Zeitschrift für biomolekulare Forschung und Therapeutik

Abstrakt

Verbesserung des pflanzlichen Mückenschutz-Nanopflasters

PD Juyal

Mücken gehören zu den lästigsten blutsaugenden Insekten, die den Menschen plagen. Mehrere Mückenarten der Gattungen Anopheles, Culex und Aedes sind Überträger der Erreger verschiedener Krankheiten wie Denguefieber, Malaria, Gelbfieber, Japanische Enzephalitis und mehrerer anderer Infektionen. Allein Mücken übertragen Krankheiten auf über 700 Millionen Menschen, und weltweit werden jährlich über eine Million Todesfälle gemeldet. Daher ist die Bekämpfung von Mücken ein wichtiges Anliegen der öffentlichen Gesundheit auf der ganzen Welt. Da die meisten auf dem Markt erhältlichen Mückenabwehrprodukte und -geräte schädliche Auswirkungen auf den Menschen haben sollen, besteht das Ziel der vorliegenden Studie darin, wirksame pflanzliche Mückenabwehrprodukte zu entwickeln.

 

Stechmücken wie Aedes, Anopheles und Culex sind eine ernste Gefahr für die öffentliche Gesundheit, da sie als Überträger verschiedener Protozoen, Viren und Bakterien gelten, die wiederum viele lebensbedrohliche Krankheiten wie Malaria, Filariose, Gelbfieber, Japanische Enzephalitis, Chikungunya und Dengue-Fieber verursachen. Diese Überträger gelten als großes Hindernis für die sozioökonomische Entwicklung der Entwicklungsländer, insbesondere der Tropen. Trotz erheblicher Anstrengungen in den letzten Jahren zur Eindämmung von durch Vektoren übertragenen Krankheiten fordert allein Malaria jährlich 250 Millionen Neuerkrankungen und 800.000 Todesfälle, darunter 85 % Kinder unter fünf Jahren (WHO, 2010). Daher ist die Vorbeugung gegen Stechmücken möglicherweise besser als die Heilung von durch Vektoren übertragenen Krankheiten. Deshalb wird die Anwendung von Mückenschutzmitteln auf freiliegenden Hautstellen dringend empfohlen. Insektenschutzmittel wirken in der Regel, indem sie eine Dampfbarriere bilden, die die Arthropoden davon abhält, mit der Hautoberfläche in Kontakt zu kommen. Die meisten kommerziellen Mückenschutzmittel werden unter Verwendung nicht biologisch abbaubarer, synthetischer Chemikalien wie N, N-Diethyl-3-methylbenzmid (DEET), Dimethylphthalat (DMP) und Allethrin hergestellt, was zu einer höheren Umweltbelastung und damit zu inakzeptablen Gesundheitsrisiken führen kann. Angesichts der zunehmenden Sorge um die öffentliche Sicherheit ist ein erneutes Interesse an der Verwendung natürlicher Produkte pflanzlichen Ursprungs wünschenswert, da natürliche Produkte wirksam, umweltfreundlich, biologisch abbaubar, kostengünstig und leicht verfügbar sind.

Currently, the US Environmental Protection Agency (US-EPA) has registered citronella, lemon, and eucalyptus oil as insect repellents due to their relatively low toxicity, high efficacy, and customer satisfaction. These are effective in the concentration range of 0.05% to 15% (w/v) alone or in combination with other natural or commercial insect repellents. Citronella oil does repel mosquitoes and is required in its large amount to be effective due to the rapid volatility (evaporates too quickly from surfaces to which it is applied) and, hence, it would be unsafe for topical application because of its irritant nature (in the said concentration range). Formulating cream may ensure the avoidance of direct contact of the oil to skin and diminish the volatility, which would lead to the effective and safe (nonirritant) delivery of the oil for longer duration.

In-process quality control (IPQC) is a crucial phase in the manufacture of mosquito repellents. Some specific tests are performed at various time points in the manufacturing process to ensure that the finished products are consistent from run to run, remain effective over a long period, and are safe to use. Initially, raw materials are checked to ensure whether they meet the previously set specifications or not. Consequently, formulation of interest is tested on the basis of pH, specific gravity, and moisture content . As far as development of cream (a semisolid formulation) is concerned, other unambiguous quality control parameter like texture profile need to be addressed appropriately in order to improve the stability, elegancy, and, hence user acceptance more deliberately.

 

Mechanism:

 

The Nanopatch is designed to deposit vaccine antigens just under the surface of the skin, amongst the dense populations of immune cells. This enables the antigens to be efficiently and effectively trafficked to lymph nodes for processing. In a wide range of animal models we’ve shown that as little as 1/10 – 1/100 of a dose of vaccine delivered this way can produce an immune response equivalent to a full dose by needle/syringe. We’re exploring this effect in humans in current clinical studies. In addition to this, vaccines coated onto the Nanopatch are in a dry format and can be engineered to be stable outside of cold-chain – a huge potential win for developing and emerging markets.

 

An insect repellent is a substance applied to skin, clothing, or other surfaces which discourages insects from landing or climbing on that surface. Insect repellents help prevent and control the outbreak of insect-borne diseases such as malaria, Lyme disease, dengue fever, bubonic plague, river blindness and West Nile fever. Pest animals commonly serving as vectors for disease include insects such as flea, fly, and mosquito; and the arachnid tick.

 

Einige Insektenabwehrmittel sind Insektizide, die meisten jedoch halten die Insekten lediglich fern und vertreiben sie, indem sie davonfliegen oder -kriechen. Fast alle Mittel können bei hoher Dosierung ohne Unterbrechung töten, aber die Einstufung als Insektizid bedeutet, dass selbst niedrigere Dosierungen tödlich sind.

 

Ergebnis:

 

Es wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Verwendung umweltfreundlicher und biologisch abbaubarer natürlicher Insektizide und Abwehrmittel, insbesondere aus pflanzlichen Quellen, zu fördern. Der größte Nachteil dieser Produkte ist jedoch ihre begrenzte Wirkungsdauer. In der Technik besteht ein Bedarf an einer sicheren, kostengünstigen und hocheffizienten Träger-/Absorptionszusammensetzung, die eine zeitlich kontrollierte Freisetzung einer aromatischen Substanz, wie beispielsweise eines ätherischen Öls oder einer Kombination ätherischer Öle, ermöglicht.

Die abstoßende Wirkung ist auf ein oder mehrere ätherische Öle zurückzuführen, darunter Eukalyptusöl, Citronellaöl, Geranienöl, Rosmarinöl, Zitronengrasöl und Neemöl. Die daraus resultierenden Nanopflaster weisen ein verbessertes Oberflächen-Volumen-Verhältnis, eine hohe Porosität, zahlreiche aktive Stellen und eine kontrollierte Freisetzung der eingekapselten Öle auf. Die entwickelten Nanopflaster dienen als Matrix für ätherische Öle, sind in einem perforierten Trägersubstrat eingeschlossen und verfügen zusätzlich über eine Trennfolie, um die flüchtigen Bestandteile vor der äußeren Umgebung zu schützen. Das daraus resultierende Pflaster bietet eine wirksame Möglichkeit zum persönlichen Schutz vor fliegenden Insekten und ist für die Anwendung bei Kindern unbedenklich.