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Chitosan in der Therapie gegen diabetische Geschwüre

Rund ein Drittel aller Diabetes Typ-2 Betroffenen entwickeln im Laufe ihrer Erkrankung diabetische Fußgeschwüre. Durch Biofilmbildung und multiresistente Keime kommt es bei 50 % der Betroffenen zu Entzündungen. In diesem Artikel wird eine Studie vorgestellt, die sich mit der Behandlung dieser mit chitosanhaltigen, metallischen Nanopartikeln beschäftigt, die an Toluidinblau als Photosensitizer gekoppelt wurden.

EIN NANO-PHOTOTHERANOSTISCHER ANSATZ MIT TOLUIDINBLAU-KONJUGIERTEN GOLD-SILBER-KERNSCHALEN ZUR PHOTODYNAMISCHEN THERAPIE VON DIABETISCHEN FUSSGESCHWÜREN

Akhtar, F., Khan, A.U., Qazi, B., Kulanthaivel, S., Mishra, P., Akhtar, K., & Ali, A. (2021). A nano phototheranostic approach of toluidine blue conjugated gold silver core shells mediated photodynamic therapy to treat diabetic foot ulcer. Scientific Reports, 11.

Diabetes Typ-2 betrifft 90 bis 95 % aller Diabetes-Fälle und ist ein Gesundheitsproblem geworden. Vor allem immunsupprimierte Patienten leiden häufig an nicht-heilenden Wunden. Zudem entwickeln ein Drittel aller Diabetes Typ-2 Betroffenen im Verlauf der Krankheit Fußgeschwüre (diabetic foot infections (DFIs)), die sich zu 50 % infizieren. Dies führt durch eine Erhöhung der Morbidität, Mortalität und dem Risiko für Amputationen der unteren Extremitäten zu einer starken Verringerung der Lebensqualität der Betroffenen.
Verantwortlich für die Entzündungen sind in 65 % der Fälle Biofilme. Besonders S. aureus und P. aeruginosa führen zu DFIs. Durch die Biofilmbildung gestaltet sich eine Behandlung mit Antibiotika als schwierig. Zudem kommt es auch vermehrt zu Infektionen mit multiresistenten Keimen. Eine Alternative können metallische chitosanhaltige Nanopartikel sein. Diese können Erreger durch das Binden an der Zellmembran bzw. auch durch die Bildung von radikalen Sauerstoffspezies eliminieren. Zudem können auch Farbstoffe wie Toluidinblau (TBO) als antibakterielle Photosensitizer genutzt werden.
Aus dem Grund wurden in der folgenden Studie Chitosan-beschichtete Goldnanopartikel mit Silbermantel gekoppelt an TBO (TBO-chit-Au-AgNPs) als Therapie zur Behandlung von diabetischen Fußgeschwüren untersucht. Neben den Erfolg der Kopplung, die Zytotoxizität und die antimikrobielle Wirkung auf mono-bzw. polymikrobielle S. aureus und P. aeruginosa Biofilme, wurde auch in vivo die Wirksamkeit von TBO-chit-Au-AgNPs gegen DFIs an diabetischen Ratten untersucht.

ERGEBNISSE

  • Nachweis erfolgreiche Synthese von TBO-chit-Au-AgNPs mittels UV-Spektrometrie und Transmissionselektronenmikroskopie
  • Keine Detektion von Verunreinigungen und Aggregationen der Partikel
  • Starkes Zeta-Potential weist auf gute Stabilität und Biokompabilität hin
  • Keine Beobachtung von zytotoxischen Effekten mit und ohne Laserbestrahlung vermutlich durch biologische und chemische Eigenschaften des Chitosans
  • Reduzierung bakterielle Dichte bei Anwendung auf mono- und polymikrobielle Biofilme
  • Monomikrobielle Biofilme bei Belichtung stärker vermindert als polymikrobielle Biofilme
  • In vivo: Abheilen von DFI in Ratten innerhalb von 7 Tagen bei täglicher Behandlung
  • Reduzierte Level von IL-6 und TNF-α im Vergleich zur unbehandelten Gruppe, Hinweis auf Restauration der Immunsuppression

