Studie: Wie Elektrizität Wunden dreimal so schnell heilen kann

Neue Forschungsergebnisse der Chalmers University of Technology in Schweden und der Universität Freiburg in Deutschland zeigen, dass Wunden an gezüchteten Hautzellen dreimal schneller heilen, wenn sie mit elektrischem Strom behandelt werden. Die Studie hat gerade eine weitere Finanzierung erhalten, was die Forschung der Marktreife und dem Nutzen für die Patienten einen Schritt näher bringt.

Um was geht es bei der Studie?

Chronische Wunden sind ein großes Gesundheitsproblem für Diabetiker und ältere Menschen und können in schweren Fällen zu Amputationen führen. Forscher der Chalmers University of Technology in Schweden und der Universität Freiburg in Deutschland haben mit Hilfe von elektrischer Stimulation eine Methode entwickelt, die den Heilungsprozess beschleunigt, so dass sich Wunden dreimal schneller erholen können.

Eine winzige Wunde hat bei den meisten Menschen in der Regel keine größeren Folgen, aber viele häufige Diagnosen erschweren die Wundheilung erheblich. Diabetes, Wirbelsäulenverletzungen und schlechte Durchblutung verringern die Wundheilungsfähigkeit. Dadurch erhöht sich das Risiko von Infektionen und chronischen Wunden, was langfristig zu erheblichen Folgen wie Amputationen führen kann.

Eine Forschergruppe von Chalmers und der Universität Freiburg hat nun einen Mechanismus entwickelt, um den Heilungsprozess durch elektrische Stimulation zu beschleunigen.

„Chronische Wunden sind ein großes gesellschaftliches Problem, über das wir nicht viel hören. Unsere Entdeckung einer Methode, die Wunden bis zu dreimal schneller heilen lässt, kann unter anderem für Diabetiker und ältere Menschen, die oft sehr unter nicht heilenden Wunden leiden, einen Wendepunkt darstellen“, sagt Maria Asplund, außerordentliche Professorin für Bioelektronik an der Chalmers University of Technology und Forschungsleiterin des Projekts.

Elektrische Steuerung von Zellen für schnellere Heilung

Die Forscher stützten sich bei ihrer Studie auf eine ältere Theorie, die besagt, dass Wunden durch elektrische Stimulation verletzter Hautstellen geheilt werden können. Man geht davon aus, dass Hautzellen elektrotaktisch sind, was bedeutet, dass sie in eine bestimmte Richtung „wandern“, wenn sie elektrischen Feldern ausgesetzt werden.

Das heißt, wenn ein elektrisches Feld an eine Petrischale mit Hautzellen angelegt wird, hören die Zellen auf, sich wahllos zu bewegen, und fangen an, sich in dieselbe Richtung zu bewegen. Die Forscher untersuchten, wie dieses Prinzip genutzt werden könnte, um die Zellen elektrisch zu lenken und so den Wundheilungsprozess zu beschleunigen. Mit Hilfe eines winzigen Chips konnten die Forscher die Wundheilung in künstlicher Haut vergleichen. Sie stimulierten die Heilung der einen Wunde mit Strom, während sie die andere Wunde ohne Strom heilen ließen. Die Unterschiede waren frappierend.

„Wir konnten zeigen, dass die alte Hypothese über die elektrische Stimulation genutzt werden kann, um Wunden deutlich schneller heilen zu lassen. Um genau zu untersuchen, wie das bei Wunden funktioniert, haben wir eine Art Biochip entwickelt, auf dem wir Hautzellen kultiviert haben, in die wir dann winzige Wunden gesetzt haben. Dann haben wir eine Wunde mit einem elektrischen Feld stimuliert, was offensichtlich dazu führte, dass sie dreimal so schnell heilte wie die Wunde, die ohne elektrische Stimulation heilte“, sagt Maria Asplund.

