Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben (FSP-Klebstoffe): Entwicklung von biogenen Schmelzklebesystemen für medizinische Anwendungen (DextriPlast); Teilvorhaben 1: Stärkesynthese

Anschrift
Friedrich-Schiller-Universität Jena - Chemisch-Geowissenschaftliche Fakultät - Institut für Organische Chemie und Makromolekulare Chemie (IOMC)
Humboldtstr. 10
07743 Jena
Kontakt
Prof. Thomas Heinze
Tel: +49 3641 948-270
E-Mail: thomas.heinze@uni-jena.de
FKZ
22027414
Anfang
01.07.2016
Ende
31.12.2019
Aufgabenbeschreibung
Die medizinische Versorgung von äußeren Wunden bei Großtieren (z. B. Pferden) hält einige besondere Herausforderungen bereit. Sind die vergleichsweise kleinen Extremitäten betroffen, kann ein konventioneller Verband angelegt werden. Bei Verletzungen am Rumpf des Tieres ist jedoch der Einsatz eines selbstklebenden Wundverbands unabdingbar. Durch das Vorhandensein von (nachwachsendem) Fell ist eine schwierig zu klebende Oberfläche Bestandteil der Ausgangssituation. Aufgrund des Einsatzes im medizinischen Bereich müssen alle Bestandteile des Wundverbandes für diese Anwendung geeignet sein. An der Friedrich-Schiller-Universität Jena werden aus dem Biopolymer Stärke (aus unterschiedlichen Quellen) thermoplastisch verarbeitbare Stärkeester gewonnen, welche von den Projektpartnern zur Entwicklung von neuartigen biobasierten Haftschmelzklebstoffen (Jowat SE) und stärkeesterbasierten extrudierbaren Folien (Emerell GmbH) genutzt werden. Klebstoff und Folie sollten gemeinsam mit einer Wundauflage zu einem dreilagigen Wundverband kombiniert werden. Um die Klebefähigkeit und Verträglichkeit zu prüfen sollten auf rasierter und geschorener Haut von Pferden Untersuchungen mit den Wundverbunden vorgenommen werden (fzmb GmbH, Großtierklinik).
Ergebnisdarstellung
Aus Stärke und Carbonsäurederivaten auf Basis pflanzl. Öle/Fette konnten klar schmelzbare Stärkeester gewonnen werden, die bezüglich Struktur und Eigenschaften untersucht wurden. Die Stärkeester wurden erfolgreich als Grundstoffe für den Haftschmelzklebstoff und für die Wundverbundfolie verwendet. Die Reaktionsbedingungen und Reagenzien wurden variiert. Es kamen verschiedene Lösungsmittel und Reagenzien zum Einsatz. Dabei konnten sogar Vinylester und Anhydride i. V. m. Carbonsäuren die Carbonsäurechloride ersetzen. Die Synthese von Stärkeestern konnte bis zu einem Maßstab von 2-3 kg erfolgreich realisiert werden. Bei der Jowat SE wurden die Stärkeester für die Entwicklung von biobasierten Schmelzklebstoffen eingesetzt. Sie waren sehr gut mit vielen gängigen Rohstoffen der Klebstoffindustrie kompatibel. Die noch nicht ausreichende Thermostabilität der Muster (Bezug Masse und Viskosität) konnte durch den Einsatz von Stabilisatoren ausreichend verbessert werden. Die Kombination der Klebstoffe mit den Stärkeesterfolien zeigte, dass durch Migration von Klebstoffbestandteilen in die Folie die Klebkraft mit der Zeit nachließ. Durch Anpassung der Klebstoffrezeptur konnte dieser Effekt unterbunden werden. Bei der Emerell GmbH wurden aus Stärkeestern unter Verwendung geeigneter Zuschlagsstoffe Folien für den mehrlagigen Wundverband hergestellt. In der Tierklinik der fzmb GmbH wurden die klebtechnischen Eigenschaften der Wundverbunde geprüft. Die finalen Verbunde zeigten auf Pferdehaut, dass die Klebkraft denen kommerziell erhältlicher Verbunde überlegen ist und nach 24 Stunden ohne makroskopische Veränderungen auf der Pferdehaut leicht wieder ablösbar war. Die histopathologischen Prüfungen legen dar, dass diese als unperforierte Variante weniger negative Effekte aufwiesen als die kommerziell erhältlichen perforierten Verbunde. Zudem wurde eine flexibel anzuwendende „Do-it-yourself“ Wundauflage entwickelt, bei der mittels Unterdruck Wundflüssigkeit abgesaugt werden kann.

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