DE112014002481T5

DE112014002481T5 - Niederdimensionale Strukturen organischer und/oder anorganischer Stoffe und ihre Verwendung

Info

Publication number: DE112014002481T5
Application number: DE112014002481.3T
Authority: DE
Inventors: Sergey Grigorievich Psakhie; Marat Izrailievich Lerner; Elena Alekseevna Glazkova; Georgy Andreevich Mikhaylov; Boris Turk; Olga Vladimirovna Bakina; Olga Vasiljeva
Original assignee: INST OF STRENTH PHYSICS AND MATERIALS SCIENCE OF SIBERIAN BRANCH RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES ISPMS S; INSTITUTE OF STRENTH PHYSICS AND MATERIALS SCIENCE OF SIBERIAN BRANCH RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES (ISPMS SB RAS); Nat Res Tom Polytechnic University Tpu; National Research Tomsk Polytechnic University; Institut Jozef Stefan
Current assignee: INST OF STRENTH PHYSICS AND MATERIALS SCIENCE OF SIBERIAN BRANCH RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES ISPMS S; INSTITUTE OF STRENTH PHYSICS AND MATERIALS SCIENCE OF SIBERIAN BRANCH RUSSIAN ACADEMY OF SCIENCES (ISPMS SB RAS); Nat Res Tom Polytechnic University Tpu; National Research Tomsk Polytechnic University; Institut Jozef Stefan
Priority date: 2013-05-20
Filing date: 2014-05-19
Publication date: 2016-03-03
Also published as: US20160074325A1; RU2013123074A; EA201501106A1; RU2560432C2; US10105318B2; WO2014189412A1; EA035516B1

Abstract

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft niederdimensionale, vorwiegend zweidimensionale (2D) Faltstrukturen organischer und/oder anorganischer Stoffe und/oder ihre Agglomerate mit Falten und Flächen unregelmäßiger Form, die lokal eine hohe elektrische Feldstärke aufweisen, die durch Oberflächenladungen auf den erwähnten Falten, Flächen und Flächenkanten gebildet wird, und ihre Verwendung: als Sorbenzien für organische Teilchen (Moleküle, Bakterien, Viren, Proteine, Antigene und Endotoxine) und anorganische Teilchen (Metallionen und Kolloide); als Mittel mit wundheilender und antibakterieller Aktivität; als Mittel zur Unterdrückung der proliferativen Aktivität von Tumorzellen.

Description

Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft niederdimensionale Strukturen, organischer und/oder anorganischer Stoffe, die insbesondere zweidimensionale (2D) Faltstrukturen darstellen, und daraus gebildete Agglomerate, die selektiv lebende Zellen zu beeinflussen vermögen, und kann in der Medizin und Pharmakologie zur Vernichtung von Krebszellen verwendet werden.
Vorangehender Stand der Technik
Bekannt ist, dass die Schädigung der Epithelschicht zur Entstehung einer transepithelialen Potenzialdifferenz (1, 2) sowie zu einer Vergrößerung der endogenen elektrischen Felder der Wunde und zu einer beschleunigten Wundheilung führt. Eine Steigerung der elektrischen Feldstärke mit Hilfe einer in der Wunde angeordneten Katode führt zu einer Beschleunigung der Bewegung des Epithels in die Wunde (3).
Bei vielen Untersuchungen wurde unter Einsatz von normalen und transformierten Zelllinien auch ein Zusammenhang zwischen dem Membranpotenzial der Zellen und Krebs beobachtet.
Die obigen Ergebnisse waren einer der Gründe, die Cone (4) vermuten ließen, dass das Transmembranpotenzial den Mitosezyklus zu kontrollieren vermag. Sein Hauptgedanke bestand darin, dass eine Verminderung des Membranpotenzials den Ablauf des Zellteilungszyklus initiiert. Die Onkogenese ließ sich ausgehend von der Vermutung erklären, dass nach der Mitose die Zelle nicht mehr in der Lage ist, ihr normales elektronegatives Membranruhepotenzial wiederherzustellen und sie somit gezwungen ist, wieder in den Teilungszyklus einzutreten. In der Folge hat diese Hypothese in einer Reihe von Arbeiten ihre Bestätigung gefunden. So z.B. wird in (5) aufgezeigt, dass das durchschnittliche Potenzial der Zellmembranen von Milchdrüsen mit invasivem duktalem Mammakarzinom weitgehend depolarisiert war verglichen mit Werten, die in Geweben mit gutartiger Erkrankung der Milchdrüse gemessen wurden. Depolarisationen wurden auch in transformierten Epithelzellen der Brust verglichen mit normalen Brustzellen beobachtet.
Die Untersuchungen in (6) zeigen die Unterschiede in den elektrischen Eigenschaften zwischen normalen Zellen und Krebszellen. Vergleiche des Membranpotenzials zwischen normalen und transformierten Zellen haben ergeben, dass Krebszellen (Sarkome) ein geringeres negatives Potenzial aufweisen (bei normalen Zellen beträgt das Potenzial z.B. 42,5 ± 5,4 mV, bei Krebszellen hingegen –14,3 ± 5,4 mV).
Die Arbeit (7) konnte aufzeigen, dass man durch Regulierung des Membranpotenzials der Zellen, darunter auch von Krebszellen, ihre Proliferation und Differenzierung steuern kann.
Bekannt ist die Verwendung von nano- und mikrostrukturierten Hydroxiden und Oxyhydroxiden in unterschiedlichen Materialien und Verfahrensprozessen, unter anderem in der Biologie und in der Medizin.
Bekannt ist ein Verfahren zur Gewinnung eines verbesserten faserförmigen Filtermaterials ( RU 2011116705 A , veröffentlicht am 10.11.2012), bei dem auf der Oberfläche des Fasermaterials eine Schicht aus Oxyhydroxiden von Aluminium und Silicium mit positiver Oberflächenladung entsteht. Zu diesem Zweck bereitete man eine Lösung aus Alumosilikagel und behandelte faserförmiges keramisches Material mit der erhaltenen Zusammensetzung.
Zu den Nachteilen zählen, dass man zur Erzielung einer positiven Oberflächenladung sich der bekannten Eigenschaften von strukturiertem Silicium bedient, woraus bei der Behandlung des faserförmigen keramischen Materials Beschichtungen entstehen.
Aus RU 2304463 C2 , veröffentlicht am 20.08.2007, ist ein elektropositives faserförmiges Adsorbens im Nanobereich bekannt, bestehend aus nichtsphärischen Partikeln von Aluminiumhydroxid in Form von Fasern mit einem Durchmesser von unter 50 nm und einem Verhältnis von Länge zu Dicke von über 5:1. Man erhält es durch Umwandlung der Al-Ausgangskomponente in wässriger Lösung bei einer Temperatur von bis zu 100 °C, das dann unmittelbar auf die Oberfläche einer Faserstruktur aufgebracht wird, gekennzeichnet durch die Möglichkeit der Adsorption wenigstens einer elektronegativen Partikel aus der Flüssigkeit.
Bekannt ist aus RU 2328447 C1 , veröffentlicht am 10.07.2008, ein Verfahren zur Herstellung von Fasern von Oxid-Hydroxid-Phasen mit Böhmit-Struktur, das zur Herstellung von Adsorbentien für die Feinreinigung von Trinkwasser sowie ganz allgemein von Abwässern und insbesondere von gewerblichen Abwässern verwendet werden kann. Die Herstellung der Nanofasern aus Oxid-Hydroxid-Phasen von Aluminium erfolgt durch Hydrolyse eines Pulvers, das man durch die Methode der Elektroexplosion eines Aluminiumdrahts mit einem Durchmesser von 0,3 < d ≤ 0,4 mm in einer Stickstoffatmosphäre bei einem Druck von P < 3 atm und einem dem Draht zugeführten Energiewert von 19,8 J/mm³ < E ≤ 66 J/mm³ erhält. Die nachfolgende Hydrolyse des Pulvers erfolgt dann bei einer Temperatur von höchstens 70 °C. Die erhaltenen Nanofasern aus Al-Hydroxid-Phasen weisen eine Länge von 0,1–0,2 µm, einen Durchmesser von 0,001–0,013 µm und eine spezifische Oberfläche von bis zu 500 m²/g auf.
Bekannt ist ferner aus der US 8.033.400 B2 , veröffentlicht am 11.10.2011, ein Filtermaterial, enthaltend als Basis ein organisches synthetisches Vlies und positiv geladene Agglomerate aus Nanofasern aus Aluminiumhydroxid. Bekannt sind ferner aus der RU 2397781 C1 , veröffentlicht am 27.08.2010, ein Vlies für medizinische Zwecke mit wundheilender, antibakterieller und antiviraler Aktivität sowie ein Verbandmittel auf seiner Basis, enthaltend eine faserförmige Basis, wobei an dessen Fasern hochporöse, aus Nanofasern gebildete AlO(OH)-Partikel fixiert sind.
Zu den Nachteilen der bekannten oben erwähnten faserförmigen Sorbenzien im Nanobereich, offenbart in RU 2304463 C2 , RU 2328447 D1 , RU 2397781 C1 und US 8033400 B2 , zählt die geringe Sorptionskapazität, verursacht durch die Form und die Anordnung der Fasern bzw. Nanofasern. Dies belegen auch die Ergebnisse im Artikel von Tepper Fred and Kaledin Leonid „Virus and Protein Separation Using Nano Alumina Fiber Media“ [http://www.argonide.com/puplications/laboratory.pdf]. Darin sind Mikroaufnahmen von Nanofasern enthalten, die dicht gepackte Strukturen bilden. Der Porenraum des Sorptionsmaterials, bestehend aus Nanofasern, ist daher für das Sorbat (Bakterien, kolloidale Teilchen usw.) weniger zugänglich als der von Agglomeraten niedrigdimensionaler Faltstrukturen. Außerdem zeigen die Mikroaufnahmen, dass die Sorption der kolloidalen Teilchen in erster Linie an den Enden der Nanofasern vor sich geht. Die kolloidalen Teilchen werden dabei zwischen den Nanofasern im Volumen des Materials nicht sorbiert. Nanofasern mit ausreichend hoher spezifischer Oberfläche besitzen daher nur eine geringe Sorptionskapazität.
In (8) wird ein Verfahren zur Hydrolyse von Al-Pulvern der Marke „ASD-Pulver-4“, von der russischen Industrie serienmäßig produziert, mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von ca. 4 µm untersucht. Die Oxidation des Aluminiums wurde in destilliertem Wasser und in einer wässrigen gesättigten Lösung von Ca(OH)₂-(Pufferaktivator) in An- und Abwesenheit eines Ultraschallfeldes untersucht. Ohne Anlegen eines Utraschallfeldes beträgt der Grad der Oxidation von „ASD-4“ mit destilliertem Wasser in vertretbarer Zeit (mehrere Tage) höchstens 30 %. Auf der Oberfläche der Ausgangspartikel aus Aluminium bildet sich eine zelluläre Struktur aus den Oxidationsprodukten. Die Anwendung der Ultraschallaktivierung in Kombination mit der Pufferaktivierung ermöglicht eine starke Veränderung des Prozesses, wobei der Oxidationsgrad 100 % erreicht. Dabei bilden sich stäbchenförmige Strukturen im Nanobereich. Die spezifische Oberfläche derartiger Produkte (gemessen nach der BET-Methode) beträgt 40 m²/g. Mit Hilfe dieses Verfahrens wurden stäbchenförmige Strukturen von niedriger spezifischer Oberfläche synthetisiert, weshalb erwartet werden kann, dass die Sorptionseigenschaften derartiger Partikel gering sind. Außerdem wird im zitierten Artikel nicht angegeben, ob die erhaltenen Nanofasern in wässrigen Medien ein elektrisches Feld zu bilden vermögen.
Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Eisenoxyhydroxid [(FeO(OH)] enthaltenden Adsorbens, das Adsorbens selbst und seine Verwendung, offenbart in WO 2006032727 (A1) , veröffentlicht am 30.03.2006. Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung von Adsorptionsmaterialien. Das Verfahren zur Herstellung eines FeO(OH) enthaltenden Adsorbens ist dadurch gekennzeichnet, dass man granuliertes Eisenhydroxid herstellt, das 5–15 Mass.-% an Feuchtigkeit, bezogen auf die Masse des Adsorbens aufweist, wobei die erwähnte Masse durch Kompaktierung und Sieben des kompaktierten Produktes granuliert ist, um ein Granulat mit einer Größe von 0,5 bis 4,0 mm zu erhalten.
Das obige Adsorbens stellt ein Granulat mit einer Größe von 0,5 bis 4,0 mm dar. Granulate dieser Größe können kein elektrisches Feld von der hohen Feldstärke erzeugen, die für eine wirksame Sorption geladener Teilchen und die Einwirkung auf Zellmembranen erforderlich ist.
Bekannt ist ferner ein Verfahren zur Herstellung des Biopräparats „Ferrigel“ ( RU 2466713 , veröffentlicht am 20.11.2012) auf der Basis von FeO(OH) im Nanobereich. Das Verfahren zur Herstellung des Biopräparats umfasst das Mischen des FeO(OH), gewonnen in Anlagen zur Enteisenung unterirdischer Gewässer, mit einem wasserlöslichen Polymer und Glycerin.
In der zitierten Patentschrift ist die Form der FeO(OH)-Partikel nicht angegeben und es wird auch nicht diskutiert, mit welchen Eigenschaften ihre biologische Aktivität, die in einer beschleunigten Wundheilung zum Ausdruck kommt, zusammenhängt. Außerdem führt das Mischen von Partikeln mit wasserlöslichen Polymeren und Glycerin zu einer Umhüllung der FeO(OH)-Partikel mit den angeführten Stoffen und zu einer Blockierung eines erheblichen Teils der der Einwirkung auf biologische Gegenstände zugänglichen Oberflächen.
Bekannt sind außerdem Polymermaterialien zur Behandlung von Wundschädigungen und Unterdrückung bösartiger Neubildungen.
In der RU 2471349 , veröffentlicht am 10.01.2013, wird ein Polymermaterial zur Vernichtung von Targetzellen vorgeschlagen. Das Material enthält zumindestens ein unlösliches hydrophobes anionisches, kationisches oder amphoteres geladenes Polymer. Dieses stellt bei Kontakt mit einem Wasser enthaltenden umgebenden Medium:

