Wundheilung: In Wellenform gehts schneller

Wellenförmige Wunden heilen schneller als gerade Wunden. Offenbar beeinflusst die Form der Wunde die Zellbewegungen, wie ein Forscherteam der Nanyang Technological University Singapur (NTU Singapur) in einer Studie herausgefunden hat.

Die Forschenden beobachteten an synthetischen Wunden, die der menschlichen Haut nachempfunden sind, die Bewegung der Zellen und stellten fest, dass sich die Zellen in der Nähe von wellenförmigen Wunden in einer wirbelnden Weise bewegten, während sich die Zellen in der Nähe von geraden Wunden in geraden Linien bewegten und parallel zu den Rändern verliefen. Das Team kam zu dem Schluss, dass die wirbelnde oder strudelförmige Bewegung der Zellen entscheidend dabei ist, Brücken auszubilden, um beschädigtes Gewebe zu heilen. Der Wundheilungsprozess wird dadurch in wellenförmigen Wunden beschleunigt.

Die Wissenschaftler erklärten, dass ihre Ergebnisse die Tür zur Entwicklung wirksamerer Strategien zur Beschleunigung der Wundheilung für eine bessere Wundbehandlung und Gewebereparatur öffnen.

Prof. K. Jimmy Hsia, leitender Forscher an der NTU School of Mechanical & Aerospace Engineering (MAE) und der School of Chemistry, Chemical Engineering and Biotechnology, sagt: „Wissenschaftler wissen seit Langem, dass die Art und Weise, wie man sich in die Haut schneidet, Einfluss darauf hat, wie schnell sie heilt. Es ist jedoch noch nicht viel darüber bekannt, warum dies geschieht und welche Faktoren die Heilungsgeschwindigkeit beeinflussen könnten. Unsere Studie liefert neue Erkenntnisse auf dem vielversprechenden Gebiet der Mechanobiologie, die Chirurgen dabei helfen könnten, bessere Strategien für die Wundversorgung von Patienten zu entwickeln.“

Lim Chwee Teck, Professor am Lehrstuhl für Biomedizinische Technik der National University of Singapore Society kommentiert als unabhängiger Experte: „Die Wundheilung ist ein entscheidender, aber wenig verstandener Prozess der Genesung von Patienten. Diese interessante Studie wirft ein Licht auf die Wundheilung unter komplexen Geometrien und liefert wichtige Informationen, die zu einer schnelleren Wundheilung mit weniger Narbenbildung beitragen können.“

Unterschiedliche Wundformen lösen unterschiedliche Zellbewegungen aus

Ein wesentlicher Bestandteil der Wundheilung ist die Reepithelisierung. Dabei bewegen sich die Epithelzellen, um eine Brücke zwischen der Wunde und der Haut zu bilden und die Lücke zu schließen. Zwar haben frühere Studien ergeben, dass Zickzack-Wunden schneller heilen als gerade Wunden, doch ist wenig darüber bekannt, wie unterschiedliche Wundkrümmungen und Wundgrößen die Heilungseffizienz beeinflussen. Die NTU-Forschenden untersuchten nun synthetische Wunden mit unterschiedlichen Breiten und Krümmungen, um herauszufinden, wie sich die Zellen bewegen, um Wundlücken zu schließen.

Mithilfe der Particle Image Velocimetry fanden die Forschenden heraus, dass gewellte Wunden komplexere kollektive Zellbewegungen hervorrufen, wie zum Beispiel eine wirbelnde Bewegung. Im Gegensatz dazu bewegten sich die Zellen in einer geraden Wunde parallel zur Wundlinie und  in geraden Linien wie ein Spielmannszug.

Gewellte Wunden heilen fast fünfmal schneller

Das Team beobachtete auch den Heilungsfortschritt der synthetischen Wunden über einen Zeitraum von 64 Stunden und stellte fest, dass die Heilungseffizienz wellenförmiger Wunden – gemessen an der prozentualen Fläche, die von den Zellen im Laufe der Zeit bedeckt wird – fast fünfmal schneller ist als bei geraden Wundverläufen.

Der Erstautor der Studie, Xu Hongmei, Doktorand an der NTU School of MAE, erläutert: „Die sehr ungleichmäßige und rotierende Bewegung, die durch gewellte Wunden hervorgerufen wird, bietet den Zellen im Vergleich zu geraden Wunden mehr Möglichkeiten, sich zu bewegen. Dies ermöglichte es den Zellen, sich schnell mit ähnlichen Zellen auf der gegenüberliegenden Seite des Wundrandes zu verbinden, eine Brücke zu bilden und die wellenförmigen Wundlücken schneller zu schließen als gerade Lücken.”