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Trotz vielerlei Fortschritte in der medizinischen Forschung und der Fülle an neu entwickelten Substanzen als potentielle Wirkstoffe, gibt es noch immer Erkrankungen, die nicht ausreichend effizient behandelt werden können. Eine der größten Herausforderungen besteht hierbei in der Untersuchung und Evaluierung der Wirkstoffkandidaten, was ein sehr zeit- und kostenintensiver Prozess ist. Gleichzeitig ergibt sich auch noch in späten Phasen der Medikamentenentwicklung eine hohe Misserfolgsquote der Testsubstanzen, da die Ergebnisse der verschiedenen Testmodelle oft nur schwer aufeinander zu übertragen sind. Auf Hochdurchsatz-Selektionen in in vitro-Systemen mit einfachen Zellkulturen folgen in vivo-Versuche in verschiedenen Tiermodellen, bevor schließlich erste Studien an einer kleinen humanen Probandengruppe durchgeführt werden. Dabei ist allerdings weder die Übertragbarkeit von Erkenntnissen aus der Zellkultur auf den tierischen Organismus, noch die Relevanz eben dieser Tiermodelle für die humane Physiologie gewährleistet. Im Rahmen dieses Projekts sollten daher verschiedene in vitro-Modelle für die Testung von Wirkstoffen und -transportern untersucht, angepasst und evaluiert werden. Im Fokus standen dabei einerseits zwei therapeutisch einsetzbare Nanopartikel, die es zu charakterisieren galt, sowie andererseits fortschrittliche in vitro-Systeme mit dreidimensionalen Zellkulturen und in mikrofluidischen Organ-on-a-Chip-Modellen.