Gummibärlis unter Antimaterie-Beschuss

30. Dezember 2014, 13:55
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Vermessung von Nanoporen: Münchner Forscher entwickeln Modell zur gezielten Freisetzung von Medikamenten

München - Gelatine erfreut sich in Form von Fruchtgummis bei Alt und Jung großer Beliebtheit. Das vielseite Material aus tierischen Proteinen erfüllt allerdings auch in der Pharmazie wichtige Aufgaben. Medikamente, die nicht schmecken, lassen sich leichter schlucken, wenn sie in eine Gelatinekapsel verpackt sind. Empfindliche Wirkstoffe schützt Gelatine vor Oxidation. Bei anderen Medikamenten möchte man sicherstellen, dass sie nur langsam frei gesetzt werden. Hier verwendet man Gelatine, die sich nur langsam auflöst.

Einen entscheidenden Einfluss auf alle diese Anwendungen haben die Nanoporen im Material. "Je größer das freie Volumen, desto eher kann Sauerstoff eindringen und den Wirkstoff schädigen, aber auch desto weniger spröde ist die Gelatine", sagt Christoph Hugenschmidt, Physiker der TU München.

Gummibärlis als Versuchtiere

Doch Größe und Verteilung dieser feinen Hohlräume in dem ungeordneten Biopolymer zu charakterisieren, ist schwierig. Abhilfe schafft die Methode der Garchinger Physiker Christoph Hugenschmidt und Hubert Ceeh, die ihre Experimente mit einer besonderen Spezies von Versuchstieren durchgeführt haben: mit Gummibärlis. "Mit Positronen als hochmobilen Sonden lässt sich das Volumen der Nanoporen gerade auch in ungeordneten Systemen wie vernetzter Gelatine bestimmen", sagt Christoph Hugenschmidt.

Positronen sind die Antiteilchen der Elektronen. Sie können, wie in diesem Versuch, in kleiner Menge im Labor oder in großer Menge an der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz (FRM II) der TU München hergestellt werden. Treffen ein Positron und ein Elektron aufeinander, so bildet sich kurzzeitig ein exotisches Teilchen, das sogenannte Positronium. Kurz darauf zerstrahlt es zu einem Lichtblitz.

Überlebensdauer von Positronium-Teilchen

Als Modell für eine sich langsam im Magen auflösende Gelatinekapsel beschossen die Wissenschafter rote Gummibärlis verschiedenster Trockenstadien mit Positronen. Die Messungen zeigten, dass das sich bildende Positronium in trockenen Gummibären im Mittel nur 1,2 Nanosekunden überlebt, in gewässerten Gummibärlis dagegen 1,9 Nanosekunden. Aus der Überlebensdauer der Positronium-Teilchen im Material können die Wissenschafter nun auf Zahl und Größe der Poren schließen. (red, derStandard.at, 30.12.2014)

  • Die Gummibärlis ertrugen die Experimente ohne zu murren. Um farbliche Einflüsse zu  vermeiden, verwendeten die Wissenschafter ausschließlich rote  Exemplare.
    foto: wenzel schürmann / tum

    Die Gummibärlis ertrugen die Experimente ohne zu murren. Um farbliche Einflüsse zu vermeiden, verwendeten die Wissenschafter ausschließlich rote Exemplare.

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