Forscher der Fudan-Universität entwickeln intelligentes Hydrogel für stadienabhängige Wundbehandlung

Ein Forschungsteam der Fudan-Universität hat eine Hydrogel-Technologie entwickelt, die auf Mikroumgebungsveränderungen in Wunden reagiert und eine präzise, stadienabhängige Behandlung infizierter Verletzungen ermöglicht. Das Material, das aus einem ineinandergreifenden Netzwerk von Natriumalginat und Carboxymethylchitosan besteht, enthält Tanninsäure und zinkdotierte bioaktive Glasbestandteile, die funktionelle Wirkstoffe basierend auf dem pH-Wert in der Wundumgebung freisetzen.

Unter der Leitung von Prof. Xiangchao Meng entwickelte das Team das Hydrogel so, dass es pH-Änderungen erkennt und sein therapeutisches Verhalten dynamisch anpasst. Während der Infektion, wenn Wunden typischerweise sauer werden, zieht sich das Gel zusammen und setzt Tanninsäure frei, um Bakterien abzutöten und oxidativen Stress zu reduzieren. Mit fortschreitender Heilung und alkalischer werdender Umgebung dehnt sich das Gel aus und gibt allmählich Zink- und Calciumionen frei, die Angiogenese und Geweberegeneration fördern.

In präklinischen Rattenmodellen mit infizierten Wunden erreichte das Hydrogel innerhalb von nur 14 Tagen über 90 % Wundverschluss und übertraf damit Standardbehandlungen deutlich. Histologische Analysen zeigten eine verbesserte Kollagenablagerung, reduzierte Entzündungen und eine verbesserte Blutgefäßbildung in behandelten Wunden. Die Forschungsergebnisse sind in der Zeitschrift Biomedical Technology mit der DOI 10.1016/j.bmt.2025.100120 dokumentiert.

Die Fähigkeit des Hydrogels, in gesundem Gewebe inert zu bleiben und nur unter pathologischen Bedingungen aktiv zu werden, stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Wundversorgungstechnologie dar. Diese Eigenschaft reduziert den übermäßigen Einsatz von Medikamenten und begrenzt die Notwendigkeit häufiger Verbandswechsel, was es besonders vielversprechend für die Behandlung komplexer Wunden wie diabetischer Fußulzera oder postoperativer Infektionen macht, bei denen herkömmliche Behandlungen oft versagen.

Laut Meng passt sich dieses duale Funktionssystem jeder Heilungsphase an und unterstützt den Prozess aktiv, was einen Schritt in Richtung intelligenter Wundversorgung darstellt. Die Technologie demonstriert, wie Materialien, die auf biologische Signale reagieren können, Ansätze zur Behandlung von Verletzungen und Krankheiten neu definieren könnten. Die Forschung wurde durch mehrere Finanzierungsquellen unterstützt, darunter das Jugendprogramm des Minhang-Krankenhauses, das Shanghai Minhang District Medical Specialty Construction Project, Naturwissenschaftliche Forschungsprojekte des Minhang-Bezirks und das Zhejiang Provincial Medicine and Health Technology Project.

Die Entwicklung dieses mikroumgebungsresponsiven Hydrogels adressiert einen kritischen Bedarf in der Wundversorgung, bei der aktuelle Behandlungen oft die dynamische Natur von Heilungsprozessen nicht berücksichtigen. Durch die präzise, stadienabhängige Kontrolle therapeutischer Wirkstoffe könnte die Technologie Heilungszeiten verkürzen, Komplikationen minimieren und Ergebnisse für Patienten mit chronischen oder infizierten Wunden verbessern. Das Team erforscht nun die klinische Umsetzung und breitere Anwendungen dieses intelligenten Materialsystems.