Ausgewählte Projekte

Eine vollständige Übersicht finden Sie in der Forschungsdatenbank.

... laufende Projekte

Reduktion von Spurenstoffen im Wasserkreislauf durch gezieltes chemisches Design als ein Beitrag der nachhaltigen Chemie zur nachhaltigen Wasserwirtschaft am Beispiel Textilveredelung (gefördert vom BMBF)
Eines der nach wie vor gravierenden Probleme für Gewässer wie auch für Grund- und Trinkwasser sowie Water-Reuse in ariden Gebieten ist die Belastung mit persistenten chemischen Stoffen. Die eigentliche Quelle der Gewässerbelastung durch chemische Stoffe sind heutzutage oft die Produkte selbst, deren Inhaltsstoffe nach bestimmungsgemäßer Anwendung in die Umwelt gelangen. Eine wichtige Quelle für den Eintrag von Chemikalien in die aquatische Umwelt ist das Auswaschen von Hilfsstoffen aus Textilien im Rahmen des normalen Gebrauchs. Das Ziel des Vorhabens ist es, eine Chemikalie, die für die Textilveredlung verwendet wird. so zu optimieren, dass sie die notwendigen Anwendungseigenschaften aber auch einen verbesserten Abbau in der Umwelt aufweist.

Das Lipidprofil des initialen oralen Biofilms – Charakterisierung und prophylaktische Modifikation (gefördert von der DFG)
Auf allen oral exponierten Festkörperoberflächen bildet sich innerhalb weniger Minuten aus Speichelkomponenten eine Schicht aus, die Pellikel. Grundlage der Pellikelbildung ist die Adsorption von Proteinen, Glycoproteinen und Lipiden. Sie ist ein Mediator zwischen den Zahnhartsubstanzen, den oralen Flüssigkeiten und der mikrobiellen Flora der Mundhöhle. Etwa ein Viertel der Trockenmasse der Pellikel besteht aus Lipiden, die vermutlich für Schutzmechanismen gegen Mikroorganismen und saure Noxen von erheblicher Relevanz sind. Die Lipidkomposition der Pellikel ist bislang jedoch lediglich von einer Arbeitsgruppe untersucht worden. Auch der Einfluss der Pellikellipide auf die bakterielle Kolonisation der Zahnoberfläche sowie die Auswirkungen von Nahrungslipiden auf die Pellikel sind noch ungeklärt. Im beantragten Projekt sollen zunächst die Lipidfraktionen der In-situ-Pellikel mit Gaschromaotographie gekoppelt mit Massenspektrometrie qualitativ und quantitativ charakterisiert werden. Dabei sollen der Einfluss der Pellikelbildungszeit und der Lokalisation in der Mundhöhle ebenso untersucht werden wie die Auswirkungen von Nahrungs-komponenten. In aufbauenden Versuchen soll versucht werden, bakterielle Lipide in der Pellikel zu identifizieren. Außerdem wird die bakterielle Besiedelung der Pellikel bei ergänzender Applikation von Lipiden mit Hilfe der Fluoreszenz-In-Situ-Hybridisierung evaluiert. Ziel ist die systematische Erarbeitung biomimetischer Konzepte in der Kariesprophylaxe auf der Basis von Lipiden.
Projektpartner: Zahnerhaltungskunde Dr. Christian Hannig und Dr. Ali Al-Ahmad

