News: Natürliches Nano-Pflaster
Forscher haben möglicherweise das Pflaster der Zukunft entwickelt. Einmal auf die blutende Wunde gepresst, kann man es getrost vergessen: Es wird vom Körper selbst absorbiert.
© (Ausschnitt)
Für die Rettungshelfer bietet sich nach einem schweren Verkehrsunfall ein Bild des Grauens: bis zur Unkenntlichkeit zerquetschte Fahrzeuge und inmitten der Wrackteile Tote und Verletzte. Für die Sanitäter zählt hier jede Sekunde. Vor allem müssen sie möglichst schnell die schlimmsten Blutungen stoppen.
In der Regel werden sie Druckverbände anlegen und die Verletzten umgehend in das nächste Krankenhaus transportieren, wo die Ärzte zur weiteren Versorgung die Verbände aber abnehmen müssen. Und das führt natürlich unweigerlich zu weiteren Blutverlusten.
Doch möglicherweise haben Gary Bowlin und seine Kollegen von der Virginia Commonwealth University eine bessere Idee zur Versorgung von schweren Blutungen gefunden. Die Forscher entwickelten einen Verband aus Fibrinogen, einem Stoff, der auch im Blutkreislauf zu finden ist und dem eine entscheidende Rolle bei der Blutgerinnung zukommt.
Bei Verletzungen aktiviert der Körper eine ganze Kaskade an Reaktionen, bei der unter anderem Fibrinogen zu der faserigen Substanz Fibrin umgewandelt wird. "Fibrin ist dabei das Netz, das über die geronnenen Blutklümpchen in der Wunde geworfen wird, das sie zusammenhält und daran hindert, sich schnell aufzulösen", erklärt Bowlin.
Doch damit ist seine Aufgabe noch längst nicht erschöpft. Nachdem der Blutpfropfen unter dem stabilisierenden Einfluss des Fibrins die Öffnung fest verschlossen hat, dienen die Fasern gleichzeitig als Hilfsgerüst bei der weiteren Heilung der Wunde.
Bowlin und seine Kollegen glauben daher, dass ein Verband aus Fibrinogen den Gerinnungsprozess der Wunde beschleunigen und den natürlichen Heilungsprozess anregen könnte – zumindest, wenn die Abmessungen stimmen. Und die bewegen sich bei natürlichem Fibrinogen im Nanometer-Bereich. Die Fasern sind nur etwa 80 bis 90 Nanometer dünn - also 1000-mal feiner als ein menschliches Haar.
Um diese hauchdünnen Fäden nachzuahmen, benutzen die Wissenschaftler eine Methode namens electrospinning – eine Art chemische Spaghettimaschine, die folgendermaßen funktioniert.
Eine Düse mit einer hochkonzentrierten Lösung der Substanz wird auf eine Metallplatte gerichtet und dazwischen ein elektrisches Feld angelegt. Dieses wird dann solange verstärkt, bis die elektrische Anziehungskraft der Platte auf die Moleküle in der Lösung stärker ist als die Oberflächenspannung – also der Zusammenhalt der Moleküle untereinander – und ein flüssiger Strahl aus der Düse herausschießt.
Dabei verdunstet das Lösungsmittel, noch ehe das Ziel erreicht ist. Und da die Konzentration der Lösung sehr hoch ist, verflechten sich die langen Fibrinogen-Moleküle dabei miteinander, sodass der Flüssigkeitsstrom im Gegensatz zur Elektrospray-Ionisation nicht abreißt.
Bowlin veranschaulicht den Sachverhalt: "Gießen Sie einen Topf mit kochenden Spaghetti in ein Sieb. Warten Sie eine Minute und versuchen Sie dann, eine einzelne Nudel herauszuziehen. Sie werden ein ganzes Bündel aneinanderhängender Spaghetti in der Hand halten. Nichts anderes passiert bei der electrospinning-Methode."
Auf diese Art und Weise konnten die Wissenschaftler verflochtene Fäden aus künstlichem Fibrinogen erzeugen, die genau wie ihre natürlichen Vorbilder nur etwa 80 Nanometer dünn waren. "Da der Körper das Fibrinogen auf der Wunde als natürlich wahrnimmt, sollte es auch natürliche Prozesse anregen", meint Bowlin.
Allerdings sind noch klinische Studien abzuwarten, die zeigen müssen, ob der Stoff auch in der Praxis hält, was er verspricht. Aber zumindest theoretisch bieten Verbände und Pflaster aus dem neuen Material große Vorteile.
