Datum:
9. Mai 2016
Quelle:
Massachusetts Institute of Technology
Wissenschaftler haben ein neues Material entwickelt, das die Haut vorübergehend schützen und straffen sowie Falten glätten kann. Mit der Weiterentwicklung könnte es auch zur Abgabe von Medikamenten zur Behandlung von Hauterkrankungen wie Ekzemen und anderen Arten von Dermatitis eingesetzt werden.
Polymere der "zweiten Haut" könnten auch verwendet werden, um trockene Haut zu schützen und Arzneimittel abzugeben.
Bildnachweis: Melanie Gonick/MIT; Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives-Lizenz
Wissenschaftler des MIT, des Massachusetts General Hospital, von Living Proof und Olivo Labs haben ein neues Material entwickelt, das die Haut vorübergehend schützen und straffen sowie Falten glätten kann. Mit der Weiterentwicklung könnte es auch zur Abgabe von Medikamenten zur Behandlung von Hauterkrankungen wie Ekzemen und anderen Arten von Dermatitis eingesetzt werden.
Das Material, ein Polymer auf Silikonbasis, das als dünner, nicht wahrnehmbarer Überzug auf die Haut aufgetragen werden kann, ahmt die mechanischen und elastischen Eigenschaften gesunder, jugendlicher Haut nach. In Tests mit Probanden fanden die Forscher heraus, dass das Material in der Lage war, „Tränensäcke“ unter den unteren Augenlidern neu zu formen und auch die Hautfeuchtigkeit zu verbessern. Diese Art von "zweiter Haut" könnte auch so angepasst werden, dass sie einen lang anhaltenden UV-Schutz bietet, sagen die Forscher.
„Es ist eine unsichtbare Schicht, die eine Barriere bilden, kosmetische Verbesserungen bewirken und möglicherweise ein Medikament lokal in den zu behandelnden Bereich abgeben kann. Diese drei Dinge zusammen könnten es wirklich ideal für die Anwendung beim Menschen machen“, sagt Daniel Anderson, außerordentlicher Professor in der MIT-Abteilung für Chemieingenieurwesen und Mitglied des MIT-Koch-Instituts für integrative Krebsforschung und des Instituts für Medizintechnik und Wissenschaft (IMES).
Anderson ist einer der Autoren eines Artikels, der das Polymer in der Online-Ausgabe von Nature Materials vom 9. Mai 2016 beschreibt. Robert Langer, David-H.-Koch-Institutsprofessor am MIT und Mitglied des Koch-Instituts, ist der leitende Autor des Papiers, und die Hauptautorin des Papiers ist Betty Yu SM '98, ScD '02, ehemalige Vizepräsidentin bei Living Proof. Langer und Anderson sind Mitbegründer von Living Proof und Olivo Labs, und Yu erwarb ihren Master und ihren Doktortitel am MIT.
Nachahmung der Haut
Wenn die Haut altert, wird sie weniger fest und weniger elastisch – Probleme, die durch Sonneneinstrahlung verschlimmert werden können. Dies beeinträchtigt die Fähigkeit der Haut, sich vor extremen Temperaturen, Toxinen, Mikroorganismen, Strahlung und Verletzungen zu schützen. Vor etwa 10 Jahren machte sich das Forschungsteam daran, eine Schutzbeschichtung zu entwickeln, die die Eigenschaften gesunder Haut wiederherstellen könnte, sowohl für medizinische als auch für kosmetische Anwendungen.
"Wir begannen darüber nachzudenken, wie wir die Eigenschaften der Haut kontrollieren könnten, indem wir sie mit Polymeren beschichten, die vorteilhafte Wirkungen verleihen würden", sagt Anderson. "Wir wollten auch, dass es unsichtbar und bequem ist."
Die Forscher erstellten eine Bibliothek mit mehr als 100 möglichen Polymeren, die alle eine chemische Struktur enthielten, die als Siloxan bekannt ist – eine Kette aus alternierenden Silizium- und Sauerstoffatomen. Diese Polymere können zu einer Netzwerkanordnung zusammengesetzt werden, die als vernetzte Polymerschicht (XPL) bekannt ist. Die Forscher testeten dann die Materialien auf der Suche nach einem Material, das das Aussehen, die Festigkeit und die Elastizität gesunder Haut am besten nachahmt.
"Es muss die richtigen optischen Eigenschaften haben, sonst sieht es nicht gut aus, und es muss die richtigen mechanischen Eigenschaften haben, sonst hat es nicht die richtige Festigkeit und funktioniert nicht richtig", sagt Langer.