a) einen Träger stark saurer oder stark basischer funktioneller Gruppen dar,
b) weist einen pH von unter 4,5 oder über 8,0 auf und
c) besitzt eine Protonenleitfähigkeit und/oder ein elektrisches Potenzial, das ausreicht um die Homöostase des pH und/oder das elektrische Gleichgewicht innerhalb des geschlossenen Volumens der angeführten Zelle wirksam zu stören.

Das obige geladene Polymer behält den pH des Mediums bei, wobei es in der Zelle den pH-Wert abändert. Die Verschiebung des pH-Werts des wässrigen Mediums in den sauren Bereich (pH unter 4,5) oder in den alkalischen Bereich (pH über 8,0) verursacht das Absterben sowohl von Eukaryonten als auch von Prokaryonten. Das Material kann durch Regeneration des geladenen Polymers, Regeneration der Pufferkapazität des genannten Materials sowie durch Regeneration der Protonenleitfähigkeit des angeführten Materials regeneriert werden.
Anzuzweifeln ist der von den Autoren vorgeschlagene Mechanismus des Absterbens der Zellen im Zusammenhang mit der Änderung des pH und/oder des elektrischen Gleichgewichts im Zellvolumen. Es fehlt der erforderliche Nachweis für diesen Mechanismus, da eine Messung des pH-Werts und/oder des elektrischen Gleichgewichts innerhalb einer Zelle beim derzeitigen Stand von Wissenschaft und Technik nicht möglich ist. Aus den Unterlagen der Patentschrift und den entsprechenden Beispielen geht hervor, dass das Absterben der Zellen verursacht wird durch eine lokale Veränderung des pH des wässrigen Mediums, welches die Zelle unmittelbar umgibt, wobei in Folge der geringen Konzentrationen des wirkenden Materials, eine Änderung des pH im gesamten Medium nicht einzutreten braucht. Wie aus der Erfindungsbeschreibung hervorgeht, ist Zweck der Erfindung die Herstellung von Materialien (unlöslichen Protonenreservoiren bzw. -quellen), „... welche leicht dissoziierende kationische und/oder anionische Gruppen (LDKAG) enthalten, die räumlich so angeordnet sind, dass sie Änderungen des pH-Werts des Mediums wirksam zu minimieren vermögen ...“. Eine Änderung des pH-Werts des Mediums, sei sie auch nur minimal, wurde dennoch beobachtet. Tatsächlich ist es, wie aus Chemielehrbüchern bekannt ist, unvermeidlich, dass bei der Dissoziation eines Stoffes in einem wässrigen Medium in Ionen diese ins Medium gelangen.
Zur Einwirkung auf die Zelle kommt es dadurch, dass auf ihrer Oberfläche oder in deren Umgebung (hohe oder niedrige pH-Werte) erzeugt werden, bei denen sowohl Tumorzellen als auch normalen Zellen nicht zu leben vermögen. Die Verwendung derartiger Materialen zur Behandlung von Krebspatienten bzw. als antimikrobielles Mittel für die äußere Anwendung ist daher sehr beschränkt.
Bekannt ist eine zu therapeutischen Zwecken verwendete Elektretfolie (Applikator) des Typs „Polimedel“ (9). In der Chirurgie unterstützt die Verwendung von Elektrets die Aktivierung von Reparaturprozessen bei lange nicht verheilenden Wunden, bei Dekubitus, neurotrophischen Geschwüren sowie thermischen Schädigungen. Beobachtet wird dabei eine erhebliche Verkürzung der Dauer der Entfernung nekrotischer Massen bei der Reinigung von Wunden, eine raschere Entwicklung anhaltender Granulation in der Wunde, eine früh einsetzende Epithelisierung der Wundränder sowie eine Verlangsamung bzw. Verhinderung des Übergangs des Prozesses aus dem zweiten Stadium in das dritte (Schädigung der Haut bis in tiefere Schichten) sowie aus dem dritten Stadium in das vierte (Abbau der Haut und tiefer liegender Gewebe). Die zuletzt gemachten Untersuchungen haben ergeben, dass man durch Anlegen eines Elektrets auf Schmerzzonen unterschiedlicher Provenienz eine Beseitigung des Schmerzsyndroms (Arthriten, Osteochondrose, Radikulitis, Quetschungen, Nierenkoliken usw.) erreichen kann. Insbesondere kommt es bei der Wechselwirkung mit einem elektrischen Feld im Umfang des biologischen Gewebes zu Mikrovibrationen und Mikrokonvektionen, die durch elektrohydrodynamische Kräfte verursacht sind. Dies führt zu einer Geschwindigkeitsänderung bei Stoffwechselprozessen, zu einer Änderung der Zelldurchlässigkeit sowie der Geschwindigkeit, mit der Reagenzien funktionierenden Membranoberflächen und Makromolekülen zugeführt wird.
Zu den Nachteilen von Elektretfolien gehört die Tatsache, dass die Einflussnahme auf die Zellen mittelbar erfolgt, d.h. über die im biologischen Gewebe entstehenden Mikrovibrationen und Mikrokonvektionen, verursacht durch elektrohydrodynamische Kräfte. Eine direkte Einflussnahme auf das Membranpotenzial der Zellen ist nicht vorhanden, weshalb die Wirksamkeit von Elektretfolien nur gering ist. Bei Wunden mit reichlicher Exsudatausscheidung sowie bei eitrigen Wunden begrenzt das Auflegen einer Polymerfolie aus Elektrets den Luftzutritt, was unzulässig ist und zu Komplikationen beim Krankheitsverlauf führen kann. Außerdem fehlen dokumentierte Fälle über die Heilung onkologischer Erkrankungen mit Hilfe von Elektretmaterialien.
Bekannt sind physikalische Methoden zur Beeinflussung von Tumorzellen mit Hilfe eines elektrischen Feldes.
Die RU 2270663 C2 , veröffentlicht am 27.02.2006, betrifft ein Verfahren zur Therapie proliferativer Krebszellen beim Menschen durch Auswahl biologisch aktiver Punkte unter nachfolgender Einwirkung auf dieselben, dadurch gekennzeichnet, dass man einen biologisch aktiven Punkt auswählt, der einem Organ mit pathologischer Zellproliferation entspricht, das Potenzial des ausgewählten biologisch aktiven Punktes unter Bezugnahme auf einen Referenzpunkt misst, wonach man an die ausgewählten Punkte eine äußere Quelle eines elektrischen Gleichstromfeldes anschließt, dessen Pole gegenüber den Polen der Punkte entgegengesetzt ausgerichtet sind, an die man es anschließt, und seine absolute Größe gleich ist der Differenz der absoluten Werte des gemessenen Potenzials und des Potenzials, das dem gesunden Organ an dem ausgewählten Punkt entspricht, und bis zu einem Wert der Größe des Membranpotenzials der Krebszelle einwirkt, der dem Wert des Membranpotenzials des entsprechenden gesunden Organs entspricht. Somit kommt es zu einer Normalisierung der biochemischen Prozesse der Zellen, was zu einer wesentlichen Verminderung der pathologischen Aktivität der Krebszellen führt, bis hin zur Wiederherstellung des Normalzustandes.
Die RU 2253903 , veröffentlicht am 10.06.2005, schlägt ein Verfahren zur Blockierung der Teilung von Krebszellen vor, das die Einwirkung einer äußeren Energiequelle auf eine Zelle oder eine Zellgruppe umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass man vor der Einwirkung wenigstens zwei Elektroden einführt, und zwar eine auf die zytoplasmatische Oberfläche der Zellmembran und die andere auf die Außenfläche der Zellmembran, und den Wert des Membranpotenzials misst, wonach man an die eingeführten Elektroden eine entgegengesetzt polare äußere Quelle einer EMK mit dem Wert einer Potenzialdifferenz, der nicht unter dem des Membranpotenzials der Zelle liegt, anschließt.
Die in den RU 2270663 und RU 2253903 beschriebenen Verfahren zur Unterdrückung der proliferativen Aktivität von Krebszellen beruhen auf der Einwirkung eines elektrischen Potenzials auf Zellmembranen unter Einführung von Elektroden in den Tumor. Diese Verfahren sind kompliziert und traumatisch. Außerdem wird dabei nur das Wachstum der unmittelbar die Elektrodenoberfläche kontaktierenden Zellen unterdrückt. Tumorzellen, die nicht in Kontakt stehen mit den Potenzialelektroden bleiben weiterhin aktiv.
