Vi lager bandasjer av sitrusfrukt

To kvinner med en stor bandasje — Litt større enn du kjøper på apoteket? Her er en av «kjempebandasjene» som vi har elektrospunnet på laboratoriet. Foto: Jan Fredrik Frantzen / UiT

Du har helt sikkert skjært deg eller fått et skrubbsår etter å ha sklidd på grusen. Dette er en helt naturlig del av livet og noe vi alle opplever. Etter hvert slutter såret å blø, det gror sammen og huden blir hel og fin igjen.

Men hva skjer hvis du får et sår som ikke vil gro?

Et økende problem

Sår som ikke vil gro, kaller vi «kroniske sår». Mer enn 50 000 nordmenn lever med slike kroniske sår. Siden befolkningen vår blir stadig eldre, og flere av oss får diabetes og blir overvektige, så øker også forekomsten av slike sår.

Kroniske sår er ofte svært smertefulle, og de krever tett oppfølging og behandling av helsepersonell. Konsekvensene kan nemlig være alvorlige og i verste fall dødelige, og uansett gir disse sårene redusert livskvalitet for pasientene.

Du kan jo forestille deg at du annenhver dag må ha hjelp av en sykepleier for å rense såret ditt og legge på ny en bandasje. Sårene gjør vondt, du må holde deg mye hjemme, blir isolert, og opplever at både din fysiske og mentale helse blir redusert.

Det er derfor veldig viktig å utvikle nye bandasjer som kan hjelpe disse sårene til å gro bedre enn med dagens behandling.

Den perfekte bandasjen

«Den perfekte bandasjen» gir best mulig beskyttelse av såret. Den sørger for at såret holder seg fuktig, og den «puster» slik at såret får tilgang til oksygen. Den tar også knekken på bakterier og andre mikroorganismer som ellers ville kost seg i såret.

Naturmedisin har vist oss at ingredienser fra naturen kan hjelpe sår å gro. Slike naturstoffer finner vi allerede i salver og kremer, eller hydrogeler som består av mye vann.

I våre bandasjer har vi klart å kombinere tre slike naturstoffer, som alle hjelper sår til å gro. Kitosan fra rekeskall, pektin fra sitrusfrukt, og såkalte betaglukaner fra gjærsopp. Vi kan bruke alle disse stoffene for å lage nanofibre som vi kan bruke i bandasjen.

I tillegg til å inneholde disse naturstoffene har nanofibrene dessuten andre fordeler som ikke finnes i en hydrogel eller i en vanlig salve.

Hva er nanofiber?

En nanometer er en millionsdels millimeter. Innen fagområdet nanoteknologi studerer vi strukturer som er så små at de måles i nanometer. I nanomedisin er nanoteknologi brukt til medisinske formål. Nanofiber er fiber med en nano-tykkelse, vanligvis 100-200 nanometer. For å se de små strukturene må vi bruke avanserte elektronmikroskoper.

Etterligner hudens eget armeringsjern

I huden vår finnes det nemlig en viktig fiberstruktur som vi kaller «ekstracellulær matriks». Dette er en biologisk armeringstruktur som gir hudvevet stabilitet og støtte mens såret gror.

Omtrent på samme måte som armeringsjern gir støtte og styrke til betong som tørker, gir ekstracellulær matriks en ekstra støtte til vevet mens det gror.

I den nye bandasjen har vi derfor brukt nanoteknologi for å lage veldig tynne fibre, nanofibre (se faktaboks), som legger seg på bandasjen i et mønster som likner veldig på kroppens eget støttevev. Disse fibrene er 100-200 nanometer tynne, og du må bunte sammen rundt 400 nanofibre for å lage noe som er like «tykt» som et tynt hårstrå.

Nanofibrene lager vi med hjelp av en teknologi kalt vaier elektrospinning. Her «strekker» vi en væske med lange molekylkjeder, en såkalt polymerløsning, ut mellom to vaiere med elektrisk ladning.

I et elektrisk felt dannes så disse ultratynne fibre, før de samles opp på en matte og danner et tørt bandasjelag av naturstoffer. Fibrene med naturstoffene kan ta opp og holde på væske fra såret, og det er noe såret liker for å gro godt.

Men - vi har enda et triks oppi ermet.

Antibiotika

Vi har nemlig også tilsatt antibiotika til bandasjen for å ta knekken på bakterier i sårene. Hvis vi ikke får bukt med mikrobene kan de nemlig gi alvorlige infeksjoner.

