Nanotechnologie aus St. Gallen zielt auf nächste Generation von Wundpflastern
Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in St. Gallen entwickeln ein Pflaster, das Medikamente in chronische Wunden nur dann abgibt, wenn es mit sichtbarem Licht bestrahlt wird. Ziel ist es, die Therapie solcher schwer heilender Wunden zu präzisieren und gleichzeitig den hohen Personalaufwand sowie die Kosten im Gesundheitswesen zu senken. Chronische Wunden treten häufig bei Patientinnen und Patienten mit Diabetes Mellitus auf, von denen in der Schweiz über 500'000 betroffen sind. Unzureichend eingestellte Blutzuckerwerte können Gefässe und Nerven schädigen, die Durchblutung der Füsse beeinträchtigen und etwa das diabetische Fusssyndrom begünstigen, bei dem Bagatellverletzungen wochenlang nicht abheilen.
In der Praxis erfordern chronische Wunden heute ein interdisziplinäres Behandlungsteam aus Dermatologie, Chirurgie und Pflege. Verbände müssen mindestens alle drei Tage gewechselt und die Wunden engmaschig kontrolliert werden, teils über Monate bis zu einem Jahr. Dieser kontinuierliche Betreuungsbedarf gilt als ernstzunehmende Belastung für das Gesundheitssystem. Das Empa-Team um Luciano Boesel und Giorgia Giovannini aus der Abteilung "Biomimetic Membranes and Textiles" setzt daher auf ein Materialsystem, das Wirkstoffe direkt in der Wunde zurückhält und bei Bedarf aktiviert. Kern des Ansatzes sind Siliziumdioxid-Nanopartikel, die mit dem weit verbreiteten Desinfektionsmittel Chlorhexidin beladen werden.
Die Nanopartikel sind in einen Polymermantel eingebettet, der sogenannte Fotoschalter enthält. Treffen sichtbare LED-Lichtstrahlen auf diese Moleküle, verändern sie ihre Struktur; der Mantel wird durchlässig und das Chlorhexidin kann in die Wunde diffundieren. Wird die Bestrahlung beendet, schliesst sich die Hülle wieder und stoppt die Freisetzung des Wirkstoffs. Eingebaut in ein Pflaster soll das System eine kontrollierte Wunddesinfektion ermöglichen, bei der Zeitpunkt und Dosis der Medikamentenabgabe über Dauer, Intensität und Wellenlänge des Lichts gesteuert werden. Nach Angaben der Forschenden liesse sich die eingesetzte Medikamentenmenge damit genauer dosieren als bei herkömmlichen Wundauflagen.
Die präzisere Steuerung der Wirkstoffabgabe könnte dazu beitragen, Infektionen gezielter zu behandeln und die Entstehung von Resistenzen einzudämmen. Perspektivisch denken die Forschenden darüber hinaus an eine Erweiterung des Konzepts: Das lichtaktivierte Pflaster könnte mit Sensorik kombiniert werden, die Art und Anzahl der Bakterien in der Wunde erfasst und damit eine noch stärker bedarfsorientierte Therapie unterstützt. Die Technologie gilt damit als möglicher Baustein einer neuen Generation intelligenter Wundtherapien, die den klinischen Aufwand reduziert und zugleich die Versorgung von Patientinnen und Patienten mit chronischen Wunden verbessert.
