Empa entwickelt intelligentes Pflaster

Ein Verband, der Medikamente abgibt, wenn dies wirklich notwendig ist: Empa-Forschende entwickeln zurzeit ein Pflaster aus Polymerfasern, das nur dann keimtötende Mittel freisetzt, wenn eine Wunde sich entzündet.

Wenn ein Verband angelegt wird, werden häufig desinfizierende Salben oder Antibiotika auf der Wunde verteilt, damit keine Entzündung entsteht. Diese vorbeugenden Massnahmen sind aber nicht in jedem Fall notwendig, wie die Empa am Dienstag mitteilte. So werden Medikamente verschwendet und Wunden «übertherapiert».

Aber schlimmer noch ist, dass der verschwenderische Umgang mit Antibiotika die Entstehung von mulitresistenten Keimen fördert. Empa-Forschende arbeiten daher an der Entwicklung eines Verbands der selbständig nur dann antibakterielle Medikamente verabreicht, wenn eine Infektion beginnt.

Der Verband wird dafür mit Medikamenten «beladen» und reagiert auf Umweltreize, wie es in der Mitteilung heisst. Genauer gesagt, reagiert das Material auf einen Temperaturanstieg, der bei einer infizierten, entzündeten Wunde entsteht.

Das Empa-Team hat dafür einen hautverträglichen Polymer-Verbundstoff entwickelt, der aus mehreren Komponenten besteht: Acrylglas (Polymethylmethacrylat, kurz PMMA), das beispielsweise für Brillengläser und in der Textilindustrie verwendet wird. Ausserdem Eudragit, ein bioverträgliches Polymergemisch, mit dem beispielsweise Tabletten überzogen werden.

Dieses Kunststoffgemisch wird zu einer feinen Membran aus Nanofasern verarbeitet. Als medizinischer Wirkstoff wird Octenidin in die Nanofasern eingekapselt. Dabei handelt es sich um ein Desinfektionsmittel, das schnell gegen Bakterien, Pilze und manche Viren wirkt.

Wenn eine Entzündung vorliegt, erwärmt sich die Haut über ihre normale Temperatur von 32 bis 34 Grad hinaus. Geschieht dies, wechselt das Polymer von seinem festen in einen weicheren Zustand. In Laborexperimenten konnte das Team beobachten, wie das Desinfektionsmittel bei 37 Grad aus dem Polymer freigesetzt wird. Nicht jedoch bei 32 Grad, wie es in der Mitteilung heisst.

Der Prozess ist reversibel und kann bis zu fünf Mal wiederholt werden. Bei Abkühlung schaltet sich die Medikamentenabgabe einfach ab, bei Erwärmung wieder an.

Nach den erfolgreichen Tests arbeiten die Forschenden nun am «Feintuning» des Effekts. Der smarte Verband soll sich bereits bei kleineren Temperaturunterschieden an- und abschalten.

Ausserdem stehen nun weitere Laborexperimente an, um die Wirksamkeit der Nanofaser-Membranen gegenüber Wundkeimen zu untersuchen. Künftig lasse sich die Technologie auch für andere Arten von Medikamenten einsetzen.