Eine Narbe am Ellbogen, die bei jeder Bewegung spannt, oder ein Fuß, an dem sich eine Wunde einfach nicht schließen will – schlecht heilende Verletzungen sind eine verbreitete Ursache von gesundheitlichen Einschränkungen. Und obwohl Millionen von Menschen in ihrem Alltag betroffen sind, ist der komplexe Prozess der Wundheilung noch nicht vollständig verstanden oder gar steuerbar.
Schlecht heilende Wunden und starke Vernarbungen sind aber mehr als nur ein kosmetisches Problem: Sie können die Beweglichkeit und Gesundheit eines Menschen deutlich beeinträchtigen. Forscher der Schweizer Eidgenössischen Materialprüfungsanstalt Empa haben nun einen Schaumstoff entwickelt, der übermäßige Narbenbildung verhindern und der Wundheilung auf die Sprünge helfen soll. Eine essenzielle Zutat: Kurkuma, der gelbe Ingwer.
Der Schaumstoff wird in Hautwunden platziert und optimiert, so heißt es, den natürlichen Heilungsprozess. Mit dem Projekt „Scaravoid“ haben Markus Rottmar und sein Team im Biointerfaces-Labor der Empa einen Schritt in eine neue Richtung gewagt. „Traditionelle Behandlungen zielen auf einzelne Faktoren der Wundheilung ab, etwa die Sauerstoffversorgung oder die Feuchtigkeitsregulation, und erzeugen lediglich eine unzureichende Gewebeantwort“, erklärt Rottmar. Im Scaravoid-Projekt, das von der Stiftung Gebert Rüf gefördert wird, soll der Heilungsprozess indes umfassender verstanden und unterstützt werden.
Wundheilung an sich ist ein sehr komplexer Prozess
Klar ist bisher, dass ein perfekt orchestriertes Zusammenspiel vieler Faktoren im Körper nötig ist, um eine Verletzung der Haut wieder zu schließen und in gesundes Gewebe umzuformen. Zellen müssen angelockt werden, damit eine wohldosierte Entzündung die Wunde reinigt. Damit sich der gesäuberte Defekt schließt, wächst neues Gewebe heran, das schließlich zu funktionsfähiger Haut umgebaut wird.
So erstaunlich die Selbstheilungskräfte des Körpers im Idealfall wirken, so empfindlich kann jedoch auch eine Fehlfunktion das Gleichgewicht stören und zu überschießender Narbenbildung oder unzureichendem Wundverschluss führen. Bei älteren Menschen oder Diabetikern beispielsweise ist das Risiko erhöht, dass die komplexe Kaskade beeinträchtigt wird.
Mit Scaravoid greift das Empa-Team nun mit einem bereits für die medizinische Anwendung zugelassenen biologischen Polymergerüst gleich an mehreren Stellen unterstützend in den Vorgang ein. In einem Hochdruckreaktor wird das Polymer mittels superkritischem Kohlendioxid (CO2) aufgeschäumt, wobei die Porengröße mit Hilfe von Druck und Temperatur fein gesteuert werden kann.
Neues funktionstüchtiges Gewebe soll entstehen
Einmal in eine Verletzung platziert, soll das Polymergerüst mit seiner Arbeit beginnen: Einwandernden Zellen bietet es mit seiner offenporigen Architektur ein geeignetes Gerüst, um sich anzusiedeln. Da der Schaumstoff bioabbaubar ist, gestalten die Zellen die angebotene Polymerstruktur nach ihren Bedürfnissen um und bilden ein neues, funktionstüchtiges Gewebe aus.
Damit es dabei jedoch nicht zu unerwünschter Narbenbildung kommt, ist das Polymergerüst mit einer bioaktiven Substanz ausgerüstet, die die Narbenbildung hemmen soll. Hier haben sich die Forscher in der Natur bedient und einen Stoff verwendet, der eher aus der Küche bekannt ist als aus dem medizinischen Bereich: Curcumin. Das Pulver der Kurkuma-Wurzel, auch gelber Ingwer genannt, färbt als Zusatzstoff E100 bestimmte Lebensmittel wie Senf oder Margarine und trägt im Currypulver zum Aroma bei.
Als pharmakologische Komponente ist Curcumin hingegen wegen seiner entzündungshemmenden Eigenschaften interessant. Die Empa-Forscher versetzten Zellkulturen mit Curcumin und fanden heraus, dass die Produktion von Biomarkern, die typischerweise in Narben vorkommen, deutlich hinunterreguliert wird.
Das Curcumin ist ins Gerüst des Schaumstoffs eingebunden und wird nach und nach freigesetzt. Es steuert das Verhalten und die Funktion der Zellen, die in das Gerüst einwandern, und soll so die natürliche Balance der Wundheilung unterstützen.
Was derzeit in Labortests in Formvon kleinen Polymerscheiben analysiert wird, soll in der klinischen Anwendung in Form von größeren Polymermembranen eingesetzt werden. Die Membranen können dann vom Arzt passend zugeschnitten und im Wundbett platziert werden. Vor allem bei schwerwiegenden Verletzungen, etwa nach Verkehrsunfällen oder starken Verbrennungen, sollen die Membranen die Wundheilung optimieren. (op)
Kontakt zum Institut:
Empa
Überlandstrasse 129
CH – 8600 Dübendorf
