Ein adäquates Wundmanagement ist ein strukturierter, oft interdisziplinärer Prozess, der darauf abzielt, eine Wunde möglichst schnell, schmerzarm und funktionserhaltend zur Abheilung zu bringen. Eine zentrale Rolle spielen dabei Wundauflagen, von denen idealerweise Infektionsschutz, Atmungsaktivität, Biokompatibilität und geringe Zytotoxizität erwartet werden.
Zunehmend rücken innovative Material- und Formulierungskonzepte in den Fokus, die zusätzlich eine kontrollierte Freisetzung von Substanzen ermöglichen, die die Wundheilung beschleunigen. Durch Elektrospinning hergestellte Nanofaser-basierte Systeme haben sich als vielseitige Plattform etabliert.
Elektrospinning ist eine etablierte Technologie zur kontinuierlichen Herstellung von Nano- bis Mikrofasern aus polymeren Lösungen oder Schmelzen. Beispiele für die kommerzielle technische Nutzung sind Filtermaterialien, Nanofaser-Separatoren in Batterien oder Funktionskleidung. Inzwischen stehen auch GMP-konforme Anlagen für medizinische und pharmazeutische Anwendungen zur Verfügung.
Das Verfahren basiert auf einem starken elektrischen Feld zwischen Düse und Kollektor. Der entstehende geladene Polymerstrahl wird während des Flugs gestreckt und ausgedünnt und erstarrt schließlich als feste Faser. Die resultierenden Nanofasermatten haben eine hohe spezifische Oberfläche, einstellbare Porosität und eine der extrazellulären Matrix (ECM) ähnliche Morphologie (Abbildung 3).
Abbildung 3: Fasern einer elektrogesponnenen Wundauflage im Rasterelektronen-Mikroskop / © Daniels, Pharmazeutisches Institut Uni Tübingen
Durch Variation zentraler Prozessparameter sowie durch koaxiale oder mehrschichtige Verfahren lassen sich Faserarchitektur, mechanische Eigenschaften und Bioabbaurate gezielt steuern. Die Auswahl der Polymere ist dabei entscheidend. Häufig verwendet werden bioabbaubare synthetische Polymere wie Polycaprolacton, Polymilchsäure, Poly(lactid-co-glykolid) und Polyvinylalkohol (PCL, PLA, PLGA oder PVA). Ergänzend gewinnen natürliche Polymere wie Chitosan, Gelatine, Kollagen, Hyaluronsäure, Alginat oder Seidenfibroin an Bedeutung.
Elektrogesponnene Wundauflagen fördern aufgrund ihrer ECM-ähnlichen Struktur Zelladhäsion, -migration und -proliferation und ermöglichen gleichzeitig eine hohe Wirkstoffbeladung mit kontrollierter Freisetzung. Sie eignen sich daher als hoch substantive Wirkstoffdepots für wundheilungsfördernde Substanzen, darunter Phytotherapeutika, Antibiotika, Antiphlogistika, Wachstumsfaktoren und sogar lebende Zellen. Da sie sich biologisch abbauen, müssen diese Wundauflagen nicht mechanisch entfernt werden.
Aktuell sind elektrogesponnene Wundauflagen noch Nischenprodukte. In den USA werden bereits einige wenige Produkte kommerziell angeboten (Tabelle 2). Viele weitere elektrogesponnene Fasermaterialien befinden sich in der Entwicklung oder in klinischen Studien und sind noch nicht kommerziell erhältlich. Die aus der Forschung bekannten elektrogesponnenen Wundauflagen mit bioaktiven Wirkstoffen stehen meist noch auf der Stufe der präklinischen Erprobung oder am Anfang klinischer Studien.
| Produktname | Hersteller, Firma | Material | Einsatzbereich |
|---|---|---|---|
| SurgiClot® | St. Teresa Medical (USA) | Dextran-basierte Fasern | hämostatische Wundauflage, Blutstillung |
| EktoTherix® | Neotherix (UK) | bioabbaubare Polymermembran | Weichgewebe-Regeneration |
| Restrata® Wound Matrix | Acera Surgical Inc. (USA) | PLGA-Polydioxanon-Fasern | Wundheilungsmatrix |
| HealSmart™ | PolyRemedy (USA) | Polymercomposit mit Hyaluronsäure | allgemeine Wundversorgung |
| SpinCare™ (auch in Deutschland verfügbar) | Nanomedic Technologies (Israel) | System für direktes Aufbringen der Fasern auf die Wunde | Behandlung ohne Wundkontakt |