Medikamente abgebende Operationsfäden könnten die Wundheilung transformieren

Das Problem mit der derzeitigen Wundbehandlung

Wenn ein Chirurg eine tiefe Wunde schließt oder einen inneren Eingriff abschließt, beginnt der Körper eine Entzündungsreaktion, die notwendig und problematisch zugleich ist. Entzündung treibt den Heilungsprozess voran und rekrutiert Immunzellen zur Infektionsbekämpfung und zum Beginn der Gewebereparatur. Aber übermäßige oder anhaltende Entzündungen verursachen Schmerzen, verlangsamen die Genesung und können zu Narbenbildung, Verwachsungen und Komplikationen führen, die Krankenhausaufenthalte verlängern und Langzeitergebnisse beeinträchtigen.

Der Standardansatz — die Verschreibung oraler entzündungshemmender Medikamente wie Ibuprofen oder Kortikosteroide nach der Operation — hat grundlegende Einschränkungen. Orale Medikamente werden im gesamten Körper verteilt und erreichen wirksame Konzentrationen an der Wundstelle nur als ein kleiner Bruchteil der gesamten systemischen Spiegel. Das bedeutet, dass Patienten relativ hohe Dosen einnehmen müssen, um die Wirksamkeit an der Wundstelle zu erreichen, und den Rest ihres Körpers Medikamentenkonzentrationen aussetzen, die den Magen reizen, die Nieren belasten und mit anderen Medikamenten interagieren können. Ein neuer Ansatz von Forschern an einer führenden Ingenieurfakultät könnte diese Rechnung völlig verändern.

Fäden, die Medikamente abgeben

Das Forschungsteam hat einen Operationsfaden entwickelt, der mit einer Polymermatrix ausgestattet ist, die entzündungshemmende Medikamente über einen Zeitraum von zwei bis vier Wochen nach dem Einsetzen langsam freisetzt. Das Fadenmaterial behält die mechanische Festigkeit und Handhabungseigenschaften konventioneller Operationsfäden — Chirurgen können die gleichen Knoten binden und sich auf die gleiche Wundverschlussleistung verlassen — während die medikamentenbeladene Matrix im Fadenkern langsam abbaut und ihre Ladung in das umgebende Gewebe freisetzt.

In Tiermodellen erreichten die Medikamente freisetzende Fäden Medikamentenkonzentrationen an den Wundstellen etwa achtmal höher als orale Dosierung bei äquivalenten systemischen Dosen, während die Medikamentenspiegel im Blutplasma deutlich unter den mit systemischen Nebenwirkungen verbundenen Werten blieben. Die Kombination von hoher lokaler Wirksamkeit und niedriger systemischer Exposition stellt genau das pharmakologische Profil dar, das Wundbehandler angestrebt haben, aber mit konventionellen Medikamentenabgabeansätzen nicht erreichen konnten.

Die Polymermatrix ist so ausgelegt, dass sie ihre Medikamentenladung auf kontrollierte, anhaltende Weise anstelle einer sofortigen Freisetzung freisetzt. Eine frühe Freisetzung — ein häufiges Problem bei der Gestaltung von Medikamente freisetzenden Medizinprodukten — kann lokale Medikamentenkonzentrationen in toxische Konzentrationen treiben, bevor sie schnell unter therapeutische Schwellwerte abfallen. Das Design des Forschungsteams nutzt eine mehrschichtige Polymerarchitektur, die während des gesamten postoperativen Heilungszeitraums eine relativ konstante Medikamentenfreisetzung aufrechterhält und sich dann vollständig als Teil des natürlichen Resorptionsprozesses des Fadens abbaut.

Welche Medikamente können verabreicht werden

Die anfängliche Forschung konzentrierte sich auf nicht steroidale Entzündungshemmer, wobei Ibuprofen und Diclofenac die Haupttestverbindungen sind. Beide Medikamente gehören zu den weltweit am häufigsten verwendeten Entzündungshemmern in der postoperativen Versorgung, und ihre etablierten Sicherheitsprofile vereinfachen den behördlichen Weg für Medikamente freisetzende Fadenprodukte, die sie enthalten.

