Ein französisches Wissenschaftlerteam hat ein innovatives Gel entwickelt, das in der Lage ist, Nervenkampfstoffe wie Sarin und andere chemische Waffen schnell zu neutralisieren. Dieser Durchbruch ebnet den Weg für wirksame Dekontaminationspflaster, die hautverträglich sind.
Gefürchtete Gifte, die für militärische Zwecke entwickelt wurden, wirken Nervenkampfstoffe wie Sarin, VX oder Tabun innerhalb weniger Minuten, indem sie lebenswichtige Funktionen lähmen. Die Toxizität dieser organophosphorhaltigen Verbindungen, die in einigen chemischen Waffen und Pestiziden vorkommen, beruht auf einer gezielten Wirkung gegen ein Enzym, das für das reibungslose Funktionieren des Nervensystems essentiell ist: die Acetylcholinesterase.
Fiktives Bild zur Veranschaulichung.
Die einzige Möglichkeit, ihre Wirkung zu unterbinden, besteht darin, sie schnell abzubauen, idealerweise bereits beim Hautkontakt und unter körperverträglichen Bedingungen, was zu saure oder basische Umgebungen ausschließt. Bisher erforderten Materialien, die diese Substanzen effektiv zersetzen können, jedoch extreme Bedingungen, die kaum mit medizinischer oder feldfähiger Anwendung vereinbar sind.
In einer aktuellen Studie hat ein französisches Wissenschaftlerteam diese Herausforderung gemeistert, indem es zwei Materialien kombinierte: ein nanoporöses Festkörpermaterial vom Typ MOF (
Metal-Organic Frameworks) namens UiO-66(Zr), das bereits für seine entgiftenden Eigenschaften bekannt ist, und ein bekanntes natürliches Polymer: Gelatine. Ersteres wirkt als Katalysator, indem es den Phosphorkern der toxischen Moleküle angreift, während Letztere dem Ganzen Flexibilität, Hydrophilie und Biokompatibilität verleiht. Das Ergebnis: ein Verbundgel, das Nervenkampfstoffe in einer dem menschlichen Körper ähnlichen Umgebung bei neutralem pH-Wert einfängt und deaktiviert.
Getestet an mehreren realen Kampfstoffen, darunter Sarin (GB), Soman (GD) oder VX, aber auch an einem Pestizid derselben Familie, zeigte das Gel bemerkenswerte Leistungen. Die Umwandlung der toxischen Verbindungen in harmlose Produkte erreicht manchmal 100 % in weniger als 5 Minuten: ein Rekord bei diesem pH-Wert! Darüber hinaus behält das Material seine Struktur und Wirksamkeit nach mehreren Nutzungszyklen bei, was es zu einem vielversprechenden Kandidaten für wiederholte Anwendungen macht.
Die Idee eines Dekontaminationspflasters, das direkt auf die Haut aufgetragen werden kann, ist daher keine Science-Fiction mehr. Dieses einfach herzustellende, flexible Gel könnte ein Erste-Hilfe-Werkzeug bei chemischer Exposition gegenüber giftigen Verbindungen werden, sowohl im zivilen als auch im militärischen Kontext. Nun gilt es, diese Ergebnisse unter realen Bedingungen zu übertragen und ihre Wirksamkeit im Feld, im Kontakt mit menschlicher Haut oder kontaminierter Kleidung, zu bewerten. Ein großer Fortschritt hin zu sichereren, schnelleren und zugänglicheren Gegenmaßnahmen, veröffentlicht in der Zeitschrift
ACS Applied Nano Materials.
Quelle: CNRS INC