Mikronadelpflaster für Antibiotika

1. August 2023 Conn Hastings Dermatologie, Materialien, Medizin

Forscher der Universität Hongkong haben ein Mikronadelpflaster zur medikamentenfreien Behandlung von Hautinfektionen wie Akne entwickelt. Akne wird oft mit Antibiotika behandelt, diese haben jedoch auf lange Sicht nur eine begrenzte Wirksamkeit und können zur Entstehung arzneimittelresistenter Bakterien führen. Um eine drogenfreie Alternative zu entwickeln, haben diese Forscher ein Mikronadelpflaster entwickelt, das auf Ultraschall reagiert. Das Pflaster enthält Nanomaterialien auf Zinkbasis, die bei Stimulation mit Ultraschall eine erhebliche Menge reaktiver Sauerstoffspezies produzieren. Diese reaktiven Sauerstoffspezies sind hochwirksam bei der Abtötung von Akne verursachenden Bakterien in der Haut, und das Team aus Hongkong behauptet außerdem, dass freigesetzte Zinkionen Fibroblasten dazu anregen können, die Hautreparatur einzuleiten.

Akne kommt unglaublich häufig vor und kann sowohl physische als auch psychische Auswirkungen auf die Betroffenen haben. Akne wird häufig durch das Bakterium Propionibacterium Aknes (P. Aknes) verursacht und häufig mit Antibiotika behandelt. Dies ist jedoch alles andere als ideal, da arzneimittelresistente Bakterien häufig die langfristige Wirksamkeit dieses Ansatzes zunichte machen. Darüber hinaus ist es für Patienten nicht sinnvoll, zur Entwicklung solcher Bakterien auf der Haut beizutragen, da sie dann dem Risiko ausgesetzt sind, dass diese Bakterien eine Wunde besiedeln oder andere Komplikationen verursachen.

Diese neueste Technologie ist nicht auf Antibiotika angewiesen, kann aber dennoch Akne verursachende Bakterien in der Haut abtöten. Das Natriumhyaluronat-Mikronadelpflaster enthält Nanopartikel, die ein metallorganisches Gerüst auf Zinkporphyrinbasis und Zinkoxid (ZnTCPP@ZnO) enthalten. Das Mikronadeldesign ermöglicht es diesen Nanopartikeln, in die Haut einzudringen und dann, wenn sie mit einer externen Ultraschallsonde stimuliert werden, reaktive Sauerstoffspezies zu erzeugen. Die infektiösen Bakterien werden durch diesen Mechanismus schnell abgetötet, selbst wenn sie in Biofilmen vorhanden sind. Die Forscher zeigten, dass 99,73 % der P. Aknes bereits nach 15 Minuten Ultraschallstimulation abgetötet wurden.

Darüber hinaus führte die Behandlung mit dem Pflaster auch zu einer Verringerung der Konzentration von Entzündungsproteinen, die typischerweise an Akne beteiligt sind, darunter Tumornekrosefaktor-a (TNF-α), Interleukine (ILs) und Matrix-Metalloproteinasen (MMPs). Die Forscher berichten außerdem, dass das Pflaster Zinkionen in die Haut freisetzt, was die Genexpression in Fibroblasten beeinflussen und diese dazu anregen könnte, die Haut zu reparieren.

„Das neue Mikronadelpflaster, das die ROS-Erzeugung bei Ultraschallstimulation ermöglicht und als nicht-antibiotischer und transdermaler Ansatz gilt, kann nicht nur die durch P.-acnes-Bakterien verursachte Infektion wirksam bekämpfen, sondern erleichtert durch die Freisetzung von Zinkionen auch die Hautreparatur“, sagte er Kelvin Yeung Wai-kwok, ein an der Studie beteiligter Forscher. „Aufgrund des spezifischen Abtötungsmechanismus von ROS glauben wir, dass dieses Design auch in der Lage ist, andere durch Pilze, Parasiten oder Viren verursachte Hautinfektionen wie Tinea pedis zu bekämpfen.“

Studie in der Fachzeitschrift „Science Advances“: Ultraschallgesteuerte, auf Grenzflächentechnik basierende Mikronadel zur Behandlung bakterieller Infektionen und Akne

Über: Universität Hongkong

Conn Hastings

Conn Hastings erhielt einen Doktortitel vom Royal College of Surgeons in Irland für seine Arbeit im Bereich der Arzneimittelverabreichung. Dabei untersuchte er das Potenzial injizierbarer Hydrogele zur Abgabe von Zellen, Arzneimitteln und Nanopartikeln bei der Behandlung von Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Nach seiner Promotion und dem Abschluss eines Jahres als Postdoktorand verfolgte Conn eine Karriere im wissenschaftlichen Verlagswesen, bevor er hauptberuflich Wissenschaftsjournalist und -redakteur wurde und seine Erfahrungen in den biomedizinischen Wissenschaften mit seiner Leidenschaft für schriftliche Kommunikation kombinierte.