Zeitschrift für Nanomaterialien und molekulare Nanotechnologie

Mit Polymyxin beschichtete nanostrukturierte Materialien: Eine Option zur Behandlung von Sepsis

Stephan Harm und Jens Hartmann

Mit Polymyxin beschichtete nanostrukturierte Materialien: Eine Option zur Behandlung von Sepsis

Objektiv:

Endotoxine (Lipopolysaccharide, LPS) zählen zu den Hauptzielen extrakorporaler Therapien. LPS, der Hauptbestandteil der äußeren Zellwand gramnegativer Bakterien, löst bei Menschen bereits in Konzentrationen unter 1 ng/kg Körpergewicht starke Entzündungsreaktionen aus. Obwohl die Eliminierung von LPS für die unterstützende Therapie von Sepsis und Leberversagen vielversprechend ist, ist die Neutralisierung von Endotoxinen durch Endotoxinadsorbentien umstritten. Frühere Studien zeigen, dass Polymyxin B (PMB) zur Inaktivierung von Endotoxinen im Blut eingesetzt werden könnte. Ziel dieser Studie war die Entwicklung eines adsorbensbasierten PMB-Freisetzungssystems, das während extrakorporaler Therapien einen konstanten PMB-Spiegel im Plasma gewährleistet.

Methoden: Ein Zytokinadsorbent auf Polystyrol-Divinylbenzol-Basis (CG161c) mit nanostrukturierten Poren wurde durch hydrophobe Wechselwirkungen mit einer definierten Menge PMB beschichtet. Die PMB-Freisetzung durch das PMB-beschichtete Adsorbent wurde in Plasma und fraktioniertem Plasma untersucht.

Ergebnisse: In Plasma oder Blut führt ein Gleichgewicht zwischen der freien und gebundenen Form von PMB zu einem konstanten PMB-Spiegel im Plasma. Die PMB-Freisetzung wurde von der inneren Oberfläche des Adsorbens und der Proteinkonzentration des Plasmas beeinflusst. In fraktioniertem Plasma, wo die Proteinkonzentration geringer ist, war die PMB-Freisetzung viel geringer als in Vollplasma. Zusätzlich konnten wir zeigen, dass die PMB-Beschichtung keinen Einfluss auf die Zytokinentfernung des CG161c-Adsorbents hat.

Schlussfolgerung: Unser In-vitro-Modell zeigt, dass die Kombination aus Zytokinentfernung und kontrollierter PMB-Freisetzung durch dasselbe Adsorbens eine Option zur Behandlung einer gramnegativen Sepsis sein könnte.