Extrazelluläre Matrix

Neuer Kleber verschließt Wunden an inneren Organen in Sekunden

Neuer Kleber verschließt Wunden an inneren Organen in Sekunden

Chinesische Wissenschaftler haben einen neuen Wundkleber entwickelt, der selbst stark blutende Herzverletzungen in wenigen Sekunden verschließen kann. Bei Tierversuchen mit Schweinen war der Einsatz bereits erfolgreich.

Hangzhou (China). Ärzte nutzen aktuell zur Behandlung von Wunden an inneren Organen hauptsächlich herkömmliche Fäden, Drähte und Klammern, deren Anwendungen zum Beispiel bei der Lunge und am Herzen sehr problematisch ist, da diese Organe sich stetig bewegen. In vielen Fällen sorgt die Kontraktion der Organe dafür, dass sich die Wundverschlüsse vor der endgültigen Heilung von selbst wieder lösen. Wissenschaftler suchen aus diesem Grund seit langem nach neuen Materialen, um auch diese Wunden besser versorgen zu können.

Forscher der chinesischen Zhejiang University School of Medicine haben im Fachmagazin Nature Communications nun einen Kleber vorgestellt, der in ersten Tierversuchen mit Schweinen bereits erfolgreich erprobt wurde. Die große Herausforderung bei der Entwicklung eines Wundklebers liegt darin, dass das Material schnell aushärten und trotz der feuchten Umgebung langfristig haften muss.

Polymer-basierte Hydrogele nicht nutzbar

In der Vergangenheit wurde bereits mit Polymer-basierte Hydrogelen experimentiert, die auf den nassen Gewebeoberflächen zwar gut haften aber zu langsam aushärten und nicht flexibel genug sind, um sich den Bewegungen anzupassen. Außerdem sind sie teilweise auch noch giftig für den Menschen.

Das Team um Yi Hong hat sich bei der Entwicklung ihres Wundklebers aus diesem Grund die extrazelluläre Matrix, einen Gewebetyp der im menschlichen Körper ohnehin vorkommt, als Vorbild genommen. Als Zwischenzellmasse kommt extrazelluläre Matrix in großer Menge im Bindegewebe vor. Das Gewebe setzt sich aus Wasser, Kollagen, Glykosaminoglykanen wie Hyaluronsäure zusammen und zeichnet sich durch seine hohe Flexibilität bei gleichzeitig hoher Stabilität aus.

Um den künstlichen Wundkleber herzustellen, haben die Wissenschaftler die Struktur nachgebildet. Dazu genutzt wurde Hyaluronsäure (HA-NB), die mit Butanamiden verbunden wurde, sowie Gelatine (GelMA). Es konnte so ein Kleber hergestellt werden, der laut den Forschern „dasselbe Verhältnis von GelMA zu HA-NB aufweist, wie Kollagenen und Glykosaminoglykanen in menschlichem Bindegewebe.“

Aushärtung mit UV-Strahlung

Das neue Hydrogel reagiert auf UV-Strahlung und kann so durch den Einfluss des Lichts innerhalb von etwa 20 Sekunden ausgehärtet werden. Dabei verbinden sich die Moleküle des Klebers mit dem Gewebe des behandelten Organs. Tierversuche mit Schweinen zeigten, dass der so erzeugte Wundverschluss so hochelastisch und haltbar ist, dass auch Krämpfe unbeschadet überstanden werden können. Die Wissenschaftler experimentierten dabei mit einem Blutdruck von bis zu 290 Millimeter-Quecksilbersäule (mmHG), also einem Wert, der dem Blutdruck von Menschen deutlich übersteigt.

Die Versuche zeigten, dass sich auch stark blutende Herzverletzungen bei Schweinen allein mit dem Kleber verschließen lassen, ohne dass dafür weitere Hilfsmittel nötig sind. Auch bei einer späteren Überprüfung waren die Wunden nach der Operation noch vollständig verschlossen. Die Wissenschaftler schlussfolgern daraus, dass „die Ergebnisse zeigen, dass das synthetische Gel mit seinen kontrollierbaren Polymerisationseigenschaften Blutungen an Herzwunden schnell und dauerhaft stoppen kann.“

Weitere Studien soll nun zeigen wie lange der Kleber maximal hält. Außerdem sollen noch eventuelle Nebenwirkungen untersucht werden, bevor klinische Studien mit menschlichen Patienten erfolgen.

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