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16.08.2016

Neuartige Membranen gegen schädliche Eiweiße

Forscher entwickeln Kunststoffe für die Dialyse

Für die Herstellung von Dialyse-Membranen werden Hochleistungskunststoffe verwendet, zum Beispiel modifizierte Polyimide, Polyethersulfone (PES) und Polysulfone (PSF). Strukturelle und physikalische Besonderheiten dieser Kunststoffe sind ihre guten optischen Eigenschaften, die hohe thermische, chemische und mechanische Stabilität sowie ihre Resistenz gegen extreme pH-Werte.

Für die Herstellung der Dialyse-Membrane werden oft toxische und umweltschädliche Chemikalien verwendet (© 123RF.com/Wavebreak Media Ltd)

Für die Herstellung der Dialyse-Membrane werden oft toxische und umweltschädliche Chemikalien verwendet (© 123RF.com/Wavebreak Media Ltd)

Lange Zeit waren die eingesetzten Herstellungsmethoden für die Veränderung dieser Polymere mit sehr toxischen und umweltunverträglichen Chemikalien verbunden. Einer Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Roderich Süssmuth, Leiter des Fachgebietes Biologische Chemie der TU Berlin, gelang es jetzt, eine kostengünstige und umweltfreundliche Methode zu entwickeln, die unlängst patentiert wurde. Die Methode, die den Ausgangspunkt für die Modifizierung von Membranoberflächen darstellt, basiert auf dem umweltfreundlichen Green-Chemistry-Konzept („Grüne Chemie“-Konzept), da sie sowohl nachhaltige Rohstoffe verwendet wie Wasser, als auch auf den Verbrauch von großen Mengen an umweltschädlichen Lösungsmitteln verzichtet.

Unter Dialyse wird ein Blutrenigungsverfahren verstanden, bei dem ein Stoffaustausch über eine Membran erfolgt. Die halbdurchlässige Membran ist in der Lage, kleine Moleküle wie Wasser und Elektrolyte sowie weitere Stoffwechselprodukte, die mit dem Urin ausgeschieden werden müssen, durchzulassen, während sie größere Moleküle zum Beispiel Proteine und Blutzellen zurückhält. Dadurch stellt die Dialyse neben der Nierentransplantation die wichtigste Ersatztherapie bei chronischem Nierenversagen dar.

In dem Projekt „Membrantechnologien – MembraTech“ sollen neuartige Membranen entwickelt werden, die durch gezielte strukturelle Veränderungen an ihrer Oberfläche dazu in der Lage sind, bei der Dialyse schädliche Eiweiße wie das C-reaktive Protein aus dem Körper zu entfernen. Die Forschungen dazu finden in der Arbeitsgruppe von Roderich Süssmuth statt, in Kooperation mit der Pentracor GmbH, Hennigsdorf.

Nach Angaben der Deutschen Gesellschaft für Nephrologie sind in Deutschland rund 70 000 Menschen auf eine Dialyse angewiesen (©Fotolia.com/Manoj Singh)

Nach Angaben der Deutschen Gesellschaft für Nephrologie sind in Deutschland rund 70 000 Menschen auf eine Dialyse angewiesen (© Fotolia.com/Manoj Singh)

Die neuartigen Membranen, die in der Arbeitsgruppe von Roderich Süssmuth entwickelt werden, sollen von Pentracor auf deren Einsatzmöglichkeiten hin untersucht werden, um später im großen Maßstab in hochwertige Medizinprodukte eingebaut und beispielsweise in der Dialyse eingesetzt zu werden.

Im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) wird „MembraTech“ mit mehr als 1 Mio. EUR gefördert. Die Arbeitsgruppe von Roderich Süssmuth, die sich in erster Linie mit der Entdeckung neuer Wirkstoffe befasst, beschäftigt sich bereits seit einigen Jahren auch mit der Synthese und Herstellung von Adsorbern und Membranen.(me)

Seit vielen Jahren finden Membrane aus Kunststoff Anwendung in der Chemieindustrie, der Pharmaindustrie und der Biotech-Branche. Ein in seiner Bedeutung zunehmendes Anwendungsgebiet von Membranen ist die Behandlung der Niereninsuffizienz, die weltweit eine steigende Zahl an Neuerkrankungen aufweist und in vielen Fällen tödlich enden kann. Auch in Deutschland steigt die Zahl der Dialyse-Patienten in einem alarmierenden Maß an, warnt die Deutsche Gesellschaft für Nephrologie auf ihrer Homepage.


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