Olivenblattextrakt erfolgreich in biomedizinische Polymerfilamente eingebunden

Spanische Forscher haben Olivenblattextrakt erfolgreich in biologisch abbaubare Polymerfasern eingebunden, die für den Einsatz in biomedizinischen Anwendungen in Frage kommen.

Ein Forscherteam der Fakultät für Chemieingenieurwesen und Lebensmitteltechnik der Universität Cádiz in Spanien hat Forschungsergebnisse zur Ein­arbei­teung von Oliven­blatt-Extrakt in biomedizinische Polymer­fä­s­sen ver­öff­entlicht.

Bei den betreffenden Fil­a­menten handelt es sich um Poly(L-Milchsäure-co-Caprolacton) (PLCL), ein biologisch abbaubares, ungiftiges Copolymer, das in biomedizinischen An­wen­dungen zum Einsatz kommt. 

PLCL baut sich im menschlichen Körper typischerweise innerhalb von bis zu drei Jahren ab, wodurch es sich gut für Anwendungen eignet, die eine kontrollierte Freisetzung oder eine spätere Resorption im Körper erfordern. Zu diesen Anwend­ungen gehören die Weich­gewebe­tech­ni­k und die verzögerte Wirkstoffabgabe.

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Die Autoren verweisen auf die wachsende Erkenntnis, dass neue Wege zur Verwertung von Agrar- und Lebensmittelabfällen gefunden werden müssen, als Teil der Entwicklung hin zu einem nachhaltigen Bioökonomie-Modell. 

Olivenabfälle stehen in diesem Zusammenhang im Mittelpunkt zahlreicher Forschungsarbeiten, insbesondere in Spanien. 

Sie sind reich an zahlreichen bioaktiven Verbindungen wie Oleuropein, Hydroxytyrosol und Phenolsäuren, die nachweislich therapeutische Eigenschaften aufweisen, darunter antivirale, antimikrobielle, entzündungshemmende und antioxidative Wirkungen.

Diese Eigenschaften stehen auch im Mittelpunkt der Argumentation des Teams. Insbesondere Antioxidantien sind dafür bekannt, ein erhebliches Potenzial bei der Behandlung von Krankheiten von globaler Bedeutung zu haben, darunter Krebserkrankungen, neurodegenerativen Erkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. 

Ihre wohltuenden Wirkungen hängen jedoch hauptsächlich von ihrer Biozugänglichkeit und Bioverfügbarkeit ab, allerdings ist es mit herkömmlichen Verabreichungsmethoden nicht immer möglich, therapeutische Konzentrationen aufrechtzuerhalten, was PLCL zu einem erstklassigen Kandidaten macht.

Nach der er­folg­reichen Her­stel­lung von Oliven­blatt­extrakt wurde eine Reihe von Assays und anderen Tests durchgeführt, um seine antioxidative Kapazität und entzündungshemmende Wirkung in für potenzielle medizinische Anwendungen ausreichend hohen Konzentrationen zu bestätigen. 

Darüber hinaus wurden wichtige phenolische Verbindungen wie Oleuropein, Hydroxytyrosol und Luteolin-7-glucosid in geeigneten Konzentrationen nachgewiesen.

Anschließend wurde versucht, Olivenblattextrakt mittels überkritischer Imprägnierung in PLCL-Fasern einzubinden – eine Technik, die bereits erfolgreich bei anderen Polymeren wie PETG und PLGA angewendet wurde. 

Das Verfahren stützt sich auf die besonderen Eigenschaften überkritischer Flüssigkeiten, die zwischen denen von Flüssigkeiten und Gasen liegen.

Die Imprägnierung mit überkritischen Flüssigkeiten bietet zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden. Dazu gehören eine praktisch nicht vorhandene Ober­flächen­spannung, eine hoch­effiziente Ab­gabe, eine schnelle Diffusion in die Träger­matrix, die Möglichkeit, die Wirkstoff­beladung zu steuern, sowie die Beseitigung von Rück­ständen organischer Lösungs­mittel. Letzteres ist im Kontext einer nachhaltigen Fertigung besonders relevant.

Herkömmliche organische Lösungsmittel, wie sie in der pharmazeutischen Industrie in großem Umfang eingesetzt werden, bergen aufgrund ihrer Flüchtigkeit, Toxizität und ihrer Langlebigkeit in der Umwelt erhebliche ökologische und gesundheitliche Risiken. 

Im Gegensatz dazu ist überkritisches Kohlendioxid, das in diesem Verfahren verwendete Lösungsmittel, chemisch inert, ungiftig und nicht brennbar. Die Kohlendioxidextraktion gilt zudem aufgrund ihrer geschlossenen Kreislaufsysteme und der Möglichkeit, Kohlendioxid aufzufangen und wiederzuverwenden, als nachhaltig, wodurch Abfall und Energieverbrauch minimiert werden.

Indem das Polymer unter sorgfältig kontrollierten Bedingungen einer Umgebung mit überkritischer Flüssigkeit ausgesetzt wurde, konnten Moleküle des Olivenblattextrakts erfolgreich in die Polymermatrix eingebracht werden. 

Die Forscher passten Variablen wie Temperatur, Druck, das Verhältnis der Co-Lösungsmittel und die Imprägnierungszeit an, bis die Bedingungen ausreichend optimiert waren, um Filamente mit gleichmäßig verteilten Wirkstoffen zu erhalten, die die biologische Aktivität des Extrakts bewahrten. 

Zudem ergab die Analyse der mechanischen Eigenschaften des Materials, dass die imprägnierten Filamente ausreichende Festigkeit und Flexibilität für den biomedizinischen Einsatz behielten.

Die Autoren sind der Ansicht, dass ihre Ergebnisse die Eignung von mit Olivenblattextrakt imprägnierten PLCL-Filamenten für eine Reihe potenzieller biomedizinischer Anwendungen bestätigen, da sie eine verbesserte Biokompatibilität, geringere Entzündungsreaktionen und eine verbesserte Gesamtleistung aufgrund der anhaltenden Freisetzung natürlicher Antioxidantien bieten.

Sie weisen jedoch darauf hin, dass weiterhin erhebliche Herausforderungen bestehen und dass weitere Forschung erforderlich ist, insbesondere In-vitro- und In-vivo-Studien.