Heute steht die Wissenschaft nicht still. Im wahrsten Sinne des Wortes werden täglich neue Entdeckungen gemacht, auch auf dem Gebiet der Medizin. Die Entdeckung von Wissenschaftlern aus Frankreich könnte sowohl die Chirurgie als auch die regenerative Medizin revolutionieren. Diese Entdeckung zeigt, dass die Kohäsionskräfte wässriger Lösungen von Nanopartikeln in vivo genutzt werden können, um Organe und Weichteile des Körpers wiederherzustellen. Diese relativ einfach anzuwendende Methode zum Verkleben von Schnitten und Wunden wurde nun erfolgreich an Ratten getestet. Die französische Presse schreibt, dass, wenn eine spezielle Lösung auf die Haut aufgetragen wird, tiefe Wunden buchstäblich innerhalb weniger Sekunden heilen können, was eine qualitativ hochwertige Wundheilung und eine ästhetische Naht bietet.
Das Funktionsprinzip von Biogel ist recht einfach: Das Gel wird zusammen mit einer Lösung von Nanopartikeln auf die miteinander verklebten Gewebeoberflächen aufgetragen, die mit Hilfe des Gels verbunden werden. Dies geschieht aufgrund molekularer Interaktion. Dieses Phänomen wird als Adsorption bezeichnet. Gleichzeitig bindet das Gel die Nanopartikel zusammen und bildet unzählige neue Verbindungen zwischen den beiden verteilten Wundoberflächen. Dieser Klebevorgang dauert nur wenige Minuten und kommt ohne chemische Reaktionen aus.
Während des Experiments verglichen französische Forscher zwei Methoden zum Verschließen der Haut mit einer tiefen Wunde: durch Auftragen einer wässrigen Lösung von Nanopartikeln mit einem Pinsel und durch traditionelle medizinische Nähte. Gleichzeitig scheint die Option mit dem Auftragen einer Lösung aus Nanopartikeln am einfachsten zu handhaben und schließt die Haut sehr schnell bis zur Selbstheilung. Der Prozess verläuft ohne Entzündung und Gewebsnekrose und die Narbe an der Wundstelle ist fast unsichtbar.
In einem weiteren Experiment, das ebenfalls an Versuchsnagern durchgeführt wurde, trugen die Wissenschaftler ihre Lösung auf die Weichteile innerer Organe wie Lunge, Leber und Milz auf, die schwer genug zu nähen sind, weil sie beim Durchdringen einer chirurgischen Nadel brechen Sie. Angesichts einer tiefen Wunde in der Leber konnten die französischen Spezialisten die Wunde verschließen, trugen eine wässrige Lösung von Nanopartikeln darauf auf und pressten die Wundränder zusammen. Die Blutung wurde gestoppt. Um den Schnitt des Leberlappens wiederherzustellen, trugen sie erneut Nanopartikel in Form eines speziellen Films auf, der auf die Wunde aufgetragen wurde und die Blutung stoppte. Beide Fälle endeten für die Ratten gut, die Leberfunktionen wurden wiederhergestellt und die Tiere selbst blieben am Leben.
Diese Adhäsionsmethode hat ihre Exklusivität bewiesen, da ihr Potenzial ein sehr breites klinisches Anwendungsspektrum verspricht. Um Nanopartikel zu gewinnen, verwendeten die Franzosen Eisenoxide und Siliziumdioxid, die vom menschlichen Körper leicht aufgenommen werden können. Zukünftig kann diese Methode problemlos in die aktuelle Forschung zur Geweberegeneration und -behandlung integriert werden. Bei Erfolg kann es die klinische Praxis revolutionieren.
Synthetisches Kollagen zur Wundheilung
Kollagen ist ein fibrilläres Protein mit einer speziellen Tertiärstruktur. Kollagenmoleküle werden von einer Tripelhelix gebildet, die aus Polypeptidketten besteht. Im menschlichen Körper spielt dieser Stoff eine sehr wichtige Rolle, indem er eine Matrix aus Bindegewebe bildet und den Prozess seiner Elastizität und Festigkeit gewährleistet. Eine der wichtigsten Eigenschaften von Kollagen ist seine Fähigkeit, den Prozess der Adhäsion und Koagulation von Blutplättchen zu beschleunigen. Diese Eigenschaften werden in der modernen Medizin genutzt, aber Ärzte müssen natürliches Kollagen verwenden, das von Tieren, meist von Kühen, gewonnen wird. Solches Kollagen wirft eine Reihe von Bedenken auf, da es die Immunantwort des Körpers, Entzündungen auslösen oder als Überträger von Infektionen dienen kann.
