Computer aided design of nanoparticulate polymeric drug carriers

Polymere Systeme zur Verabreichung von Arzneimitteln haben sich in den letzten zwei Jahrzehnten enorm weiterentwickelt, wobei im Labor eine Vielzahl von polymeren Trägerformulierungen und -strukturen entwickelt wurden. Die Kompatibilität zwischen Arzneimitteln (pharmazeutischen Wirkstoffen) und Polymeren ist immer der Schlüsselfaktor, unabhängig von den Unterschieden in den Formen oder detaillierten Eigenschaften der polymeren Träger. Die Kompatibilität kann anhand von Polymer-Wirkstoff-Mischungen untersucht werden, und die Änderung der freien Gibbs-Energie beim Mischen ∆G_mix ist ein zuverlässiges Tool zur Bewertung der Kompatibilität von Polymer-Wirkstoff-Mischungen. Der Flory-Huggins-Wechselwirkungsparameter (FH) χ ist eine Schlüsselgröße für die Berechnung von ∆G_mix, die ihrerseits auch ein gängiger Indikator für die Analyse der Mischbarkeit von Polymermischungen ist. Der Hildebrand-Löslichkeitsparameter (SP) δ ist ebenfalls die Schlüsselgröße für die Berechnung von χ und kann ebenfalls ein guter Indikator für die Löslichkeit sein, insbesondere für unpolare Verbindungen. δ kann experimentell oder durch Simulationen bestimmt werden, aber für Polymere ist es fast unmöglich, ihn direkt durch Experimente zu messen. Computersimulationstechniken haben ihre Effizienz auf diesem Gebiet bewiesen und können detaillierte Informationen von der Atomskala bis zur Mesoskala und sogar bis zur Makroskala bieten.