Auf dem Weg zur Medikamententherapie durch die Haut?

Die Nürnberger Silberschmiedin Anne Fischer hat einen der neuartigen molekularen Käfige, inklusive kugelförmigem Metall-Ion, nachgebaut. Copyright: Dr. Max von Delius. Foto: Birgit Sauer

Metall-Ionen wie Lithium-Ionen oder Natrium-Ionen sind Bestandteil von vielen Stoffen des täglichen Lebens, vom Kochsalz über den Lithium-Ionen-Akku bis hin zu Arzneimitteln wie dem Entzündungshemmer Voltaren oder dem Blutverdünner Heparin.

Um sie jedoch nutzbar zu machen – beispielsweise für medizinische Zwecke – werden sie häufig in eine Art Molekül-Käfig eingeschlossen. Einem Forscherteam der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ist es nun gelungen, eine neue Klasse solcher Käfige herzustellen, die sich unter anderem auf Knopfdruck zersetzen lassen und das Ion freigeben.

Damit könnte es beispielsweise gelingen, Medikamente durch die Haut zu schleusen und dafür zu sorgen, dass sie erst im Körper ihre Wirkung entfalten. Ihre Erkenntnisse haben die Forscher jetzt in der renommierten Fachpublikation Nature Communications veröffentlicht*.

Molekül-Käfige für Ionen und ihre Wirkung sind in der Chemie bereits seit etwa 50 Jahren bekannt. Herstellung und Anwendung waren jedoch bislang sehr komplex und kostspielig. Die Forschergruppe um Dr. Max von Delius, Nachwuchsgruppenleiter am Lehrstuhl für Organische Chemie II an der FAU, hat ein neues Verfahren entdeckt, das dies ändert:

Durch eine sogenannte Eintopf-Synthese, bei der man – ähnlich wie beim Eintopf in der Küche – die benötigten chemischen „Zutaten“ einfach zusammenwirft, wird die Herstellung der Käfige radikal vereinfacht, so dass zum ersten Mal wirklich große Mengen solcher Käfige verfügbar sein werden.

Außerdem sind die neuartigen Käfige aufgrund ihrer einzigartigen dreidimensionalen Struktur besonders vielseitig einsetzbar: Sie lassen sich zum Bespiel sehr leicht an Farbstoffmoleküle koppeln oder auch auf Knopfdruck zersetzen. Diese Eigenschaften könnten in der Zukunft die gezielte Freisetzung des eingeschlossenen Metall-Ions erlauben.

Als Chemiker ist von Delius vor allem von der „Eleganz der Synthese in nur einem Schritt“ begeistert. Auf der Anwendungsebene dagegen könnten sich durch die neuen Käfige Möglichkeiten eröffnen, die bislang aus Kostengründen undenkbar waren:

Die Medizin etwa ist seit längerem an molekularen Käfigen interessiert, die es erlauben würden, Arzneimittel wie Natrium-Heparin durch die Haut hindurch in den Körper zu „schmuggeln“. Bislang wird das Medikament per Spritze verabreicht. Ein weiteres Anwendungsfeld, das die Erlanger Forscher im Auge haben, sind Lithium-Ionen-basierte oder ähnliche Akkus.

Hier ließe sich womöglich mit Hilfe der Molekül-Käfige die Langzeitstabilität der Elektroden und damit des gesamten Akkus drastisch verbessern. Damit könnten die Zeiten vorbei sein, in denen Nutzer den Smartphone-Akku immer über Nacht aufladen müssen.

Dass die molekularen Käfige auch ästhetisch ansprechend sind, beweist eine Skulptur der Nürnberger Silberschmiedin Anne Fischer (siehe Bild im PDF). Sie hat, basierend auf experimentellen Daten der Erlanger Chemiker, einen der neuen molekularen Käfige detailgetreu in Übergröße nachgebaut.

* R.-C. Brachvogel, F. Hampel, M. von Delius: Self-assembly of dynamic orthoester cryptates. Nature Communications 2015, DOI: 10.1038/ncomms8129

Ansprechpartner für die Medien:
Dr. Max von Delius
Tel.: 09131/85-22946
max.vondelius@fau.de

Media Contact

Dr. Susanne Langer idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Informationen:

http://www.fau.de/

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit

Dieser Fachbereich fasst die Vielzahl der medizinischen Fachrichtungen aus dem Bereich der Humanmedizin zusammen.

Unter anderem finden Sie hier Berichte aus den Teilbereichen: Anästhesiologie, Anatomie, Chirurgie, Humangenetik, Hygiene und Umweltmedizin, Innere Medizin, Neurologie, Pharmakologie, Physiologie, Urologie oder Zahnmedizin.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Flexible Elektronik ohne Sintern

Leitfähige Metall-Polymer-Tinten für den Inkjet-Druck. Auf der diesjährigen Hannover Messe präsentiert das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien Hybridtinten für den Inkjetdruck. Sie bestehen aus Metallnanopartikeln, die mit leitfähigen Polymeren…

Grüner Wasserstoff nach dem Vorbild der Natur

Transregio-Sonderforschungsbereich verlängert … Das Sonnenlicht als Quelle für die klimafreundliche Energieversorgung nutzen: Lange vor großen Initiativen wie dem europäischen „Green Deal“ oder der „nationalen Wasserstoffstrategie“ hat der Transregio-Sonderforschungsbereich (SFB) CataLight…

Molekulare heterogene Katalyse in definierten dirigierenden Geometrien

Katalyse-Sonderforschungsbereich geht in die zweite Runde. Der Sonderforschungsbereich „Molekulare heterogene Katalyse in definierten dirigierenden Geometrien“ (SFB 1333) an der Universität Stuttgart erhält eine zweite Förderperiode und damit Fördermittel in Höhe…

Partner & Förderer