Forscher der Chalmers University of Technology in Schweden haben ein mikrofluidisches System entwickelt, um die Wirkung elektrischer Stimulation bei der Wundheilung zu testen. Die Forscher hoffen, dass ihre Experimente zu neuen medizinischen Geräten führen könnten, die bei chronischen Wunden helfen können. Ihr mikrofluidischer Chip enthält künstliche Haut, die eine Zellschicht enthält, die die Forscher „aufwickeln“ und dann elektrisch aufladen können. Bisher haben sie gezeigt, dass die Wunde durch die Stimulation mit Strom dreimal schneller heilt als eine nicht stimulierte Kontrollwunde. Das Team hofft, den Ansatz weiterzuentwickeln, um eine Wundheilungstechnologie für Patienten mit chronischen Wunden zu entwickeln.
Chronische Wunden sind eine große Belastung für diejenigen, die sie erleben, mit anhaltenden Schmerzen und Beschwerden, einem erhöhten Infektionsrisiko und sogar einer Amputation, wenn sich die Situation verschlimmert. Die Wundheilung ist bei verschiedenen Zuständen beeinträchtigt, einschließlich bei Patienten mit geschwächtem Immunsystem und bei Patienten mit Diabetes. Die Entwicklung neuer Technologien, die diesen Patienten bei der Wundheilung helfen können, würde einen großen Beitrag zur Linderung dieser Belastung leisten.
„Chronische Wunden sind ein riesiges gesellschaftliches Problem, von dem wir nicht viel hören“, sagte Maria Asplund, eine an der Studie beteiligte Forscherin. „Unsere Entdeckung einer Methode, die Wunden bis zu dreimal schneller heilen kann, kann unter anderem für Diabetiker und ältere Menschen, die oft stark unter nicht heilenden Wunden leiden, eine Wende bedeuten.“
Die Technologie basiert auf dem Konzept elektrotaktischer Hautzellen, bei denen Hautzellen in einer Petrischale unter dem Einfluss von Elektrizität in die gleiche Richtung wandern wie ihre zufälligen Bewegungen, wenn kein Strom angelegt wird. Das Anlegen eines elektrischen Felds an eine Wunde könnte den Zellen helfen, sich zusammenzuziehen, wodurch der Heilungsprozess beschleunigt wird.
Bisher ist die Forschung sehr vielversprechend, da Elektrizität zu Heilungsraten führt, die dreimal so schnell sind wie bei Kontrollen, als die Forscher den Prozess in einer benutzerdefinierten mikrofluidischen Plattform testeten. „Wir konnten zeigen, dass die alte Hypothese zur Elektrostimulation genutzt werden kann, um Wunden deutlich schneller heilen zu lassen“, sagt Asplund. „Um genau zu untersuchen, wie das bei Wunden funktioniert, haben wir eine Art Biochip entwickelt, auf dem wir Hautzellen gezüchtet haben, in die wir dann winzige Wunden gemacht haben. Dann haben wir eine Wunde mit einem elektrischen Feld stimuliert, was eindeutig dazu geführt hat, dass drei Wunden geheilt sind mal so schnell wie die Wunde, die ohne elektrische Stimulation heilt.“
Studieren im Journal Labor auf einem Chip: Bioelektronische mikrofluidische Wundheilung: eine Plattform zur Untersuchung der Gleichstromstimulation verletzter Zellkollektive
Über: Technische Universität Chalmers