Die Anwendung von metallischen Nanopartikeln wird für verschiedene Nanomedikamente umfassend untersucht. Sie bieten die Möglichkeit sowohl neue diagnostische als auch therapeutische Ansätze zu entwickeln. Eines der ersten dieser Nanomedizin-Produkte waren eisenbasierte Nanopartikel gegen Eisenmangel.
Intravenöse Eisen-Zucker-Nanopartikel zur Behandlung von Eisenmangel
Eisenmangel kann viele Ursachen haben, sei es eine Störung des Eisenstoffwechsels, Mangelernährung oder durch große Blutverluste nach Operationen. Es entsteht dadurch einen Mangelzustand des Körpers an dem Spurenelement Eisen. Männer benötigen ca. 10 mg Eisen pro Tag, Frauen ca. 15 mg Eisen pro Tag (lt. Deutsche Gesellschaft für Ernährung). Kann die Versorgung mit Eisen durch eine ausgewogene Ernährung nicht gewährleistet werden, kann zu einer Nahrungsergänzung mit Eisenpräparaten geraten (orale Eisenpräparate) werden. Die Einnahme von Eisentabletten zur Behandlung eines Eisenmangels ist eine Möglichkeit.
Eine langfristige Anwendung kann jedoch Nebenwirkungen wie z.B. Magen-Darm-Beschwerden, Übelkeit, Erbrechen oder Verstopfung mit sich ziehen [1]. Im Gegensatz zu oralen Eisenpräparaten kann Eisen auch intravenös verabreichten werden. Die meisten Produkte sind Eisen-Zucker-Nanopartikel basierte Formulierungen, die den Eisenspeicher im Körper schneller wieder auffüllen. Dies ist von großer Wichtigkeit für Patienten mit kritischem Eisenmangel, der z.B. durch übermäßigen Blutverlust, chronische Nierenerkrankungen oder Chemotherapie verursacht wird.
Strukturell sind alle Eisen-Zucker-Nanopartikel kolloidale Suspensionen, die aus einem kugelförmigen Eisenkern bestehen und von einer Kohlenhydrathülle umgeben sind. Eisen-Nanopartikel haben einen Durchmesser im Bereich von 8-30 nm [2]. Bereits seit 1949 werden solch kleine Eisen-Zucker-Partikel als kolloidale Suspensionen hergestellt und in intravenösen Eisen-Zucker-Präparaten angewendet.
Es werden heute verschiedene Arten von Zuckern für die Beschichtung des Eisenkerns verwendet. Dies hat zur Entwicklung mehrerer Produkte mit unterschiedlichen Zucker-Hüllen geführt. Derzeit sind intravenöse Eisen-Zucker-Nanopartikel wie Eisendextran, Natrium-Eisen-Gluconat, Eisen-Zucker, Eisen-Carboxymaltose, Ferumoxytol und Eisen-Isomaltosid im Handel erhältlich. Die Leistungsfähigkeit intravenöser Eisen-Nanopartikel zur sicheren Behebung von Eisenmangel ist auf die Zuckerhülle dieser Nanomedikamente zurückzuführen. Dadurch wird die Freisetzung von Eisen verlangsamt und damit die zu schnelle Eisenansammlung im Blut verhindert [3]. Zuviel Eisen im Blut verursacht oxidative Stress, die für Zellen schädlich sein können und zu Gewebeschäden führen können.
Die Behandlung von Eisenmangel durch intravenöse Eisengabe ist der oralen Eisenbehandlung meistens überlegen, wenn die Eisenkonzentration im Körper schnell erhöht werden muss. Dennoch gibt es einige Unterschiede zwischen den Produkten hinsichtlich der Dosierung und damit auch Wirksamkeit von intravenösen Eisen-Nanopartikeln, die besonders berücksichtigt werden müssen. Eisen ist auch ein notwendiger Nährstoff für viele Bakterien. Es fehlen jedoch immer noch klare Informationen über den Zusammenhang zwischen intravenöser Eisentherapie und Infektion, und daher sind zusätzliche klinische Studien erforderlich, um die Sicherheit der intravenösen Eisen-Nanopartikel sowie die Festlegung der empfohlenen Dosen und Verabreichungszeiten zu gewährleisten.
Literatur
- Tolkien, Z., et al. (2015), PloS one, 10(2): e0117383.
- Shah, R.B., et al. (2014), International journal of pharmaceutics, 464(1-2): p. 46-52.
- Kudasheva, D.S., et al. (2002), Journal of inorganic biochemistry, 98(11): p. 1757-1769.
