Forschende des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS entwickeln eine Wundauflage, die Infektionen bekämpfen und zugleich die Wundheilung unterstützen soll. Dafür kombinieren sie Bakteriophagen, regenerative Proteine und sogenannte MXene in einer elektrogesponnenen Membran. Klinische Tests stehen allerdings noch aus.
Chronische und infizierte Wunden sind insbesondere bei Menschen mit Diabetes, Durchblutungsstörungen oder nach längerem Wundliegen ein Versorgungsproblem. Das im europäischen Forschungsprojekt AntiMicroMXen entwickelte Material soll deshalb mehrere Aufgaben gleichzeitig übernehmen: Bakterien bekämpfen, die Neubildung von Hautgewebe unterstützen und die Wirkstoffe lokal an der Wunde freisetzen.
Drei Wirkprinzipien in einer Wundauflage
Als Trägermaterial nutzt das Team elektrogesponnene Polymermembranen. Beim Elektrospinning entstehen aus einer Polymerlösung mithilfe eines elektrischen Feldes sehr feine Fasern, die sich zu einem dünnen Gewebe verbinden. In diese Struktur sollen drei unterschiedliche Komponenten integriert werden. Bakteriophagen richten sich gezielt gegen Bakterien. Hinzu kommen Faktoren aus mesenchymalen Stammzellen, die regenerative Prozesse unterstützen sollen. MXene – sehr dünne Materialien auf Basis von Übergangsmetallen und Kohlenstoff oder Stickstoff – bringen zusätzliche antibakterielle Eigenschaften mit. Das Forschungsprojekt untersucht unter anderem Phagen gegen Staphylococcus aureus.
„Damit können die Auflagen eine antimikrobielle Wirkung entfalten – und so die Wundheilung unterstützen“, erläutert Peter Schmieder, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer IKTS.
Eine Herausforderung ist, die unterschiedlichen Wirkstoffe so in der Membran unterzubringen, dass sie ihre Funktion behalten. Bakteriophagen und Proteine reagieren empfindlich auf Temperatur und pH-Wert und sollen deshalb möglichst geschützt in den Fasern liegen. Die MXene müssen dagegen so positioniert werden, dass sie ihre antimikrobielle Wirkung entfalten können.
Klinische Prüfung steht noch aus
Von einer einsatzbereiten Wundauflage ist das Projekt noch entfernt. Derzeit integrieren die Forschenden die Wirkstoffe zunächst einzeln und prüfen, ob sie nach dem Herstellungsprozess weiterhin aktiv sind. Erst anschließend sollen die Komponenten gemeinsam in die Membran eingebracht werden. Die Werkstoffentwicklung und Wirkstoffintegration sollen bis Mai 2027 abgeschlossen sein. Für spätere klinische Tests zur Zulassung sucht das Fraunhofer IKTS noch Partner.
Das Projekt AntiMicroMXen läuft seit Juni 2024 unter Koordination des Fraunhofer IKTS. Beteiligt sind Forschungspartner aus Deutschland, Polen und Lettland. Ziel ist eine Wundauflage, die insbesondere bei infizierten und schwer heilenden Wunden eine lokale Alternative oder Ergänzung zu bisherigen Behandlungsansätzen ermöglichen könnte. Ob sich die erhofften Vorteile auch klinisch zeigen, müssen weitere Untersuchungen klären.