Das Material mit der besten Leistung hat elastische Eigenschaften, die denen der Haut sehr ähnlich sind. In Labortests kehrte es nach einer Dehnung von mehr als 250 Prozent problemlos in seinen ursprünglichen Zustand zurück (natürliche Haut kann um etwa 180 Prozent gedehnt werden). In Labortests war die Elastizität des neuartigen XPL viel besser als die von zwei anderen Arten von Wundverbänden, die jetzt auf der Haut verwendet werden – Silikongelfolien und Polyurethanfolien.
„Ein Material herzustellen, das sich wie Haut verhält, ist sehr schwierig“, sagt Barbara Gilchrest, Dermatologin bei MGH und Autorin der Abhandlung. „Viele Menschen haben dies versucht, und die Materialien, die bis dahin verfügbar waren, hatten nicht die Eigenschaften, flexibel, bequem, nicht irritierend und in der Lage zu sein, sich der Bewegung der Haut anzupassen.
Geschichte Quelle:
Der obige Beitrag ist aus Materialien nachgedruckt, die vom Massachusetts Institute of Technology bereitgestellt wurden. Der ursprüngliche Artikel wurde von Anne Trafton geschrieben. Hinweis: Materialien können hinsichtlich Inhalt und Länge bearbeitet werden.
Zeitschriftenreferenz:
Betty Yu, Soo-Young Kang, Ariya Akthakul, Nithin Ramadurai, Morgan Pilkenton, Alpesh Patel, Amir Nashat, Daniel G. Anderson, Fernanda H. Sakamoto, Barbara A. Gilchrest, R. Rox Anderson, Robert Langer. Eine elastische zweite Haut. Naturmaterialien, 2016; DOI: 10.1038/nmat4635
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Massachusetts Institute of Technology. „‚Zweite Haut‘: Neues Material strafft Haut vorübergehend: Polymer könnte auch zum Schutz trockener Haut, zur Abgabe von Medikamenten eingesetzt werden.“ ScienceDaily. ScienceDaily, 9. Mai 2016. <www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160509115127.htm>.in seine ursprüngliche Form zurückkehren.“
Die XPL wird derzeit in einem zweistufigen Verfahren ausgeliefert. Zunächst werden Polysiloxankomponenten auf die Haut aufgetragen, gefolgt von einem Platinkatalysator, der das Polymer dazu veranlasst, einen stark vernetzten Film zu bilden, der bis zu 24 Stunden auf der Haut verbleibt. Dieser Katalysator muss nach dem Auftragen des Polymers hinzugefügt werden, da das Material nach diesem Schritt zu steif zum Verteilen wird. Beide Schichten werden als Cremes oder Salben aufgetragen, und sobald sie auf der Haut verteilt sind, wird XPL im Wesentlichen unsichtbar.
Hochleistung
Die Forscher führten mehrere Studien am Menschen durch, um die Sicherheit und Wirksamkeit des Materials zu testen. In einer Studie wurde das XPL auf den Bereich unter den Augen aufgetragen, wo sich oft Tränensäcke bilden, wenn die Haut altert. Diese Tränensäcke werden durch das Hervortreten des Fettpolsters verursacht, das unter der Haut des Unterlids liegt. Beim Auftragen des Materials übte es eine gleichmäßige Druckkraft aus, die die Haut straffte, ein Effekt, der etwa 24 Stunden anhielt.
In einer anderen Studie wurde das XPL auf die Unterarmhaut aufgetragen, um seine Elastizität zu testen. Wenn die mit XPL behandelte Haut mit einem Saugnapf gedehnt wurde, kehrte sie schneller in ihre ursprüngliche Position zurück als unbehandelte Haut.
Die Forscher testeten auch die Fähigkeit des Materials, Wasserverlust durch trockene Haut zu verhindern. Zwei Stunden nach dem Auftragen erlitt die mit dem neuartigen XPL behandelte Haut einen viel geringeren Wasserverlust als Haut, die mit einer hochwertigen kommerziellen Feuchtigkeitscreme behandelt wurde. Mit Petrolatum beschichtete Haut war in Tests, die zwei Stunden nach der Behandlung durchgeführt wurden, genauso wirksam wie XPL, aber nach 24 Stunden hatte mit XPL behandelte Haut viel mehr Wasser zurückgehalten. Keiner der Studienteilnehmer berichtete von Reizungen durch das Tragen von XPL.
Living Proof hat die XPL-Technologie an Olivo Laboratories, LLC ausgegliedert, ein neues Startup, das gegründet wurde, um sich auf die Weiterentwicklung der XPL-Technologie zu konzentrieren. Zunächst wird sich Olivos Team auf medizinische Anwendungen der Technologie zur Behandlung von Hauterkrankungen wie Dermatitis konzentrieren.
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