Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung textilbasierter, phasengerecht zeitlich-definierter Wirkstoffabgabesysteme für die Therapie chronischer Wunden

Ziel des geplanten IGF-Forschungsvorhabens „Faserbasierte Wirkstoffabgabesysteme“ ist die Erarbeitung wissenschaftlichen Basiswissens und anwendungsorientierter Methoden und Technologien zur Entwicklung von Wirkstoffabgabesystemen zur Therapie chronischer Wunden.

Mit diesen Systemen sollen die Wundheilung durch gezielte Abgabe von mehreren Wirkstoffen (Wachstumsfaktoren) phasengerecht zu unterschiedlichen Zeiten über einen definierten Zeitraum von 7 Tagen induziert und beschleunigt werden.

In dem konzipierten Forschungsvorhaben sollen 2 unterschiedliche Forschungsansätze mit nicht-degradierbaren und degradierbaren Fasern zur Wirkstoffabgabe verfolgt werden. Die Entwicklung der beiden Wirkstoffabgabesysteme erfolgt parallel. Der Vergleich der beiden Systeme erhöht einerseits die Erfolgswahrscheinlichkeit für ein Abgabesystem im schwierigen Wundumfeld, ermöglicht darüber hinaus in der Kombination aber auch die zeitlich versetzte Abgabe verschiedener Wirkstoffe.

Die beiden zu verfolgenden Ansätze zur faserbasierten Wirkstoffabgabe sollen hinsichtlich ihrer Beladung und Abgabekinetiken umfassend analysiert werden. Zur Bewertung der Wirksamkeit und der Kinetik der Abgabe aus den unterschiedlichen Systemen soll ein neues humanes in-vitro Zellmodell etabliert werden, mit dem die in diesem Vorhaben entwickelten Abgabesysteme analysiert, bewertet und evaluiert werden. Die hieraus gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse schaffen das Basiswissen über die geeignete Kombination von Wirkstoffen und beider Wirkstoffabgabesysteme für eine phasengerechte Behandlung unterschiedlichster chronischer Wunden. Nach der Auswertung der Ergebnisse sollen diese im Kontext der Wundheilung bewertet werden. Aufbauend auf dieser Bewertung sollen entsprechende Funktionsmuster und drei Demonstratoren gefertigt sowie Richtlinien und Wirkungsbeschreibungen erarbeitet werden.

Die Ergebnisse werden in der KMU geprägten Herstellungskette der Medizintextilien für neue Innovationen eingesetzt.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel des Projekts war die Entwicklung phasengerecht zeitlich-definierter Wirkstoffabgabesysteme mit eingelagerten Wachstumsfaktoren für die Therapie chronischer Wunden. Im Ansatz des ITV Denkendorf wurden nicht-degradierbare poröse Fasern mit interkonnektierenden Poren entwickelt, die über einen Unterdruckprozess mit wirkstoffhaltigem Gel befüllt werden. Damit wurde eine anhaltende Wirkstoffabgabe über einen Zeitraum von drei Tagen, entsprechend der ersten Anwendungshälfte des konzipierten Wundverbandes, und mit den VEGF beinhaltenden Varianten angiogene Wirkung erzielt.

Im Ansatz des ITM Dresden wurden degradierbare Fasern aus Chitosan mit Wirkstoff beladen und chemisch vernetzt. Die daraus generierten degradierbaren Wundauflagen zeigten eine gleichmäßige Wirkstoffabgabe über sieben Tage. Durch die Variation von Fasern mit unterschiedlichen Deacetylierungsgraden konnten zudem variable Freisetzungszeiträume eingestellt werden. Dies ermöglicht eine variable Einstellung des benötigten Wirkstoffabgabezeitraums über den Verlauf der Wundbehandlung.

Im Ansatz des KGU Frankfurt wurde ein in vitro Ko-Kultur Modell aus primären Osteoblasten und primären Endothelzellen als Modell für die kutane Wundheilung entwickelt, das zur Charakterisierung der Funktionsmuster des ITV und des ITM im Hinblick auf die Angiogenese eingesetzt wurde.

Die Kombination beider Systeme erlaubt eine anhaltende Wirkstoffabgabe über den im Antrag geplanten Zeitraum von 7 Tagen. Mit den im Vorhaben erforschten Methoden und Technologien ist es damit möglich, Wundverbände mit Wirkstoffabgabe für die Therapie chronischer Wunden zu entwickeln.