Systemische Risiken – Wissensintegration und Risiko-Governance am Beispiel endokriner Agrarchemikalien und Arzneimittel, START II (gefördert vom BMBF)
Das geplante Forschungsvorhaben greift zwei Problemstellungen im Umgang mit systemischen Risiken auf, die sich im Laufe der Bearbeitung des Forschungsprojekts start („Strategien zum Umgang mit Arzneimittelwirkstoffen im Trinkwasser“, FK: 07VPS16) als zentral herausgestellt haben. Die erste Problemstellung bezieht sich auf konzeptionelle, methodische und verfahrensmäßige Fragen der Wissensintegration. Ihre Bearbeitung bildet eine wesentliche Voraussetzung für die gelingende Formierung von Akteursgemeinschaften zur Bewältigung systemischer Risiken. Die zweite Problemstellung fokussiert auf die Erfolgsbedingungen partizipativer (selbstorganisierter) Prozesse, deren Ziel die Implementierung konkreter Maßnahmen der (systemischen) Risikobewältigung ist. Die vorgesehene Bearbeitung dieser beiden Problemstellungen im Rahmen des beantragten Vorhabens schließt unmittelbar an start an und entwickelt seine Hauptergebnisse in Richtung einer Stärkung der gesellschaftlichen Handlungsfähigkeit im Umgang mit systemischen Risiken im Allgemein und den betrachteten Anwendungsfeldern im Besonderen weiter.'
Projektpartner: Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) GmbH, Frankfurt, www.start-project.de

Verringerung von ungewünschten Effekten beim Einsatz von Desinfektionsmitteln im Krankenhaus durch Chemical Leasing (gefördert von der DBU)
Desinfektionsmittel sind eine wichtige und aus der medizinischen Praxis nicht wegzudenkende Produktgruppe. Nach ihrer Anwendung gelangen sie z.T. ins Abwasser. Daher steht neben den Kriterien Wirkspektrum und Wirksamkeit häufig die Frage nach ihrer Umweltverträglichkeit im Zentrum der Diskussionen. Der Umweltaspekt ist zwar unter dem Blickwinkel der Nachhaltigkeit wichtig, aber bei der Auswahl eines Desinfektionsmittels nur ein Aspekt unter mehreren, der zur gesamten Nachhaltigkeit eines Produkts beiträgt. Die Entscheidung für oder gegen ein Produkt muss viele weitere Anforderungen betrachten, neben medizinischen und Umweltaspekten auch die der Kosten und der Arbeitssicherheit. Ziel des Projektes ist nachzuweisen, dass bei der Kombination geeigneter Desinfektionsmittel und umfangreicher Anwendungsberatung, die Hygieneleistung und die Wirtschaftlichkeit maximiert, die Arbeitssicherheit gewährleistet sowie die Umweltauswirkungen der Desinfektion minimiert werden können.
Projektpartner: Schülke&Mayr GmbH, Noderstedt

Verringerung des Eintrags an Tierarzneimitteln in die Umwelt mit besser abbaubaren Sulfonamiden (gefördert von der DBU)
Arzneimittel werden in der Veterinärmedizin nach wie vor in großen Mengen eingesetzt. Nach Applikation werden die aktiven Wirkstoffe und/oder ihre Metaboliten ausgeschieden und können dann z. B. über Wirtschaftsdünger in den Boden und im Falle der Sulfonamide auch in das Grundwasser gelangen. Erste Untersuchungen haben gezeigt, dass das Umweltverhalten von Tierarzneimitteln auch innerhalb einer klar definierten Substanzgruppe sehr unterschiedlich sein kann. Ein wichtiges Ziel des geplanten Forschungsverbundes ist daher die Identifizierung eines besonders umweltfreundli­chen Sulfonamides mit optimalen pharmakologischen Eigenschaf­ten. Wenige experimentelle Arbeiten weisen darauf hin, dass Sulfadiazin – zumindest in Teil­aspekten – diesen hohen Ansprüchen gerecht werden könnte. Daher soll in einer ersten Projektphase explizit der Einfluss der Arzneimittelformulierung auf die pharmakologischen Eigenschaften und das Ausscheidungsverhalten beim Schwein am Beispiel des Sufadiazins untersucht werden. Parallel zu dieser Einzelsubstanzprüfung soll das Umweltverhalten weite­rer Sulfonamide einschließlich des Sulfadiazins hinsichtlich Verlagerung in das Grundwasser, Abbauverhalten während der anaeroben Fermentation und ihres Photoabbauverhaltens vergleichend untersucht werden. Das als am umweltfreundlichsten charakterisierte Sulfon­amid soll dann hinsichtlich seiner Formulierung entsprechend den Erfahrungen aus dem Sulfadiazin-Pilotversuch weiter optimiert werden, um so die benötigten Dosen bei der Anwendung absenken zu können. Mittels QSAR-Modellierungen sollen darüber hinaus Leit­strukturen identifiziert werden, die bei der Synthese neuer umweltfreundlicher Sulfonamide berücksichtigt werden könnten. Letztendlich führen die grundlegenden Untersuchungen zu einem neuen, umweltfreundlichen Tierarzneimittel, das aktiv beworben werden kann. Durch den Einsatz dieses Produktes könnten der Einsatz von Tierarzneimitteln bereits im Stall reduziert werden und andererseits die ausgeschiedenen Rest-Wirkstoffe durch Fermentation inaktiviert bzw. in ihrer Wirkung deutlich abgeschwächt werden. Insofern wird auf zwei Ebenen der Eintrag von Tierarznei­mitteln in die Umwelt verringert werden.
Projektpartner: Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TIHOTOX)