Bekannt ist ferner ein elektropositives Präparat gegen Krebs (10), dessen Wirkung auf der Verwendung von F16-Molekülen mit positiver Ladung beruht. Das Molekül wird von den negativ geladenen Mitochondrien der Krebszellen angezogen und bleibt daran haften. Die Mitochondrien vieler Arten von Krebszellen haben eine höhere negative Ladung. Die F16-Moleküle sammeln sich auf diese Weise in den Mitochondrien der Krebszellen an, was rasch dazu führt, dass sie absterben. Elektronenmikroskopische Untersuchungen haben ergeben, dass ein Mitochondrium, wenn es auf den F16-Molekülen haftet, sich aufbläht, und die äußeren Zellmembranen unter der Einwirkung der aufgeblähten Mitochondrien schließlich platzen, wodurch die Krebszelle zugrunde geht.
Zu den Nachteilen des obigen Präparats zählt die Tatsache, dass sich neben den Mitochondrien der Krebszellen ein Teil der F16-Moleküle in normalen Zellen anhäufen kann, die ebenfalls negativ geladen sind, und sie absterben lässt.
Wie aus den oben angeführten analogen Lösungen zu ersehen ist, vermögen Metalloxyhydroxide, Polymermaterialien und Moleküle lebende Zellen selektiv zu beeinflussen, und zwar aufgrund der Einwirkung einer elektrischen Ladung auf biologische Strukturen. Diese Eigenschaften macht man sich bei der Sorption von Mikroorganismen, bei der Wundheilung, bei der Bekämpfung des Schmerzsyndroms und bei der Unterdrückung der Proliferation von Tumorzellen zunutze. Gegenwärtig besteht jedoch ein starker Bedarf an Materialien, die sowohl höhere Sorptionskapazität als auch höhere biologische Aktivität aufweisen, was man dadurch erzielen kann, dass man die elektrischen Eigenschaften der Materialien modifiziert.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Produktes, das niederdimensionale Strukturen und/oder Agglomerate darstellt, die durch niederdimensionale Strukturen, in erster Linie durch zweidimensionale (2D) Faltstrukturen unterschiedlicher organischer und/oder anorganischer Stoffe gebildet sind. Diese Stoffe stellen hauptsächlich Oxyhydroxide von Metallen, ausgewählt aus der Gruppe Al, Fe, Mg, Ti oder ihren Verbundstoffen sowie natürliche (künstliche) und/oder synthetischen Polymermaterialien mit lokal hoher elektrischer Feldstärke dar, und zwar dadurch, dass man ihnen eine bestimmte geometrische Form und bestimmte Abmessungsparameter verleiht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung der erwähnten niederdimensionalen Strukturen und/oder ihrer Agglomerate als Sorbenzien für biologische Objekte, anorganische kolloidale Teilchen und Metallionen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung der erwähnten niederdimensionalen Strukturen und/oder ihrer Agglomerate als wundheilende und antibakterielle Mittel sowie als Arzneimittel und Erzeugnisse auf ihrer Basis.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung der erwähnten niederdimensionalen Strukturen und/oder ihrer Agglomerate zur Unterdrückung der Proliferation von Krebszellen sowie ihre Verwendung in der Zusammensetzung von antitumoralen Mitteln.
Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die vorgeschlagenen niederdimensionalen, in erster Linie zweidimensionalen (2D) Faltstrukturen organischer und/oder anorganischer Stoffe und/oder die damit gebildeten Agglomerate Falten und Flächen unregelmäßiger Form aufweisen und lokal eine hohe elektrische Feldstärke aufweisen, die durch Oberflächenladungen auf den erwähnten Falten, Flächen und Kanten der Flächen gebildet wird.
Außerdem werden die niederdimensionalen, in erster Linien zweidimensionalen (2D) Faltstrukturen und/oder ihre Agglomerate aus Metalloxyhydroxiden gebildet, ausgewählt aus einer Gruppe von Metallen, bestehend aus Al, Fe, Mg, Ti und ihren Verbundstoffen, bestehend zumindest aus zwei Metalloxyhydroxiden, ausgewählt aus der erwähnten Metallgruppe.
Außerdem wird die gestellte Aufgabe noch dadurch gelöst, dass die in der Hauptsache zweidimensionalen (2D) Faltstrukturen und/oder ihre Agglomerate aus natürlichen (künstlichen) Polymeren, vorzugsweise aus wasserunlöslichen Polysacchariden, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Chitin, Chitosan, Cellulose u.a. hergestellt werden.
Außerdem wird die gestellte Aufgabe noch dadurch gelöst, dass die niederdimensionalen, in erster Linie zweidimensionalen (2D) Faltstrukturen und/oder ihre Agglomerate aus synthetischen Polymermaterialien, vorzugsweise aus apolaren Polymeren (Monoelektreten) mit einer Leitfähigkeit von höchstens 10^–10 Ohm^–1 cm^–1, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polymeren auf der Basis von Vinylidenfluoriden, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer, (P(TFE-GFP)), Polypropylen, Polyethylen u.a. hergestellt werden.
Außerdem stellt das erfindungsgemäße Produkt einen Verbundstoff dar, bestehend zumindest aus dem Oxyhydroxid eines Metalls, ausgewählt aus der Gruppe Al, Fe, Mg, Ti, und wenigstens einem künstlichen Polymermaterial, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Chitin, Chitosan und Cellulose.
Außerdem stellt das erfindungsgemäße Produkt einen Verbundstoff dar, der zumindest aus dem Oxyhydroxid eines Metalls, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Al, Fe, Mg, Ti, und wenigstens aus einem synthetischen Polymermaterial, vorzugsweise aus apolaren Polymeren (Monoelektreten) mit einer Leitfähigkeit von höchstens 10^–10 Ohm^–1 cm^–1, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polymeren auf der Basis von Vinylidenfluoriden, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer, (P(TFE-GFP)), Polypropylen, Polyethylen u.a.
Außerdem weisen die erwähnten niederdimensionalen Strukturen Falten und Flächen von unregelmäßiger Form auf, wobei eine Abmessung derselben 200–500 nm beträgt und wenigstens eine Abmessung, vorzugsweise eine Querabmessung (Dicke) der Fläche, von höchstens 10 nm beträgt.
Vorzugsweise beträgt die Querabmessung (Dicke) der Fläche 5–8 nm, insbesondere höchstens 2 nm.
Die Agglomerate bestehen dabei aus sich abwechselnden, überschneidenden, gekoppelten sowie homogen oder heterogen gemischten Fragmenten zweidimensionaler (2D) Strukturen.
Außerdem beträgt die lokale elektrische Feldstärke, und zwar auf den Falten und Flächen, welche die niederdimensionalen Faltstrukturen bilden, mindestens 10⁶ V/m.
Außerdem weisen die erwähnten Agglomerate niederdimensionaler Faltstrukturen eine annähernd sphärische Form auf.
Eine weiter Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass man die erwähnten niederdimensionalen Strukturen und/oder ihre Agglomerate als Sorbenzien für organische Partikel (Moleküle, Bakterien, Viren, Proteine, Antigene und Endoxine) sowie für anorganische Partikel (Metallionen und Kolloide) verwendet.
Die niederdimensionalen Strukturen und/oder ihre Agglomerate bringt man vorzugsweise für die erwähnte Sorption in wässrigem Medium zur Anwendung, und zwar bei einem pH-Wert des erwähnten Mediums von 5,0 bis 9,5 und insbesondere in einem pH-Bereich des wässrigen Mediums von 6 bis 8.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass man die erwähnten niederdimensionalen Strukturen und/oder ihre Agglomerate als Mittel mit wundheilender und antibakterieller Aktivität verwendet.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass man die erwähnten niederdimensionalen Strukturen und/oder ihre Agglomerate zur Unterdrückung der proliferativen Aktivität von Tumorzellen verwendet.
Die erwähnten niederdimensionalen Strukturen und/oder Agglomerate verwendet man entweder als solche oder aufgebracht auf ein Trägermaterial, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Vliesmaterialien, Fasern, Granulat, Schwämmen und anderen porösen Stoffen und Medien oder in einer Zusammensetzung, bestehend aus den erwähnten niederdimensionalen Strukturen und/oder Agglomeraten und Stoffen mit pharmakologischer und/oder absorbierender Wirkung.
Eine Eigenschaft wie die hohe lokale elektrische Feldstärke, wie sie den beanspruchten niederdimensionalen Strukturen und/oder Agglomeraten aus Metalloxyhydroxiden eigen ist, wird gewährleistet durch

