Oberflächen werden zu Bakterienkillern: Ein laserbasierte Nanostruktur lässt Mikroben keine Chance

Kupfer wird seit Jahrhunderten als antimikrobielles Material verwendet, auch wenn die Menschen damals Bakterien nicht kannten. Sie hatte jedoch beobachtet, dass Kupfer Krankheiten verhindern kann. Diese Eigenschaft hat das Metall natürlich auch heute noch. Doch es wirkt zu langsam. Ehe Kupferionen ein Bakterium gekillt haben vergeht eine geraume Zeit. Mikrobiell sauber ist eine Kupferfläche daher nicht.

Gegen Viren wirkt die Strukturierung nicht

Forscher an der Purdue University in West Lafayette im US-Bundesstaat Indiana haben jetzt Abhilfe geschaffen. Per Laser strukturierten sie die Oberfläche des Materials im Nanometerbereich. Damit vergrößerten sie die aktive Oberfläche mit der Folge, dass Mikroorganismen gleich abgetötet werden, wenn sie darauf gelangen. Viren sind gegenüber der strukturierten Fläche resistent. „Wir haben einen robusten Prozess entwickelt, der selektiv Mikro- und Nanomuster direkt auf der Zieloberfläche erzeugt, ohne die Dicke des Kupfermaterials zu verändern“, sagt Rahim Rahimi, Professor für Materialwissenschaften. Er ist spezialisiert auf die Entwicklung von Werkstoffen für medizinische Geräte.

Implantate könnten verbessert werden

Rahimini und sein Team testen jetzt, ob die Oberflächenbehandlung auch andere Metalle und Kunststoffen antibakteriell ausrüstet. Die Forscher wollen dann die Oberflächen von Implantaten strukturieren. Die Gefahr von Infektionen nach dem Austausch von Hüft- oder Kniegelenken wäre dann auch ohne Antibiotika gering. Das könnte helfen, Resistenzen von bakteriellen Erregern einzudämmen. Aus Kunststoffen mitantibakterieller Oberfläche könnten Verbände und Pflaster hergestellt werden, die Entzündungen gar nicht erst zulassen. Selbst die gefährlichsten Bakterien wie die Staphylokokkenart MRSA ist gegenüber strukturellen Oberflächen chancenlos. Beim Kontakt werden sie Zellwände zerstört, sodass das Bakterium abgetötet wird.

Oberflächen ziehen Wasser an

Die Strukturierung der Oberflächen hat noch eine andere interessante Folge: Sie werden hygrophil, ziehen also Wasser an. Auch das könnte für Implantate genutzt werden. Denn derartige Oberflächen laden Knochenzellen geradezu ein, sich anzulagern. Die Folge wäre ein festerer Sitz der Implantate. Die Laserstrukturierung könnte antibakterielle Nanobeschichtungen ablösen.

via Purdue University

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