Medizin

Keime mögen keine nanorauen Oberflächen

Weil Krankenhauskeime zunehmend Resistenzen gegen herkömmliche Antibiotika entwickeln, haben Materialwissenschaftler nanoraue Oberflächen aus Titan entwickelt, auf denen sich die Mikroben nicht wohl fühlen sollen. Das Metall wird vor allem in Implantaten eingesetzt.

Jedes Jahr erkranken in Deutschland rund eine halbe Million Menschen im Krankenhaus an Infektionen. Bis zu 15.000 Menschen sterben pro Jahr daran. Eine Reihe dieser heimtückischen Infektionen entwickelt sich im Zusammenhang mit Implantatmaterialien und Medizinprodukten wie Hüft- oder Knieendoprothesen, Herzklappen, Zahnimplantaten oder Kathetern.

Ein wichtiger Schritt, um die Wirksamkeit der neuen antimikrobiellen Materialien zu prüfen, sind standardisierte Testsysteme. „Bisher gibt es eine ganze Reihe verschiedener, nicht vergleichbarer Tests zur Prüfung antimikrobieller Eigenschaften von Materialien“, sagt Dr. Martin Roth vom Hans-Knöll-Institut (HKI) in Jena.

Je rauher, desto mehr Keime

Die Forscher um Prof. Dr. Klaus D. Jandt von der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) konnten nun im Test zeigen, dass nur wenige Mikroben auf nanorauen, also glatten, Titanoberflächen haften. Wird die Rauigkeit gesteigert, nimmt die Anzahl der auf der Materialoberfläche haftenden Mikroben stark zu. Auf bestimmten nanorauen Materialoberflächen haben Mikroben kaum eine Chance zu haften.

Als mögliche Erklärung für den beobachteten Effekt vermuten die Jenaer Forscher eine Fehlpassung zwischen der Geometrie der Materialoberfläche und der Form der Mikroben. Den Forschern zufolge könnten diese Ergebnisse in Zukunft dazu beitragen, Implantat-assoziierte Infektionen in Krankenhäusern zu reduzieren.

Claudia Lüdecke, Klaus D. Jandt, Daniel Siegismund, Marian J. Kujau, Emerson Zang, Markus Rettenmayr, Jörg Bossert, Martin Roth: Reproducible Biofilm Cultivation of Chemostat-Grown Escherichia coli and Investigation of Bacterial Adhesion on Biomaterials Using a Non-Constant-Depth Film Fermenter.
PLoS ONE 9(1): e84837. doi: 10.1371/journal.pone.0084837