Jedes Jahr erkranken in Deutschland schätzungsweise bis zu 600.000 Menschen an Krankenhausinfektionen, die durch den Aufenthalt in Krankenhäusern oder Pflegeeinrichtungen auftreten. Davon verlaufen geschätzte 40.000 tödlich. Ein Großteil der Infektionen wird dabei durch Bakterien verursacht, wie sie auf Materialoberflächen im Krankenhaus, z. B. an Türklinken, Kathetern oder Implantaten aus Titan vorkommen können (materialassoziierte Infektionen).
Resistenzen erschweren die Lage
Betroffen sind wegen des schlechteren Allgemeinzustands vor allem ältere Patientinnen und Patienten nach Operationen bzw. Implantationen. Erschwerend kommen die zunehmenden Antibiotikaresistenzen der Bakterien hinzu, die sich mit herkömmlichen Antibiotika teilweise nicht mehr bekämpfen lassen. Wissenschaftler und Ärzte suchen deshalb dringend nach neuen Strategien zur Bekämpfung der Krankenhausinfektionen.
Ein neuer Ansatz, Bakterien auf Materialoberflächen zu bekämpfen, die in Krankenhäusern und Pflegeeinrichtungen zum Einsatz kommen, basiert auf deren Rauheit. Diesem Thema widmet sich ein gemeinsames Projekt des Otto-Schott-Instituts für Materialforschung der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) und des Leibniz-Instituts für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie – Hans-Knöll-Institut. Materialwissenschaftler und Physiker um Prof. Dr. Klaus D. Jandt von der Universität Jena haben nun entdeckt, dass Titan einer bestimmten Nanorauheit die Adhäsion (Anhaftung) gefährlicher Bakterien deutlich reduzieren kann.
Bakterien fühlen sich nicht wohl
„Die Bakterien fühlen sich auf diesen Oberflächen nicht wohl“, beschreibt Prof. Jandt diesen Effekt und ergänzt, „wahrscheinlich ist das ein physikalischer Effekt, der auf ungünstigen Kräften zwischen der Materialoberfläche und den Bakterien basiert, aber das ist noch präzise zu klären.“ Titan wird vor allem in Implantaten, wie Hüft- oder Knieendoprothesen, künstlichen Herzklappen oder Zahnimplantaten eingesetzt, bei denen die Bakterieninfektionen bisher auftreten konnten.
Transdisziplinäre Zusammenarbeit wegweisend
Dass Physiker und Mikrobiologen bisher kaum zusammengearbeitet haben, hinderte die Aufklärung des antimikrobiellen Effekts des neuen nanorauen Titans wesentlich. Einen neuen Weg gehen hier Prof. Dr. Klaus Jandt und Prof. Dr. Axel Brakhage vom Hans-Knöll-Institut. Beide Wissenschaftler werden in den nächsten drei Jahren die Wechselwirkung von nanorauem Titan und Bakterien erforschen. Das gemeinsame Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit rund 430.000 Euro gefördert. „Die transdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Materialwissenschaftlern und Mikrobiologen kann entscheidend dazu beitragen, die Wechselwirkung von Materialien und Bakterien besser zu verstehen“, sagt Prof. Brakhage. (idw, red)
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