Biointelligente Materialien und Biologische Transformation

Keine Chance für resistente Keime

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Untersuchungen zur

Bei dem Einsetzen eines Implantats kann es durch Bakterien zu starken Entzündungen kommen. Dabei stellen multiresistente Keime und die zurückgehende Anzahl wirksamer Antibiotika die größte Gefahr für den Patienten dar. Ziel des Fraunhofer-internen Projektes »Synergy-Boost« ist es, einen signifikanten Beitrag zur Entwicklung von Strategien gegen Infektionen, insbesondere gegen multiresistente Erreger, zu leisten.

Um die implantatassoziierten Infektionen zu unterdrücken wird in dem Forschungsvorhaben die synergetische Wirkung von Antibiotika und Silber genutzt und auf Implantatoberflächen übertragen. Die Effektivität von Antibiotika kann durch Präsenz von Silberionen um den Faktor 10 bis 1000 erhöht werden. Diese verstärkende Wirkung haben die beteiligten Institute gegen verschiedene Bakterien – auch gegen multiresistente Keime (MRSA) – bereits im Labor belegt. Die Kombination bringt den Vorteil, dass weniger Antibiotikum eingesetzt werden kann und Antibiotika, gegen die sich bereits Resistenzen gebildet haben, in Kombination mit Silber wieder eingesetzt werden können. Die Resistenzschwelle der Keime kann durch die höhere Wirksamkeit überwunden werden.

Zur Vermeidung von postoperativen Entzündungen ist es essenziell, dass ein Antibiotikum an der Implantationsstelle in ausreichender Form und Dauer vorliegt. Für diese lokale Freisetzung werden Releaseschichten generiert, die die Wirkstoffkombination aus Antibiotika und Metallionen definiert abgeben können. Hierzu werden mit verschiedenen Methoden metallhaltige poröse Beschichtungen auf den Implantatoberflächen generiert. Das Antibiotikum wird erst kurz vor der Operation in die Implantatoberfläche eingebracht. Dazu wird ein Implantat mit der »Synergy-Boost Technologie« entsprechend des Antibiogramms des Patienten individuell imprägniert. Für den Nachweis der erfolgreichen Entwicklung werden die Laborergebnisse in einem Infektionsmodell überprüft, der Prozess hochskaliert und dessen Prozessfähigkeit nachgewiesen. Zur Sicherung der Verwertbarkeit der Ergebnisse werden hierbei die grundlegenden Anforderungen an die Dokumentation für Entwicklungen in der Medizintechnik umgesetzt.