Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Quellende Mikrochips für Säure, Salz und Alkohol

28.06.2006
Wissenschaftler an der TU Dresden forschen an der Entwicklung von Hydrogelen

Es gibt Medikamente, deren Wirkstoff soll ausschließlich im Magen abgegeben werden, damit der Körper ihn absorbieren kann. Wandert das Präparat weiter in den Darm, soll die Abgabe des Medikaments wieder stoppen. Möglich ist dies durch so genannte Hydrogele. Mit dieser Art Kunststoff beschäftigt sich Karl-Friedrich Arndt, Professor für Spezielle physikalische Chemie/Physikalische Chemie der Polymere an der Technischen Universität Dresden.

Hydrogele sind wasserenthaltende, aber wasserunlösliche Polymere. Sie haben die Eigenschaft, bei Kontakt mit entsprechenden Substanzen um ein Vielfaches zu quellen, ohne allerdings ihren stofflichen Zusammenhalt zu verlieren. Quellen Hydrogele, nehmen sie Flüssigkeit auf. Gehen sie wieder in den ursprünglichen Zustand über, geben sie Flüssigkeit ab. Temperatur, pH-Wert sowie Konzentration, Lichteinstrahlung oder magnetische bzw. elektrische Felder sind Faktoren, die den Quellprozess bei Hydrogelen beeinflussen bzw. auslösen. Professor Arndt bezeichnet diese Kunststoffe als "smarte Hydrogele", "weil sie eigentlich ganz unscheinbare Werkstoffe sind, aber herausragende Eigenschaften besitzen", so der Wissenschaftler.

Einsetzbar sind die Polymere in der Medizin und Medizintechnik (Kontaktlinsen, gesteuerte Freisetzung von Medikamenten), der chemischen Industrie (Trennsysteme), der Landwirtschaft (gesteuerte Nährstofffreisetzung) sowie in der Elektroindustrie (elektrolytische Gele) und der Sensortechnik (pH-Wertmessung).

In der Medizin wird zum Beispiel ein Wirkstoff mit einem bereits gequollenem Hydrogel versetzt. Nach oraler Einnahme und Kontakt mit der Magensäure reagiert das pH-Wert-empfindliche Hydrogel und gibt mit der Flüssigkeit das Medikament in den Magen ab. Wandert es weiter in dem Darm, ändert sich der pH-Wert. Das Hydrogel nimmt Flüssigkeit auf und quillt wieder, wodurch die Abgabe des Wirkstoffes gestoppt wird. Das Polymer kann dann vom Körper ausgeschieden werden.

Gerald Gerlach, Direktor des Instituts für Festkörperelektronik an der TU Dresden will jetzt Hydrogele in einen winzigen Siliziumchip integrieren und den Quellprozess als Indikator verwenden. Das auf dem Mikrochip platzierte Polymer quillt nach Kontakt mit einer zu untersuchenden Flüssigkeit entsprechend deren chemischer Zusammensetzung. Dadurch verformt sich eine anliegende, flexible Membran. Widerstände messen anschließend den Grad der Deformation, wodurch eine spezifische Messgröße bestimmt werden kann. Mit diesen Sensoren könnten unter anderem Gewässer kontinuierlich auf pH-Wertveränderungen oder Salzkonzentration überwacht oder der Alkoholgehalt in wässrigen Lösungen bestimmt werden.

Denkbar sind mit Hydrogelen ganze Systeme aus Ventilen, Pumpen und Sensoren. Gegenüber mechanischen Technologien haben hydrogelbasierte Bauteile den Vorteil, dass sie kleiner, preiswerter und zuverlässiger sind.

Kim-Astrid Magister | idw
Weitere Informationen:
http://www.chm.tu-dresden.de/pc4/
http://ife.et.tu-dresden.de

Weitere Berichte zu: Flüssigkeit Hydrogel Medikament Mikrochip Polymer Wirkstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

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: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie