Universität Tübingen
Development and Characterization of Electrospun Wound Dressings Containing Birch Bark Extract
Abstract
Ein effizientes und einfach zu handhabendes Wundmanagement ist immer noch eine große Herausforderung. In unserem täglichen Leben wäre es äußerst wünschenswert, einfache, akzeptable Verbandmaterialien zu haben, die einerseits direkt zur Abdeckung von Wunden und andererseits zur Beschleunigung der Wundheilung verwendet werden können. Ein Triterpentrockenextrakt (TE) aus der Birkenrinde kann nachgewiesenermaßen den Wundheilungsprozess beschleunigen. Daher war das Hauptziel dieser Arbeit die Entwicklung von elektrogesponnenen Wundauflagen mit TE als aktiver Komponente. Das Grundkonzept bestand darin, kolloidale Dispersionen von TE in eine Polyvinylalkohol (PVA)-Matrix einzuarbeiten und Wundauflagen durch Elektrospinnen herzustellen. Die TE-Partikel weisen jedoch einzigartige Strukturen auf, die mit herkömmlichen Verfahren nicht zerkleinert werden können. Selbst wenn hochenergetische Dispersionstechniken eingesetzt werden, lassen sich in öligen oder wässrigen Dispersionen keine Partikel im kolloidalen Größenbereich herstellen. Dies stellt ein Hindernis für eine einfache Verwendung des TE in die PVA-Matrix beim Elektrospinnen dar. Im ersten Teil dieser Doktorarbeit wurden kolloidale Dispersionen konzipiert, die TE, Sonnenblumenöl, Phospholipide (PL90H) und Wasser enthalten. Zunächst wurde eine Bestimmung der Grenzflächenspannung durchgeführt, um den potenziellen Einfluss von PL90H im Dispersionsprozess und seine Wechselwirkung mit TE zu untersuchen und zu verstehen. Es wurde eine synergistische Wechselwirkung zwischen PL90H und TE beobachtet. Durch ein optimiertes stufenweises Homogenisierungsverfahren war es möglich, kolloidale Dispersionen mit Partikelgrößen unter 1 µm herzustellen. Im zweiten Teil wurden bioaktive elektrogesponnene Wundauflagen entwickelt und charakterisiert, die TE kontrolliert freisetzen können. Elektrospinnparameter zur Herstellung von Wundauflagen wurden untersucht und optimiert. Insbesondere die Variation von Konzentration und Molekulargewicht des Polymers hatte einen signifikanten Einfluss auf die Spinnbarkeit, die rheologischen Eigenschaften der Polymerlösung und die resultierenden Fasereigenschaften. Wir konnten zeigen, dass bioaktive Wundauflagen mit glatten und gleichmäßigen Fasern hergestellt werden können. In-vitro-Freisetzungs- und Ex vivo-Permeationsuntersuchungen ergaben, dass elektrogesponnene Wundauflagen Betulin über einen Zeitraum von 72 Stunden freisetzen können. Durch die Veränderung der Komponenten von kolloidalen Dispersionen, nämlich PL90H und Sonnenblumenöl, kann die Freisetzung von Betulin gesteuert werden. Ex-vivo-Wundheilungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Behandlung mit nanofaserigen Wundauflagen, insbesondere mit niedrigen TE-Mengen, eine überragende und beschleunigte Wundheilung erzielte. Als alternative Formulierung zur Wundtherapie wurden in der letzten Phase der Arbeit TE-haltige Filme mittels Solvent Casting Methode hergestellt. Aus den in-vitro-Freisetzungs- und ex vivo-Wundheilungsstudien ergaben diese Filme positive Erkenntnisse, sodass diese ebenfalls als Wundauflagen dienen können. Dennoch waren TE-basierte elektrogesponnene Wundauflagen im Vergleich zu den gegossenen Filmen bei der Wundheilung überlegen. Mit den aktuellen Entwicklungen in der Elektrospinntechnologie ist es möglich, elektrogesponnene Wundauflagen innerhalb kürzerer Zeit auf industrieller Ebene herzustellen. Andererseits könnte die Herstellung gegossener Filme auch als einfache Alternative zur Abdeckung von Wunden dienen. In-vivo-Studien könnten für die zukünftige Umsetzung der entwickelten TE-Wundauflagen unter Nutzung der Grundlage dieser Arbeit von wesentlicher Bedeutung sein. Dieses Projekt zeigt deutlich, dass wir durch einen innovativen Ansatz bioaktive Wundauflagen entwickelt haben, die ein alternatives pharmazeutisches Formulierungspotenzial für die Wundtherapie in naher Zukunft darstellen.
Author and committee
dc:creator, dc:contributor.*- Author
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- Mwiiri, Francis Kamau
Identifiers
dc:identifier.*- Identifier
- hdl:10900/109265