Maßgeschneiderte 3D-gedruckte Wundauflagen könnten die Behandlung von Verbrennungsopfern und Krebspatienten verbessern

6. Juni 2023

Dieser Artikel wurde gemäß dem Redaktionsprozess und den Richtlinien von Science X überprüft. Die Redakteure haben die folgenden Attribute hervorgehoben und gleichzeitig die Glaubwürdigkeit des Inhalts sichergestellt:

faktengeprüft

vertrauenswürdige Quelle

Korrekturlesen

von der University of Waterloo

Eine der Herausforderungen bei der Behandlung von Verbrennungsopfern ist die Häufigkeit des Verbandwechsels, der äußerst schmerzhaft sein kann.

Um dieses und andere Probleme zu lindern, haben Forscher der University of Waterloo eine neue Art von Wundverbandmaterial unter Verwendung fortschrittlicher Polymere entwickelt. Dieser neue Verband könnte den Heilungsprozess von Verbrennungspatienten verbessern und potenzielle Anwendungen für die Arzneimittelabgabe bei der Krebsbehandlung sowie in der Kosmetikindustrie bieten.

„Zur Behandlung von Verbrennungsopfern können wir die Form mithilfe eines 3D-Druckers anpassen. Zweitens verfügt das Material über eine fein abgestimmte Oberflächenhaftung, was ein Schlüsselmerkmal ist“, sagte Dr. Boxin Zhao, Professor an der Abteilung für Chemieingenieurwesen in Waterloo Das Team hat bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung intelligenter Hydrogelmaterialien für den Einsatz als wiederverwendbarer Wundverband gemacht. „Das Material kann leicht auf der Haut haften und wieder abgezogen werden. Es ist ein sehr empfindliches Gleichgewicht innerhalb des Materials, damit die Haftung funktioniert.“

Bei der Entwicklung des Verbandes führten die Forscher einen 3D-Scan des Gesichts und der Körperteile des Patienten durch, um ihn an die individuellen Bedürfnisse anzupassen. Dadurch hat der Verband einen guten Kontakt mit Oberflächen wie Nase und Fingern und eignet sich daher ideal für die Herstellung personalisierter Wundverbände für Patienten mit Verbrennungen.

Das Material findet auch Anwendungen zur Krebsbehandlung. Bei einer herkömmlichen Chemotherapie muss ein Patient möglicherweise stundenlang in einer Klinik bleiben, was ermüdend und unangenehm sein kann. Dieser Verband kann eine konstante Medikamentenfreisetzung außerhalb der Klinikumgebung ermöglichen und so einige der mit herkömmlichen Methoden verbundenen Herausforderungen lindern.

Das zur Herstellung dieser intelligenten Verbände verwendete Material umfasst ein aus Algen gewonnenes Biopolymer, ein thermisch reagierendes Polymer und Cellulose-Nanokristalle. Die thermische Reaktionsfähigkeit des Verbandes ermöglicht eine Erwärmung auf der Haut und eine sanfte Absenkung auf Raumtemperatur. Darüber hinaus dehnt sich der Verband aus, wenn er im Kühlschrank gekühlt wird, schrumpft jedoch bei Körpertemperatur auf eine kleinere Größe, wodurch er einfacher und weniger schmerzhaft entfernt werden kann. Darüber hinaus ist der Verband so konzipiert, dass er Medikamente mit zeitlich begrenzter Freisetzung abgibt, was eine länger anhaltende Schmerzlinderung ermöglicht.

„Wir stellen uns auch Anwendungen in der Schönheits- und Kosmetikindustrie vor“, sagte Zhao, Waterloos Stiftungslehrstuhl für Nanotechnologie. „Kosmetologen können die 3D-Scantechnologie nutzen, um die Gesichtszüge ihrer Kunden zu analysieren und Hydrogel-Masken individuell anzupassen, die mit spezifischen Gesichts- und Hautpflegeprodukten angereichert sind. Darüber hinaus kann dieser innovative Ansatz plastischen Chirurgen zugute kommen.“

Diese Forschung ist ein Machbarkeitsnachweis für Zhaos Laborgruppe für Oberflächenwissenschaften und Bionanomaterialien. Der nächste Schritt für Zhaos Forschungsgruppe besteht darin, die Eigenschaften des Materials weiter zu verbessern, um es gesünder und kommerziell nutzbar zu machen.

Eine Studie, die die Fortschritte des Teams hervorhebt, wurde im Journal of Colloids and Interface Science veröffentlicht.

Mehr Informationen: Lukas Bauman et al., Multi-thermo-responsives Doppelnetzwerk-Verbundhydrogel für den 3D-Druck medizinischer Hydrogelmasken, Journal of Colloid and Interface Science (2023). DOI: 10.1016/j.jcis.2023.02.021