Haut

Das Pflaster der Zukunft

Das Pflaster der Zukunft kann viel mehr als nur Kratzer und Wunden abdecken: Es beschleunigt die Heilung, versorgt den Körper mit Medikamenten und Impfstoffen – und misst zugleich, ob sie auch richtig dosiert sind.

Das Wunder Haut

Die Haut ist Schutzschild, Sinnesorgan, Temperatur- und Feuchtigkeitsregler in einem. Mit einer Oberfläche von eineinhalb bis zwei Quadratmetern ist sie zugleich das größte Organ des Menschen. Rund zwei Milliarden Hautzellen schützen den Körper vor Krankheitserregern, UV-Strahlen, Hitze und Kälte. Doch nur gesunde und unverletzte Haut kann diese Aufgaben bewältigen.

Dem natürlichen Reparatur- und Abwehrmechanismus der Haut ist es zu verdanken, dass kleinere Wunden selbst „versorgt“ und Schadstoffe und Keime ferngehalten werden. Doch mit zunehmendem Alter verschlechtert sich der Wundheilungsprozess der Haut. In Deutschland leiden circa 2,5 Millionen Menschen an chronischen Wunden, die regelmäßig vom Arzt kontrolliert werden müssen. Nur so lassen sich Komplikationen beim Heilungsprozess und Infektionen frühzeitig erkennen und vorbeugen. Ein Verband schützt zwar die beschädigte Haut, zur ärztlichen Kontrolle muss dieser jedoch entfernt und die Wunde freigelegt werden. Dies kann nicht nur schmerzhaft sein, sondern birgt zudem die Gefahr, dass Keime in die Wunde gelangen oder bereits neu gebildetes Hautgewebe wieder abgerissen wird.

Das Pflaster der Zukunft wechselt seine Farbe

Innovative Verbandmaterialien sollen dies künftig verhindern. Das Pflaster der Zukunft gibt Auskunft über Veränderungen des Wundheilungsprozesses – ohne diesen zu beeinträchtigen. Liegt eine bakterielle Entzündung vor, verfärbt sich das Pflaster von gelb nach violett. Auslöser dafür ist ein neu entwickelter und im Wundverband integrierter Indikatorfarbstoff, der auf unterschiedliche pH-Werte reagiert. Über ein optisches Sensormodul wird der pH-Wert der Wunde gemessen und auf einem Display angezeigt. Bei einem pH-Wert zwischen 6,5 und 8,5 liegt häufig eine Infektion vor – der Indikatorfarbstreifen färbt sich also violett.

Zudem forschen Wissenschaftler an sogenannten Drug-Delivery-Pflastern. Das Material dieser Wundverbände ist in der Lage, biologisch wirksame Stoffe aufzunehmen, zu speichern und wieder abzugeben. So könnten Wunden in Zukunft kontinuierlich und dosiert behandelt werden – etwa mit antibiotisch wirkenden Viren oder dem neuartigen wundreinigenden Enzym Krillase.

Von leichtlösend bis klebefrei

Ein Pflaster, das beim Abreißen nicht weh tut. Daran arbeiten verschiedene Forschungsprojekte. Vor allem Heftpflaster, wie sie im Krankenhaus verwendet werden, um Verbände, Kanülen oder Katheter zu fixieren, verdanken ihren Nutzen der Klebkraft. Gerade bei Kindern kann das aber problematisch sein, da Teile der zarten Haut beim Abziehen verletzt werden.

Neue Pflasterentwicklungen sollen bestens kleben - und trotzdem leicht wieder abzubekommen sein. Sie bestehen aus drei statt der üblichen zwei Lagen. Zwischen den Geweberücken und der Klebeschicht ist ein Hightech-Material eingefügt. Dessen Eigenschaften sind richtungsabhängig: Beim Aufdrücken hält die Schicht das Pflaster zusammen, beim Abreißen aber löst sie sich von der Klebeschicht. Der auf der Haut zurückbleibende Rest kann einfach abgerollt werden. Entwickelt wurde es vom Institute for Pediatric Innovation in Boston/USA.

Eine weitere Entwicklung: Das klebefreie Pflaster. Beispielsweise gibt es Fixierbinden mit zweifachem Hafteffekt, die durch eine gekreppte Struktur ohne Kleber an sich selbst haften. Solche elastischen Pflasterverbände sind wasserabweisend und luchtdurchlässig. Forscher experimentieren auch mit Pflastern, die nicht mit Klebstoff beschichtet sind, sondern mit Hunderten von Mikronadeln aus Kunststoff. Diese dringen in das Gewebe ein, schwellen dort an und haften fest. Das Pflaster schont die Haut und lässt sich leicht wieder entfernen.

Tissue Engineering - Die Kultivierung von Hautzellen

Das Tissue Engineering-Verfahren – auch Gewebezüchtung genannt – beruht darauf, lebende Zellen eines Organismus als dreidimensionales Konstrukt zu kultivieren. Diese Zellen können dann in denselben Organismus implantiert werden und so die Funktion des geschädigten Gewebes wiederherstellen, erhalten oder verbessern.

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut haben nun einen vollautomatisierten Prozess entwickelt, um Haut schneller und in größerer Menge zu erzeugen. In diesem mehrstufigen Vorgang werden die Hautproben sterilisiert, per Roboter in die Anlage transportiert, zerkleinert, isoliert und zum Wachsen gebracht – nach drei Wochen ist die künstliche Haut fertig. Zukünftig soll die Fabrik monatlich etwa 5.000 briefmarkengroße Hautmodelle züchten.

Der Vorteil dieses kultivierten Hautmodells besteht darin, dass es vom Immunsystem des Patienten akzeptiert wird, da es nur solche Proteine auf den Zelloberflächen aufweist, die das Immunsystem als „eigene“ erkennt. Die Wissenschaftler geben sich damit jedoch noch nicht zufrieden: Vielmehr soll die Technologie in den kommenden zwei Jahren so weiterentwickelt werden, dass sich damit auch andere Gewebe – wie etwa Knorpel – fertigen lassen. Zukünftig soll Tissue Engineering in der Krebsforschung für eine maßgeschneiderte Krebstherapie sowie für die Herstellung von Herzklappen oder Gefäßprothesen eingesetzt werden.

Weitere Informationen:

Magazin zum Thema "Haut".
Die BSN-Pflasterfibel
Artikel der Wirtschaftswoche: Was das Pflaster der Zukunft alles kann

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