Vergleich Nano-Transportsystem gegenüber Mikro-Transportsystem

- Bereich Kosmetik-Industrie - Wirtschaftliche Bedeutung der Nanotechnologien in der Schweiz Beispiele für Innovationspotenziale der Nanotechnologien - Bereich Kosmetik-Industrie - Nano-Transportsysteme für Wirkstoffe (Drug Delivery Systeme): Das Transportsystem umschliesst den Wirkstoff mit einer Hülle, welche die Wirksubstanz schützt, so dass sie gezielt zum bestimmten Anwendungsgebiet transportiert werden kann. © 2014 - Swiss Nano-Cube 2

Übersicht: Medizinische Nano-Applikationen In-vivo-Diagnostik 7% Wirkstoffe & Therapien 3% In-vitro-Diagnostik 17% Wirkstoff-transport 54% Implantate 19% Quelle: VDI Technologiezentrum GmbH © 2014 - Swiss Nano-Cube 3

Eindringtiefe in die Haut: Mikro- und Nanotransporter Nano-Transporter dringen sehr viel tiefer in die Haut ein als Mikro-Transportsysteme Mikro- Transporter Nano- Transporter Mikro- Transporter: - kleiner Hautbereich - geringe Eindringtiefe Nano- Transporter: - grosse Hautbereich - grosse Eindringtiefe menschliche Haut Quelle: Ciba Spezialitätenchemie AG © 2014 - Swiss Nano-Cube 4

Übersicht: Mikro- und Nanotransportsysteme Quelle: Ciba Spezialitätenchemie AG © 2014 - Swiss Nano-Cube

Produktionskessel / Mikro- u. Nano-Transportsysteme Herstellung von Mikro- und Nano-Transportsystemen Produktionskessel / Mikro- u. Nano-Transportsysteme Rührer Kessel © 2014 - Swiss Nano-Cube

Gruppenarbeit: Beantwortung von 3 Fragen Welche Vorteile / Nachteile haben Nano-Transporter resp. Mikro-Transportsysteme beim Einsatz in Hautpflegeprodukten bzgl. - Wirksamkeit - Einfluss auf die Umwelt? Frage 2: Wie unterscheiden sich die Herstellungsverfahren für Nano-Transportsysteme von denen für Mikro-Transportern bzgl. - Stoffeinsatz (Rohstoffe, Formulierungsstoffe etc.) - Energieeinsatz? Frage 3: Auf welche Kosten eines Hautpflegemittels wirkt sich die Produktumstellung von einem Mikro-Transportsystem auf ein Nano-Transportsystem aus. Orientieren Sie sich dabei an die in der nachfolgenden Abbildung dargestellten Herstellungs- und Logistikschritte, bis das Pflegemittel im Verkaufsregal des Detailhandels steht? Auf welchen Prozentsatz schätzen Sie den "Vorteil" (z.B. Kosten für Chemikalien, Energien, Verpackungsmaterialien sowie Auswirkungen auf die Umwelt, den ein Hautpflegeprodukt mit Nanotransportern gegenüber einem Produkt mit Mikro-Transportsystemen hat? © 2014 - Swiss Nano-Cube

Konfektionierung / Abpackung Produktionskette Drug Delivery Systeme Formulierungsstoffe Zusatz-stoff 1 Zusatz-stoff 2 Rohstoff 1 Konfektionierung / Abpackung Detail-handel Rohstoff 2 Produktion Standardisierung Transport Rohstoff 3 Energien Quelle: Eigene Darstellung © 2014 - Swiss Nano-Cube