– die Oberflächenladung des Oxyhydroxids eines Metalls der Gruppe Al, Fe, Mg und Ti in wässrigen Medien und
– durch die geringe Dimension und den Faltcharakter der 2D-Strukturen und der aus ihnen gebildeten Agglomerate der erwähnten Metalloxyhydroxide in Folge der geringen Dicke bzw. des Krümmungsradius der Kanten und Falten der elektrisch geladenen, die Agglomerate bildenden Flächenelemente.

Unter Agglomeraten versteht man bezüglich der vorliegenden Erfindung einander abwechselnde, überschneidende, gekoppelte und homogen oder heterogen gemischte 2D-Strukturen und ihre Fragmente.
Erfindungsgemäß versteht man unter Metalloxiden und -oxyhydroxiden chemische Verbindungen der allgemeinen Formel AlO(OH), Al₂O₃ ^xnH₂O mit n = 0,8–3, FeO(OH), Fe₂O₃, Fe₃O₄, TiO₂, Mg(OH)₂, MgO.
Bekannt (11) ist, dass die Oberflächendichte der Ladungen σ bei einem geladenen Körper proportional ist der Oberflächenkrümmung k, σ ~ k mit k ~ 1/r (r = Krümmungsradius). Die maximale Ladungsdichte lässt sich dementsprechend an den Flächenkanten und Falten der beanspruchten niederdimensionalen Faltstrukturen feststellen, welche die Agglomerate/Aggregate bilden und einen maximalen Wert k aufweisen. In Folge des geringen Krümmungsradius der Oberfläche der elektrisch geladenen Flächenkanten und Falten der Metalloxyhydroxide entsteht ein stark inhomogenes elektrisches Feld, das mit einer Kraft F auf die entgegengesetzt geladenen Teilchen wirkt.
Unter der Wirkung des inhomogenen elektrischen Feldes mit lokal hoher Feldstärke an den Falten und Flächenkanten der niederdimensionalen Faltstrukturen bewegen sich die Teilchen in Richtung zunehmender Feldstärke, d.h. entsprechend dem Gradienten des Feldstärkemoduls. Die Kraft, welche zwischen der Ladung q₁ (Ladung an den Flächen, Kanten und Falten des Agglomerats) und q₂ (Ladung der Sorbatpartikel) wirkt, errechnet sich nach dem Coulombschen Gesetz:
worin x die Distanz zwischen dem Sorbent und dem Sorbat bedeutet.
Unter Berücksichtigung der errechneten Dicke der Fläche niederdimensionaler Faltstrukturen lässt sich ihre elektrische Feldstärke berechnen.
Feldstärke (mV/nm):
worin φ das Potenzial des Agglomerats und R die Dicke der Fläche bedeuten. Die Kraft, die auf das geladene Teilchen einwirkt, die sich in der Nähe der niederdimensionalen Faltstrukturen befindet, lässt sich wie folgt ermitteln: F = qE, wobei q die Ladung des Teilchens bedeutet (11).
Die Autoren haben errechnet (siehe die Beispiele), dass bei nichtporösen Teilchen von regelmäßiger sphärischer Form die Feldstärke um ca. 3 Größenordnungen geringer ist als an einer Kante der Fläche der Faltstruktur.
Bei q = const. ist somit die Kraft, welche auf ein Teilchen (niederdimensionale Faltstruktur und ihre Agglomerate) wirkt, um das 600-fache höher als bei kompakten nichtporösen sphärischen Teilchen analoger Größe.
Ein analoger Effekt lässt sich auch bei apolaren Polymermaterialien, und zwar sowohl bei natürlichen und künstlichen als auch bei synthetischen bei einer Leitfähigkeit von höchstens 10^–10 Ohm^–1 cm^–1 feststellen, da diese Polymere bei äußerer Einwirkung eines elektrischen Feldes, bei Reibung, bei Bestrahlung mit einem Elektronenstrahl, oder wenn sie unter Koronaeinwirkung gelangen usw. eine elektrische Ladung aufnehmen können (12). Dabei baut sich an den Rändern (Flächen) und Falten der erfindungsgemäßen niederdimensionalen Polymerstrukturen sowie der durch diese Strukturen gebildeten Agglomerate eine hohe lokale Feldstärke auf.
Bei Verwendung von niederdimensionalen Strukturen (Agglomeraten), die eine Faltform (1) und eine Distanz von bis zu 50 nm zwischen den niederdimensionalen Strukturen, welche das Agglomerat bilden, aufweisen, können organische Moleküle, Ionen, Mikroorganismen mit einer Größe von bis zu 50 nm (Viren) in das Agglomerat eindringen und von dem sowohl auf den Flächen als auch auf den Falten entstehenden elektrischen Feld festgehalten werden.
Den obigen Effekt zeigen auch die 5 und 6. Daraus geht hervor, dass disperse Teilchen wie Latexkügelchen (5) und Teilchen von kolloidalem Silber (6) an den Flächen sorbiert werden und in das von den niederdimensionalen Strukturen gebildete Agglomerat eindringen. Die durch die beanspruchten niederdimensionalen Strukturen gebildeten Agglomerate besitzen somit hohe Sorptionskapazität.
Entsprechend den Angaben verschiedener Autoren (s. z.B. die Druckschriften 13 und 14) beträgt das elektrische Potenzial normaler Zellen –60–100 mV, das Potenzial von Krebszellen hingegen ca. –15–20 mV. Sobald normale Zellen mit ihrer Teilung beginnen, fällt ihr elektrisches Potenzial auf ca. –15 mV. Bei Beendigung der Teilung der Zelle kehrt ihr Membranpotenzial auf den natürlichen Wert wieder zurück. Nach der gängigen Meinung wäre somit die entscheidende Komponente bei der Krebstherapie die Wiederherstellung des natürlichen Membranpotenzials und damit des normalen Zellstoffwechsels. Die Regulierung des Potenzials von Zellmembranen ist somit eines der Verfahren zur Steuerung des funktionellen Zustandes von Zellen.
Bei der Wechselwirkung mit Zellmembranen, die eine negative Oberflächenladung aufweisen, werden die positiv geladenen Faltstrukturen von der Zelloberfläche angezogen. Dabei wird die negative Ladung der Zellmembran unter dem Einfluss der positiven Ladung der Faltstruktur kompensiert. Eine Erhöhung des Potenzials der Zellmembran in Folge des Einflusses der positiv geladenen niederdimensionalen Faltstrukturen führt einerseits zu einer aktiven Teilung normaler Zellen und zur beschleunigten Wundheilung und andererseits zur Unterdrückung der Proliferation von Krebszellen.
Druckschriften:

1. Reid, B., Song, B., McCaig, C. D. & Zhao, M., Wound healing in rat cornea: the role of electric currents. FASEB J. 19, 379–386 (2005).
2. Keese, C. R., Wegener, J., Walker, S. R. & Giaever, I. Electrical wound-healing assay for cells in vitro. Proc. Natl Acad. Sci. USA 101, 1554–1559 (2004)
3. Nature Letters, Vol. 442, 27 July 2006, P. 457–460
4. Cone CD: Unified theory on the basic mechanism of normal mitotic control and oncogenesis. J. Theor Biol. 971, 30: 15 U 181.
5. Andrew A. Marino, Ilka G. Iliev, Michael A. Schwalke and at. al. Enrique, Association between Cell Membrane Potential and Breast Cancer // Tumor Biol. 1994, 15: 82–89.
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14. Steve Haltiwanger M. D., The Electrical Properties of Cancer Cells / http://www.royalrife.com/haltiwanger1.pdf.

