Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Silberionen als erfolgreiche Keimjäger - Prophylaxe von Katheter-assoziierten Infektionen

24.08.2004


Ausrollkulturen von drei Kathetertypen beweisen (im zeitlichen Verlauf von rechts nach links), wie unterschiedlich sich eine Besiedlung mit Mikroorganismen entwickeln kann. Alle drei Typen enthielten Nanosilber; die mittlere Reihe zeigt Ergebnisse für einen Katheter mit
aktiviertem Nanosilber. Bei dreistündigen Messabständen findet sich hier bereits nach sechs Stunden eine deutliche Keimreduktion, nach zwölf Stunden ist das Material keimfrei.
Abbildung: Klinik für Kinder und Jugendliche


Zuzeiten sorgen sie für Schlagzeilen, dann wieder verschwinden sie aus der öffentlichen Diskussion, doch die Gefahr bleibt bestehen: Multiresistente Krankheitserreger, die sich gegen viele Medikamente abschotten können, sind in Krankenhäusern nicht auszumerzen. Besonders hoch ist die Infektionsgefahr, wenn Mikroorganismen sich auf Kathetern ansiedeln und in die Blutbahn gelangen. Prof. Dr. Josef-Peter Guggenbichler, der an der Klinik für Kinder und Jugendliche der Universität Erlangen-Nürnberg für die Vermeidung und Behandlung von Infekten zuständig ist, hat mit Silberpartikeln versetzte Kunststoffe seit langem als Material für Katheter getestet, die keine Keimbesiedlung dulden. Mit der neuesten Entwicklung ließ sich die Wirksamkeit deutlich steigern: ein dauerhafter Strom von Silberionen wehrt die Eindringlinge ab.


Strenge Hygiene, ausgeübt von gut ausgebildetem Pflegepersonal bei nicht zu knapper Besetzung, bleibt die wichtigste Voraussetzung dafür, dass Patienten beim Klinikaufenthalt keine zusätzliche Krankheit davontragen. Auch die penibelsten Vorkehrungen können jedoch nicht alle Erreger aufhalten. Bakterien und Pilze treffen bei den Erkrankten auf geschwächte körpereigene Abwehrkräfte. Auf der Oberfläche und in den Hohlräumen von Kathetern finden die Keime zusätzlich ideale Bedingungen, um sich zu vermehren und einen Biofilm zu bilden, der sie schützt. Nicht nur multiresistente Mikroorganismen sind dann schwer angreifbar. Weil die Erfahrung gezeigt hat, dass Medikamente die Infektion oft nicht stoppen können, wird zumeist der Katheter entfernt - eine Notmaßnahme, die kostensteigernd, unangenehm und nicht ohne Risiko ist.

Katheterbeschichtungen und Imprägnierungen mit Antibiotika oder Desinfektionsmitteln boten bisher keinen befriedigenden Ausweg. Metallisches Silber und Silbersalze mit ihrer seit langem bekannten, breit gespannten antimikrobiellen Wirksamkeit, die zudem keine Resistenzen erzeugt, sind zum Beschichten von Kunststoffkathetern ungeeignet. Anders verhält es sich jedoch, wenn kleinste Silberteilchen in den Hohlräumen der Molekülketten von Polymeren verteilt werden. Die Elastizität der Katheter wird hierbei nicht beeinträchtigt, die biologische Verträglichkeit des Materials ist gewahrt, und die Fähigkeit, Keime abzutöten, bleibt über viele Monate erhalten.


Ausschlaggebend für diese Wirkung ist die Zahl der freigesetzten Silberionen. Sie blockieren Enzyme, die den bakteriellen Energiestoffwechsel in Gang halten, greifen in die Atmungskette von Mikroorganismen und in genetische Prozesse ein. Dementsprechend ist es wesentlich, für eine hohe, konstante und dauerhafte Freisetzung solcher Ionen zu sorgen. Mit steigender Oberfläche von Silber-Nanopartikeln im Kunststoff konnte die antimikrobielle Wirkung deutlich erhöht werden. Noch effektiver wirkt die Kombination von Silber mit Platin, das die Katheter allerdings zu steif macht, oder mit Ionenaustauschern wie Zeolithen, deren Verarbeitung in Kunststoff-Kathetern jedoch problematisch ist.

