Neues Hydrogel zur Behandlung infizierter Wunden entwickelt

von | Aug. 8, 2025 | Forschung, Gesundheit, Nachhaltigkeit

Ein Forschungsteam aus mehreren renommierten chinesischen Institutionen hat ein innovatives Hydrogel entwickelt, das die Behandlung infizierter Wunden revolutionieren könnte. Das PSG15-Hydrogel, bestehend aus ε-Poly-L-Lysin in einer Natriumalginat/Gelatin-Matrix, bekämpft effektiv Infektionen und fördert gleichzeitig die Wundheilung. Die Ergebnisse der Studie, veröffentlicht in der Fachzeitschrift „Burns & Trauma“, zeigen vielversprechende Anwendungen für die klinische Wundversorgung.

Infizierte Wunden, insbesondere durch Bakterien wie Escherichia coli und Staphylococcus aureus, stellen eine wachsende Herausforderung dar, da Antibiotikaresistenzen die Wirksamkeit herkömmlicher Behandlungen einschränken. Hydrogele bieten eine Alternative, indem sie Wirkstoffe gezielt an der Wundstelle freisetzen. Bisher konnten jedoch nur wenige Hydrogele sowohl Infektionen kontrollieren als auch die Geweberegeneration unterstützen. Das neue PSG15-Hydrogel adressiert diese doppelte Herausforderung durch die Integration eines antimikrobiellen Peptids in eine biokompatible Matrix.

Dieses Diagramm veranschaulicht die Zusammensetzung und Funktion des Hydrogels ε-PLL@SA/Gel (PSG) bei der Förderung der Wundheilung. Das aus Natriumalginat, Gelatine und ε-Poly-L-Lysin (ε-PLL) hergestellte Hydrogel wird durch Kalziumionen vernetzt und bildet eine stabile Struktur. Bei der Anwendung auf infizierten Wunden reguliert das Hydrogel die Makrophagenpolarisierung, verbessert die Angiogenese (CD31) und fördert die Kollagenablagerung. Außerdem moduliert es die Mikrobiota der Haut, indem es pathogene Bakterien wie S. aureus und E. coli hemmt und gleichzeitig das Wachstum nützlicher Mikroorganismen fördert. Die Grafik zeigt die Wirkung des Hydrogels sowohl bei der Bakterienhemmung als auch bei den Gewebereparaturprozessen.
Dieses Diagramm veranschaulicht die Zusammensetzung und Funktion des Hydrogels ε-PLL@SA/Gel (PSG) bei der Förderung der Wundheilung. Das aus Natriumalginat, Gelatine und ε-Poly-L-Lysin (ε-PLL) hergestellte Hydrogel wird durch Kalziumionen vernetzt und bildet eine stabile Struktur. Bei der Anwendung auf infizierten Wunden reguliert das Hydrogel die Makrophagenpolarisierung, verbessert die Angiogenese (CD31) und fördert die Kollagenablagerung. Außerdem moduliert es die Mikrobiota der Haut, indem es pathogene Bakterien wie S. aureus und E. coli hemmt und gleichzeitig das Wachstum nützlicher Mikroorganismen fördert. Die Grafik zeigt die Wirkung des Hydrogels sowohl bei der Bakterienhemmung als auch bei den Gewebereparaturprozessen.

Das Hydrogel wurde durch Vernetzung von Natriumalginat und Gelatin mit Calciumchlorid hergestellt und umfassend auf seine mechanischen Eigenschaften, Biokompatibilität und antibakterielle Wirkung getestet. In Laborexperimenten reduzierte PSG15 die bakterielle Belastung durch E. coli um 89,53 % und durch S. aureus um 92,21 %. In Tiermodellen beschleunigte es den Wundverschluss, förderte die Bildung neuer Blutgefäße und unterstützte die Kollagenablagerung. Histologische Analysen zeigten eine verbesserte Geweberegeneration mit besser organisierten Kollagenfasern und einer erhöhten Anzahl neuer Blutgefäße im Vergleich zu unbehandelten Wunden.

Ein weiterer Vorteil von PSG15 ist seine Fähigkeit, die Entzündungsreaktion zu modulieren, indem es die Polarisation von Makrophagen hin zu einem regenerationsfördernden Phänotyp lenkt. Zudem erhält das Hydrogel die Vielfalt der Hautmikrobiota, was das Überwachsen pathogener Bakterien verhindert. Diese Eigenschaften machen PSG15 zu einem vielversprechenden Kandidaten für die klinische Anwendung, da es nicht nur Infektionen bekämpft, sondern auch die Heilung unterstützt und die Abhängigkeit von systemischen Antibiotika reduzieren könnte.

Die Forschenden betonen, dass PSG15 durch seine Biokompatibilität und Ungiftigkeit besonders für den klinischen Einsatz geeignet ist. Zukünftige Studien sollen die Wirksamkeit des Hydrogels bei chronischen Wunden, wie etwa diabetischen Geschwüren, untersuchen und die Mechanismen seiner Wechselwirkungen mit der Hautmikrobiota weiter erforschen, um das therapeutische Potenzial weiter zu optimieren. Mit diesen Eigenschaften könnte PSG15 einen wichtigen Beitrag zur Bekämpfung von Antibiotikaresistenzen und zur Verbesserung der Wundversorgung leisten.

Original Paper:

multifunctional injectable ε-poly-L-lysine-loaded sodium-alginate/gelatin hydrogel promotes the healing of infected wounds by regulating macrophage polarization and the skin microbiota | Burns & Trauma | Oxford Academic

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Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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