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Wundheilung Detektion und Therapie in Einem: Entwicklung eines aktiven Wundverbandes

| Autor / Redakteur: Das Gespräch führte LABORPRAXIS-Chefredakteur Marc Platthaus / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Wie lassen sich Krankenhauskeime bekämpfen, wenn Antibiotika nicht mehrhelfen? Dr. Renate Förch, Projekt-Koordinatorin der Europäischen FP7-Projekte EMBEK1, BacterioSafe und KOALA, erläutert im LABORPRAXIS-Interview Alternativen.

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Abb. 1: Dr. Renate Förch
Abb. 1: Dr. Renate Förch
(Bild: MPI für Polymerforschung Mainz )

LABORPRAXIS: Frau Dr. Förch, Infektionen von Verletzungen und Operationswunden führen in Deutschland jährlich zu zahlreichen Todesfällen. Wie geht man gegen die gefährlichen Krankenhauskeime vor? Welche Probleme treten hierbei auf?

Dr. Renate Förch: Die Wundheilung und die in ihrem Verlauf bestehenden Infektionsgefahren sind ein vielfach unterschätztes Problem, das Mediziner, Klinikmanager und Gesundheitspolitiker vor große Probleme stellt. Untersuchungen besagen, dass Infektionen von Verletzungen und Operationswunden pro Jahr in Deutschland zu weit mehr Todesfällen als im Straßenverkehr führen. Der Kampf gegen Krankenhauskeime, denen mit zunehmenden Antibiotikaresistenzen medikamentös nicht mehr beizukommen ist, wird immer schwieriger und in immer mehr Fällen unmöglich.

Fast ein Drittel der Bakterienstämmen sind mittlerweile resistent gegen alle Antibiotika. Solche Resistenzen kosten allein in Deutschland jährlich 30 000 Patienten das Leben, schätzt die Deutsche Gesellschaft für Krankenhaushygiene. Im Moment gibt es tatsächlich nur wenige Möglichkeiten gegen diese Antibiotikaresistenzen anzugehen. Unsere Strategie ist es, die schädlichen Keime mit bekannten Medikamenten zu bekämpfen, bevor sie sich in gefährlichen Mengen ausbreiten, das heißt, sie zu detektieren und zu bekämpfen, bevor sich die sonst typischen Symptome beim Patienten wie Fieber, ausbreiten können. Hierzu ist die Erkennung geringer Keimzahlen nötig und die Ausschüttung nur geringer Mengen von Medikamenten, was mit neuen nanotechnologischen Materialien ermöglicht werden kann.

LABORPRAXIS: Im internationalen Projekt „BacterioSafe“ beschäftigen Sie sich mit der Entwicklung eines aktiven Wundverbandes mit verschiedenen Eigenschaften. Bitte beschreiben Sie die hierbei genutzten Mechanismen sowie die Vorteile des Wundverbandes. Welche äußeren Faktoren spielen außerdem eine Rolle?

Dr. Renate Förch: Die Differenzierung von nützlichen Bakterien und infektiösen Keimen erfolgt über deren jeweilige natürliche Mechanismen. Das Wundmaterial detektiert die Infektion über die von Bakterien freigesetzten Toxine und Enzyme und signalisiert die Infektion über die Freisetzung gebundener Farbstoffe. Somit ist der behandelnde Arzt über die Infektionsgefahr gewarnt und kann entsprechend handeln. Des Weiteren kann eine gezielte Ausschüttung von Antiseptika und ähnlichen Medikamenten schon bei erster bakterieller Besiedlung erreicht und somit eine für den Patienten eventuell tödliche Infektion verhindert werden. Polymere Partikelhüllen mit Wirkstoffen fungieren als Lockvögel für die schädlichen Bakterien. Diese erkennen die Partikel als vermeintliche Nährstoffquelle und setzen ihren Stoffwechsel in Gang, worauf der Wirkstoff ausgegeben wird.

Die Projektpartner des EU-geförderten Projekts, das von mir am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz koordiniert wird, entwickeln maßgeschneiderte Partikel und Vesikel mit verschiedensten Funktionen, unter anderem für den gesteuerten Transport von medizinischen Wirkstoffen. Ihr zielgerichteter Einsatz und die Unterscheidung zwischen „guten und bösen Keimen“ reduziert die Ausbildung von Resistenzen. Die Entwicklung des Wundverbandes ist jedoch komplexer als es scheint, da zum Beispiel einige körpereigene Bakterien für den Heilungsprozess unerlässlich sind und nicht mit abgetötet werden sollen. Ein weiterer Faktor ist die Verwendbarkeitsdauer: Jedes Ablösen und neue Aufbringen eines Verbandes trägt etwa bei Brandwunden zur Vernarbung bei und behindert die Regeneration. Ein Wundverband der z.B. zu Beginn einer Infektion leuchtet, verringert die Notwendigkeit, einen Verband jeden Tag zu wechseln.

LABORPRAXIS: Wie lassen sich körpereigene nützliche von schädlichen Bakterien unterscheiden?

Dr. Renate Förch: Körpereigene nützliche und schädliche Bakterien unterscheiden sich in ihrem Zellaufbau und in den von ihnen ausgeschütteten Enzymen, welche unterschiedliche biologische Mechanismen im Organismus in Bewegung setzen.

LABORPRAXIS: Was ist das Koala-Netzwerk? Welche Ziele haben sich die Partner dieses Netzwerkes gesetzt?

Dr. Renate Förch: Das Koala-Netzwerk ist ein Begleitprojekt zu dem laufenden EU-Projekt Bacteriosafe und ermöglicht den Wissensaustausch zwischen Wissenschaftlern in Europa und Australien auf dem Gebiet der Wundheilung. So wie die EU fördert auch Australien ein großes Forschungsprogram zur Entwicklung verbesserter Wundauflagen. Koala bringt die Wissenschaftler dieser Forschungsprogramme zusammen an einen Tisch und ermöglicht einen gezielten Wissensaustausch auf den Gebieten der Nanotechnologie, Medizin sowie biologischen Oberflächen und bietet ein Trainingsprogramm für junge Nachwuchswissenschaftler in Europa und Australien.

Vielen Dank für das Gespräch Frau Dr. Förch.

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