• Facebook
  • LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • OM KEMIFOKUS
  • PARTNERLOGIN

KemiFOKUS

Fokus på kemi

  • Analytisk kemi
  • Arbejdsmiljø/Indeklima
  • Biokemi
  • Biologi
  • Bioteknologi
  • Branchenyt
  • Energi
  • Fødevarekemi
  • Historisk kemi
  • Kemiteknik
  • Kemometri
  • Klikkemi
  • Klima og miljø
  • Lovgivning og patenter
  • Medicinalkemi
  • Nanoteknologi
  • Organisk kemi
  • Artikler fra Dansk Kemi

Medicinalkemi01. 04. 2018 | Katrine Meyn

Små løsninger til store udfordringer

Medicinalkemi01. 04. 2018 | Katrine Meyn

På trods af store medicinske opfindelser i nyere tid har måden, hvorpå medicin bliver leveret, været mere eller mindre uændret. På DTU arbejder en forskningsgruppe med en vision om at kunne erstatte meget af den medicin, der i dag indtages via sprøjte, med små mikrobeholdere – såkaldte mikrocontainere til oral levering af medicin.

Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 4, 2018 og kan læses uden illustrationer, strukturer og ligninger herunder.

Læs originalartiklen her

Af Zarmeena Abid og Line Hagner Nielsen, DTU Nanotech, Institut for Mikro- og Nanoteknologi

Hvis man har diabetes, skal man i dag stikke sig selv med en kanyle for at få sin daglige insulin. Vi kender det også fra vacciner, enten når ens børn skal have en vaccine, som en del af børnevaccinationsprogrammet, eller når vi skal ud at rejse, så skal vi til lægen og have en indsprøjtning med vaccinen. For at opnå den optimale effekt af denne vaccine, skal man til lægen gentagende gange for at få den samme vaccine sprøjtet ind i kroppen. Det vil være til stor gavn for patienter og for samfundet, hvis flere typer medicin som f.eks. proteiner, som insulin og vacciner, kan indtages som en tablet eller kapsel, se faktaboks 1. Dette kan sjældent lade sig gøre i dag, da stofferne bliver nedbrudt i maven og desuden har svært ved at passere cellemembranen i tyndtarmen [1]. Det er derfor essentielt at have et drug delivery system, som kan beskytte medicinen i maven og måske også hjælpe med til, at stofferne nemmere kan passere membranen i tarmen.

Mikrocontainere
Mikrocontainere er cylindriske beholdere i mikrostørrelse, som er lukket i bunden og har et hulrum, hvor medicin kan fyldes i. Efter påfyldning af medicinen, kan mikrocontainerne lukkes med et låg. Oftest arbejdes der med pH-følsomme låg, hvilket vil sige, at lågene er intakte, når de passerer igennem mavens pH og først opløses, når mikrocontainerne rammer den højere pH i tarmen. Derefter kan medicinen komme ud af mikrocontaineren og blive optaget igennem tarmen og over i blodet, se figur 1.
De mikrocontainerne, der bruges som et modelsystem, er lavet af den fotosensitive epoxy-polymer SU-8, og de fremstilles i renrummet på DTU ved en to-trins fotolitografi-proces [2]. Mikrocontainerne er lidt mindre end et sukkerkorn, med en indre diameter på ca. 220 µm og en højde på omkring 270 µm. De kan derfor rumme omkring 10 nL i volumen [2], se figur 2.
Mikrocontainerne adskiller sig fra polymer-partikler, som er den mest traditionelle metode at indkapsle medicin på, ved, at de er større og kan fremstilles i en ensartet størrelse og form. Derudover kan medicinen kun komme ud fra én side, modsat partikler, hvor stoffet frigives fra alle sider. Studier har vist, at netop det at medicinen frigives i én bestemt retning, kan fremme absorptionen af medicinen [3]. Ydermere har vores studier vist, at mikrocontainerne graver sig ned i mukuslaget i tarmen, hvorved mikrocontainerne har længere tid til at frigive medicinen i forhold til partikler, som flyder hurtigere igennem tarmen [4].
I øjeblikket arbejdes der med design og produktion af mikrocontainerne i biopolymer, se faktaboks 2. Biopolymere har den fordel, at de kan nedbrydes i kroppen efter at have frigivet medicinen. Derudover udvikles en metode til at producere dem uden for renrummet, hvorved en mere økonomisk og skalérbar proces opnås. Biopolymer-mikrocontainerne fremstilles ved at lave et tyndt lag af biopolymer, hvorefter der bruges en maske med de ønskede dimensioner til at presse ned i polymerlaget med et givent tryk og en given temperatur. Dette efterlader polymerlaget med adskilte 3D-mikrocontainere på et underlag. Metoden bliver kaldt hot punching og er sammenlignelig med processen hot embossing [5,6]. Disse biopolymer mikrocontainere har en diameter på omkring 300 µm og er 100 µm høje.

