Keime töten wie Zikadenflügel

BOCHUM. Von der Natur lernen: Nach diesem Prinzip verfolgen Wissenschaftler des Berufsgenossenschaftlichen Universitätsklinikums Bergmannsheil und der Ruhr-Universität Bochum einen neuen Ansatz, um antibakteriell wirkende Materialien für medizinische Implantate zu entwickeln. Vorbild ist die Zikade, ein Insekt, dessen Flügel aufgrund ihrer besonderen Struktur die Fähigkeit besitzen, Keime abzutöten.

Den Wissenschaftlern unter Leitung von Professor Manfred Köller von der Chirurgischen Forschung am Bergmannsheil und Professor Alfred Ludwig vom RUB-Institut für Werkstoffe, Werkstoffe der Mikrotechnik ist es gelungen, die spezifische, nur im Nanometerbereich sichtbare Säulenstruktur des Zikadenflügels mit dem Implantat-Metall Titan nachzubilden, wie die RUB mitteilt.

In Versuchsreihen bestätigte sich die Vermutung, dass diese spezifische Oberfläche des Implantat-Metalls den gewünschten, keimtötenden Effekt hervorruft (Nanotechnology 2014; 25 (19).

Es wurde überprüft, inwieweit die speziellen Oberflächen eine antimikrobielle Aktivität im Vergleich zu einer komplett glatten Titanoberfläche entfalteten. Dazu wurden Testplättchen jeweils mit zwei Bakterientypen besiedelt (Staph. aureus und Esch. coli).

Dann prüften die Wissenschaftler mit Fluoreszenz-Farbstoffen das Anhaften und die Überlebensfähigkeit der Bakterien auf den verschiedenen Oberflächen.

Die Arbeitsgruppe konnte einen selektiven antibakteriellen Effekt auf gramnegative Escherichia coli nachweisen. Die Anzahl der Bakterien nahm signifikant im Zeitverlauf ab. Im Raster-Elektronenmikroskop wurde sichtbar, dass verbliebene Keime eine irreguläre Morphologie und eine Zerstörung der bakteriellen Zellwand aufwiesen.

"Derzeit arbeiten wir daran, diese nanostrukturierten Titanoberflächen weiter zu entwickeln, sodass auch andere Bakterientypen angegriffen und bekämpft werden", so Köller. (eb)