Anhaltende Hypoxie während des Heilungsprozesses chronischer Wunden ist ein Schlüsselfaktor, der die Geweberegeneration einschränkt, weshalb die Entwicklung von polymeren Materialsystemen mit kontrollierter Sauerstoffversorgung von großer Bedeutung ist. In dieser Studie wurde ein reaktions- und massetransportgekoppeltes Sauerstofferzeugungssystem auf Basis einer Polydimethylsiloxan-(PDMS)-Membran und eines Natriumalginathydrogel-Multi-Interface-Regelungssystems entwickelt. Durch ein mehrschichtiges Strukturddesign wurde räumlich ein hierarchischer Pfad für die Speicherung, Membrandiffusion, Grenzflächenkatalyse und Sauerstofftransport aufgebaut, der eine synergistische Steuerung des Reaktions- und Massentransportverhaltens ermöglicht. Die PDMS-Membran dient als Schlüssel-Grenzfläche zur Steuerung des Massentransports durch Anpassung der Membrandicke zur präzisen Kontrolle des H₂O₂-Flusses, wodurch der schnelle Zerfallsprozess in eine durch Massentransport gesteuerte stabile Reaktion umgewandelt wird; die Katalysatorschicht bietet eine Feststoff-Gas-Grenzflächenreaktionsumgebung; die Hydrogel-Grenzfläche vermittelt die Umwandlung von Sauerstoff vom gasförmigen in den gelösten Zustand und fördert dessen Diffusion in das Wundgewebe. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass das System eine kontinuierliche und stabile Abgabe von gelöstem Sauerstoff ermöglicht und die Zellüberlebensrate unter Hypoxiebedingungen signifikant verbessert. Im diabetischen Wundmodell förderte das System die Wundheilung deutlich und verstärkte die Kollagenablagerung sowie die Angiogenese. Die Studie zeigt eine Materialdesignstrategie mit synergistischer Multi-Interface-Steuerung der Reaktions- und Massentransportprozesse auf und bietet neue Ansätze für die Entwicklung funktionaler polymerer Materialien bei hypoxiebezogenen Erkrankungen.

Polydimethylsiloxan; Hydrogelverbände; gelöster Sauerstoff; chronische Wunden