Verabreichung von Medikamenten mit Polybutylcyanoacrylat-Nanopartikeln an die Netzhaut, das Gehirn und die Hauptorgane von Ratten

Da die Blut-Hirn-Schranke (BHS) ein Hindernis für die Verabreichung von Arzneimitteln darstellt, wurden Trägersysteme wie Polybutylcyanoacrylat (PBCA)-Nanopartikel (NPs) untersucht. Es ist jedoch wenig darüber bekannt, wie physiochemische Merkmale wie Größe, Tenside und Oberflächenladung die Passage der BHS in vivo beeinflussen. Wir haben ein Rattenmodell für die In-vivo-Bildgebung der Netzhaut verwendet - die ein Hirngewebe ist und die Situation an der BHS widerspiegeln kann - um zu untersuchen, wie Größe und Oberflächenladung die Fähigkeit von NPs bestimmen, die Blut-Retina-Schranke (BRB) zu passieren. Das Ergebnis zeigte, dass bei Poloxamer 188-modifizierten, DEAE-Dextran-stabilisierten PBCA-NP die Verringerung der durchschnittlichen Zeta-Größe von 272 nm auf 172 nm durch Zentrifugation die BRB-Passage der NPs erheblich reduziert. Die Variation des Zetapotenzials innerhalb des engen Bereichs von 0 bis 15 mV durch Zugabe verschiedener Mengen an Stabilisator ergab, dass 0 mV und 15 mV weniger wünschenswert waren als 5 mV, was die BRB-Passage erleichterte. Anschließend haben wir die Netzhaut der Ratten ex vivo entnommen und abgebildet, um die genaue Lage der NPs im Netzhautgewebe zu beobachten. Ähnlich wie bei den In-vivo-Ergebnissen reicherten sich die NPs mit größerer Zeta-Größe und 5 mV Oberflächenladung stärker in der Gefäßwand und in den Ganglienzellen der Netzhaut an. Interessanterweise reicherten sich die NPs mit 0 mV Oberflächenladung ungleichmäßig in der Gefäßwand an, und einige Agglomerate hafteten an der Oberfläche der Gefäßwand. Wir sammelten auch Blut, Gehirn, Herz, Nieren, Leber, Lunge und Milz der Ratten. Die biologische Verteilung der NP in Blut und Gehirn ist mit den Ergebnissen der In-vivo-Bildgebung von Blutgefäßen und Netzhautgewebe vergleichbar. Somit können geringfügige Änderungen im Design der Nanoträger physikalisch-chemische Parameter wie Größe oder Zetapotenzial verändern und so die biologische Verteilung der NPs in vivo wesentlich beeinflussen.
Dieser Text wurde mit DeepL übersetzt am 27.03.2026

Drug delivery with polybutylcyanoacrylate nanoparticles to the retina, brain and main organs of rats

Because the blood-brain barrier (BBB) is an obstacle for drug-delivery, carrier systems such as polybutylcyanoacrylate (PBCA) nanoparticles (NPs) have been studied. Yet, little is known of how physiochemical features such as size, surfactants and surface charge influence BBB passage in vivo. We used a rat model of in vivo imaging of the retina - which is brain tissue and can reflect the situation at the BBB - to study how size and surface charge determine NPs ability to cross the blood-retina barrier (BRB). The result showed that for poloxamer 188-modified, DEAE-dextran-stabilized PBCA NPs, decreasing the average zeta-size from 272 nm to 172 nm by centrifugation reduced the BRB passage of the NPs substantially. Varying the zeta potential within the narrow range of 0 15 mV by adding di erent amounts of stabilizer revealed that 0 mV and 15 mV were less desirable than 5 mV which facilitated the BRB passage. Then we removed and imaged the retina of the rats ex vivo to observe the detailed location of the NPs in retina tissue. Similar as the in vivo result, the NPs with larger zeta-size and 5 mV surface charge accumulated more in the vessel wall and in retina ganglion cells. Interestingly, the NPs with 0 mV surface charge accumulated unevenly in vessel wall and some agglomerates attached on the surface of the vessel wall. We also collected blood, brain, heart, kidneys, liver, lungs and spleen of the rats. The biological distribution of NPs in blood and brain is comparable to the results of in vivo imaging of blood vessel and retina tissue. Thus, minor changes in design of nanocarriers can alter physicochemical parameters such as size or zeta potential, thus substantially influencing NPs biological distribution in vivo.