Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Multifunktionelle, antiadhäsive Beschichtung von textilen Wundverbänden zur Behandlung chronischer Wunden

Chronische Wunden sind i.d.R. Begleiterscheinung einer systemischen Grunderkrankung und stellen ein erhebliches medizinisches und sozio-ökonomisches Problem dar. Moderne Wundverbände schützen die Wunde und schaffen ein physiologisch feuchtes Milieu. Wundverbänden, die die biologischen Prozesse der Heilung stimulieren bzw. negativ steuernden Faktoren entgegenwirken (hochregulierter Entzündungsreaktion, Anwesenheit von reaktiven Sauerstoffspezies und Keimbesiedelung) werden jedoch bisher vermisst.

Um die antihäsive und funktionale Ausrüstung auf marktübliche Wundauflagen aufzubringen wird a) ein mit sternförmigen Hydrogelen ausgerüstetes Nanofaservlies auf den Wundverband aufgebracht oder b) bürstenförmige Polymere als Oberflächenbeschichtung eingesetzt. Diese antiadhäsive Ausrüstung soll durch funktionelle Bausteine verbessert werden, die den Wundheilungsprozess aktiv unterstützen. Die Wirkung der Ausrüstung wird durch den Projektpartner UKD in einem die pathologische Wundsituation simulierenden Zellkulturmodell untersucht. Es wird erwartet, dass die Ausrüstung Wachstum, Migration und Differenzierung sowie den Entzündungsstatus der relevanten Zellen positiv moduliert und die Neugefäßbildung (Angiogenese) stimuliert.

Die Entwicklung kommt KMU, die Wundauflagen herstellen und zuliefernden Unternehmen zugute. Insbesondere die Textilunternehmen, die für den Medizintechnikmarkt weben, veredeln und konfektionieren (überwiegend KMU) können die hier entwickelte Oberflächenausrüstung einsetzen und ihren Waren eine zusätzliche Funktionalität verleihen. Wir werden den Nutzen der Oberflächenausrüstung an Markt-verfügbaren textilen Wundauflagen zeigen. Die vorgesehenen Basispolymere sind kommerziell erhältlich, die Kosten werden durch die Fokussierung auf einen Minimalauftrag im Cent-Bereich pro g Substrat bleiben. Die hier angestrebte Ausrüstung kann auch für andere textile Medizintechnikprodukte (bsw. Bandagen) oder auch textile Implantate (bsw. Herniennetze) genutzt werden

Ergebniszusammenfassung:

Die Oberfläche von handelsüblichen Wundauflagen weisen keine ausreichende Biokompatibilität auf. Proteine und Zellen können darauf anhaften, was zu einer Verklebung mit der Wunde führt. Wir entwickelten Beschichtungen zur Verbesserung der Biokompatibilität kommerzieller Wundauflagen und zur Unterstützung der Wundheilung bei chronischen Wunden, wobei wir uns auf Strategien konzentrierten, die von KMUs adaptiert werden können. Zu diesem Zweck entwickelten wir drei Strategien, die auf Polymerbürsten basieren und antiadhäsive Eigenschaften einbringen. Wir integrierten aktive Radikalfänger mit dem Ziel, die Radikale in der Wunde zu neutralisieren, um den Schweregrad der Entzündung zu reduzieren und die Wundheilung zu fördern. Darüber hinaus haben wir eine neue antimikrobielle Strategie entwickelt: das Kill&Repel-Konzept.

Alle Beschichtungen können mit minimalem Energieaufwand aus Wasser aufgebracht werden und benötigen nur Nanogramm Material pro Quadratzentimeter Verband, was zu einer minimalen Kostensteigerung führt. Die Beschichtungen verhinderten die Proteinaufnahme vollständig, während sie keine Entzündungen verursachten. Sie stellten ein unüberwindbares Hindernis für die Anhaftung von Hautzellen und Bakterien dar. Letzteres ist besonders wichtig, da diese Erreger die Hauptursache für Komplikationen bei chronischen Wunden sind.

Unsere neu entwickelten Radikalfänger-Polymere waren in der Lage, Radikale effektiv abzufangen und die Anti-Adhäsions-Eigenschaften zu erhalten. Schließlich war unser Kill&Repell-Konzept in der Lage, sowohl Bakterien abzutöten als auch die Adhäsion von Hautzellen, Bakterien und Bakterientrümmern abzustoßen. Diese Kill&Repell-Strategie ist vollständig biokompatibel und erzeugt keine antimikrobielle Resistenz, was einen klaren Wettbewerbsvorteil gegenüber bestehenden Produkten darstellt.

Abschließend konnten wir die Modifikationen auf handelsübliche Wundauflagen übertragen und zeigen, dass sie wirksam, mechanisch stabil und sterilisierbar sind.