Forscher entwickeln Wundauflagen, die eine Infektion aufdecken können

Forscher der Universität Linköping, Schweden, haben einen Nanozellulose-Wundverband entwickelt, der frühe Anzeichen einer Infektion erkennen kann, ohne den Heilungsprozess zu beeinträchtigen. Ihre Studie, veröffentlicht in Materialien heute Bioist ein weiterer Schritt auf dem Weg zu einer neuen Art der Wundversorgung.

Die Haut ist das größte Organ des menschlichen Körpers. Eine Wunde stört die normale Funktion der Haut und kann lange heilen, für den Patienten sehr schmerzhaft sein und im schlimmsten Fall bei unsachgemäßer Behandlung zum Tod führen. Auch schwer heilende Wunden stellen eine große Belastung für die Gesellschaft dar und machen etwa die Hälfte aller Kosten der ambulanten Versorgung aus.

Bei der traditionellen Wundversorgung werden Verbände regelmäßig, etwa alle zwei Tage, gewechselt. Um zu überprüfen, ob die Wunde infiziert ist, muss das Pflegepersonal den Verband anheben und anhand des Aussehens und der Tests eine Beurteilung vornehmen. Dies ist ein schmerzhaftes Verfahren, das die Wundheilung stört, da der Schorf wiederholt bricht. Auch das Infektionsrisiko steigt mit jeder Freilegung der Wunde.

Forscher der Universität Linköping haben nun in Zusammenarbeit mit Kollegen der Universitäten Örebro und Luleå einen Wundverband aus Nanozellulose entwickelt, der frühe Anzeichen einer Infektion erkennen kann, ohne den Heilungsprozess zu beeinträchtigen.

„In der Lage zu sein, sofort zu sehen, ob sich eine Wunde infiziert hat, ohne den Verband anheben zu müssen, eröffnet eine neue Art der Wundversorgung, die zu einer effizienteren Versorgung führen und das Leben von Patienten mit schwer heilenden Wunden verbessern kann kann auch den unnötigen Einsatz von Antibiotika reduzieren“, sagt Daniel Aili, Professor in der Abteilung für Biophysik und Bioingenieurwesen an der Universität Linköping.

Der Verband besteht aus engmaschiger Nanozellulose, die das Eindringen von Bakterien und anderen Mikroben verhindert. Gleichzeitig lässt das Material Gase und Flüssigkeiten durch, was für die Wundheilung wichtig ist. Die Idee ist, dass der Verband nach dem Auftragen während des gesamten Heilungsprozesses bestehen bleibt. Sollte sich die Wunde infizieren, zeigt der Verband eine Farbverschiebung.

Nicht infizierte Wunden haben einen pH-Wert von etwa 5,5. Bei einer Infektion wird die Wunde zunehmend basisch und kann einen pH-Wert von 8 oder sogar höher aufweisen. Das liegt daran, dass Bakterien in der Wunde ihre Umgebung an ihre optimale Wachstumsumgebung anpassen. Ein erhöhter pH-Wert in der Wunde lässt sich lange vor Eiter, Wundsein oder Rötungen feststellen, die die häufigsten Anzeichen einer Infektion sind.

Damit die Wundauflage den erhöhten pH-Wert anzeigt, verwendeten die Forscher Bromthymolblau, BTB, einen Farbstoff, der seine Farbe von gelb nach blau ändert, wenn der pH-Wert 7 übersteigt. Damit BTB ohne Beeinträchtigung in der Wundauflage verwendet werden kann, wurde es geladen auf ein Silica-Material mit nur wenige Nanometer großen Poren. Das Silica-Material könnte dann mit dem Verbandsmaterial kombiniert werden, ohne die Nanocellulose zu beeinträchtigen. Das Ergebnis ist eine Wundauflage, die sich bei einer Infektion blau verfärbt.

Wundinfektionen werden oft mit Antibiotika behandelt, die sich im ganzen Körper ausbreiten. Wird die Infektion jedoch in einem frühen Stadium erkannt, kann eine lokale Behandlung der Wunde ausreichen. Deshalb entwickeln Aili und seine Kollegen an der Universität Örebro auch antimikrobielle Substanzen auf Basis sogenannter Lipopeptide, die alle Arten von Bakterien abtöten.

„Der Einsatz von Antibiotika macht Infektionen immer problematischer, da multiresistente Bakterien immer häufiger vorkommen. Wenn wir die antimikrobielle Substanz mit dem Verband kombinieren können, minimieren wir das Infektionsrisiko und reduzieren den übermäßigen Einsatz von Antibiotika“, sagt Aili.

Aili sagt, dass die neue Wundauflage und die antimikrobielle Substanz Teil der Entwicklung einer neuen Art der Wundbehandlung in der ambulanten Versorgung sind. Da jedoch alle Produkte, die in der medizinischen Versorgung eingesetzt werden sollen, strenge und teure Tests bestehen müssen, rechnet er mit fünf bis zehn Jahren, bis sie dort erhältlich sein werden.