Einkapselungen

Einkapselung bezeichnet den Prozess, bei dem ein Bestandteil – sei es ein Molekül, eine Zelle, ein Medikament oder eine Flüssigkeit – von einer umgebenden Schicht eingefasst wird, sodass ein geschlossenes System entsteht. Ziel ist Schutz vor Umweltfaktoren, Stabilisierung des Inhalts, Maskierung von Gerüchen oder Aromen oder die Ermöglichung einer kontrollierten Freisetzung am vorgesehenen Ort und Zeitpunkt. Einkapselung kann natürlich auftreten oder induziert werden, etwa durch technische Verfahren.

In der Biologie ist eine natürliche Einkapselung häufig als kapselhafte Außenschicht von Mikroorganismen bekannt. Bakterielle Kapseln bestehen aus Schleimstoffen wie Polysacchariden, Proteinen oder Glykoproteinen und schützen Keime vor Austrocknung, Antigenerkennung und Phagozytose. Bei Parasiten oder Pilzen kann eine Kapselschicht ebenfalls Überleben und Persistenz erleichtern.

Technisch oder medizinisch eingesetzte Einkapselungen dienen der Arzneimittelabgabe, Zelltherapie oder Sensorik. Lebensfähige Zellen oder Biomoleküle werden in polymeren Hüllen, in Alginat- oder Chitosan-Beads oder in Liposomen eingeschlossen. Typen umfassen Mikrokapseln (Durchmesser im Mikrometerbereich) und Nanokapseln. Typische Materialien sind Biomaterialien wie Alginat, Chitosan, Gelatine oder synthetische Polymere wie PLGA. Herstellungsverfahren umfassen Koazervierung, Emulsions- oder Extrusionsverfahren, Sprühtrocknung und Schichtaufbau.

Anwendungen reichen von kontrollierter Medikamentenfreisetzung über probiotische Produkte bis hin zur Gewebetherapie. Vorteile sind verlängerte Freisetzung, verbesserte Stabilität und Zielpräzision. Nachteile umfassen mögliche Diffusionsbarrieren, unvollständige Freisetzung, immunologische Reaktionen oder Produktionskomplexität und Kosten. Zur weiteren Orientierung dienen verwandte Begriffe wie Mikrokapselung, Liposomen und Alginate-Encapsulation.