Ferngesteuerte Freisetzung von Medikamenten im Verdauungstrakt durch Aufheizen eines Absorbers in magnetischen Wechselfeldern

Ziele: Die Anwendung der meisten Medikamente erfolgt über den Verdauungstrakt. Da hierbei die Applikation in einem lokalisierten Gebiet noch nicht beherrscht wird, müssen Überdosierungen und Nebenwirkungen in Kauf genommen werden. Das Ziel unserer Untersuchungen ist nachzuweisen, dass eine ferngesteuerte Freisetzung von Wirkstoffen aus Medikamentenkapseln im Verdauungstrakt möglich ist. Methode: Als Wirkprinzip wurde die Erwärmung eines Absorbers aus biokompatiblem Eisenoxid-Pulver in magnetischen Wechselfeldern ausgewählt und optimiert. Bedingung war dabei, dass bei einem künftigen klinischen Einsatz eine unzulässige Erwärmung des Körpergewebes durch Wirbelströme ausgeschlossen ist. Die optimalen Bedingungen wurden durch Messung der Aufheizgeschwindigkeit bei Frequenzen von 1 bis 5 kHz und mit Magnetfeld-Amplituden bis zu 100 kA/m an verschiedenen Pulvern ermittelt und mit theoretischen Berechnungen verglichen. Ergebnis: Die optimalen Werte für Frequenz und Amplitude des Feldes sind vom verwendeten Eisenoxid-Pulver abhängig. Von 10 untersuchten Pulversorten waren zwei besonders gut geeignet. Durch geeignete Kapselkonstruktion konnte die erforderliche Ausgangsleistung des Magnetfeld-Generators auf ca. 2 kW gesenkt werden. Die Experimente bestätigten die theoretischen Voraussagen. Der Freisetzungsprozess einer Modellflüssigkeit aus Medikamenten-Kapseln der Größen 3 und 00 wurde gefilmt. Das Ausstoßen der Flüssigkeit aus der Kapsel begann etwa 30s nach Einschalten des Magnetfeldes und war nach ca. 60s abgeschlossen. Schlussfolgerung: Mit einer neuen Ortungsmethode, die ohne ionisierende Strahlung arbeitet, kann die Bewegung der Medikamentenkapsel durch den Verdauungstrakt in Echtzeit verfolgt werden. An einem ausgewählten Ort kann dann mit der beschriebenen Freisetzungsmethode der Wirkstoff innerhalb von einer Minute ferngesteuert ausgestoßen werden. Aufgrund ihrer Konstruktion zerfällt die Kapsel danach in kleine biokompatible Teile, die den Körper auf dem natürlichen Weg verlassen.