Nano-Oberflächen weisen Biofilme ab
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- Mit dem Darmbakterium E.coli haben die Jenaer Forscher die Wirksamkeit neuer antimikrobieller Materialien getestet. Quelle: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH/Wikimedia Commens
10.01.2014 -
Multiresistente Keime sind ein zunehmend ernstes Problem in den Krankenhäusern. Für Klinik-Patienten kann eine Infektion tödlich sein, da Antibiotika oft wirkungslos geworden sind. Experten mahnen Ärzte und Pflegekräfte daher seit vielen Jahren zu einer besseren Hygiene. Doch saubere Hände reichen oft nicht aus. Auch an Implantaten wie künstliche Hüft- und Kniegelenke entstehen in manchen Fällen hartnäckige Biofilme, weil sich hier Mikroben auf dem Material festgesetzt haben. Jenaer Materialforscher haben nun ermittelt, wie Oberflächen auf dem Material Titanoxid beschaffen sein müssen, damit Bakterien seltener haften bleiben. Über ihre Ergebnisse berichten sie im Fachjournal PLoS ONE (2014, Online-Veröffentlichung).
Fast eine halbe Million Patienten ziehen sich jährlich im Krankenhaus an einer Infektion zu. Dass die Bakterien nicht nur über Hände, sondern auch verschiedene Gegenstände wie Mobiliar oder medizinische Instrumente übertragen werden können, ist allgemein bekannt. Eben so groß ist aber auch das Risiko, sich nach einer Implantat-OP eine Infektion einzuhandeln.
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Bis zu 15.000 Menschen sterben daran jedes Jahr in deutschen Krankenhäusern. Der Grund: auf künstlichen Knie- oder Hüftgelenken tummeln sich Mikroben in sogenannten Biofilmen, die in einigen Fällen dann Krankheiten auslösen können. Da viele Krankenhauskeime bereits gegen gängige Antibiotika resistent geworden sind, können gefährliche Komplikationen entstehen.
Mehr Keime auf raueren Oberflächen
Das Team um den Materialforscher Klaus D. Jandt von der Friedrich-Schiller-Universität Jena experimentierte daher mit sogenannten nanorauen Titanoberflächen, auf denen sich Mikroben nicht so wohl fühlen. In dieser Folge der Kreidezeit erklärt Annette Langbehn, was sich hinter der Abkürzung MRSA verbirgt. Quelle: biotechnologie.tv„Bisher gibt es eine ganze Reihe verschiedener, nicht vergleichbarer Tests zur Prüfung antimikrobieller Eigenschaften von Materialien“, erklärt Martin Roth vom Hans-Knöll-Institut in Jena (HKI). Die Thüringer Forscher haben daher ein neues Testsystem entwickelt, um die Enstehung von Biofilmen auf bestimmten Materialoberflächen zu prüfen. Claudia Lüdecke hatte dabei das Wachstum der Keime mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht. Dabei stellte sie fest, dass sich Mikroben auf einer bestimmten Nano-Oberflächenstruktur nicht mehr festhalten können. Je rauer die Oberfläche ist, um so mehr Keime setzen sich darauf fest, so das Fazit der Forscher.
Geometrie von Oberfläche und Keimen entscheidend
Die Wissenschaftler vermuten, dass diese Besonderheit auf eine Fehlpassung zwischen der Geometrie der Materialoberfläche und der Form der Keime zurückzuführen ist.
Lüdecke ist zuversichtlich, dass diese Ergebnisse „in Zukunft dazu beitragen, Implantat-assoziierte Infektionen in Krankenhäusern zu reduzieren“.