Die Polymermatrix-Plattform ist jedoch medikamentenunabhängig konzipiert. Die gleiche grundlegende Fadenarchitektur könnte grundsätzlich mit unterschiedlichen aktiven Verbindungen für unterschiedliche chirurgische Anwendungen beladen werden. Antibiotika könnten eingebunden werden, um Infektionsraten bei risikoreichen Verfahren zu senken. Wachstumsfaktoren, die die Geweberegeneration fördern, könnten für orthopädische und rekonstruktive Verfahren eingesetzt werden, bei denen die Qualität der Gewebeheiling besonders wichtig ist. Steroide mit stärkeren entzündungshemmenden Profilen könnten für Verfahren verwendet werden, bei denen die Entzündungskontrolle besonders kritisch ist.

Dieser modulare Ansatz spiegelt die Philosophie der Medikamente freisetzenden Stents wider, der Kardiovaskulärgeräte, die die Behandlung der koronaren Herzkrankheit durch die Kombination von mechanischen Gerüsten mit lokaler Medikamentenabgabe umgewandelt haben. Der Markt für Medikamente freisetzende Stents ist einer der größten in der Medizinprodukteindustrie geworden; Forscher glauben, dass Medikamente freisetzende Fäden einer ähnlichen Trajektorie folgen könnten, wenn der klinische Nutzen der Plattform über mehrere chirurgische Fachbereiche hinweg etabliert wird.

Behördlicher und Kommerzialisierungsweg

Medikamente freisetzende Fäden nehmen eine neuartige behördliche Kategorie ein, die Aufsichtsrahmen für chirurgische Geräte- und Arzneimittelprodukte kombiniert. Die FDA klassifiziert Kombinationsprodukte dieser Art in einem primären Wirkungsmodus-Rahmen und wendet normalerweise Gerätevorschriften als primären Weg an, wobei pharmazeutische Anforderungen überlagert sind. Das Team hat Vorgespräche mit der FDA begonnen und erwartet, einen Antrag auf Investigational Device Exemption einzureichen, um in etwa 18 Monaten mit klinischen Versuchen zu beginnen.

Mehrere große chirurgische Geräteunternehmen haben bereits Interesse an einer Lizenzierung der Technologie gezeigt. Die Fadenherstellungsindustrie wird von einer Handvoll großer Akteure beherrscht — Johnson und Johnson, Medtronic und Teleflex gehören dazu — die die globalen Vertriebsnetze und Krankenhausbeziehungen haben, um ein neues Fadenprodukt im großen Maßstab auf den Markt zu bringen. Das Forschungsteam hat ein Startup-Unternehmen gegründet, um den Kommerzialisierungsweg der Technologie zu verwalten, wobei Seed-Finanzierung bereits aus einer Kombination von universitären Technologietransferfonds und biomedizinischem Risikokapital gesichert ist.

Auswirkungen auf die postoperative Genesung

Wenn klinische Versuche die Ergebnisse von Tierstudien bei menschlichen Patienten bestätigen, sind die Auswirkungen auf die postoperative Versorgung erheblich. Reduzierte systemische entzündungshemmende Medikamente könnten die Raten von gastrointestinalen Komplikationen und Nierenstress senken, die derzeit einen erheblichen Anteil chirurgischer Patienten betreffen, insbesondere ältere Patienten und diejenigen mit vorbestehenden Erkrankungen, die am anfälligsten für Nebenwirkungen von Medikamenten sind. Eine genauere lokale Schmerzbekämpfung könnte die Notwendigkeit von Opioid-Analgetika bei der postoperativen Schmerzbehandlung verringern, ein Ziel, das angesichts der anhaltenden Opioid-Krise besondere Dringlichkeit angenommen hat. Die Möglichkeit, über den gesamten mehrwöchigen Heilungszeitraum eine anhaltende entzündungshemmende Wirkung aufrechtzuerhalten, ohne die Einhaltung eines oralen Medikamentenschemas durch den Patienten zu erfordern, könnte auch die Ergebnisse bei dem erheblichen Anteil von Patienten verbessern, die ihre verschriebenen postoperativen Medikamente nicht zuverlässig einnehmen.

Dieser Artikel basiert auf Berichten von Medical Xpress. Lesen Sie den Originalartikel.