Zusammenfassung: In der Studie wurde festgestellt, dass die Verwendung von TBO-chit-Au-AgNPs die Dichte von mono-und polymikrobiellen S. aureus und P. aeruginosa Biofilmen verringert. Besonders bei monomikrobiellen Biofilmen wurde dabei der Effekt durch die Anregung von TBO mittels Laser verstärkt. Zudem wurden keine zytotoxischen Eigenschaften in vitro festgestellt. In vivo führte die Anwendung von TBO-chit-Au-AgNPs zu einer Reduzierung von Entzündungsmarkern, sowie zu einer Abheilung von DFI innerhalb von 7 Tagen bei täglicher Behandlung. Insgesamt sind dadurch TBO-chit-Au-AgNPs ein vielversprechender antibakterieller Ansatz um diabetische Fußgeschwüre zu behandeln.

antibakteriell, Chitosan-Nanopartikel, diabetes

Kongresse und Messen

Treffen Sie uns 2023 auf folgenden Messen:

  • EASO Winterschool 2023, Wittenberg, Deutschland, 15.02.-18.02.2023
  • EUCHIS 2023, Siglufjörður, Island, 11.-14.09.2023
  • EPNOE 2023, Graz, Österreich, 18.09.-22.09.2023
  • Asia Pacific Chitin and Chitosan Symposium 2023, Juju, Süd-Korea, 31.10.-03.11.2023

Zur Vereinbarung von Terminen, bitte kontaktieren Sie Frau Richter über sales(at)medical-chitosan.com

Kontakt

  • Heppe Medical Chitosan GmbH
    Heinrich-Damerow-Straße 1
    D-06120 Halle (Saale)
  • Tel.: +49 (0) 345 27 996 300
    Fax: +49 (0) 345 27 996 378
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News

  • Chitosan in Polymer-basierten Nanopartikeln zum Wirkstofftransport ins Auge

    Augenerkrankungen sind durch natürliche Faktoren wie der Blut-Augen-Barriere, Hornhaut oder dem Tränenfilm schwer zu behandeln. Helfen können dort polymerbasierte Nanopartikel u.a. aus Chitosan um den Wirkstofftransport zu verbessern. In diesem Artikel wollen wir Ihnen ein Review zu diesem Thema zusammenfassen.

  • Presseinformation mRNA-Wirkstoffe: Geschützt zur optimalen Wirkung

    Berlin, Halle, 16.03.2023: Seit Januar dieses Jahres wird im Projekt „Zielwirk“ eine neue Chitosan-Technologie zur effizienten Freisetzung von mRNA-Wirkstoffen entwickelt. Die Technologie soll dafür sorgen, dass Medikamente zur Behandlung schwerer Krankheiten besser vom Körper aufgenommen sowie verarbeitet werden können. Die beteiligten Projektpartner Heppe Medical Chitosan GmbH, FDX Fluid Dynamix GmbH, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg sowie das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik (IPK) werden dabei vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) über drei Jahre mit sechs Millionen Euro gefördert.

  • Katja Richter im wissenschaftlichen Komitee der EUCHIS Konferenz 2023

    Wir freuen uns sehr zu verkünden, dass Katja Richter, CEO der Heppe Medical Chitosan GmbH, in das wissenschaftliche Komitee der EUCHIS 2023 berufen wurde. Die EUCHIS 2023, die internationale Konferenz der Europäischen Chitin-Gesellschaft (EUCHIS 2023) und die 15. Internationale Konferenz über Chitin und Chitosan (15. ICCC) wird vom 11. bis 14. September 2023 in Siglufjörður, Island, stattfinden.

  • HMC bei der ESAO Winterschool 2023 in Lutherstadt Wittenberg

    Vom 15.02. bis 18.02.2023 findet in Lutherstadt Wittenberg die ESAO Winterschool 2023 statt. Organisiert wird die Winterschool vom Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS) sowie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Neben Experten und Expertinnen aus der Wissenschaft, werden wir, die Heppe Medical Chitosan GmbH, ebenfalls vertreten sein.

  • Arginin-Chitosan Nanopartikel für siRNA Transport

    Small interfering RNAs (siRNAs) können als in Gentherapien für z.B. Krebserkrankungen wie Leukämie genutzt werden. Allerdings ist die Anwendung dieser durch einen fehlenden, effizienten Wirkstofftransport limitiert. In der vorgestellten Studie wurde daher Chitosan mit Arginin zu Nanopartikeln funktionalisiert, mit siRNA beladen und deren Eigenschaften als siRNA-Vektor untersucht.

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