Fyldning af mikrocontainere og påførelse af låg
Efter fremstilling af mikrocontainerne skal de fyldes med medicin. Dette kan gøres på flere måder og enten i væske- eller pulverform. Hvis mikrocontainerne fyldes med væske, er det en lidt langsommelig proces, da hver mikrocontainer skal fyldes individuelt ved f.eks. at bruge en printer og fylde patronen med en vandig opløsning af medicinen [7].
De bedst-udviklede metoder er at fylde mikrocontainerne med medicin i pulverform. Det kan gøres ved manuelt at fylde containerne ved hjælp af en børste. Her hældes pulver ud over en chip med 625 mikrocontainere, og så bruges en børste til at fylde mikrocontainerne, og derefter anvendes en luftpistol til at blæse pulveret imellem mikrocontainerne væk [2,4], se figur 2.
En anden metode er inspireret af en embossing metode, og her påsættes en maske ovenpå en chip med mikrocontainere, så hullerne i masken passer med hulrummet i mikrocontainerne. Herefter presses chippen med masken ned i medicinen i pulverform, og derefter kan masken fjernes og mikrocontainerne er blevet fyldt [8]. Begge metoder giver ca. 2-4 µg medicin pr. mikrocontainer og kan bruges til alle former for medicin, og kan også anvendes til at fylde polymere ind i mikrocontainerne [9].
Når man fylder mikrocontainerne med polymer først, kan der anvendes mere sofistikerede metoder til at fylde mikrocontainerne med medicin. Én af disse metoder er CO2-imprægnering, hvor medicinen opløses i CO2 og trænger ind i polymeren, som på forhånd er fyldt i mikrocontainerne [9].

Efter fyldning skal der lægges et låg på den medicin-fyldte mikrocontainer. For at kunne beskytte lægemidlet igennem maven, benyttes der pH-følsomme polymere, se figur 2. Disse er kommercielt tilgængelige, og kan sprayes ovenpå den fyldte mikrocontainer. Ved at måle hvorvidt lægemidlet frigives i et medie svarende til det, der findes i maven, kan det observeres, at det pH-følsomme låg har den tilsigtede virkning. Når mikrocontainerne flyttes til et medie svarende til det i tarmen, ses en hurtig frigivelse af medicinen fra mikrocontainerne. Derved kan det konkluderes, at låget virker, og vi derfor kun har frigivelse af medicin i tarmen, som vi ønsker.

Proof of concept
For at påvise om mikrocontainerne senere vil kunne anvendes til f.eks. insulin og vacciner, er de første in vivo-studier i rotter udført. Mikrocontainerne er blevet fyldt med små-molekylære medicinske stoffer, og derefter påført et pH-følsomt låg. Her har det vist sig, at der er en forlænget effekt af medicinen furosemid ved at bruge mikrocontainere i forhold til en kontrol med furosemid i en kapsel, se figur 3 [4]. Desuden kan det observeres, at, ved brug af mikrocontainere, blev en øget mængde af stoffet ketoprofen absorberet hurtigere sammenlignet med kontrollen, se figur 3 [9]. I forlængelse af disse resultater udfører vi i øjeblikket dyreforsøg for at teste, hvordan mikrocontainerne virker for proteiner, som insulin og vacciner.

Nyeste projekt
I det nyeste projekt omhandlende mikrocontainere (MIMIO-projektet) arbejdes der på at levere probiotika (gavnlige bakterier som f.eks. mælkesyrebakterier) til tarmen ved at benytte mikrocontainerne som leveringssystem. Mange mennesker lider af ubalance i tarmfloraen, og med dette projekt kan vi forhåbentligt få de gode bakterier til at gro i tarmen, så de kan udkonkurrere de bakterier, som skaber ubalance. Da vi ved, at mikrocontainerne graver sig ned i mukuslaget i tarmen, er de en god platform til denne form for levering.

