Thüringer Applikationsplattform für homogene Polysaccharidchemie

Cellulose für Medizin und Analytik

Der aus dem Holz bekannte Grundstoff Cellulose wird längst nicht mehr nur aus natürlichen Rohstoffen isoliert und weiterverarbeitet, sondern auch chemisch produziert. Denn Cellulose wird außer als Papier auch in Chemiefasern, Lacken, Klebstoffen, in Nahrungsmitteln und Pharmaka sowie in der Analytik und der Medizin verwendet. Ihr großer Vorteil: Cellulose ist bioverträglich und inzwischen gut zu modifizieren.

Wie Cellulose passgenau verändert und wie sie spezifisch eingesetzt werden kann, das präsentierte die Friedrich-Schiller-Universität Jena in diesem Jahr auf der Fachmesse "Medica", die vom 14.-17. November in Düsseldorf stattfand. Das Kompetenzzentrum Polysaccharidforschung und das Ausgründungsprojekt JeNaCell waren auf dem Gemeinschaftsstand "Forschung für die Zukunft" (F 94) der Hochschulen und Forschungseinrichtungen aus Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen in Halle 3 zu finden.

Thüringer Applikationsplattform für homogene Polysaccharidchemie

Laborgefäße in einem Labor des Instituts für Technische Chemie und Umweltchemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena mit bakteriell synthetisierter Nanocellulose (BNC), wie sie JeNaCell als innovative Wundauflage weiterentwickelt hat.

Wenn Getreide von Schimmelpilzen befallen ist, machen die sogenannten Mykotoxine seinen Verzehr gefährlich. Die Untersuchung dieses Befalls ist bislang ziemlich aufwendig. Wie eine solche Analyse von Getreide oder Mehl durch den Einsatz spezieller Cellulosearten besser und einfacher möglich ist, das präsentieren Chemiker der Jenaer Universität auf der Messe.

Das Team um Prof. Dr. Thomas Heinze stellt die "Thüringer Applikationsplattform für homogene Polysaccharidchemie" (TAP) vor. Sie ist das erste Ergebnis eines Projekts, das vom Bundesforschungsministerium (BMBF) gefördert wird und drei regionale Forschungs- und zwei Anwendungspartner vereint, um die Grundlagen zur homogenen Synthese von Aminocellulosen zu legen und für die Praxis umzusetzen. Im Rahmen des Verbundprojektes werden spezielle Zellulosearten erstellt mit einer Funktionalität, die es in der Natur zum Teil nicht gibt. So lassen sich Oberflächeneigenschaften durch diese Cellulosen beeinflussen, z. B. Eiweiße binden zur Analytik von Lebensmitteln.

"Cellulose wird in der industriellen Nutzung bislang vor allem in Suspensionen hergestellt", erläutert Heinzes Mitarbeiter Dr. Tim Liebert. Ein anderes Verfahren, bei dem der Grundstoff aufgelöst und später zu Celluloseabkömmlingen wie Aminocellulose weiterverarbeitet wird, existiere ebenfalls, sei aber für die Großserienproduktion bisher zu teuer. Mit der "Thüringer Applikationsplattform" werde ein Modell vorgeführt, das diesen Prozess günstiger und industrietauglich gestaltet.

"Wichtige Bestandteile der Forschung sind das Upscaling der einzelnen Syntheseschritte, die detaillierte Produktanalyse und das Lösungsmittelrecycling", sagt Liebert. Die Bestimmung der Biokompatibilität und -funktionalität durch entsprechende Tests hätten ergeben, dass Anwendungen im Bereich der Kosmetik möglich sind. "Die Oberflächenaffinität und das Strukturbildungspotenzial der Cellulosederivate ermöglichen den Einsatz zur Beschichtung von Formkörpern für die Biotechnologie", ergänzt Prof. Heinze. Die Synthese der Aminozellulosen wird vorgeführt als Ausgangspunkt für unterschiedliche Synthesen, denn die Jenaer Chemiker sind sich sicher, dass die Plattform übertragbar sein wird - für die Gewinnung weiterer innovativer Produkte und für unterschiedliche Aufgaben in der Analytik und vielen weiteren Applikationsfeldern.

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Innovative Medizinprodukte auf Basis des Hightech-Biopolymers BNC

Das Ausgründungsprojekt der Jenaer Universität "JeNaCell" will bakteriell synthetisierte Nanocellulose (BNC) in einem kontinuierlichen Produktionsverfahren mit gleichbleibend hoher Qualität zu marktfähigen Preisen produzieren. "BNC bietet als hochleistungsfähiges Hightech-Biopolymer aufgrund seiner einzigartigen Materialeigenschaften und eines während der Biosynthese steuerbaren Struktur- und Formdesigns innovative und zukunftsweisende Lösungen für Anwendungen in der Medizin, z. B. als moderne Wundauflage", erläutert Gründungsgesellschafterin Dr. Dana Kralisch. "Der Vorteil unserer BNC-basierten Wundauflagen liegt insbesondere in einer Verkürzung der Behandlungsdauer, einer Reduzierung der Behandlungskosten, einem schmerzfreien Verbandswechsel und in besseren Heilungsergebnissen", ergänzt Geschäftsführerin Dr. Nadine Heßler.

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