Grundlagen zur Entwicklung einer personenbezogenen Risikoabschaetzung durch UV-B-Strahlung. T. A: Exogene Biomarker zur UV-Personendosimetrie. T. B: Mechanismen der UV-Suszeptibilitaet Schlussbericht

In this cooperative effort of the DLR and the University Hospital of Cologne fundamental molecular mechanisms of the individual susceptibility against UV-induced damage to nucleic acids and signal transduction pathways of key genes involved in tumorigenesis and metastasis are addressed. New prototypes of individual integrated optoelectronic-biological dosimeters were developed and the responses were compared to the clinical and molecular responses of human skin. UV dosimetry with UV-sensitive spores of Bacilus subtilis proved to be especially qualified for the documentation of the individual UV load of UV-susceptible persons. The DLR-biofilm for measuring DNA damage following UVA or UVB exposure in a biologically weighted manner was further improved, as well as the electronical UV broadband meter X2000. A continuous instead of a stepwise color change of the skin was observed. Personal dosimetry resulted in the identification and correlation of biologically weighted effective dose ranges with the clinical parameters MED, IPD, and PPD. The conclusion is: it will be possible to measure individual UV exposure of unknown amounts directly with the DLR-biofilm, and to translate these biological measurements into relative units of an UV-dependent cellular damage in vivo, for documentation in some cases of the individual UV load in vivo and correlation to UV-dependent effects involved in the pathogenesis of skin tumor and metastasis. (orig.)In einem Gemeinschaftsprojekt zwischen dem DLR und dem Universitaetsklinikum Koeln wurden molekulare Grundlagen einer individuellen Empfindlichkeit fuer UV-induzierte Schaeden an Nukleinsaeuren und Signalwegen wesentlicher, die Hauttumorentstehung und -asubreitung foerdernder Schluesselgene untersucht. Neue Prototypen integrierter optoelektronisch-biologischer UV-Personendosimeter wurden entwickelt und mit der klinischen und molekularen Antwort der Haut abgeglichen. Die biologische UV-Personendosimetrie mit UV-sensitiven Bacillus subtilis-Sporen erwies sich als besonders geeignet, die UV-Belastung einzelner Individuen zu dokumentieren. Der DLR-Biofilm, der die Schaedigung der DNA nach UVA und UVB-Exposition biologisch wichtend erfasst, wurde parallel mit dem elektronischen UV-Breitbandmessgeraet X2000 weiterentwickelt. Es zeigte sich, dass die Farbaenderungen in der Haut sich nicht stufenfoermig, sondern trotz einer Dosisabhaengigkeit kontinuierlich ausbilden. Die Personendosimetrie fuehrte zur Bestimmung und Korrelation biologisch gewichteter effektiver Dosisbereiche der klinischen Parameter MED, IPD und PPD. Die Identifizierung einer in vitro fuer diverse Biomarker dosisabhaengig ablaufenden Zellantwort liess sich nicht generell in das komplexe in vivo System der Haut uebertragen. Es konnte herausgearbeitet werden, dass es moeglich ist, in der Praxis UV-Expositionsdosen unbekannter Groesse ueber den DLR-Biofilm direkt und unmittelbar in relative Einheiten eines biologisch erzeugten Schadens in vivo zu uebersetzen. Mit diesen Arbeiten ist eine personenbezogene in vivo Dosiserfassung und Korrelation der UV-Effekte in der Pathogenese von Hauttumorentstehung und -ausbreitung durch UV-Strahlung zumindest partiell moeglich geworden. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F04B1387+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Bildung und Forschung (BMBF), Bonn (Germany)DEGerman

Synthesis of mono-dispersed spherical silica particles containing covalently bonded chromophores

Organic–inorganic ultraviolet (UV) active hybrid materials have been prepared by a sol-gel process from benzophenone derivatives and tetraethylorthosilicate. The silica particles are spherical in shape and have a narrow size distribution which remains unchanged up to organic chromophore concentrations of 0.2 mmol g)1. At higher concentrations the spheres become less regular and fuse. A dependence of the material absorption properties on the particle size (at the same organic chromophore concentration) and on the concentration of surface grafted chromophores was noted. The most effective UV filter materials were found in a combination of silica incorporated chromophores and surface grafted chromophores at an overall low chromophore concentration. A comparison of the photostability of chromophores at standardized UV irradiation revealed an increase in stability for silica incorporated and surface immobilized benzophenone compared to benzophenone in a homogeneous solution