3D-Druck von multifunktionalen bakteriziden Wundauflagen mit steuerbarer Freisetzung von Arzneistoffen

Abstract: Abstract
Modern wound dressings not only cover the basic functions like protection against infection, control of body temperature and preservation of body fluids, but can also be individually adapted to the shape and requirements of the injury. For this purpose 3D printing is the optimal production technique. It is used in this work to add features to wound dressings, such as bactericidal properties or a drug delivery system for analgesics. The work was divided into three sections.
In the first part, model systems for bactericidal wound dressings were 3D-printed in the Bioplotter®. A mixture of phenoxyethanol and octenidine (P/O, 20/1, m/m), which is known from the disinfectant Octenisept® was used as bactericide and incorporated into the matrix material polyethylene oxide (PEO, Mn = 600 kg/mol, cP/O = 0.1 wt.%). In the bactericide test, the model systems reduced the number of S. aureus and E. coli bacteria by up to 8 log levels (test is considered positive by a reduction of 2 log levels). Electrospun wound dressings containing P/O were also tested positive.
In the second part polyvinylene carbonate-based microbiocides were synthesized, which prefer to attack bacterial cells to human cells with a selectivity of at least 100. The selectivity is based on physical interactions caused by an interplay of hydrophilic and hydrophobic amine side chains. Hence bacteria cannot develop resistance against these substances.
In the third part, Ibuprofen- and Ibuprofen-lysinate-releasing model systems for wound dressings were produced with a modified 3D screen printer. The desired release profile can be specifically controlled by means of multi-component printing. A redeveloped measuring device was developed for the kinetic studies, which simulates the conditions in wounds and is also capable of recording the release of water-insoluble or poorly water-soluble substances such as Ibuprofen

Kurz-Zusammenfassung
Moderne Wundauflagen decken nicht nur die Basisfunktionen, wie Schutz vor Infektionen, Kontrolle der Körpertemperatur und Erhalt der Körperflüssigkeiten ab, sondern können individuell an Form und das Anforderungsprofil der Verletzung angepasst werden. Der 3D-Druck ist hierfür die optimale Fertigungstechnik. Er wird in dieser Arbeit genutzt, um Wund-auflagen mit Zusatzfunktionen auszustatten, wie Bakterizidität oder einem „Drug-Delivery“-System für Analgetika (Schmerzmittel). Die Arbeit wurde drei Abschnitte unterteilt.
Im ersten Teil wurden Modellsysteme für bakterizide Wundauflagen im Bioplotter® 3D-gedruckt. Als Bakterizid diente ein Stoffgemisch aus Phenoxyethanol und Octenidin (P/O, 20/1, m/m), das aus dem Desinfektionsmittel Octenisept® bekannt ist und in das Matrixmaterial Polyethylenoxid (PEO, Mn = 600 kg/mol, cP/O = 0.1 wt.%) eingearbeitet wurde. Im Bakterizidtest reduzierten die Modellsysteme die Keimzahl von S.Aureus- und E.Coli-Bakterien um bis zu 8 log-Stufen (Test gilt als positiv bei Reduktion von 2 log-Stufen). Auch elektrogesponnene P/O-haltige Wundauflagen wurden positiv getestet.
Im zweiten Teil wurden Polyvinylencarbonat-basierte Mikrobiozide synthetisiert, die mit einer Selektivität von mindestens 100 den Angriff auf Bakterienzellen gegenüber menschlichen Zellen bevorzugen. Die Selektivität basiert auf physikalischen Wechselwirkungen, die durch ein Zusammenspiel aus hydrophilen und hydrophoben Amin-Seitenketten verursacht wird und gegen die Bakterien keine Resistenz entwickeln können.
Im dritten Teil wurden Ibuprofen- und Ibuprofenlysinat-freisetzende Modellsysteme für Wundauflagen mit einem hierfür neuentwickelten 3D-Schablonendrucker gefertigt. Das gewünschte Freisetzungsprofil kann hierbei gezielt mittels Multikomponenten-Druck gesteuert werden. Für die Fresetzungsstudien wurde eine neuentwickelte Mess-Appararur entwickelt, welche die Bedingungen in Wunden realitätsnah simuliert und außerdem in der Lage ist die Freisetzung von wasserunlöslichen oder schlecht wasserlöslichen Stoffen, wie Ibuprofen zu erfassen

Object Details

• Location: Deutsche Nationalbibliothek Frankfurt am Main
• Extent: Online-Ressource
• Language: Deutsch
• Notes: Universität Freiburg, Dissertation, 2020

Classification and Topics

• Keyword: Ibuprofen-Lysinsalz ; Bakterizid ; 3D-Druck ; Wundverband ; Ibuprofen ; Analgetikum ; 3D-Druck ; Bakterizid ; Ibuprofen ; Ibuprofen-Lysinsalz ; Polyvinylalkohol ; Polyethylenglykole ; Wundverband ; HPLC ; Analgetikum

Contributors, Places and Time

• Event: Veröffentlichung
• (where): Freiburg
• (who): Universität
• (when): 2021
• Creator: Mönkemeyer, Florian
• Contributor: Mülhaupt, Rolf ; Albert-Ludwigs-Universität Freiburg. Fakultät für Chemie und Pharmazie

Further information

• DOI: 10.6094/UNIFR/175612
• URN: urn:nbn:de:bsz:25-freidok-1756121
• Rights: Kein Open Access; Der Zugriff auf das Objekt ist unbeschränkt möglich.
• Last update: 25.03.2025, 1:47 PM CET