Smartes Hydrogel-Pflaster aus dem 3D-Drucker heilt chronische Wunden

Wunden, die bei Durchblutungsstörungen und Diabeteserkrankungen auftreten und nie oder erst nach Wochenverheilen, lassen sich bisher kaum behandeln. Das ändert sich jetzt. Forscher an der Christian-Albrechts-Universität (CAU) in Kiel haben gemeinsam mit Kollegen des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein (UKSH), der Harvard Medical School, in den USA und der Dankook University in Südkorea, ein Pflaster entwickelt, das die Wunden optimal mit Sauerstoff und Feuchtigkeit versorgt und die Bildung von neuem Gewebe anregt, sodass sich die Wunde schließen kann.

Das Pflaster wird im 3D-Drucker passgenau hergestellt und durch grünes Licht aktiviert. Bildquelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) ©Leonard Siebert

Zinkoxid-Partikel töten Bakterien

Basis des neu entwickelten Pflasters ist ein medizinisches Hydrogel. Durch seinen hohen Wassergehalt von 90 Prozent und vergleichsweise großen Zwischenräumen auf der Mikroskala dieser poröse Kunststoff chronische trockene Wunden optimal versorgen. Wichtigster Bestandteil sind antibakteriell wirkende Zinkoxid-Mikropartikel, die auf Licht reagieren und von den Kieler Materialforschenden entwickelt wurden. Gemeinsam mit einem Team des Brigham and Women’s Hospitals der Harvard Medical School fanden sie einen Weg, um auf den Mikropartikeln spezielle Proteine aufzubringen. Mit zellschonendem grünem Licht werden die Proteine aktiviert und regen so die Bildung neuer Blutgefäße an. Durch die verbesserte Durchblutung entsteht neues Gewebe und die Wunde kann sich schließen.

Bisher war Aktivierungswärme ein Problem

„Indem wir die Wirkung des Pflasters mit Licht steuern, können wir den Verlauf und die Dosierung der Therapie an die individuellen Bedürfnisse von Patientinnen und Patienten anpassen“, sagt Rainer Adelung, Professor für Funktionale Nanomaterialien am Institut für Materialwissenschaft der CAU. Ähnliche Hydrogelpflaster, die ebenfalls gezielt aktiviert werden können, existieren bereits – sie entfalten ihre therapeutische Wirkung allerdings durch Wärme oder elektrische Signale. „Diese Konzepte haben den Nachteil, dass sich dabei auch die Wunde erwärmt und Hydrogele sich zu zersetzen beginnen“, erklärt Adelung. Das neue Pflaster soll per 3D-Druck hergestellt werden.

Positiver Test im Labor

Professor Helmut Fickenscher, Infektionsmediziner an der CAU und am Universitätsklinikum Schleswig-Holstein (UKSH), und sein Team testeten die antibakterielle Wirkung des Pflasters. Für 72 Stunden legten sie es auf einen Bakterienteppich und stellten fest, dass sich die Bakterien in einem Umkreis von mehreren Millimetern um das Pflaster nicht weiter ausbreiten. Das bedeutet, dass sie auf Wunden Keime verhindern, wie wiederum den Heilprozess stoppen.

Quelle: Uni Kiel

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