Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Medizin mit Lichtschalter

27.03.2012
Chemiker der Universität Jena und des INNOVENT e. V. entwickeln lichtschaltbaren Wirkstoffträger für Stickstoffmonoxid
Stickstoffmonoxid, chemisch kurz NO, galt lange Zeit als giftig und umweltschädlich.

Doch in den letzten 20 Jahren entpuppte sich das flüchtige Gas als ein wichtiger Botenstoff in beinahe allen Organismen: So spielt NO beispielsweise bei der Regulation des Blutdrucks, der Immunantwort oder bei der Wundheilung eine zentrale Rolle.

„Damit wird NO auch zunehmend als Wirkstoff zur Behandlung von Krankheiten beim Menschen interessant“, sagt Prof. Dr. Alexander Schiller von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. „Allerdings gibt es bisher wenig praktikable Darreichungsformen, die NO gezielt an die Wirkorte im menschlichen Körper transportieren“, erläutert der Chemiker und Carl-Zeiss-Stiftungs-Juniorprofessor.

Eine innovative Lösung dieses Problems hat das Team um Prof. Schiller jetzt vorgelegt und in der angesehenen Fachzeitschrift „Journal of Materials Chemistry“ veröffentlicht (DOI: 10.1039/c2jm15410b). Darin stellen die Chemiker der Uni Jena und des Forschungsbereichs Biomaterialien von INNOVENT e. V. unter dem Dach des Jena Center for Soft Matter (JCSM) einen Wirkstoffträger auf Nanofaserbasis vor, der NO nach einer Bestrahlung mit UV-A-Licht freisetzt. Grundlage dafür ist ein neuer, photolabiler Ruthenium-Nitrosyl-Komplex, der in Polylaktid-Nanofasern eingebettet ist. Die nur einen halben Mikrometer feinen Fasern bilden ein ungewobenes Vlies, welches NO ins wässrige Medium abgibt. „Das wird allerdings erst dann freigesetzt, wenn die Fasern am gewünschten Wirkort mit UV-A-Licht bestrahlt werden“, sagt Prof. Schiller.

Damit erfülle die Nanofaser eine wichtige Voraussetzung als potenzieller Wirkstoffträger und biete gegenüber bisherigen systemischen NO-Wirkstoffen, die NO im gesamten Körper verteilen, ein ergänzendes Einsatzspektrum. Die Vliese können gezielt an Körperoberflächen wie der Haut oder in der Luft- und Speiseröhre eingesetzt werden. Wie die Autoren der aktuellen Studie zeigen konnten, ist die Nanofaser aus Polylaktid für menschliche Zellen gut verträglich und daher prinzipiell für einen Einsatz in der Medizin geeignet.

Mit ihrer Neuentwicklung präsentieren die Jenaer Chemiker erstmals eine Nanofaser als Träger für einen solchen lichtschaltbaren Metallkomplex. „Bisherige Ansätze haben sich vor allem auf chemisch gebundene Substanzen in einer polymeren Matrix als Wirkstoffträger konzentriert“, unterstreicht Prof. Schiller. Doch diese Systeme haben den Nachteil, dass sie sehr aufwendig in der Herstellung sind. Die Einbettung von NO-abgebenden Substanzen in Nanofaser-Vliese dagegen bietet mehrere Vorteile: Die Produktion ist einfach und in größeren Mengen möglich. Und Nanofasern besitzen eine sehr große Oberfläche für eine effiziente Wechselwirkung mit Licht.

Ihre Erkenntnisse wollen die Chemiker auch in die kürzlich eingerichtete DFG-Forschergruppe „Häm und Hämabbauprodukte“ der Universität Jena einbringen. „Kohlenmonoxid als Abbauprodukt des Blutfarbstoffs im menschlichen Körper ist Stickstoffmonoxid sehr ähnlich“, so Prof. Schiller. Die Vliese, deren Herstellung und Einsatzmöglichkeiten bereits zum Patent angemeldet sind, bieten auch ein großes Potenzial für die gezielte Freisetzung von Kohlenmonoxid, um seine medizinische Wirkung zu erforschen. Neben der Pharmazie könnten die Nanofasern künftig aber auch in Sensoren oder Katalysatoren Anwendung finden.

Original-Publikation:
Carmen Bohlender, Martin Wolfram, Helmar Görls, Wolfgang Imhof, Roberto Menzel, Anja Baumgärtel, Ulrich S. Schubert, Ulrike Mueller, Martina Frigge, Matthias Schnabelrauch, Ralf Wyrwa und Alexander Schiller, Light-triggered NO release from a nanofibrous non-woven, Journal of Materials Chemistry 2012, DOI: 10.1039/c2jm15410b
Kontakt:
Prof. Dr. Alexander Schiller (Jun.-Prof.)
Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Humboldtstraße 8, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948113
E-Mail: alexander.schiller[at]uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw
Weitere Informationen:
http://www.jppm.uni-jena.de/
http://www.uni-jena.de/

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