Wundauflagen mit Wirkstoffdepots

Allein in Deutschland müssen jährlich schätzungsweise vier Millionen Patienten mit chronischen Wunden versorgt werden. Eine Wundauflage, die von den Hohenstein Instituten in Bönnigheim im Rahmen eines Forschungsprojektes (AiF-Nr. 15143 BG) in Zusammenarbeit mit der Gesellschaft zur Förderung von Medizin-, Bio- und Umwelttechnologien e.V. (GMBU) in Dresden entwickelt wurde, eröffnet hier neue Behandlungsmöglichkeiten. Bei der neuartigen Wundauflage werden die Wirkstoffe auf Basis der Nanosol-Technik eingebunden und kontinuierlich abgegeben.

Bisher mussten heilungsfördernde Wirksubstanzen stets unabhängig von einer Wundauflage, z. B. in Form einer Salbe, auf eine Wunde aufgebracht werden. Bei der Nanosol modifizierten Wundauflage sind die einzelnen Zellulosefasern von einer anorganischen Matrix aus inertem Siliziumoxid (SiO2) überzogen. In diese sind die Wirksubstanzen eingebunden, die in der feuchten Umgebung einer Wunde kontinuierlich abgeben werden.

Um die Wirkstoffdotierung zu erreichen, modifizierten und optimierten die Wissenschaftler die Seitenketten des SiO2-Grundgerüsts entsprechend der jeweiligen Löse- und Lagereigenschaften der Wirkstoffe. Grundsätzlich nimmt die Sol-Stabilität in Abhängigkeit von der zugesetzten Menge von Wirksubstanzen ab. Im Hinblick auf die geplante großtechnische Produktion ermittelten die Experten deshalb Wirkstoffkonzentrationen, bei denen die Beständigkeit der Nanosol-Ausrüstung über mindestens 10 Tage hinweg gewährleistet ist.

Aufgrund der Vielzahl von Wundtherapeutika und deren chemischer Diversität arbeitete das Team von Dr. Dirk Höfer mit Substanzen, die exemplarisch für bestimmte Wirkstoffgruppen zur Wundheilung stehen. Es wurde untersucht, inwieweit sie sich zur Einbindung eignen und somit zu Produkten entwickelt werden können, die in verschiedenen Phasen der Wundheilung und bei verschiedenen Wundtypen Anwendung finden.

So wurden von den Hohensteiner Wissenschaftlern u. a. Wundauflagen mit antibakteriellem Effekt entwickelt. Die Antibiotika sind dabei stabil in den Hohlräumen (Kavitäten) der Nanosol-Schichten eingebunden und werden im feuchten Wundmilieu kontinuierlich sowie in den therapeutisch erforderlichen hohen Dosen abgegeben und tragen so gezielt zur Verhinderung einer Wundinfektion bei. Die Einbindung von Chitosan in Nanosolschichten gelang ebenfalls, es zeigte sich jedoch nicht die gewünschte antimikrobielle Wirkung.

Vielversprechend ist dagegen die Nanosol-Fixierung des Vitaminvorläufers Dexpanthenol, das die Hautregeneration fördert. Die Substanz kann mit Hilfe der an den Hohenstein Instituten entwickelten Technik problemlos auf Viskose angelagert werden. Mit Hilfe textiler Bioassays belegten die Hohensteiner Experten sowohl in vitro als auch in vivo, dass die Substanz unter den physiologischen Bedingungen einer Wunde freigesetzt wird und signifikant die Hautregeneration verbessert.

Auch hinsichtlich der Wundheilung zeigte das Forschungsvorhaben erfolgversprechende Ansatzpunkte. Durch die Modifikation der SiO2-Sole konnte das Team von Dr. Höfer sogar wundheilende Proteine erfolgreich einlagern und deren gezielte Freisetzung nachweisen. Beispiele dafür sind das Wundbelag entfernende Enzym Bromelain, Trypsininhibitor, ein zentrales Regulationsprotein in der Wundheilung und den wundheilenden Wachstumsfaktor Insulin.

Die Ergebnisse des Forschungsprojektes zeigen das enorme Entwicklungspotential für die therapeutische Wundbehandlung mit Hilfe von Textilien. Die großtechnische Umsetzung der an den Hohenstein Instituten entwickelten Techniken ermöglichen die Produktion effizienter und kostengünstiger Therapie-Managementsysteme. Durch die Verwendung klinisch erprobter und zugelassener Wirkstoffe, wie z. B. enzymatischer Wirkstoffe (Streptodornase) oder Wachstumsfaktoren (PDGF), lassen sich zukünftig Wundauflagen mit Wirkstoffdepot realisieren, welche die Wundheilung beschleunigen, den Behandlungsablauf vereinfachen und den Zeitaufwand in der Pflege verringern. Bis zur Zulassung der textilbasierten Wirkstofftherapie als Medizinprodukt sieht Projektleiter Dr. Höfer jedoch noch Optimierungs- und Forschungsbedarf.

Kontakt:
Hohenstein Institute
Dr. Dirk Höfer
d.hoefer@hohenstein.de
Das Forschungsvorhaben AiF-Nr. 15143 BG des Forschungskuratoriums Textil e.V. im Programm zur Förderung der „Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto-von-Guericke“ (AiF) finanziert.