Darstellung und Charakterisierung von Nanopartikeln auf der Basis von [Ti2W10PO40]7- und Chitosan

Polyoxometallate (POMs) gewinnen zunehmend an Bedeutung im Hinblick auf eine Anwendung in der Medizin [1]. Aufgrund ihrer bekannten antiviralen und antitumoralen Eigenschaften werden insbesondere Clusterverbindungen auf der Basis von Polyoxomolybdaten, -wolframaten sowie -vanadaten intensiv untersucht. Eigenschaften wie hohe Stabilität, geringe Toxizität, hohe Wirksamkeit und eine steuerbare Bioverteilung sind für eine Anwendung von POMs in der Medizin von besonderem Interesse. In diesem Zusammenhang ergeben sich durch Modifizierung der POMs mit organischen Verbindungen vielfältige Möglichkeiten. Besonders aussichtsreich erscheint die Anwendung von Kern/Hüll-Nanoteilchen mit einem Durchmesser von < 100 nm. So ergibt sich im Vergleich zu freien Clusterverbindungen eine höhere antitumorale Aktivität, wenn mit Stärke umhüllte nanometergroße Teilchen eingesetzt werden [2].
Unsere Untersuchungen haben gezeigt, dass die Darstellung von hydrolytisch stabilen Nanoteilchen auf der Basis von Polyoxowolframaten mit dem Biopolymer Chitosan möglich ist. Durch Vermischen von wässrigen Lösungen der Clusterverbindung K7[Ti2W10PO40] und einem Chitosanderivat (Mr ~ 10.000 g/mol) erhält man nanometergroße Assoziate. Diese Nanopartikeln weisen eine definierte Stöchiometrie (~ 5 Clustermoleküle/Molekül Chitosan) auf und die Teilchengröße liegt im Bereich von etwa 40 nm bis 400 nm, wobei der überwiegende Anteil <100 nm ist. Erste Untersuchungen zur Aufnahme in Tumorzelllinien haben ergeben, dass die Assoziate von K7[Ti2W10PO40] mit Chitosan im Vergleich zum freien Polywolframat deutlich besser aufgenommen werden.

[1] J. T. Rhule, C. L. Hill, D. A. Judd, R. F. Schinazi, Chem. Rev. 1999 99, 327.
[2] X. H. Wang, J. F. Liu, M. T. Pope, Dalton Trans. 2003, 957.