Intelligenter Wundverband detektiert Infektionsrisiko
Ein interessantes Kooperationsprojekt BACTERIOSAFE (Active wound dressings based on biological mimicry) wurde vor kurzem unter Beteiligung von zehn europäischen und einem australischen Partner beendet. Das Projekt entwickelte responsive Biokompositmaterialien, die die Versorgung von Brandwunden revolutionieren könnten. Bei einer Wundinfektion greifen Bakterien gesunde Zellen an, indem sie die Zellwand durch sekretierte Proteintoxine und Enzyme zerstören. Das neue biomimetische Konzept macht sich dieses natürliche Verhalten von Bakterien zunutze und entwickelte Nanokapseln, die durch diese zerstörerische Wirkung aufbrechen und antimikrobielle Substanzen sowie farbmetrische Indikatormoleküle freisetzen. Der innovative Wundverband wird mit diesen Nanokapseln beschichtet und gibt dann durch die bakterielle Wirkung Antibiotika und Farbmoleküle ab. Damit fungieren die Nanokapseln als einfacher optischer Indikator für bakterielle Infektionen der Brandwunde und eliminieren gleichzeitig den Infektionserreger. BACTERIOSAFE entwickelte verschiedene Arten von Nanokapseln und Nanopartikeln, u.a. Phospholipid-Fettsäure-Vesikel, amphiphile Blockcopolymer-Systeme, Nanokapseln mit polymerisierten Miniemulsionen sowie Hybridnanokapseln. Um die Nanokapseln auf das Verbandmaterial aufzubringen, wurden mehrere Verfahren wie Plasmaoberflächenmodifikation, dünne Klebefilme und oberflächengebundene Hydrogele getestet. An In-vitro-Zellgewebskulturen wurde anschließend der biologische Effekt immobilisierter und gelöster Nanokapseln bewertet. BACTERIOSAFE entwickelte mehr als 400 Varianten biomimetischer Nanokapseln und Nanopartikel mit unterschiedlichen chemischen Substanzen, Wandstärken und Mengen. Für das Aufbringen der Nanokapseln erwiesen sich Aerosolsprühverfahren, Tintenstrahldruck, Tauchbeschichtung, elektrostatische Bindung und Hydrogelschichten als geeignet. Mit mikrobiologischen Tests wurden die minimale inhibitorische Konzentration verschiedener Antiseptika und die Hyaluronidaseaktivität klinischer bakterieller Isolate ermittelt. Toxizitätstests gaben Aufschluss über Entzündungsmarker in Endothelzellen und Endotoxinrückstände. Intensiv wurde auch an der Stabilisierung der Nanokapseln geforscht, sodass nun mehrere optimierte Nanokapselsysteme existieren, die am Wundmodell validiert wurden. Der endgültige Prototyp des Wundverbands demonstrierte, dass durch die bakterielle zytolytische Aktivität Fluoreszenzindikatoren zusammen mit Antibiotika freigesetzt werden.
Schlüsselbegriffe
Wundversorgung, Brandwunde, antimikrobiell, farbmetrisch, Nanopartikel
