Innovative Implantat-Oberflächen bekämpfen Keime
DFG-Förderung für Kooperationsprojekt des Bergmannsheil und der Ruhr-Universität Bochum
Innovative, nanostrukturierte Oberflächen, die aufgrund ihres spezifischen Designs in der Lage sind, Keime zu töten, sind ein Arbeitsschwerpunkt der Chirurgischen Forschung des Berufsgenossenschaftlichen Universitätsklinikums Bergmannsheil. In einem neuen Projekt erforscht die Arbeitsgruppe des Bergmannsheil unter Leitung von Prof. Dr. Manfred Köller gemeinsam mit Materialwissenschaftlern der Ruhr-Universität Bochum unter Leitung von Prof. Dr. Alfred Ludwig den antibakteriellen Effekt von winzigsten Säulenstrukturen auf Titanoberflächen, bei denen diese Säulen mit keimtötenden Metallen wie Silber oder Kupfer überzogen werden. Die Forscher erhoffen sich, neue Materialoberflächen für medizinische Implantate entwickeln zu können, die insbesondere Staphylokokken wirksam bekämpfen und somit mögliche Infektionsrisiken vermeiden können. Das Kooperationsprojekt wird jetzt für zwei Jahre durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) mit rund 400.000 Euro gefördert.
Nanosäulenstruktur tötet Darmbakterien
„Unsere bisherigen Arbeiten haben ergeben, dass Titanoberflächen, die eine Struktur von vielen winzigen Säulen im Nanometerbereich aufweisen, die Fähigkeit haben, bestimmte anhaftende Keime abzutöten“, erläutert Prof. Köller. Erfolgreich nachgewiesen wurde dieser Mechanismus bei dem Darmbakterium Escherichia coli. Allerdings konnte kein vergleichbarer Effekt bei Staphylokokken beobachtet werden, die bei dem Einsatz orthopädischer Implantate zu relevanten Problemen führen können. Das Ziel des aktuellen Forschungsvorhabens ist es deswegen, die Spitzen der Nanosäulen mit antibakteriell wirkenden Metallen wie Silber oder Kupfer zu „dekorieren“. Dadurch, so die Annahme der Wissenschaftler, sollen die Staphylokokken bekämpft werden und zusätzlich auch in der Mikroumgebung eine antibakterielle Wirkung erzielt werden. „Solche Implantatoberflächen könnten also allein durch ihr Oberflächendesign antimikrobiell wirken“, so Prof. Köller. „Eine solche Strategie gewinnt wegen der zunehmenden Resistenzen gegenüber Antibiotika eine immer größere Bedeutung.“