Graphische Unterlagen zur Erläuterung der Erfindung
1 zeigt eine durch durchstrahlungselektronenmikroskopische Aufnahme (DEM-Aufnahme) des Al-Oxyhydroxid [AlO(OH)-]-Agglomerats mit der beanspruchten Faltstruktur und den Kanten der Fläche und der Falte: 1 – Kanten der Fläche und 2 – Falten.
2 zeigt eine REM-Aufnahme von AlO(OH)-Agglomeraten mit der beanspruchten Faltstruktur.
3 zeigt eine REM-Aufnahme der Agglomerate der Faltstrukturen von Eisenoxidhydroxid [FeO(OH)].
4 zeigt eine REM-Aufnahme der Agglomerate der Faltstrukturen von TiO₂.
5 zeigt eine DEM-Aufnahme der Agglomerate der Faltstrukturen mit Latexkügelchen an den Kanten der Flächen und zwischen den Faltelementen des Agglomerats von AlO(OH).
6 zeigt eine DEM-Aufnahme der Agglomerate der Faltstrukturen mit Partikeln von kolloidalem Silber an den Kanten der Flächen und zwischen den Faltelementen des Agglomerats von AlO(OH).
7 zeigt die Ergebnisse von Experimenten an Zellen der Hos-Linie: Zahl der lebenden Hos-Zellen, %, je nach dem Gehalt an AlO(OH) in 2 ml Wachstumsmedium: 1–0,0005 g, 2–0,01 g, 3–0,03 g.
8 zeigt die Ergebnisse von Experimenten an Zellen der HELA-, MCF-7- und UM-SCC-14C-Linien: Zahl der lebenden Krebszellen (%) nach 24 Stunden (a) und nach 48 Stunden (b).
9 zeigt die Ergebnisse von Experimenten an Zellen der HELA-, MCF-7- und UM-SCC-14C-Linien: Proliferation der Krebszellen (%) nach 24 Stunden (a) und nach 48 Stunden (b).
10 zeigt eine DEM-Aufnahme niederdimensionaler Faltstrukturen (Nanoblätter) von Polyvinylchlorid.
Ausführungsbeispiele
Beispiel 1. Gewinnung des Agglomerats positiv geladener niederdimensionaler Faltstrukturen von AlO(OH)
Zur Gewinnung der Agglomerate der beanspruchten Form und den Kenndaten für die Umsetzung mit Wasser verwendete man als Ausgangsmaterial ein Pulver der Zusammensetzung Al/AlN, erhalten nach der Methode der Elektroexplosion von Al-Draht in einer Stickstoffatmosphäre mit einer Partikelgröße von 80–100 nm, einer spezifischen Oberfläche von 21 m²/g und einem Gehalt an AlN-Phase von 70 Mass.-%.
Zur Durchführung der Reaktion wurden 100 g Pulver mit 10,0 l Wasser übergossen, wonach man Nanoteilchen von Aluminiumoxid mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 70 nm in einer Menge von 0,1 Mass.-%, bezogen auf die Pulvermasse, zusetzte, die als Impfkristalle für die Steigerung der Geschwindigkeit der Keimbildung an den Impfkristallpartikeln und zur Kristallisation der Umwandlungsprodukte dienten. Die erhaltene Suspension wurde dann von 25 auf 60 °C unter starkem Rühren mit einem mechanischen Rührwerk bei einer Geschwindigkeit von 200 U/min erwärmt.
Die Reaktion wurde bei einem pH von 9,4 während 60 min. zur Einstellung eines konstanten pH-Werts durchgeführt.
Das erhaltene Produkt wurde dann bei einer Temperatur von 90 °C bis zur Massekonstanz während 4 Stunden getrocknet.
Die Masse des erhaltenen Produktes betrug 150 g. Die spezifische Oberfläche, gemessen mit Hilfe eines Geräts vom Typ „Sorbtometr-M“, betrug 330 m²/g. Die Röntgenphasenanalyse mittels eines Diffraktometers vom Typ DRON-7 ergab, dass das Produkt AlO(OH) darstellt.
1 zeigt eine Mikroaufnahme der Agglomerate niederdimensionaler Faltstrukturen aus AlO(OH), erhalten mit Hilfe eines Durchstrahlungsmikroskops vom Typ JEM 2100, welche das Vorliegen von Flächen und Falten nachweist.
2 zeigt eine Mikroaufnahme von Agglomeraten niederdimensionaler Faltstrukturen, erhalten mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops vom Typ LEO EVO 50.
Die Agglomerate hatten eine Größe von 0,5–7 µm.
Das Zeta-Potenzial der Agglomerate ermittelte man mit Hilfe eines Geräts vom Typ ZetaSizer Nano ZS. Es betrug ca. 60 mV. Unter Berücksichtigung der Dicke der Flächen (durchschnittlich 5 nm) kann man an der Flächenkante die elektrische Feldstärke ermitteln, und zwar aufgrund der Gleichung E = φ / R, worin φ das Agglomeratpotenzial und R die Flächendicke bedeuten.
Die elektrische Feldstärke an der Flächenkante beträgt E = 12 mV/nm bzw. 1,2·10⁷ V/m. Die Feldstärke auf der Oberfläche einer nichtporösen, 3 µm großen sphärischen AlO(OH)-Partikel würde 20 mV/mkm bzw. 2·10⁴ V/m betragen und würde damit etwa nur ein Drittel derjenigen auf der Flächenkante betragen.
Die Kraft, die auf ein in der Nähe des Agglomerats befindliches geladenes Teilchen einwirkt ergibt sich aus der folgenden Formel: F = qE, worin q die Teilchenladung bedeutet [Savel´ev I. V. Kurs obšej fiziki, Bd. II. Električestvo // Verl.: „Nauka“, Moskau, 1970, 501 SS.].
Bei q = const. übersteigt die Kraft, welche auf das Teilchen einwirkt, bei dem aus niederdimensionalen Faltstrukturen bestehenden Agglomerat um das 6-fache den Wert bei einem nichtporösen sphärischen Teilchen von analoger Größe und analoger chemischer Zusammensetzung.
Beispiel 2. Herstellen von Agglomeraten niederdimensionaler Faltstrukturen aus FeO(OH)
Ein bimetallisches Nanopulver aus Fe-Al mit einer Partikelgröße von ca. 100 nm erhielt man durch parallele Elektroexplosion eines Eisen- und eines Aluminiumdrahtes unter Stickstoffatmosphäre bei einem Verhältnis von Fe:Al = 90:10 Mass.-%. 20 g des Pulvers wurden dann mit 2000 ml destilliertem Wasser übergossen und unter ständigem Rühren bis auf 60 °C erwärmt. Der pH des reagierenden Gemisches wurde unter Kontrolle auf einem Wert von 9,0 mit Ammoniaklösung gehalten. Die Reaktion führte man während 60 Minuten durch. Danach wurde die Suspension abfiltriert, bis zur Neutralität der Waschwässer mit destilliertem Wasser gewaschen und bei einer Temperatur von 90 °C 4 Stunden lang getrocknet.
Die Masse des erhaltenen Produktes betrug 25,4 g. Die spezifische Oberfläche, gemessen mit Hilfe eines Geräts vom Typ „Sorbtometr-M“, betrug 220 m²/g. Die Röntgenphasenanalyse mittels eines Diffraktometers vom Typ DRON-7 zeigte, dass das Produkt im Wesentlichen Goethit [(FeO(OH)] mit einer geringen Menge Böhmit [(AlO(OH)] enthielt.
3 zeigt eine Mikroaufnahme des Agglomerats des Verbundstoffs aus FeO(OH)/AlO(OH), erhalten mit Hilfe eines Strahlungsmikroskops vom Typ LEO EVO 50, die belegt, dass aus einer Vielzahl niederdimensionaler Faltstrukturen Agglomerate gebildet wurden. Die Eigenschaften dieses Verbundstoffes hängen im Wesentlichen von der Morphologie und den Eigenschaften von Goethit ab.
Die Größe der Agglomerate betrug 1,0–12,0 µm. Das Zeta-Potenzial der Agglomerate, ermittelt mit Hilfe des Geräts ZetaSizerNano ZS, betrug ca. 50 mV.
Ferner wurden in Analogie zu Beispiel 1 entsprechende Berechnungen durchgeführt. Die elektrische Feldstärke an der Spitze der Fläche betrug E = 2,5·10⁷ V/m. Zum Vergleich lag die Feldstärke auf der Oberfläche eines nichtporösen sphärischen Teilchens von analoger chemischer Zusammensetzung mit einem Durchmesser von 1 µm bei E = 5·10⁴ V/m.
Beispiel 3. Herstellen von Agglomeraten niederdimensionaler Faltstrukturen aus TiO₂
Agglomerate niederdimensionaler Faltstrukturen aus TiO₂ stellte man durch hydrothermale Synthese bei einer Temperatur von 130 °C während 12 Stunden her. Zu diesem Zweck goss man zu 100 g Ti-Butylat 30 ml Acetylaceton und 10 ml destilliertes Wasser unter ständigem Rühren. Danach setzte man 10 ml konz. Ammoniaklösung zu. Das Gemisch wurde auf 130 °C erwärmt, wonach man unter ständigem Rühren die hydrothermale Behandlung während 12 Stunden durchführte. Die erhaltene Suspension filtrierte man dann ab und wusch sie mit Isopropanol und destilliertem Wasser. Das feuchte Pulver wurde dann an der Luft bei einer Temperatur von 105 °C während 10 Stunden getrocknet.
Man erhielt auf diese Weise 18 g niederdimensionale Faltstrukturen aus TiO₂. Die spezifische Oberfläche des TiO₂, gemessen analog Beispiel 1 und 2, betrug 380 m²/g.
4 zeigt ein Mikroaufnahme von TiO₂-Agglomeraten, erhalten mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops vom Typ LEO EVO 50. Sie zeigt, dass aus einer Vielzahl niederdimensionaler Faltstrukturen Agglomerate gebildet wurden.
Die Größe der Agglomerate betrug 0,3–5,0 µm. Das Zeta-Potenzial der Agglomerate, ermittelt mit Hilfe des Geräts ZetaSizerNano ZS, betrug ca. 40 mV.
Ferner wurden in Analogie zu Beispiel 1 entsprechende Berechnungen durchgeführt. Die elektrische Feldstärke an der Spitze der Fläche betrug E = 1,3·10⁷ V/m. Zum Vergleich lag die Feldstärke auf der Oberfläche eines nichtporösen sphärischen Teilchens mit einem Durchmesser von 0,3 µm bei E = 1,3·10⁵ V/m.
Beispiel 4. Herstellen von Agglomeraten niederdimensionaler Faltstruktur aus Polyvinylchlorat
Polyvinylchloridgranulat mit einem Durchmesser von höchstens 1 mm wurde in das Lösungsmittel Tetrahydrofuran gegeben, und zwar bei einem Verhältnis von 10 Gew.-% Polyvinylchlorid, wobei der Rest auf das Lösungsmittel entfiel. Die Suspension wurde dann während 8 Tagen unter ständigem Schütteln gehalten. Nach der Lösung des Polyvinylchlorids in Tetrahydrofuran bildete sich eine zähflüssige farblose Flüssigkeit. 10 ml der Lösung von Polyvinylchlorid in Tetrahydrofuran wurden mit 5 mg porösem AlO(OH), hergestellt entsprechend Beispiel 1, zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde dann unter ständigem Rühren 72 Stunden lang gehalten. Nach Abgießen des Lösungsüberschusses wurde der Niederschlag in 30 ml Methanol gegeben und bis zur vollständigen Ausfällung des Niederschlags 1 Stunde lang gehalten. Der Niederschlag wurde dann durch Filtrierpapier abfiltriert und in einen Ofen gestellt, in dem er bei 30 °C einen Tag lang getrocknet wurde. Das erhaltene trockene Pulver wurde dann in 50 %-ige Natronlauge gegeben und während 5 Tagen unter visueller Kontrolle gehalten. Nach vollständiger Lösung des AlO(OH) und nach der Bildung eines trüben Niederschlags wurde letzterer mit einer größeren Menge an Ethanol gewaschen und bei 30 °C 24 Stunden lang getrocknet.
10 zeigt eine DEM-Aufnahme von niederdimensionalen Strukturen aus Polyvinylchlorid, erhalten mit Hilfe eines Durchstrahlungselektronenmikroskops vom Typ JEM 2100. Die Aufnahme zeigt, dass die untersuchte Probe aus sich überschneidenden Polymerplättchen besteht.
Beispiel 5. Sorption von Mikroorganismen mit Metall-Oxyhydroxiden
Kulturen der Mikroorganismen E. coli 7935, St. aureus 209, P. aeruginosa 27583, züchtete man auf MPA während 24 Stunden in einem Thermostaten bei einer Temperatur von 37 ± 1 °C, wonach man eine Suspension der Mikroorganismen bei einer Konzentration von 1,0 × 10³ herstellte: KOE/ml E. coli 7935: Kurze (Länge 1–3 µm, Breite 0,5–0,8 µm) polymorphe bewegliche und unbewegliche Gram-negative Stäbchen; St. aureus 209: Gram-positive kugelförmige Zellen mit einem Durchmesser von 0,5–1,5 µm; P. aeruginosa 27583: Gram-negative gerade Stäbchen mit einer Länge von 1–3 µm und einer Breite von 0,5–0,7 µm dar.
Die Messung der Sorptionswirksamkeit erfolgte an den Bakterien E. coli, St. aureus und P. aeruginosa entsprechend den Empfehlungen von Vorošilova A. A., Dianova E. D. Okisljajuščie neft´ bakterii pokazateli intensivnocti biologičeskogo okislenija nefti v prirodnych uslovijach // Mikrobiologija, 1952, Bd. 21, Heft 4, SS. 408–415. Zur Ermittlung der Sorptionseffektivität wurden Proben des im Autoklaven sterilisierten Produktes mit einer Masse von 100 mg in sterile Kolben gegeben, wonach man 30 ml Bakteriensuspension bei einer Konzentration von 1,0 × 10³ KOE/ml zusetzte. Die Adsorption der Mikroorganismen an den Proben erfolgte unter ständigem Rühren der Suspension während 30 Minuten mit Hilfe eines Magnetrührwerks bei einer Geschwindigkeit von 500 U/min. Die Proben wurden dann während 3 Minuten bei einer Drehgeschwindigkeit von 1300 U/min zentrifugiert, wonach man 1 ml des Überstandes auf FPA beimpfte. Die beimpften Proben wurden dann in einem Thermostaten bei einer Temperatur von 37 ± 1 °C während 24 Stunden inkubiert. Einen Tag nach der Inkubation wurden die Kolonien gezählt.

Die Werte für die Effektivität der Sorptionskapazität sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1: Wirksamkeit der Sorption von Mikroorganismen

Produkt	Sorptionswirksamkeit
Produkt	E. coli	St. aureus	P. aeruginosa
AlO(OH)	99,8 ± 0,24 (n = 11)	93,7 ± 0,22 (n = 6)	96,5 ± 0,39 (n = 14)
FeO(OH)	92,1 ± 0,20 (n = 10)	95,5 ± 0,25 (n = 10)	87,3 ± 0,40 (n = 10)
TiO₂	89,0 ± 0,25 (n = 11)	96,3 ± 0,20 (n = 8)	87,3 ± 0,30 (n = 10)

Analog dazu wurden Versuche zur Sorption von Mikroorganismen in Abhängigkeit vom pH-Wert durchgeführt (s. Tabelle 2). Tabelle 2: Wirksamkeit der Sorption von Mikroorganismen mit AlO(OH) in Abhängigkeit vom pH-Wert

Ausgangskonzentration des E. coli-Stammes, KOE/ml	pH-Wert der Suspension vor der Filtration	Konzentration des E. coli-Stammes im Überstand, KOE/ml	Adsorbierte Zellen, %
3,00·10³	5,0	< 1·102	> 99,99
2,80·10³	7,0	1,6·103	> 99,94
2,50·10³	9,0	< 1·102	> 99,99

Beispiel 6. Die Sorption anorganischer Ionen durch FeO(OH) mit der beanspruchten Form und den entsprechenden Kenndaten

Es wurde eine Modelllösung von Metallionen bereitet, enthaltend 0,25 mg/l Arsen in Form von Arsenationen, 0,4 mg/l Mangan, 0,5 mg/l Blei und 3 mg/l Kupfer. 100 ml der Modelllösung wurde 1 g Agglomerate der Faltstrukturen von FeO(OH) zugesetzt. Das erhaltene Gemisch wurde dann während 1 Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Man ermittelte schließlich nach der Adsorption den Gehalt an Metallionen. Die Resultate sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Tabelle 3: Restgehalt an anorganischen Verunreinigungen im Wasser

Parameter	Gehalt der Komponente, mg/l		MPC für Trinkwasser, mg/l
Parameter	Vor der Reinigung	Nach der Reinigung	MPC für Trinkwasser, mg/l
As	0,25 ± 0,02	0,037 ± 0,004	0,05
Mn	0,40 ± 0,05	0,06 ± 0,01	0,1
Pb	0,50 ± 0,03	0,18 ± 0,03	0,3
Cu	3,0 ± 0,2	0,55 ± 0,04	1,0

Bei der Adsorption anorganischer Ionen aus dem Wasser mit Hilfe niederdimensionaler Strukturen aus FeO(OH) unter konstanten Bedingungen lag die Restkonzentration an anorganischen Verunreinigungen unter der MPC für Trinkwasser [SanPiN 2.1.4.1074-01 Pit´evaja Voda. Gigieničeskie trebovanija k kačestvu vody centralizovannych sistem pit´evogo vodosnabženija. Kontrol´ kačestva].
Beispiel 7. Verwendung von Metalloxiden/-oxyhydroxiden mit der beanspruchten Form und den entsprechenden Kenndaten zur Wundheilung
Zur Durchführung der Untersuchung wurden weiße rasselose männliche Ratten bei einem Gewicht von 140–210 g (insgesamt 100 Tiere) verwendet, wobei für jeden Test 20 Tiere (4 Arten von Hydroxiden) und 20 Tiere als Kontrollgruppe verwendet wurden. Die Tiere wurden im Bereich der rechten Pfote geschoren, wonach man durch eine Schablone eine Fläche von 2 cm² festlegte. In diesem Bereich wurde ein Hautlappen und ein Stück Unterhaut bis zur entsprechenden Faszie herausgeschnitten. Die Ränder und der Boden der Wunde wurden mit Hilfe einer Kocher-Klemme gequetscht.
Die Wunde wurde mit einer Suspension aus Mikroorganismen der Art St. aureus in einer Konzentration von 5·10⁵ KOE/ml benetzt (Sposob modelirovanija infekcionnoj rany mjagkich tkanej / Suchovej JU. G., Cirjat´eva S. B., Minin A. S., Samusev R. S., Syč A. S., Kostolomova E. G. // RU 2321898, 10.04.2008, veröffentlicht im Bull. Nr. 1). Die infizierende Dosis betrug 2 ml/200 g Körpermasse der Ratte. Die infizierte Wunde wurde mit nichttraumatischen Teflonringen mit Deckeln verschlossen, wobei letztere eine mechanische Reizung der Wunde beim Grooming verhinderten. Die Operation erfolgte unter Äthermaskennarkose unter nichtsterilen Bedingungen. Mit der Wundbehandlung begann man nach 48 Stunden, als die Wunde Anzeichen einer akuten eitrigen Entzündung zeigte. Die entsprechend den Beispielen 1 bis 3 erhaltenen Metalloxyhydroxide wurden in Form eines trockenen Pulvers mit einer Masse von 2 g auf die Wunde einmal in 24 Stunden aufgebracht. Die Behandlungsdauer richtete sich nach der Geschwindigkeit der Reinigung der Wunde.
Die Bewertung der Dynamik des eitrigen Wundprozesses erfolgte durch tägliche Überwachung der Tiere während 25 Tagen.
Beurteilt wurden folgende Parameter:

– Vorliegen eines von der Wunde abgesonderten eitrigen Sekrets bzw. Wundsekrets;
– Lokale entzündliche Reaktion (Hyperämie und Ödem im Wundbereich);
– Geschwindigkeit der Wundsanierung (Reinigung von nekrotischen Massen und Ende der Wundsezernierung);
– Geschwindigkeit der Bildung einer Sekundärnarbe.

Die Verheilungskriterien waren die Dauer für die Wundreinigung von eitrig-nekrotischen Geweben, die Zeitpunkte für das Auftreten von Granulationen und der Zeitpunkt des Beginns und der vollständigen Epitelisierung der Wunde. Bewertet wurden auch die Endstufen der Wundheilung. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammengefasst. Tabelle 4. Ergebnisse der Sanierung und Verheilung der Hautwunde in den einzelnen Tiergruppen*

Nr. der Gruppe	Sichtbare Wundreinigung, Tage	Auftreten sichtbarer Granulationen, Tage	Beginn einer sichtbaren Epitelisierung (Randepitelisation), Tage	Sichtbare 50 %-ige Wundepitelisierung, Tage	Vollständige Epitelisierung, Tage
Kontrolle	14,5 ± 1,7	12,5 ± 1,3	11,5 ± 1,0	18,0 ± 2,5	21,0 ± 2,6
AlO(OH)	3,0 ± 0,3	2,5 ± 0,3	2,0 ± 0,2	4,4 ± 0,4	8,5 ± 0,9
FeO(OH)	35 ± 0,3	2,0 ± 0,2	2,0 ± 0,2	5,0 ± 0,5	8,0 ± 0,5
TiO₂	4,5 ± 0,4	5,5 ± 0,5	3,5 ± 0,5	4,0 ± 0,4	9,5 ± 1,0

* p < 0,05

Aus den oben angeführten Ergebnissen geht hervor, dass sich bei Verwendung von Metalloxyhydroxiden der Prozess der Wundheilung im Vergleich zur Kontrollgruppe von Tieren stark beschleunigt hat. Die Dauer für die vollständige Epihtelisierung ließ sich im Vergleich zur Kontrollgruppe um 40 bis 62 % verringern. Offensichtlich hängt diese Wirkung sowohl mit der Wundreinigung im Hinblick auf die Mikroorganismen, als auch im Hinblick auf die Proliferation der Zellen der Gewebe (Epithelisation) zusammen. Kennzeichnend ist, dass die Wundheilung ohne Bildung großer Narben vonstatten ging.
Die Haltung der Tiere erfolgte gemäß Erlass Nr. 267 vom 19.06.2006. „Regeln der Labortechnik“ und „Regeln, verabschiedet von der Europäischen Konvention zum Schutz von Wirbeltieren, die zu Versuchszwecken und andere wissenschaftliche Zwecke verwendet werden“ (Straßburg, 1986). Die Versuchstiere wurden unter Standardbedingungen, wie sie üblicherweise für Vivarien gelten, in Kunststoffkäfigen (jeweils 1 Individuum pro Käfig) auf Streu aus Sägespänen bei freiem Zugang zu Wasser und Futter (Standardfutter) bei natürlichen Lichtverhältnissen gehalten.
Beispiel 8. Verwendung von AlO(OH) bei der beanspruchten Form und bei den entsprechenden Kenndaten zur Unterdrückung des Wachstums von Krebszellen
Zur Durchführung des Experiments wurden 50 ml-Kulturgefäße (Flachglasflaschen) mit einer Hos-Kultur (TE85, Clon F5), konstante Linie, aus dem Gewebe eines menschlichen Osteosarkoms beeimpft (jeweils 1,1 Mio./Flachglasflasche). Am zweiten bis dritten Tag bildete sich eine Monoschicht. Diese wurde mit einem Wachstumsmedium ohne Zufuhr von Serum gewaschen. Dann wurde das AlO(OH)-Pulver in einer Menge von 0,005, 0,01 und 0,03 g in 2 ml Wachstumsmedium suspendiert und auf die Zellmonoschicht aufgebracht. Anschließend wurden jeweils 5 ml Wachstumsmedium mit 2 % Embryonalserum zugesetzt. Die Zellen wurden in einem Thermostaten bei 37 ± 1 °C inkubiert. Die Züchtung der Zellen im Versuch erfolgte entsprechend den Empfehlungen des Passes für die verwendete Zelllinie. Für die Ermittlung des Proliferationsindexes (PI) (Verhältnis der Zahl der gewachsenen Zellen zur Zahl der geimpften) wurde die Monoschicht mit einem Gemisch aus Trypsin mit Versen 24, 48 und 72 Stunden nach Beginn des Kontakts mit dem AlO(OH)-Pulver aufgenommen. Anschließend wurden die Zellen in einem Hämozytometer (Gorjaev-Kammer) gezählt, wobei man sich einer Vitalfärbung mit Trypanblau bediente, um parallel die Zahl lebender und abgestorbener zu ermitteln. Bei der Färbung mit Trypanblau bleiben die lebenden Zellen farblos, während die geschädigten Zellen sich hell- bis dunkelblau anfärben. Alle Versuche erfolgten bei gleichzeitiger Kontrolle und zweifacher Wiederholung, wobei die Zählung der Zellen dreimal wiederholt wurde.
Bei der Ermittlung des PI betrug die Beeimpfdosis pro Kulturgefäß immer 1,1 Mio. und das Mediumvolumen zur Aufnahme und Resuspendierung der Zellen 3,0 ml.
Die Zellen der Hos-Linie wurden entsprechend dem Versuchsplan in Form einer Monoschicht gezüchtet, auf die in steigenden Mengen 0,005; 0,01 und 0,03 g AlO(OH) einwirkte.
Zur Messung der Proliferation wurden Kulturen von HELA-Zellen (menschlicher Gebärmutterhalskrebs), MCF-7-Zellen (menschliches Mamakarzinom) und UM-SCC-14C-Zellen (Plattenepitelkarzinom der Haut) in einer Menge von 1 × 10⁵ Zellen/Vertiefung in eine 96-Loch-Platte (Saphire) in einem Wachstumsmedium vom Typ DMEM oder MEM, enthaltend 2 mm L-Glutamin, 100 E Penicillin, 100 mg/ml Streptomycin und 10 % fetales Rinderserum gegeben. Das AlO(OH)-Pulver suspendierte man in einer Konzentration von 0,005 g/ml in Phosphatpuffer (pH 7,4) und gab es auf die Zellmonoschicht. In der Kontrollgruppe fehlte das AlO(OH). Die Zellen inkubierte man 24 bzw. 48 Stunden lang in einem Thermostaten bei 37 ± 1 °C in feuchter Atmosphäre bei einem CO₂-Gehalt von 5 %. Die Proliferation der Zellen wurde nachgewiesen durch Einbau von 5-Brom-2´-dioxiuridin (BrdU) in frisch synthetisierte DNA replizierender Zellen (Synthesephase des Zellzyklus) unter Ersatz des Thymidins während der Replikation der DNA. Der Fluoreszenznachweis mit BrdU wurde mit Hilfe des Mikroplatten-Photometers der Firma Tecan (Österreich) bei einer Erregungswellenlänge von 370 nm und einer Emissionswellenlänge von 470 nm durchgeführt.
Für die Untersuchung des Einflusses von AlO(OH) auf die Lebensfähigkeit von Krebszellen wurden 15 cm-Petrischalen mit Kulturen von HELA-Zellen (menschlicher Gebärmutterhalskrebs), MCF-7-Zellen (menschliches Mammakarzinom) und UM-SCC-14C-Zellen (Plattenepitelkarzinom der Haut) beeimpft, wonach in einem Wachstumsmedium vom Typ DMEM oder MEM mit 2 mm L-Glutamin, 100 E Penicillin, 100 mkg/ml Streptomycin und 10 % fetales Rinderserum bis zur Bildung einer konfluenten Monoschicht gezüchtet wurde. Das AlO(OH)-Pulver suspendierte man in einer Konzentration von 0,005 g/ml in Phosphatpuffer (pH 7,4) und gab es auf die Zellmonoschicht. Die Zellen inkubierte man 24 bzw. 48 Stunden lang in einem Thermostaten bei 37 ± 1 °C in feuchter Atmosphäre bei einem CO₂-Gehalt von 5 %. Zur Ermittlung der Zahl der lebenden Zellen wurde die Monoschicht mit einer Lösung vom Typ TrypLE Select (Gibco) aufgenommen, wonach die Zählung der Zellen in der erhaltenen Suspension mit Hilfe eines Hämozytometers (Horjaeva-Kammer) durchgeführt wurde. Für die parallele Ermittlung der Zahl der lebenden Zellen einerseits und der abgestorbenen Zellen andererseits bediente man sich einer Vitalfärbung mit 0,1 %-igem Trypanblau.
Vor der Durchführung der Experimente wurden die Einwaagen an AlO(OH)-Pulver mit Dampf dreifach in einem Abstand von 24 Stunden bei 121 °C im Verlaufe von 20 min. sterilisiert.
Die Ergebnisse der Versuche an Zellen der Hos-Linie sind in 7 dargestellt: Die Zahl der lebenden Hos-Zellen in % in Abhängigkeit vom AlO(OH)-Gehalt in 2 ml Wachstumsmedium: 1–0,005 g, 2–0,01 g, 3–0,03 g. Die Ergebnisse sind auch in Tab. 5 dargestellt (W bedeutet den %-Gehalt an Zellen). Die Ergebnisse der Versuche an den Zellen der Linien HELA, MCF-7 und UM-SCC-14C sind in 8 und 9 dargestellt. 8 zeigt die Zahl der lebenden Krebszellen (%) nach 24 Stunden (a) und nach 48 Stunden (b). 9 zeigt die Ergebnisse der Proliferation von Krebszellen (%) nach 24 Stunden (a) und nach 48 Stunden (b).
Wie aus den oben angeführten Ergebnissen hervorgeht, unterdrückt die Einwirkung von AlO(OH) auf die Kultur merklich die Lebensfähigkeit der Krebszellen. AlO(OH) kann man sowohl in Pulverform als auch auf einen faserförmigen oder porösen Träger aufgebracht verwenden.
Beispiel 9. Sorption von Mikroorganismen mit niederdimensionalen Strukturen von Polyvinylchlorid
Kulturen der Mikroorganismen des Stammes E. coli 7935 züchtete man auf FPA während 24 Stunden in einem Thermostaten bei einer Temperatur von 37 ± 1 °C, wonach man eine Suspension der Mikroorganismen in einer Konzentration von 1,0 × 10³ KOE/ml bereitete.
Die Messung der Sorptionswirksamkeit erfolgte an den Bakterien E. coli entsprechend den Empfehlungen von Vorošilova A. A., Dianova E. D. Okisljajuščie neft´ bakterii pokazateli intensivnocti biologičeskogo okislenija nefti v prirodnych uslovijach // Mikrobiologija, 1952, Bd. 21, Heft 4, SS. 408–415. Zur Ermittlung der Sorptionseffektivität wurden Proben des im Autoklaven sterilisierten Produktes mit einer Masse von 10 mg in sterile Kolben gegeben, wonach man 3 ml Bakteriensuspension bei einer Konzentration von 1,0 × 10³ KOE/ml zusetzte. Die Adsorption der Mikroorganismen an den Proben erfolgte unter ständigem Rühren der Suspension während 30 Minuten mit Hilfe eines Magnetrührwerks bei einer Geschwindigkeit von 500 U/min. Die Proben wurden dann während 3 Minuten bei einer Drehgeschwindigkeit von 1300 U/min zentrifugiert, wonach man 1 ml des Überstandes auf FPA beimpfte. Die beimpften Proben wurden dann in einem Thermostaten bei einer Temperatur von 37 ± 1 °C während 24 Stunden inkubiert. Einen Tag nach der Inkubation wurden die Kolonien gezählt.
Die Werte für die Effektivität der Sorptionskapazität sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Tabelle 5: Wirksamkeit der Sorption von Mikroorganismen mit niederdimensionalen Strukturen von Polyvinylchlorid

