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antibakterielle Beschichtung, Keime
Antibak­te­ri­elle Beschich­tun­gen vom Fraun­ho­fer FEP.Bild: Fraun­ho­fer FEP

Erst kürzlich veröf­fent­lichte die Weltge­sund­heits­or­ga­ni­sa­tion (WHO) eine Liste mit 12 Bakte­ri­en­fa­mi­lien, die resis­tent gegen herkömm­li­che Antibio­tika sind. Aber nicht nur in Kranken­häu­sern sind gefähr­li­che Keime zu finden – sie lauern überall. Das deutsche Magazin „Testbild“ hat zehn Berli­ner Hotel­zim­mer auf Hygiene getes­tet und in acht davon eine „außer­ge­wöhn­lich hohe Konzen­tra­tion an multi­re­sis­ten­ten Staphy­lo­kok­ken“ gefun­den. Das klingt alarmierend.

Es wird daher nicht allein mit Hochdruck an neuen Antibio­tika gearbei­tet, sondern auch an antimi­kro­biel­len Beschich­tun­gen und Verfah­ren zur Keimre­du­zie­rung und ‑vernich­tung auf Oberflä­chen von Alltags­ge­gen­stän­den, vor allem auf Oberflä­chen von Medizinprodukten.

Keime können sich gar nicht erst an der Oberflä­che anlagern

Am Fraun­ho­fer-Insti­tut für Organi­sche Elektro­nik, Elektro­nen­strahl- und Plasma­tech­nik FEP, einem der führen­den Forschungs- und Entwick­lungs­part­ner für Dünnschicht­tech­no­lo­gien und Elektro­nen­strahl­an­wen­dun­gen, arbei­ten Wissen­schaft­ler bereits seit einigen Jahren an antibak­te­ri­el­len Beschich­tun­gen für textile und polymere Oberflä­chen, die hochwirk­sam und trotz­dem zellver­träg­lich sind. Zur Beschich­tung werden PVD-Prozesse (physi­cal vapor deposi­tion) einge­setzt, um effizi­ent und maßge­schnei­dert größere Flächen zu beschich­ten. Die Wissen­schaft­ler machen sich beispiels­weise die antibak­te­ri­elle Wirkung von Silber und Kupfer zunutze.

Zusätz­lich wirken oberflä­chen­mor­pho­lo­gi­sche als auch energe­ti­sche Charak­te­ris­tika der bakte­ri­el­len Adhäsion entge­gen, das heißt: Keime können sich gar nicht erst an der Oberflä­che anlagern. Diese Strate­gie wird auch bei der Oberflä­chen­mo­di­fi­zie­rung von Beschich­tun­gen mittels nicht-thermi­scher Elektro­nen­strahl­tech­no­lo­gie genutzt, wodurch die Adhäsi­ons­ei­gen­schaf­ten von Oberflä­chen gezielt angepasst werden können.

Wissen­schaft­ler stehen bereit, maßge­schnei­derte Schich­ten zu entwickeln

„Beson­ders wichtig ist die passge­naue Wirkstoff­frei­set­zung und Mischung bei antibak­te­ri­el­len Metall­schich­ten, um eine hohe Wirksam­keit im Kampf gegen Keime bei gleich­zei­tig guter Zellver­träg­lich­keit zu gewähr­leis­ten“, erläu­tert Dr. Jessy Schön­fel­der, Leite­rin der Gruppe Medizi­ni­sche Appli­ka­tio­nen am Fraun­ho­fer FEP. „Mit unserem Know-how können wir für jeden Einsatz­zweck das geeig­nete Misch­ver­hält­nis herstel­len und auf die Oberflä­chen aufbringen.“

Die Wirksam­keit und die Mecha­nis­men der aus den Beschich­tun­gen diffun­die­ren­den antibak­te­ri­ell wirken­den Metal­lio­nen wurden mittels mikro­bio­lo­gi­scher Verfah­ren anhand von Esche­ri­chia coli K12-Bakte­rien unter­sucht. Zellbio­lo­gi­sche Experi­mente zeigten zudem die Zellver­träg­lich­keit solcher Beschich­tun­gen. Die Wissen­schaft­ler stehen nun bereit, Schich­ten für jeden Anwen­dungs­fall im Kampf gegen Keime maßge­schnei­dert zu entwickeln.

Quelle: idw