Referencer
1. S. Harloff-Helleberg, L. H. Nielsen and H. M. Nielsen, J. Control. Release, 2017, 268, 57-71.
2. L. H. Nielsen, S. S. Keller, K. C. Gordon, A. Boisen, T. Rades and A. Mullertz, Eur. J. Pharm. Biopharm., 2012, 81, 418-425.
3. H. D. Chirra, L. Shao, N. Ciaccio, C. B. Fox, J. M. Wade, A. Ma and T. a. Desai, Adv. Healthc. Mater., 2014, 3, 1648-1654.
4. L. H. Nielsen, A. Melero, S. S. Keller, J. Jacobsen, T. Garrigues, T. Rades, A. Müllertz and A. Boisen, Int. J. Pharm., 2016, 504, 98-109.
5. R. S. Petersen, R. Mahshid, N. K. Andersen, S. S. Keller, H. N. Hansen and A. Boisen, Microelectron. Eng., 2015, 133, 104-109.
6. R. S. Petersen, S. S. Keller and A. Boisen, Lab Chip, 2015, 15, 2576-9.
7. P. Marizza, S. S. Keller and A. Boisen, Microelectron. Eng., 2013, 111, 391-395.
8. Z. Abid, C. Gundlach, O. Durucan, C. von Halling Laier, L. H. Nielsen, A. Boisen and S. S. Keller, Microelectron. Eng., 2017, 171, 20-24.
9. C. Mazzoni, F. Tentor, S. A. Strindberg, L. H. Nielsen, S. S. Keller, T. S. Alstrøm, C. Gundlach, A. Müllertz, P. Marizza and A. Boisen, J. Control. Release, 2017, 268, 343-351.

[FAKTBAOKS1 begynd:]
Faktaboks 1
Oral drug delivery
Den foretrukne måde at indgive medicin på er via munden. Oftest er medicinen lavet som tabletter eller kapsler, men kan også være i væskeform til oral indtagelse. Efter indtagelse af den orale medicin, skal det passere igennem maven, og det tager omtrent en time. Da pH-værdien i maven er lav (ca. 2), og der er mange enzymer, kan medicinen nemt blive ødelagt, inden den når ned til tyndtarmen, hvor langt de fleste lægemidler skal optages i blodet for at udøve deres effekt. I tyndtarmen er pH omkring 6-7 og transporttiden igennem tarmen er ca. tre timer. For at lægemidlet kan have en effekt, skal det passere cellemembranen i tarmen, og dette kan være udfordrende, især for store hydrofile molekyler, såsom proteiner, da membranen er lipofil og indeholder en masse enzymer, som også kan nedbryde lægemidlet. Derudover er tarmen belagt med et gel-lag (mukuslaget), som beskytter tarmen og som også kan besværliggøre passagen og optagelsen af lægemidlet.
[FAKTABOKS1 slut:]

[FAKTABOKS2 begynd:]
Faktaboks 2
Biopolymere
Polymere er kemiske forbindelser med høj molekylvægt, som kan danne et stort netværk. Biologiske polymere (biopolymere) kan dannes i biologiske organismer, men kan også laves ved kemisk syntese. Biopolymere kan være en fordel at anvende som drug delivery-system, da de kan nedbrydes i kroppen over tid og derfor er at foretrække. Polysakkarider og cellulose er eksempler på biopolymere, som anvendes meget.
[FAKTABOKS2 slut:]

[FAKTABOKS3 begynd:]
IDUN-projektet
Forskningscenteret IDUN (Intelligent Drug Delivery and sensing Using microcontainers and Nanomechanics) er ledet af professor Anja Boisen fra DTU Nanotech, og er et samarbejde mellem DTU Nanotech, DTU Compute og Institut for Farmaci, Københavns Universitet. Projektet er støttet med 86 millioner kroner fra Danmarks Grundforskningsfond og Villum Fonden og har økonomisk støtte frem til 2021. IDUN er delt i to dele, hvor den ene fokuserer på udviklingen af mikro- og nanosensorer (IDUN sensor), mens den anden del koncentrerer sig om oral drug delivery ved brug af mikrocontainere (IDUN drug).
Læs mere på http://www.idun.dtu.dk/.
[FAKTABOKS3 slut:]

