Sekundärinfektionen in Kliniken bekämpfen
Einfach Eintauchen: Naturstoffhybrid sorgt für antimikrobielle und zellresistente Oberflächen
Infektionen nach Behandlungen in Kliniken, Altenheimen und Pflegeeinrichtungen sind ein schwerwiegendes Problem für Patienten und immer resistentere Keime sorgen für besondere Brisanz. "Bei Implantaten, Kathetern und Stents sind die Infektionsraten besonders hoch," berichtet Karl Gademann, "bei Harnkathetern sogar bis zu 30%!" Zusammen mit seinem Team von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (Schweiz) hat er einen Ansatz zur antimikrobiellen Beschichtung von Oberflächen entwickelt. Wie er in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichtet, basiert diese auf Hybridmolekülen aus verschiedenen Naturstoffen.
Besonders gravierend sind die Folgen für einen Patienten, wenn eine Infektion an einem Implantat auftritt. Meist ist der Ersatz des betroffenen Teils die einzig mögliche Therapie. "Ein attraktiver Ansatz ist das Auftragen von Antibiotika direkt auf das Material," sagt Gademann. Um diese Idee zu realisieren, wählte das Lausanner Team das Konzept der Naturstoffhybride: Biologisch aktive Fragmente verschiedener Naturstoffe werden gekuppelt, um zwei verschiedene Wirkmechanismen zu kombinieren.
Das Hybrid besteht aus drei Teilen: Zwei Naturstoffe sind über ein Polymer-Verbindungsstück gekuppelt. Naturstoff 1 ist Anachelin, ein Eisentransporter (Siderophor) aus Cyanobakterien. Anachelin bindet stark, selektiv und wirksam an Metalloxide. Implantate bestehen zum Großteil aus einem Metalloxid, dem sehr gut bioverträglichen Titandioxid. Anachelin fixiert das Hybrid fest auf der Oberfläche des Implantats. Naturstoff 2 ist das Antibiotikum Vancomycin, das die Zellwandbiosynthese stört und so das Wachstum von Bakterien stoppt. Das Verbindungsstück besteht aus Polyethylenglycol, einem chemisch inerten, ungiftigen Polymer. Es sorgt zudem dafür, dass tote Bakterien und Zellbestandteile nur schlecht an der Oberfläche haften können.
Das Hybrid lässt sich durch ein einfaches Eintauchverfahren auf Titandioxid-Teile aufbringen. Gademann: "Wir konnten zeigen, dass unser Hybrid fest an Titandioxid-Oberflächen haftet und einen Befall mit Bacillus subtilis sowie die Anlagerung von Zellmaterial wirksam verhindert".
Originalveröffentlichung: Autor: Karl Gademann et al.; "Antimikrobielle Oberflächen durch Naturstoffhybride"; Angewandte Chemie2008.
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