Krankenhauskeime mögen keine nanorauen Oberflächen

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.

Weil die Krankenhauskeime zunehmend Resistenzen gegen herkömmliche Antibiotika entwickeln, sind neue Wege zur Bekämpfung der schädlichen Mikroben dringend erforderlich. Dazu entwickeln Materialwissenschaftler um Prof. Dr. Klaus D. Jandt von der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) nanoraue Oberflächen des Metalls Titan, auf denen sich die Mikroben nicht wohl fühlen sollen. Dieses Metall wird vor allem in Implantaten eingesetzt.

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.

Die Forscher von HKI und FSU haben jetzt ein neues Testsystem zur Untersuchung von Mikroben auf Materialien entwickelt. Damit konnte gezeigt werden, dass nur wenige Mikroben auf nanorauen 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. Claudia Lüdecke, Doktorandin der Exzellenzgraduiertenschule „Jena School for Microbial Communication“ und Mitarbeiterin an diesem Projekt, sagt: „Diese Ergebnisse könnten in Zukunft dazu beitragen, Implantat-assoziierte Infektionen in Krankenhäusern zu reduzieren.“

Ihre neuen Forschungsergebnisse haben die Jenaer Wissenschaftler soeben in der international renommierten Fachzeitschrift „PLOS ONE“ veröffentlicht.

Original-Publikation:
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

Kontakt:
Dr. Martin Roth
Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut – (HKI)
Biotechnikum
Beutenbergstraße 11a
07745 Jena
Tel.: 03641 / 5321127
E-Mail: Martin.Roth[at]hki-jena.de
Prof. Dr. Klaus D. Jandt / PD Dr. Jörg Bossert
Otto-Schott-Institut für Materialforschung der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Löbdergraben 32
07743 Jena
Tel.: 03641 / 947730
E-Mail: k.jandt[at]uni-jena.de