[FAKTABOKS4 begynd:]
MIMIO-projektet
Anja Boisen er leder af dette projekt, som startede 1. maj 2018, og er støttet med 15 millioner kroner af Novo Nordisk Fonden. Projektet vil løbe til og med 2021 og er et samarbejde med professor Tine Rask Licht på DTU Food. Dette projekt omhandler oral levering af probiotika ved brug af mikrocontainere.
Læs mere på http://www.idun.dtu.dk/.
[FAKTABOKS4 slut:]

Skrevet i: Medicinalkemi

Seneste nyt fra redaktionen

Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

Artikler fra Dansk KemiBioteknologiTop19. 10. 2026

Forskere undersøger, hvordan mælkesyrebakterier fra honningbier kan bruges til at udvikle næste generation af plantebaserede fødevarer. Ved hjælp af avanceret droplet microfluidics kan tusindvis af bakteriestammer hurtigt screenes for deres evne til at fermentere plantebaserede råvarer og producere

Ny metode kan reparere fejl i gener

AktueltBioteknologiMedicinalkemi19. 10. 2026

Forskere fra Aarhus Universitet har vist, at en ny form for genbehandling kan rette fejl i patienters stamceller. På sigt kan metoden måske bruges til behandling af sjældne, arvelige sygdomme, som påvirker vores immunforsvar. Nogle mennesker bliver født med en fejl i deres genetiske

Nobelprisen i Kemi belønner forskning i molekylernes spejlbilleder

AktueltBranchenytMedicinalkemiOrganisk kemi12. 10. 2026

Nogle molekyler, såsom aminosyrer, findes i to varianter, der er hinandens spejlbilleder. Levende organismer indeholder imidlertid kun det ene af disse spejlbilleder. Hvordan en sådan kemisk asymmetri kunne være opstået, har længe været et mysterium for kemikere. Henri B. Kagan og Kenso Soai blev i

Astronauters maver går i stå i rummet – blodprøver giver nyt svar

AktueltBiologi12. 10. 2026

Alt er anderledes i rummet – også hvordan tarmene fungerer. Forstoppelse er en kendt bivirkning ved rumfart, men indtil nu har man vidst utroligt lidt om, hvorfor det sker. Nu har forskere fra Københavns Universitet i et samarbejde med NASA undersøgt blod fra astronauter og har et bud på, hvorfor

Grundstoffer med kant

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

Thomas Just Sørensen: Universets byggeklodser. 283 sider. Boganmeldelsen er bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Anmeldt af Søren Kiil, professor, DTU Kemiteknik Det periodiske system er kemiens

Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

Artikler fra Dansk KemiKemiteknik07. 10. 2026

Ny viden og avanceret testning skal sikre mere holdbare og bæredygtige beskyttelsessystemer til fremtidens infrastruktur. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder(læs originalartiklen her) Af Ziyou Li, Joshua

Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

Artikler fra Dansk KemiFødevarekemi07. 10. 2026

Tekstureret vegetabilsk protein bruges til at fremstille plantebaserede kødanaloger. pH og ionstyrke påvirker proteiners konformation og interaktion med vandmolekyler, så vi satte os for at undersøge, hvordan pH og ionstyrke påvirker rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein. Artiklen har

Hvad skal kalken bruges til?

Artikler fra Dansk Kemi07. 10. 2026

Fra en brønd på en jysk mark til borekerner i kælderen under Aarhus Universitet: 55 millioner år gammel vulkansk aske kan måske hjælpe med at gøre CO₂ til sten. Samtidig forsøger dansk industri at vende kalkens gamle kulstofkredsløb på hovedet. Artiklen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og

Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

Artikler fra Dansk KemiOrganisk kemi07. 10. 2026

Ved at udnytte at reaktionen mellem formaldehyd og d-Biotin (et vitamin, og et naturligt forekommende N,N'-dialkylurinstof) er reversibel, kan oligomeriseringsreaktionen guides ved at tilsætte en templat. I dette bidrag forklarer jeg, hvordan dette er blevet udnyttet til at syntetisere makrocykler,

“I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

Artikler fra Dansk KemiBranchenyt07. 10. 2026

I dybden med kemi af Lone Brun Jakobsen og Klædt på til skriftlig kemi af Lone Brun Jakobsen m.fl. Begge udgivelser på Nucleus Forlag ApS, 2026, 1. udgave, 1. oplag. Boganmeldelsen har været bragt i Dansk Kemi nr. 5, 2026 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder (læs

