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Mar 29, 2023

Bahnbrechende Behandlungen für eine beschleunigte Wundheilung zusammengefasst

6. Juni 2023

Feature vom 6. Juni 2023

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von Thamarasee Jeewandara, Medical Xpress

Patienten, die Hautverletzungen erleiden, erleiden Krankenhausaufenthalte, Infektionen und/oder erliegen dem Tod; Daher zielen Fortschritte in der Wundheilung darauf ab, die klinischen Praktiken zu verbessern, die der Heilung im Makromaßstab zugrunde liegen, um wirksam in die Pathophysiologie im Mikromaßstab einzugreifen. Daher haben Strategien zur Optimierung der Wundheilung die Entwicklung neuer therapeutischer Produkte motiviert.

In einem neuen Bericht in Science Advances fassten Benjamin Freedman und ein Forscherteam der School of Engineering, des Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering und des Brigham Women's Hospital in Harvard die Fortschritte bei der Entwicklung neuer Medikamente, Biomaterialtherapien und biologischer Therapien zusammen Produkte zur Wundheilung. Sie klassifizierten die Produkte als vermarktete Therapien und Wirkstoffe für klinische Studien, um ihre erfolgreiche und beschleunigte Umsetzung für die Wundheilung zu untersuchen.

Der Zeitrahmen der Wundheilung kann variieren und den Genesungsprozess des Patienten beeinflussen. Die meisten Wunden werden entsprechend ihrem klinischen Erscheinungsbild in akute oder chronische Situationen eingeteilt. Unbehandelte Wunden können Zelltod und Nekrose erleiden und stellen eine Ischämie im Vergleich zu einer unzureichenden Durchblutung aufgrund mikrovaskulärer Schäden und Vasokonstriktion dar. Der Ernährungszustand, die Gesundheit von Fibroblastenzellen und Vorläuferzellen sowie die infektiöse Keimbelastung können zum Fortschreiten der Krankheit beitragen.

Eine normale Heilung ist mit einer Reihe von Ereignissen verbunden, darunter Entzündungen, Umbau und Reparatur. Wunden, die keine normalen Phasen durchlaufen, bleiben in einem fehlregulierten Entzündungszustand mit mehreren Abgrenzungsnuancen.

Druckgeschwüre entstehen beispielsweise durch eine zunehmende Tiefe der Gewebenekrose und Schmerzen durch mikrovaskuläre Verletzungen, die zu Geschwürbildung und Hautverschlechterung führen und das darunter liegende Fett oder tiefer liegende Strukturen erreichen. Die daraus resultierenden Wunden erfordern eine spezielle Pflege. Bioingenieure und Materialwissenschaftler in der medizinischen Forschung haben umfangreiche Bibliotheken mit Wundversorgungstechnologien erstellt, um eine fortschreitende Heilung zu ermöglichen.

Freedman und Kollegen beobachteten die wirtschaftlichen Herausforderungen der Wundversorgung in Gesundheitssystemen, die ein zunehmendes Risiko bei Patienten mit Alter und Fettleibigkeit sowie bei Patienten mit Hochrisiko-Komorbiditäten zeigten. Chirurgische Wunden stellen die größte Wundgruppe dar und erfordern sorgfältige Operationstechniken und optimale Nahtmaterialien in Krankenhäusern. Bestehende Standards für die interventionelle Heilung basieren auf der Vorbereitung eines lebensfähigen Wundbetts für die unterstützte Heilung, um Fremdmaterialien und ischämisches Gewebe zu entfernen. Komplexere Wunden erfordern eine Sekundärheilung oder einen Brückenverschluss. Druckverletzungen stellen bei bettlägerigen Patienten ein schwerwiegenderes Problem dar.

Das Team listete die Grundsätze der Behandlung offener Wunden wie folgt auf:

Sie diskutierten die Möglichkeiten zur Minimierung von Entzündungen und zur Entwicklung einer aktiven Proliferation als Heilungsreaktion. Mehrere Methoden auf dem Markt zielen darauf ab, eine erhöhte Proteaseaktivität bei beeinträchtigten Wunden zu erkennen und eine topische Sauerstofftherapie und Ultraschalltherapie anzuwenden.

