Angewandte Chemie

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Chefredakteur: Peter Gölitz, Stellvertreter: Neville Compton, Haymo Ross

Online ISSN: 1521-3757

Associated Title(s): Angewandte Chemie International Edition, Chemistry - A European Journal, Chemistry – An Asian Journal, ChemistryOpen, ChemPlusChem, Zeitschrift für Chemie

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Presse-Mitteilung

Angewandte Chemie ,
doi: 10.1002/ange.201401043

Nr. 15/2014
25.4.2014

Nanopartikel statt Nadel und Faden

Wundverschluss und Organreparatur mit Nanopartikeln

Kontakt: Ludwik Leibler, ESPCI ParisTech (Frankreich)
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Organ Repair, Hemostasis, and In Vivo Bonding of Medical Devices by Aqueous Solutions of Nanoparticles

Blutungen stoppen, Wunden schließen, Organe zusammenflicken – das sind alltägliche Herausforderungen im medizinischen und chirurgischen Alltag. Französische Wissenschaftler stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie eine neue Methode zur wirkungsvollen Kontrolle von Blutungen und Reparatur von Organen vor, die auf wässrigen Nanopartikel-Lösungen basiert. Im Tierversuch zeigte sich der Ansatz als einfach anzuwenden, rasch und effektiv auch in Situationen, in denen herkömmlichen Techniken problematisch sind oder versagen.

Nanopartikel statt Nadel und Faden - Wundverschluss und Organreparatur mit Nanopartikeln
© Wiley-VCH

Nähte und Klammern sind effiziente Werkzeuge in der Wundbehandlung und Chirurgie. Allerdings stoßen sie an ihre Grenzen bei schlecht zugänglichen Körperregionen oder bei minimalinvasiven Eingriffen. Zudem beschädigt Nähen weiches Gewebe, wie Leber, Milz, Niere oder Lunge. Ein Kleber wäre eine wünschenswerte Alternative. Das Problem ist, dass im feuchten Milieu geklebt und dass die Klebestelle sofort belastet werden muss. Bisherige Klebetechniken haben mit Problemen zu kämpfen, wie mangelnder Haftung, Entzündungen aufgrund toxischer Substanzen oder sind sehr kompliziert in der Anwendung, da eine chemische Polymerisation oder Vernetzung kontrolliert stattfinden muss.

Das Team um Ludwik Leibler vom Laboratoire Matière Molle et Chimie (CNRS/ESPCI Paris Tech) und Didier Letourneur vom Laboratoire Recherche Vasculaire Translationnelle (INSERM/Universités Paris Diderot/Paris 13) hat jetzt einen völlig neuen Ansatz zum Kleben von lebendem Gewebe erfolgreich getestet: Einfach Tröpfchen einer Lösung mit Nanopartikeln auf die Wunde geben und etwa eine Minute zusammendrücken. Das Prinzip ist frappierend simpel: Die Nanopartikel breiten sich auf der Oberfläche aus und haften aufgrund von Anziehungskräften an das molekulare Netzwerk des Gewebes. Da sehr viele Nanopartikel vorhanden sind, halten Abermillionen von Verbindungen die beiden Oberflächen fest zusammen. Eine chemische Reaktion ist nicht notwendig. Für die Versuche verwendeten die Forscher Siliciumdioxid- und Eisenoxid-Nanopartikel.

Anders als bei herkömmlichem Wundkleber entsteht keine künstliche Barriere, sondern ein direkter Kontakt der beiden Wundseiten. Weil die Nanopartikel so klein sind, beeinträchtigen sie kaum den Wundheilungsprozess. Bei tiefen Hautwunden ist die Methode einfach anzuwenden und führt zu erstaunlich ästhetischen Heilungsergebnissen. Zudem lässt sich die Lage der Gewebeseiten zueinander korrigieren, ohne den Wundverschluss zu öffnen.

Mit wässrigen Nanopartikellösungen gelang es außerdem, Wunden der Leber unter blutenden Bedingungen rasch und wirkungsvoll zu reparieren, bei denen Nähen das Gewebe verletzen würde. Entweder wurde die Wunde geschlossen und die Wundränder durch die Nanopartikel verklebt oder, bei Teilentfernungen der Leber, wurden Blutungen rasch durch das Aufkleben eines Polymerstreifens über eine Nanopartikellösung gestoppt.

Den Forschern gelang zudem, eine bioabbaubare Membran an ein schlagendes Rattenherz zu kleben. Das eröffnet neue Perspektiven: So könnten medizinische Geräte zur Dosierung von Wirkstoffen, Stützen für verletztes Gewebe und Gerüste für die Gewebezucht angeklebt werden.

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Über den Autor

Dr. Ludwik Leibler ist Forschungsdirektor am Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) und Direktor des Soft Matter and Chemistry Laboratory an der Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielle (ESPCI ParisTech) in Paris. Er arbeitet auf dem Gebiet der Materialphysik und -chemie. Er wurde bereits von verschiedenen Organisationen ausgezeichnet, unter anderem der American Physical Society, der American Chemical Society, der Französischen Akademie der Wissenschaften, der Französischen Chemischen Gesellschaft und dem CNRS. Er ist ein Foreign Associate der National Academy of Engineering (USA), Mitglied der Nordrhein-Westfälische Akademie der Wissenschaften und der Künste sowie der Academia Europaea.

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