Zusammenfassung Gruppenarbeit-Ergebnisse: Vorteile von Nano-Transportsystem gegenüber Mikro-Transportsystem Deutlich verbesserter Effekt von Wirkstoffen durch zielgenaue Anwendung Auf Grund der besseren Wirkstoffverfügbarkeit in der Haut kommt der Verbraucher mit deutlich geringeren Produktmengen aus Der geringere Bedarf an Produktmengen schlägt beim Vergleich der Öko-Bilanz gegenüber konventionellen Pflegeprodukte positiv zu Buche Geringere Umweltbelastung beim Abwaschen der Wirkstoffe von der Haut Geringerer Stoff- und Energieeinsatz bei der Produktion Effizienzsteigerung Nano-Transport-System gegenüber Mikro-Transport-Systen: + 34 Prozent (Analyse/Öko-Institut, Freiburg) Mit ihrem Einsatz liessen sich jährlich Tausende Tonnen Material (Rohstoffe, Verpackungen) einsparen Einsparung pro Jahr (Deutschland): > 10.000 t Fettsäuren > 9.000 t Verpackungsmaterial deutliche Einsparungen bei Formulierungsmittel © 2014 - Swiss Nano-Cube

Antwort auf Frage 1: Vergleich - Vorteile / Nachteile von Nano- und Mikro-Transportsystemen bei Anwendung in Körperpflegemittel Parameter Nano-Transportsystem Mikro-Transportsystem Wirksamkeit als Körperpflegemittel: - Besserer Wirkstoffeffekt auf Grund zielgenauer An-wendung - Wirkstoff gelangt in tiefere Hautschichten - Bessere Wirkstoffverfügbarkeit führt zu geringerem Produkt-verbrauch - Wirkstoff gelangt nur in obere Hautschichten - geringere Wirkstoff-mengen gelangen an den Zielort - höherer Produktver-brauch Einfluss auf die Umwelt: - Geringere Umweltbelastung beim Abwaschen der Wirk-stoffe von der Haut - Geringerer Stoff- und Energie-einsatz bei der Produktion - Kleinere Verpackungsein-heiten führen zu geringeren Abfallmengen - höhere Umweltbelastung (Abwasser, Energie, Verpackungs-materialien) Quelle: Eigene Darstellung © 2014 - Swiss Nano-Cube

Antworten auf Frage 2: Unterschiede in den Herstellungs-verfahren Parameter Nano-Transportsystem Mikro-Transportsystem Stoffeinsatz: Deutlich geringere Rohstoff-und Formulierungsmittel-mengen, da Wirksubstanzen konzentrierter eingesetzt werden können. Deutlich höherer Einsatz an Rohstoffen und Formulierungsmittel Energieeinsatz: Geringerer Energiebedarf, da kleinere Volumina transportiert u. gemischt werden müssen (pumpen, heizen, rühren) Grössere Volumina be-deuten höherer Energie-bedarf für Transport und Durchmischung der ver-schiedenen Materialien. Quelle: Eigene Darstellung © 2014 - Swiss Nano-Cube

Antwort auf Frage 3: Herstellungskosten für Hautpflegemittel unter Verwendung von Nano- resp. Mikro-Transportsystemen Parameter Nano-Transportsystem Mikro-Transportsystem Stoffeinsatz: (Rohstoffe, Formulierungs-mittel) Deutlich Kosteneinsparung bei Rohstoffen u. Formulierungs-mittel, da Wirksubstanzen konzentrierter eingesetzt werden können. Deutlich höhere Kosten für Rohstoffe und Formulierungsmittel Sonstige Kosten: (Strom, Wasser, Verpackung, Lagerung, Transport) Auf Grund der geringeren Materialvolumina bei der Her-stellung resultieren niedrigere Strom-, Wasser-, Lagerungs-, Ver-packungs- und Transportkosten. Auf Grund der grösseren Volumina bei der Her-stellung resultieren höhere Strom-, Wasser-, Lagerungs-, Verpackungs- und Transportkosten. "Vorteil" / Nano- gegenüber Mikro-Transportsystem in % (Schätzfrage): + 34 % gegenüber Mikro-Transportsystem - 34 % gegenüber Nano-Transportsystem Quelle: Eigene Darstellung © 2014 - Swiss Nano-Cube