Mithilfe der Plasmatechnologie verwandelten Forscher eine Art blaugrüner Mikroalgen in eine bioaktive Beschichtung mit unglaublichen wundheilenden Eigenschaften. Sie sagen, dass die neue Beschichtung in Verbänden und medizinischen Geräten eingesetzt werden könnte, um Patienten vor Infektionen zu schützen, die Wundheilung zu beschleunigen und Entzündungen zu reduzieren.
Plasma entsteht aus überhitztem Gas, das den Atomen Elektronen entzieht und so positiv geladene Ionen und negativ geladene Elektronen erzeugt. Atmosphärendruck-Plasmastrahlen (APPJ) nutzen eine Mischung aus Inertgas und molekularem Gas durch eine starke Bogenentladung, um eine Plasmaentladung bei Umgebungsdruck zu erzeugen.
Forscher der Flinders University in Südaustralien verwendeten Argon-APPJ, um blaugrüne Mikroalgen in ultradünne bioaktive Beschichtungen umzuwandeln, die medizinischen Verbänden zugesetzt werden können, um Bakterien abzutöten, Entzündungen zu reduzieren und die Wundheilung zu fördern.
ViKhanh Truong, einer der korrespondierenden Autoren der Studie, sagte: „Wir nutzen die Plasmabeschichtungstechnologie, um jede Art von Biomasse – in diesem Fall Spirulina maxima – in eine nachhaltige High-End-Beschichtung umzuwandeln. Mit unserer Technologie können wir Biomasse in eine Wundverbandbeschichtung umwandeln.“
Extrakte der blaugrünen Mikroalge S. maxima werden häufig als Nahrungsergänzungsmittel verwendet. Dieser einzellige Organismus verfügt über ein einfaches Fortpflanzungssystem, das Biomasse produziert, die bioaktive Verbindungen mit starken antioxidativen und antibakteriellen Eigenschaften enthält, die die Wundheilung unterstützen.
Allerdings stellen die dicken Zellwände von Mikroalgen ein großes Hindernis für die Gewinnung dieser wertvollen Verbindungen dar. Hier kommt APPJ ins Spiel. Forscher verwendeten diese Technik, um die dicken Wände von Mikroalgen selektiv aufzubrechen und so eine große Transformation zu erreichen. S.maxima verlor seine ursprüngliche Struktur, zerfiel vollständig und verwandelte sich dann in einen ultradünnen Film.
Die Auswertung ergab, dass mit Argon-APPJ behandeltes S. maxima eine hohe antibakterielle Aktivität gegen Pseudomonas aeruginosa und Staphylococcus aureus mit Zelltodraten von 93 % bzw. 73 % aufwies und die Biofilmbildung hemmen konnte. Bakterien in Biofilmen sind resistenter gegen Antibiotika.
Die S.maxima-Beschichtung ist nicht nur biokompatibel, sondern verfügt auch über entzündungshemmende Eigenschaften. Nach dem Auftragen der Beschichtung waren die Wunden, die die Forscher mithilfe von Wundskarifizierungsmethoden vermessen hatten, innerhalb von zwei Tagen vollständig geschlossen.
Die Forscher sagen, dass die neue Technologie Potenzial als Wundbehandlungsoption hat, auch bei chronischen Wunden, insbesondere bei zunehmender Antibiotikaresistenz.
Krasimir Vasilev, ein weiterer korrespondierender Autor der Studie, sagte: „Diese neue plasmagestützte Downstream-Verarbeitungstechnologie kann die Extraktion und Reinigung nützlicher Verbindungen in Biomasse verbessern, ohne schädliche Lösungsmittel zu verwenden und große Energiemengen zu investieren.“ Wir prüfen derzeit Möglichkeiten zur Kommerzialisierung dieser einzigartigen Technologie. Derzeit gibt es keinen kommerziell erhältlichen Wundverband, der gleichzeitig Infektionen widerstehen, die Wunde schützen, Entzündungen wirksam regulieren und die Wundheilung fördern kann. "
Die Forschung wurde in der Zeitschrift Small veröffentlicht.