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Intelligente Kapseln setzen ihren Inhalt bei vorher bestimmten Temperaturen frei

04.02.2010
Wie kann ein Wirkstoff kontrolliert freigesetzt werden? Bis heute gab es für diese Problematik nur unzureichende Lösungsansätze.

Forscher des Forschungszentrums Paul Pascal in Bordeaux, das zum Französischen Zentrum für wissenschaftliche Forschung (CNRS) gehört, haben neue "intelligente" Kapseln entwickelt, die ihren Inhalt durch eine einfache Temperaturerhöhung auf Wunsch freisetzen.

Diese Entdeckung wurde vor kurzem patentiert. Viele Anwendungen in den unterschiedlichsten Bereichen sind bereits im Gespräch, wie zum Beispiel in der Ernährung, in der Parfümerie oder in der Landwirtschaft.

Um eine Substanz freizusetzen, beispielsweise einen medizinischen Wirkstoff, wird oft Silizium als Trägersubstanz verwendet. Die Diffusion des Stoffes erfolgt dabei entweder über die Poren, oder durch Auflösung der Siliziumhülle, und ist somit kaum zu kontrollieren. Um dieses Problem zu beheben, haben 3 französische Forscher Kapseln entwickelt, die ihren Inhalt bei einer vorbestimmten Temperatur freigeben.

Sowohl die Idee, als auch die Herstellung der Kapseln ist recht einfach: ein spezifisch ausgewähltes Öl wird in Wasser gegossen. Durch die Zugabe von Silizium-Partikeln stabilisiert sich das Öl in Form von kleinen Tropfen. Anschließend wird auf diese Tropfen eine dünne Siliziumhülle durch Polymerisation aufgebracht, um sie während der Lagerung zu schützen.

Die Besonderheit dieses Verfahrens liegt in der Auswahl des verwendeten Öls: es wird nach seiner Schmelztemperatur ausgewählt, damit diese genau der Temperatur entspricht, bei der der Inhalt freigesetzt werden soll.

So wird zum Beispiel in einer Agrar-Anlage, die bei über 40°C ein Pestizid ausschütten soll, ein Öl verwendet, das unter 40°C fest ist und darüber flüssig wird. Die Ausdehnung des Öls während der Verflüssigung wird dabei ausgenutzt, um die Hülle aufzubrechen. Die Auswahl an entsprechenden Ölen reicht derzeit für Temperaturen von 35 bis 56°C.

Zudem kann ein weiterer Parameter angepasst werden: die Entleerung der Kapseln kann wahlweise in Form von Tropfen erfolgen, oder der gesamte Inhalt wird auf einmal freigesetzt. Somit kann insbesondere die Geschwindigkeit des Prozesses reguliert werden.

Dieses einfache Prinzip, das preiswert und unkompliziert umzusetzen ist, ermöglicht eine Fülle von Anwendungen. Es könnte zum Beispiel als Frische-Indikator für Nahrungsmittel eingesetzt werden, oder die Freisetzung eines Duftes in die Luft, auf Textilien oder auf die Haut ermöglichen. Ebenfalls vorstellbar wäre der Einsatz zum Auftragen eines Heilmittels auf die Haut, das durch Reibung erhitzt und somit freigesetzt wird, oder zur Verteilung eines Bakterizids in Wasserleitungen, sobald die Vermehrungstemperatur der Bakterien erreicht wird.

Kontakt: Véronique Schmitt – Centre de recherche CNRS Paul Pascal – tel: +33 5 56845667 – Email: schmitt@crpp-bordeaux.cnrs.fr

Weitere Informationen: "Thermo-stimulabled wax@SiO2 core shell particles" - Mathieu Destribats, Véronique Schmitt und Rénal Backov - Zeitschrift Langmuir – 02/02/2010

Quelle: Pressemitteilung des CNRS – 27.01.2010

Redakteur: Sebastian Ritter, sebastian.ritter@diplomatie.gouv.fraut

Wissenschaft-Frankreich (Nummer 176 vom 03.02.2010)
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