So müsste eine Wundauflage nicht mehr entfernt werden, da sie vom Körper selbst absorbiert wird. Das würde nicht nur bei großen Wunden helfen – jeder kennt das unangenehme Gefühl, das beim Abziehen eines Pflasters von einer behaarten oder besonders empfindlichen Stelle entsteht.
In der Regel werden sie Druckverbände anlegen und die Verletzten umgehend in das nächste Krankenhaus transportieren, wo die Ärzte zur weiteren Versorgung die Verbände aber abnehmen müssen. Und das führt natürlich unweigerlich zu weiteren Blutverlusten.
Doch möglicherweise haben Gary Bowlin und seine Kollegen von der Virginia Commonwealth University eine bessere Idee zur Versorgung von schweren Blutungen gefunden. Die Forscher entwickelten einen Verband aus Fibrinogen, einem Stoff, der auch im Blutkreislauf zu finden ist und dem eine entscheidende Rolle bei der Blutgerinnung zukommt.
Bei Verletzungen aktiviert der Körper eine ganze Kaskade an Reaktionen, bei der unter anderem Fibrinogen zu der faserigen Substanz Fibrin umgewandelt wird. "Fibrin ist dabei das Netz, das über die geronnenen Blutklümpchen in der Wunde geworfen wird, das sie zusammenhält und daran hindert, sich schnell aufzulösen", erklärt Bowlin.
Doch damit ist seine Aufgabe noch längst nicht erschöpft. Nachdem der Blutpfropfen unter dem stabilisierenden Einfluss des Fibrins die Öffnung fest verschlossen hat, dienen die Fasern gleichzeitig als Hilfsgerüst bei der weiteren Heilung der Wunde.
Bowlin und seine Kollegen glauben daher, dass ein Verband aus Fibrinogen den Gerinnungsprozess der Wunde beschleunigen und den natürlichen Heilungsprozess anregen könnte – zumindest, wenn die Abmessungen stimmen. Und die bewegen sich bei natürlichem Fibrinogen im Nanometer-Bereich. Die Fasern sind nur etwa 80 bis 90 Nanometer dünn - also 1000-mal feiner als ein menschliches Haar.
Um diese hauchdünnen Fäden nachzuahmen, benutzen die Wissenschaftler eine Methode namens electrospinning – eine Art chemische Spaghettimaschine, die folgendermaßen funktioniert.
Eine Düse mit einer hochkonzentrierten Lösung der Substanz wird auf eine Metallplatte gerichtet und dazwischen ein elektrisches Feld angelegt. Dieses wird dann solange verstärkt, bis die elektrische Anziehungskraft der Platte auf die Moleküle in der Lösung stärker ist als die Oberflächenspannung – also der Zusammenhalt der Moleküle untereinander – und ein flüssiger Strahl aus der Düse herausschießt.
Dabei verdunstet das Lösungsmittel, noch ehe das Ziel erreicht ist. Und da die Konzentration der Lösung sehr hoch ist, verflechten sich die langen Fibrinogen-Moleküle dabei miteinander, sodass der Flüssigkeitsstrom im Gegensatz zur Elektrospray-Ionisation nicht abreißt.
Bowlin veranschaulicht den Sachverhalt: "Gießen Sie einen Topf mit kochenden Spaghetti in ein Sieb. Warten Sie eine Minute und versuchen Sie dann, eine einzelne Nudel herauszuziehen. Sie werden ein ganzes Bündel aneinanderhängender Spaghetti in der Hand halten. Nichts anderes passiert bei der electrospinning-Methode."
Auf diese Art und Weise konnten die Wissenschaftler verflochtene Fäden aus künstlichem Fibrinogen erzeugen, die genau wie ihre natürlichen Vorbilder nur etwa 80 Nanometer dünn waren. "Da der Körper das Fibrinogen auf der Wunde als natürlich wahrnimmt, sollte es auch natürliche Prozesse anregen", meint Bowlin.
Allerdings sind noch klinische Studien abzuwarten, die zeigen müssen, ob der Stoff auch in der Praxis hält, was er verspricht. Aber zumindest theoretisch bieten Verbände und Pflaster aus dem neuen Material große Vorteile.
So müsste eine Wundauflage nicht mehr entfernt werden, da sie vom Körper selbst absorbiert wird. Das würde nicht nur bei großen Wunden helfen – jeder kennt das unangenehme Gefühl, das beim Abziehen eines Pflasters von einer behaarten oder besonders empfindlichen Stelle entsteht.
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