{{{sourceTextContent.title}}}

intelligenter" Verband überwacht und beschleunigt die Wundheilung

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Das kabellose Gerät enthält Elektronik und ein spezielles Hydrogel, um den Heilungsprozess zu überwachen, den Gewebeverschluss zu beschleunigen und Infektionen durch elektrische Stimulation zu reduzieren.

{{{sourceTextContent.description}}}

Ein kabelloser "intelligenter" Verband, der fortschrittliche Elektronik mit einem technischen Hydrogel kombiniert, verspricht eine Beschleunigung der Gewebereparatur durch gleichzeitige Überwachung des Heilungsprozesses und Behandlung der Wunde. Forscher der Stanford University behaupten in einem am 24. November in Nature Biotechnology veröffentlichten Artikel, dass das Gerät eine schnellere Schließung von Wunden fördert, die Durchblutung des verletzten Gewebes erhöht und die Heilung der Haut verbessert, indem es die Narbenbildung deutlich reduziert.

Der intelligente Verband besteht aus drahtlosen Schaltkreisen, die mit Hilfe von Impedanz- und Temperatursensoren das Fortschreiten der Wundheilung überwachen, heißt es in einer auf der EurekAlert-Website veröffentlichten Pressemitteilung. Wenn die Heilung ins Stocken gerät oder eine Infektion festgestellt wird, senden die Sensoren ein Signal an eine zentrale Verarbeitungseinheit, die das Wundbett stärker elektrisch stimuliert, um den Gewebeverschluss zu beschleunigen und die Infektion zu verringern. Die Forscher waren in der Lage, die Sensordaten in Echtzeit auf einem Smartphone zu verfolgen, ganz ohne Kabel, heißt es in der Pressemitteilung.

Eine 100 Mikrometer dicke Elektronikschicht - eine Mikrocontroller-Einheit, eine Funkantenne, ein Speicher, ein elektrischer Stimulator, Biosensoren und andere Komponenten - befindet sich auf einem Hydrogel, das elektrische Stimulation zur Heilung des verletzten Gewebes liefert und Biosensordaten in Echtzeit erfasst.

Das Polymer im Hydrogel haftet bei Bedarf sicher an der Wundoberfläche, lässt sich jedoch sauber und sanft ablösen, ohne die Wunde zu beschädigen, wenn es um einige Grad über Körpertemperatur erwärmt wird.

"Durch die Versiegelung der Wunde schützt der intelligente Verband während der Heilung", so Yuanwen Jiang, Mitautorin der Studie und Postdoktorandin im Labor von Zhenan Bao, der K.K. Lee Professorin für Chemietechnik an der Stanford School of Engineering. "Aber es ist kein passives Werkzeug. Es ist ein aktives Heilungsgerät, das den Standard der Behandlung chronischer Wunden verändern könnte."

Die elektrische Stimulation, auch Galvanotaxis genannt, beschleunigt die Migration von Keratinozyten zur Wundstelle, begrenzt bakterielle Infektionen und verhindert die Entwicklung von Biofilmen auf der Wundoberfläche, um das Gewebewachstum zu fördern und die Gewebereparatur zu unterstützen, heißt es in der Pressemitteilung. Die Stanford-Forscher waren in der Lage, diese bewährte Technologie mit Echtzeit-Biosensordaten zu integrieren, um eine neuartige automatisierte Behandlungsmodalität auf der Grundlage von Biosensoren zu entwickeln.

Der intelligente Verband erfasst Leitfähigkeits- und Temperaturänderungen in der Haut, wenn die Wunde heilt - die elektrische Impedanz steigt, wenn Wunden heilen, und die lokale Temperatur sinkt, wenn die Entzündung abklingt. "Mit Stimulation und Sensorik in einem Gerät beschleunigt der intelligente Verband die Heilung, verfolgt aber auch, wie sich die Wunde verbessert", so Artem Trotsyuk, ebenfalls Erstautor der Studie, der sein Studium im Labor von Dr. Geoffrey Gurtner absolvierte, dem ehemaligen Johnson & Johnson Distinguished Professor of Surgery (Emeritus) an der Stanford School of Medicine und derzeitigen Vorsitzenden der Abteilung für Chirurgie und Professor für Biomedizintechnik an der University of Arizona in Tucson. "Wir glauben, dass es sich um eine neue Modalität handelt, die neue biologische Entdeckungen und die Erforschung von bisher schwer überprüfbaren Hypothesen über den menschlichen Heilungsprozess ermöglichen wird", fügte Trotsyuk hinzu.

Die Forscher weisen darauf hin, dass es sich bei der intelligenten Bandage bisher nur um einen - wenn auch vielversprechenden - Konzeptnachweis handelt und dass noch viele Herausforderungen zu bewältigen sind, insbesondere die Vergrößerung des Geräts auf menschliche Größe, die Senkung der Kosten und die Lösung von Problemen der langfristigen Datenspeicherung. Außerdem könnten neue Sensoren hinzugefügt werden, um zum Beispiel Stoffwechselprodukte, Biomarker und den pH-Wert zu messen. Und es gibt einige potenzielle Hindernisse für den klinischen Einsatz, wie z. B. die Abstoßung von Hydrogelen oder das Biofouling der Sensoren, das zu Reizungen führen kann.