Im amerikanischen Labor von Jeffrey Hartgerink an der William Marsh Rice University (einer privaten US-amerikanischen Forschungsuniversität mit Sitz in Houston) haben Wissenschaftler vor einigen Jahren Kollagen synthetischen Ursprungs gewonnen. Als Ergebnis von Laboruntersuchungen wurde festgestellt, dass ein neues Hydrogel auf Basis von synthetischem Kollagen in der Lage ist, Blutplättchen aneinander zu binden und deren Aggregationsfähigkeit zu aktivieren. Dies beschleunigt den Blutstillungsprozess erheblich, während Experten das Auftreten von Entzündungsprozessen nicht bemerken.
Die fehlende Reaktion des menschlichen Immunsystems und Aggregationseigenschaften unterscheiden das in Houston hergestellte Material von vielen kommerziellen Analoga. Natürlich kann eine solche Substanz nicht verwendet werden, um schwere Blutungen zu stoppen, synthetisches Kollagen ersetzt keinen engen Verband und kein Tourniquet, aber im Operationssaal eines Krankenhauses ist es sehr schwierig, ein Analogon für diese Substanz zu finden, um chirurgische Blutungen zu stoppen.
Neben direkten chirurgischen Anwendungen erwägen Hartgerink und seine Kollegen die Möglichkeit, ein neues Material zur Heilung kleiner Wunden und zur Unterstützung von Transplantaten einzusetzen. Es wird berichtet, dass synthetisches Kollagen die Grundlage für die Anheftung aller Arten von Zellen und das Wachstum von neuem Gewebe bilden kann. Dieser Stoff kann je nach Verwendungszweck modifiziert werden. Die immunologische Inertheit und chemische Reinheit von synthetischem Kollagen sind wichtige Vorteile und ein zusätzlicher Erfolgsgarant.
Der Einsatz moderner Materialien in der Medizin
Der Einsatzbereich neuer biologischer Materialien, auch auf Basis von Nanopartikeln, ist auch im Rahmen der Medizin sehr umfangreich, kann aber in der Chirurgie zu einem echten Allheilmittel werden. Für Operationen am Gefäßsystem von Rückenmark und Gehirn, an Bauchorganen und in der Zahnheilkunde halten die Entwickler die neuen Substanzen für unverzichtbar. Derzeit achten alle Assistenten bei Operationen an der Leber und beim Entfernen großer Formationen aus dem Körper sehr auf Versuche, die Blutung zu stoppen.
Die heute verwendeten Methoden sind nicht sehr erfolgreich, wir sprechen von leicht einfrierenden und saugfähigen Tüchern. Gleichzeitig wird der Blutverlust dem Patienten nicht immer erstattet, ganz zu schweigen vom Zeitverlust und der Qualität des konservierten Blutes. Die Einführung neuer biologischer und Nanosubstanzen kann die Operationszeit erheblich verkürzen, die für die Transfusion benötigte Blutmenge reduzieren und die begleitenden Manipulationen der Ärzte an den Arterien und Venen zunichte machen. Gleichzeitig wird die Möglichkeit einer Infektion in die Wunde verringert, beispielsweise bei Operationen an Leber oder Darm.
Ein besonderes Einsatzgebiet neuer Nanomaterialien, die in der Lage sind, Blut schnell zu stoppen und Wunden zu heilen, sind verschiedene Rettungsdienste. Sie können von Rettungskräften bei Straßen- und Bahnunfällen, Flugzeug- und Zugunfällen, bei Natur- und Man-made-Katastrophen sowie in der militärischen Feldmedizin eingesetzt werden. Gleichzeitig verlieren neue Materialien auf Basis der Nanotechnologie auch bei ausreichend langer Lagerung ihre einzigartigen Eigenschaften nicht.
Die moderne Nanosubstanz, synthetisches Kollagen oder synthetisches Peptid, hat auch eine so hervorragende Eigenschaft wie die Fähigkeit, mit der Zeit im Blutkreislauf zu zerfallen, während die meisten modernen Medikamente zur Blutstillung lange im menschlichen Körper verbleiben. Dieser Aspekt der Anwendung moderner Nanopräparate (deren Unbedenklichkeit und eine Reihe weiterer Parameter) erfordert zusätzliche Experimente. Aber unbestritten ist, dass solche Medikamente die Zukunft der Medizin sind.