Hoffnung für Diabetespatienten

Die Studie befasste sich auch mit der Wundheilung im Zusammenhang mit Diabetes, einem weltweit wachsenden Gesundheitsproblem. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und der International Diabetes Federation leidet heute einer von elf Erwachsenen an einer Form von Diabetes.

„Wir haben uns Diabetesmodelle von Wunden angesehen und untersucht, ob unsere Methode auch in diesen Fällen wirksam sein könnte. Wir haben gesehen, dass die Wunden auf dem Chip sehr langsam heilen, wenn wir Diabetes in den Zellen nachahmen. Mit elektrischer Stimulation können wir jedoch die Heilungsgeschwindigkeit erhöhen, so dass die von Diabetes betroffenen Zellen fast den gesunden Hautzellen entsprechen“, sagt Asplund.

Individualisierte Behandlung als nächster Schritt

Die Chalmers-Forscher haben vor kurzem einen beträchtlichen Zuschuss erhalten, der es ihnen ermöglichen wird, ihre Arbeit auf diesem Gebiet fortzusetzen und den Kunden langfristig Produkte zur Wundheilung zur Verfügung zu stellen. Ähnliche Produkte wurden bereits in der Vergangenheit auf den Markt gebracht, aber es ist weitere Grundlagenforschung erforderlich, um wirksame Produkte zu entwickeln, die eine ausreichende elektrische Feldstärke erzeugen und auf die richtige Weise für jeden Einzelnen stimulieren. Hier kommen Asplund und ihr Team ins Spiel:

„Wir untersuchen jetzt, wie verschiedene Hautzellen während der Stimulation interagieren, um einer realistischen Wunde einen Schritt näher zu kommen. Wir wollen ein Konzept entwickeln, mit dem wir Wunden ’scannen‘ und die Stimulation an die jeweilige Wunde anpassen können. Wir sind überzeugt, dass dies der Schlüssel ist, um Menschen mit langsam heilenden Wunden in Zukunft wirksam zu helfen“, sagt Asplund.

Richtige Wundversorgung kann Heilungsergebnisse deutlich verbessern

Zahlreiche frühere Studien haben gezeigt, wie wichtig eine angemessene Wundpflege für die Förderung optimaler Heilungsergebnisse ist. Eine systematische Überprüfung klinischer Studien, die in der Zeitschrift Wound Repair and Regeneration veröffentlicht wurde, ergab, dass Patienten, die eine ordnungsgemäße Wundversorgung erhielten, deutlich bessere Heilungsergebnisse und ein geringeres Infektionsrisiko aufwiesen als Patienten, die keine ordnungsgemäße Versorgung erhielten.

Feuchte Wundheilung ist wirksam

Es hat sich gezeigt, dass eine feuchte Wundheilung im Vergleich zu einer trockenen Wundheilung eine schnellere Heilung fördert und die Narbenbildung reduziert. Eine im International Wound Journal veröffentlichte systematische Übersichtsarbeit ergab, dass die feuchte Wundheilung im Vergleich zur trockenen Wundheilung mit einer schnelleren Heilung und einem geringeren Infektionsrisiko verbunden ist.

Ernährung ist wichtig für die Wundheilung

Zahlreiche Studien haben gezeigt, wie wichtig eine angemessene Ernährung für optimale Wundheilungsergebnisse ist. Eine in der Zeitschrift Advances in Wound Care veröffentlichte Literaturübersicht ergab, dass eine ausreichende Proteinzufuhr für eine ordnungsgemäße Wundheilung unerlässlich ist, da Proteine für die Gewebereparatur und -regeneration benötigt werden.

Unterdruck-Wundtherapie kann wirksam sein

Die Unterdruck-Wundtherapie hat sich bei einer Reihe von Wundtypen als wirksam erwiesen. Eine systematische Übersichtsarbeit, die im Journal of Wound Care veröffentlicht wurde, ergab, dass die Unterdruck-Wundtherapie bei einer Vielzahl von Wundtypen, darunter diabetische Fußgeschwüre, Druckgeschwüre und chirurgische Wunden, mit einer schnelleren Heilung und einem geringeren Infektionsrisiko verbunden war.

