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CMC-haltige Hydrogele zur Reparatur von Hautverletzungen

Tiefergehende Hautverletzungen benötigen geeignete Wundauflagen um die Heilung zu fördern. In der vorgestellten Studie wurden CMC-haltige Hyaluronsäure-Dopamin Hydrogele synthetisiert, charakterisiert und in vivo auf ihre Wundheilungseigenschaften untersucht.

INJIZIERBARES MULTIFUNKTIONALES CMC/HA-DA-HYDROGEL ZU REPARATUR VON HAUTVERLETZUNGEN

Longlong Cui, Jiankang Li, Shuaimeng Guan, Kaixiang Zhang, Kun Zhang, Jingan Li, Injectable multifunctional CMC/HA-DA hydrogel for repairing skin injury, Materials Today Bio, Volume 14, 2022, 100257, ISSN 2590-0064, https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2022.100257

Die Haut bietet dem Körper Schutz vor Keimen, dient als Sinnesorgan und hält die Homöostase aufrecht. Allerdings ist sie anfällig für Verletzungen von außen. Während kleinere Wunden schnell heilen, können tiefere Verletzungen, die alle Hautschichten betreffen, zu Infektionen und Narbenbildung führen. Dort sind geeignete Wundauflagen essentiell.

Injizierbare Hydrogele bieten dabei viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Wundauflagen, wie z.B. Ausbildung einer 3D porösen Matrixstruktur, ein feuchtes Wundheilungsklima, ein hoher Wassergehalt, eine gute Biokomptabilität, anpassbare mechanische Eigenschaften und die Möglichkeit Wunden zu füllen. Allerdings hat der Großteil der Hydrogele nicht die für die Wundheilung idealen Eigenschaften. Dort spielen eine entzündungshemmende und blutstillende Wirkung, eine gute Adhäsion und antioxidative Eigenschaften eine wichtige Rolle.

Hyaluronsäure (HA) besitzt als Bestandteil der extrazellulären Matrix eine gute Biokomptabilität und fördert die Wundheilung. Allerdings weißt sie als Hydrogel nur eine schlechte Adhäsion auf. Um dies zu verbessern kann HA mit Dopamin (DA) gekoppelt werden. Dieses wird z.B. von Muscheln genutzt um sich an feuchte Oberflächen anzulagern. Ein anderer Bestandteil der für Hydrogele interessant ist, ist Carboxylmethylchitosan (CMC). Das Chitosanderivat weist im Vergleich zu Chitosan eine verbesserte Löslichkeit bei neutralen und basischen pH auf, besitzt aber ebenfalls eine blutstillende und entzündungshemmende Wirkung. Zudem fördert es wie Chitosan die Wundheilung und kann bei Heilung vom Körper abgebaut werden.

Aus diesem Grund wurden in der vorgestellten Studie multifunktionelle Hydrogele aus HA, DA und Carboxylmethylchitosan mittels enzymatischer Kopplung durch die Meerrettich- und Wasserstoffperoxidase synthetisiert. Um den Einfluss der Zusammensetzung des Hydrogels auf die Wundheilung zu untersuchen, wurden jeweils 2 %, 4 % und 6 % HA-DA mit 6 % CMC (CMC/HA-DA1, CMC/HA-DA2 und CMC/HA-DA3) gekoppelt. Neben der Analyse physikalischer und chemischer Eigenschaften der Hydrogele, wurde die Zytotoxizität in vitro und die Heilung mehrschichtiger Wunden in vivo an einem Mausmodell untersucht.

ERGEBNISSE

  • Nachweis einer erfolgreichen Kopplung von HA-DA über 1H-NMR, UV-, und FTIR-Spektrum, sowie Ausbildung eines porösen 3D vernetzen Hydrogels mit CMC
  • Positiver Effekt eines höheren HA-DA Gehaltes auf die Gelationszeit, mechanische Stärke, Abbaubarkeit, antioxidativen Eigenschaften und Adhäsion an organischen und anorganischen Oberflächen
  • In vitro: über 80 % Überlebensraten von L929-Zellen und HaCaT-Zellen nach 24 und 72 h Inkubation, sowie Hämolyseraten zwischen 0,36 – 0,54 %
  • Beste physikalische, chemische und biologische Eigenschaften mit CMC/HA-DA3, allerdings CMC/HA-DA2 für in vivo Versuche verwendet durch eine längere Gelierzeit
  • In vivo: Wundheilungsraten von 55 % (Tag 3), 77 % (Tag 7) und nahezu 100 % nach 14 Tagen
  • Verringere Konzentration von IL-6, IL-10, VEGF, MMP-9 Zellen, sowie erhöhte Expression des PCNA-Proteins im Vergleich zur Kontrollgruppe bestätigten die Entzündungshemmung und Angiogeneseförderung durch CMC/HA-DA2

Zusammenfassung: In der vorgestellten Studie wurden erfolgreich multifunktionale Hydrogele mittels enzymatischer Synthese aus CMC und Dopamin gekoppelter Hyaluronsäure hergestellt. Neben der Bildung einer porösen 3D Matrix, konnten über den DA-HA Gehalt unter anderem die Gelierzeit, die adhäsiven und antioxidativen Eigenschaften als auch der Abbau angepasst werden. Zudem wiesen die Hydrogele in vitro geringe Zytotoxizitäten und nahezu keine Hämolyseeigenschaften auf. In vivo wurde eine deutlich verbesserte Wundheilung festgestellt. Insgesamt wiesen die CMC/HA-DA Hydrogele ein großes Potential zur Haut- und Geweberegeneration auf. Link zum Artikel: Injectable multifunctional CMC/HA-DA hydrogel for repairing skin injury - ScienceDirect

 

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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

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