De huid fungeert als de belangrijkste interface tussen de interne en de externe wereld en is het grootste en belangrijkste orgaan van het menselijk lichaam. Het wordt vaak blootgesteld aan allerlei soorten lichamelijk letsel of wonden, waaronder snijwonden, schaafwonden, krassen, infecties en zweren.

Helaas wordt de huid naarmate men ouder wordt zwakker en minder goed in staat zichzelf zonder hulp te genezen. Omdat veel landen te maken hebben met een snelle vergrijzing van de bevolking, heeft de vraag naar de behandeling van dergelijke huidwonden een grotere behoefte aan toegankelijke en effectieve wondverzorgingsproducten gecreëerd.

De afgelopen decennia hebben hydrogels veel aandacht gekregen voor de behandeling van huidwonden. Wanneer ze over een laesie worden aangebracht, kunnen deze speciale gels de genezing bevorderen door afgevoerde vloeistoffen (exsudaten) te absorberen en de wond beschermd, goed gehydrateerd en zuurstofrijk te houden.

De meeste ontwikkelde hydrogels krijgen echter hechtende eigenschappen aan huidweefsel om de beweging van de huid te volgen. Omdat deze hydrogels plakkerig zijn en zich aan de huid en de wond hechten, strekken ze zich uit en zetten ze de wond zelf uit zodra ze opzwellen nadat ze exsudaat hebben geabsorbeerd.

Dit veroorzaakt niet alleen pijn bij de gebruiker, maar brengt ook een hoger risico op bacteriële infecties met zich mee als gevolg van de uitbreiding van het wondgebied. Om hydrogels te maken die wonden effectief kunnen behandelen zonder het wondgenezingsproces te verstoren, is het daarom noodzakelijk om te experimenteren met de bereiding van hydrogels op basis van nieuwe ideeën, terwijl bestaande materiaaleigenschappen worden benut.

Tegen deze achtergrond heeft een team van onderzoekers van de Tokyo University of Science (TUS), Japan, nu een innovatief medisch materiaal met hoge toegevoegde waarde voorgesteld voor de behandeling van huidwonden.

Zoals gerapporteerd in hun recente studie gepubliceerd in het International Journal of Biological Macromolecules ontwikkelden ze een nieuwe, goedkope hydrogel met behulp van een component uit zeewier, die fysische eigenschappen bereikte die totaal anders waren dan die van conventionele hydrogels.

Het onderzoek werd geleid door de heer Ryota Teshima, een masterstudent aan de TUS. Assistent-professor Shigehito Osawa, mevrouw Miki Yoshikawa, universitair hoofddocent Yayoi Kawano, professor Hidenori Otsuka en professor Takehisa Hanawa, allemaal van verschillende faculteiten en afdelingen van TUS, maakten ook deel uit van dit onderzoek.

De bereidingswijze van de voorgestelde hydrogel is vrij eenvoudig. Het werd gemaakt met behulp van alginaat, calciumcarbonaat en koolzuurhoudend water. Alginaat is een biocompatibele stof die kan worden gewonnen uit zeewier op het strand.

Het belangrijkste is dat het niet sterk hecht aan cellen of huidweefsels. Dankzij de speciale structuur gevormd door alginaat- en calciumionen, naast de beschermende werking van CO₂ in koolzuurhoudend water tegen verzuring vertoonde de resulterende hydrogel niet alleen ideale pH- en vochtomstandigheden voor wondherstel, maar vertoonde hij ook een aanzienlijk lagere adhesie en zwelling, vergeleken met andere commerciële hydrogelwondverbanden.

De onderzoekers testten de effectiviteit van hun nieuwe hydrogel met behulp van celculturen en een muismodel, die beide uitstekende resultaten opleverden.

"Door middel van dierproeven hebben we aangetoond dat onze hydrogel een hoog therapeutisch effect heeft en tegelijkertijd de tijdelijke uitzetting van het wondgebied, veroorzaakt door conventionele klinische preparaten, kan onderdrukken", zegt de heer Teshima. "Dit bewijst onze aanvankelijke hypothese dat gels met een lage huidhechting en weinig zwellende eigenschappen uitstekend zijn als wondverbandmateriaal, wat volledig het tegenovergestelde is van de conventionele wijsheid."

Het vermelden waard is dat alginaat kan worden gewonnen uit aan het strand gestrand zeewier, een hernieuwbare hulpbron die vaak wordt beschouwd als afvalmateriaal aan de kust. Omdat de voorgestelde hydrogel niet alleen goedkoop maar ook biologisch afbreekbaar is, markeert deze ontwikkeling een belangrijke stap in de richting van toekomstige vooruitgang in duurzame geneeskunde.

"Medische materialen ontberen nog steeds een op duurzaamheid gericht perspectief, en wij geloven dat dit onderzoek zal dienen als maatstaf voor het ontwerp van toekomstige medische materialen en zal leiden tot duurzame en goedkope wondzorg", zegt de heer Teshima. "Bovendien kunnen onze bevindingen helpen bij het ophelderen van problemen met hydrogelformuleringen die momenteel in klinisch gebruik worden gebruikt en nieuwe ontwerprichtlijnen bieden voor de volgende generatie wondbehandelingsgels."

Meer informatie: Ryota Teshima et al, Hydrogel met lage adhesie en weinig zwelling op basis van alginaat en koolzuurhoudend water om tijdelijke verwijding van wondplaatsen te voorkomen, International Journal of Biological Macromolecules (2023). DOI:10.1016/j.ijbiomac.2023.127928

Aangeboden door de Tokyo University of Science