Eine andere Studie, die im Journal of Trauma and Acute Care Surgery veröffentlicht wurde, ergab, dass die Unterdruck-Wundtherapie bei der Behandlung komplexer Bauchwunden wirksam war.

Topische Wirkstoffe können die Wundheilung unterstützen

Mehrere topische Wirkstoffe haben nachweislich eine positive Wirkung auf die Wundheilung. Eine in der Zeitschrift Advances in Wound Care veröffentlichte Literaturübersicht ergab, dass Silberverbände die bakterielle Belastung verringern und die Heilung fördern können.

In ähnlicher Weise ergab eine im Journal of Wound Care veröffentlichte Studie, dass Honig die Heilung chronischer Wunden fördern und Entzündungen reduzieren kann.

Chronische Wunden erfordern eine spezielle Pflege

Chronische Wunden, d. h. Wunden, die nach mehreren Wochen nicht heilen, erfordern möglicherweise spezielle Maßnahmen wie Débridement, moderne Verbände oder eine Operation, um die Heilung zu fördern. Eine in der Fachzeitschrift Advances in Wound Care veröffentlichte Literaturauswertung ergab, dass chronische Wunden einen multidisziplinären Ansatz erfordern, einschließlich spezialisierter Wundpfleger, um die Heilungsergebnisse zu optimieren.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es eine Fülle von Forschungsergebnissen zum Thema Wundheilung gibt, die zu einigen wichtigen Erkenntnissen geführt haben. Die richtige Wundversorgung ist entscheidend, um eine optimale Wundheilung zu fördern und das Infektionsrisiko zu verringern. Es hat sich gezeigt, dass eine feuchte Wundheilung die Heilung beschleunigt und die Narbenbildung verringert.

Eine angemessene Ernährung, insbesondere eine ausreichende Versorgung mit Proteinen und Mikronährstoffen, ist für eine gute Wundheilung unerlässlich. Eine Unterdruck-Wundtherapie und topische Mittel wie Silberverbände und Honig können die Wundheilung unterstützen. Schließlich erfordern chronische Wunden eine spezielle Pflege und einen multidisziplinären Ansatz, um die Heilung zu fördern.

Quellen

Sebastian Shaner, Anna Savelyeva, Anja Kvartuh, Nicole Jedrusik, Lukas Matter, José Leal, Maria Asplund. Bioelectronic microfluidic wound healing: a platform for investigating direct current stimulation of injured cell collectives. Lab on a Chip, 2023; 23 (6): 1531

Wound repair and regeneration: Mechanisms, signaling, and translation, Sabine A. Eming, Paul Martin, and Marjana Tomic-Canic, Sci Transl Med. 2014 Dec 3; 6(265): 265sr6.

Effectiveness of moist dressings in wound healing after surgical suturing: A Bayesian network meta-analysis of randomised controlled trials, Wenjing Sun, Maojun Chen, Dan Duan, Wenjie Liu, Wenyao Cui, Li Li, International Wound Journal, May 2022.

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Negative pressure wound therapy versus standard wound care on quality of life: a systematic review. Janssen AHJ, Mommers EHH, Notter J, De Vries Reilingh TS, Wegdam JA. , Journal of Wound Care 2016; 25(3): 154, 156-159.

Treatments and other prognostic factors in the management of the open abdomen: a systematic review. Cristaudo AT, Jennings SB, Hitos K, Gunnarsson R, DeCosta A. Journal of Trauma and Acute Care Surgery 2017;82(2):407-18.

Silver and Alginates: Role in Wound Healing and Biofilm Control, Steven L. Percival and Sara M. McCarty2, Advances in Wound Care, July 2015.

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