Forscher der Chalmers University of Technology, Schweden, haben ein neues Material entwickelt, das Infektionen in Wunden verhindert — ein speziell entwickeltes Hydrogel, das gegen alle Arten von Bakterien wirkt, auch gegen antibiotikaresistente. Das neue Material bietet große Hoffnung für die Bekämpfung eines wachsenden globalen Problems.
Die Weltgesundheitsorganisation beschreibt antibiotikaresistente Bakterien als eine der größten Bedrohungen für die globale Gesundheit. Um das Problem in den Griff zu bekommen, muss sich die Art und Weise ändern, wie wir Antibiotika einsetzen, und es müssen neue, nachhaltige medizinische Technologien entwickelt werden.
“Nachdem wir unser neues Hydrogel an verschiedenen Bakterientypen getestet haben, konnten wir eine hohe Wirksamkeit feststellen, auch gegen solche, die gegen Antibiotika resistent geworden sind.”
— Martin Andersson, Forschungsleiter der Studie und Professor am Department of Chemistry and Chemical Engineering der Chalmers University of Technology
Die Gruppe von Martin Andersson an der Technischen Universität Chalmers forscht und entwickelt seit vielen Jahren an dem Material und hat sich dabei immer weiter ausgedehnt, mit besonderem Augenmerk auf die Möglichkeiten für die Wundversorgung. Jetzt wurden die wichtigen Ergebnisse als wissenschaftlicher Artikel in der Zeitschrift ACS Biomaterials Science & Engineering veröffentlicht.
Hauptziel der bisherigen Studien war es, neue medizintechnische Lösungen zu erforschen, die helfen, den Einsatz von systemischen Antibiotika zu reduzieren. Resistente Bakterien verursachen so genannte Krankenhausinfektionen — eine lebensbedrohliche Erkrankung, die weltweit immer häufiger auftritt.
Nachahmung des natürlichen Immunsystems
Der Wirkstoff in dem neuen bakterientötenden Material besteht aus antimikrobiellen Peptiden, kleinen Proteinen, die natürlicherweise in unserem Immunsystem vorkommen.
“Bei dieser Art von Peptiden besteht ein sehr geringes Risiko, dass Bakterien eine Resistenz gegen sie entwickeln, da sie nur die äußerste Membran der Bakterien angreifen. Das ist vielleicht der Hauptgrund, warum es so interessant ist, mit ihnen zu arbeiten”, sagt Martin Andersson.
Forscher versuchen seit langem, Wege zu finden, diese Peptide in der Medizin einzusetzen, bisher jedoch ohne großen Erfolg. Das Problem ist, dass sie sich schnell zersetzen, wenn sie mit Körperflüssigkeiten wie Blut in Berührung kommen. Die aktuelle Studie beschreibt, wie es den Forschern gelang, das Problem durch die Entwicklung eines nanostrukturierten Hydrogels zu überwinden, in das die Peptide dauerhaft eingebunden sind und so eine schützende Umgebung schaffen.
“Das Material ist sehr vielversprechend. Es ist unschädlich für körpereigene Zellen und schonend für die Haut. In unseren Messungen ist die schützende Wirkung des Hydrogels auf die antimikrobiellen Peptide eindeutig — die Peptide werden viel langsamer abgebaut, wenn sie daran gebunden sind”, sagt Edvin Blomstrand, Doktorand am Department of Chemistry and Chemical Engineering auf Chalmers und einer der Hauptautoren des Artikels.
“Wir haben gute Ergebnisse erwartet, aber wir waren wirklich positiv überrascht, wie effektiv sich das Material erwiesen hat”, ergänzt Martin Andersson.
Laut den Forschern ist dieses neue Material das erste medizinische Gerät, das antimikrobielle Peptide erfolgreich in einer klinisch und kommerziell nutzbaren Weise einsetzt. Die Möglichkeiten für die klinische Anwendung sind vielfältig und vielversprechend.
Startup-Unternehmen Amferia bringt die Forschung vom Labor auf den Markt
In den letzten Jahren lief die Grundlagenforschung zum antimikrobiellen Peptidhydrogel parallel zur kommerziellen Entwicklung der Innovation durch das Startup-Unternehmen Amferia AB. Das Unternehmen wurde 2018 von Martin Andersson zusammen mit Saba Atefyekta und Anand Kumar Rajasekharan gegründet, die beide ihre Dissertationen an der Fakultät für Chemie und Chemieingenieurwesen von Chalmers verteidigt haben. Das Material und die Idee, die derzeit als antibakterielles Wundpflaster entwickelt wird, hat weltweit Interesse geweckt, erhebliche Investitionen angezogen und mehrere Auszeichnungen erhalten. Das Unternehmen arbeitet intensiv daran, das Material zur Marktreife zu bringen, damit es einer breiteren Gesellschaft zugute kommen kann.
Bevor das neue Material Krankenhäusern und Patienten zugute kommen kann, sind klinische Studien erforderlich, die derzeit durchgeführt werden. Eine CE-Kennzeichnung des Materials wird voraussichtlich im Jahr 2022 abgeschlossen sein. Darüber hinaus wird die Wundpflaster-Version des neuen Materials in der Veterinärmedizin für die Behandlung von Haustieren getestet. Das Unternehmen Amferia AB arbeitet bereits mit einer Reihe von Tierkliniken in ganz Europa zusammen, in denen das Hydrogel jetzt getestet wird.