Tilmeld Nyhedsbrev

Tilmeld dig til dit online branchemagasin/avis





Få fuld adgang til indlægning af egne pressemeddelelser...
Læs mere her

/Nyheder

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Effektiv laboratorieopvask starter med den rigtige løsning

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Vakuum reducerer vedligeholdelsesarbejdet og energiforbruget i osteproduktion

  • Holm & Halby

    Autoklave Kørekort i Aarhus – sikker sterilisering i praksis

  • Holm & Halby

    Holm & Halby på Cleanroom EXPO 2026

  • Holm & Halby

    Frysetørringsseminar – få styr på teorien bag den gode proces

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Besøg Busch Vakuumteknik på FoodTech 2026

  • Mikrolab – Frisenette A/S

    Mikrolab – Frisenette overtager aktiviteterne i MD Scientific

  • DENIOS ApS

    Vil du opvarme dine materialer effektivt?

  • Busch Vakuumteknik A/S

    Reduktion af energiomkostninger og forlængelse af vakuumpumpens levetid i fødevarepakning

  • Holm & Halby

    VidensDag’26 hos Holm & Halby

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›

Seneste Nyheder

  • Udnyttelse af biernes bakterier til udvikling af innovative plantebaserede fødevarer

    19.10.2026

  • Ny metode kan reparere fejl i gener

    19.10.2026

  • Nobelprisen i Kemi belønner forskning i molekylernes spejlbilleder

    12.10.2026

  • Astronauters maver går i stå i rummet – blodprøver giver nyt svar

    12.10.2026

  • Grundstoffer med kant

    07.10.2026

  • Evaluering af rustbeskyttende maling under barske maritime forhold

    07.10.2026

  • Hvordan får vi saftige plantebøffer? Rehydrering af tekstureret vegetabilsk protein

    07.10.2026

  • Hvad skal kalken bruges til?

    07.10.2026

  • Biotin[6]uril – en makrocyklisk forbindelse, der vekselvirker med anioner

    07.10.2026

  • “I dybden med kemi” og “Klædt på til skriftlig kemi”

    07.10.2026

  • Fra sjældne ædelmetaller til jern og mangan: Jagten på bæredygtige fotoaktive materialer

    07.10.2026

  • Fra kvantekemi til AI: Nye værktøjer til overfladekemi

    07.10.2026

  • Fra elastik til batteri

    07.10.2026

  • Ny erfaren institutdirektør på DTU Kemi

    06.10.2026

  • 30 års overvågning viser, at antibiotikaresistens kan presses tilbage

    05.10.2026

Alle nyheder ›

Læs Dansk Kemi online

Annoncering i Dansk Kemi

KONTAKT

TechMedia ApS
Gammel Strandvej 20, 1th
DK - 2990 Nivå
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk

Privatlivspolitik
Cookiepolitik
Administrer samtykke
For at give dig de bedste oplevelser bruger vi teknologier som cookies til at gemme og/eller få adgang til enhedsoplysninger. Hvis du giver dit samtykke til disse teknologier, kan vi behandle data som f.eks. browsingadfærd eller unikke ID'er på dette websted. Hvis du ikke giver dit samtykke eller trækker dit samtykke tilbage, kan det have en negativ indvirkning på visse funktioner og egenskaber.
Funktionsdygtig Altid aktiv
Den tekniske lagring eller adgang er strengt nødvendig med det legitime formål at muliggøre brugen af en specifik tjeneste, som abonnenten eller brugeren udtrykkeligt har anmodet om, eller udelukkende med det formål at overføre en kommunikation via et elektronisk kommunikationsnet.
Præferencer
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for det legitime formål at lagre præferencer, som abonnenten eller brugeren ikke har anmodet om.
Statistikker
Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til statistiske formål. Den tekniske lagring eller adgang, der udelukkende anvendes til anonyme statistiske formål. Uden en stævning, frivillig overholdelse fra din internetudbyders side eller yderligere optegnelser fra en tredjepart kan oplysninger, der er gemt eller hentet til dette formål alene, normalt ikke bruges til at identificere dig.
Marketing
Den tekniske lagring eller adgang er nødvendig for at oprette brugerprofiler med henblik på at sende reklamer eller for at spore brugeren på et websted eller på tværs af flere websteder med henblik på lignende markedsføringsformål.
  • Vælg muligheder
  • Administrer tjenester
  • Administrer {vendor_count} leverandører
  • Læs mere om disse formål
Vælg fra liste
  • {title}
  • {title}
  • {title}