Ein Verband mit hautfreundlichen Membranen aus Cellulose tötet Bakterien äußerst effizient ab. Die Methode dahinter: Integrierte Peptide.
Dringen Keime in eine Wunde ein, können sie eine dauerhafte Infektion auslösen. Gerade bei komplexen Wunden gibt es dann ein weiteres Problem: die zunehmende Antibiotika-Resistenz. Forscher der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt in St. Gallen haben daher Cellulose-Membranen entwickelt, mit denen sich derartige Infektionen im Keim ersticken lassen.
Katharina Maniura und ihr Team stellten hierzu feine Membranen aus pflanzlicher Cellulose mittels Electrospinning her. Die Cellulosefasern mit einem Durchmesser unter einem Mikrometer wurden zu einem zarten dreidimensionalen Gewebe in mehreren Schichten gesponnen. Besonders flexibel und gleichzeitig stabil wurden die Membranen, nachdem die Forscher zusätzlich das Polymer Polyurethan mit eingesponnen hatten.In Gegenwart der multifunktionalen Eiweissbausteine einer Cellulose-Oberfläche heften sich Fibroblasten besser an und beginnen, sich gleichmässig zu verteilen. © EmpaUm einen antibakteriellen Effekt zu erzielen, entwarfen sie die Peptide, die sich einerseits an die Cellulosefasern binden können und zudem eine antimikrobielle Aktivität aufweisen. Diese Peptide haben den Vorteil, dass sie einfacher herzustellen sind und stabiler bleiben als grössere Proteine, die empfindlicher auf die chemischen Bedingungen in einer Wunde reagieren.
Behandelte man die Cellulose-Membranen mit einer derartigen Peptidlösung, sättigte sich das Faserngerüst mit den Eiweissbausteinen. In Zellkulturexperimenten wiesen die Forscher daraufhin nach, dass die Peptid-haltigen Membranen für menschliche Hautzellen gut verträglich sind.
Für Bakterien wie Staphylokokken, die häufig in schlechtheilenden Wunden zu finden sind, waren die Cellulose-Membranen hingegen ein Todesurteil. „In Bakterienkulturen wurden über 99,99 Prozent der Keime durch die Peptid-haltigen Membranen abgetötet“, erklärt Maniura.
Künftig sollen die antimikrobiellen Membranen zudem mit weiteren Funktionen ausgestattet werden. Maniura sagt: „Die Peptide könnten beispielsweise mit Bindungsstellen funktionalisiert werden, die eine kontrollierte Abgabe von weiteren therapeutischen Wirkstoffen ermöglichen.“
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung der Empa – Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt.
Bildquelle: Empa
