"Smart Bandages" heilen chronische Wunden

Verbände reagieren selbständig auf Veränderungen des Zustands und geben Medikamente ab

"Smart Bandage": Verband reagiert selbständig auf Veränderungen (Foto: Wei Gao, caltech.edu)

Los Angeles (pte014/18.06.2024/10:30)

Forscher der Keck School of Medicine of USC und des California Institute of Technology haben mit "Smart Bandages" intelligente Verbände für chronische Wunden entwickelt, die automatisch die sich verändernden Bedingungen im Inneren einer Wunde erkennen und entsprechend darauf reagieren. Diese Hightech-Verbände würden zudem laufend Daten zur Heilung und möglichen Komplikationen wie Infektionen oder Entzündungen liefern und sollten demnach auch Medikamente und andere Behandlungen in Echtzeit verabreichen können. Die Forscher haben die intelligenten Verbände im Rahmen einer Machbarkeitsstudie nun an Tiermodellen getestet.

Immense Kosten für das System

Die Fünf-Jahres-Überlebensrate bei chronischen Wunden liegt bei rund 70 Prozent und ist damit schlechter als bei Brustkrebs, Prostatakrebs und anderen schweren Erkrankungen. Zudem ist die Behandlung teuer. Allein in den USA entstehen dadurch jährlich geschätzte Kosten in der Höhe von 28 Mrd. Dollar (rund 26 Mrd. Euro). Die Verbände werden aus modernsten Materialien hergestellt. Dazu gehören auch bioelektronische Materialien, die die Heilung mittels einer elektrischen Stimulierung des Gewebes und der Zellen unterstützen.

Hochentwickelte Hydrogele sind nicht nur weich und beweglich, sie können Medikamente auch speichern und als Reaktion auf den pH-Wert, die Temperatur und andere Faktoren freisetzen. Zudem kommen verschiedene Arten von Sensoren zum Einsatz, die Veränderungen im Mikroumfeld der Wunde feststellen. Elektrochemische Sensoren können zum Beispiel das Vorhandensein von Proteinen, Antikörpern, Nährstoffen und Elektrolyten messen. Zusätzlich kommen aber auch optische und bildgebende Sensoren zum Einsatz, heißt es.

Therapiebegleitetende Diagnose

Sind die Daten mittels einer Smart Bandage erst einmal gesammelt, können sie mittels Tools des maschinellen Lernens verarbeitet und analysiert werden. Damit werden eine rasche und effektive Überwachung und medizinische Versorgung möglich. Diese kann entweder in der Praxis eines Arztes oder auch aus der Entfernung erfolgen. Co-Seniorautor David G. Armstrong vergleicht diesen neuen Ansatz mit dem Nachweis von hohen Cholesterinwerten in den Anfangsstadien einer Herzerkrankung. Hier wird so die Behandlung mit Statinen ermöglicht.

Laut dem Experten ist die Entwicklung dieser therapiebegleitenden Diagnostika von entscheidender Bedeutung. Eine verbesserte medizinische Versorgung von Wunden würde aber nicht nur Leben retten, sondern auch bei vielen Betroffenen die Lebensqualität verbessern. Rund die Hälfte der Patienten mit chronischen Wunden entsprechen den diagnostischen Kriterien für klinische Depressionen. Viele dieser Menschen haben zudem große Probleme mit der Mobilität und dem Umgang mit den Schmerzen sowie der Versorgung der Wunden.

Armstrong arbeitet mit seinem Team bereits an der Erforschung eines neuen Ansatzes zur Versorgung von Wunden. Hier soll Ultraschalltechnologie eingesetzt werden, um gentechnische Behandlungsansätze zu steuern. Dafür soll das Wachstum von Blutgefäßen in Wadenmuskeln stimuliert und damit bei Patienten mit Unterschenkelgeschwüren das Risiko einer Amputation verringert werden. Die Forschungsergebnisse wurden in "Nature Materials" veröffentlicht. Die Studie ist von den National Institutes of Health finanziell unterstützt worden.

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