Diabetes: Spezielles Hydrogel gegen diabetische Wunden

Sauerstoff zur Heilung von Wunden bei Diabetes

Fußgeschwüre, welche durch Sauerstoffmangel nur langsam abheilen, sind bei Menschen mit Diabetes keine Seltenheit. Ein neu entwickeltes Hydrogel kann solche Wunden mit Sauerstoff versorgen, Entzündung reduzieren und die Heilung beschleunigen.

In einer Studie unter Beteiligung von Fachleuten der Washington University in St. Louis wurde ein Hydrogel erprobt, welches Wunden mit Sauerstoff versorgt. So sollen vorliegende Entzündungen verringert, Remodellierungen des Gewebes unterstützt und Heilungsprozesse beschleunigt werden. Die Untersuchung wurde in dem englischsprachigen Fachjournal „Science Advances“ publiziert.

Amputation durch Fußgeschwüre

Ungefähr ein Viertel aller Personen mit Diabetes entwickelt schmerzhafte Fußgeschwüre, welche aufgrund des Sauerstoffmangels infolge beeinträchtigter Blutgefäße und der verstärkten Entzündungen nur langsam wieder heilen. Nicht selten werden solche Wunden chronisch, was sich negativ auf die allgemeine Lebensqualität auswirkt und letztendlich sogar zur Amputation des Fußes führen kann.

Was bewirkt der Sauerstoff?

Der Sauerstoff erfüllt bei der Behandlung solcher Wunden zwei Funktionen: „Erstens verbessert er das Überleben der Hautzellen unter den sauerstoffarmen Bedingungen der diabetischen Wunde, und zweitens kann er die Hautzellen zur Produktion von Wachstumsfaktoren anregen, die für die Wundheilung notwendig sind”, erläutert Studienautor Professor Jianjun Guan von der Washington University in St. Louis in einer Pressemitteilung.

Risiko der Sauerstofftoxizität

Die Gewebe im Körper benötigen zum Überleben Sauerstoff und es wird noch mehr Sauerstoff benötigt, wenn das Gewebe verletzt ist, so das Team. So sind auch verschiedene Behandlungsmöglichkeiten für chronische Wunden bei Menschen mit Diabetes vorhanden, welche auf Sauerstoff setzen. Allerdings erfolge die gängigste Behandlung in Dutzenden von Sitzungen in einer sogenannten hyperbaren Sauerstoffkammer, deren Wirksamkeit jedoch uneinheitlich sei. Zudem bestehe das Risiko einer Sauerstofftoxizität.

Mikrokügelchen setzen nach und nach Sauerstoff frei

Das neue Hydrogel führt der Wunde Sauerstoff zu, indem es Mikrokügelchen verwendet, welche nach und nach mit der Zeit Sauerstoff freisetzen. Die Mikrokügelchen interagieren mit einem Enzym auf der Oberfläche von Zellen, wodurch das Innere der Kügelchen in Sauerstoff umgewandelt wird, erklären die Fachleute. So werde etwa zwei Wochen lang der Wunde Sauerstoff zugeführt, wodurch Entzündungen und Schwellungen zurückgehen und die Heilung gefördert wird.

Wunden schlossen sich deutlich schneller

In der Studie schlossen sich bei Mäusen die Wunden schneller, wenn diese mit dem Hydrogel mit den sauerstofffreisetzenden Mikrokügelchen behandelt wurden. Die Heilung erfolgte wesentlich schneller als bei Wunden, welche nur mit dem Gel oder gar nicht behandelt wurden.

Innovatives Gel ist temperaturabhängig

Die innerhalb von 14 Jahren entwickelte Art von Gel weise insgesamt fast 70 verschiedene Funktionen und chemische Strukturen auf, erläutern die Forschenden. „Das Gel ist flüssig, bevor wir es in das Hautgewebe einbringen, so dass sich die Mikrokügelchen leicht einmischen lassen. Sobald wir das Gemisch aus Gel und Mikrokugeln in die Wunde geben, wird es zu einem Feststoff, da es temperaturabhängig ist – bei niedrigen Temperaturen ist es flüssig, bei Körpertemperatur ist es ein Feststoff“, erklärt Professor Jianjun Guan.

Risiko durch Zuführung von zu viel Sauerstoff

Ein Risiko bei der Zufuhr von Sauerstoff in Wunden bestehe darin, dass zu viel Sauerstoff zugeführt wird, wodurch sogenannte reaktive Sauerstoffspezies (ROS) entstehen, welche bei einer erhöhten Konzentration Zellen schädigen oder sogar abtöten können. Das neue Hydrogel sei jedoch in der Lage, den ROS-Gehalt abzufangen und zu zerstören, wodurch jegliches Risiko beseitigt wird.

Als nächstes plant die Forschungsgruppe das Hydrogel in einem großen Tiermodell zu untersuchen, damit es möglichst bald in klinischen Studien am Menschen eingesetzt werden kann.

Behandlung von Arterienerkrankungen und Herzkrankheiten

„Dies ist ein neuer therapeutischer Ansatz, um die Heilung chronischer diabetischer Wunden ohne Medikamente zu beschleunigen“, so Guan. Das Gel habe das Potenzial, auch bei der Behandlung von anderen Krankheiten effektiv zu sein, bei denen Sauerstoffmangel herrscht, wie beispielsweise periphere Arterienerkrankungen und koronare Herzkrankheiten. (as)

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