Antioxidative, elektroaktive und biozide adhäsive Wundauflagen

• Antragsteller: Dr. Frank Rosenau
• Fachliche Zuordnung: Biomaterialien
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465229237

Wunden sind ein weltweites Gesundheitsproblem, wobei akute Verletzungen der Haut zeitlich doch eher vorhersehbar heilen und insgesamt gut heilbar sind. Chronische Wunden allerdings sind anfälliger für schwere Verläufe und Komplikationen, da durch die verlängerten Entzündungsprozesse die Regeneration der Haut stark verzögert wird. Daher sind neuartige Wundauflagen, die bei guten Eigenschaften als Auflage gleichzeitig die Wundheilung aktiv beschleunigen, Gegenstand intensiver Forschung. Traditionelle Wundauflagen reagieren dabei nicht auf z. B. elektrische Signale, die in biologischen Systemen Vorgänge wie Zellwanderung und -proliferation in Wunden beeinflussen. Zusätzlich können reaktive Sauerstoff Moleküle (reactive oxygen species "ROS"), die Heilung verlangsamen und müssen daher idealerweise kontrolliert werden. Dies gilt auch für die verlängerten Entzündungsphasen, die durch Matrix-Metalloproteasen mit gesteigerter Aktivität im alkalischen Milieu der Wunde (mit)verursacht werden.Ziel des Projektes ist es, eine neuartige Wundauflage hervorzubringen, die neben antioxidativen und elektrisch aktiven Eigenschaften auch antimikrobielle Peptide zur Abwehr von Infektionen mit typischen Krankenhauskeimen freisetzen kann. Diese Polymerfilme werden kombiniert mit Schichten von Hydrogelen die in Abhängigkeit von Temperatur und Belichtung den ph-Wert in Wunden senken können und gezielt auf schmerzlose Weise von der Wunde abgelöst werden können. Polydopamin/ polypyrrol-Filme werden die antioxidative und elektroaktive Komponente in Form von sog. "Nanosheets" sein, die durch oligo(ethylen glycol) Methacrylat basierten Hydrogelen in Kombination mit Plydomamin unterstützt und so auch mechanisch stabilisiert. Das Projekt vereint erstmals drei bekannte Konzepte für moderne Wundauflagen, dh. Eigenschaften eines "responsiblen" Materials, Nanosheets als unmittelbare Kontaktfläche zur Wunde und antimikrobielle Eigenschaften zur Bekämpfung von Wundinfektionen auch mit multireresistenten Pathogenen. Die Einzelentwickungen im Projekt, aber auch das resultierende Kompositmaterial mit synergistischen Eigenschaften zur Förderung der Wundheilung werden neue Möglichkeiten eröffnen, die Wundversorgung durch Wundauflagen erheblich zu verbessern. Hierbei ist die Kombination der genannten Funktionen geeignet, von einem komplett neuen Klasse moderner Wundauflagematerialien zu sprechen, die in Zukunft dem Begriff "smarter" Wundauflagen gerecht werden, also Eigenschaften die weit über die Eigenschaft hinausgehen, Wunden abzudecken, sie zu schützen und z. B. den Feuchtigkeitshaushalt in der Wunde zu kontrollieren. Diese Entwicklung kann sicher dazu beitragen, die Wundversorgung generell mit Hinblick auf Infektionsrisiken und Reduktion des Schmerzes während der Behandlung zu reduzieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Polen
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Tanja Weil
• Kooperationspartnerin: Professorin Dr. Joanna Pietrasik