Wundverband mit Nanopartikeln leuchtet bei Entzündung

Verbandsmaterial mit Magnesiumhydroxid-Nanoblättern leuchtet unter UV-Licht gelb, wenn sich die Wunde unter dem Verband entzündet.

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Das neu entwickelte Verbandgewebe fluoresziert unter UV-Licht gelb, wenn sich eine Wunde entzündet.

(Bild: RMIT University)

Von
  • Jo Schilling

Wunden zu versorgen, ist eine komplexe und sensible Angelegenheit. Einerseits sollen sie in Ruhe heilen können, andererseits droht im feuchtwarmen Klima eines Verbandes stets Infektionsgefahr. Also müssen Wunden regelmäßig neu verbunden werden – ein meist schmerzhaftes Prozedere, bei dem aber auch wieder neue Keime auf die Wunde gebracht werden können. Am Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) haben Forschende eine Wundauflage entwickelt, die sowohl mehrere Tage lang antimikrobiell wirkt als auch Infektionen sichtbar macht: Das Verbandgewebe fluoresziert gelb, wenn sich eine Wunde entzündet.

Um Bakterien und Pilze in Wunden abzutöten, werden moderne Wundauflagen häufig mit Silber in den verschiedensten Varianten angereichert. Silber wirkt keimtötend – allerdings schädigt es auch die angegriffenen Zellen im Bereich der Wunde. Ebenfalls antimikrobiell, entzündungshemmend, gut verträglich und sehr viel kostengünstiger ist Magnesiumhydroxid. Medizinisch wird es vor allem als Antazidum bei Magenproblemen oder als Abführmittel eingesetzt – der Einsatz in Wunden ist bislang jedoch kaum erforscht.

Das Team am RMIT hat sich nun dieser Lücke angenommen und Nanoblättchen aus Magnesiumhydroxid entwickelt, deren Struktur der von Graphenoxid stark ähnelt. Sie lassen sich in biokompatible Fasern und in Agarose-Gele einbetten und machen diese gängigen Verbandsmaterialien damit zu Entzündungssensoren. Der Sensor-Trick liegt in der empfindlichen Reaktion der Nanoblätter auf den pH-Wert: Gesundes Gewebe und auch die Haut haben ein leicht saures Milieu und sind nur leicht feucht. Eine entzündete Wunde nässt jedoch stark und die Wundflüssigkeit ist alkalisch. Diese feucht-alkalische Umgebung verändert das Magnesiumhydroxid-Gerüst so, dass UV-Licht das Gerüst bei 366 Nanometern Wellenlänge zu einem kräftigen gelben Leuchten anregt.

Der Wundverband kann damit benutzt werden, um einerseits den Heilungsprozess infizierter Wunden zu beobachten, ohne ständig den Verband wechseln zu müssen. Geht die Entzündung zurück, nimmt auch die Fluoreszenz des Verbandes ab. Andererseits zeigt der Verband an, wenn sich eine Wunde unter dem Verband infiziert. Bei Tageslicht ist der Verband allerdings völlig unscheinbar – um seine smarte Funktion zu nutzen, muss er mit einer UV-Lampe mit der passenden Wellenlänge beleuchtet werden.

Die Magnesiumhydroxid-Nanoblätter zeigen nicht nur, in welchem Zustand sich die Wunde befindet, sondern töten auch aktiv die Auslöser der Entzündung ab. Die Forschenden konnten in Labortests unterschiedliche und weit verbreitete Bakterien und Pilze abtöten – selbst solche, die wie das Bakterium Staphylococcus aureus häufig als so genannte Krankenhauskeime resistent gegen diverse Antibiotika sind.

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Da Magnesiumhydroxid deutlich günstiger als Silber ist, und das Herstellen der Nanoblätter auch im großen Maßstab möglich sei, sind die Forschenden zuversichtlich, dass ihre Technologie mit klinischen Kooperationspartnern getestet wird. Der Bedarf sei da: Der Weltmarkt für Wundauflagen wachse stetig – von derzeit etwa 6,9 Milliarden Dollar auf geschätzte 9,9 Milliarden Dollar im Jahr 2028. Eine stetig steigende Zahl an Operationen, nicht nur in Deutschland, und immer mehr Patienten die an chronischen Wunden im Zusammenhang mit Volkskrankheiten wie Diabetes leiden, machen effektive Wundverbände zu einem dringenden medizinischen Problem.

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(jsc)