Kloramfenikol er en velkjent antibiotika som er effektivt mot bakterier. Problemet med dette virkestoffet er bare at vi kan få skader på nyrene hvis vi tar medisinen som tabletter. Da må medisinen nemlig skilles ut via nyrene før den forlater kroppen.

Hva er polymerer?

«Poly» betyr mange, og polymerer kan ses på som ei rad med mange små og gjentakende enheter som henger sammen til store molekyler. Vi kan sammenligne en polymer med et perlekjede. Perlekjedenes egenskaper er avhengig av lengden på perlekjedet, hvordan perlene er bundet sammen, hvilke type perler kjedet besår av, og hvordan perlene er sortert på kjedet.

Perlene i polysakkarider er sukker, perlene i proteiner og peptider er aminosyrer, mens vårt DNA og RNA er bygd opp av nukleotider. Dette er typiske eksempler på «biopolymerer».

Plastmaterialer er eksempel på syntetisk fremstilte polymerer. Dette er enkelt fortalt hydrokarboner som er fremstilt med råstoff fra petroleumsindustrien.

Når vi tilsetter Kloramfenikol til nanofibrene i bandasjene våre, så kan vi levere bakteriedreperne direkte til såret uten at de tas opp i blodet og gir skade på nyrene. Det er mer effektivt, og vi unngår de farlige bivirkningene.

Tusenkroners-spørsmålet: Virker vidunderbandasjen?

I studiene våre kunne vi se at natur-nanofibrene i bandasjen, kombinert med antibiotika, tok knekken på bakterier som E. coli og stafylokokker. Dette er bakterier som ofte ses i kroniske sår.

Nanofibrene hadde også ønsket effekt på immunceller og hudceller, og elektrospinningen ga nanofibre med styrke- og svelleegenskapene vi ønsket for å gå videre til testing i kroniske sår.

I et tidligere doktorgradsprosjekt i vår forskningsgruppe kunne vi vise at diabetessår hos mus reagerte veldig godt nanofibrene i bandasjen. Her testet vi nemlig nanofibre med ett naturstoff til stede, nemlig betaglukan, og så at sårene helt klart grodde bedre med betaglukaner i nanofibre enn betaglukaner i en vanlig hydrogel.

Forklaringen på dette er at «armeringsjernet» fra nanofibrene rett og slett gjør det enklere for nye celler og hudstrukturer å etablere seg i såret.

Elektrospinning — Vi bruker strøm for å få naturfibrene til å «fly» gjennom lufta og feste seg til ei matte. Vipps, så er det klart for å klippe ut «den perfekte bandasjen». Foto: Laura Sculte-Werning

Med nanofibre har vi lykkes med å etterlikne kroppens naturlige «armeringsjern», og denne støttestrukturen er vist å være effektiv når vi skal få kroniske sår til å gro. Når vi så tilfører antibiotika og flere naturstoffer som stimulerer sårhelingen og immunprosessene i kroppen har troen på at vi funnet en lovende oppskrift på en effektiv bandasje for kroniske sår.

«Puster» som en turjakke

Når bandasjen også «puster», som man populært sier om en moderne turjakke, og gir oksygen til såret, og klarer å ta til seg fuktighet og gir et fuktig miljø i såret, så har denne nye nanofiberbandasjen haket av på mange av kriteriene for «den perfekte bandasjen».

Det er nok ei god stund til du finner de nye nanofiberbandasjene på apoteket. Men vi har løst mange av flokene man ser ved bruke av de vanlige, gammeldagse bandasjene – og vi håper at forskningsresultatene våre etter hvert kan komme sårpasientene til gode.

Kilder:

Schulte-Werning, L. V. et al. Antimicrobial core-shell nanofiber wound dressing with chloramphenicol-liposomes. European Journal of Pharmaceutical Sciences, vol. 214 (2025) https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928098725002623?via%3Dihub
Schulte-Werning, L. V., Singh, B., Johannessen, M., Engstad, R. E. & Holsæter, A. M. Antimicrobial liposomes-in-nanofiber wound dressings prepared by a green and sustainable wire-electrospinning set-up. Int. J. Pharm. 657, 124136 (2024). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378517324003703
Schulte-Werning, L. V. et al. Multifunctional Nanofibrous Dressing with Antimicrobial and Anti-Inflammatory Properties Prepared by Needle-Free Electrospinning. Pharmaceutics 13, 1527 (2021). https://www.mdpi.com/1999-4923/13/9/1527
Grip, J. et al. Beta-glucan-loaded nanofiber dressing improves wound healing in diabetic mice. Eur. J. Pharm. Sci. 121, 269–280 (2018). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0928098718302562

Opprinnelig publisert i: forskersonen.no