Neues Material, das die Haut strafft und Falten entfernt
Datum:
9. Mai 2016
Quelle:
Massachusetts Institute of Technology
Wissenschaftler haben ein neues Material entwickelt, das die Haut vorübergehend schützen, straffen und Falten glätten kann. Mit der Weiterentwicklung könnte es auch zur Verabreichung von Medikamenten zur Behandlung von Hauterkrankungen wie Ekzemen und anderen Dermatitis-Arten eingesetzt werden.
Polymere, die wie eine „zweite Haut“ wirken, könnten auch zum Schutz trockener Haut und zur Verabreichung von Medikamenten eingesetzt werden.
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, straffen und Falten glätten kann. Mit weiterer Entwicklung könnte es auch zur Verabreichung von Medikamenten zur Behandlung von Hauterkrankungen wie Ekzemen und anderen Dermatitis-Arten eingesetzt werden.
Das Material, ein silikonbasiertes Polymer, das als dünne, unmerkliche Schicht auf die Haut aufgetragen werden kann, imitiert die mechanischen und elastischen Eigenschaften gesunder, jugendlicher Haut. In Tests mit Probanden stellten die Forscher fest, dass das Material Tränensäcke unter den Unterlidern neu formen und die Hautfeuchtigkeit verbessern konnte. Diese Art „zweite Haut“ könnte laut den Forschern auch für einen langanhaltenden UV-Schutz angepasst werden.
„Es handelt sich um eine unsichtbare Schicht, die eine Barriere bilden, kosmetische Verbesserungen bewirken und möglicherweise ein Medikament lokal an 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 am Department of Chemical Engineering des MIT und Mitglied des Koch Institute for Integrative Cancer Research und des Institute for Medical Engineering and Science (IMES) des MIT.
Anderson ist einer der Autoren eines Artikels, der das Polymer in der Online-Ausgabe von Nature Materials vom 9. Mai 2016 beschreibt. Robert Langer, Professor am David H. Koch Institute am MIT und Mitglied des Koch-Instituts, ist der Hauptautor des Artikels. Die Hauptautorin des Artikels ist Betty Yu SM '98, ScD '02, ehemalige Vizepräsidentin von Living Proof. Langer und Anderson sind Mitbegründer von Living Proof und Olivo Labs, und Yu erwarb ihren Master und Doktortitel am MIT.
Haut nachahmen
Mit zunehmendem Alter verliert die Haut an Festigkeit und Elastizität – Probleme, die durch Sonneneinstrahlung noch verstärkt werden können. Dies beeinträchtigt die Abwehrfähigkeit der Haut gegen extreme Temperaturen, Giftstoffe, Mikroorganismen, Strahlung und Verletzungen. Vor etwa zehn Jahren begann ein Forschungsteam mit der Entwicklung einer Schutzschicht, die die Eigenschaften gesunder Haut für medizinische und kosmetische Anwendungen wiederherstellen könnte.
„Wir begannen darüber nachzudenken, wie wir die Eigenschaften der Haut beeinflussen könnten, indem wir sie mit Polymeren beschichten, die positive Effekte haben“, sagt Anderson. „Wir wollten außerdem, dass die Haut unsichtbar und angenehm zu tragen ist.“
Die Forscher erstellten eine Bibliothek mit über 100 möglichen Polymeren, die alle eine chemische Struktur namens Siloxan enthielten – eine Kette aus abwechselnden Silizium- und Sauerstoffatomen. Diese Polymere können zu einer Netzwerkanordnung, einer sogenannten vernetzten Polymerschicht (XPL), zusammengesetzt werden. Anschließend testeten die Forscher die Materialien auf der Suche nach einem Material, das Aussehen, Festigkeit und 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 leistungsstärkste Material weist elastische Eigenschaften auf, die denen der Haut sehr ähnlich sind. In Labortests kehrte es nach einer Dehnung von über 250 Prozent problemlos in seinen ursprünglichen Zustand zurück (natürliche Haut lässt sich um etwa 180 Prozent dehnen). In Labortests war die Elastizität des neuartigen XPL deutlich besser als die von zwei anderen Wundverbänden, die heute auf der Haut verwendet werden – Silikongelfolien und Polyurethanfolien.
„Ein Material zu entwickeln, das sich wie Haut verhält, ist sehr schwierig“, sagt Barbara Gilchrest, Dermatologin am MGH und Autorin der Studie. „Viele haben es versucht, aber die bisher verfügbaren Materialien waren nicht flexibel, bequem, hautfreundlich und passten sich nicht den Bewegungen der Haut an.“
Quelle der Geschichte:
Der obige Beitrag basiert auf Materialien des Massachusetts Institute of Technology. Der Originalbeitrag stammt von Anne Trafton. Hinweis: Inhalt und Länge der Materialien können 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 vorübergehend die Haut: Polymer könnte auch zum Schutz trockener Haut und zur Medikamentenverabreichung eingesetzt werden.“ ScienceDaily. ScienceDaily, 9. Mai 2016. <www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160509115127.htm>.nimmt seine ursprüngliche Form wieder an.“
XPL wird derzeit in einem zweistufigen Verfahren aufgetragen. Zunächst werden Polysiloxankomponenten auf die Haut aufgetragen, gefolgt von einem Platinkatalysator, der das Polymer zu einem starken, vernetzten Film anregt, der bis zu 24 Stunden auf der Haut haftet. Dieser Katalysator muss nach dem Auftragen des Polymers hinzugefügt werden, da das Material danach zu steif zum Verteilen wird. Beide Schichten werden als Cremes oder Salben aufgetragen, und nach dem Auftragen auf die Haut ist XPL nahezu unsichtbar.
Hohe Leistung
Die Forscher führten mehrere Studien an Menschen durch, um die Sicherheit und Wirksamkeit des Materials zu testen. In einer Studie wurde das XPL im Bereich unter den Augen aufgetragen, wo sich mit zunehmendem Alter der Haut häufig Tränensäcke bilden. Diese entstehen durch eine Vorwölbung des Fettpolsters unter der Haut des Unterlids. Nach dem Auftragen übte das Material eine gleichmäßige Druckkraft aus, die die Haut straffte. Dieser Effekt hielt etwa 24 Stunden an.
In einer anderen Studie wurde XPL auf die Haut am Unterarm aufgetragen, um deren Elastizität zu testen. Nachdem die mit XPL behandelte Haut mit einem Saugnapf gedehnt wurde, kehrte sie schneller in ihre Ausgangsposition zurück als unbehandelte Haut.
Die Forscher testeten außerdem die Fähigkeit des Materials, den Wasserverlust trockener Haut zu verhindern. Zwei Stunden nach der Anwendung verlor die mit dem neuartigen XPL behandelte Haut deutlich weniger Wasser als die mit einer hochwertigen handelsüblichen Feuchtigkeitscreme behandelte Haut. Mit Vaseline beschichtete Haut war in Tests zwei Stunden nach der Behandlung genauso wirksam wie XPL, doch nach 24 Stunden hatte die mit XPL behandelte Haut deutlich mehr Wasser gespeichert. Keiner der Studienteilnehmer berichtete von Hautreizungen durch das Tragen von XPL.
Living Proof hat die XPL-Technologie an Olivo Laboratories, LLC ausgegliedert, ein neues Startup, das sich auf die Weiterentwicklung der XPL-Technologie konzentriert. Olivos Team wird sich zunächst auf medizinische Anwendungen der Technologie zur Behandlung von Hauterkrankungen wie Dermatitis konzentrieren.
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