Smartes Pflaster überwacht die Wundheilung

Chronische Wunden sind kompliziert. Pflegefachkräfte müssen den Verband oft wechseln - unter anderem, um die Wunde zu untersuchen und Abstriche zu nehmen. Dabei wird die Haut irritiert und das Risiko für Infektionen steigt, weil dabei Bakterien an die Wunde gelangen könnten.

Der neu entwickelte Wundverband könnte künftig den Zustand der Wunde anzeigen, ohne dass er für die Untersuchung abgenommen werden muss, wie die Forschungsanstalt Empa mitteilte. Dadurch müssten Wundverbände nur so oft gewechselt werden, wie tatsächlich nötig, was Arbeitsaufwand und Kosten sparen könnte.

Sensor-Moleküle

Das Pflaster ist mit maßgeschneiderten Sensor-Molekülen bestückt, die über ihre Fluoreszenz anzeigen, ob sich der pH-Wert der Wunde ändert. Entwickelt wurde die Wundauflage von Empa-Forschenden mit Kollegen von der ETH Zürich, dem Forschungsinstitut CSEM und dem Unispital Zürich.

Die Wundheilung läuft in Phasen ab, in denen der Körper verschiedene spezifische Substanzen produziert. Je nach Stand der Heilung steigt oder fällt zum Beispiel die Menge an Glukose und Sauerstoff in der Wunde. Auch der pH-Wert verändert sich: Bei der normalen Wundheilung steigt er bis zu einem pH-Wert von acht, sinkt dann in den leicht sauren Bereich von fünf bis sechs. Schließt sich die Wunde jedoch nicht und wird chronisch, schwankt der pH-Wert zwischen sieben und acht.

Leuchtintensität

Der von den Empa-Forschenden entwickelte Sensor verrät über Leuchtintensität, wie sich der pH-Wert der Wunde verändert. Davon berichteten die Wissenschafter kürzlich im Fachblatt „Sensors and Actuators B - Chemical“.

Der pH-Sensor besteht aus Benzalkonium-Chlorid, einer Substanz in medizinischer Seife, und Pyranin, das beispielsweise auch in Textmarkern vorkommt und unter UV-Licht leuchtet. Am besten funktioniere das zusammengesetzte Sensor-Molekül bei pH-Werten zwischen 5,5 und 7,5 sagte Empa-Forscher Guido Panzarasa laut Aussendung. Dank des Benzalkonium-Chlorid sei das Molekül außerdem antimikrobiell.

Auslesen lässt sich die Leuchtintensität mithilfe eines vom CSEM entwickelten handlichen Fluoreszenz-Messgeräts, wie die Empa schrieb. Künftig wäre wohl auch das Auslesen per Smartphone-Kamera und einer dafür entwickelten App denkbar.

Prototyp

Noch existiert das smarte Pflaster nur als Prototyp und ist weit von der Anwendung im klinischen Alltag entfernt. Zunächst müssen die Forschenden noch sicherstellen, dass ihr Sensor-Molekül für Zellen und Gewebe verträglich ist. Auch Untersuchungen, wie der Sensor in einer komplexen Wunde funktioniert, stehen noch aus.

In einem Nachfolgeprojekt arbeiten die Empa-Forschenden an der Weiterentwicklung. Die smarten Pflaster müssten letztlich nicht komplett damit imprägniert werden: Es reiche, wenn einige kleine Zylinder mit dem Pyranin-Benzalkonium-Molekül imprägniert seien und in das Trägermaterial eingefügt würden, sagte Luciano Boesel von der Empa. Das würde die industriellen Wundverbände nicht viel teurer machen als sie es jetzt sind.