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Nicht nur in Kosmetika zu Hause

In Golm werden Nanokapseln hergestellt

Eigentlich war es Zufall. Helmuth Möhwald und seine Mitarbeiter wollten dünnste polymere Filme untersuchen. Aber ihre Methode war eigentlich zur Erforschung von Volumenmaterial entwickelt worden und deshalb für die geringen Materialmengen dünner Filme einfach nicht empfindlich genug. So gingen die Wissenschaftler dazu über, anstelle von ebenen Flächen winzig kleine Teilchen mit Polymeren zu beschichten. Das liefert viel Oberfläche und damit ausreichend Materi­al, die Volumenmethode doch noch nutzen zu können. Das Messpro­

blem war gelöst, ein neues Forschungsgebiet entdeckt.

eute ist die Herstellung so genannter FF Nanokapseln ein Schwerpunkt am

Max-Planck-Institut für Kolloid- und Grenzflächenforschung. Das Prinzip ist ebenso einfach wie technisch anspruchsvoll. Man neh­me ein Nano- bis Mikrometer kleines Teilchen, — zum Beispiel ein Polymerpartikel, einen Virus, eine Zelle oder einen Farbstoff— und bringe es in eine Lösung, die geladene Polymere enthält. Diese lagern sich an die Teilchen an und bilden eine erste, nur wenige Nanometer dicke Verpa­ckung. Anschließend gelangen die Teilchen in eine zweite Lösung, die entgegengesetzt gelade­ne Polymere enthält. Diese werden von denen der ersten Schicht angezogen, eine zweite Schicht entsteht. So können viele unterschiedli­che Verpackungslagen, ähnlich wie Zwiebelscha­len, übereinander angebracht werden. Zu guter letzt löst man den Inhalt der Kapsel in kleine Moleküle auf, die in der Lage sind, die Wände zu durchdringen. Übrig bleibt eine hohle Nanokap­sel, die vielfältig genutzt werden kann: zum Transport einer Ladung, als Nanoreaktor, in dem chemische Prozesse ablaufen, oder als Modell­system, um Vorgänge in der biologischen Zell­membran zu erforschen.

‚Die einzelnen Wände beschränken sich nicht darauf, einen Inhalt zu verpacken. Je nach Auf­bau und chemischer Zusammensetzung haben sie unterschiedliche Eigenschaften, was ihre Haftung, ihre Festigkeit und ihre Durchlässig­keit für andere Moleküle betrifft. Diese Eigen­schaften können auch durch Veränderungen in der Umgebung variieren. So können die Kapseln beispielsweise bei einer Variation des Drucks, der Temperatur, oder des pH-Wertes durchlässig werden und ihren Inhalt freisetzen.

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Gerade dieses Ver­halten macht die Nano­kapseln für vielerlei Anwendungen interessant. Man kann Duftstoffe in

Waschmitteln verpacken, die

beim Bügeln freigesetzt werden, oder ultrafeine Tinte herstellen, die, fixiert in Nanokapseln, gut haftet und nicht verläuft. Von besonderem Inter­esse dürfte jedoch die Verwendung in Kosmeti­ka und Pharmaka sein.„Drug delivery“ heißt der Begriff der Zukunft, der Hoffnung macht auf eine effektive Nutzung von Medikamenten und Schonung des Patienten. Nanokapseln sollen die Medikamente aufnehmen, sicher zu einem gewünschten Ort bringen und sie erst dort, auf­grund der veränderten Umgebungsbedingun­gen, freisetzen.

„Die Möglichkeiten sind unglaublich vielsei­tig, reichhaltig und interessant“, fasst Möhwald zusammen, den vor allem die Zusammenarbeit mit den unterschiedlichsten Disziplinen reizt.

Obwohl selbst Grundlagenforscher, braucht er sich über mögliche Anwendungen der Arbei­ten keine Sorgen zu machen. Dies beweisen

nicht zuletzt fünf Spin Offs, die in den vergan­

genen Jahren gegründet wurden. Darunter die— mittlerweile in Adlershof ansässige— Capsulu­tion Nanoscience GmbH. Sie will die Nanokap­seln vor allem auf dem Gebiet der Drug Delivery Systeme einsetzen. urs

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Nur unter dem Mikroskop zu erkennen: Hohlkapseln, in deren Wand durch Licht Sil­berpartikel hergestellt wurden. Wird der Licht­strahl im Mikroskop geführt, können die Kap­seln markiert werden.