Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Selbstzerstörung als Prinzip

04.03.2003


Kontrollierte Ablösung schichtweise aufgebauter Filme:


Neue Wege für eine gesteuerte Pharmaka-Freisetzung?


Es lässt sich durchaus darüber streiten, ob nur die inneren Werte zählen oder ob es auch auf die Oberfläche ankommt. Wenn es um Arzneistoffe geht, ist jedoch klar: Die Wirksamkeit kann ganz entscheidend von der richtigen Beschichtung der Pillen und Pülverchen abhängen. Ausgeklügelte Coatings ermöglichen beispielsweise, dass die Wirkstoffe zeitlich verzögert und erst an ihrem Zielort im Organismus freigesetzt werden. Japanische Forscher um Mitsuru Akashi stellen nun einen besonders pfiffigen ultradünnen Film mit eingebautem Selbstzerstörungsmechanismus vor, der für eine kontrollierte Freisetzung des Inhalts sorgen könnte.

Der Film der japanischen Chemiker ist schichtweise aufgebaut. Er basiert auf der elektrostatischen Anziehungskraft zwischen alternierenden Schichten aus einem negativ geladenen (anionischen) Biopolymer und einem positiv geladenen (kationischen) synthetischen Polymer. Als Biopolymer wählten die Forscher Desoxyribonucleinsäure (DNA). Die äußerste der - im untersuchten Modellsystem - 17 Einzelschichten besteht dabei aus dem synthetischen Polymer. Der entscheidende Kniff: Auf diese äußerste Schicht wird eine weitere Schicht elektrostatisch aufgetragen. Sie besteht aus DNase I, einem Enzym, das DNA in kleine Bruchstücke aufspaltet. In dieser gebundenen Form ist das Enzym zunächst inaktiv. Die Selbstauflösung des Films wird ausgelöst, wenn er mit einer Lösung in Berührung kommt, die Calcium- und Magnesium-Ionen enthält. Die Ionen sättigen die negativen Ladungen des angelagerten Enzyms ab und heben so die elektrostatische Anziehung zu der darunter liegenden synthetischen Polymerschicht auf, das Enzym wird frei. Gleichzeitig aktivieren und stabilisieren die Calcium- und Magnesium-Ionen die DNase I. Nun ist sie voll funktionstüchtig und beginnt, die DNA-Schichten nach und nach zu zerschnipseln. Die DNA-Schnipsel lösen sich ab und bilden nunmehr lösliche Komplexe mit dem synthetischen Polymer. Und so zerfällt der Schichtaufbau langsam, aber sicher. Wie schnell der Auflösungsprozess von statten geht, hängt von der Konzentration der Calcium- und Magnesium-Ionen ab sowie von der Menge Enzym in der finalen Schicht.


Die einzelnen Komponenten einer nach diesem Prinzip aufgebauten Pharmaka-Beschichtung könnten beispielsweise so auf einander abgestimmt werden, dass erst die konkreten physiologischen Bedingungen, die im Zielorgan herrschen, die Auflösung der Schicht triggern.

Kontakt: Prof. Mitsuru Akashi
Department of Nanostructured and Advanced Materials
Graduate School of Science and Engineering
Kagoshima University
1-21-40 Korimoto
Kagoshima 890-0065
Japan

Fax: (+81) 99-255-1229

E-mail: akashi@apc.kagoshima-u.ac.jp

Angewandte Chemie Presseinformation Nr. 10/2003
Angew. Chem. 2003, 115 (10), 1147 - 1150

ANGEWANDTE CHEMIE
Postfach 101161
D-69451 Weinheim
Tel.: 06201/606 321
Fax: 06201/606 331
E-Mail: angewandte@wiley-vch.de


Dr. Kurt Begitt | idw
Weitere Informationen:
http://www.angewandte.org

Weitere Berichte zu: Calcium Enzym Magnesium-Ionen Polymer Schicht

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wegbereiter für Vitamin A in Reis
21.07.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Pharmakologie - Im Strom der Bläschen
21.07.2017 | Ludwig-Maximilians-Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten