Chinesische Wissenschaftler haben einen neuen Wundkleber entwickelt, der selbst stark blutende Herzverletzungen in wenigen Sekunden abdichten kann. Der Einsatz war bereits erfolgreich in Tierversuchen mit Schweinen.
Hangzhou (China). Zur Behandlung von Wunden an inneren Organen verwenden Ärzte derzeit vor allem konventionelle Fäden, Drähte und Klammern, deren Anwendung beispielsweise in Lunge und Herz sehr problematisch ist, da diese Organe ständig in Bewegung sind. In vielen Fällen führt die Kontraktion der Organe dazu, dass sich die Wundverschlüsse vor der endgültigen Heilung von selbst lösen. Aus diesem Grund suchen Wissenschaftler seit langem nach neuen Materialien, um auch diese Wunden besser behandeln zu können.
Forscher der chinesischen Zhejiang University School of Medicine haben jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications einen Klebstoff vorgestellt, der bereits in ersten Tierversuchen mit Schweinen erfolgreich getestet wurde. Die große Herausforderung bei der Entwicklung eines Wundklebers besteht darin, dass das Material trotz der feuchten Umgebung schnell aushärten und dauerhaft haften muss.
In der Vergangenheit wurde bereits mit Hydrogelen auf Polymerbasis experimentiert, die gut auf nassen Gewebeoberflächen haften, aber zu langsam aushärten und nicht flexibel genug sind, um sich Bewegungen anzupassen. Darüber hinaus sind einige von ihnen für den Menschen giftig.
Aus diesem Grund hat sich das Team um Yi Hong bei der Entwicklung des Wundklebers die extrazelluläre Matrix, eine Gewebeart, die bereits im menschlichen Körper vorkommt, als Vorbild genommen. Als interzelluläre Masse kommt die extrazelluläre Matrix in großen Mengen im Bindegewebe vor. Das Gewebe besteht aus Wasser, Kollagen, Glykosaminoglykanen wie Hyaluronsäure und zeichnet sich durch seine hohe Flexibilität und hohe Stabilität aus.
Um den künstlichen Wundkleber herzustellen, haben die Wissenschaftler die Struktur nachgebaut. Dazu wurden Hyaluronsäure (HA-NB), die mit Butanamiden kombiniert wurde, und Gelatine (GelMA) verwendet. So konnte ein Klebstoff hergestellt werden, der nach Angaben der Forscher „das gleiche Verhältnis von GelMA zu HA-NB aufweist wie Kollagene und Glykosaminoglykane im menschlichen Bindegewebe“.
Das neue Hydrogel reagiert auf UV-Strahlung und kann unter Lichteinwirkung innerhalb von ca. 20 Sekunden ausgehärtet werden. Die Moleküle des Klebstoffs verbinden sich mit dem Gewebe des zu behandelnden Organs. Tierversuche mit Schweinen haben gezeigt, dass der so hergestellte Wundverschluss so hochelastisch und haltbar ist, dass auch Krämpfe unbeschadet überstanden werden. Die Wissenschaftler experimentierten mit einem Blutdruck von bis zu 290 Millimeter Quecksilber (mmHG), einem Wert, der den menschlichen Blutdruck deutlich übertrifft.
Die Tests zeigten, dass selbst stark blutende Herzverletzungen bei Schweinen allein mit dem Kleber ohne zusätzliche Hilfsmittel verschlossen werden können. Auch bei späterer Kontrolle waren die Wunden nach der Operation noch vollständig verschlossen. „Die Ergebnisse zeigen, dass das synthetische Gel mit seinen kontrollierbaren Polymerisationseigenschaften Blutungen an Herzwunden schnell und dauerhaft stoppen kann“, schlussfolgern die Wissenschaftler.
Weitere Studien sollen nun zeigen, wie lange der Kleber möglichst lange hält. Darüber hinaus sollten mögliche Nebenwirkungen untersucht werden, bevor klinische Studien mit menschlichen Patienten durchgeführt werden.