Chronische Wunden: Empa entwickelt LED-Pflaster mit steuerbarer Wirkstoffabgabe

Das Empa-System gibt Chlorhexidin im Labor kontrolliert per LED-Licht ab; klinische Studien und Zulassung stehen noch aus.

Die Versorgung chronischer Wunden stellt das Gesundheitswesen vor erhebliche Herausforderungen. Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) entwickeln ein Pflaster, das Wirkstoffe über sichtbares LED-Licht kontrolliert freisetzt.

Das System basiert auf Siliziumdioxid-Nanopartikeln, die im Laborversuch das Antiseptikum Chlorhexidin enthalten. Eine lichtempfindliche Polymerhülle wird bei Bestrahlung durchlässig und stoppt die Abgabe, sobald die Lichtquelle ausgeschaltet wird.

Lichtgesteuerte Dosierung gegen Resistenzrisiken

Bei der Entwicklung der Empa-Forschenden in St. Gallen steuern molekulare Fotoschalter in der Polymerhülle die Freisetzung. Zeitpunkt und Dosis des Wirkstoffs lassen sich über die Dauer, Intensität und Wellenlänge des sichtbaren LED-Lichts regulieren. Diese präzise Steuerung könnte dazu beitragen, das Risiko von Resistenzen zu verringern.

Perspektivisch könnte ein integrierter Wundsensor zudem die Art und Anzahl von Bakterien erfassen, um eine personalisierte Wirkstoffabgabe direkt am Wundbett zu ermöglichen.

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Chronische Wunden erfordern einen hohen Pflegeaufwand. Während unkomplizierte Wunden meist innerhalb von ein bis zwei Wochen heilen, gilt eine diabetische Wunde laut Empa als chronisch, wenn sie trotz fachgerechter Pflege nicht innerhalb von vier Wochen abheilt.

In solchen Fällen sind Verbandswechsel mindestens alle drei Tage erforderlich, und die Behandlungsdauer kann bis zu einem Jahr betragen. Allein in der Schweiz sind nach Angaben der Empa über 500'000 Menschen von Diabetes betroffen.

Bis zu einem breiten Einsatz des Pflasters sind jedoch noch Entwicklungsstufen zu bewältigen. Das System wurde bislang ausschließlich im Labor getestet. Vor einer Zulassung als Medizinprodukt in der Schweiz müssen Anpassungen an klinische Vorgaben erfolgen sowie mehrere klinische Studien durchgeführt werden.

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Ein praktischer Einsatz wird daher erst in mehreren Jahren erwartet. Unterstützt werden die Arbeiten durch den Schweizerischen Nationalfonds und die OPO-Stiftung.

Weitere technologische Ansätze in der Wundforschung

Neben der Empa verfolgen auch andere Forschungsgruppen und Unternehmen innovative Strategien, um die Heilung komplexer Wunden zu verbessern:

• Photodynamische Inaktivierung: Die Mikrobiologin Mona Mahmoud arbeitet an einem Verband, der Keime durch photodynamische Prozesse bekämpfen soll. Dabei aktiviert rotes Licht den Stoff Chlorophyllin, wodurch reaktive Moleküle entstehen, die Bakterien wie Pseudomonas aeruginosa schädigen. Für die Prototypenentwicklung stehen Wettbewerbe im Rahmen des EELISA Prototype Contest im Dezember 2026 sowie EELISA Next Level im Frühjahr 2027 an.
• Wirkstoffe auf Naturstoffbasis: Australische Forschende analysierten in einer im Fachblatt International Journal of Pharmaceutics (DOI: 10.1016/j.ijpharm.2026.127263) veröffentlichten Übersichtsarbeit das Potenzial von Vanillin. Präklinische Daten deuten auf antibakterielle sowie entzündungshemmende Eigenschaften hin. In Kombination mit Chitosan in Wundauflagen könnten Prozesse der Hautneubildung angeregt werden, bedürfen jedoch weiterer klinischer Bestätigung.
• Kaltplasma-Systeme: Das Unternehmen WK-MedTec bewirbt mit PLASMO®HEAL PRO ein Kaltplasma-Aerosol-Medizinprodukt, das nach der Erstreinigung die Keimlast senken und die Mikrozirkulation fördern soll. Während Studien für Kaltplasma Vorteile belegen, müssen konkrete Applikationsparameter wie Dosis, Behandlungsdauer, Frequenz und Abstand weiter präzisiert werden.
• Telemedizinische Pflegeunterstützung: Auf Prozessebene setzt die Organisation ViVa! Zorggroep, die mehr als 3.600 Fachkräfte beschäftigt, Datenbrillen des Typs RealWear Navigator 500 und Microsoft Teams ein. Damit kann medizinisches Fachpersonal Pflegekräfte aus der Ferne bei der Wundversorgung anleiten.