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»e-Pille« - Ein innovativer Ansatz zur Verfolgung der Arzneimittelabsorption und Optimierung der Arzneimitteltherapie

18. Mai 2021

Magen, Dünn- oder Dickdarm nehmen oral eingenommene Arzneimittel unterschiedlich gut auf. Forschende der Fraunhofer-Institute ITMP, EMFT und IZM wollen jetzt im Projekt "e-Pille" Wirkstoffe für die perorale Gabe optimieren.

»Explosionsdarstellung« der »e-Pille«.
© Fraunhofer IZM / Manuel Seckel
»Explosionsdarstellung« der »e-Pille«.

Nach der oralen Einnahme werden viele Medikamente in einigen Bereichen des Magen-Darm-Trakts besser im Körper aufgenommen als in anderen. Für die Formulierungsentwicklung ist es daher sehr hilfreich zu wissen, wo welche Wirkstoffe am besten aufgenommen werden können, damit die Formulierung so gestaltet werden kann, dass die Aufnahme optimiert und somit das therapeutische Potenzial des Medikaments voll ausgeschöpft werden kann.

In der Vergangenheit wurden aufwendige und unangenehme Intubationsstudien durchgeführt, um die Permeabilität (die Fähigkeit, absorbiert zu werden) eines neuen Wirkstoffs entlang des Gastrointestinaltrakts zu ermitteln. Insbesondere tiefe Stellen im Magen-Darm-Trakt, wie das Ileum oder der Dickdarm, sind mit diesen Techniken nur schwer und unter großem Zeitaufwand zu erreichen.

Als Alternative zur Intubation kann eine elektronisch gesteuerte Kapsel verwendet werden, die durch ein elektronisches Signal die Freisetzung eines Testmedikaments an der gewünschten Stelle im Magen-Darm-Trakt auslöst. 

Solche Kapseln wurden zwar schon früher entwickelt, waren aber recht sperrig und daher schwierig zu schlucken. Durch Miniaturisierung der Komponenten und Integration innovativer Techniken wollen Fraunhofer-Wissenschaftler aus drei Instituten (Fraunhofer ITMP, EMFT und IZM) die Größe der Kapsel auf etwa die Größe einer Multivitaminkapsel reduzieren und gleichzeitig eine präzise, genaue und reproduzierbare Dosierung des Testmedikaments sicherstellen. Der Titel des Projekts lautet »e-Pille«, um die elektronische Steuerung der Lokalisierung und Freisetzung des Testwirkstoffs zusammen mit der einfachen Verabreichung, die eine »Pille« normaler Größe bietet, widerzuspiegeln.

Nach der Validierung der "e-Pille" für Permeabilitätsstudien wird die nächste Phase des Projekts darin bestehen, die elektronische Steuerung der Wirkstofffreisetzung zu nutzen, um das Freisetzungsmuster eines Medikaments entsprechend seiner therapeutischen Ziele und pharmakodynamischen Eigenschaften anzupassen. Die Umsetzung dieser Phase wird ein neues Paradigma der oralen Arzneimitteltherapie einleiten.