De afgifte van werkzame stoffen regelen met licht

Om deze behandelingskosten te verlagen en de druk op het zorgpersoneel te verlichten, werken onderzoekers van Empa aan nieuwe behandelingsmethoden voor chronische wonden. Het team rond Luciano Boesel en Giorgia Giovannini van de afdeling „Biomimetic Membranes and Textiles“ in St. Gallen heeft een materiaal ontwikkeld dat onder blootstelling aan licht op gecontroleerde wijze werkzame stoffen afgeeft en daarmee de effectiviteit van de behandeling zou kunnen verbeteren en de bijwerkingen ervan zou kunnen verminderen.

Daartoe hebben de onderzoekers siliciumdioxide-nanodeeltjes geladen met het gangbare wonddesinfectiemiddel chloorhexidine. Vervolgens hebben ze deze voorzien van een polymeerlaag die is verrijkt met speciale moleculaire fotoschakelaars. Wanneer deze fotoschakelaars worden bestraald met zichtbaar LED-licht, veranderen ze van structuur, waardoor de polymeerlaag opzwelt en zijn waterdoorlatendheid toeneemt. Hierdoor kan het chloorhexidine uit de siliciumdioxidekern vrijkomen. Wanneer het LED-licht wordt uitgeschakeld, trekken de polymeermoleculen zich samen en nemen ze weer hun oorspronkelijke, waterdichte vorm aan.

„Dit systeem, dat in een pleister is ingebouwd, maakt een gecontroleerde wonddesinfectie mogelijk”, legt Boesel uit. „Het tijdstip en de dosis van de afgegeven werkzame stof kunnen worden geregeld door de duur of intensiteit van de bestraling en de golflengte van het licht te variëren.”

Gepersonaliseerde wondbehandeling mogelijk maken

Het systeem geeft de werkzame stof op een gecontroleerde manier af. Daardoor heeft het ten opzichte van andere pleisters het voordeel dat het medicijn nauwkeurig wordt gedoseerd, waardoor het risico wordt verkleind dat de bacteriën in de wond resistentie ontwikkelen. „Het zou ideaal zijn als we dit nieuwe systeem van lichtgestuurde afgifte van werkzame stoffen zouden kunnen combineren met een wondsensor die voortdurend het aantal en het type bacteriën in de wond bepaalt“, voegt Boesel toe.

Een wondsensor, zoals die welke de Empa in 2025 heeft ontwikkeld, zou een verdere ontwikkeling van de pleister mogelijk maken: Want siliciumdioxide-nanodeeltjes kunnen niet alleen worden geladen met een wonddesinfectiemiddel, maar ook met andere therapeutische werkzame stoffen, en de polymeeromhulling kan worden voorzien van verschillende fotoknoppen. Afhankelijk van de golflengte van het licht waarmee de pleister wordt bestraald, activeert dit verschillende foteschakelaars. De wond zou zo gericht kunnen worden behandeld met precies die werkzame stof die op dat moment nodig is op basis van de geregistreerde bacteriële besmetting. „Dat zou een belangrijke stap zijn in de richting van een gepersonaliseerde wondbehandeling“, benadrukt Boesel. Hij ziet een groot nadeel van de huidige standaard voor wondbehandeling in het feit dat de wond altijd op ongeveer dezelfde manier wordt verzorgd, ongeacht met welke bacteriën deze is besmet.

Klinisch onderzoek beoogd

Hoe en wanneer dit systeem voor de door licht gestuurde afgifte van werkzame stoffen daadwerkelijk in de praktijk kan worden toegepast, is op dit moment nog niet duidelijk. Het team van Boesel heeft het in het laboratorium ontwikkeld en tot nu toe uitsluitend in reageerbuisjes getest. In een volgende stap moet het worden aangepast aan de klinische behoeften. „We staan in contact met verschillende ziekenhuizen die in principe geïnteresseerd zouden zijn in een dergelijk systeem”, zegt de onderzoeksleider. Hij is momenteel op zoek naar geïnteresseerden die het systeem in hun proefschrift verder zouden kunnen ontwikkelen. Daarna zal het systeem verschillende fasen van klinische studies moeten doorlopen voordat het in Zwitserland als onderdeel van een medisch product wordt goedgekeurd.

Zelfs als alles dus goed verloopt, zullen mensen met het diabetische voetsyndroom nog enkele jaren moeten wachten voordat ze kunnen profiteren van de hightech-pleister met lichtgestuurde afgifte van werkzame stoffen. Mocht het echter een succes worden, dan zou het hen talrijke ziekenhuisbezoeken besparen. Niet in de laatste plaats zou het ook het gezondheidszorgsysteem ontlasten: zelfs als de productie van de pleisters duurder zou zijn dan die van conventionele pleisters, zouden ze deze kosten ruimschoots compenseren door de lagere personeelsbehoefte.

Oorspronkelijke publicatie: Clerc, M., Zuber, F., Oberhänsli, L., Elbs-Glatz, Y., Miguel, M. M., Kissling, V. M., … Giovannini, G.: Fotogestuurde afgifte van antibacteriële geneesmiddelen uit met DASA gecoate silicadeeltjes voor een betere behandeling van wondinfecties, Advanced Functional Materials (2026), 36(38), e31727 (13 pp.); DOI: 10.1002/adfm.202531727