NSF vergibt 606.146 US-Dollar an WPI-Forscher für die Entwicklung eines transparenten Wundverbands, inspiriert von einer Küchenbeobachtung

Jeannine Coburn

Worcester, Mass.– 21. Februar 2023 – Die Forscherin Jeannine Coburn vom Worcester Polytechnic Institute (WPI) hat von der National Science Foundation ein Stipendium in Höhe von 606.146 US-Dollar für die Entwicklung eines transparenten Wundverbands erhalten, der von einem natürlichen Biopolymer inspiriert wurde, das sie beim Fermentieren von Kombucha zu Hause beobachtete.

Der prestigeträchtige CAREER Award würdigt Nachwuchsforscher und unterstützt Coburns fünfjähriges Projekt zur Erweiterung des grundlegenden Wissens über eine dehnbare und optisch transparente Cellulose, die von Komagataeibacter hansenii, einem Bakterium, das in Kombucha, Essig und anderen Lebensmitteln vorkommt, produziert wird.

Coburn, Assistenzprofessor in der Abteilung für biomedizinische Technik des WPI, wird antimikrobielle Peptide an die Zellulose binden, um ein Material zu entwickeln, das eine Wunde abdecken und behandeln kann und gleichzeitig transparent bleibt, sodass Gesundheitspersonal eine Wunde visuell untersuchen kann, ohne empfindliches Gewebe freizulegen und zu stören.

„Dieses Projekt begann vor Jahren in meiner Küche, als ich ein Glas Kombucha öffnete, das ich gerade zubereitet hatte, und eine optisch klare Membran auf der Flüssigkeit entdeckte“, sagte Coburn. „Diese Beobachtung führte zu Forschungen in meinem Labor, um dieses Material und sein Potenzial zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit besser zu verstehen.“

Coburn wird die chemische Zusammensetzung und Kristallstruktur einer von K. hansenii produzierten transparenten Cellulose, die in den Bakterien vorhandenen Gene und die Frage bestimmen, wie die Zufuhr verschiedener Kohlenstoffquellen oder Zucker an die Bakterien ihre Genexpression verändern kann. Coburn wird außerdem Peptide entwickeln, die an die Zellulose gebunden werden können, um Infektionen in Wunden zu bekämpfen. Ein Ziel besteht darin, Peptide zu entwickeln, die Biofilme zerstören können, bei denen es sich um schwer zu behandelnde Bakterienkolonien handelt, die in einer extrazellulären Matrix eingebettet sind.

Transparente Zellulosemembran

Chronische Wunden sind ein erhebliches medizinisches Problem, von dem jedes Jahr Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten betroffen sind und das zu Krankenhausaufenthalten, Amputationen und zum Tod führen kann. Diabetische Hautgeschwüre, Druckgeschwüre, chirurgische Schnitte, traumatische Verletzungen und andere Wunden, die den normalen Heilungsprozess nicht durchlaufen, werden typischerweise mit Verbänden aus Baumwollgaze, gelartigen Hydrokolloiden oder Schaumstoffmaterialien abgedeckt. In einige Verbände können Medikamente zur Bekämpfung von Infektionen und zur Schmerzlinderung eingebettet sein. Doch Verbände verdecken auch Wunden. Das Entfernen von Verbänden zum Beobachten einer Wunde kann das Gewebe stören und die Wunde Verunreinigungen aussetzen.

Coburns Projekt baut auf ihrer früheren Arbeit zu Materialien für biomedizinische Anwendungen auf. Sie ist seit 2016 Mitglied der Fakultät und unterrichtet Kurse in Bioverfahrenstechnik und Arzneimittelabgabe. Im Jahr 2020 erhielt sie ein Stipendium des WPI Women's Impact Network für eine Bildungsinitiative in den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik an der Belmont Street Community School in Worcester, und im Jahr 2021 erhielt sie den WPI Trustees' Award für herausragende akademische Beratung.

Im Rahmen des Projekts wird Coburn Bildungs- und Öffentlichkeitsaktivitäten entwickeln, die ihre Forschung in Materialien sowohl für Grundschüler in Worcester als auch für Studenten im Grundstudium am WPI integrieren. Als Fakultätsmitglied im First Generation Success Program des WPI wird sie jedes Jahr im Rahmen des Projekts einem College-Studenten der ersten Generation ein bezahltes Sommer-Forschungslaborerlebnis ermöglichen.

„Mir ist es wichtig, an Projekten zu arbeiten, die die menschliche Gesundheit verbessern können“, sagte Coburn. „Als Hochschulabsolvent der ersten Generation ist es mir auch wichtig, jungen Studenten MINT näher zu bringen und College-Studenten, deren Eltern kein College besucht haben, dabei zu helfen, die akademischen Vorbilder, Mentoren und Unterstützung zu finden, die sie brauchen, um erfolgreich zu sein.“

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