Batterie für aktiviertes Nanosilber

Keines dieser Probleme tritt bei der zugleich kostengünstigen neuesten Materialentwicklung für Silberkatheter auf, die außerdem den Mikroben so gut wie keine Chance mehr lässt. Während das Nanosilber durch Zugabe von Säuren und Elektrolyten gebildet wird, entstehen auf den Silberpartikeln schwer wasserlösliche Silbersalze, die wie eine Batterie mit dem metallischen Silber reagieren und effektiv Silberionen freisetzen. Ein mit Keimen verseuchter Katheter mit aktiviertem Nanosilber reinigt sich selbst in kürzester Zeit: nach zwölf Stunden ist er keimfrei. Dabei bleibt die Abgabe von Silberionen um das 1000fache unter dem Ausmaß, das für Menschen schädlich wäre, auch bei monatelanger Liegedauer. Verschiedene Typen von Kathetern dieser Bauart, die Prof. Guggenbichler gemeinsam mit Dr. Christoph Cichos aus Freiberg entwickelt hat, sind bereits klinisch geprüft und werden von drei Firmen in Hamburg und Düsseldorf vertrieben.

Wie häufig in deutschen Krankenhäusern Infekte von den heutzutage prinzipiell unverzichtbaren Kathetern ausgehen, ist umstritten. Die Zahlen schwanken stark, nicht zuletzt deshalb, weil die Erhebungsmethoden uneinheitlich sind. Zeigt ein Patient auf der Intensivstation anhaltend hohes Fieber, Schüttelfrost oder einen Abfall des Blutdrucks, wird oft vorsichtshalber der Katheter gezogen, und nicht immer folgt eine eingehende Untersuchung auf Keimbesiedlung.

Mit Blick auf eigene Studien und internationale Datensammlungen geht Prof. Guggenbichler davon aus, dass mindestens 25.000, eher sogar 50.000 bis 75.000 Blutvergiftungen hierzulande jährlich auf Venenkatheter zurückzuführen sind, die von Mikroben besiedelt wurden. Pro Fall verlängert sich der Krankenhausaufenthalt um zehn Tage, die Kosten steigen um 10.000 Euro, und auch bei sehr zurückhaltender Einschätzung bedeutet dies allein in diesem Bereich mindestens 1.500 Todesfälle. „Wir leben nicht auf einer Insel der Seligen“, ist Prof. Guggenbichler überzeugt. Frühgeborene, die er an der Erlanger Kinderklinik häufig zu betreuen hat, gehören ebenso wie Menschen höheren Alters zu den am stärksten betroffenen Risikogruppen.

Prof. Dr. J.-P. Guggenbichler
Klinik für Kinder und Jugendliche
Tel.: 09131/85-33726
prof.guggenbichler@gmx.de

Gertraud Pickel | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-erlangen.de

Weitere Berichte zu: Infektion Katheter Keime Mikroorganismus Silber Silberionen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht eTRANSAFE – ein Forschungsprojekt für mehr Sicherheit bei der Arzneimittelentwicklung
26.09.2017 | Fraunhofer-Gesellschaft

nachricht Das Motorprotein tanzt in unseren Zellen
26.09.2017 | Eberhard Karls Universität Tübingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Latest News

Fraunhofer ISE Pushes World Record for Multicrystalline Silicon Solar Cells to 22.3 Percent

25.09.2017 | Power and Electrical Engineering

Usher syndrome: Gene therapy restores hearing and balance

25.09.2017 | Health and Medicine

An international team of physicists a coherent amplification effect in laser excited dielectrics

25.09.2017 | Physics and Astronomy