Durchbruch in der Diabatesbehandlung: 3D-gedruckte Verbände für diabetische Fußgeschwüre
Laut des „Deutschen Gesundheitsberichtes Diabetes 2022“ sind in Deutschland aktuell rund 11 Millionen Menschen von Diabetes betroffen. Schätzungen zufolge leiden etwa 10% der an Diabetes Betroffenen an dem diabetischen Fußsyndrom (DFS), oder auch Diabetesfuß genannt. Durch den erhöhten Blutzucker sind die Blutgefäße und Nervenbahnen vor allem in den Füßen der Patienten geschädigt, wodurch sie kaum bis keine Schmerzen mehr in den Füßen wahrnehmen. Dadurch bleiben kleinere Verletzungen und Wunden lange unbemerkt und heilen außerdem nur noch sehr schwer ab.
Forscher der Queen’s University Belfast wollen den Patienten nun Abhilfe schaffen und nutzen dazu die 3D-Drucktechnologie. Dabei entdeckten Sie eine neue Behandlungsmethode für die Heilung diabetischer Fußgeschwüre, indem Sie 3D-gedruckte Verbände, sogenannte Scaffolds, entwickeln – ein Durchbruch in der Diabetesbehandlung.
Die Scaffolds werden mit dem 3D-Biodruck hergestellt. (Bild: Queen’s University Belfast)
Eine Kombination aus Lipid-Nanopartikeln und Hydrogelen werden für die Herstellung der Scaffolds verwendet. Diese bilden eine gerüstartige und hautähnliche Struktur, welche individuell auf den Patienten angepasst wird. Die Scaffolds machen es möglich, mit Antibiotika beladene Moleküle dauerhaft freizusetzen, um die diabetischen Geschwüre gezielt zu behandeln. Diese Behandlungsmethode überzeugt aber nicht nur aufgrund ihrer Effizienz, denn sie ist dazu auch noch nachhaltig und kostengünstig, da die „Gerüste“ in jedem Krankenhaus und je nach Bedarf hergestellt werden können. Zudem profitiert auch das medizinische Personal an den 3D-gedruckten Verbänden. Durch das Wegfallen der ständigen An- und Abnahme des Verbandes kann an viel Aufwand und Zeit eingespart werden. „Dieser innovative, personalisierte und nachhaltige Ansatz sorgt für die notwendige Heilung der diabetischen Fußgeschwüre, um Komplikationen zu vermeiden und ermöglicht es den Ärzten, die Heilung ständig zu überwachen. Dadurch wird vermieden, dass der Verband ständig entfernt werden muss, was Infektionen begünstigen und den Heilungsprozess verzögern kann. Außerdem müssen die Ärzte die Dosierung des Medikaments nicht ändern, da diese Doppelfreisetzung diese Anforderung unterstützt.“, so Professor Dimitrios Lamprou, Leiter des Projekts und Inhaber des Lehrstuhls für Biofabrication and Advanced Manufacturing an der Universität.
Für die Herstellung der Wundauflagen wurden mit dem 3D-Biodruck zwei Biotinten in einem Filament kombiniert. Dabei besteht der innere Kern des Filaments aus einem Nanokomposit-Hydrogel, das mit Thymianöl eingekapselte Lipid-Nanopartikel enthält. Das Äußere des Filaments besteht dabei aus einem Hybrid-Hydrogel, welches ebenfalls mit Thymianöl angereichert ist. Das Öl gilt als natürlicher Ersatz für Antibiotika und hilft dabei, eine zunehmende antimikrobielle Resistenz zu vermeiden. Diese Kombination ermöglicht die Freisetzung des Wirkstoffmoleküls in zwei verschiedenen Verhältnissen, zumal eine schnelle „Massenfreisetzung“ innerhalb der ersten 24 Stunden und eine verzögerte Freisetzung für bis zu zehn Tage. Dadurch wird eine erste Krankheitsprävention direkt nach der Verabreichung ermöglicht, was oft die risikoreichste Zeit ist. Anschließend wird eine langanhaltendere Infektionsvorbeugung mit antimikrobieller Wirkung in den darauffolgenden Tagen bewirkt.
(Bild: Strade Orthopädieschuhtechnik)
„Diabetische Fußgeschwüre sind chronische Wunden, die sehr anfällig für Infektionen sind und die zu gliedmaßen- oder lebensbedrohenden Komplikationen führen können. Unser natürlicher liposomaler antibakterieller Ansatz hat vielversprechende erste antibakterielle Ergebnisse gezeigt, die das Potenzial dieser Strategie zur Verhinderung einer bakteriellen Besiedlung in den entscheidenden frühen Phasen der Wundheilung sowie zum längerfristigen Schutz der Wunde unterstreichen.“ erklärt Dr. Matthew Wylie, Dozent an der School of Pharmacy der Queen’s University Belfast, welcher für die in vitro-Bewertung der antibakteriellen Wirksamkeit der Verbände verantwortlich war.
„Ein verbessertes Wundmanagement wird nicht nur die Lebensqualität der Patienten verbessern, sondern könnte auch den Bedarf an herkömmlicher Antibiotikatherapie verringern – ein wichtiges Ziel im Kampf gegen die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen.“
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*Titelbildnachweis: MediaNews Group/Boston Herald via Getty Images