... ausgewählte abgeschlossene Projekte

Medikamente auf Abwegen? Wie unser Wasser gesund bleiben kann (gefördert durch den Innovationsfond der Badenova)
Ziel ist die Erarbeitung von Materialien für den Schulunterricht, um den Sachverhalt zwischen Medikamenteneinnahme, Medikamentenentsorgung und der möglichen Wassergefährdung anschaulich zu vermitteln.

Systematische Modifizierung von Arzneimittel auf Basis nachwachsender Rohstoffe als ein Konzept für eine nachhaltige Chemie (gefördert von der DBU)
Projektpartner: Deutsches Krebsforschungszentrum in Heidelberg (DKFZ) und Chemcon in Freiburg.

Identifizierung und Bewertung ausgewählter Arzneimittel und ihrer Metaboliten (Ab- und Umbauprodukte) im Wasserkreislauf (gefördert vom UBA)
Projektpartner: FoBiG, Hydrotox und Technologiezentrum Wasser (TZW) in Karlsruhe.

Stoffstromanalyse und -management in Krankenhäusern (gefördert vom BMBF)
Kooperation mit der Universidade Federal de Santa Maria in Brasilien

Systematische Risiken in Versorgungssystemen - Umgang mit Risiken durch Arzneimittelwirkstoffe im Trinkwasser
(gefördert vom BMBF)
Information zum Projekt und einen Flyer finden Sie unter:
http://www.start-project.de

Arzneimittel in der aquatischen Umwelt
gefördert vom Badenova Innovationsfonds Klima- und Wasserschutz (Abschlussbericht als pdf-Dokument)

Auftreten und Verbleib von ausgewählten pharmazeutischen und Desinfektionswirkstoffen und deren Metaboliten in der aquatischen Umwelt. (gefördert von der DFG)
Exemplarischer Versuch einer umfassenden Beurteilung anhand von Lebensweganalysen.
Teilprojekt I: Eintrag, Verhalten und Verbleib im Abwasser sowie der Abwasserreinigung. (Zusammenfassung pdf-Dokument)

Pharmazeutische Wirkstoffe, Desinfektionsmittel und Diagnostika mit besonderen strukturellen Eigenschaften in der Umwelt. (gefördert von der DFG)
Exemplarischer Versuch einer umfassenden Beurteilung anhand von Lebensweganalysen.
Untersuchung bisher nicht beachteter Aspekte hinsichtlich Verhalten und Wirkung mittels Experiment und unter Nutzung computergestützter quantitativer Struktureigenschaftsbeziehungen (QSPR).
(Abschlussbericht pdf-Dokument)