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 Pflanzen gegen Staunässe schützen
17.10.2017 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Erweiterung des Lichtwegs macht winzige Strukturen in Körperzellen sichtbar
17.10.2017 | Georg-August-Universität Göttingen

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: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Im Focus: Neutron star merger directly observed for the first time

University of Maryland researchers contribute to historic detection of gravitational waves and light created by event

On August 17, 2017, at 12:41:04 UTC, scientists made the first direct observation of a merger between two neutron stars--the dense, collapsed cores that remain...

Im Focus: Breaking: the first light from two neutron stars merging

Seven new papers describe the first-ever detection of light from a gravitational wave source. The event, caused by two neutron stars colliding and merging together, was dubbed GW170817 because it sent ripples through space-time that reached Earth on 2017 August 17. Around the world, hundreds of excited astronomers mobilized quickly and were able to observe the event using numerous telescopes, providing a wealth of new data.

Previous detections of gravitational waves have all involved the merger of two black holes, a feat that won the 2017 Nobel Prize in Physics earlier this month....

Im Focus: Topologische Isolatoren: Neuer Phasenübergang entdeckt

Physiker des HZB haben an BESSY II Materialien untersucht, die zu den topologischen Isolatoren gehören. Dabei entdeckten sie einen neuen Phasenübergang zwischen zwei unterschiedlichen topologischen Phasen. Eine dieser Phasen ist ferroelektrisch: das bedeutet, dass sich im Material spontan eine elektrische Polarisation ausbildet, die sich durch ein äußeres elektrisches Feld umschalten lässt. Dieses Ergebnis könnte neue Anwendungen wie das Schalten zwischen unterschiedlichen Leitfähigkeiten ermöglichen.

Topologische Isolatoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie an ihren Oberflächen Strom sehr gut leiten, während sie im Innern Isolatoren sind. Zu dieser neuen...

Im Focus: Smarte Sensoren für effiziente Prozesse

Materialfehler im Endprodukt können in vielen Industriebereichen zu frühzeitigem Versagen führen und den sicheren Gebrauch der Erzeugnisse massiv beeinträchtigen. Eine Schlüsselrolle im Rahmen der Qualitätssicherung kommt daher intelligenten, zerstörungsfreien Sensorsystemen zu, die es erlauben, Bauteile schnell und kostengünstig zu prüfen, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche zu verändern. Experten des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken präsentieren vom 7. bis 10. November 2017 auf der Blechexpo in Stuttgart zwei Exponate, die eine schnelle, zuverlässige und automatisierte Materialcharakterisierung und Fehlerbestimmung ermöglichen (Halle 5, Stand 5306).

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Intelligente Messmethoden für die Bauwerkssicherheit: Fachtagung „Messen im Bauwesen“ am 14.11.2017

17.10.2017 | Veranstaltungen

Meeresbiologe Mark E. Hay zu Gast bei den "Noblen Gesprächen" am Beutenberg Campus in Jena

16.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

17.10.2017 | Informationstechnologie

Pflanzen gegen Staunässe schützen

17.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Trends der Umweltbranche auf der Spur

17.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz