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Silicium im Gesundheitswesen

Leigh Canham

Leigh Canhams Entdeckung der Lumineszenz und der biologischen Abbaubarkeit von nanostrukturiertem Silicium - Lichtaussendung und Bioverträglichkeit haben diesem vielseitigen Material ganz neue Einsatzmöglichkeiten erschlossen, die von kontrollierter Arzneimittelverabreichung und gezielter Krebstherapie über medizinische Bildgebung und Gewebe-Engineering bis hin zu verbesserten Gesundheits- und Schönheitsprodukten reichen.

Erfinder: Leigh Canham, Vereinigtes Königreich

Erfindung: Verwendung von porösem, biologisch abbaubarem Silicium in der Biomedizin

Sektor: Gesundheitswesen

Unternehmen: pSiMedica, QinetiQ

Hintergrundinformation


Video Porträt


1989 stieß Leigh Canham bei seiner Tätigkeit in der Forschungsabteilung des Verteidigungs­ministeriums (heute: QinetiQ) in Malvern im Vereinigten Königreich auf das faszinierende, noch unerschlossene Potenzial von nanostrukturiertem Silicium als Halbleiter. 

Canham untersuchte, wie sich die lumineszierenden Eigenschaften dieses vielseitigen Mate­rials in der Praxis anwenden ließen. Entscheidend für die bahnbrechenden Errungenschaften auf dem Gebiet der Biomedizin aber war schließlich seine Überlegung, dass die poröse Substanz im menschlichen Körper abbaubar sein könnte.   

1995 gelang dem britischen Wissenschaftler ein Durchbruch, als er entdeckte, dass poröses elementares Silicium nicht nur biologisch abbaubar, sondern auch bioverträglich (ungiftig) ist. Anders ausgedrückt: der Körper kann Silicium gefahrlos absorbieren, wenn es nanostruktu­riert wurde.

Canhams neue Form von porösem Silicium, das sogenannte BioSilicon, weist eine Waben­struktur mit Hohlräumen in Nanogröße auf. Diese Hohlräume lassen sich mit Arzneimitteln, Peptiden, Genen, Proteinen, Radionukliden und anderen Therapeutika oder Impfstoffen füllen.

BioSilicon kann sich dank seiner Halbleitereigenschaften im Körper mit kontrollierter Geschwin­digkeit auflösen und dabei über Stunden, Tage, Monate oder sogar Jahre hinweg langsam Medikamente freisetzen.

Nach der Freisetzung des Medikaments bleibt im Körper nur reines Silicium zurück, das sich in ungiftige Kieselsäure auflöst und vollkommen sicher über die Nieren ausgeschieden wird. Ärzte haben verschiedene Möglichkeiten, um arzneimittelbeladenes BioSilicon in den Körper einzubringen: oral, per Injektion, transdermal sowie über Pflaster, Implantate oder Überzüge.

Canhams Forschungstätigkeit hat auch zur Entwicklung biologisch abbaubarer Mikro­stacheln, Mikronadeln und biolistischer Kugeln geführt, die Arzneimittel direkt in ein ausge­wähltes Organ oder sogar eine bestimmte Zelle transportieren können. Dies ist von großer Tragweite für viele Bereiche der Medizin und eröffnet ganz neue Behandlungsmöglichkeiten bei Krebs und Krankheiten, die zur Erblindung führen.

Die in den USA ansässige Firma pSivida Corp. entwickelt medizinische BioSilicon-Anwen­dungen und nimmt laut Deloitte in der Rangliste der am schnellsten wachsenden Technolo­gie­unternehmen in Nordamerika derzeit Platz 15 ein. Zu den Produkten des Unternehmens zählen u. a. Retisert, ein reiskorngroßes Augenimplantat zur Behandlung von Uveitis posterior, und Vitrasert, ein Augenimplantat zur Behandlung AIDS-bedingter Cytomegalo­virus-Retinitis; Iluvien, ein injizierbares Miniatursystem, das gegenwärtig von der amerika­nischen Arzneimittelzulassungsbehörde FDA geprüft wird, wäre die erste genehmigte Pharma­kotherapie zur Behandlung des diabetischen Makulaödems. 

pSivida führt seine Geschäfte von Boston (USA) und Malvern (Vereinigtes Königreich) aus. Canham ist derzeit Leitender wissenschaftlicher Berater bei pSivida und wissenschaftlicher Leiter bei Intrinsiq Materials Ltd., einer weiteren Firma in Malvern, deren Schwerpunkt auf dem Bereich der Ernährungstherapie und der rezeptfreien Arzneimittel liegt.

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