Die Behandlung von Brandwunden könnte durch Forschung im Bundesstaat Wichita revolutioniert werden

Jedes Jahr gibt es in den Vereinigten Staaten etwa 450.000 Brandwunden, die eine klinische Versorgung erfordern. Davon werden mehr als 3.500 Menschen tödlich verletzt.

Ein interdisziplinäres Team von Forschern der Wichita State University arbeitet daran, die Versorgung von Brandwunden mit einem Gerüstsystem zu revolutionieren, das Infektionen verhindert und die Heilung fördert.

Dr. Eylem Asmatulu, außerordentlicher Professor für Maschinenbau, erhielt kürzlich von KTEC Holdings einen Zuschuss in Höhe von 25.000 US-Dollar für die Entwicklung eines „neuartigen dreischichtigen multifunktionalen Biogerüsts für die lokale und schnelle Behandlung von Verbrennungswunden“.

„Wir sahen im Markt für Verbrennungswunden eine enorme Wachstumschance und können mit einem besseren Produkt dazu beitragen und Menschen mit etwas helfen, das Verbrennungen unterschiedlicher Größe an jedem Körperteil behandeln kann“, sagte Asmatulu.

Zu den derzeit im Handel erhältlichen Behandlungen gegen Verbrennungen gehören Gele, Pads und Salben.

„Das sind vorübergehende Lösungen für die Verbrennung“, sagte Asmatulu. „Wir können etwas herstellen, das die Wunde sauber hält und über einen Wirkstofffreisetzungsmechanismus verfügt. Dadurch wird der Wirkstoff durch die Haut freigesetzt und der Patient heilt schneller und sauberer.“

Für dieses Projekt arbeitet Asmatulu mit Dr. Shang-You Yang, wissenschaftlicher Mitarbeiter für Biologie; Dr. Jeremy Patterson, Dekan des College of Innovation and Design der WSU und Geschäftsführer von Innovation and New Ventures; und Dr. Ahmed Ijaola, der 2021 seinen Doktortitel in Maschinenbau an der Wichita State erlangte.

Das Gerüstsystem besteht aus drei Schichten, die zusammenarbeiten, um Kontaminationen zu verhindern und eine schnelle Heilung zu fördern.

Yang sagte, die derzeit auf dem Markt erhältlichen Produkte seien für die Behandlung von Verbrennungen zweiten und dritten Grades unzureichend.

„Es ist nicht wie ein Gel oder ein Brandkissen“, sagte er. „Die derzeit marktfähigen Produkte können leicht Verunreinigungen aus der Umwelt einschleusen. Wir verwenden Partikel, die Infektionen verhindern können.“

Der kritischste Zeitpunkt für Patienten mit Verbrennungswunden seien die ersten 48 Stunden nach der Verletzung, sagte Yang. In den ersten beiden Tagen „ist die Zeit, in der das Gewebe abgebaut wird und Bakterien eingeschleppt werden, die die Wunde verschlimmern“.

Darüber hinaus müssen aktuelle Verbrennungsbehandlungen häufig gewechselt werden, um sicherzustellen, dass die Wunde sauber bleibt. Aber jedes Mal, wenn eine Brandwunde freigelegt wird, besteht die Möglichkeit, dass Bakterien in die Wunde gelangen. Durch das Gerüstsystem müssen Verbrennungsabdeckungen jedoch nicht so häufig gewechselt werden, was das Infektionsrisiko senkt.

Ijaola, der derzeit als leitender Prozessingenieur für Intel in Oregon arbeitet, arbeitete eng mit Yang zusammen, um die biologische Wissenschaft von Brandwunden zu verstehen.

„Als Materialwissenschaftler habe ich die Oberflächenmorphologie, die Oberflächenchemie, den thermischen Abbau und die Benetzbarkeit der hergestellten superhydrophoben und hydrophilen Schicht untersucht“, sagte Ijaola. „Darüber hinaus habe ich unter der Anleitung von Dr. Yang Bakterienkulturen und Biokompatibilitätsstudien durchgeführt.“

Asmatulu sagte, Yang habe das Team bei der biologischen Verträglichkeit der in den Schichten verwendeten Materialien angeleitet.

„Er hat die Studenten ausgebildet und ihnen alles in Bezug auf biologische Studien und das Testen der von uns hergestellten Materialien beigebracht“, sagte Asmatulu. „Er hat uns geholfen zu verstehen, ob das Material giftig oder sicher für den menschlichen Körper ist.“

Das Gerüstsystem für Brandwunden befindet sich noch in einem frühen Forschungsstadium, aber das Team ist optimistisch, was die Möglichkeiten angeht.

„Wir arbeiten seit einigen Jahren an Projekten im Zusammenhang mit der elektrogesponnenen Nanofasertechnologie zusammen, beginnend mit grundlegenden Anwendungen wie Masken für COVID. Während wir die Technologie weiterentwickeln, haben wir begonnen, ihre Markttauglichkeit einzugrenzen“, sagte Patterson. „Dieses interdisziplinäre Team verfügt über viel Energie und Tatendrang, um sicherzustellen, dass die Forschung einen Punkt erreicht, an dem sie ein Gesundheitsproblem lösen oder unterstützen und einen positiven Einfluss auf die Gesellschaft haben kann.“

Die Wichita State University ist Kansas‘ einzige städtische öffentliche Forschungsuniversität, an der zwischen ihrem Hauptcampus und der WSU Tech fast 22.000 Studenten eingeschrieben sind, darunter Studenten aus allen Bundesstaaten der USA und mehr als 100 Ländern. Wichita State und WSU Tech sind für ihre studentenzentrierte und innovationsorientierte Ausrichtung bekannt.

Die Wichita State University liegt in der größten Stadt des Bundesstaates mit einer der höchsten Konzentrationen an Arbeitsplätzen in den Bereichen Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM) in den Vereinigten Staaten und bietet einzigartig unterschiedliche und innovative Wege für angewandtes Lernen, angewandte Forschung und Karrieremöglichkeiten für alle unsere Schüler.

Der Innovation Campus, eine physische Erweiterung des Hauptcampus der Wichita State University, ist mit einer Fläche von über 120 Hektar einer der größten und am schnellsten wachsenden Forschungs-/Innovationsparks des Landes und beherbergt eine Reihe globaler Unternehmen und Organisationen.

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