Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verdauungsenzyme als Türöffner - Wirkstoffe in Nanokapseln speichern und gezielt freisetzen

17.04.2009
In Kapseln verpackte medizinische Wirkstoffe sollen erst am Zielort im Körper freigesetzt und Waschmittel erst im richtigen Waschgang aufgelöst werden: Die Ziele der Forschung sind hochgesteckt, doch LMU-Forscher sind ihnen nun einen großen Schritt nähergekommen.

Der Chemiker Professor Thomas Bein und seine Mitarbeiter haben ein Verschlusssystem für Nanokapseln entwickelt, das vollständig aus biologischen Materialien besteht. Diese Komponenten sind gesundheitlich unbedenklich, sorgen zugleich aber für eine sichere Verkapselung.

Die gespeicherten Wirkstoffe können dann gezielt freigesetzt werden, etwa durch die Zugabe menschlicher Verdauungsenzyme, die einen Baustein der Kapsel zerlegen. Die Arbeit entstand im Rahmen des Exzellenzclusters "Nanosystems Initiative Munich (NIM)". (Angewandte Chemie, 14. April 2009)

Nanoporöse Kapseln aus Silica eignen sich hervorragend für die Verkapselung von Medikamenten, Zusätzen in Waschmitteln, oder anderen Wirkstoffen. In winzigen Kanälen von wenigen Nanometern - also Millionstel Millimetern - Durchmesser lassen sich die Substanzen sehr stabil speichern. Ziel ist es, sie erst am gewünschten Einsatzort oder unter bestimmten Bedingungen freizusetzen, etwa durch die Zugabe chemischer Substanzen oder durch eine Temperaturänderung. Dazu müssen die Kapseln zunächst fest verschlossen werden. Die bisher vornehmlich für diesen Zweck eingesetzten Stoffe sind aber entweder in biologischer Umgebung instabil oder giftig wie das Schwermetallsalz Cadmiumsulfid. Sie eignen sich daher nicht für die Speicherung von medizinischen Wirkstoffen oder von Waschmittelzusätzen.

Eine vielversprechende Lösung für dieses Problem haben jetzt Professor Thomas Bein und seine Mitarbeiter am Lehrstuhl für Physikalische Chemie II der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München gefunden. Sie verwenden für den Verschluss der Kapseln eine Kombination aus Biotin, also Vitamin B7, und Avidin, einem natürlichen "Klebstoff" für Biotin-Moleküle. Beide Stoffe sind gesundheitlich unbedenklich und ermöglichen gleichzeitig einen sicheren Verschluss der Nanokapseln. Die Freisetzung der gespeicherten Wirkstoffe kann beispielsweise durch die Zugabe von Trypsin erfolgen, einem Gemisch menschlicher Verdauungsenzyme. Das Trypsin zersetzt das Avidin und öffnet so die Kapsel: Der verkapselte Wirkstoff wird freigesetzt. "Das Trypsin fungiert im Prinzip als Türöffner für den Wirkstoff", sagt Bein. "Zumindest im Waschmittelbereich könnte dieser Mechanismus zum Einsatz kommen, aber auch andere Anwendungen sind denkbar." (NIM/suwe)

Die in der aktuellen Ausgabe von "Angewandte Chemie" vorgestellte Arbeit entstand im Rahmen des Exzellenzclusters "Nanosystems Initiative Munich" (NIM), das es sich zum Ziel gesetzt hat, funktionale Nanostrukturen für Anwendungen in der Informationsverarbeitung und den Lebenswissenschaften zu entwickeln, zu erforschen und zur Einsatzreife zu bringen.

Publikation:
"Biotin-Avidin as Protease-Responsive Cap-System for Controlled Guest Release from Colloidal Mesoporous Silica",
Axel Schlossbauer, Johann Kecht, and Thomas Bein
Angewandte Chemie, 2009, 48, 14. April 2009
Ansprechpartner:
Professor Thomas Bein
Department für Chemie und Biochemie der LMU
Tel.: 089 / 2180 - 77621
E-Mail: bein@cup.uni-muenchen.de
Dr. Peter Sonntag
Nanosystems Inivitative Munich (NIM)
Tel.: 089 / 2180 - 5091
E-Mail: peter.Sonntag@lmu.de

Luise Dirscherl | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Nose2Brain – Effizientere Therapie von Multipler Sklerose
26.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

nachricht Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität
25.04.2017 | Universität Bielefeld

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: 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,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal mit neuer Push-in-Leiteranschlussklemme - Kontakte im Handumdrehen

26.04.2017 | HANNOVER MESSE

Plastik – nicht nur Müll

26.04.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Seminar zu Einblicken in die unterschiedlichen Ebenen des 3D-Druckens und wirtschaftlichen Nutzungsmöglichkeiten - 2017

26.04.2017 | Seminare Workshops