Fortschrittliche Wundauflagen mit integrierten Heilungssensoren für Echtzeit-Infektionsüberwachung

Multifunktionale antimikrobielle Auflagen wurden entwickelt, die fluoreszierende Sensoren enthalten, die unter UV-Licht hell leuchten, wenn eine Infektion einsetzt, und den Heilungsfortschritt überwachen können. Die intelligenten Auflagen nutzen die starken antibakteriellen und antimykotischen Eigenschaften von Magnesiumhydroxid.

Sie sind günstiger in der Herstellung als silberbasierte Auflagen, aber genauso effektiv bei der Bekämpfung von Bakterien und Pilzen, wobei ihre antimikrobielle Wirkung bis zu einer Woche anhält. Derzeit ist die einzige Möglichkeit, den Fortschritt von Wunden zu überprüfen, das Entfernen von Verbänden, was sowohl schmerzhaft als auch riskant ist und Erregern die Chance gibt, anzugreifen. Die einfache Erkennung von Problemen würde die Notwendigkeit häufiger Verbandswechsel reduzieren und Wunden besser schützen.

Obwohl Magnesium als antimikrobiell, entzündungshemmend und hoch biokompatibel bekannt ist, gab es bisher wenig praktische Forschung dazu, wie es auf medizinisch relevanten Oberflächen wie Auflagen und Verbänden eingesetzt werden könnte. Das Team entwickelte fluoreszierende Magnesiumhydroxid-Nanosheets, die sich den Kurven von Verbandsfasern anpassen können.

Das Forschungsteam synthetisierte die Nanosheets, die 10.000- bis 100.000-mal dünner sind als ein menschliches Haar, und bettete sie in einen Satz Nanofasern ein. Die Magnesiumhydroxid-Nanosheets reagieren auf pH-Änderungen, was sie ideal als Sensoren zur Verfolgung der Heilung macht.

Gesunde Haut ist von Natur aus leicht sauer, während infizierte Wunden mäßig alkalisch sind. Unter UV-Licht leuchten die Nanosheets in alkalischen Umgebungen hell auf und verblassen in sauren Bedingungen, was die unterschiedlichen pH-Werte anzeigt, die die Phasen der Wundheilung markieren. Die Nanosheets lassen sich leicht auf jede biokompatible Nanofaser integrieren, was bedeutet, dass sie dann auf Standard-Baumwollverbände aufgebracht werden können.

Labortests zeigten, dass die Magnesiumhydroxid-Nanosheets für menschliche Zellen ungiftig sind, während sie aufkommende Erreger wie medikamentenresistente Goldstaphylokokken und Candida auris zerstören. Der Herstellungsprozess der fluoreszierenden Nanosheets war einfach für eine potenzielle Massenproduktion skalierbar.