Forscher erstellen antimikrobiellen Biofilm, um medizinische Implantate vor Infektionen zu schützen

Mit medizinischen Implantaten wie Herzschrittmachern und Ersatzhüften wurden unzählige Leben verlängert und verbessert. Aber solche Operationen bergen auch das Risiko, dass infektionsverursachende Mikroben auf dem Implantat wachsen und das Immunsystem das Fremdkörper abweisen kann.
Trotz mehrerer Schichten ist der neue Biofilm nur wenige hundert Nanometer dick und für das bloße Auge unsichtbar.
Bildnachweis: Inserm / E. Falette

Jetzt ist es einem Inserm-Team von der Universität Straßburg in Frankreich gelungen, einen Biofilm zu schaffen, der vor einer solchen Infektion schützt.

Die Biomaterialien und Biotechnik-Forscher beschreiben ihre Arbeit in der Zeitschrift Erweiterte Gesundheitsmaterialien.

Inserm ist eine nationale biomedizinische und öffentliche Forschungseinrichtung, die hauptsächlich in französischen Krankenhäusern und Universitäten ansässig ist.

Der extrem dünne, silberbeschichtete Biofilm hat antimikrobielle, antimykotische und entzündungshemmende Eigenschaften und kann zur Abdeckung von Titanimplantaten verwendet werden - einschließlich neuer Hüften, Prothesen und Herzschrittmachern und anderer medizinischer Geräte, die Infektionen verursachen können, wie z. B. Katheter.

Das Team hat verschiedene Tests an dem neuen Film durchgeführt und festgestellt, dass es Entzündungen reduziert und die häufigsten bakteriellen und Pilzinfektionen verhindert.

Sie zeigten, dass, wenn ein mit dem Film beschichtetes Implantat in Kontakt mit menschlichem Blut kommt, der Film verhindert, dass Immunzellen Entzündungsmarker auslösen.

Dr. Philippe Lavalle, Forschungsleiter bei Inserm, sagt, dass sie auch festgestellt haben, dass "der Film das Wachstum und die langfristige Vermehrung von Staphylokokken-Bakterien hemmt (Staphylococcus aureus), Hefestämme (Candida albicans) oder Pilze (Aspegillus fumigatus) die häufig eine implantatbedingte Infektion verursachen. "

Das Team erwartet, dass der Film in einigen Jahren verfügbar sein wird.

Eine wirksame Alternative zu Antibiotika

Implantierbare medizinische Geräte bieten eine ideale Oberfläche für mikrobielle Kolonien. Dies kann zu einer Infektion und Entzündung und Abstoßung des Implantats führen.

Gegenwärtig werden Antibiotika verwendet, um das Risiko solcher Infektionen zu verringern, aber das Wachstum von arzneimittelresistenten Mikroben macht sie weniger wirksam.

Trotz mehrerer Schichten ist der neue Biofilm nur wenige hundert Nanometer dick und für das bloße Auge unsichtbar. Es besteht aus zwei Substanzen: Polyarginin und Hyaluronsäure.

Das Polyarginin bewirkt, dass das Immunsystem seine entzündungshemmende Wirkung unterdrückt, und die Hyaluronsäure, die natürlicherweise im Körper vorkommt und damit kompatibel ist, hemmt das bakterielle Wachstum.

Der Film ist auch mit natürlichen antimikrobiellen Peptiden, einschließlich Catestatin eingebettet. Diese sind nicht nur sehr effektiv gegen Mikroben - sie töten sie, indem sie Löcher in ihre Zellwände stanzen und Gegenbewegungen blockieren - sie sind für den Körper ungiftig.

Ein weiteres wichtiges Merkmal des Biofilms ist seine Silberbeschichtung. Dies verlängert seine antimikrobielle Aktivität, wie Dr. Lavalle erklärt:

"Silber ist ein antiinfektiöses Material, das derzeit auf Kathetern und Verbänden verwendet wird. Diese Strategie ermöglicht es uns, die antimikrobielle Aktivität langfristig zu verlängern."

In einem kürzlichen Spotlight-Artikel Medizinische Nachrichten heute sprach mit einem Wissenschaftler, dessen Team Nanosensoren entwickelt, um Infektionen auf Implantaten zu erkennen, bevor Symptome auftreten. Das Team hat die Technologie bereits an Titan-Hüftimplantaten und Kathetern getestet.

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