Produkt Sorptionswirksamkeit

E. coli

Polyvinylchlorid 94,0 ± 0,35 (n = 14)

Claims

Niederdimensionale, vorwiegend zweidimensionale (2D) Faltstrukturen organischer und/oder anorganischer Stoffe und/oder ihre Agglomerate mit Falten und Flächen unregelmäßiger Form, die lokal eine hohe elektrische Feldstärke aufweisen, die durch Oberflächenladungen auf den erwähnten Falten, Flächen und Flächenkanten gebildet wird.
Niederdimensionale Strukturen und/oder ihre Agglomerate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Metalloxyhydroxiden oder deren Verbundstoffen gebildet sind, bestehend aus zumindest zwei Metalloxyhydroxiden, ausgewählt aus der Metallgruppe, bestehend aus Al, Fe, Mg und Ti.
Niederdimensionale Strukturen und/oder ihre Agglomerate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus natürlichen oder künstlichen Polymeren, vorzugsweise wasserunlöslichen Polysacchariden, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Chitin, Chitosan und Zellulose, gebildet sind.
Niederdimensionale Strukturen und/oder ihre Agglomerate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus synthetischen Polymermaterialien, vorzugsweise apolaren Polymeren mit einer Leitfähigkeit von höchstens 10^–10 Ohm^–1 cm^–1, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Vinylidenfluoriden, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (P(TFE-GFP)), Polypropylen, Polyethylen und polaren Polymeren, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid, gebildet sind.
Niederdimensionale Strukturen und/oder ihre Agglomerate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Verbundstoff, bestehend zumindest aus einem Metalloxyhydroxid, ausgewählt aus der Metallgruppe Al, Fe, Mg, Ti, und wenigstens einem künstlichen Polymermaterial, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Chitin, Chitosan und Cellulose darstellen.
Niederdimensionale Strukturen und/oder ihre Agglomerate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Verbundstoff, bestehend zumindest aus einem Metalloxyhydroxid, ausgewählt aus der Metallgruppe Al, Fe, Mg, Ti, und wenigstens einem synthetischen Polymermaterial, vorzugsweise einem apolaren Polymeren (Monoelektret) mit einer Leitfähigkeit von höchstens 10^–10 Ohm^–1 cm^–1, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einem Polymer auf der Basis von Vinylidenfluoriden, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (P(TFE-GFP)), Polypropylen, Polyethylen und polaren Polymeren, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid, gebildet sind.
Niederdimensionale Strukturen und/oder ihre Agglomerate nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie Falten und Flächen unregelmäßiger Form aufweisen, wobei eine Abmessung 200–500 nm beträgt und wenigstens eine weitere, vorzugsweise eine Querabmessung (Dicke) der Fläche höchstens 10 nm, vorzugsweise 5–8 nm und insbesondere höchstens 2 nm beträgt, wobei die Agglomerate aus sich abwechselnden, sich überschneidenden oder gekoppelten, homogen oder heterogen gemischten Fragmenten zweidimensionaler (2D) Strukturen bestehen.
Niederdimensionale Strukturen und/oder ihre Agglomerate nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, das die lokale elektrische Feldstärke, und zwar an den Falten und Flächen von unregelmäßiger Form mindestens 10⁶ V/m beträgt.
Verwendung niederdimensionaler Strukturen und/oder ihrer Agglomerate nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Sorbenzien für organische Teilchen (Moleküle, Bakterien, Viren, Proteine, Antigene und Endotoxine) und anorganische Teilchen (Metallionen und Kolloide).
Verwendung niederdimensionaler Strukturen und/oder ihrer Agglomerate nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man sie für die oben erwähnte Sorption in wässrigem Medium bei einem pH-Bereich des erwähnten Mediums von 5,0 bis 9,5 und bevorzugt in einem pH-Bereich des wässrigen Mediums von 6 bis 8 verwendet.
Verwendung niederdimensionaler Strukturen und/oder ihrer Agglomerate nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Mittel mit wundheilender und antibakterieller Aktivität.
Verwendung niederdimensionaler Strukturen und/oder ihrer Agglomerate nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Mittel zur Unterdrückung der proliferativen Aktivität von Tumorzellen.
Verwendung niederdimensionaler Strukturen und/oder ihrer Agglomerate nach einem der Ansprüche 1 bis 8 entweder als solche oder aufgebracht auf ein Trägermaterial, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Vliesmaterialien, Fasern, Granulat, Schwämmen und anderen porösen Materialien und Medien, oder in einer Zusammensetzung, bestehend aus den erwähnten niederdimensionalen Strukturen und/oder ihren Agglomeraten und Stoffen mit pharmakologischer und/oder absorbierender Wirkung.