Die Studienergebnisse verdeutlichten die Notwendigkeit zusätzlicher Strategien, einschließlich der Heilung chronischer Wunden auf komplexen und komplizierten Ebenen. Die meisten Fortschritte bei der Intervention zielen auf koordinierte zelluläre Prozesse ab, um die Wundversorgung zu optimieren. Allerdings sind solche Methoden noch immer unvollständig verstanden und erfordern fortlaufende Innovationen in der Forschung. Freedman und das Team beschrieben das Hauptziel bestehender kommerziell erhältlicher interventioneller Biomaterialien darin, für Flüssigkeitsausscheidung, Feuchtigkeitsausgleich und Druckentlastung zu sorgen, um Infektionen vorzubeugen.

Die fortschrittlichen Biomaterialien, die für die interventionelle Heilung entwickelt werden, können von der extrazellulären Matrix inspirierte biophysikalische Signale nachahmen, um Immunreaktionen zur Behandlung und Lösung von Entzündungen zu regulieren. Solche Fortschritte können zur Behandlung von Patienten auf zellulärer Ebene eingesetzt werden, wo durch Hydrogele beeinflusste Abgabesysteme die anhaltende Freisetzung von stimuliresponsiven Arzneimittelmolekülen ermöglichen können, um Patienten bei der Einhaltung neuer Therapien zu unterstützen. Die Ergebnisse können klinische Studien mit neuen Arzneimitteln und biologischen Produkten zur therapeutischen Behandlung akuter und chronischer Wunden erleichtern.

Akute Wunden, die durch chirurgische und traumatische Ereignisse entstehen, können mit Verbänden behandelt werden, um Blutungen zu hemmen und die Heilung wirksam zu fördern. Forscher haben kürzlich adhäsive Hydrogele mit chirurgischen Netzen kombiniert, um deren starke Haftung und Flexibilität unter mechanischer Belastung zu demonstrieren. Freedman und Kollegen beschrieben bestehende fortschrittliche Wundtherapien in der klinischen Pipeline für Wundmanagement, Infektionsbekämpfung und biologische Intervention. Dazu gehören fortschrittliche narbenhemmende und heilungsfördernde Therapien. Beispielsweise kann eine zelldurchdringende asymmetrische interferierende RNA, die als intradermale Injektion verabreicht wird, auf den Bindegewebswachstumsfaktor abzielen, um Narbenbildung zu bekämpfen.

Neue Peptidformeln zur Behandlung von venösen Beingeschwüren und diabetischen Fußgeschwüren befinden sich derzeit in klinischen Studien der Phasen 1 und 2. Auch Therapien der nächsten Generation zur Behandlung von Verbrennungen befinden sich in klinischen Studien. Beispielsweise ist das im Handel erhältliche NexoBrid ein topisches Mittel, das aus Enzymen besteht, die aus einer Ananaspflanze isoliert wurden und einige Proteinasen enthalten, um beschädigtes/totes Gewebe innerhalb weniger Stunden nach der Anwendung selektiv und schnell zu entfernen. Die Ergebnisse klinischer Studien der Phase 3 haben die Wirkung des topischen Wirkstoffs auf die Heilung von interessierenden Gewebebereichen ohne schwerwiegende Nebenwirkungen gezeigt. In ähnlicher Weise werden auch mehrere zellbasierte Therapien für eine angemessene Intervention untersucht.

Auf diese Weise fassten Benjamin Freedman und Kollegen mehrere Methoden der interventionellen Wundversorgung zusammen und erläuterten detailliert ihre Wirkmechanismen in präklinischen und klinischen Umgebungen zur Behandlung akuter und chronischer Wunden. Diese Methoden konzentrieren sich auf sehr unterschiedliche Phasen der Wundheilung, einschließlich des dichten Verschlusses der Wunde, um Homöostase herzustellen und das Immunsystem während einer Entzündung zu modulieren, sowie auf die Zellproliferation und den Umbau im Eingriffsbereich. Die Bioingenieure und Materialwissenschaftler hoffen, dass zukünftige Wundauflagen die einzigartige Umgebung einer betroffenen Region erkennen und personalisierte Strategien zur autonomen Regulierung der Medikamentendosis für jeden Patienten liefern können.

Als strategischen Arbeitsplan für Bioingenieure schlagen Freedman und das Team die Entwicklung eines evidenzbasierten Zielprofils und einer Patentierungsstrategie vor, um neue Wundversorgungsprodukte effektiv von der Praxis auf das Krankenbett im Gesundheitswesen zu übertragen. Die industrielle Umsetzung der Standardversorgung erfordert starke klinische Daten, damit neue Methoden über den Standard hinaus bestehen und die Lebensqualität der Patienten positiv beeinflussen können.

Mehr Informationen: Benjamin R. Freedman et al., Bahnbrechende Behandlungen für eine beschleunigte Wundheilung, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.ade7007

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