Neue antimikrobielle Beschichtungen für Wundauflagen mittels Zinkoxid

idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
idw-Abo
Medienpartner:
Wissenschaftsjahr


Teilen: 
11.07.2019 13:35

Neue antimikrobielle Beschichtungen für Wundauflagen mittels Zinkoxid

Anne Brüche Forschungsmarketing
INNOVENT e.V. Technologieentwicklung Jena

    Wissenschaftler der Industrieforschungseinrichtung INNOVENT e.V. haben in Kooperation mit dem in-vitro Forschungslabor der Klinik für Hautkrankheiten des Universitätsklinikums Jena, eine zinkoxidhaltige antimikrobielle Beschichtung für Wundauflagen entwickelt. Antibakterielle Wundauflagen können dabei helfen, infizierte oder chronische Wunden zu therapieren. Im Fokus der Untersuchungen standen eine sehr gute Wirksamkeit gegen verschiedene Mikroorganismen und eine optimale Verträglichkeit mit menschlichen Zellen.

    Das Thema Wundinfektionen ist im Bereich der Krankenhausversorgungen und der ambulanten Betreuung von Patienten ein bekanntes und kostenintensives Problem. Durch die Ausbreitung von antibiotikaresistenten Bakterien wird diese Situation weiter verschärft. Verfügbare Budgets können die Kosten für derartige Behandlungen meist nicht vollständig decken. In diesem Zusammenhang haben Wissenschaftler der Forschungseinrichtung INNOVENT e.V. aus Jena eine Beschichtung entwickelt, die nicht nur die gängigen Produkte am Markt in Bezug auf Wirkung und Verträglichkeit schlägt, sondern auch in der Herstellung und Umsetzung kostengünstig ist.

    Zinkoxid als Alternative

    Vielseitig angewendete Präparate und Produkte für die Behandlung von infizierten Wunden sind unter anderem Polyhexanid (PHMB) und silberhaltige Wundauflagen. Im Fall von PHMB und anderen quaternären Ammoniumverbindungen sind die Toxizität und die teilweise vorhandene Karzinogenität ein Risiko. Dieses Risiko kann bei der Verwendung von silberhaltigen Produkten zwar reduziert werden, dennoch ist Silber kein im Körper verstoffwechselbares Element. Zinkoxid wiederum zeichnet sich durch seine antimikrobielle Wirkung und seine gute Hautverträglichkeit aus und ist bereits seit Jahren wichtiger Bestandteil diverser dermatologischer/kosmetischer Produkte. Zusätzlich zählt Zink zu den essentiellen Spurenelementen für den Stoffwechsel. Es ist Bestandteil einer Vielzahl von Enzymen und nimmt eine Schlüsselrolle im Zucker-, Fett- und Eiweißstoffwechsel ein. Sowohl das Immunsystem und viele Hormone benötigen Zink für ihre Funktion. Als Alternative für einen antimikrobiellen und gut verträglichen Wirkstoff ist Zinkoxid damit prädestiniert.

    Applikation und Analyse

    In zahlreichen Versuchen auf verschiedenartige, für Wundauflagen geeignete Textilien konnte mittels der neuen und innovativen Technik der Atmosphärendruckplasmabeschichtung (APCVD-Plasma-Beschichtung) eine mit Zinkoxid dotierte Verbundschicht aufgebracht und anschließend bewertet werden. Hierbei werden feinste Zinkoxidpartikel in einem Siliziumoxid-Matrixverbund an der Oberfläche der jeweiligen Textilien appliziert. Das Erscheinungsbild dieser Beschichtungen auf einem Textil ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Wirksamkeit von Zinkoxid gegen multiresistente Keime zeigte sich bereits bei sehr geringer Konzentration: Es war nur eine Wirkstoffkonzentration von 5 Atomprozent in der Beschichtung notwendig um beispielsweise eine sehr gute antimikrobielle Wirkungen gegen die Krankenhauskeime S.aureus (MRSA) und K.pneumoniae nach JIS L 1902 / ISO 20743 zu erzielen. Weiterhin konnten die Zinkoxid-haltigen Beschichtungen auch das Bakterienwachstum gegen Escherichia coli um 100% verringern. Abbildung 2 zeigt die schnelle Wirkung der mit Zinkoxid ausgestatteten Wundauflagen gegen E.coli Bakterien nach nur 3 Stunden Inkubation. Am Markt verfügbare silberhaltige Produkte haben in der gleichen Zeit eine geringere Wirkung erzielen können.

    Wirkung auf menschliche Zellen

    Ein wesentlicher Punkt in der Anwendung von antimikrobiell wirkenden Beschichtungen ist die Überprüfung der zytotoxischen Wirkung auf menschliches Gewebe. Durch eine an die DIN 10993-5 angelegte In-vitro-Überprüfung des zytotoxischen Potentials konnte für alle getesteten Materialien eine gute Zellverträglichkeit nachgewiesen werden. Durch die Nutzung eines 3D-Hautmodells war eine anwendungsnahe Überprüfung der Wirkung auf menschliche Zellen möglich. Auch hierbei zeigten die mit Zinkoxid beschichteten Wundauflagen eine optimale Verträglichkeit.


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    INNOVENT e.V. Technologienentwicklung Jena
    Dr. Bernd Grünler
    Prüssingstraße 27B
    07745 Jena
    E-Mail: bg@innovent-jena.de


    Originalpublikation:

    Quellen:
    S. Spange, O. Beier, E. Jäger, L. Friedrich, A. Pfuch, J. Schmidt, A. Schimanski, B. Grünler; "Antibakterielle Schichten für die Medizintechnik, hergestellt mittels Atmosphärendruckplasmen" Jahrbuch Oberflächentechnik Band 70 (2014), Hrsg. T. Sörgel, Leuze Verlag Bad Saulgau, S. 277 - 292 (ISBN 978-3-87480-2857)


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler
    Biologie, Medizin, Umwelt / Ökologie, Werkstoffwissenschaften, Wirtschaft
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


    Abb. 1: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme einer mit Zinkoxid ausgestatteten Wundauflage


    Zum Download

    x

    Abb. 2: Wirkung der mit Zinkoxid beschichteten Textilien gleichauf mit Silber und am Markt vorhandenen Produkten überlegen


    Zum Download

    x

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).

    Cookies optimieren die Bereitstellung unserer Dienste. Durch das Weitersurfen auf idw-online.de erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Datenschutzerklärung
    Okay