So sieht der an der Uni Halle entwickelte Ring aus, der künftig gegen Insekten helfen könnte. Bildrechte: Uni Halle/Fanfan Du

Aus dem 3D-Drucker Ring aus Halle schützt tagelang vor Insekten-Stichen

17. November 2022, 16:40 Uhr

Wissenschaftlern der Uni Halle ist es gelungen, ein flüssiges Insektenschutzmittel mittels speziellem 3D-Druckverfahren in einem Kunststoff-Ring zu "verkapseln". Dieser Fingerring gibt den Wirkstoff nur langsam ab und schützt seinen Träger somit über mehrere Tage vor Insekten und deren Stichen.

Keine Zauberkräfte, aber immerhin tagelangen Schutz gegen Insektenstiche verspricht ein Ring, den Wissenschaftler der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) entwickelt haben. Dem Team um Prof. Dr.-Ing. René Androsch gelang es, ein bewährtes Insektenschutzmittel mit Hilfe einer speziellen 3D-Drucktechnik kontrolliert in einem biologisch abbaubaren Kunststoff (Polymer) einzubringen und dieses Stoffgemisch in bestimmte Formen wie etwa einen Ring zu bringen. Die entsprechende Studie dazu erschien im "International Journal of Pharmaceutics".

Flüssiges Repellent in festem Polymer

Üblicherweise werden sogenannte Repellents, also flüssige Wirkstoffe, die aufgrund ihres Geruchs eine abstoßende Wirkung auf Insekten haben, als Spray oder Lotion auf den menschlichen Körper aufgetragen. Bei der Entwicklung aus Halle wird jedoch das flüssige Repellent in einem festen Polymer "verkapselt", von dem aus das Insektenschutzmittel viel langsamer an die Umgebung abgegeben wird. Dadurch soll ein längerer Schutz gegen Mücken, Fliegen und andere lästige Insekten ermöglicht werden. "Die Grundidee ist, dass das Insektenschutzmittel dabei kontinuierlich verdampft, also an die Umgebung abgegeben wird, und dann eine Barriere gegen Insekten bildet", erklärt die Erstautorin der Studie Fanfan Du, eine Doktorandin der MLU.

Schutz für mehr als eine Woche

Wie schnell das Insektenschutzmittel in dem im 3D-Druckverfahren erzeugten "Polymer/Repellent-System" verdampft, ist allerdings von vielen Faktoren abhängig. Die Konzentration des Repellents ist dabei genauso entscheidend wie die Struktur des eingesetzten Polymers. Aber auch die Temperatur hat einen maßgeblichen Einfluss, wie die Forscher feststellen. Demnach steigt die Freisetzungsrate des Insektenschutzmittels unabhängig von seiner Konzentration mit der Temperatur. Anhand verschiedener Versuche und Simulationen geht das Team um Prof. Androsch davon aus, dass das in ihrer Studie verwendete Repellent bei einer Körpertemperatur von 37 Grad Celsius und Raumtemperatur (20 bis 23 Grad) mehr als eine Woche benötigt, um vollständig zu verdampfen.

Entwicklung auf Basis von Repellent IR3535

Die Wirkung von Insektenschutz-Sprays ist nur auf einige Stunden begrenzt. Bildrechte: imago images / Jochen Tack

Für ihre Entwicklung nutzten die Wissenschaftler aus Halle das Insektenschutzmittel IR3535 der Firma Merck. "Mückensprays auf der Basis von IR3535 sind seit vielen Jahren weltweit im Einsatz und gelten als gut verträglich. Deshalb haben wir das Mittel für unsere Experimente genutzt", sagt Teamleiter Androsch. Eine Beschränkung auf IR3535 (Ethylbutylacetylaminopropionat) bestehe jedoch nicht. So habe man in Vorgängerstudien beispielsweise auch den Wirkstoff DEET (Diethyltoluamid) verwendet. "Im Prinzip können viele flüssige Wirkstoffe in den Kunststoff eingearbeitet werden, wobei natürlich über die chemische Struktur das Lösungsverhalten und die Abgabekinetik kontrolliert werden müssen", betont der MLU-Professor.

Entscheidend ist für Androsch und Kollegen, dass sie einen Weg aufgezeigt haben, der es ermöglicht, ein vor Insekten schützendes Repellent über einen deutlich längeren Zeitraum abzugeben, als es die bisherigen Sprays oder Lotions können. Während letztere nur für mehrere Stunden schützen, sind mit einem "Polymer/Repellent-System" – etwa als Fingerring oder Armband – Schutzzeiträume von gut zehn Tagen möglich.

Ring aus Halle nur Prototyp

Bei dem von den MLU-Forschern entwickelten Ring handelt es sich zunächst nur um einen Prototypen. Teamleiter Androsch erklärt dazu, man habe gezeigt, dass es grundsätzlich möglich ist, einen tragbaren Insektenschutz herzustellen. Wie gut sich diese Ringe unter Realbedingungen eignen, müsse aber noch erforscht werden. Auch das Material, das bislang zur Verkapselung genutzt werde, könnte weiter optimiert werden, so Androsch.

Von der Serienreife eines Fingerrings gegen Insektenstiche ist man also noch ein Stückweit entfernt. Das wäre dann wohl der Job der Industrie. Die Grundlagenforschung dafür haben die Forscher aus Halle jedoch geliefert. Nach Angaben von Teamleiter Androsch besteht übrigens keine Beschränkung der Technologie auf Insektenschutzmittel. Auch andere flüssige Wirkstoffe könnten demnach künftig im 3D-Druckverfahren in Kunststoffen "verkapselt" und in die gewünschten Formen gebracht werden.

Links/Studien

(dn)