Hightech für die Heilung: Wie smarte Nanofasern chronische Wunden überwachen

Chronische Wunden sind für Betroffene oft eine langwierige und schmerzhafte Angelegenheit. Um den Heilungsverlauf zu kontrollieren, müssen Verbände regelmäßig gewechselt werden – ein Prozess, der nicht nur unangenehm ist, sondern auch das frisch gebildete Gewebe verletzen kann und obendrein das Risiko einer Infektion birgt. Doch was wäre, wenn der Verband selbst „mitdenken“ und den Zustand der Wunde melden könnte?

Genau daran arbeitet das Team des NMI Naturwissenschaftlichen und Medizinischen Instituts in Reutlingen im EU-geförderten Projekt WOUNDSENS. Partner sind das Unternehmen EvoEnzyme in Madrid, das die Enzyme anpasst, und das Institut Jean Lamour der Université de Lorraine, das leitfähige Materialien entwickelt. Ihr Ziel: eine intelligente Wundauflage, die mithilfe sensorischer Nanofasern Infektionen frühzeitig erkennt – ganz ohne ständiges Verbandwechseln.

Warum smarte Wundauflagen?

Bei kleineren Verletzungen reichen Pflaster oder Mullkompressen meist aus. Doch bei chronischen oder großflächigen Wunden braucht es mehr: moderne, feuchte Wundauflagen, die das Gewebe bei der Heilung unterstützen. Der Haken: Um zu prüfen, ob eine Infektion in der Wunde vorliegt, muss der Verband abgenommen werden – was schmerzhaft ist und die Heilung stören kann.

„Wir wollten eine Lösung, die direkt im Verband steckt“, erklärt Kai Fuchsberger vom NMI. Dafür sollen Sensoren entwickelt werden, die biochemische Veränderungen in der Wunde messen und drahtlos an medizinisches Personal übermitteln.

Nanofasern mit eingebautem Biosensor

Herkömmliche Sensoren sind jedoch oft hart und unflexibel – nichts, was man in einer empfindlichen Wunde haben möchte. Deshalb setzt das Team auf eine neue Methode: Elektrospinnen. Dabei werden aus einer Polymerlösung ultrafeine Fasern erzeugt, die ein weiches Vlies bilden, das sich optimal in einen Wundverband integrieren lässt – perfekt für medizinische Anwendungen.

Dr. Ruben Daum, Experte für elektrogesponnene Biomaterialien, erklärt: „Wir können Fasern herstellen, die nur wenige hundert Nanometer dünn sind – das ist hundertmal feiner als ein menschliches Haar.“ Die WOUNDSENS-Technologie macht es schließlich möglich, diese Fasern gezielt so zu gestalten, dass sie Sensorfunktionen übernehmen.

Enzyme in Hohlfasern – ein Mini-Labor auf der Wunde

Der Sensor besteht also aus winzigen Hohlfasern, die mithilfe spezieller Doppelnadeln gesponnen werden. Im Inneren dieser Fasern befinden sich Enzyme, die auf bestimmte Biomarker in der Wundflüssigkeit reagieren, also auf Substanzen, die bei einer Infektion ihre Konzentration verändern.

„Die Herausforderung ist, dass die Enzyme beim Spinnen nicht beschädigt werden dürfen“, so Daum. Doch erste Tests zeigen: Die Methode funktioniert – und könnte sogar empfindlicher sein als herkömmliche Sensoren.

Ein Gewinn für Patient:innen und das Gesundheitssystem

Die Vorteile liegen auf der Hand: Weniger Verbandwechsel bedeuten weniger Schmerzen, ein geringeres Infektionsrisiko und eine schnellere Heilung. Statt alle zwei bis drei Tage zu wechseln könnte der Verband bis zu sieben Tage auf der Wunde bleiben. Die Daten können per Bluetooth an eine App oder ein medizinisches Gerät gesendet werden. So kann das Pflegepersonal gezielt eingreifen, wenn sich der Zustand verschlechtert.

Langfristig könnte die Technologie sogar in der Telemedizin eingesetzt werden, etwa zur Fernüberwachung von Patient:innen mit chronischen Wunden.

Forschung mit Blick auf den Alltag

Zunächst musste das WOUNDSENS-Team jedoch ein Verständnis für die Vielfalt von Wunden bekommen. Dafür führten sie Interviews mit Betroffenen und Pflegekräften. Denn jede Wunde ist anders – und nicht jede ist für sensorische Auflagen geeignet. Besonders vielversprechend ist der Einsatz bei chronischen, nässenden Wunden, jedoch auch bei Brandverletzungen oder schwer zugänglichen Operationswunden.

Das Projekt WOUNDSENS zeigt eindrucksvoll, wie Biointelligenz – also die Verbindung von Biologie, Materialwissenschaft und Digitalisierung – unser Gesundheitssystem smarter und menschlicher machen kann.

Dieser Artikel basiert auf einem Fachartikel von Dr. Ruth Menßen-Franz, veröffentlicht auf www.gesundheitsindustrie-bw.de. Er wurde mit Hilfe künstlicher Intelligenz für den vorliegenden Beitrag zusammengefasst.