bioprodukt wird in chemischen Verfahren im kg-Maßstab als innovativer Rohstoff für die Pharmaindustrie und Medizintechnik hergestellt. Chitosane sind unsere Passion.

Wir suchen Mitarbeiter (m/w/d), die Lust darauf haben, langfristig an der Herstellung dieser einzigartigen Rohstoffe mitzuwirken.

Zu Ihren Aufgaben gehören:

  • Betreuung verschiedener Produktionsabläufe, teilweise in Teamarbeit aber auch in Eigenverantwortung
  • Herstellung unserer Produkte durch chemische Synthese nach Rezeptur
  • Bedienung und Überwachung von Reaktoren und Mühlen
  • Abfüllung von Zwischen- und Endprodukten
  • Mitarbeit bei Syntheseentwicklungen
  • Arbeiten teilweise im GMP Umfeld (Reinraum Klasse C)
  • Dokumentation der durchgeführten Arbeiten
  • Wartung und Reinigung von Reaktoren und Arbeitsmaterialien

Es wäre super, wenn Sie Folgendes mitbringen:

  • Eine erfolgreich abgeschlossene Berufsausbildung zum Pharmakanten, Chemikanten, eine vergleichbare Ausbildung oder einen Bachelor in Chemie
  • Eine saubere, zuverlässige, strukturierte und sorgfältige Arbeitsweise
  • Erfahrungen in der Medizinprodukte- oder Pharmaindustrie von Vorteil
  • Gute Deutschkenntnisse in Wort und Schrift
  • Flexibilität, Teamfähigkeit und Qualitätsbewusstsein

Was wir Ihnen bieten:

  • Eine klasse Arbeitsatmosphäre in einem freundlichen und kollegialen Team
  • Umfassende Einarbeitung sowie Schulungen
  • Ein abwechslungsreiches Tätigkeitsfeld
  • Perspektiven für Ihre persönliche Weiterentwicklung
  • 40 Wochenstunden mit flexibler Arbeitszeit, Arbeitszeitrahmen: 07:00-18:00 Uhr
  • KEINE Wochenend- oder Schichtarbeit
  • Unbefristeter Arbeitsvertrag
  • Sehr gute Verkehrsanbindung
  • Kaffee, Tee und Wasser inklusive

Wir freuen uns auf Ihre aussagekräftige Bewerbung. Teilen Sie uns in dieser Ihren möglichen Eintrittstermin und Ihre Gehaltsvorstellung mit. Die Bewerbungsunterlagen mit Motivationsschreiben senden Sie bitte als PDF-Dokument per E-Mail an Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.. Ihre Ansprechpartnerin unsere Geschäftsführerin Frau Katja Richter.


Wenn´s passt, können Sie sofort bei uns anfangen.

Aufpassen und nicht aus Versehen Äpfel mit Birnen vergleichen

Immer wieder findet man Publikationen in denen Chitosane miteinander verglichen werden. Zum Beispiel sind wir letztens auf ein Paper gestoßen, dass Chitosan von Crustacea mit dem von Pilzen in Anwendungen im Bereich Knochen-Gewebe-Engineering vergleichen soll (Iqbal et al. 2024). Aber inwieweit war das überhaupt aussagekräftig?

Elektrospinning von Chitosan-Nanofasern zur Wundbehandlung

Nanofasern aus Chitosan können vielseitig angewendet werden. In der vorgestellten Publikation sollen durch Elektrospinning Chitosan-Nanofasern hergestellt werden, die die Wundheilung verbessern.

Chitosan als Expient im Einsatz gegen Heliobacter pylori

H. pylori Infektionen im Magen sind nur schwer zu bekämpfen aufgrund der Bildung von Antibiotikaresistenzen, Biofilmen und intrazellulären Infektionen. In der präsentierten Studie soll eine Hydrogelplattform auf Chitosan und Palmitinsäure-Basis genutzt werden als Alternative zu einer Antibiotika-basierten Therapie.

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